基于NLPCA-GSO可持续发展评价——以环渤海区域为例

区域可持续发展水平、发展的持续性和系统的协调性是区域可持续发展定量评价研究的三角构架,而在传统上基于各子系统主成分分析结果直接进行形色各异的加权计算对可持续发展评价而言是有待商榷的。提出了非线性主成分分析和施密特正交化(NLPCA-GSO)相耦合的方法评价区域的可持续发展水平来弥补传统方法的不足,并由此建立区域发展持续性模型和可持续发展系统协调度模型,再以环渤海区域为实证分析其2001—2010年的可持续发展状况。结果表明:基于NLPCA-GSO的可持续发展水平模型可以很好地弥补传统主成分分析及对各子系统结果的综合评价的不足;区域发展持续性模型、协调性模型和区域可持续系统变化的滤波分析形象地揭示区域可持续发展的实质和内涵;实证研究表明环渤海区域在研究时段内可持续发展水平有所上升,而环境子系统持续性的下降是引起区域发展持续性和系统协调度的变化的主要原因。研究结果可丰富区域可持续发展评价的方法学,也可为环渤海区域的可持续发展研究奠定基础。     

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。     

石灰岩山地优势种淡竹生物量分配的影响主因研究

该研究在江西省瑞昌市设置9个淡竹林样地,调查和测定了淡竹林密度、淡竹各构件的生物量和总生物量,以及土壤含水率、土层厚度、林下裸岩率、pH、电导率、全氮和全磷等7个土壤环境因子,并对竹林密度、土壤环境因子和淡竹生物量分配指标进行了相关分析和回归分析。结果表明：(1)密度与淡竹蔸比重相关系数r达0.66( P＝0.02<0.05),而与叶比重、枝比重、秆比重、鞭比重、根比重及根冠比均无显著相关关系;土壤环境因子与生物量分配指标有密切相关,环境主成分Z1与叶比重、秆比重及蔸比重均显著相关(P<0.05),Z2与鞭比重显著相关(P＝0.034<0.05)。(2)密度与土壤环境因子密切相关(P<0.05),控制土壤环境因子的偏相关分析显示密度与淡竹生物量分配不显著相关( P>0.05),而控制密度时,土壤环境因子与淡竹生物量分配仍有显著相关关系(P<0.05);逐步回归分析也验证了偏相关分析的结果,密度被排除出回归方程。分析认为,土壤含水率、土层厚度及土壤养分等环境因子是影响石灰岩山地优势种淡竹生物量分配的主因,密度对生物量分配的影响实为土壤环境因子的间接作用。该研究结果为石灰岩地区植被恢复提供了理论支撑。     

蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液的成分组成与急性毒性分析

蝙蝠蛾拟青霉是从新鲜的冬虫夏草上分离获得的虫草菌,可采用生物发酵制备大量菌丝体。该菌丝体具有和冬虫夏草相似的活性成分,具有抗肿瘤、抗病毒等多种功效。本研究对干燥后的蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液的主要成分进行了分析,结果显示：干燥后的蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液含粗脂肪21.33%,总蛋白27.34%,水解氨基酸16.79%,粗多糖11.16%,不饱和脂肪酸71.21%,其中以油酸、亚油酸为主;该干燥发酵滤液中还含有多种核苷类物质、多糖等生物活性成分以及多种人体必需的矿质元素。此外急性毒性实验的初步结果表明：小鼠在实验期内无死亡现象和明显的中毒反应,主要脏器的形态学正常;谷草转氨酶（AST）和谷丙转氨酶（ALT）活性与对照组相比无统计学差异。蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液有望在医药和保健领域进一步研究开发。     

不同产地杜仲根际土真菌群落结构的差异性分析

基于宏条码技术对采自贵州遵义县、湖南慈利县和四川旺苍县3个杜仲产地根际土壤的真菌群落组成进行了分析。研究获得根际土壤真菌有效序列共10 775条,聚类后OTUs对应的真菌类群涉及子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota、接合菌门Zygomycota、球囊菌门Glomeromycota、壶菌门Chytridiomycota、类原生动物门Rozellomycota的22纲、59目、103科、108个属的550个真菌分类单元(OTUs)。在属的水平上,湖南慈利样本(ECS)有119个属,优势属为镰刀菌属Fusarium,相对丰度为16.31%,其次是被孢霉属Mortierella(14.67%)、毛壳菌科Chaetomiaceae一未定属(13.01%)和木霉属Trichoderma(11.37%)等。四川旺苍样本(EWS)共有116个属,优势属为丝齿菌属Hyphodontia,相对丰度32.32%,其次为镰刀菌Fusarium(13.41%)等。贵州遵义样本(EZS)有110个属,优势属为被孢霉属Mortierella,相对丰度30.74%,其次是木霉属Trichoderma(25.96%)和镰刀菌属Fusarium(4.85%)等。α多样性分析表明,不同产地杜仲根际土壤真菌群落组成有明显差异。遵义样本(EZS)、慈利样本(ECS)和旺苍样本(EWS)的Shannon多样性指数从高到低为:ECS(2.7661)> EZS(2.4841)>EWS(2.1326)。不同杜仲产区土壤理化因子及4个主要活性成分(松脂醇二葡萄糖苷、绿原酸、京尼平苷酸和京尼平苷)与根际土真菌群落组成的相关性分析表明,4个主要活性成分皆为四川旺苍(EWS)产地含量最高,其次是湖南慈利,贵州遵义最低甚至不含京尼平苷。杜仲根际土壤样品真菌物种组成丰富,不同地区杜仲根际土壤真菌群落组成、分类单元的相对丰度及优势分类单元皆存在不同程度差异。杜仲根际土真菌群落结构的多样性与土壤理化因子及杜仲主要有效成分含量具有一定相关性。杜仲根际土真菌群落组成的结构谱是杜仲道地性的重要特征。     

SC-CO2和乙酸乙酯萃取芸香中活性成分的比较分析

为了探讨超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide, SC-CO2)技术与提取物的分级分离在萃取芸香活性成分的应用价值,本研究采用SC-CO2和乙酸乙酯萃取芸香中植物蜡和活性成分,并调查粒径和CO2流量对提取产量的影响。在250 bar、40℃条件下提取,并使第一个分离器冷却到-10℃,可获得较好的提取效率。当粒径较小时,提取过程更快,即内部传质控制该过程。分级分离可选择性去除表皮植物蜡,约占由SC-CO2处理产生的总提取物的77.5%W/W。第二分离器中的获得的提取物中活性化合物可达86.3%W/W。随后采用气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)分析表明,乙酸乙酯提取物低于SC-CO2提取物的萃取效率,主要是由于提取物中含有大量的植物蜡。本研究为超临界二氧化碳技术在萃取芸香活性成分方面的提供技术参考。     

金菠萝品种果实香气成分和特征香气研究

采用固相微萃取-气相色谱质谱联用法研究了金菠萝品种果实不同部位果肉、中柱和果皮的香气成分,并利用香气值确定了不同部位的特征香气。结果表明:各部位香气组成不同,果肉和中柱部位以酯类为主,果皮部位以萜烯类为主。己酸乙酯和己酸甲酯是果肉和中柱部位含量较高的成分,(Z)-β-罗勒烯是果皮部位含量最高的成分。4-甲氧基-2,5-二甲基-3(2H)呋喃酮和癸醛是果皮香气贡献较大的成分,而2-甲基丁酸乙酯、4-甲氧基-2,5-二甲基-3(2H)呋喃酮和己酸乙酯是果肉和中柱香气贡献较大的成分。金菠萝品种果肉和中柱的香气值与果皮差异较大,且香气值主要集中于果肉。     

建立多重液相基因芯片方法快速检测狐狸、水貂成分

基于xMAP液相芯片新型生物技术平台,分别以狐狸线粒体DNA D-loop区序列、水貂线粒体DNA细胞色素b基因序列为模板设计特异扩增引物和探针,并对探针进行锁核酸修饰,建立了二重xMAP液相基因芯片方法,用于快速检测狐狸和水貂源性成分。该法能准确鉴定鉴别狐狸和水貂DNA,对其他18种动物物种DNA均呈检测阴性,对狐狸、水貂DNA的检测低限分别为2. 8pg/μl、0. 9pg/μl,对肉类混样检出限为0. 05%(m/m)。对目标源性DNA含量为1%(V/V)的32份饲料与食品核酸添加样本均呈对应目标检测阳性。结果表明,该方法特异性强、灵敏度高,适用于食品与饲料领域相关原料和产品的质量与安全检验。     

基于光合系统参数建立马铃薯耐荫性综合评价体系

为构建便捷的马铃薯(Solanum tuberosum)耐荫性综合评价体系并发掘耐荫种质, 以35个马铃薯品种(系)为实验材料, 测定块茎膨大期遮荫下植株叶片叶绿素含量、光合能力和叶绿素荧光等光合参数及收获后块茎单株产量和淀粉含量等指标。根据耐荫系数, 利用主成分分析法、隶属函数法、聚类分析法和逐步回归分析法进行综合评价。通过主成分分析将马铃薯耐荫性相关的13个单项光合指标转换为6个综合指标, 代表了全部信息的87.51%。以此计算各种质的隶属函数值, 并以主成分的贡献率进行加权, 最终获得所用材料耐荫性的综合评价值(D值)。根据D值聚类分析结果将35个马铃薯分为4类, 其中Eshu10和Lishu6分别为耐荫性最强和最弱的品种。通过逐步回归分析建立了马铃薯耐荫性评价数学模型: D=0.060+0.106G_s+0.214qP+0.143NPQ。同时, 用该评价体系鉴定为耐荫性强的品种(系)在遮荫后其产量和/或淀粉含量等指标减幅均低于耐荫性弱的种质, 表明该评价体系可用于快速评价和预测马铃薯种质的耐荫性。     

茯神挥发性成分及其生物活性研究

为研究茯神挥发性成分含量、构成及其生物活性,本实验采用二氧化碳超临界的方法提取茯神低极性成分,以提取率作为响应值,在单因素试验的基础上采用响应曲面法考察提取压力、温度、二氧化碳流速对提取效果的影响,优化提取工艺。运用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对其主要化学成分进行鉴定,并采用生长速率法测定了挥发油对5种真菌的生物活性。得到提取模型极值点,即提取压力27.26MPa、提取温度55.97℃、提取流速10.68L/min时,提取率达到最大,提取率预测值为1.66mg/g。通过NIST14质谱库检索,鉴定了其中17个主要化合物,运用峰面积归一法确定各个组分的含量,占挥发油总量的84.5%。抗菌实验表明茯神挥发油对采绒革盖菌菌株有低浓度促进高浓度抑制的活性。