GC/MS在水质检测中的应用

GC/MS已经广泛应用于水质检测中,尤其是对复杂化学组分进行分离鉴定和定量检测。众多的应用研究表明,凭借其特有的高选择性及灵敏度,已成为水质检测重要的技术手段。本文对GC/MS在水质有机污染物检测中的应用做一些介绍。     

不同季节毛竹竹叶挥发油成分与抑菌效果比较研究

为了对毛竹资源进行更深入的开发利用,试验以毛竹为研究材料,用同时水蒸气蒸馏萃取法提取不同季节毛竹叶片的挥发油,采用气相色谱-质谱联用仪分析其化学组分。同时,选取植物病原菌玉米大斑病菌、小麦赤霉病菌和油菜菌核病菌为供试菌,用菌丝生长速率法比较各季节挥发油的抑菌活性。结果表明,毛竹竹叶挥发油的提取率春季时最高,为0.418%,秋季时最低,为0.190%,夏冬季分别为0.392%、0.306%;挥发油的成分主要以醇类、酸类、烷烃类、酚类、酮类等为主,不同季节竹叶挥发油中相同化合物数约占总化合物的1/3,但具体含量存在一定差异;冬季竹叶挥发油对3种植物病原菌的抑菌效果相对较好,夏季的相对较差。本研究为毛竹叶的进一步开发利用提供一定的科学依据。     

蒲公英不同部位抑菌作用及代谢物差异的UPLC-MS/MS分析

为了研究蒲公英不同部位抑菌作用和代谢物成分的差异,本物采用打孔法和超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)方法,研究了蒲公英根、茎叶和花的水提取物和醇提取物对5种致病菌的抑菌作用,并对不同部位的代谢物成分进行了定性和定量分析。结果表明,蒲公英不同部位初提取物对变形杆菌、嗜根考克氏菌和枯草芽孢杆菌均有抑菌作用,而对大肠杆菌和铜绿假单胞菌均无抑菌作用;醇提法的抑菌效果优于水提法,花提取物的抑菌活性最强,根最弱。蒲公英的不同部位共鉴定出449种代谢物,根、茎叶和花中相对含量最高的物质分别为反油酸(脂类)、γ-亚麻酸(脂类)和木犀草素(黄酮类);且根、茎叶和花中相对含量排名前20的物质中黄酮类分别有0种、3种和8种,表明黄酮类物质可能是蒲公英中的主要抑菌活性物质。正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)结果显示,木犀草素-7-O-葡萄糖苷在花中上调幅度最大,橙皮素C-丙二酰己糖苷为根中特有物质。本研究结果为利用蒲公英不同部位研制和开发新型药物提供了理论依据。     

基于nanoUPLC-MS/MS的螺旋藻游离肽组成分析

为了研究螺旋藻中的多肽成分,以钝顶螺旋藻为原料,采用超滤法提取螺旋藻中的游离肽,利用nanoUPLC-MS/MS和PEAKS Studio分析谱图信息,结合NCBI数据库进行比对和从头测序分析,获得游离肽的结构组成和百分含量信息。结果表明,利用数据库比对法和从头测序法,分别得到可信的游离肽4 485个和20 597个,匹配到的蛋白质有1 036种。数据库比对结果中的游离肽主要为七肽到二十一肽,少量为二十一肽以上;从头测序结果中游离肽主要为二肽到十六肽,少量为十六肽以上。数据库比对结果中百分含量最高的游离肽是十肽,为15.95%;从头测序结果中百分含量最高的是五肽,达到24.09%。本研究结果为螺旋藻蛋白资源的进一步开发和利用提供了依据。     

魔芋葡甘聚糖酯化改性产物对空气中SO2吸附及抑菌效果研究

以魔芋葡甘聚糖为原料，分别采用苯甲酸、醋酸和没食子酸对魔芋葡甘聚糖进行酯化改性，研究了改性pH值、温度及改性处理时间对改性产物吸附空气中SO₂和抑菌效果的影响，优化了改性工艺参数，得到了有较好使用效果的天然的有机大分子空气净化材料。研究结果表明：当采用苯甲酸为魔芋葡甘聚糖酯化改性剂时，改性产物对空气中的SO₂吸附效果和抑菌作用效果优于使用醋酸和没食子酸的改性产物。其改性处理温度50℃，反应时间2 h，pH值3，改性反应产物对空气中SO₂的吸附率可达98.7%，抑菌率可达到86.3%。     

MODIS/NDVI和MODIS/EVI在耕地信息提取中的应用及对比分析

MODIS植被指数数据是区域土地利用信息提取的重要数据源.为了对比MODIS两种主要植被指数(NDIV、EVI)在耕地信息提取中的应用,采用通过时间序列谐波分析法(Harmonic Analysis of Time Series,HANTS),对2006年全年MODIS 16天250m的NDVI和EVI时间谱数据进行了重构,从而进行了河西走廊绿洲中东部样区一系列耕地信息的提取实验,包括耕地、休耕地识别以及耕地复种指数、作物种类提取.在此基础上,对MODIS的NDVI与EVI数据的应用进行了对比分析.结果显示:(1)利用傅立叶谐波变换得到的EVI和NDVI时间谱曲线的谐波余项及谐波振幅对耕地进行识别,从识别精度来看,EVI要优于NDVI,识别精度分别为97.17%和95.99%,Kappa系数分别达到0.7938和0.6518;(2)通过计算时间序列曲线的波峰数能够提取耕地的复种指数,并且在EVI和NDVI曲线波峰阈值分别设为0.20和0.25时,休耕地能较为准确地被识别出来;(3)通过提取作物生长期内曲线的Ⅵ最大增长速率时间点以及峰值时间点等信息,作物种类能被初步识别,并且EVI较NDVI具有更强的识别能力.     

三月李及其红肉突变体Aux/IAA家族基因鉴定及分析

为了解Aux/IAA家族基因在李果实成熟过程中的生物学功能,通过生物信息学鉴定三月李及其红肉突变体果实转录组中的Aux/IAA家族基因,并分析其在果实成熟过程中的表达模式。结果表明,三月李及其红肉突变体果实转录组中共有26个Aux/IAA家族成员,大部分为位于细胞核的不稳定亲水蛋白质。系统进化树分析表明,Aux/IAA家族成员可分为A、B 两组,共9个亚组。大部分Aux/IAA蛋白质含有4个高度保守的结构域。16个Aux/IAA家族基因在三月李及其红肉突变体果实成熟过程中差异表达。PsIAA11、PsIAA13、PsIAA14、PsIAA18、PsIAA19和PsIAA25在三月李及其红肉突变体果实成熟过程中的表达模式存在显著差异。上述结果表明,Aux/IAA家族基因与李果实成熟密切相关,这为深入研究Aux/IAA家族基因在李果实成熟过程中的功能奠定了基础。     

沙冬青CBF/DREB1转录因子cDNA的克隆及序列分析

CBF/DREB1(C-repeat binding factor/dehydration resistance element binding protein 1)是一类抗逆相关的转录因子,它们的表达可以激活下游一系列抗逆应答基因的表达,从而提高植株的抗逆性。沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)主要生长在中国西北荒漠和半荒漠地带,是典型的旱生资源植物,具有突出的抗寒、抗旱、耐盐碱特性。本文以沙冬青为实验材料,利用RT-PCR和RACE技术克隆了沙冬青CBF/DREB1基因cDNA序列,并对其进行了序列分析。结果表明:沙冬青CBF/DREB1转录因子基因序列全长为991bp,包括624bp的开放阅读框(ORF),起始密码子ATG,终止密码子TAA,114bp的5’UTR和253bp的3’UTR,以及加尾信号AATAAA及poly(A)11。生物信息学预测其演绎的氨基酸序列具有AP2结构域,且AP2结构域的两端拥有CBF家族特有的PKK/RPAGRxKFxETRHP和DSAWR两段短多肽序列,属于CBF家族。沙冬青CBF/DREB1转录因子的克隆为进一步研究植物抗逆和获得抗性基因提供了新的候选基因,也为进一步从分子水平上验证其功能,深入理解植物适应干旱、低温和高盐机制奠定基础。     

茎秆作物抗倒伏生物力学评价研究及关联分析

研究茎秆作物的生物力学性质可为相关作物机械化生产及产品深加工等作业装备提供设计参数,还能对茎秆作物优种筛选进行评价指标。该文在高秆、中秆和矮秆3个品种,4个不同生长期的小麦茎秆弯折性能试验,2个玉米品种灌浆高峰期弯折性能试验,2个高粱品种灌浆高峰期弯折性能试验,2个大豆品种结荚鼓粒期弯折性能试验数据的基础上,进行了茎秆作物抗倒伏特性的生物力学评价指标研究及关联分析。采用灰色关联法分析了不同生长期惯性矩、弹性模量、抗弯刚度、抗弯强度等与弯折性能有关的各生物力学指标与抗倒性之间的关系,并以小麦茎秆为例对评价指标进行了权重数确定和检验。结果表明：茎秆作物不同品种茎秆生物力学性能指标中的弹性模量、抗弯折强度和惯性矩对倒伏的影响程度基本相当,抗弯刚度对倒伏影响较小。该结论为茎秆作物生物力学评价提供了新的途径和方法。     

重庆三峡库区生态经济区农业发展驱动力分析及能力评价

根据重庆三峡库区生态经济区的农业数据,利用主成分分析的方法,定量分析推动重庆库区农业发展的最主要驱动力是农业生态环境、农业科技、农业投入和农村市场化水平,其次是农业结构和农业基础设施.并对该地区19个区县(自治县)的农业发展能力作出科学定量的评估,按发展状况由高到低分为6个等级.并简单分析今后农业发展的策略,以期为政府部门决策提供有益参考.     

Zinc Sulfate Foliar Application Effects on Some Physiological Characteristics and Phenolic and Essential Oil Contents of Lavandula stoechas L. Under Sodium Chloride (NaCl) Salinity Conditions

Lavandula stoechas L. plant is a perennial evergreen used as a fragrant ornamental and medicinal plant. In order to study the effect of foliar spray of zinc sulfate (ZnSO₄) (0, 1000, and 2000 mgL^?1) and sodium chloride (NaCl) salinity (0, 75, and 150 mM) on some physiological characteristics of Lavandula stoechas L. plants, a pot experiment was carried out at the Research Greenhouse of Azarbaijan Shahid Madani University, Iran. Physiological characteristics [root and leaf dry weights, total soluble solids (TSSs), total anthocyanins, chlorophyll b, Zn²⁺, potassium (K⁺) contents, and K⁺/Na⁺ ratio] were significantly affected by the interaction effects of ZnSO₄ foliar application and salinity levels. The highest root dry weight, chlorophyll b, anthocyanin, and Zn contents as well as TSS were found in the plants with NaCl₀ × ZnSO_{4 2000} mgL^?1. For Na⁺, the greatest value was recorded with NaCl ₁₅₀ × ZnSO₄₀. The highest K⁺/Na⁺ ratio was found in the control plants. Foliar application of ZnSO₄ promoted the total phenolic content, especially at 2000 mgL^–1. The highest amounts of flower dry weights were recorded at NaCl₀. Chlorophyll a, total flavonoids, stem dry weight, and essential oil content were affected with ZnSO₄ treatment and salinity levels. The highest values for the essential oil content, chlorophyll a content, and stem dry weight were attained by the nonsaline treatment. Both foliar application levels positively influenced the essential oil and flavonoid contents of the plants. The results reveal that zinc application had marked effects on the physiological characteristics of Lavandula stoechas L. plants growing under salinity stress conditions.     

亚麻FAD基因家族的生物信息学鉴定分析

不饱和脂肪酸为人体提供基本代谢所必需的能量,须从膳食中补充。脂肪酸去饱和酶FAD(fatty acid desaturase)是植物不饱和脂肪酸合成途径中的关键酶,植物体内脂肪酸的各组分比例和不饱和度与FAD的去饱和作用息息相关。为探究亚麻FAD基因家族的表达与进化,为其在亚麻高品质育种中的应用提供理论依据。运用生物信息学方法对亚麻全基因组FAD基因家族的43个LuFADs基因进行分析。结果显示,该家族成员编码的蛋白质大小为152～453个氨基酸,大部分为碱性不稳定亲水蛋白。与拟南芥FADs蛋白序列构建系统发育树,可分为4个主要亚家族:Δ12/ω-3去饱和酶、“前端”去饱和酶、Δ7/Δ9去饱和酶和SAD去饱和酶。保守结构域和外显子-内含子结构分析得出,同一亚组中的家族成员具有较为相似的基因结构。染色体定位分析呈随机性分布。亚细胞定位预测得出,叶绿体上的家族成员最多。启动子顺式作用元件分析发现,该家族成员中抗氧化反应元件(ARE)数量最多。     

胜红蓟精油复合微乳液体系构建及其对芦柑保鲜的影响

为更好的资源化利用入侵植物胜红蓟,提高芦柑的保鲜效果,本研究以胜红蓟精油为油相,吐温-80为表面活性剂,乙醇为助表面活性剂,碳酸钠和羧甲基壳聚糖水溶液为水相,采用拟三元相图筛选最优纳米级复合微乳液体系,并检测其在不同浓度(2.5、5.0、10.0和20.0 mg·mL^-1)下对意大利青霉、指状青霉和扩展青霉的抑菌活性和芦柑染菌抑制效果,用最优浓度处理芦柑果实,探究其对芦柑在不同贮藏条件下(25℃和4℃)的保鲜效果。结果表明,最优复合微乳液体系(A₈₀)的配方为胜红蓟精油∶乙醇∶吐温-80∶3%碳酸钠∶0.5%羧甲基壳聚糖=0.13∶0.38∶0.13∶1∶3,其粒径为34.47 nm。复合微乳液体系浓度为20 mg·mL^-1时,对意大利青霉、指状青霉和扩展青霉的抑菌效果最好,抑制率分别为64.86%、60.23%和86.96%,对芦柑的染菌抑制率为76.48%。此浓度复合微乳液A₈₀对4℃贮藏条件的芦柑保鲜效果最好,贮藏30 d后芦柑失重率为22.24%,对照组失重率为26.47%,腐烂率为11.33%,较对照组降低50%。构建的胜红蓟精油复合微乳液体系处理芦柑,不仅可以有效抑菌,延缓芦柑果实水分散失和重量损失,而且能延长芦柑的保鲜期。本研究结果为胜红蓟精油天然保鲜剂的开发和芦柑储藏保鲜提供了一定的理论基础。     

红花S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆与表达分析

S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)是植物代谢过程中的一个关键酶。为了探究SAMS在红花逆境胁迫方面的作用,本研究根据红花转录组数据从红花品种豫红花1号克隆得到1个SAMS的全长cDNA序列,命名为CtSAMS1,并对其进行生物信息学分析、组织表达特性分析及非生物胁迫和激素诱导表达分析。结果表明,红花CtSAMS1基因的开放阅读框(ORF)长1 173 bp,编码390个氨基酸,其蛋白分子质量为42.7 kDa,蛋白保守区预测表明CtSAMS1具有甲硫氨酸腺苷转移酶的保守结构域,属于S-腺苷甲硫氨酸合成酶家族。系统进化分析显示CtSAMS1与来自菊科的SAMS亲缘关系较近。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测结果表明,CtSAMS1基因在花和茎中表达量最高,在其他组织部位中表达量极低;CtSAMS1基因表达量随着花瓣衰老程度的增加而升高。盐、干旱和低温胁迫均能够诱导CtSAMS1基因的表达,茉莉酸甲酯、水杨酸、脱落酸能够诱导红花花瓣中CtSAMS1基因表达,赤霉素对CtSAMS1基因表达有一定的抑制作用。本研究为进一步研究CtSAMS1在红花中的抗逆机制,以及为培育红花抗逆新品种奠定了理论基础。     

红花花青素还原酶基因ANR的克隆及表达分析

花青素还原酶(ANR)是类黄酮代谢途径下游合成原花青素的关键酶,对花青素含量有一定的负调控作用。为探索ANR基因在红花(Carthamus tinctorius L.)中的序列特征及其与红花花色的关系,采用反转录PCR方法从红花中克隆ANR基因,对其进行生物信息学和系统进化分析,并检测了其在不同花色红花品种的不同组织部位及不同花期的表达量。结果表明,CtANR最长开放阅读框(ORF)为1 020 bp, 编码339个氨基酸,分子量为37 958.28,理论等电点为5.87,为不稳定的亲水性蛋白,属于NADB-Rossmann超家族,二级结构主要由α-螺旋和无规卷曲组成。CtANR和刺菜蓟ANR的同源性最高,为83.98%,与刺菜蓟ANR的亲缘关系最近,与梅花、欧洲甜樱桃ANR的亲缘关系较远,模体基序相差较大。定量分析表明,红色和白色红花品种中,CtANR基因都是在果球形成初期表达量最低,其次是根和茎中表达量较低,而在花中的表达量相对较高。在花发育的不同时期,红色红花品种中CtANR基因的表达呈现降低-升高-降低的趋势,而白色红花品种中CtANR基因的表达呈现降低-升高的趋势。在不同花色的红花品种中,CtANR基因的表达量在花发育的S1、S3和S5时期差异极显著(P<0.01),S4、苞片、根、叶中差异显著(P<0.05),其他时期与其他组织中差异不显著。本研究为解析红花类黄酮生物合成的分子机制及红花花色相关基因的研究提供了理论基础。     

低温胁迫下内源ABA、GA及比值对白菜型和 甘蓝型冬油菜抗寒性的响应

为阐明低温胁迫下激素含量对冬油菜枯叶期的调控和对抗寒性的响应,为冬油菜抗寒性研究提供依据,以8份不同抗寒等级的白菜型和甘蓝型冬油菜为材料,利用盆栽试验,待幼苗长至5~6片真叶时在人工气候箱中进行低温处理(25℃、10℃、2℃、?5℃),分析低温胁迫后冬油菜内源ABA、GA含量和叶绿素的变化。回归分析表明温度与ABA含量存在显著的负相关,回归方程符合y=?ax+b,随着温度的降低,内源ABA含量呈先缓慢(10℃)后迅速上升(2℃、?5℃)的趋势,且温度处理间、温度与品种互作间差异极显著;由于激素间的拮抗作用GA含量变化则恰好相反。当在0℃以上低温时,品种间ABA含量无明显差异,当温度降到?5℃,白菜型冬油菜ABA含量明显高于甘蓝型,抗寒性强的品种高于抗寒性弱的品种。ABA含量的升高导致叶绿素含量的变化,随着温度降低,叶绿素含量呈先降低后增加的趋势,但总体呈下降趋势,且白菜型冬油菜和甘蓝型冬油菜之间存在不同的响应机制,这种作用使白菜型冬油菜叶绿素含量低于甘蓝型冬油菜,导致白菜型冬油菜枯叶期提前,提早进入越冬期,增加了对低温冻害的御性和避性。因此,随着温度的降低冬油菜叶片ABA含量上升,叶绿素降解,白菜型冬油菜更早进入枯叶期,枯叶期较早和降温后ABA含量高是白菜型冬油菜抗寒性较强的主要原因。     

番茄SlMAPK9-2基因分离及表达分析

促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号途径在植物生长发育以及多种逆境胁迫响应和激素调控过程中发挥着至关重要的作用。为了研究MAPK基因的结构和功能,利用生物信息学分析以及PCR扩增方法从番茄中分离了1个新的MAPK基因,克隆其c DNA全长序列,命名为Sl MAPK9-2;利用NCBI数据库Blast P工具和在线软件MEME分析发现其具有MAPK保守的结构域和保守基序。系统进化树分析显示Sl MAPK9-2属于D组MAPK,与茄科植物马铃薯和烟草MAPK9位于同一进化树分支。利用数据库PGDD分析发现,Sl MAPK9-2与Sl MAPK16以及Pm MAPK9之间发生了大片段复制事件,且2个基因对的Ka/Ks均小于1,说明经历了达尔文纯化选择。实时荧光定量PCR分析发现,Sl MAPK9-2在不同组织器官中均有表达,在开放花中表达量最高。非生物逆境(高温和盐胁迫)和外源激素(脱落酸和水杨酸)处理可以显著改变Sl MAPK9-2的表达水平。启动子预测分析也发现,Sl MAPK9-2启动子区含有大量响应病原菌、激素、高温及脱水的顺式作用元件。综上,Sl MAPK9-2可能在番茄逆境胁迫应答中发挥重要调控作用。本研究为进一步探索Sl MAPK9-2的生物学功能及作用机制奠定了基础。     

低温胁迫下苦瓜叶片转录组差异基因分析及生理响应特征

苦瓜在生长季节遇到低温会影响其生长发育和产量,限制了种植分布区域.为了研究苦瓜耐寒性的分子机制,本研究以苦瓜自交系43为试验材料,在8℃低温胁迫处理后观察其表型并测定相关生理生化指标,再利用转录组测序技术从生理角度结合分子水平对苦瓜低温胁迫机制进行生物信息学分析.结果表明,在8℃低温胁迫下,苦瓜表现出耐低温适应性,在低...     

菊花EST-SSR标记开发及其对万寿菊的可转移性研究

为开发菊花EST-SSR标记并用于万春菊资源分析,研究了菊花的EST-SSR特征、标记开发及其在万寿菊上的可转移性。结果表明,菊花EST-SSR出现频率为5.35%,平均每10.64 kb存在1个SSR位点。在这些SSR位点中,共有83种重复基元,2-6核苷酸重复类型分别为10、40、14、5和14种。以14个菊花品种DNA为模板,22对菊花EST-SSR引物中14对可以扩增到清晰且稳定的PCR产物,共检出49个位点,平均每对引物可扩增出3.5条多态性片段,平均多态性信息含量(PIC)为0.751。在14对有效引物中,8对可以在待检万寿菊样品中扩增到清晰稳定的条带,可转移率为57.14%。综上所述,菊花以三核苷酸重复类型占主导,六核苷酸重复类型高于其它植物种类,菊花EST-SSR引物多态性信息含量处于较高水平。本研究可为万寿菊分子标记辅助育种奠定科学基础。     

宁夏枸杞多酚Q-TOF/MS~E分析及对细胞抗氧化能力的影响

为探究宁夏枸杞潜在的营养价值,从多酚组成的角度研究宁夏枸杞的抗氧化机理,采用四级杆串联飞行时间质谱MS~E方法(Q-TOF/MS~E)分析宁夏枸杞果实中的多酚成分,测定其提取物(LBE)中总多酚、总黄酮含量,并从细胞水平评价其抗氧化活性。结果表明,宁夏枸杞果实中共鉴定出28种多酚类化合物,其中8种酚酰胺衍生物为首次发现及鉴定。体外试验结果显示,LEB中总多酚、总黄酮含量分别为3 320 mg GAE·100g-1DW和570 mg RE·100g-1DW。进一步研究发现,LBE能有效降低氧化应激状态下人克隆结肠癌细胞(Caco-2)中活性氧自由基(ROS)水平和还原型谷胱甘肽(GSH)水平,且效果呈剂量依赖性,这从细胞水平证明LBE可以显著增强Caco-2细胞的抗氧化能力。综上,宁夏枸杞中含有大量多酚类化合物,并具有较强的抗氧化活性,可以广泛应用于营养食品、制药、化妆品以及各类天然产品中。