高通量光學成像系統助力應用于藻類表型研究

日前，由北京易科泰生態技術有限公司提供的國內首套海洋生物表型組高通量光學成像系統在中國海洋大學安裝測試完成。

這套系統包括3個子系統：

• FKM多光譜熒光動態顯微成像系統

• FluorCam多光譜熒光成像系統

• Specim IQ 高光譜成像儀

FluorCam多光譜熒光成像系統是FluorCam葉綠素熒光成像技術的高級擴展產品，既可用于葉綠素熒光動態成像分析，又可用于長波段UV紫外光對植物葉片激發產生的MCF多光譜熒光成像測量分析，還可選配綠色熒光蛋白GFP等穩態熒光的成像測量。FluorCam廣泛應用于藻類光合功能基因、逆境脅迫、藻類生態、經濟藻類育種以及生物能源開發等研究。其中，MCF多光譜熒光尤其適用于病害造成的次生代謝組總體分析及藻類防御機制研究。

紫菜感染病害的MCF多光譜熒光成像分析

FKM（Fluorescence Kinetic Microscope）多光譜熒光動態顯微成像系統是目前功能最為強大全面的植物顯微熒光研究儀器，是基于FluorCam葉綠素熒光成像技術的顯微成像定制系統。FKM使熒光成像技術真正成為光合作用機理研究的探針，使科研工作者在藻類和高等植物細胞與亞細胞層次深入理解光合作用過程及該過程中發生的各種變化，為直接研究葉綠體中光合系統的工作機理提供了最為有力的工具。FKM作為藻類/植物表型和基因型顯微研究的雙重利器，得到了學界的廣泛認可并取得了大量的科研成果。FKM與FluorCam多光譜熒光成像系統配合可以全面反映病害等脅迫因素對藻類宏觀和微觀兩個層次的影響。

紫菜病害感染后的葉綠素熒光顯微成像圖：左圖為最大熒光Fm，右圖為最大光化學效率Fv/Fm；1為病害最初感染區域，2為病害擴散區域，3為尚未感染區域

Specim IQ 高光譜成像儀是一款完整的、便攜的、手持式高光譜相機，集高光譜數據采集、分析處理、結果可視化等功能特點于一體。其所需的全部組件均集成在緊湊、輕量級機身上，具備IP等級防護和全自動運行，系統自帶可充電電池和可替換的標準存儲卡。測量得到的高光譜成像圖可以進一步解釋藻類脅迫中后期的色素分解、細胞結構受損等。

中國海洋大學希望通過這一系統廣泛開展不同基因型藻類在逆境脅迫下的表型分析研究，從而揭示藻類抗逆適應的機理，為優良經濟藻種開發提供理論依據。