高光譜成像技術在藻類表型研究中的應用

藻類作為水體中最重要的初級生產者，對整個生態系統乃至地球圈的穩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和生態學中非常重要的熱點。目前藻類表型組學研究發展速度極為迅猛。藻類表型組學一方面是藻類基因組學的補充與驗證，解釋基因組和環境因素對植物表型的復雜作用及中間的變化過程；另一方面可以用于經濟藻類的抗逆生理研究和遺傳育種，獲取更優良的經濟藻種；還可以用于水華、赤潮的發生機理研究。

易科泰公司長期致力于農業-生態-健康領域，整合技術資源，且自主研發生產了AlgaTech^®高通量藻類表型分析平臺，為藻類生物質能源及高通量表型研究領域提供全面解決方案，包括藻類葉綠素熒光與光合作用測量、藻類葉綠素熒光成像分析、藻類培養與在線監測及高通量藻類表型分析等。

應用案例1：

綠藻是一類光合自養生物，廣泛分布于淡水和海水環境中，是水生生態系統中初級生產者的重要組成部分。其中一些綠藻種類能夠適應環境，如高鹽度、高輻射或低溫條件等。奧地利研究學者利用400-900nm高光譜顯微成像技術對幾種雪藻和氣生綠藻進行了高強度光照適應性研究，結果發現，雪藻中的Chlamydomonas nivalis 和 Chlainomonas sp.品種的細胞光譜在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，這可能是一種生態相關的光保護機制。

高光譜成像技術不僅可以區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光譜變化，還可以用于區分由不同色素（如蝦青素、葉綠素）產生的信號，高光譜顯微成像技術揭示了活體單細胞藻類的光譜特性，這對于理解藻類在應對高輻射和其他脅迫方面的生態學具有潛在的應用價值。

應用案例2：

中國海洋大學藻類遺傳學與育種研究團隊使用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）、藻藍蛋白（PC）、別藻藍蛋白（APC）和葉綠素a（Chla））進行了定量分析，展現了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。

參考文獻：[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.

易科泰生態技術公司提供藻類生物質能源研究及高通量表型研究技術全面解決方案，包括藻類葉綠素熒光與光合作用測量、藻類葉綠素熒光成像分析、藻類培養與在線監測及AlgaTech高通量藻類表型分析等。