在植物生物學(xué)基礎(chǔ)科研領(lǐng)域,基因功能解析始終是核心研究方向,而充足、規(guī)范的表型數(shù)據(jù),是驗證基因調(diào)控作用至關(guān)重要的基礎(chǔ)條件。依托高通量成像技術(shù)開展樣本觀測,能夠大幅縮減實驗周期,優(yōu)化數(shù)據(jù)獲取流程,讓基因功能驗證工作更加順暢。表型分析搭建起基因型與植物外在生長狀態(tài)之間的紐帶,是科研人員研判基因調(diào)控效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié),傳統(tǒng)實驗?zāi)J酱蠖嘁揽靠蒲腥藛T手工丈量、肉眼記錄植株各項性狀,不僅整體作業(yè)節(jié)奏偏慢,面對大批量試驗樣本時極易出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差,很難適配當下規(guī)模化基因篩選、突變體性狀比對的科研需求。
針對植物幼苗階段表型采集的各類痛點,科辰星飛深耕植物活體成像技術(shù)研發(fā)多年,打造出適配實驗室場景的高通量植物幼苗成像分析系統(tǒng),其中LumiFluor系列植物活體成像系統(tǒng)憑借模塊化成像架構(gòu)與智能數(shù)據(jù)解析能力,成為眾多高校、農(nóng)科院開展基因功能研究的常用設(shè)備,科辰星飛圍繞植物科研場景打磨軟硬件一體化方案,為批量樣本性狀測定搭建起成熟的技術(shù)載體。
科辰星飛這套成像設(shè)備具備出眾的樣本處理能力,可在較短時段內(nèi)完成數(shù)百株植物幼苗的自動化成像采集,完整留存株型輪廓、葉片形態(tài)、根系延展構(gòu)造等多維度生長數(shù)據(jù)。在水稻基因功能探索課題中,不少科研團隊選用科辰星飛打造的成像平臺,同步觀測野生型植株與各類轉(zhuǎn)基因幼苗的生長差異,依靠批量對照的數(shù)據(jù)積累,快速梳理目標基因參與植株發(fā)育的調(diào)控規(guī)律,省去了大量重復(fù)性人工觀測工作。LumiFluor系列植物活體成像系統(tǒng)整合多光譜成像模塊,打破了單一形態(tài)觀測的局限,設(shè)備運行過程中可同步收錄植株形態(tài)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與內(nèi)部生理相關(guān)參數(shù),涵蓋光合運轉(zhuǎn)水平、葉綠素存留量等關(guān)鍵指標,兩類數(shù)據(jù)相互參照補充,讓科研人員對基因功能的解讀維度更為豐富,便于理清基因在植株生長發(fā)育、逆境耐受、產(chǎn)量構(gòu)成等過程中承擔的調(diào)控角色。
時序動態(tài)監(jiān)測是解析基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的重要前提,科辰星飛設(shè)計的成像系統(tǒng)搭載定時循環(huán)拍攝程序,可依照實驗設(shè)定開展長時間不間斷觀測,持續(xù)記錄植株伴隨基因表達變化產(chǎn)生的生長差異,積累連貫的時間序列數(shù)據(jù)集。科研人員獲取時序表型數(shù)據(jù)后,還可搭配轉(zhuǎn)錄組、代謝組測序結(jié)果開展聯(lián)合分析,層層深挖基因上下游調(diào)控通路,厘清完整的分子作用機制。科辰星飛依托自身算法優(yōu)化經(jīng)驗,對海量成像原始數(shù)據(jù)做標準化歸類與量化拆解,降低了科研人員后期數(shù)據(jù)整理的工作量,把更多精力投入實驗設(shè)計與機理探討之中。
植物基礎(chǔ)科研的推進速度,很大程度上取決于基因功能驗證環(huán)節(jié)的運轉(zhuǎn)效率,繁瑣低效的表型測量會持續(xù)拖慢整體課題進度。科辰星飛始終立足國內(nèi)植物科研實際需求,持續(xù)迭代硬件配置與數(shù)據(jù)分析算法,LumiFluor系列植物活體成像系統(tǒng)不斷適配擬南芥、水稻、小麥、大豆等多種模式作物與經(jīng)濟作物的幼苗觀測場景,兼顧通用性與場景適配性。
從單基因性狀驗證到大規(guī)模突變體庫篩選,從脅迫生理響應(yīng)研究到種質(zhì)資源性狀評價,科辰星飛的全套成像解決方案,持續(xù)為植物表型組學(xué)、基因功能學(xué)研究輸送穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)支撐,以智能化成像技術(shù)打通科研實驗鏈路,穩(wěn)步助推國內(nèi)植物生物學(xué)研究不斷邁向新臺階。