基于高光谱成像技术的大肠杆菌菌落代谢物无损定量方法开发及其在高通量筛选中的应用

本文推荐一项创新研究：作者团队成功开发了一种基于高光谱成像（HSI）的无损定量方法，用于快速检测大肠杆菌菌落中微生物代谢产物1,3,5-三羟基蒽醌（AQ256）的产量。研究比较了四种回归模型，其中偏最小二乘回归（PLSR）模型表现最优（R2 = 0.75 ± 0.23），显著优于传统RGB成像方法，展现出在高通量菌株筛选中重要应用潜力。

　　

Highlight

质粒构建（Plasmids construction）

本研究使用的质粒信息详见表S1，基因序列见表S2，PCR引物序列见表S3，质粒图谱见图S1。所有合成基因均通过GeneArt（Thermo Fisher Scientific）合成，质粒构建采用In-Fusion HD克隆试剂盒（Takara Bio）完成。实验使用大肠杆菌DH5α菌株（Toyobo）进行克隆操作。

工程化大肠杆菌菌落中AQ256产量评估（Evaluation of AQ256 production in engineered E. coli colonies）

为评估不同工程菌株的AQ256产量，研究选取了七株AQ256生产菌（AQ-02, AQ-03, AQ-KM1至AQ-KM5）在添加0.1 mM IPTG的LB平板上进行培养。分别于24、48和72小时采集三个菌落的高光谱（HS）与RGB图像。代表性RGB图像显示...

讨论（Discussion）

目前高光谱成像（HSI）在微生物学领域主要应用于食品表面微生物污染检测、菌落计数与分类（13, 14, 15）。本研究首次实现了HSI技术在微生物菌落内代谢物定量分析中的创新应用，为高通量筛选高产菌株提供了新的技术路径。

CRediT作者贡献声明（CRediT authorship contribution statement）

Manami Takama：原始稿件撰写、方法设计、实验操作、概念构思；Takatoshi Suematsu：稿件审阅、概念设计；Takayuki Okano：稿件审阅；Shumpei Asamizu：稿件审阅、概念设计；Takahiro Bamba：稿件审阅；Tomohisa Hasunuma：稿件审阅、项目监督、资金获取、概念设计。

致谢（Acknowledgments）

本研究由日本学术振兴会（JSPS）旗下日本峰值研究大学形成计划（JPEAKS）资助。感谢兵库大学 Noboru Yumoto 博士的技术指导。作者声明无利益冲突。