高通量光学成像系统助力应用于藻类表型研究

日前，由北京易科泰生态技术有限公司提供的国内首套海洋生物表型组高通量光学成像系统在中国海洋大学安装测试完成。

这套系统包括3个子系统：

• FKM多光谱荧光动态显微成像系统

• FluorCam多光谱荧光成像系统

• Specim IQ 高光谱成像仪

FluorCam多光谱荧光成像系统是FluorCam叶绿素荧光成像技术的高级扩展产品，既可用于叶绿素荧光动态成像分析，又可用于长波段UV紫外光对植物叶片激发产生的MCF多光谱荧光成像测量分析，还可选配绿色荧光蛋白GFP等稳态荧光的成像测量。FluorCam广泛应用于藻类光合功能基因、逆境胁迫、藻类生态、经济藻类育种以及生物能源开发等研究。其中，MCF多光谱荧光尤其适用于病害造成的次生代谢组总体分析及藻类防御机制研究。

紫菜感染病害的MCF多光谱荧光成像分析

FKM（Fluorescence Kinetic Microscope）多光谱荧光动态显微成像系统是目前功能最为强大全面的植物显微荧光研究仪器，是基于FluorCam叶绿素荧光成像技术的显微成像定制系统。FKM使荧光成像技术真正成为光合作用机理研究的探针，使科研工作者在藻类和高等植物细胞与亚细胞层次深入理解光合作用过程及该过程中发生的各种变化，为直接研究叶绿体中光合系统的工作机理提供了最为有力的工具。FKM作为藻类/植物表型和基因型显微研究的双重利器，得到了学界的广泛认可并取得了大量的科研成果。FKM与FluorCam多光谱荧光成像系统配合可以全面反映病害等胁迫因素对藻类宏观和微观两个层次的影响。

紫菜病害感染后的叶绿素荧光显微成像图：左图为最大荧光Fm，右图为最大光化学效率Fv/Fm；1为病害最初感染区域，2为病害扩散区域，3为尚未感染区域

Specim IQ 高光谱成像仪是一款完整的、便携的、手持式高光谱相机，集高光谱数据采集、分析处理、结果可视化等功能特点于一体。其所需的全部组件均集成在紧凑、轻量级机身上，具备IP等级防护和全自动运行，系统自带可充电电池和可替换的标准存储卡。测量得到的高光谱成像图可以进一步解释藻类胁迫中后期的色素分解、细胞结构受损等。

中国海洋大学希望通过这一系统广泛开展不同基因型藻类在逆境胁迫下的表型分析研究，从而揭示藻类抗逆适应的机理，为优良经济藻种开发提供理论依据。