豌豆品质性状近红外模型建立及区域差异分析

探讨了傅立叶变换近红外光谱技术(FT-NIRS)检测豌豆蛋白质、淀粉、脂肪和总多酚含量的可行性。用化学方法测定190份豌豆种质的蛋白质、淀粉、脂肪以及总多酚含量,采集其子粒与粉末的近红外光谱,采用偏最小二乘法(PLS)分别建立两种光谱与成份含量预测模型。豌豆粉末模型结果优于子粒模型,其中蛋白质和淀粉的粉末模型的预测残差(RPD)为5.88、5.82,相关系数r2达到0.99、0.99,具有很好的预测性能。对其中产地信息详细明确的150份豌豆种质的品质性状与产地进行两步聚类分析,明确得到3种类型,其特点分别为:类群1低蛋白质含量,类群2高总多酚含量,类群3高蛋白质、高淀粉和高脂肪含量。进一步分析了豌豆品质性状随播种期、经度、纬度、海拔高度的变化情况。结果表明,近红外光谱技术可对豌豆种质资源的部分品质性状进行快速筛选鉴定,聚类分析结论、地理坐标与播期对豌豆种质主要品质性状的影响规律,都可为收集高品质性状豌豆种质资源提供可靠依据。     

基于语谱图特征信息分割提取的声景观中鸟类生物多样性分析

声学手段是监测和研究生态系统生物活动规律、评价生态系统健康状况的一种新方法,声景观生态学也是景观生态学的一个新兴研究领域。声景指数是描述复杂的音频数据生态学特征的有效方法,但是,单一的声景指数并不能有效的指示物种的真实丰度。在充分挖掘音频文件时频结构特征的基础上,将遥感领域常用的面向对象图像分割技术引入语谱图分割,并提出了适合于自然界鸟类生物多样性提取的知识规则和斑块统计分析方法。研究实验在杭州植物园的不同区域布点采集音频数据,研究结果表明:鸟类的多样性与地物景观类型和人类活动影响程度密切相关,鸟类叫声的中心频率集中分布在2.5—4.5k Hz之间,最低频率分布在0.67—2.1k Hz之间,最高频率分布在7.6—8.9k Hz之间,人类活动较多的区域,鸟类活动较少且叫声更短促。此外,该方法提取的斑块面积周长比参数,可以定量的反映鸟类叫声的婉转程度。     

景观生态学中的尺度分析方法

多尺度空间分析法是发现和识别景观特征尺度的主要方法.当前这类方法很多,缺乏归类和对比分析评价.基于空间类型变量和数值变量,对多尺度空间分析方法进行了重新梳理.同时对当前常用的尺度分析方法:半方差分析、尺度方差分析、小波分析和孔隙度指数分析,以中国三北防护林为例,对比了各种尺度分析方法的特点和优劣.结果表明,在特征尺度的识别上:小波方差方法清晰明了;半方差分析法灵活简捷,结果明显;尺度方差分析法和孔隙度指数法在本研究中的判识结果不甚明显.在计算速度上:半方差分析法计算量最大、耗时最长,尺度方差次之,小波方差速度最快,孔隙度指数法计算速度快于前两种,慢于小波方差分析方法.半方差分析方法简单灵活,而且相关理论方法成熟,但缺乏对大尺度格局的整体把握,而小波分析恰恰能很好的弥补这一不足.最后提出,半方差分析和小波变换相结合将会是最优的尺度分析方法.     

南京市城市景观的特征尺度

在RS技术支持下,采用分辨率为10m的SPOT-5遥感影像为数据源,分别应用Haar、Morlet、Mexican Hat 3种基小波,对南京市江北城郊、主城区和东南城郊3种不同景观类型进行了特征尺度研究。结果表明,Modet基小波最适于进行城市景观的特征尺度检测,Mexican Hat基小波对粒级嵌套结构检测效果稍差,而Haar基小波不适于对连续型数据源的景观进行特征尺度检测。Morlet基小波的一维小波分析结果表明,南京市江北城郊和东南城郊都存在1个对应于各自农田斑块平均粒径的特征尺度,分别为362m和446m,而主城区则检测出存在3个特征尺度,即：292、835m和2200m,分别对应于建筑小区、小型街区和大型街区的平均粒径,显示主城区存在具有等级结构特征的“建筑小区-小型街区-大型街区”的粒级嵌套结构,揭示了城区具有比城郊复杂得多的粒级结构特征。     

基于空间连续小波变换和电路模型的宁夏沿黄河城市带生态安全格局构建

生态安全格局的构建有助于减缓生态系统退化和生物多样性丧失,对生物多样性保护具有重要意义。现有研究中生态源地识别的主观性较强且源地边界破碎,生态廊道对景观连通性的贡献程度也有待明确。因此,以宁夏沿黄河城市带为例,首先利用空间连续小波变换识别综合生态系统服务突变点,获取生态源地,进而基于电路模型评估功能连通性以提取生态廊道,最后量化生态廊道的连通贡献。结果显示,生态源地占研究区总面积的41.51%,其中草地占比83.27%。相比于直接提取综合生态系统服务高值区,基于空间连续小波变换识别的生态源地能较好的反映局地生态系统特征,并将景观形状指数和分形维数分别降低67.20%和8.06%,减少生态源地边缘长度从而受到外界干扰的可能性更小。生态廊道占研究区总面积的7.42%,是物种迁徙等生态过程的关键通道,有效地增强了区域景观连通性,将等效可能连通性指数和等效整体连通性指数分别提升41.76%和68.68%。生态安全格局主要位于研究区边界地段,整体呈两带分布,为宁夏沿黄河城市带阻挡周围的沙漠,保障中部的城市发展和粮食安全。然而,研究区范围内自然保护区仍存在较为严重的生态系统服务和功能连通的保护缺口。各区域的生态安全格局具备不同的生态功能,需要有针对性的差异化保护、修复与管理。     

Cr(VI)还原菌的筛选、鉴定及其还原物质分析

【背景】铬污染土壤是我国土壤污染修复的重点治理对象,在众多修复技术中,微生物法因具有简单、经济、无二次污染等特性已成为研究热点,而微生物法中筛选出既能适应污染场地环境又能高效还原Cr(VI)的菌株尤为重要。【目的】筛选适应西北寒旱区高效还原Cr(VI)的菌株,丰富铬还原菌资源库,为铬污染土壤修复奠定基础。【方法】采用富集驯化、分离纯化法进行筛菌;通过形态学和分子生物学相结合的方法对目的菌株进行鉴定;采用傅里叶变换红外光谱法对还原机理进行研究。【结果】菌株G-13有较强的Cr(VI)还原能力,pH 9.0、温度为30°C条件下,60 h对Cr(VI)(100 mg/L)的还原率达到82.8%。经形态学和分子生物学鉴定,菌株G-13为Micrococcus luteus。反应中Cr(VI)的降低伴随着Cr(III)的增加,说明以还原反应为主,并且还原能力与细菌生长呈依赖型关系。对细胞各组分及变性研究表明,胞外酶在还原反应中占主要作用。除Pd~(2+)、Cd~(2+)外,其余金属离子对酶活性无明显抑制作用。通过傅里叶变换红外光谱分析,发现G-13与Cr(VI)结合位点主要为羟基、羰基、羧基、–CH、酰胺基等。【结论】菌株G-13有较强的Cr(VI)还原能力,能为西北寒旱区铬污染土壤修复丰富菌种资源。     

红外光谱技术在滇龙胆栽培方式选择上的应用

该研究采用傅里叶变换红外光谱结合化学计量学,对条播、撒播、剪根后移栽、扦插和剪枝后移栽的滇龙胆进行了分析,以筛选滇龙胆的最佳栽培方式。结果表明:(1)不同栽培方式的滇龙胆原始谱图在峰形、峰位和峰强上有一定差异;用小波去噪法对光谱进行优化处理并进行偏最小二乘判别分析(Partial least squares discriminant analysis,PLS-DA),能较好地区分不同栽培方式的滇龙胆样品,PLS-DA二维得分图显示同一栽培方式的样品聚在一起,表明相同栽培方式的滇龙胆化学组成和含量差异较小;播种滇龙胆样品(条播和撒播)距离较近,移栽滇龙胆样品(剪根、扦插和剪枝)距离较近,而播种和移栽滇龙胆样品距离较远,表明栽培方式对滇龙胆化学成分的积累有影响。(2)滇龙胆四种主要成分总含量大小依次是剪枝剪根撒播条播扦插,除剪根后移栽,剪枝后移栽滇龙胆中四种主要成分总含量显著高于其他栽培方式下的滇龙胆(P0.05),剪枝后移栽滇龙胆质量最佳。(3)以液相数据为参考值,采用正交信号校正—偏最小二乘回归模型预测不同栽培模式滇龙胆中龙胆苦苷、马钱苷酸、獐牙菜苦苷和当药苷的含量。校正集和验证集的决定系数(R2)均大于0.90,校正均方根误差、交叉验证均方差和预测均方根误差均小于1.65,模型相关性和预测效果好,该方法对红外光谱分析在中药领域的推广应用提供了参考。     

基于二次判别的果蝇启动子识别

通过对果蝇polⅡ启动子和非启动子的序列特征分析,计算了序列每个位点单碱基保守性M1(l)值和六联体保守性M6(l)值。从而分别选取两个区域的六联体频数作为离散源参数,利用离散增量结合二次判别函数(IDQD)对启动子进行了预测。对于从编码区和内含子中选取的非启动子数据集,启动子的预测成功率分别达到93%和89%。比较结果显示IDQD模型能够有效地提高启动子预测成功率。     

细菌聚羟基脂肪酸酯检测方法研究进展

细菌聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHAs）是存在于许多细菌细胞内的聚合物,是一种新型的生物材料,在生态研究中可作为营养指标。回顾有关PHAs的研究方法的同时介绍用FT-IR技术从细胞水平快速定性和定量分析细菌PHAs。     

寻找水稻DNA编码与非编码区边界方法的比较研究

在分析DNA序列复杂度、预测基因编码区和非编码的DNA边界识别等问题中,以熵为基础构造的离散量度量提供了一种强有力的工具。为改进寻找水稻基因编码与非编码区边界的效率,本文提出了两个新的离散量度量（α-KL离散量与α-Jensen-Shannon 离散量）,根据密码子的GC含量对氨基酸对应密码子构建了粗粒化向量。 比较了融合Jensen-Shannon 离散量、Jensen-Renyi 离散量、α-KL离散量和α-Jensen-Shannon 离散量等不同向量所获得的精度,结果表明,在对水稻基因编码区‘终止子’的识别效率上,构建的密码子粗粒化向量融合新引进的度量方法比Bernaola等人的方法(2000)提高了4~5倍。