بخشی از مقاله
چکیده
تعیین مقیاس هوکر نی برز و سرعت رشد قطر کالوس در کشت بافت کلزا از اهمیت ویژ های برخوردار است. استفاده از ماشین بینایی این امکان را فراهم می سازد که تغییرات ابعادی و ظاهری نمونه های کالوس کلزا در زمانهای دلخواه ثبت گردیده و برای تحلیلهای تکمیلی مورد استفاده قرار گیرند .
عدم تخریب نمونه های کشت کالوس، حفظ محیط استریل و عاری از باکتری و قارچ و دقت بسیار بالا از مزایای کاربردی استفاده از ماشین بینایی در کشت بافت کلزا میباشد. ماشین بینایی با ضریب همبستگی 0/98 مقیاس هوکر را که یک مقیاس مقایسهای برای درجهبندی کالوسها است، به کمک شبکه عصبی بهینه محاسبه نموده است . متوسط رشد قطر کالوس کلزا در دوره اول زمانی چهار روزه از 0/29 به 0/06 میلیمتر در روز در دوره پنجم زمانی کاهش یافته است.
.1 مقدمه
دانههای روغنی از جمله کلزا - Brassica napus L. - پس از غلات دومین ذخیره غذایی جهان را تشکیل میدهند، کلزا بعد از سویا و نخل روغنی مقام سوم را در تأمین روغن نباتی به خود اختصاص داده است. دانه کلزا دارای 25 تا 55 درصد روغن، 18 تا 24 درصد پروتئین و 12 تا 20 درصد پوست است . روغن کلزا به دلیل حضور اسیدهای چرب اشباع نشده و فاقد کلسترول از کیفیت تغذیه ای بالایی برخوردار است .
در ایران نیز نوعی کلزا در حدود 500 سال پیش به عنوان منداب شناخته شده بود، ولی کشت ارقام اصلاح شده آن از اوایل دهه 70 آغاز گردید . هرچند که میزان روغن حاصل از دانههای روغنی تولید داخل حدود هشت درصد نیاز خام کشور را تامین میکند به هر حال بیش از 90 درصد مصرف داخلی روغنهای خوراکی کشور از طریق واردات اتمین میشود. به این لحاظ لزوم برنامه ریزی بلند مدت و منسجم با هدف رسیدن به خودکفایی در تولید روغن های خوراکی غیر قابل انکار خواهد بود . چندیست که گیاه کلزا به عنوان یک گیاه مناسب روغنی برای کشت در شرایط آب و هوایی کشور مورد توجه قرار گرفته است .
با ترکیب روش های مناسب و عم لی زراعی و بهبود ژنتیک واریته های کلزا بطور تصاعدی با افزایش عملکرد محصول و کیفیت آن مواجه خواهیم شد . تخمین زده میشود که تقریباً نصف افزایش در عملکرد محصول در 50 سال اخیر در نتیجه بهبود ژنتیکی گیاهان حاصل شده است و نصف دیگر آن مربوط به بهبود مدیریت و تکنیک های مرتبط با آن - کود، آبیاری، کنترل بیماریها و آفات - میباشد .
در سال 1904 هانیگ، روش جدیدی از کشت گیاهان به نام کشت بافت را ارائه نمود که یکی از انواع آن کشت کالوس ٌ میباشد. اگر یک بافت تمایز یافته از گیاه جدا شود و در شرایط آزمایشگاهی تولید یک توده سلولی تمایز نیافته به نام کالوس نماید، این پدیده را کشت کالوس می نامند .
در سالهای گذشته کالوس کلزا با هدف اصلاح رقمهای مختلف کلزا مورد توجه قرار گرفته است . باکتریها و قارچها باعث کاهش عملکرد و همچنین کاهش کیفیت تولیدات گیاهی میشوند. مشکل اصلی در مشاهدات تماسی می باشد، در حین مرحله رشد کالوس کلزا اندازه - گیری مشخصات فیزیکی آن به صورت تماسی سبب آلوده شدن و تخریب اکثر نمونههای کشت میگردد
کشت کالوس کلزا با هدف دست یابی به گیاهان عاری از قارچ و باکتری در آزمایشگاههای کنترل شده کشت بافت انجام می گیرد. کشت کالوس زمانی دارای ارزش و نتایج معتبر علمی خواهد بود که در طی مشاهدات محیط کشت آن استریل و ایزوله باقی بماند . این عمل منوط به حذف مشاهدات تماسی و جایگزین کردن آن با مشاهدات غیرتماسی است. استفاده از ماشین بینایی این امکان را فراهم می سازد که تغییرات ابعادی و ظاهری نمونه های کالوس در زمان های دلخواه ثبت گردیده و برای تحلیل های تکمیلی مورد استفاده قرار گیرند . عدم تخریب نمونه های کشت کالوس، حفظ محیط استریل و عاری از باکتری و قارچ، صرفه جویی در هزینه و وقت، دقت در یکنواختی کنترل مشاهدات و در نهایت فراهم کردن یک محیط کاملا کنترل شده برای کشت کالوس کلزا از مزایای کاربردی استفاده از ماشین بینایی میباشد.
کارهای انجام شده در زمینه ماشین بینایی و پردازش تصویر گسترده و در حال پیشرفت است، به طوری که همه علوم با این علم نوین در ارتباط هستند . خوشبختانه کارهای زیادی در زمینه پردازش تصویر و ماشین بینایی در کشاورزی انجام شده اما با مروری بر این تحقیقات خواهیم دید که جای این علم روز د نیا در آزمایشگاه های بیوتکنولوژی بسیار خالی است. پردازش تصویر میتواند با توجه به حساسیت بالای کشت بافت کمک بسیاری در جهت مشاهدات دقیق با حفظ شرایط ایزوله در آزمایشگاههای بیوتکنولوژی نماید.
کوکٍ - 2007 - حجم هندوانه را به وسیله جابه جایی در آب، تقریب بیضی و پردازش تصویر محاسبه نمود . برای تعیین حجم هندوانه در روش تقریب بیضی از طول، قطر کوچک و قطر بزرگ استفاده شد و در روش پردازش تصویر از عکس های گرفته شده برای هندوانه با دوربین کیفیت پایین CMOS استفاده گردید. این دوربین با فاصله کانونی 20 میلیمتر و زاویه دید ع ریض در فاصله 40 ساتتیمتری میز تصویربرداری، قرار گرفته است . محدوده وزنی هندوانههای استفاده شده بین 3/77 تا 9/48 کیلوگرم بوده است .
حجمهای بدست آورده شده از دو روش پردازش تصویر و تقریب به روش بیضی با حجم محاسبه شده توسط جابه جایی در آب مقایسه گردید و توسط آزمون T مورد تحلیل قرار گرفتند . حجم تخمین زده شده توسط روش بیضی اختلاف معنی داری با حجم جابه جایی در آب داشت - p <0/ 05 - ولی حجم محاسبه شده توسط پردازش تصویر اختلاف معنیداری با حجم جابهجایی در آب نداشت 0/05 - . - p > اختلاف میانگین در حجم محاسبه توسط روش بیضی و حجم اندازه گیری شده توسط جابهجایی در آب 0/467 لیتر بوده این در حالی است که اختلاف میانگین در حجم محاسبه توسط روش پردازش تصویر و حجم اندازه گیری شده توسط جابهجایی در آب 0/218 لیتر میباشد .[
امید و همکاران - 2010 - با استفاده از تکنیک پردازش تصویر حجم تعدادی از مرکبات نظیر لیمو، لیموترش، پرتقال و نارنگی را اندازه گیری نمودند. از دو دوربین با دید عمود بر هم استفاده گردیده و یک الگوریتم موثر برای پردازش تصویرکه به وسیلهی ویژوال بیسیک - VB - تهیه شده است. پردازش تصویر شامل سه قسمت اصلی جداسازی پس زمینه، بالابردن کیفیت تصویر و کالیبراسیون تصویر می باشد. در این سیستم تصویر به صورت اتوماتیک تهیه شده وبه قسمت پردازش تصویر ارسال می گردد.
در مرحله پردازش بعد از جداسازی پس زمینه و بالابردن کیفیت تصویر یا همان فیلتر کردن نویزهای احتمالی، حجم محاسبه می گردد. حجم محاسبه شده از طریق روابط قابل محاسبه برای نرم افزار خواهد بود . مقایسه حجم های بدست آمده از پردازش تصویر برای میوه های لیمو، لیموترش، پرتقال و نارنگی با حجم بدست آمده از روش جابه جایی در آب نشان می دهد حجم میوه های ذکر شده توسط پردازش تصویر به ترتیب دارای ضریب همبستگی 0/962، 0/970، 0/985 و 0/959 میباشند.
همچنین نتایج حاصل از آزمون T نشان داد محدودهای که %95 اختلاف میانگین ها در آن قرار می گیرند به ترتیب - -1/62 :1/74 - ، - -7/20 :7/57 - ، :6/84 - - -6/54، - -4/83 :6/15 - سانتیمتر مکعب میباشند. نتایج بدست آمده نشان می دهدکه شکل مرکبات در دقت ماشین بینایی تاثیر نخواهد داشت و با توجه به اینکه همبستگی بالایی بین حجم و جرم وجود دارد می توان به راحتی با توسعه این سیستمها جرم را برای مرکبات محاسبه نمود .
تا یوانٌ و سینگکیونگٍ - 2007 - یک سیستم اتوماتیک برای محاسبه حجم و مساحت محصولات کشاورزی متقارن همچون تخم مرغ، لیمو، لیموترش ارائه دادند . این سیستم توسط یک میکروکنترلر هدایت می شود و تصویر گرفته شده را به صورت خاکستری به نمایشگر می فرستد و محدودهی تصویربرداری توسط یک لامپ حبابی 100 وات روشن میگردد.
پردازش تصویر در این تحقیق از سه بخش - 1 صاف کردن تصویر - 2 لبهیابی و جداسازی پسزمینه - 3 کالیبراسیون ابعادی تشکیل شده است . اعتبارسنجی سیستم با مقایسه حجم های بدست آمده از پردازش تصویر برای تخممرغ، لیمو و لیموترش با حجم جابه جایی در آب صورت گرفت و سپس داده ها را با آزمون T در نرم افزار MINITAB مقایسه نمودند.
نتایج بدست آمده از مقایسه حجم های محاسبه شده با حجم های واقعی و مساحت های محاسبه شده با مساحت های واقعی نشان داد که بیشترین درصد اختلاف در حجم %6/68 و در مساحت %4/19 با مقدارهای واقعی میباشد.
یانگجنَ و فانفنُ - - 2010 سیستم هدایت گیره برداشت نشاء گل مریم در کشت بافت را ارائه دادند که بر مبنای پردازش تصویر طراحی گردیده است. در حال حاضر گل مریم یکی از مهمترین محصولات صادراتی کشور تایوان میباشد و آن را از طریق کشت بافت تکثیر مینمایند. در زمان کشت یا انتقال نشاء باید محل گرفتن نشاء و برش آن با حداکثر دقت انتخاب شود تا کشت بافت مناسبی بدست آید .
