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  藻類作為水體中最重要的初級生產(chǎn)者，對整個生態(tài)系統(tǒng)乃至地球圈的穩(wěn)定都起著極為重要的作用。因此，對藻類的研究一直是生物學(xué)和生態(tài)學(xué)中非常重要的熱點。目前藻類表型組學(xué)研究發(fā)展速度極為迅猛。藻類表型組學(xué)一方面是藻類基因組學(xué)的補(bǔ)充與驗證，解釋基因組和環(huán)境因素對植物表型的復(fù)雜作用及中間的變化過程；另一方面可以用于經(jīng)濟(jì)藻類的抗逆生理研究和遺傳育種，獲取更優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)藻種；還可以用于水華、赤潮的發(fā)生機(jī)理研究。

  易科泰公司長期致力于農(nóng)業(yè)-生態(tài)-健康領(lǐng)域，整合國際先進(jìn)技術(shù)資源，且自主研發(fā)生產(chǎn)了AlgaTech^?高通量藻類表型分析平臺，為藻類生物質(zhì)能源及高通量表型研究領(lǐng)域提供全面解決方案，包括藻類葉綠素?zé)晒馀c光合作用測量、藻類葉綠素?zé)晒獬上穹治?、藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測及高通量藻類表型分析等。

圖左、中：AlgaTech^?高通量表型分析平臺；圖右：Specim IQ高光譜相機(jī)

應(yīng)用案例1：

綠藻是一類光合自養(yǎng)生物，廣泛分布于淡水和海水環(huán)境中，是水生生態(tài)系統(tǒng)中初級生產(chǎn)者的重要組成部分。其中一些綠藻種類能夠適應(yīng)極端環(huán)境，如高鹽度、高輻射或低溫條件等。奧地利研究學(xué)者利用400-900nm高光譜顯微成像技術(shù)對幾種雪藻和氣生綠藻進(jìn)行了高強(qiáng)度光照適應(yīng)性研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雪藻中的Chlamydomonas nivalis 和 Chlainomonas sp.品種的細(xì)胞光譜在400-550納米波段顯示出高吸收，這與次級類胡蘿卜素（如蝦青素）的已知吸收特性相一致；氣生綠藻則在細(xì)胞水分喪失后，顯示出400-500nm波段的吸收增加，這可能是一種生態(tài)相關(guān)的光保護(hù)機(jī)制。

上圖：多個雪藻品種顯微成像圖；下圖：雪藻Chlainomonas sp.和Chlamydomonas nivalis顯示出相似的光譜模式，細(xì)胞主體的吸收最高，在400-600nm波段中發(fā)現(xiàn)了高吸收，并在大約680nm處有一個額外的吸收峰，不同的細(xì)胞也被高光譜成像清晰地描繪出來

上圖：綠色藻類Zygnema sp.顯微成像圖；下圖：在400nm處光譜值最高，之后吸收急劇下降，在500nm處達(dá)到最小，在大約680nm處清晰地出現(xiàn)另一吸收峰。在未經(jīng)處理的細(xì)胞中，細(xì)胞主體的吸收相當(dāng)均勻，向細(xì)胞外圍逐漸減少（b）。當(dāng)Zygnema sp.細(xì)胞質(zhì)壁分離時，觀察到明顯的原生質(zhì)體收縮（c），400-500nm波長帶的光譜特性略有變化，680nm處的峰值強(qiáng)度增加了。在Zygnema sp.絲狀體干燥時觀察到更劇烈的效果（e），光譜吸收水平增加了。相比之下，在干燥的Zygogonium ericetorum細(xì)胞中沒有觀察到這種變化（f）。

高光譜成像技術(shù)不僅可以區(qū)分混合樣本中的不同藻類物種，研究藻類或浮游植物的動態(tài)光譜變化，還可以用于區(qū)分由不同色素（如蝦青素、葉綠素）產(chǎn)生的信號，高光譜顯微成像技術(shù)揭示了活體單細(xì)胞藻類的光譜特性，這對于理解藻類在應(yīng)對高輻射和其他脅迫方面的生態(tài)學(xué)具有潛在的應(yīng)用價值。

應(yīng)用案例2：

中國海洋大學(xué)藻類遺傳學(xué)與育種研究團(tuán)隊使用AlgaTech?高通量表型分析平臺的VNIR高光譜成像模塊對條斑紫菜的四種重要光合色素含量（藻紅蛋白（PE）、藻藍(lán)蛋白（PC）、別藻藍(lán)蛋白（APC）和葉綠素a（Chla））進(jìn)行了定量分析，展現(xiàn)了AlgaTech?高通量藻類表型分析平臺在藻類表型研究中的巨大潛力。

圖左：基于最優(yōu)PLSR和SVR模型的四種光合色素（PE/PC/APC/Chla）含量的預(yù)測值和實測值的散點圖。其中▲為訓(xùn)練集數(shù)據(jù)，×為驗證集數(shù)據(jù)；圖：條斑紫菜RGB圖像及四種光合色素（PE/PC/APC/Chla）含量預(yù)測分布

參考文獻(xiàn)：[1] Holzinger, Andreas, Michael C. Allen, and Dimitri D. Deheyn. "Hyperspectral imaging of snow algae and green algae from aeroterrestrial habitats." Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology 162 (2016): 412-420.

[2] Che, Shuai, et al. "Quantification of photosynthetic pigments in Neopyropia yezoensis using Hyperspectral imagery." Plant Phenomics 5 (2023): 0012.

易科泰生態(tài)技術(shù)公司提供藻類生物質(zhì)能源研究及高通量表型研究技術(shù)全面解決方案，包括藻類葉綠素?zé)晒馀c光合作用測量、藻類葉綠素?zé)晒獬上穹治觥⒃孱惻囵B(yǎng)與在線監(jiān)測及AlgaTech高通量藻類表型分析等。