Cytek® FSP™揭秘海洋浮游植物全光谱特征

海洋浮游植物群落，主要由亚微米到数百微米尺度的单细胞光合微生物组成，这些微生物通过光合作用产生的大气中近一半的氧气。检测这些浮游植物的群落结构及其动态变化，对于我们理解全球生态系统如何运作以及如何对气候变化做出反应至关重要。

自20世纪70年代末以来，流式细胞术高通量、多参数的检测性能已被广泛应用于海洋浮游植物检测，研究人员利用浮游植物光合色素（如多种藻胆蛋白、叶绿素等）的荧光信号进行类群与丰度分析。相比于传统流式带通的检测方式，Cytek^® FSP™全光谱检测技术能够更灵敏、高清地捕捉海洋浮游植物多样的自发荧光光谱信息，并利用其光谱特征差异实现更精细的类群分辨。

 

法国国家科学研究中心（CNRS）滨海环境观察所（SOMLIT）研究人员使用四激光Cytek^® Aurora全光谱流式细胞仪对法国近岸表层海水样本进行了检测，以展示全光谱流式细胞术对海洋浮游植物的应用前景。数据分析中，SSC、B4、B8通道信号被用于散点图绘制，并通过手动圈门区分微藻（NanoEuk）、超微藻（PicoEuk），隐藻（Cryptophycecae），聚球藻（Synechococcus sp.），原绿球藻（Prochlorococcus sp.）等主要浮游植物类群，不同类群展示出截然不同的自发荧光光谱特征（图1）。得益于Cytek^®全光谱流式细胞仪优异的灵敏度，表层海水中小尺寸、弱荧光的原绿球藻信号可与背景清晰分辨。

 

图1. Cytek^®FSP™全光谱检测技术区分多种海洋浮游植物群体

并获取单细胞自发荧光光谱

 

除区分海洋浮游植物各主要类群外，Cytek^® FSP™全光谱检测技术强大的光谱表征性能甚至可以分辨不同海区聚球藻（属）细微的光谱特征差异。图2展示了SOMLIT下属5个监测站采集水样中聚球藻自发荧光光谱数据，大西洋（1-2，红色箭头）与地中海（3-5，橙色箭头）采样点数据中细微但明确的光谱特征差异清晰可见。该差异可归因于聚球藻中藻胆体（光合作用补光结构）差异化的补光蛋白组成，而这种细微的差别在传统流式中将无法测得。

 

图2. Cytek® Aurora全光谱流式细胞仪可分辨

不同采样点聚球藻自发荧光光谱细微差别

 

当利用全光谱信号，而非某个光谱检测单元（如B4通道）信号进行数据挖掘时，研究人员进一步发现了海水样本聚球藻细胞群体中的两个光谱异质性群体。其中“Syn Higher Spectrum”群体相比于大部分聚球藻细胞在紫光激发下表现出更强的蓝绿色荧光，而“Syn Lower Spectrum”群体则表现出更低的红色荧光。利用Cytek^® Aurora CS全光谱流式细胞分选仪可以将这些细胞群体进行精准分选，并通过后续研究确认该光谱差异来自于不同的亚种或生理状态。

 

图3. 利用全光谱信号区分具有独特光谱特征的聚球藻类群

 

以上数据表明，Cytek^® FSP™全光谱检测技术将为海洋浮游植物检测提供强大的技术手段，高清的光谱特征数据蕴含超越传统流式的更丰富生物学信息，为海洋环境样本的异质性与功能分析带来全新见解。欢迎点击链接，访问产品介绍页，了解Cytek^® FSP™全光谱检测技术细节。

 

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