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  中國(guó)海洋大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)基于易科泰 Ecotech AlgaTech® 高通量藻類表型成像分析平臺(tái)，利用高光譜成像（HSI）技術(shù)結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)模型，成功實(shí)現(xiàn)條斑紫菜葉狀體氮含量快速、無(wú)損、精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，為大型經(jīng)濟(jì)海藻營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)估與育種研究提供關(guān)鍵技術(shù)支撐，易科泰光譜成像與遙感實(shí)驗(yàn)室協(xié)助數(shù)據(jù)分析。

左圖為AlgaTech® 高通量藻類表型成像分析平臺(tái)，右圖為高光譜數(shù)據(jù)分析流程

  條斑紫菜是我國(guó)重要經(jīng)濟(jì)海藻，氮含量直接決定其蛋白質(zhì)水平、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與商品價(jià)值。傳統(tǒng)檢測(cè)方法耗時(shí)、有損、通量低，難以滿足規(guī)模化育種需求。該研究依托 AlgaTech® 平臺(tái)的可見(jiàn)光 - 近紅外高光譜成像模塊，獲取 400–1700 nm 全波段光譜信息，經(jīng) S-G 平滑預(yù)處理后，采用 PLSR 與 SVR 建模，氮含量預(yù)測(cè)精度R²可達(dá)0.93至0.94，檢測(cè)效率較傳統(tǒng)化學(xué)方法提升 10 倍以上。

左為PLSR建模結(jié)果，右為SVR建模結(jié)果

AlgaTech® 平臺(tái)集高光譜成像、葉綠素?zé)晒獬上?、多光譜熒光及 RGB 成像于一體，采用 PTS 自動(dòng)傳送與高精度掃描，可一站式完成藻類表型多維度數(shù)據(jù)采集。此前的研究證實(shí)，該平臺(tái)能有效識(shí)別藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白、葉綠素等特征光譜峰，為藻體營(yíng)養(yǎng)元素反演提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)（Che, S. et al. 2023）。

PLSR 和 SVR 模型散點(diǎn)圖

此項(xiàng)成果進(jìn)一步驗(yàn)證了 AlgaTech® 在大型海藻表型組學(xué)研究中的通用性與實(shí)用性，為經(jīng)濟(jì)海藻高通量表型獲取、品質(zhì)監(jiān)測(cè)及遺傳育種提供高效解決方案，推動(dòng)我國(guó)海洋農(nóng)業(yè)種質(zhì)創(chuàng)新與精準(zhǔn)育種技術(shù)升級(jí)。

相關(guān)參考文獻(xiàn)：

• Che, S., Du, G., Zhong, X. et al. Quantification of photosynthetic pigments in Neopyropia yezoensis using hyperspectral imagery. Plant Phenomics 5, 0012 (2023).
• Che, S. et al. Nondestructive estimation of specific macroelement contents in thalli of the red macroalga Pyropia yezoensis using hyperspectral imaging. J Appl Phycol 36, 3033–3045 (2024).

易科泰生態(tài)技術(shù)公司提供藻類研究監(jiān)測(cè)全面解決方案：

• 藻類葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量與葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)
• 藻類多功能高光譜成像分析技術(shù)
• 藻類表型成像分析技術(shù)
• 光養(yǎng)生物反應(yīng)器技術(shù)（藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測(cè)）