在工業(yè)領(lǐng)域，酵母的應(yīng)用極為廣泛，從發(fā)酵食品到合成生物學(xué)諸多方面都有它的身影。目前，工業(yè)酵母的傳統(tǒng)篩選主要依賴人工挑取。科研人員需要在堆積如山的培養(yǎng)皿中，憑借肉眼和經(jīng)驗(yàn)挑選菌株，不僅效率低、周期長(zhǎng)，更重要的是，人工操作主觀性強(qiáng)，容易出現(xiàn)重復(fù)挑取相同菌株的情況，大大影響篩選結(jié)果的準(zhǔn)確性和多樣性，限制了工業(yè)酵母等微生物資源的開(kāi)發(fā)利用。

自主研發(fā)的RAcolony高通量菌落智能篩選系統(tǒng)給出了令人滿意的答案，其利用菌落形態(tài)與拉曼光譜的差異性識(shí)別，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的“菌落去重復(fù)”篩選，結(jié)合自動(dòng)化挑菌機(jī)械臂，代替人工操作，有效提高篩菌效率，降低后續(xù)鑒定的成本，為工業(yè)酵母等資源菌株的篩選帶來(lái)了全新的解決方案。

·  原位拉曼檢測(cè)

無(wú)需破壞或轉(zhuǎn)移菌落，即可在平皿中直接獲取菌落的微觀圖像與拉曼“分子指紋”等表型信息。

·  AI智能去重

RAcolony系統(tǒng)基于形態(tài)、光譜相似性進(jìn)行聚類分析，能夠精準(zhǔn)分辨不同菌株間的差異，有效避免重復(fù)挑取相同菌株，讓篩選更高效、更準(zhǔn)確。

·  高通量設(shè)計(jì)

多平皿綜合去重+高通量機(jī)械臂挑取，滿足大規(guī)模篩選的需求。無(wú)論是工業(yè)酵母資源庫(kù)構(gòu)建，還是發(fā)酵工藝優(yōu)化，RAcolony都能大顯身手。

·  效率大幅提升

使用RAcolony，僅需挑取10~30%的菌落就能實(shí)現(xiàn)90~100%的物種覆蓋，大大縮短了菌落篩選周期，降低了工作量。

·  成本顯著降低

由于大幅減少了需要進(jìn)行下游測(cè)序與功能檢測(cè)的菌株數(shù)量，能夠節(jié)省大量篩菌成本。

1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

A樣品：9類工業(yè)酵母：來(lái)自8個(gè)不同屬，其中 2 株屬于同屬不同種，平皿中共201個(gè)菌落。

B樣品：8 個(gè)不同株，均屬于釀酒酵母種，平皿中共100個(gè)菌落。

2. 成果展示

RAcolony配備菌落原位拉曼光譜檢測(cè)模塊，能夠穩(wěn)定、高質(zhì)量地采集工業(yè)酵母菌落的拉曼光譜信息。樣品 A 的篩選結(jié)果顯示，9 種工業(yè)酵母拉曼光譜差異和區(qū)分度明顯 ( 圖 1 A-C)。RAcolony的拉曼光譜“去重” 結(jié)果表明，當(dāng)從 201 個(gè)菌落中挑取18個(gè)菌落，可捕獲9類工業(yè)酵母，平均物種覆蓋率100%（圖1 D）?？梢?jiàn)，RAcolony能夠基于拉曼光譜去重分析高效實(shí)現(xiàn)工業(yè)酵母篩選。

圖1 樣品A的拉曼光譜去重分析結(jié)果和菌落挑取數(shù)量與物種覆蓋度關(guān)系

B樣品的8種釀酒酵母的光譜差異和區(qū)分度也較為明顯（圖2 A-C），在選取14個(gè)菌落作為去重菌落數(shù)參考時(shí)，能夠覆蓋100%的B樣品物種（圖2 D）。

圖2 樣品B的拉曼光譜去重分析結(jié)果和菌落挑取數(shù)量與物種覆蓋度關(guān)系

RAcolony高通量菌落智能篩選系統(tǒng)正在革新傳統(tǒng)工業(yè)酵母篩選策略，大大降低了篩菌所需的時(shí)間與費(fèi)用投入，為工業(yè)酵母菌株的應(yīng)用轉(zhuǎn)化注入新的活力，在微生物資源庫(kù)構(gòu)建、功能菌株篩選等領(lǐng)域展現(xiàn)出前所未有的潛力。