引言：
傳統方法之困——99%的微生物資源為何“不可見”？傳統微生物篩選依賴平板培養，但面臨兩大瓶頸：
?效率低下：單次實驗僅能篩選數百菌株，耗時數月；
?“稀有菌盲區”：95%的微生物因豐度低、生長慢被忽視，成為“沉默基因庫”。
本次研究由貴州大學與清華大學科研團隊聯袂主導，貴州大學李祝研究員、魏龍鳳博士，攜手清華大學張翀教授團隊，將微生物學、農業生物工程、微流控技術與合成生物學領域的前沿深度融合，突破傳統培養瓶頸，3小時篩選30萬微生物，效率提升3000倍，并首次捕獲Lelliottia、Buttiauxella等稀有拮抗菌。
一、研究亮點
本研究通過DREM cell設備（高通量皮升級液滴單細胞分選系統），成功從魔芋根際土壤中篩選出32株對軟腐病菌Ecc15具有顯著抑制效果的拮抗菌，其中菌株D-62的抑菌圈直徑達20.86mm，并在魔芋球莖實驗中驗證其生防潛力。研究對比傳統平板培養發現：
1.多樣性優勢
DREM cell液滴培養的物種豐富度（ACE指數）較平板高3倍，檢測到4,255個OTUs，涵蓋33個細菌門，其中95%屬于稀有生物圈（相對豐度<0.01%），包括Lelliottia、Buttiauxella等未報道的新資源。而平板培養僅獲得638個OTUs，集中在17個門，其中優勢菌（如Pseudomonas、 Acinetobacter ）占比>80%。
2.效率提升
DREM cell單次篩選通量達3×105細胞/3小時，效率較傳統方法提升3000倍，培養基消耗降低1.2×107倍。
3.成本優化
DREM cell設備自動化減少了人工干預，基礎設施與耗材成本顯著下降。
二、DREM cell如何賦能微生物研究
1.液滴生成
通過DREM cell液滴生成芯片生成14 pL均一液滴，基于泊松分布（λ～0.1）實現單細胞包被，單細胞包被率>90%，避免種間競爭，保留慢生長菌株。
液滴作為獨立微反應器，液滴內培養基含土壤提取物（CESE），模擬自然環境，支持難培養微生物生長，成功培養出傳統方法無法檢測的稀有菌群（如Rhodococcus），拓寬資源庫。
2.液滴培養、檢測
液滴在30°C培養3天，形成獨立微反應器，引入GFP標記的軟腐病菌（GFP-Ecc15）作為報告株，通過熒光信號實時監測拮抗活性（低熒光=抑菌）。
3.液滴分選
通過DREM cell液滴分選芯片根據熒光強度篩選低信號液滴，富集拮抗菌，通量達3×105細胞/3小時。
4.功能驗證
分選菌株通過瓊脂擴散法驗證抑菌圈，結合16S rRNA測序鑒定物種，并通過魔芋球莖感染模型評估生防效果。
三、技術對比
多樣性分析：DREM cell液滴培養的α多樣性指數（ACE、Chao1）顯著高于平板（物種數提升3倍），檢測到33個細菌門（平板僅17個），稀有菌占比>95%（如Lelliottia、Buttiauxella等）。
效率與成本：DREM cell篩選效率較傳統平板篩選提升3000倍，培養基消耗降低1.2×107倍，人力成本減少80%。微升級試劑消耗，單次實驗成本僅為傳統方法的萬分之一。
四、研究結果與結論
1.研究結果
從魔芋根際土壤中篩選32株拮抗菌，分屬9個屬（如Serratia、Bacillus），其中菌株D-62（Bacillus sp.）抑菌圈直徑達20.86 mm，顯著抑制魔芋軟腐病。DREM cell成功捕獲傳統方法未檢測的稀有菌（如Leclercia等），驗證液滴培養在微生物資源挖掘中的不可替代性。
D-62預處理使魔芋球莖感染斑直徑降低60%，證實其田間應用潛力。
DREM cell通過“單細胞包被-靶向分選-功能驗證”閉環，實現高通量、低成本、高靈敏度的拮抗菌篩選，為植物病害生物防治提供新策略，尤其適用于稀有微生物資源開發。
關于DREM cell
DREM cell是一款集液滴生成、液滴分選、液滴微注入及液滴打印的多功能、高通量、全自動設備，其結合液滴微流控技術和介電泳分選技術，由多光路熒光檢測系統、高速顯微成像系統、自動對焦載物臺、微全分析系統、介電泳分選系統、圖像監控系統和強大的數據處理系統組成。
關于我們
天木生物專注于生物育種領域的高端儀器裝備的開發與應用，致力于通過高效的突變技術和高通量篩選技術，改造提升產業傳統菌種開發模式，為生物制造產業提質增效，提升我國生物產業的核心競爭力。 致力于為行業“細胞和菌種開發與篩選效率低”、“相關裝備成本昂貴”、“產業化落地困難”等難題提供優秀的解決方案。
引言：
傳統方法之困——99%的微生物資源為何“不可見”？傳統微生物篩選依賴平板培養，但面臨兩大瓶頸：
?效率低下：單次實驗僅能篩選數百菌株，耗時數月；
?“稀有菌盲區”：95%的微生物因豐度低、生長慢被忽視，成為“沉默基因庫”。
本次研究由貴州大學與清華大學科研團隊聯袂主導，貴州大學李祝研究員、魏龍鳳博士，攜手清華大學張翀教授團隊，將微生物學、農業生物工程、微流控技術與合成生物學領域的前沿深度融合，突破傳統培養瓶頸，3小時篩選30萬微生物，效率提升3000倍，并首次捕獲Lelliottia、Buttiauxella等稀有拮抗菌。
一、研究亮點
本研究通過DREM cell設備（高通量皮升級液滴單細胞分選系統），成功從魔芋根際土壤中篩選出32株對軟腐病菌Ecc15具有顯著抑制效果的拮抗菌，其中菌株D-62的抑菌圈直徑達20.86mm，并在魔芋球莖實驗中驗證其生防潛力。研究對比傳統平板培養發現：
1.多樣性優勢
DREM cell液滴培養的物種豐富度（ACE指數）較平板高3倍，檢測到4,255個OTUs，涵蓋33個細菌門，其中95%屬于稀有生物圈（相對豐度<0.01%），包括Lelliottia、Buttiauxella等未報道的新資源。而平板培養僅獲得638個OTUs，集中在17個門，其中優勢菌（如Pseudomonas、 Acinetobacter ）占比>80%。
2.效率提升
DREM cell單次篩選通量達3×105細胞/3小時，效率較傳統方法提升3000倍，培養基消耗降低1.2×107倍。
3.成本優化
DREM cell設備自動化減少了人工干預，基礎設施與耗材成本顯著下降。
二、DREM cell如何賦能微生物研究
1.液滴生成
通過DREM cell液滴生成芯片生成14 pL均一液滴，基于泊松分布（λ～0.1）實現單細胞包被，單細胞包被率>90%，避免種間競爭，保留慢生長菌株。
液滴作為獨立微反應器，液滴內培養基含土壤提取物（CESE），模擬自然環境，支持難培養微生物生長，成功培養出傳統方法無法檢測的稀有菌群（如Rhodococcus），拓寬資源庫。
2.液滴培養、檢測
液滴在30°C培養3天，形成獨立微反應器，引入GFP標記的軟腐病菌（GFP-Ecc15）作為報告株，通過熒光信號實時監測拮抗活性（低熒光=抑菌）。
3.液滴分選
通過DREM cell液滴分選芯片根據熒光強度篩選低信號液滴，富集拮抗菌，通量達3×105細胞/3小時。
4.功能驗證
分選菌株通過瓊脂擴散法驗證抑菌圈，結合16S rRNA測序鑒定物種，并通過魔芋球莖感染模型評估生防效果。
三、技術對比
多樣性分析：DREM cell液滴培養的α多樣性指數（ACE、Chao1）顯著高于平板（物種數提升3倍），檢測到33個細菌門（平板僅17個），稀有菌占比>95%（如Lelliottia、Buttiauxella等）。
效率與成本：DREM cell篩選效率較傳統平板篩選提升3000倍，培養基消耗降低1.2×107倍，人力成本減少80%。微升級試劑消耗，單次實驗成本僅為傳統方法的萬分之一。
四、研究結果與結論
1.研究結果
從魔芋根際土壤中篩選32株拮抗菌，分屬9個屬（如Serratia、Bacillus），其中菌株D-62（Bacillus sp.）抑菌圈直徑達20.86 mm，顯著抑制魔芋軟腐病。DREM cell成功捕獲傳統方法未檢測的稀有菌（如Leclercia等），驗證液滴培養在微生物資源挖掘中的不可替代性。
D-62預處理使魔芋球莖感染斑直徑降低60%，證實其田間應用潛力。
DREM cell通過“單細胞包被-靶向分選-功能驗證”閉環，實現高通量、低成本、高靈敏度的拮抗菌篩選，為植物病害生物防治提供新策略，尤其適用于稀有微生物資源開發。
關于DREM cell
DREM cell是一款集液滴生成、液滴分選、液滴微注入及液滴打印的多功能、高通量、全自動設備，其結合液滴微流控技術和介電泳分選技術，由多光路熒光檢測系統、高速顯微成像系統、自動對焦載物臺、微全分析系統、介電泳分選系統、圖像監控系統和強大的數據處理系統組成。
關于我們
天木生物專注于生物育種領域的高端儀器裝備的開發與應用，致力于通過高效的突變技術和高通量篩選技術，改造提升產業傳統菌種開發模式，為生物制造產業提質增效，提升我國生物產業的核心競爭力。 致力于為行業“細胞和菌種開發與篩選效率低”、“相關裝備成本昂貴”、“產業化落地困難”等難題提供優秀的解決方案。
