基于UPLC-QTOF/MS的小麦发芽代谢组学分析方法

为探究不同提取方法对发芽小麦代谢物提取效果的影响,本研究建立了基于超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱(UPLC-QTOF/MS)的发芽小麦非靶向代谢组学样品前处理方法和分析方法,以发芽2 d周麦26籽粒为材料,设计提取溶剂、提取方式、提取时间3个因素在3个水平上L9(34)正交试验,并通过主成分分析和聚类分析确定提取效果最佳的组合。以80%乙腈(0.1%甲酸)震摇提取30 min可检测出1609个代谢峰,说明提取溶剂对代谢物提取效果起主要作用。共鉴定出92种小麦代谢物。     

桑黄菌丝体中多糖提取工艺优化及其体外抗氧化活性分析

为了研究桑黄菌丝体中桑黄多糖的提取工艺及其体外抗氧化活性,利用热水浸提法,在单因素实验结果的基础上,采用多因素正交试验对桑黄菌丝体中桑黄多糖的提取工艺进行优化,并通过检测桑黄多糖清除ABTS+.和DPPH.自由基的能力来初步评价其体外抗氧化活性。结果表明：桑黄多糖最佳提取工艺为提取时间2.5 h,提取温度60 ℃,提取次数3次,液料比为14倍,在该最佳提取条件下桑黄多糖得率为4.97%；体外抗氧化活性实验结果表明,桑黄多糖的ABTS+.和DPPH.自由基清除能力有良好的剂量－效应关系,对ABTS+.和DPPH.的最高清除率分别为73.54%和88.83%。表明优化的桑黄液体发酵菌丝体中桑黄多糖提取工艺合理、可行,桑黄多糖有较强的体外抗氧化活性,可用于功能性食品和药剂的开发利用。     

基于FCN的无人机玉米遥感图像垄中心线提取

为解决农业机器人在玉米田行间行走的全局路径规划问题,该研究提出一种基于全卷积神经网络(Fully ConvolutionalNetworks,FCN)的无人机玉米遥感图像垄中心线提取方法。基于无人机获取的高精度可见光遥感图像,设计了针对农田垄中心线提取的数据集标注方法,采用滑动窗口法进行图像分块,利用深度学习语义分割网络FCN对垄中心线附近7～17像素宽度范围的垄线区域进行提取,模型在测试田块上精确率达66.1%～83.4%,召回率达51.1%～73.9%,调和平均值为57.6%～78.4%;对拼接后的图像使用影像分割投影法提取中心线,探究了垄线区域宽度对垄中心线提取精度的影响,训练采用9像素的垄区域宽度,可得到垄中心线在77 mm左右偏差范围准确率为91.2%,在31.5 mm左右偏差范围内为61.5%。结果表明,基于FCN对无人机玉米遥感图像进行处理,可得到整片田地的垄中心线栅格地图,方便农业机器人进行全局路径规划。     

超高效液相色谱串联质谱非衍生化法测定土壤中草甘膦及其代谢物氨甲基膦酸含量

为了建立土壤中草甘膦(Glyphosate）及其主要代谢物氨甲基膦酸(AMPA)残留的定量分析方法,采用固相萃取结合液相色谱串联质谱技术,样品以磷酸钠和柠檬酸三钠混合溶液提取,经固相萃取柱净化,采用正向亲水性液相色谱柱(Hilic)梯度洗脱,通过质谱的多反应监测(MRM)负离子模式扫描进行测定,外标法定量。结果表明:草甘膦、氨甲基膦酸的线性范围为0.02~0.2 μg/mL,相关系数(R²)分别为0.9995、0.9998,检出限分别为0.5 μg/kg和0.6 μg/kg,定量限分别为1.6 μg/kg和2.0 μg/kg;3个加标水平草甘膦的回收率在79.67%~96.17%之间,AMPA回收率在77.83%~99.47%之间,RSD值分别为3.95%~7.49%、1.96%~3.89%。与传统的柱前衍生方法相比,具有前处理简单、检出限低、灵敏度高的优点,完全可以适用于土壤中草甘膦的分析。     

兰州百合多酚提取工艺优化研究

以多酚得率为优化指标,对兰州百合中多酚的提取工艺进行研究,通过单因素试验考查了溶剂类型、料液比、溶剂体积分数、超声功率、提取温度和提取液pH值对提取多酚得率的影响,在此基础上,为得到最优的兰州百合多酚提取条件,对乙醇浓度、提取温度、提取液pH值和超声功率4因素进行正交试验,结果得出兰州百合多酚提取最佳工艺参数组合为:乙醇浓度80%、提取温度40 ℃、提取pH值7、超声功率500 W,其多酚的萃取量为100.27 mg/g。     

高含固率木质纤维素厌氧发酵物总DNA的4种提取方法比较

不同的样本特性和提取方法对获得微生物总DNA的质量有重要影响。文章基于高含固率木质纤维素厌氧发酵物腐殖酸、酚类物质含量高、质地均一性差、微生物浓度低的特点,研究了4种方法提取不同高含固率粪秸厌氧发酵物中微生物总DNA的效果。结果表明,常规的十二烷基磺酸钠法(sodium dodecyl sulfate,SDS)、十二烷基磺酸钠和溴化十六烷基三甲铵结合法(sodium dodecyl sulfate and cetyltrimethyl ammonium bromide,SDS-CTAB)和商业的粪便试剂盒法提取的DNA质量均较差,SDS法和试剂盒法未能获得聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增目的条带,SDS-CTAB法得到的条带较模糊;改进SDS-CTAB法获得的DNA杂质少、纯度高,具有较好的稳定性,A260/A280和A260/A230值分别为1.74~1.86和1.65~1.86,每克样品的DNA浓度在50 ng·μL^-1以上,电泳条带单一齐整、清晰明亮,PCR扩增的目的条带清晰度高,适宜后续分子生物学技术的分析。林格氏液洗脱、聚乙烯吡咯烷酮-40(Polyvinyl Pyrrolidone-40,PVP-40)洗涤液除杂以及裂解液和多种酶联合破壁是改进SDS-CTAB法获得该类专一性样本高质量微生物总DNA的关键步骤。     

芒果皮渣多糖提取工艺优化及其抗氧化活性研究

以芒果皮渣为原料,采用热水浸提法,在单因素试验的基础上,通过响应面法优化芒果皮渣多糖的提取工艺,同时分析芒果皮渣多糖的最佳沉淀条件,并利用清除ABTS+·、DPPH·和·OH能力评价其体外抗氧化活性。结果表明,芒果皮渣多糖的最佳提取及醇沉工艺条件为:浸提温度98℃,浸提时间4 h,料液比1∶40(g/mL),在此条件下芒果皮渣多糖提取率为9.29%。芒果皮渣多糖最佳醇沉工艺为:浸提次数3次,浸提液浓缩5倍,4倍体积95%乙醇醇沉6 h。体外抗氧化试验表明,芒果皮渣多糖对ABTS+·、DPPH·和·OH均有一定的清除效果,随着芒果皮渣多糖质量浓度的增加清除能力逐渐增强,当多糖浓度为1.0 mg/mL时,其对ABTS+·、DPPH·和·OH的清除率分别达到42.58%、92.37%和41.59%,此时还原力为1.49。     

三相分离法提取胡椒油树脂的工艺研究

本文以黑胡椒粉为原料,采用三相分离法（TPP）提取胡椒油树脂,研究了胡椒粉添加量、硫酸铵质量浓度、提取液与叔丁醇体积比、pH、温度对胡椒油树脂得率及胡椒碱含量的影响,并通过响应面试验优化了胡椒油树脂的提取工艺。结果表明：最佳提取条件为胡椒粉添加量5%、硫酸铵质量浓度10%、提取液与叔丁醇的体积比1∶0.5、pH 4、温度20℃,在此条件下,黑胡椒油树脂得率为12.90%,黑胡椒油树脂中胡椒碱含量为30.46%,验证试验与模型预测值基本相符。研究结果为工业化提取胡椒油树脂提供参考。     

Evaluation of a high-throughput nucleic acid extraction method for the detection of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis in bovine fecal samples by PCR

Johne’s disease (paratuberculosis) is an economically important disease of cattle worldwide. The disease is caused by Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP), a fastidious gram-positive bacterium. PCR is increasingly used in diagnostic laboratories for the detection of MAP in fecal samples given the rapid test turnaround time and sensitivity and specificity comparable to fecal culture. However, efficient extraction of DNA for sensitive detection of MAP by PCR is affected by the complex lipid-rich cell wall of MAP and the presence of PCR inhibitors in feces. We evaluated a high-throughput nucleic acid extraction method (MagMAX core nucleic acid purification kit with mechanical lysis module) in conjunction with an hspX gene PCR for the detection of MAP from bovine fecal samples, which resulted in correct identification of all negative (13 of 13) and positive (35 of 35) proficiency test samples obtained from the National Veterinary Services Laboratories. In addition, all 6 negative and 50 of 51 positive diagnostic specimens tested were categorized correctly.     

大豆植株分杈数自动提取算法研究

根据大豆植株分杈个数可以预估大豆的产量。为了满足现代农业预测农产品产量的需要,本文提出一种大豆植株分杈数自动提取算法,即首先将采集到的大豆植株图片进行灰度变换、滤波、阈值分割得到二值图像,再进行形态学中的闭运算操作得到大豆植株的轮廓,然后基于Zhang并行快速细化算法提取骨架,最后借助改进的角点检测算法对大豆植株的所有分杈点进行标记并自动统计分杈数,仿真结果与大豆植株实际分杈点一致。