不同场景，同样高效：RAcolony助力菌落智能“去重”筛选全景案例展示

长光辰英自主研发的RAcolony高通量菌落智能筛选系统，通过融合高分辨成像、拉曼光谱分析与AI智能聚类算法，实现菌落的自动识别、精准去重与高通量筛选。

从复杂肠道菌群到极端冰川微生物，从污泥样品到工业酵母——RAcolony正以统一的技术体系，适配不同场景的菌株资源挖掘，为科研工作者提供高效、可追溯、无标记的智能筛选方案。

低丰度微生物在群落中虽数量稀少，却常决定系统功能。

RAcolony通过图像与拉曼双模态“去重”分析，在仅挑取总菌落数1/10的情况下，实现>90%物种覆盖率，并成功捕获丰度仅0.5%的稀有物种。相比人工方法，筛选效率提升近十倍，为培养组学中的“稀有菌”研究提供了高效途径。

图1：RAcolony-拉曼去重菌落挑取数量与物种覆盖度和低丰度物种捕获率。

A)存在低丰度物种群体中，菌落挑取数量与物种覆盖度的关系图 ；B)不同低丰度阈值菌株的捕获效率。

02 肠道菌群筛选：先去重，再扩培

在复杂的肠道微生物群落中，RAcolony集成“图像识别+拉曼检测+自动挑取”三大模块，构建“先去重，后扩培”的高效筛选体系。在模拟样品实验中，仅挑取1/10的菌落即可获得85–95%的物种覆盖率，显著降低了重复挑取与下游测序成本。

图2：RAcolony高通量菌落智能筛选系统—自动拍摄菌落图像（上）与菌落拉曼光谱结果（下）

图3：RAcolony高通量菌落智能筛选系统—拉曼智能化算法分析、聚类、挑取结果。

a）混合样本18类肠道菌株拉曼光谱特征相似性聚类结果；b) 根据a）聚类分布，捕获混合样本18类菌的算法挑选分布；c) 物种覆盖率与挑取菌落数量的关系。

03 冰川微生物筛选：极端环境中的智能捕获

面对极端环境中低丰度、形态相似的冰川微生物，RAcolony通过20余项形态学参数与拉曼光谱“分子指纹”特征，实现自动去重。从480个菌落中挑取不足十分之一数量，即可获得90%以上的物种覆盖度，有效解决了人工挑选难区分、低效率的问题。

图4 菌落微观图像表型和图像去重菌落挑取数量与物种覆盖度关系

A)模拟样本菌落微观表型特征图片；B)菌落微观特征相似性聚类；C)图像去重菌落挑取数量与物种覆盖度关系图。

图5 拉曼去重菌落光谱相关展示图和菌落挑取数量与物种覆盖度关系

A)菌落光谱信噪比；B)和C）菌落拉曼光谱和相似相聚类；D)菌落挑取数量与物种覆盖度关系图。

04 活性污泥功能菌挖掘：重复率下降40%

活性污泥样品中微生物多样性极高、重复挑取频繁。RAcolony采用图像初筛+拉曼精筛的双层去重策略，使筛菌重复率降低约40%，潜在不可培养菌的发现数量提升6倍。该系统在污水处理及环境微生物资源开发领域展现了显著优势。

表1 RAcolony和人工菌落筛选测序比对结果

表2 RAcolony和人工菌落筛选效率对比

05 工业酵母筛选：以少胜多的高效识别

针对工业酵母与酿酒酵母筛选，RAcolony通过拉曼光谱“去重”实现快速识别。只需挑取不到总菌落数1/10，即可保证近90%物种覆盖度，显著缩短筛选周期并降低测序成本，为工业菌株库建设提供高效工具。

图6 工业酵母样品的拉曼光谱去重分析结果和菌落挑取数量与物种覆盖度关系

A)菌落光谱信噪比；B)和C）菌落拉曼光谱和光谱降维聚类；D)菌落挑取数量与物种覆盖度关系图。