高光谱遥感技术在植物功能性状监测中的应用与展望

植物功能性状作为指示植物对环境适应和进化的可量度特征, 其变异格局和驱动机制是植物生态学和地球系统建模的重要研究内容。传统野外测定方法费时费力费钱, 且通常关注生长季和优势物种, 使得功能性状的尺度延展和时空覆盖存在极大挑战。近些年兴起的多尺度高光谱遥感技术为解决当前植物功能性状数据时空覆盖度差的问题提供了新的思路和方法。该文在概述高光谱遥感技术监测植物功能性状的基本原理和发展简史的基础上, 详细介绍了当前光谱-性状关系的主要建模方法, 即经验或半经验方法、物理模型反演方法, 其中以经验统计模型方法中的偏最小二乘回归使用最为广泛。进一步结合实例, 重点讨论了高光谱遥感技术在叶片、群落和景观尺度监测植物功能性状的应用及存在的主要问题。最后, 为促进高光谱技术在植物功能性状及其多样性监测方面的研究, 提出以下4个未来应该重点关注的方向: 1)检验光谱-性状模型的普适性, 并解析其背后的调控机理; 2)发展光谱-性状关系尺度延展的方法体系; 3)解析植物功能性状及其多样性的时空变异和调控机制; 4)探究环境-植物功能多样性-生物多样性-生态系统功能间的关联。     

咖啡因对胰β-淀粉酶部分理化性质的影响

运用紫外光谱和荧光光谱技术研究咖啡因与胰α-淀粉酶的结合。反应类型为非竞争性抑制。Ki值为0.47×10-2mol/L。根据Stern-Volmer方程,计算了咖啡因对胰α-淀粉酶的表观淬灭常数,推测其荧光影响可能属于静态淬灭机制。     

紫菜多糖提取的研究

研究了热水浸提法提取紫菜多糖的最佳提取工艺,同时,对粗多糖进一步分离,并测定红外光谱图。实验表明：用热水浸提法提取的多糖产率在0．87％-2．55％之间,且多糖浸提液毫无凝固性。当料液比为1：30（g／mL）,温度为95℃,pH值为7,浸提时间为1．5h时提取的效果最好,得率可达2．546％。从紫菜粗多糖中可分离出两种多糖PP1和PP2,其中PP2的红外光谱图与标准琼脂糖样品相类似,而PP1的红外光谱图与PP2存在着较大的差异。     

苦楝果多糖的分离纯化及组成分析

利用水提醇沉法提取苦楝果实中的多糖,经DEAE-52柱层析分离,得到MP1、MP2和MP3三个多糖组分,用Sephadex G-100凝胶色谱柱对MP1进行纯化鉴定,结果显示为单一峰。借助气质联用仪,对苦楝粗多糖和组分MP1进行了成分分析。红外光谱分析表明苦楝多糖的单糖残基以吡喃环和呋喃环的形式存在。     

原生质体紫外诱变选育白地霉GXU08脂肪酶高产菌株

目的:初步筛选脂肪酶高产菌株。方法:以白地霉GXU08为出发菌,对其进行原生质体紫外诱变选育。结果:筛选得到6株脂肪酶活力比出发菌株GXU08高的突变株,其中菌株4-39的酶活达14.2U,比GXU08提高了63.2%。突变株经9次传代,3次摇瓶复筛,其脂肪酶酶活性保持稳定,为今后进一步研究不同的育种方法进一步提高脂肪酶的产量打下基础。     

光谱法研究甲醇和盐酸对短梗霉黑色素的分离效果

应用紫外和红外光谱对甲醇和盐酸分离的短梗霉黑色素进行了分析。分析结果表明:甲醇和盐酸法分离的黑色素在紫外图谱215 nm处都有最大吸收峰,而甲醇法分离的黑色素其紫外图谱在260、280 nm处无吸收峰表明此法分离的黑色素不含核酸及蛋白质;红外图谱中,在3340 cm-1、1637 cm-1处有很强的吸收峰表现为黑色素的典型特征;同时在对照中发现盐酸多次处理后的黑色素显示较少的结构信息,说明盐酸沉降法有可能破坏黑色素的结构。由此选用甲醇作为沉淀剂有利于黑色素的纯化及确保其结构信息的完整,为进一步分析短梗霉黑色素的结构表征奠定了基础。     

啤酒酵母菌对无机硒的有机转化

利用啤酒酵母菌对无机硒(亚硒酸钠)进行有机转化。通过在培养基中加入不同浓度的无机硒溶液和不同时间加入无机硒溶液,于28℃、220 r/min摇床条件下培养5 d,离心得菌细胞,测定前样品预处理:破碎菌细胞,显微镜下计数,计算破碎率,破碎后的菌体装入透析袋于蒸馏水中透析除去无机硒。准确测定无机硒,用浓硫酸-高氯酸的消化体系消化样品后,紫外分光光度法于335 nm处测量吸光度,在标准曲线上查出硒含量,计算无机硒的转化率。啤酒酵母菌的最佳加硒时间为24 h,亚硒酸钠浓度大于12μg/mL对啤酒酵母菌转化无机硒有明显抑制作用,啤酒酵母菌对无机硒的摄入率约为62%,转化率约为53%;超生波细胞粉碎仪破碎细胞的破碎率为55%左右。结果表明,啤酒酵母菌可以转化无机硒。     

激光拉曼光谱在蛋白质构象研究中的应用和进展

激光拉曼光谱法被公认为是研究生物大分子的结构、动力学和功能的有效方法。近年来拉曼光谱在蛋白质构象研究中的最新进展,涉及到拉曼光谱在非折叠蛋白质、蛋白质装配的特征描述,拉曼晶体学在实时监控蛋白质单晶中化学变化等方面的应用。另外,介绍了蛋白质拉曼光谱分析在生物技术中的应用现状。并对拉曼光谱技术在蛋白质等生物大分子领域中的研究前景做了进一步的展望。     

紫外分光光度法测定珍珠菜中总黄酮含量

目的:建立珍珠菜提取液中总黄酮的含量测定方法。方法:采用紫外分光光度法,通过紫外可见扫描确定最大吸收波长,以芦丁为对照品制定标准曲线,并进行样品溶液稳定性试验和方法回收率与精密度试验。结果:最大吸收波长为405 nm,标准曲线线性范围为4.014-32.112μg/mL,r=0.999 9。样品液经A l3 络合后在0.5-2.5h内稳定性较好,平均加样回收率为102.00%±1.64%,RSD为1.61%,日内、日间精密度RSD小于2%,符合要求。结论:该方法简单方便、准确可靠,可以用来测定珍珠菜中总黄酮的含量。     

拉曼光谱检测胃癌变信号的研究

利用激光拉曼光谱对胃癌患者血清及非胃癌患者血清进行对比检测,并结合对体外培养胃癌细胞分泌物的检测,对胃癌特征拉曼峰作初步探讨。得出一种有重要临床应用价值的癌症辅助快速诊断方法。