昆明高校园林植被光合及光谱特性研究

植物生理与光谱特性是植物生态学研究的重要内容之一, 利用GFS-3000 和SVC 对云南师范大学呈贡校区10种园林植物的光合特性和光谱特性进行测量, 并进行数据分析。结果表明: (1)气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)日变化相似, 呈现“单峰”或“双峰”的变化趋势, Pn 乔木高于藤本植物, 藤本植物略高于灌木; 胞间CO₂ 浓度(Ci)和气孔限制值(Ls)整体上呈现不同程度波动变化; 正午乔木Pn 下降主要受气孔限制影响, 傍晚则主要受非气孔限制影响; 八角金盘(Fatsia japonica.)主要受气孔限制影响, 洒金叶珊瑚(Aucuba japonica)和常春藤(Hedera jelix)则受非气孔因素的影响。(2)最大净光合速率(Amax)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)总体上乔木大于灌木和藤本植物, 表观量子效率(AQE)整体上为灌木和藤本植物高于乔木。(3)PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)最大的是八角金盘, 最小的是广玉兰(Magnolia grandiflora), 荧光淬灭参数qP 和NPQ 最小的均为枇杷(Eriobotrya japonica)。(4)归一化植被指数(NDVI)、红边(λre)、光化学植被指数(PRI)与Pn、Gs、Tr 呈现较显著的相关性, 与Ci 相关性较低; 叶绿素归一化指数(chlNDI)、水波段指数(WBI)与Pn、Gs、Tr、Ci 之间表现出较低相关性; 植被衰老反射指数(PSRI)与Pn、Tr 之间相关性较高, 与Gs 和Ci 的相关性较低。光合特性与光谱特性的这种关系, 可为园林植被管理和生态监测提供参考。     

基于神经网络的马尾松叶绿素含量高光谱估算模型

分析不同生长期的马尾松冠层反射光谱特征与相应叶绿素含量的相关关系.利用36个红边参数逐一筛选,最终确定7个与叶绿素含量相关性较高的红边参数作为光谱特征参数,分别应用逐步分析法与BP神经网络构建叶绿素含量的高光谱估算模型;同样,筛选出4个植被指数作为光谱特征参数,同时,将对原始光谱进行主成分分析降维后的前4个主成分作为BP神经网络的输入变量,分别应用逐步分析法与BP神经网络构建叶绿素含量的高光谱估算模型.结果表明: 将红边参数作为输入变量建立的逐步回归模型和BP神经网络模型的决定系数(R²)分别为0.5205、0.7253,均方根误差(RMSE)分别为0.1004、0.0848,相对误差分别为6.3%、5.7%.将植被指数作为输入变量建立的逐步回归模型和BP神经网络模型的R²分别为0.5392、0.7064,RMSE分别为0.0978、0.0871,相对误差分别为6.2%、6.0%.基于主成分分析的BP神经网络模型的预测效果最好,R²为0.7475,RMSE为0.0540,相对误差为4.8%.     

玉米芯发酵法生物制氢

在批式培养试验中, 以牛粪堆肥为天然产氢菌源, 玉米芯为底物, 通过厌氧发酵生产氢气。系统考察了底物预处理条件、初始pH值和底物浓度对玉米芯产氢能力的影响。在初始pH 8.0, 1.0%盐酸预处理底物30 min, 底物浓度10 g/L的最佳产氢条件下, 玉米芯最大产氢能力〔每克TVS（总挥发性固体物）产氢量〕和最大产氢速率（每克TVS每小时产氢量）分别为107.9 mL /g、4.20 mL/g·h-1。玉米芯经酸预处理后半纤维素含量由42.2%下降至3.0%, 而酸预处理的玉米芯产氢前后纤维素、半纤维素和木质素含量只有少量变化。产氢菌主要用酸预处理产生的可溶性糖产氢, 故底物的酸预处理对玉米芯的发酵产氢非常重要。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析显示酸预处理和产氢过程中玉米芯的特征峰发生变化, 酸预处理过程降解了底物纤维素的无定形区和半纤维素, 产氢微生物对纤维素的结晶区有破坏作用。     

利用高光谱遥感预测小麦籽粒蛋白质产量

2003-2006年连续3年采用不同小麦品种在不同施氮水平下进行大田试验,于小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定植株氮素含量.根据特征光谱参数-叶片氮素营养-籽粒蛋白质产量这一技术路径,以叶片氮素营养为连接点将模型链接,建立基于开花期高光谱参数的小麦籽粒蛋白质产量预报模型.结果表明:开花期叶片氮含量、氮积累量以及花后叶片氮转运量均能够较好地反映成熟期籽粒蛋白质产量状况;对叶片氮含量和氮积累量的光谱反演,在不同品种、氮素水平和年度间可以使用统一的光谱参数,其中利用红边位置(REPle)和修正型ND705(mND705)可以较好表达叶片氮含量的动态变化,以红蓝边面积比(SDr/SDb)和742nm处一阶微分(FD742)为变量建立叶片氮积累量监测模型效果较好;经独立试验数据的检验表明,以参数REPle、SDr/SDb和FD742为变量建立成熟期籽粒蛋白质产量预报模型均给出理想的检验结果,模型测试精度R2分别为0.854、0.803和0.795,相对误差RE分别为16.4%、18.2%和14.9%;利用开花期关键特征光谱指数可以有效地评价小麦成熟期籽粒蛋白质产量状况.     

陇中黄土高原春小麦光谱反射特征

通过田间小区试验,测定了3个春小麦品种(高原602、陇春8139和定西24)在不同生育期和不同种植密度的光谱反射率及对应叶面积指数(LAI)和地上生物量,分析了其光谱反射的一般特征和红边参数特征以及光谱变量与LAI和地上生物量的相关性.结果表明:在整个波段内,春小麦冠层光谱表现为高原602＞陇春8139＞定西24,其叶片光谱表现为定西24＞陇春8139＞高原602;春小麦冠层光谱在可见光波段和中红外波段成熟期明显大于孕穗期,而叶片光谱在近红外波段孕穗期明显大于成熟期;随着种植密度的提高,在近红外波段冠层和叶片的光谱反射率逐渐增加;冠层光谱的红边均具有"双峰"现象,从孕穗期到成熟期,冠层红边位置呈现"蓝移"现象;LAI和地上生物量与冠层光谱变量之间存在较好的相关性.     

血清白蛋白在多聚阳离子－壳聚糖共混材料表面的构象变化及其与细胞生长的关系

用L-多聚赖氨酸、聚乙烯亚胺及L-多聚鸟氨酸三种多聚阳离子对壳聚糖进行共混修饰,制备了三种共混材料.在这些材料表面吸附了血清白蛋白,并利用圆二色(CD)光谱研究了白蛋白吸附到材料表面后的构象变化.结果显示,与天然状态相比,白蛋白吸附到共混材料表面后,其α-螺旋、β-折叠及无规则卷曲的含量均发生了明显改变.通过研究MC3T3-E1细胞在这些材料表面的生长情况,发现细胞的增殖与血清白蛋白的构象变化有一定关系,在吸附的白蛋白构象与天然构象最接近的共混材料表面,MC3T3-E1细胞增殖水平最高.     

小檗碱与胰蛋白酶的相互作用

小檗碱对胰蛋白酶有抑制作用.应用紫外光谱和荧光光谱进一步研究发现小檗碱使胰蛋白酶的紫外吸收光谱发生改变,特征荧光峰产生静态淬灭.据Forster非辐射能量转移理论,在20和37℃时,测定了小檗碱-胰蛋白酶间的结合常数和结合位点数,确定了作用力主要为疏水作用力.     

了哥王中西瑞香素的提取分离及抗肿瘤作用研究

研究西瑞香素(daphnoretin)的体外抗肿瘤作用.采用溶剂提取法、硅胶柱层析、重结晶法从中药了哥王中分离西瑞香素并用薄层色谱法和高效液相色谱法测定纯度.应用MTT法观察不同浓度的西瑞香素对体外培养的人肺腺癌细胞AGZY-83-a、人喉癌细胞Hep2和人肝癌细胞HepG2的抑制作用.采用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)观察细胞形态的变化并检测细胞内钙离子浓度.经紫外光谱、质谱和核磁共振光谱确定提取分离西瑞香素的结构,其纯度为99.75%.西瑞香素对体外培养的人肺腺癌细胞AGZY-83-a、人喉癌细胞Hep2和人肝癌细胞HepG2均有明显抑制作用,且呈浓度依赖性.其对上述三种肿瘤细胞的半数抑制浓度IC50值分别为8.73、9.71和31.34 μg/mL.激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)检测结果表明应用西瑞香素处理肿瘤细胞72 h后,细胞内钙离子浓度显著升高(P<0.05).西瑞香素体外对人肺腺癌细胞AGZY-83-a、人喉癌细胞Hep2和人肝癌细胞HepG2均有明显抑制作用,机制可能与细胞内钙超载有关.     

鼬瓣花中的黄酮苷

从鼬瓣花甲醇提取物中分离得到4个黄酮苷类化合物,运用光谱技术鉴定了它们的结构,分别为洋芹素-7-O-(6″-O-p-羟基肉桂酰)-β-D-吡喃葡萄糖苷(1),洋芹素-7-葡萄糖苷(2),木犀草素-7-葡萄糖苷(3)和黄芩苷(4)。化合物1为首次从鼬瓣花属植物中分离获得。     

林业入侵植物假苍耳对Cu^2＋的吸附性

选取林业入侵植物假苍耳（Iva xanthifolia）叶片匀浆体（LSI）和茎匀浆体（SSI）作为生物吸附材料,考察了溶液pH值、吸附时间、Cu^2＋浓度对吸附性能的影响,确定了最佳吸附pH值为6．0-7．0,吸附平衡时间为30分钟,处理水体中的Cu^2＋浓度应不超过800mg·L^-1。采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型进行线性拟合,推算出LSI和SSI的饱和吸附率分别为28．68mg·g^-1和13．06mg·g^-1。通过对吸附Cu^2＋前后的LSI和SSI进行傅立叶红外光谱和X射线衍射分析可知,假苍耳参与Cu。’吸附的主要物质是纤维素类和糖类,并且可能是由它们具有的-OH、-CONH2及-C=O等官能团提供结合位点。研究结果显示假苍耳有可能成为一种具有开发潜力的新型重金属生物吸附材料。