FluorCam多光譜(pu)熒光(guang)應(ying)用案(an)例(li)——藥用植(zhi)物(wu)種植與有(you)效(xiao)成(cheng)分快速檢測(ce)

藥用植(zhi)物(wu)的(de)有(you)效(xiao)成(cheng)分主(zhu)要來(lai)源於植(zhi)物(wu)次(ci)生(sheng)代(dai)謝所產生(sheng)的(de)壹(yi)系(xi)列復(fu)雜化(hua)合(he)物(wu)，主(zhu)要包(bao)括(kuo)多酚、黃(huang)酮等(deng)。而這(zhe)些(xie)次生代(dai)謝物(wu)質(zhi)在(zai)藥(yao)用植(zhi)物(wu)生(sheng)長(chang)良好(hao)的(de)情(qing)況下往(wang)往(wang)含(han)量不(bu)高(gao)。用特(te)定培(pei)養方法(fa)提(ti)高(gao)次(ci)生代(dai)謝含(han)量後(hou)，藥用植(zhi)物(wu)的(de)生(sheng)物(wu)量又會(hui)下(xia)降(jiang)，植株的(de)總(zong)有(you)效(xiao)成(cheng)分也會(hui)降(jiang)低。因(yin)此藥(yao)用植(zhi)物(wu)種植與作物(wu)種植有(you)很(hen)大不(bu)同，不(bu)能壹(yi)味(wei)追(zhui)求(qiu)良(liang)好(hao)的(de)生(sheng)長(chang)條件(jian)和高(gao)生(sheng)物(wu)量，而需要在生物(wu)量和有(you)效(xiao)成(cheng)分如(ru)多酚含(han)量間達到(dao)壹(yi)個(ge)非常優(you)平衡點(dian)。

韓國國立(li)忠北(bei)大學(xue)使用紅綠(lv)藍(lan)（RGB）三色LED光源模(mo)擬(ni)了(le)三種單色光和不(bu)同配(pei)比(bi)紅藍(lan)/紅綠(lv)藍(lan)混(hun)色光的(de)光(guang)照(zhao)培(pei)養條件(jian)，研(yan)究(jiu)不同培(pei)養光質(zhi)對(dui)黃(huang)瓜(gua)假(jia)還陽(yang)參(can)培(pei)育(yu)的(de)影(ying)響。通(tong)過(guo)FluorCam葉綠(lv)素(su)熒(ying)光(guang)成像(xiang)分析(xi)和總(zong)多酚含(han)量檢測(ce)，綜(zong)合(he)結(jie)果分析(xi)，R8G1B1的(de)光(guang)照(zhao)比(bi)例(li)被認為(wei)是(shi)非常優(you)的(de)培(pei)養光照(zhao)比(bi)例(li)（Park, 2020）。這(zhe)為(wei)相關的(de)藥(yao)用植(zhi)物(wu)大(da)規(gui)模(mo)人(ren)工培(pei)養提供(gong)了(le)理論(lun)依(yi)據和培(pei)養方案(an)。

圖1. 左(zuo)：不同光(guang)質培(pei)養的(de)黃(huang)瓜(gua)假(jia)還陽(yang)參(can)；中：葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光(guang)成像(xiang)分析(xi)；右：總多酚含(han)量分析(xi)

但(dan)是要分析(xi)這(zhe)些(xie)次生代(dai)謝化(hua)合(he)物(wu)壹(yi)般都(dou)是使用高(gao)效(xiao)液相色譜或是(shi)其(qi)他(ta)化(hua)學(xue)分析(xi)方(fang)法。這(zhe)些(xie)分析(xi)方(fang)法雖然高效(xiao)準(zhun)確，但(dan)很(hen)多時候(hou)只能分析(xi)壹(yi)種或者(zhe)幾(ji)種特(te)定化(hua)合(he)物(wu)，難以(yi)衡量植(zhi)物(wu)總(zong)體(ti)的(de)次(ci)生(sheng)代(dai)謝水平(ping)。同時由(you)於需(xu)要對植物(wu)樣品進(jin)行(xing)破壞(huai)性(xing)處(chu)理(li)，因(yin)此無法進(jin)行(xing)次生(sheng)代(dai)謝的(de)長(chang)期(qi)動態(tai)測量，也不(bu)能提供次生(sheng)代(dai)謝在植(zhi)物(wu)不(bu)同部(bu)位分布(bu)的(de)相關信(xin)息(xi)。

而通過多光譜(pu)熒光(guang)成像(xiang)技術(shu)對(dui)藥(yao)用植(zhi)物(wu)次(ci)生(sheng)代(dai)謝總體(ti)水(shui)平進(jin)行(xing)研(yan)究(jiu)，快速檢測(ce)其(qi)有(you)效(xiao)成(cheng)分的(de)相對含(han)量，無疑(yi)是這(zhe)壹(yi)技術(shu)未(wei)來(lai)的(de)重要應(ying)用方(fang)向(xiang)。目前(qian)上(shang)開(kai)展(zhan)的(de)工作(zuo)如(ru)通過FluorCam多光譜(pu)熒光(guang)成像(xiang)系(xi)統(tong)研(yan)究(jiu)向(xiang)列當對向(xiang)日葵的(de)早期(qi)寄生(sheng)（Ortiz-Bustos, 2016）；高(gao)光與紫外光(guang)培(pei)養對積雪草(cao)黃(huang)酮類化(hua)合(he)物(wu)含(han)量影(ying)響等(deng)。在(zai)可以(yi)預(yu)期(qi)的(de)未(wei)來(lai)，這(zhe)壹(yi)技術(shu)將(jiang)成(cheng)為(wei)藥(yao)用植(zhi)物(wu)研(yan)究(jiu)的(de)重要工具(ju)之壹(yi)。

圖2. 向(xiang)日葵接(jie)種列當的(de)多光譜(pu)熒光(guang)成像(xiang)分析(xi)

參(can)考(kao)文獻(xian)：

1. Park SY, et al. 2020. Manipulating light quality to promote shoot growth and bioactive compound biosynthesis of Crepidiastrum denticulatum (Houtt.) Pak & Kawano c*ted in plant factories. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants 16: 100237

2. Ortiz-Bustos CM, et al. 2016. Fluorescence Imaging in the Red and Far-Red Region during Growth of Sunflower Plantlets. Diagnosis of the Early Infection by the Parasite Orobanche cumana. Front. Plant Sci. 7:884

北(bei)京易科泰生(sheng)態(tai)技術(shu)公(gong)司提供藥(yao)用植(zhi)物(wu)研(yan)究(jiu)全(quan)面(mian)技術(shu)方(fang)案(an)：

lFluorPen、FluorCam葉綠(lv)素(su)熒(ying)光(guang)/多光譜(pu)熒光(guang)技術(shu)

lSL3500、FytoScope智能(neng)LED光(guang)源與生長(chang)箱(xiang)

lSpectraPen/PolyPen、Specim高光譜測(ce)量技術(shu)

lThermo-RGB紅外熱(re)成(cheng)像(xiang)技術(shu)

lPlantScreen植物(wu)高(gao)通(tong)量表(biao)型成(cheng)像(xiang)分析(xi)平(ping)臺(tai)

lEcoDrone無人機(ji)遙(yao)感(gan)技術(shu)方(fang)案(an)