数据融合快速鉴别9种野生食用牛肝菌

食用菌种类与产地品质存在差异,加上因牟利产生的混杂销售现象,严重制约了高原特色农产品来源鉴别、种质资源评价和深入挖掘利用。本试验融合牛肝菌光谱信息建立支持向量机（SVM）模型,寻找最佳的样品种类鉴别方法。结果显示：（1）元素标准曲线R ²>0.999,RSD<5.0%,标准物回收率94%-106%,测定方法可靠;（2）样品含Ca、Na等人体必需元素,但Cd含量超标;（3）脂肪酸、蛋白质等化合物和Ni、Co等矿质元素对种类鉴别贡献最大;（4）中级数据融合优于低级数据融合,优于单一光谱数据模型。数据融合结合化学计量学可实现样品种类快速准确鉴别,对食用菌市场监督、种质资源评价及挖掘利用具有理论参考意义。     

紫外指纹图谱结合化学计量学对黄精基原植物的鉴别

运用紫外光谱技术结合化学计量学,建立快速鉴别不同基原黄精的方法。通过单因素实验确定黄精最佳提取溶剂、时间和用量,制备测试液,采用紫外光谱技术建立3种基原黄精的紫外指纹图谱,光谱数据转化后进行主成分(PCA)和系统聚类分析(HCA)。该方法重现性、精密度、稳定性较好,结果表明不同种类黄精紫外指纹图谱具有指纹特性,3种基原植物黄精紫外光谱图在210 nm、220 nm、280 nm附近差异明显;聚类分析和主成分分析三维投影图反映出不同种类黄精的化学成分积累具有差异,能较好地区分滇黄精(Polygonatumkingianum)、黄精(P.sibiricum)与多花黄精(P.cyrtonema)。紫外光谱结合化学计量学能快速鉴别不同种类黄精,可作为黄精的鉴别和质量控制新方法,为黄精临床应用、资源开发及黄精属植物分类提供辅助方法。     

藤茶不同部位指纹图谱及其差异研究

市售藤茶因不同的部位而价格差异显著。为了研究藤茶不同部位物质基础的差异,本文采用HPLC-UV法,使用Agilent Poroshell 120 EC-C₁₈色谱柱(3.0×100 mm,2.7μm)分别建立了藤茶普叶和龙须的指纹图谱,确定了10个普叶中共有峰和12个龙须中共有峰。使用主成分分析、正交偏最小二乘判别分析和聚类分析研究藤茶不同部位的差异,并结合高分辨质谱鉴定了7个差异性成分,其中化合物二氢杨梅素(共有峰1)、二氢杨梅素同分异构体(共有峰2)、杨梅素(共有峰8)、未知化合物(共有峰10)、鞣花酸(非共有峰)在龙须中含量显著高于在普叶中含量,化合物杨梅苷(共有峰6)和杨梅素戊糖苷(共有峰5)在普叶中的含量显著高于在龙须中含量。本文首次对藤茶不同部位物质差异进行系统研究,为藤茶质量控制提供了依据。     

不同采收期裸花紫珠的HPLC指纹图谱研究

为建立裸花紫珠药材高效液相指纹图谱研究方法,该研究采用0．4％磷酸水溶液(A)-乙腈(B);梯度洗脱为0~15 min,16％~25％ B,15~25 min,25％~39．7％ B;Agilent ZORBAX SB-C18色谱柱(4．6 mm×250 mm,5μm);柱温为30℃;流速为1 mL??min-1;进样量为10μL;检测波长327 nm;检测时间25 min 等色谱条件,研究了不同采集时间共25批裸花紫珠药材的指纹图谱,获取14个共有特征色谱峰,确定了其中的3个成分,利用相似度分析、主成分分析及对应分析对它们进行了分析.结果表明：HPLC 指纹图谱结合计量分析法可有效评价裸花紫珠的质量,该方法可有效应用到裸花紫珠原料及其制品的质量控制中.     

基于HPLC指纹图谱和多成分定量评价不同品种百合鲜品质量

目的：建立3种不同品种百合鲜品HPLC指纹图谱,并同时测定其中5种成分。利用聚类（CLA）、主成分分析（PCA）等方法考察不同来源百合质量,为其质量控制评价提供参考。方法：HPLC梯度洗脱法建立了20批百合鲜品的指纹图谱,通过中药指纹图谱相似度评价软件进行相似度评价,采用聚类、主成分分析等进行分析。并同时测定5种成分的含量。结果：标定15个色谱共有峰,20批药材共有峰相似度为0.930～0.997;通过聚类分析分为2类;PCA筛出累积方差贡献率达86.70%的2个主成分;偏最小二乘法-判别分析（OPLS-DA）结果表明不同来源百合药材存在明显差异,对样品有显著影响的色谱峰分别为3号、6号（王百合苷C）和10号。三种分析方法所得结果基本一致。结论：所建立的HPLC指纹图谱和多指标成分定量方法可行,可为系统评价不同品种百合提供一些参考。     

紫穗槐果实和叶子的紫外光谱指纹图谱研究

本文通过研究紫穗槐的紫外光谱指纹图谱,鉴别紫穗槐及其混淆品。分别取紫穗槐果实和叶子各19个样品以及6个混淆品,应用紫外光谱法对其共有峰和特征峰进行检测。结果显示:紫穗槐果实有2个共有峰,其峰值比为1.330:1;紫穗槐叶有4个共有峰,其峰值比1.45:1:0.71:0.69。     

山鸡椒挥发油GC-MS指纹图谱及模式识别研究

为控制山鸡椒挥发油的质量,通过水蒸气蒸馏法分离出山鸡椒挥发油,利用GC-MS建立了山鸡椒挥发油的指纹图谱,并运用主成分分析和聚类分析对指纹图谱进行模式识别研究。结果显示16批样本图谱共匹配出27个共有峰,以此27个峰为评价指标,样本的相似度均大于0.98。对27个共有峰中的18个峰进行了定性,以此18个峰为评价指标,方法学考察结果较好,主成分分析和聚类分析结果基本一致。表明该方法建立的GC-MS指纹图谱具有良好的稳定性和可靠性。同时,模式识别显示不同产地间和同一产地内的山鸡椒挥发油都存在差异。     

霍山石斛多组份综合鉴别及不同部位药用价值的关联分析

本文采用科学试验与数学分析相结合的方法,对霍山石斛的多种成份进行了综合考察,提出了一种鉴别霍山石斛的新方法,当关联度r＞0.927时,可以认为该石解为霍山石斛种．另外,对霍山石斛根及叶的药用价值作了探讨．发现其根和叶也有与茎相类似的有效成份分布（r＞0.88）,值得进一步开发利用．     

红外光谱结合多元统计方法的不同产地红根草红外指纹图谱比较研究

红根草为唇形科鼠尾带根全草植物,是著名的广西道地药材和常用中药,对白血病细胞有很强的抑制作用,同时具有较强的抗菌活性和抗癌作用,主治菌莉、腹泻、肠炎、肺炎、急性咽喉炎、扁桃体炎、感冒等症。为快速鉴别和评价不同产地中药红根草主要化学成分的差异,该研究利用红外光谱对不同产地红根草进行检测,并结合主成分分析和聚类分析及载荷因子等方法对不同产地样本进行鉴别。结果表明：(1)在1800~600 cm-1范围内,不同产地红根草根系在1727、1635、1551、1513、1442、1373、1255、1154、1036、795、776、690 cm-1等处均有较强的振动吸收,表明不同产地红根草主要化学组分构成比较相似。(2)红外指纹图谱结合主成分和聚类分析结果表明,不同产地红根草化学成分的差异与地理位置有明显对应性,产地相近的地区红根草化学成分的较似,产地较远的区域红根草化学成分差异较大,但两种方法检测结果均有自己的特征。(3)通过PCA载荷因子分析,可以得出比原始图谱更多的化学成分信息,对主成分聚类贡献较大的吸收峰主要表现在1670、1630、1616、1579、1473、1411、1159、1129、1082、1042、1000、972、946、913、891、806 cm-1附近,进一步揭示出不同产地红根草化学成分差异主要是红根草内酯和甾醇类成分,以及主要有效成分红根草邻醌和丹参酮类成分的差异。该研究结果为红根草的引种栽培及良种选育研究提供了参考。     

美味牛肝菌中油脂成分的提取及其成分分析

用微波辅助提取的方法提取了美味牛肝菌中的油脂成分,并采用单因素和正交实验研究了提取时间、微波功率、料液配比对提取收率的影响。结果表明:最佳提取工艺条件为料液比1:12,微波功率为900 w,提取时间14 m in,美味牛肝菌油脂成分的提取效率最高达到8.04%。GC-MS检测表明,美味牛肝菌含有26种组分,包括1-辛烯-3醇(19.52%)和1-辛烯-3酮(11.98%)。     

基于图像特征的实蝇自动识别初步研究

针对实蝇图象识别,提出了基于局部模板匹配和分层约束的虫身局部特征检测的算法,该算法将虫身局部特征搜索分为三个层次:首先是图像中的实蝇虫身检测,找到实蝇图像上虫身的大概位置;其次是用虫身明显特征模板作虫身检测;最后根据不同实蝇的典型特征区别出这些实蝇所属的不同类别.在图像预处理时采用主成分分析(PCA)方法进行主轴定位并旋转归一化处理.在对虫身翅膀上的明显特征进行检测时,提出了翅膀斑纹模板匹配算法.     

苎麻种质资源耐瘠性鉴定评价

南方坡耕地土壤大部分较贫瘠,筛选出适合在丘陵坡地贫瘠土壤种植的苎麻种质,对于生态恢复和经济生产非常重要。本研究将田间平地试验、田间坡地试验、盆栽试验相结合,以10个苎麻种质为材料,测定株高、分株数、叶片数、叶面积、叶片SPAD、总鲜重、总干重、原麻重、氮肥利用效率、钾肥利用效率等10个指标,运用主成分分析、隶属函数、聚类分析方法,对筛选指标和抗性分类进行综合分析。通过主成分分析筛选出分株数、总鲜重、叶面积、株高、叶片SPAD、叶片数、氮肥利用效率、钾肥利用效率等8个指标可以有效的评价苎麻耐瘠性;对各性状隶属函数进行聚类分析,10个苎麻种质可划分为两类,一类是冷水江野麻、浏阳野麻;另一类是湘苎三号、多倍体一号、湘苎X2、湘苎X1、湘苎X3、湘苎XB、中苎一号、长沙野麻。通过研究苎麻耐瘠相关指标,建立了苎麻耐瘠性评价的指标体系,筛选和鉴定出了苎麻耐瘠性资源。     

Effect of land use type on metals accumulation and risk assessment in soil in the peri-urban area of Beijing,China

Heavy metal concentrations of As, Cd, Cu, Hg, Ni, Pb, and Zn were investigated for 107 soil samples collected from crop land, orchard land, greenhouse land, and wood land in the peri-urban area of Beijing, China. The mean concentrations of As, Cd, Cu, Hg, Ni, Pb, and Zn in all soil samples were 8.40, 0.20, 24.7, 0.08, 25.0, 23.0, and 77.1 mg/kg, dw, respectively. Among the four land use types, the Cd concentration in greenhouse land was significantly higher than the other three kinds of land uses (p < .05), and Cu and Zn concentrations in greenhouse land were significantly higher than in crop land and wood land (p < .05). Based on principal component analysis, elevated Cu, Zn, and Cd concentrations in greenhouse land might have originated from high application rates of manure and fertilizer. According to an ecological risk analysis, the four land use types can be ranked in the following order: greenhouse land > orchard land > crop land > wood land. However, the degree of non-cancer risk for both adults and children in different land uses decreased in the order of greenhouse land > orchard land > wood land > crop land.     

主成分分析法在壳斗科植物化石鉴定中的应用*

壳斗科化石是北半球新生代地层的优势分子,然而由于其属种众多,叶片属种间特异性不明显,该科叶片化石的鉴定是古植物学研究的难点之一。面对化石标本不完整的性状特征信息,如何剔除冗余特征,重点考虑具有鉴定意义的标本特征,就显得非常必要。本研究通过调研多种降维算法,考虑到植物特征编码及赋值的数值特性,选用主成分分析法,以壳斗科青冈亚属植物叶片为例,对可能在化石叶片上观察到的22个性状特征(变量)进行降维处理,挑选出对于壳斗科化石叶片分类鉴定起主要作用的10个性状特征,并将其应用于化石鉴定进行验证。结果表明,仅考虑经过主成分分析法压缩挑选的10个主要性状特征,仍然能够实现壳斗科化石植物的准确鉴定。主成分分析法应用于壳斗科性状特征的降维处理效果良好,剔除冗余特征对标本鉴定结果没有影响。     

Structural classification and prediction of reentrant regions in alpha-helical transmembrane proteins: application to complete genomes

Alongside the well-studied membrane spanning helices, alpha-helical transmembrane (TM) proteins contain several functionally and structurally important types of substructures. Here, existing 3D structures of transmembrane proteins have been used to define and study the concept of reentrant regions, i.e. membrane penetrating regions that enter and exit the membrane on the same side. We find that these regions can be divided into three distinct categories based on secondary structure motifs, namely long regions with a helix-coil-helix motif, regions of medium length with the structure helix-coil or coil-helix and regions of short to medium length consisting entirely of irregular secondary structure. The residues situated in reentrant regions are significantly smaller on average compared to other regions and reentrant regions can be detected in the inter-transmembrane loops with an accuracy of approximately 70% based on their amino acid composition. Using TOP-MOD, a novel method for predicting reentrant regions, we have scanned the genomes of Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae and Homo sapiens. The results suggest that more than 10% of transmembrane proteins contain reentrant regions and that the occurrence of reentrant regions increases linearly with the number of transmembrane regions. Reentrant regions seem to be most commonly found in channel proteins and least commonly in signal receptors.     

温带森林阔叶植物幼苗叶经济谱及其与防御性状的关系

植物叶片功能性状之间的权衡关系一直是生态学研究的热点问题。其中叶经济谱相关性状的研究较多, 但叶片防御性状方面的研究, 尤其是幼苗阶段的研究较少。该研究以黑龙江凉水国家级自然保护区典型阔叶红松(Pinus koraiensis)林和谷地云冷杉林内共有的8种阔叶乔木和11种阔叶灌木物种的幼苗叶片为研究对象, 通过测定5个叶经济谱性状和4个叶片防御性状, 分析了叶性状在不同生活型、林型间的差异以及性状之间的协调关系。结果表明: 所有叶片性状在乔木和灌木幼苗之间不存在显著差异, 谷地云冷杉林中的幼苗的叶总酚含量和单宁含量显著高于阔叶红松林中的幼苗, 其原因为谷地云冷杉林林下光照强度弱于阔叶红松林, 且空气和土壤湿度较高, 该环境更有利于自然天敌的聚集, 可能有更强的天敌破坏效应, 而这种更强的生物相互作用反过来驱动幼苗提高其防御能力; 幼苗叶绿素含量与比叶面积呈极显著正相关关系, 与叶氮含量、叶磷含量呈显著正相关关系; 幼苗叶氮含量与叶磷含量呈显著正相关关系; 幼苗叶防御性状之间呈显著正相关关系; 幼苗叶绿素含量与叶总酚含量、单宁含量和类黄酮含量呈显著负相关关系, 叶氮含量与叶总酚含量、单宁含量呈显著负相关关系, 与类黄酮含量呈极显著负相关关系; 说明幼苗叶经济谱性状与防御性状之间存在权衡关系, 即对叶片碳代谢性状的更多投资意味着对叶防御性状更少的投资; 乔、灌木幼苗具有相似的资源利用策略。     

Multivariate analysis of the Vicia sativa L. aggregate

GIL, J. & CUBERO, J. I., 1993. Multivariate analysis of the Vicia sativa L. aggregate . The sativa group of species was studied by using multivariate analysis and karyological analysis. Thirty biometrical characters were studied by using 92 Vicia sativa L. accessions from a variety of geographical sources. The four main taxa analysed were: sativa, macrocarpa, cordata and angustifolia. Principal component analysis provided clear separation among sativa, cordata and angustifolia in terms of the first two components. Karyotype analysis confirmed the PCA results, and by combining both methods, misclassed specimens can be correctly determined. Cluster analyses using the characters which displayed the greatest loads over the first components were performed in order to identify the most valuable characters from the taxonomic point of view. These were flower length, calyx length, pod width, constriction of the pod between seeds, leaf length, leaflet width, seed length and seed width. Our results suggest an early separation of angustifolia from the ancestral stem. The taxon cordata may be useful in future plant breeding programmes not only for crossing with V. saliva to increase the leaflet size of this taxon, but also as a bridge species between sativa and angustifolia.     

Improve survival prediction using principal components of gene expression data

The purpose of many microarray studies is to find the association between gene expression and sample characteristics such as treatment type or sample phenotype. There has been a surge of efforts developing different methods for delineating the association. Aside from the high dimensionality of microarray data, one well recognized challenge is the fact that genes could be complicatedly inter-related, thus making many statistical methods inappropriate to use directly on the expression data. Multivariate methods such as principal component analysis （PCA） and clustering are often used as a part of the effort to capture the gene correlation, and the derived components or clusters are used to describe the association between gene expression and sample phenotype. We propose a method for patient population dichotomization using maximally selected test statistics in combination with the PCA method, which shows favorable results. The proposed method is compared with a currently well-recognized method.