易(yi)科(ke)泰(tai)植(zhi)物表型成像(xiang)技(ji)術(shu)應用(yong)案(an)例(li) - 優化藥用植(zhi)物人(ren)工培養(yang)方(fang)案(an)

藥用(yong)植物(wu)栽培經常(chang)會遇到壹個(ge)左(zuo)右(you)為難(nan)的(de)問題(ti)，即(ji)如果(guo)壹(yi)味(wei)追(zhui)求(qiu)產量(liang)（生物(wu)量(liang)），藥用(yong)植(zhi)物(wu)的(de)有效(xiao)成分(fen)含量(liang)（很多是(shi)多酚、黃酮(tong)類的(de)次生(sheng)代謝(xie)物）往(wang)往(wang)會較(jiao)低，最終獲得(de)的(de)總有效成分(fen)可能(neng)反(fan)而(er)更少。那(na)麽怎(zen)樣(yang)確(que)定並評估(gu)的(de)藥用(yong)植物培養方案(an)呢(ne)？

由(you)於自(zi)然(ran)環(huan)境多變而(er)且(qie)難(nan)以控制，很多研究者把(ba)專(zhuan)註(zhu)點(dian)放到了人工培養(yang)與(yu)植(zhi)物工廠上，並通(tong)過(guo)植物表型成像(xiang)技(ji)術(shu)來綜(zong)合(he)衡量(liang)藥用(yong)植(zhi)物(wu)的(de)培養(yang)效果。

在(zai)藥用(yong)植(zhi)物(wu)培養(yang)方案(an)的(de)相(xiang)關(guan)研(yan)究中，國(guo)內(nei)外研(yan)究者利用易科泰(tai)及合(he)作(zuo)廠家提供(gong)的(de)植物(wu)表型成像(xiang)技(ji)術(shu)方案(an)已(yi)經(jing)取(qu)得(de)了大量(liang)研究成果(guo)，下(xia)面(mian)我們介(jie)紹其中的(de)部(bu)分(fen)重(zhong)要(yao)成果(guo)：

案(an)例(li)壹、植(zhi)物(wu)工廠LED光(guang)源光(guang)譜(pu)對香(xiang)蜂(feng)花光(guang)合與生(sheng)長特(te)性(xing)的(de)影響

香(xiang)蜂(feng)花（Melissa officinalis L.），又名(ming)檸(ning)檬(meng)香(xiang)草(cao)、檸檬(meng)香(xiang)蜂(feng)草(cao)，在(zai)歐洲食(shi)用和(he)藥用(yong)的(de)歷(li)史長達2000年以上。英國(guo)普利茅斯(si)大學在(zai)植物(wu)工廠中模擬了不同(tong)光(guang)譜(pu)組成的(de)培養(yang)光(guang)，包(bao)括T1白(bai)光(guang)（B:G:R, 1:2.3:2）；T2藍(lan)光(guang)占優；峰(feng)值450nm（B:G:R, 1:0.02:0.8）；T3藍(lan)光(guang)占優（B:G:R, 1:0.07:0.65）；T4藍(lan)光(guang)占優，峰(feng)值435nm（B:G:R, 1:0.02:0.8）；T5紅光(guang)占優（B:G:R, 1:0.025:1.6），同時(shi)將(jiang)每(mei)種(zhong)培養(yang)光(guang)的(de)總光(guang)強控制在(zai)125μmol m^-2 s^-1。

    將(jiang)萌(meng)發(fa)後的(de)香(xiang)蜂(feng)花在(zai)各種(zhong)培養(yang)光(guang)下(xia)，通(tong)過(guo)植物工廠自(zi)動培養64天(tian)進入(ru)收(shou)獲期。之(zhi)後研究人員(yuan)使(shi)用(yong)加裝NDVI成像(xiang)模塊的(de)FluorCam葉綠(lv)素熒光(guang)成像(xiang)系(xi)統，分(fen)別測(ce)量(liang)了不同(tong)培養(yang)光(guang)下(xia)香(xiang)蜂(feng)草(cao)的(de)最大(da)光(guang)化學效率(lv)Fv/Fm（衡量(liang)植物(wu)光(guang)系統效(xiao)能(neng)與(yu)受(shou)損(sun)程度(du)），反射光(guang)譜(pu)植被(bei)歸(gui)壹(yi)化指數NDVI（衡量(liang)植物(wu)健康(kang)狀(zhuang)況(kuang)與(yu)綠(lv)度(du)）。結(jie)果發(fa)現(xian)，T3較低(di)的(de)紅光(guang)占比對香(xiang)蜂(feng)花光(guang)合系統造成了壹定(ding)的(de)損(sun)傷(shang)。結(jie)合揮(hui)發(fa)油含量(liang)、幹(gan)重(zhong)等數據(ju)，研究證(zheng)明了在(zai)植物(wu)工廠中，培(pei)養光(guang)源的(de)光(guang)譜(pu)組成是(shi)影響最終產量(liang)的(de)重要(yao)因(yin)素。

案(an)例(li)二(er)、黃(huang)瓜假(jia)還(hai)陽參人(ren)工培養(yang)的(de)最佳(jia)光(guang)源配比

黃瓜(gua)假(jia)還(hai)陽參（Crepidiastrum denticulatum），又名(ming)黃(huang)瓜菜(cai)、盤(pan)兒(er)草(cao)、大苦(ku)蕒菜。中醫(yi)認(ren)為(wei)味(wei)苦(ku)、酸(suan)、澀，性涼(liang)，具(ju)有清(qing)熱解(jie)毒(du)、利尿(niao)消腫、止痛(tong)等功(gong)效(xiao)。

韓國(guo)國立(li)忠北(bei)大學(xue)使(shi)用(yong)紅綠(lv)藍(lan)（RGB）三色(se)LED光(guang)源模擬了三種(zhong)單色(se)光(guang)和不同(tong)配比紅藍(lan)/紅綠(lv)藍(lan)混色(se)光(guang)的(de)光(guang)照培養(yang)條(tiao)件(jian)，研究不同培(pei)養(yang)光(guang)質(zhi)對黃瓜(gua)假(jia)還(hai)陽參培育(yu)的(de)影響。通(tong)過(guo)FluorCam葉綠(lv)素熒光(guang)成像(xiang)分(fen)析(xi)和總多酚含量(liang)檢(jian)測(ce)，綜合(he)結(jie)果分(fen)析，R8G1B1的(de)光(guang)照比例(li)被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)培(pei)養(yang)光(guang)照比例(li)。即這(zhe)壹培(pei)養條(tiao)件(jian)能(neng)使(shi)黃(huang)瓜假(jia)還(hai)陽參培(pei)育(yu)生長(chang)狀(zhuang)態(tai)、光(guang)合活(huo)力(li)、生(sheng)物(wu)量(liang)和有(you)效(xiao)成分(fen)等綜(zong)合達(da)到優(you)化的(de)組合。這(zhe)為相(xiang)關(guan)的(de)藥用(yong)植物大規(gui)模人(ren)工培養(yang)提供(gong)了理論(lun)依(yi)據和(he)培養方案(an)。

易科(ke)泰培(pei)養與表型成像(xiang)技(ji)術(shu)方案(an)：PhenoTron®復式(shi)智(zhi)能(neng)LED光(guang)源培(pei)養(yang)與(yu)光(guang)譜(pu)成像(xiang)分(fen)析(xi)平臺

l 標配為雙(shuang)層種(zhong)質(zhi)資(zi)源培(pei)養(yang)與(yu)光(guang)譜(pu)成像(xiang)檢(jian)測(ce)平臺，上下(xia)層(ceng)獨(du)立(li)控(kong)制，可同(tong)步完(wan)成植(zhi)物培(pei)養與(yu)表型成像(xiang)功(gong)能(neng)

l 標配雙層(ceng)多通(tong)道（波段(duan)）智(zhi)能(neng)LED光(guang)源，可(ke)模擬晝(zhou)夜(ye)節律(lv)並具備(bei)陰(yin)天(tian)、林下(xia)光(guang)照等不(bu)同光(guang)照配方數(shu)據庫(ku)

l 配備(bei)高(gao)光(guang)譜(pu)成像(xiang)分(fen)析(xi)功能(neng)，可(ke)選配葉綠(lv)素熒光(guang)高光(guang)譜(pu)成像(xiang)分(fen)析(xi)、UV-MCF生物(wu)熒光(guang)高光(guang)譜(pu)成像(xiang)分(fen)析(xi)、動態(tai)葉綠(lv)素熒光(guang)成像(xiang)、Thermo-RGB成像(xiang)等(deng)表(biao)型成像(xiang)功(gong)能(neng)

參考文(wen)獻(xian)：

1. Rihan H Z, Aljafer N, Jbara M, et al. The impact of LED lighting spectra in a plant factory on the growth, physiological traits and essential oil content of lemon balm (Melissa officinalis). Plants, 2022, 11(3): 342.

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

北(bei)京(jing)易科(ke)泰(tai)生(sheng)態(tai)技(ji)術(shu)公司(si)提供(gong)藥(yao)用(yong)植(zhi)物表型研(yan)究及無(wu)損(sun)鑒(jian)定(ding)全(quan)面(mian)技(ji)術(shu)方案(an)：

l FluorTron®多功能(neng)高(gao)光(guang)譜(pu)成像(xiang)分(fen)析(xi)系統

l FluorCam葉綠(lv)素熒光(guang)成像(xiang)系(xi)統

l FluorTron®植物(wu)光(guang)合表型成像(xiang)分(fen)析(xi)系統

l FluorCam多光(guang)譜(pu)熒光(guang)成像(xiang)系(xi)統

l PhenoTron®植物(wu)表型成像(xiang)分(fen)析(xi)系統

l RhizoTron®根系表(biao)型成像(xiang)分(fen)析(xi)系統

l PhenoTron®復式(shi)智(zhi)能(neng)LED光(guang)源培(pei)養(yang)與(yu)光(guang)譜(pu)成像(xiang)分(fen)析(xi)平臺

l PlantScreen高通(tong)量(liang)表型成像(xiang)分(fen)析(xi)系統