藻(zao)類表型分析(xi)技術(shu)應(ying)用(yong)案(an)例二(er)

表型（Phenotype）是基(ji)因(yin)組(zu)（Genome）和環(huan)境(Environment)共(gong)同作(zuo)用的(de)結(jie)果，近(jin)年(nian)來(lai)，隨(sui)著(zhe)高(gao)通(tong)量測(ce)序(xu)技(ji)術(shu)的(de)快(kuai)速發(fa)展(zhan)，基(ji)因(yin)組(zu)的研(yan)究(jiu)更加簡(jian)單(dan)快(kuai)速，然(ran)而由於(yu)植(zhi)物(wu)表型本身(shen)的復(fu)雜性以(yi)及動態(tai)變化的(de)特性，表型研究滯(zhi)後於(yu)基(ji)因(yin)組(zu)研究(jiu)[1]。目(mu)前表型研究主(zhu)要集(ji)中(zhong)在(zai)植(zhi)物(wu)/作物領域(yu)，在(zai)藻類(lei)領域(yu)，表型組(zu)學研(yan)究剛剛起步(bu)，但(dan)發展(zhan)速度(du)極(ji)為迅(xun)猛(meng)。

藻類(lei)表型組(zu)學需(xu)要全(quan)面(mian)分析(xi)藻類(lei)的(de)表型特征，尤其(qi)是(shi)光(guang)合生(sheng)理、形(xing)態(tai)、顏(yan)色、色素(su)組(zu)成(cheng)與分(fen)布(bu)、不同色素(su)的(de)光(guang)合貢獻(xian)、脅(xie)迫(po)生(sheng)理等方(fang)面(mian)的測量(liang)與分(fen)析(xi)，使(shi)藻類表型數字化、生(sheng)理生(sheng)態(tai)及功能(neng)可(ke)視化，這(zhe)就需(xu)要針對藻(zao)類(lei)表型專(zhuan)門設(she)計的(de)技(ji)術解(jie)決方(fang)案(an)。

易(yi)科泰(tai)為中(zhong)國海(hai)洋大(da)學設(she)計的(de)模塊式(shi)藻類(lei)表型分析(xi)系統

表型易(yi)受(shou)外界環(huan)境(Environment)影(ying)響，相(xiang)同細(xi)胞(bao)、組(zu)織和(he)個(ge)體(ti)在(zai)不同環(huan)境下(xia)均(jun)存在(zai)著差(cha)異[2]。衣藻(zao)常見(jian)的培(pei)養方式(shi)是液(ye)體(ti)培(pei)養基(ji)和(he)光(guang)照(zhao)培(pei)養，然而在(zai)瓊脂板(ban)和(he)黑(hei)暗(an)環(huan)境下(xia)衣(yi)藻也可(ke)以生(sheng)長(chang)[3]，科學家(jia)們(men)為了研究(jiu)不同培(pei)養環(huan)境下(xia)衣(yi)藻的基(ji)因(yin)表達，根據(ju)培(pei)養基(ji)狀(zhuang)態(tai)和光(guang)照(zhao)條(tiao)件(jian)設計了正交(jiao)實(shi)驗(yan)，MC 1000多(duo)通(tong)道藻(zao)類培(pei)養與在(zai)線監(jian)測系統具備(bei)同時單(dan)獨控制8組(zu)實(shi)驗(yan)的環(huan)境條(tiao)件(jian)，成(cheng)為了此研(yan)究的*，其(qi)研(yan)究(jiu)成(cheng)果發表於(yu)《PLOS ONE》。

Bogaert，2018

光(guang)合作用是(shi)光(guang)合生(sheng)理研(yan)究(jiu)的(de)熱點(dian)，葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光(guang)測(ce)量(liang)技(ji)術作為植(zhi)物(wu)光(guang)合作用研(yan)究的(de)探針[4]，目(mu)前已(yi)涵蓋細(xi)胞(bao)亞細胞(bao)水平(ping)、個體(ti)乃至(zhi)群落水(shui)平(ping)，是表型研究的有(you)力(li)工具(ju)。煙(yan)臺(tai)大(da)學的(de)研究者，在(zai)《Environmental Science and Pollution Research》發表了“氮(dan)源(yuan)和(he)N/P對入(ru)侵強(qiang)壯硬(ying)毛(mao)藻（Chaetomorpha valida）生(sheng)長(chang)和光(guang)合作用的(de)影(ying)響 [5] ”，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)使(shi)用AquaPen手(shou)持(chi)式(shi)葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光(guang)測(ce)量(liang)儀測量(liang)了FV/FM，為防治(zhi)強(qiang)壯硬(ying)毛(mao)藻入(ru)侵提(ti)供可(ke)行(xing)性方(fang)法(fa)。

Chen，2020

生(sheng)物和(he)非(fei)生(sheng)物脅(xie)迫(po)可(ke)導致產(chan)量(liang)和品(pin)質下降(jiang)，是表型研究的重(zhong)要方(fang)向(xiang)[6]，中(zhong)國海(hai)洋大(da)學研(yan)究者使(shi)用FluorCam多(duo)光(guang)譜(pu)熒(ying)光(guang)成(cheng)像(xiang)系統研究條斑(ban)紫(zi)菜(cai)（Pyropia yezoensis）感染(ran)赤(chi)腐病(bing)後的次(ci)生(sheng)代謝(xie)響應(ying)，為揭示(shi)藻類抗逆適(shi)應(ying)機(ji)理、培(pei)育高(gao)質量藻(zao)種(zhong)提(ti)供理(li)論依據(ju)[7]。

Tang L，2019

易(yi)科泰(tai)提(ti)供藻(zao)類表型分析(xi)全面(mian)技(ji)術(shu)方案:

l FMT150/MC1000/ET-PSI藻類(lei)培(pei)養與在(zai)線監(jian)測

l AquaPen/FL6000藻類(lei)葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光(guang)測(ce)量(liang)儀

l Fluorcam葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光(guang)/多(duo)光(guang)譜(pu)熒(ying)光(guang)成(cheng)像(xiang)

l FKM多(duo)光(guang)譜(pu)熒(ying)光(guang)動態(tai)顯微成(cheng)像(xiang)系統

l SpectraPen/PolyPen、Specim高(gao)光(guang)譜(pu)測(ce)量(liang)技術

參考(kao)文獻(xian)：

[1] 楊有(you)新(xin), et al. "植(zhi)物(wu)表型組(zu)學研(yan)究進(jin)展(zhan)." 江西農(nong)業(ye)大(da)學學報(bao) v.37;94.06(2015):164-171.

[2] Kliebenstein, D. J. . "Secondary metabolites and plant/environment interactions: a view through Arabidopsis thaliana tinged glasses." Plant Cell & Environment 27.6(2010):675-684.

[3] Bogaert, Kenny A. , et al. "Surprisal analysis of genome-wide transcript profiling identifies differentially expressed genes and pathways associated with four growth conditions in the microalga Chlamydomonas." Plos One 13.4(2018):e0195142.

[4] Hai-Yan, Cen, et al. "葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光(guang)技(ji)術(shu)在(zai)植(zhi)物(wu)表型分析(xi)的研(yan)究(jiu)進(jin)展(zhan)." 光(guang)譜(pu)學與光(guang)譜(pu)分(fen)析(xi) 38.012(2018):3773-3779.

[5] Li-Hong, Chen , et al. "Effects of nitrogen source and N/P on growth and photosynthesis in the invasive marine macroalga Chaetomorpha valida." Environmental Science and Pollution Research 4(2020).

[6] Tardieu F, Simonneau T, Muller B. The Physiological Basis of Drought Tolerance in Crop Plants: A Scenario-Dependent Probabilistic Approach[J]. Annu Rev Plant Biol, 2018, 69(1), 733-759.

[7] Tang, Lei , et al. "Transcriptomic Insights into Innate Immunity Responding to Red Rot Disease in Red Alga Pyropia yezoensis." International Journal of Molecular ences 20.5970(2019).