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易科泰植物表型成像技術(shù)應用案例 - 優(yōu)化藥用植物人工培養(yǎng)方案

閱讀:451      發(fā)布時間:2024-9-5
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藥用植物栽培經(jīng)常會遇到一個左右為難的問題,即如果一味追求產(chǎn)量(生物量),藥用植物的有效成分含量(很多是多酚、黃酮類的次生代謝物)往往會較低,最終獲得的總有效成分可能反而更少。那么怎樣確定并評估的藥用植物培養(yǎng)方案呢?

由于自然環(huán)境多變而且難以控制,很多研究者把專注點放到了人工培養(yǎng)與植物工廠上,并通過植物表型成像技術(shù)來綜合衡量藥用植物的培養(yǎng)效果。

在藥用植物培養(yǎng)方案的相關(guān)研究中,國內(nèi)外研究者利用易科泰及合作廠家提供的植物表型成像技術(shù)方案已經(jīng)取得了大量研究成果,下面我們介紹其中的部分重要成果:

 

案例一、植物工廠LED光源光譜對香蜂花光合與生長特性的影響

香蜂花(Melissa officinalis L.),又名檸檬香草、檸檬香蜂草,在歐洲食用和藥用的歷史長達2000年以上。英國普利茅斯大學在植物工廠中模擬了不同光譜組成的培養(yǎng)光,包括T1白光(B:G:R, 1:2.3:2);T2藍光占優(yōu);峰值450nmB:G:R, 1:0.02:0.8);T3藍光占優(yōu)(B:G:R, 1:0.07:0.65);T4藍光占優(yōu),峰值435nmB:G:R, 1:0.02:0.8);T5紅光占優(yōu)(B:G:R, 1:0.025:1.6),同時將每種培養(yǎng)光的總光強控制在125μmol m-2 s-1

易科泰植物表型成像技術(shù)應用案例 - 優(yōu)化藥用植物人工培養(yǎng)方案

    將萌發(fā)后的香蜂花在各種培養(yǎng)光下,通過植物工廠自動培養(yǎng)64天進入收獲期。之后研究人員使用加裝NDVI成像模塊的FluorCam葉綠素熒光成像系統(tǒng),分別測量了不同培養(yǎng)光下香蜂草的最大光化學效率Fv/Fm(衡量植物光系統(tǒng)效能與受損程度),反射光譜植被歸一化指數(shù)NDVI(衡量植物健康狀況與綠度)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),T3較低的紅光占比對香蜂花光合系統(tǒng)造成了一定的損傷。結(jié)合揮發(fā)油含量、干重等數(shù)據(jù),研究證明了在植物工廠中,培養(yǎng)光源的光譜組成是影響最終產(chǎn)量的重要因素。

易科泰植物表型成像技術(shù)應用案例 - 優(yōu)化藥用植物人工培養(yǎng)方案

案例二、黃瓜假還陽參人工培養(yǎng)的最佳光源配比

黃瓜假還陽參(Crepidiastrum denticulatum),又名黃瓜菜、盤兒草、大苦荬菜。中醫(yī)認為味苦、酸、澀,性涼,具有清熱解毒、利尿消腫、止痛等功效。

韓國國立忠北大學使用紅綠藍(RGB)三色LED光源模擬了三種單色光和不同配比紅藍/紅綠藍混色光的光照培養(yǎng)條件,研究不同培養(yǎng)光質(zhì)對黃瓜假還陽參培育的影響。通過FluorCam葉綠素熒光成像分析和總多酚含量檢測,綜合結(jié)果分析,R8G1B1的光照比例被認為是培養(yǎng)光照比例。即這一培養(yǎng)條件能使黃瓜假還陽參培育生長狀態(tài)、光合活力、生物量和有效成分等綜合達到優(yōu)化的組合。這為相關(guān)的藥用植物大規(guī)模人工培養(yǎng)提供了理論依據(jù)和培養(yǎng)方案。

 

易科泰植物表型成像技術(shù)應用案例 - 優(yōu)化藥用植物人工培養(yǎng)方案

  

易科泰培養(yǎng)與表型成像技術(shù)方案:PhenoTron®復式智能LED光源培養(yǎng)與光譜成像分析平臺

標配為雙層種質(zhì)資源培養(yǎng)與光譜成像檢測平臺,上下層獨立控制,可同步完成植物培養(yǎng)與表型成像功能

標配雙層多通道(波段)智能LED光源,可模擬晝夜節(jié)律并具備陰天、林下光照等不同光照配方數(shù)據(jù)庫

配備高光譜成像分析功能,可選配葉綠素熒光高光譜成像分析、UV-MCF生物熒光高光譜成像分析、動態(tài)葉綠素熒光成像、Thermo-RGB成像等表型成像功能

 

參考文獻:

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

 

北京易科泰生態(tài)技術(shù)公司提供藥用植物表型研究及無損鑒定全面技術(shù)方案:

FluorTron®多功能高光譜成像分析系統(tǒng)

FluorCam葉綠素熒光成像系統(tǒng)

FluorTron®植物光合表型成像分析系統(tǒng)

FluorCam多光譜熒光成像系統(tǒng)

PhenoTron®植物表型成像分析系統(tǒng)

RhizoTron®根系表型成像分析系統(tǒng)

PhenoTron®復式智能LED光源培養(yǎng)與光譜成像分析平臺

PlantScreen高通量表型成像分析系統(tǒng)

 

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