面向多类型土壤有机碳定量反演的天基高光谱探测参数研究

星载高光谱仪器的光谱通道以及光谱分辨率和信噪比等核心参数设置直接影响土壤有机碳定量反演精度。本研究开展了卫星载荷光谱分辨率、信噪比、光谱特征波段对不同土壤类型有机碳反演影响的研究,提出了基于大气传输模型、光谱分辨率分析模型、信噪比分析模型、特征波段的提取分析模型以及偏最小二乘回归反演模型的面向不同土壤类型有机碳监测的高光谱卫星“地面–大气–仪器–观测–反演”全链路仿真分析方法,实现了土壤类型、大气效应、仪器特性参数、反演方法的耦合影响分析。结果表明：①3种类型土壤有机碳反演的最佳光谱分辨率均在10~20 nm。②不同土壤类型对观测的信噪比需求不同。对于Phaeozem的有机碳监测,较另外两种土壤有更高的信噪比需求。③在不同特征波段提取分析方法下所需的最佳光谱分辨率和信噪比一致。不同类型土壤光谱数据提取出的特征波段不同,其中反演效果最佳的土壤类型为Chernozem,特征波段数为26个,R²=0.826 5,RMSE=3.438 9 g/kg。④反演模型与仪器特性参数无耦合关系,同一类型土壤不同反演算法的最佳光谱分辨率和信噪比需求一致。⑤Chernozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率15 nm,信噪比大于506.66,特征波段提取数为26个;Kastanozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率17 nm,信噪比大于331.42,特征波段提取数为22个;Phaeozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率15 nm,信噪比大于432.51,特征波段提取数为19个。     

基于COI基因构建西北太平洋常见鱼类DNA条形码参考数据库

西北太平洋以其独特的地理位置和复杂的海洋环境,孕育了极为丰富的渔业资源,成为全球海洋生物多样性保护和渔业资源管理的热点区域。为了更有效地进行鱼类种类识别和多样性的调查,本研究建立了西北太平洋常见鱼类DNA条形码本地数据库。基于线粒体COI基因,对2023年6-8月在西北太平洋海域所采集的307份样品进行扩增和测序,共获得7目13科20属25种鱼类的COI基因序列。77.96%的COI序列在公共数据库中都能比对到高相似度序列。种间平均遗传距离为0.233,种内平均遗传距离为0.003,种间遗传距离是种内遗传距离的77.67倍,且能够形成明显的条形码间隙,不存在物种区分困难的现象。基于COI基因序列构建的系统发育树显示,同一属的鱼类首先聚为一支,随后与同一科的鱼类聚为一支,最后,同目不同科的鱼类聚为一支。综上所述,COI基因具有物种特异性,能够有效的区分西北太平洋常见鱼类物种,本数据库的初步建立,有利于后期利用环境DNA技术进行西北太平洋鱼类多样性的监测和调查,为西北太平洋海域生物多样性保护、资源管理和种群动态监测提供了技术支持。     

黄芪多糖的超声波-闪式协同提取工艺优化及抗氧化活性研究

以黄芪为原料,采用超声波-闪式协同提取黄芪多糖。以黄芪多糖得率为评价指标,采用单因素试验和正交试验,确定最佳提取工艺。结果表明,超声波提取最佳工艺条件为：料液比1∶30（g/mL）,超声温度70 ℃,超声时间40 min,超声波功率500 W,在此条件下,黄芪多糖得率为7.11%;在对超声波提取工艺优化的基础上,协同闪式提取,最佳闪式提取工艺参数为：提取次数3 次,闪提时间100 s,提取电压160 V,在此条件下,黄芪多糖得率为11.03%;体外抗氧化活性试验结果表明：当黄芪多糖质量浓度为1.0 mg/mL 时,其对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）自由基和2,2-联氨-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS）阳离子自由基的清除率分别为66.27%和58.27%。本研究获得了黄芪多糖的最佳提取方法,得到的黄芪多糖具有较强的抗氧化作用。该方法可为黄芪多糖的提取及开发应用提供参考。     

剩余污泥腐植酸的提取和对作物幼苗建成的影响

为解决IHSS （国际腐植酸协会）推荐法提取剩余污泥腐植酸参数不明确和剩余污泥腐植酸提取研究中缺乏其毒性效应评价等问题,利用响应曲面法得到剩余污泥腐植酸提取的最佳条件,并分析了腐植酸理化特性及其对作物幼苗建成的影响。结果表明,腐植酸提取的最佳条件：碱浓度为0.19 mol·L^-1,碱泥比（mL∶g）为11.6,振荡时间为3.8 h,提取量为96.1 mg·g^-1。相较于推荐法的腐植酸提取量增加了118%。提取所得腐植酸的元素分析显示,O/C为0.84,H/C为0.14,C/N为4.43;傅里叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱分析显示,剩余污泥腐植酸存在羧基、醇羟基和酚羟基等含氧官能团,重均分子量为8 856 Da。此外,在500 mg·L^-1施用条件下,该腐植酸对大白菜和萝卜种子发芽率和子叶光合色素含量均无显著影响,而对大白菜种子胚根伸长具有显著促进作用。综上,通过优化提取条件可显著提高腐植酸提取量,剩余污泥腐植酸腐殖化程度与芳香化程度均较高,分子量较小,生物活性较强,且低浓度下对作物早期生长无不良影响。     

鸡肉、鸡蛋中4种酰胺醇类药物残留的液相色谱-三重四级杆串联质谱(UPLC-MS/MS)分析方法建立

建立了鸡肉、鸡蛋中4种酰胺醇类药物(氯霉素CAP、氟苯尼考FF、甲砜霉素TAP、氟苯尼考胺FFA)残留的超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱(UPLC-MS/MS)快速分析方法。样品用80%的乙腈震荡提取,经过PRiME HLB固相萃取柱直接净化,在40℃下氮吹浓缩,最后用10%乙腈复溶。以0.01%甲酸水-0.01%甲酸乙腈溶液作为流动相进行梯度洗脱,采用多反应监测(MRM)模式进行测定,内标法定量。4种酰胺醇类药物在0.5~20 ng/mL的浓度范围内呈现良好的线性关系,R₂^在0.9982~ 0.9988范围内。添加量为0.5、1、5μg/kg时,鸡肉中4种酰胺醇类药物回收率为89.6%~104.2%,鸡蛋中4种酰胺醇类药物回收率为85.9%~105.5%。通过回收率和精密度试验得出该方法具有较好的准确度和重复性。通过试验得出4种酰胺醇类药物检出限为0.05~0.1 μg/kg,定量限为0.2~0.5 μg/kg,本法操作简便、灵敏,准确,适合大批量鸡肉、鸡蛋样品中4种酰胺醇类药物的检测。     

响应面法优化黑桑椹黄酮超声波提取工艺

为优化黑桑椹总黄酮超声波提取工艺,以库尔勒市阿瓦提乡采摘园种植的黑桑椹果实为原料,在单因素试验结果的基础上,分别选取乙醇体积分数、提取温度、提取时间、液料比4 个因素开展Box-Behnken 中心组合试验,利用Design-Expert 8.06 软件对结果进行分析和优化。结果表明,黑桑椹中黄酮类物质的最佳提取工艺条件为：乙醇体积分数60%,提取温度70 ℃,超声时间40 min,液料比30∶1（mL/g）。在此工艺条件下,黑桑椹黄酮类物质提取量为9.565 mg/g。说明应用响应面法所得到的提取工艺参数可行性强、可靠性高。     

Inheritance and reliability of random amplified polymorphic DNA-markers in two consecutive generations of common carp (Cyprinus carpio L.)

Random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers have been used in a variety of genetic studies in fisheries and aquaculture. Most population studies are performed without preliminary data demonstrating the Mendelian inheritance and reproducibility of RAPD markers. In this study, the inheritance and reproducibility of RAPD markers was examined in two consecutive generations of common carp, Cyprinus carpio L. Variability and segregation of RAPD markers were investigated in one F₁ progeny and three F₂ progenies. Seventy-four RAPD markers were generated by five primers using DNA extracted from the initial ornamental (koi) common carp female and wild-type colour common carp male. Fifty-five of these RAPD markers were transmitted to the F₁ progeny and the inheritance patterns were analysed. Twenty RAPD markers were fully reproducible and demonstrated dominant simple Mendelian inheritance patterns in two consecutive generations. Twenty-four RAPD markers were not reproducible in all progenies. Thirteen markers displayed inheritance ratios in the progenies that did not fit simple Mendelian inheritance patterns. Non-reproducibility of RAPD markers and distorted ratios may be caused by the absence of amplification, poor amplification or by the appearance of artefact bands. Random amplified polymorphic DNA markers with poor reproducibility and non-Mendelian inheritance can lead to misinterpretations of data in population studies, resulting in errors in the estimation of genetic diversity within and between individual populations. Therefore, it is recommended to first identify the set of reproducible RAPD markers that demonstrate Mendelian inheritance before application of the RAPD technique in population studies.     

板栗壳色素的提取研究进展

板栗壳色素是一种天然色素,具有一定的抗氧化和抑菌作用。综述了板栗壳色素的理化性质,重点介绍了板栗壳色素的提取方法,展望了板栗色素的应用前景。     

基于线性谱聚类的林地图像中枯死树监测

【目的】将基于线性谱聚类超像素的方法应用在森林病虫害防治领域,可智能监测无人机森林虫害图像中的枯死树,为森林有害生物的监测工作提供技术支撑。【方法】分别以湖北省受松材线虫与辽宁省受红脂大小蠹侵害的松林无人机图像为试验数据,首先使用线性谱聚类超像素分割算法将图像划分为多个超像素;然后基于枯死树木的颜色特征,初步提取可能为枯死树的超像素区域;最后基于枯死树木与其他干扰地物具有不同的纹理特征,计算超像素的区域密度和缝隙量,利用支持向量机对初步提取的超像素进行分类,从而检测出图像中的枯死树。【结果】基于线性谱聚类超像素和支持向量机的枯死树监测方法可有效排除与枯死树木颜色相近的其他干扰地物,较准确地提取出枯死树木。使用该方法与基于植被颜色指数的阈值分割方法、基于简单线性迭代聚类超像素和随机森林的方法,对35幅受灾松林无人机图像进行试验,并选用交并比、虚警率和漏检率3个评价指标对3种方法进行定量对比分析。结果表明,基于线性谱聚类超像素的方法监测出的枯死树区域最精确,其监测结果与人工检测结果的交并比均值大于58%,且虚警率和漏检率均优于另外2种方法。【结论】基于线性谱聚类超像素的枯死树监测方法能实现松林中枯死树的快速、准确检测及定位。