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基于DNA条形码技术的中成药五虎散生物组分鉴定研究

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基于DNA条形码技术的中成药五虎散生物组分鉴定研究

作者：穆威杉承德医学院

学位级别：硕士

中成药多为复方制剂,化学成分复杂,原料药材经粉碎加工后鉴定难度增加,现有的传统中药鉴定方法在中成药原料错误投料及真菌杂质等外源污染物的监管方面仍具有一定挑战性。中成药五虎散5种原料药材中,同时包含3个伞形科物种,基于传统方... 详细信息

中成药多为复方制剂,化学成分复杂,原料药材经粉碎加工后鉴定难度增加,现有的传统中药鉴定方法在中成药原料错误投料及真菌杂质等外源污染物的监管方面仍具有一定挑战性。中成药五虎散5种原料药材中,同时包含3个伞形科物种,基于传统方法的鉴定难度增加,同时还包含有毒物种天南星。五虎散投料的准确性问题关系着其临床使用的疗效与安全,积极开展中成药五虎散生物组分鉴定的相关研究刻不容缓。目的:本研究以原粉入药的中成药五虎散为研究对象,基于DNA barcoding技术获取5种原料药材及阳性对照药材的参考序列。再通过DNA metabarcoding和shotgun metabarcoding两种方法,对中成药五虎散自制样品和市售样品的生物组分进行检测。旨在为中成药五虎散的生物组分鉴定提供不同的策略和技术手段,作为中成药传统鉴定方法的有效补充,形成更全面的生物组分鉴定体系。方法:1.收集五虎散的5种原料药材或基原植物以及阳性对照药材西洋参,首先采用形态学及性状鉴定方法对药材的真伪进行初步鉴定,并采用传统的Sanger测序技术对各药材进行DNA条形码分析,经与标准序列进行复查核对,确保药材基原的准确性,获取各药材ITS2、psb A-trn H、mat K和rbc L片段的参考序列。最终基于DNA barcoding技术保证五虎散各原料药材及阳性对照药材的准确性并获取参考序列。2.按中国药典五虎散项下的制备方法自制2份五虎散参考样品(HSZY160和HSZY172),其中HSZY172中加入与五虎散中最小入药量等量的西洋参作为阳性对照。从药店收集4份五虎散市售样品(WHS001、WHS002、WHS003和WHS004),使用优化后的DNA提取方法提取6份中成药的总DNA,基于ITS2片段选择MS2F/MS2R和MS3F/MS3R两对引物进行PCR扩增,利用Illumina Miseq测序平台进行高通量测序。经序列拼接、质控、过滤、去冗余、OTU聚类及BLAST比对等生物信息学分析,最终基于DNA metabarcoding技术对中成药五虎散的生物组分进行鉴定。3.以2份五虎散自制样品(HSZY160和HSZY172)和3份五虎散市售样品(WHS001、WHS002和WHS003)为研究对象,使用优化后的DNA提取方法提取中成药的总DNA,利用Illumina测序平台直接对5个样品的DNA进行shotgun测序。原始数据经Trimmonmatic去除接头和低质量序列、MEGAHIT和Meta SPAdes组装序列、Cutadapt软件去除引物,bowtie2短序列Mapping等生物信息学分析,获得ITS2、psb A-trn H、rbc L和mat K序列。将自制样品获得的组装序列与Sanger测序获得的参考序列进行比较以确定组装序列的准确性,利用自制样品考察shotgun metabarcoding的可行性,并将该方法用于市售样品中以验证方法的适用性。最终基于shotgun metabarcoding技术对中成药五虎散生物组分进行分析。结果:1.基于DNA barcoding技术五虎散原料药材参考序列获取:在形态学鉴定的基础上,使用DNA barcoding技术成功获取了除天南星的psb A-trn H片段和白芷的rbc L片段外,各处方成分及阳性对照药材的ITS2、psb Atrn H、mat K和rbc L片段的序列,经与《中国药典中药材DNA条形码标准序列》中相关标准序列复核,表明5种原料药材和西洋参药材均为正品,为保障后续自制样品的准确性奠定了基础,所获序列可作为参考序列使用。2.基于DNA metabarcoding技术中成药五虎散生物组分鉴定:经高通量测序两对引物获得的总pair-end数分别为564574和622926条。去除reads数生物组分鉴定:5份样品共获得37.14 G的测序数据,共1421013条paired-end reads。经组装、注释,ITS2、psb A-trn H、mat K和rbc L区域分别获得80、11、9和8个OTU。基于4种DNA条形码序列,在2份自制样品中,所有处方成分的组装序列均成功获得,在HSZY172样品中获得到阳性对照西洋参的OTU,且组装序列准确度较高,表明该方法具有良好的重复性,准确性和灵敏性。在3份市售样品中,均可检测到处方成

关键词：五虎散原料药材 DNA条形码 DNA metabarcoding shotgun metabarcoding 生物组分物种鉴定

生物组分对生物质与煤混燃特性及污染排放特性的影响

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生物组分对生物质与煤混燃特性及污染排放特性的影响

作者：黄莹沈阳航空工业学院

学位级别：硕士

在面临能源短缺与环境污染的双重压力下,开发一种新的可再生能源势在必行。目前,国内外生物质能的利用技术多种多样,其中,生物质与煤混燃是一种降低污染排放、提高生物质利用率的有效方法。本文以生物组分为重点研究对象,利用热重差热... 详细信息

在面临能源短缺与环境污染的双重压力下,开发一种新的可再生能源势在必行。目前,国内外生物质能的利用技术多种多样,其中,生物质与煤混燃是一种降低污染排放、提高生物质利用率的有效方法。本文以生物组分为重点研究对象,利用热重差热分析仪和管式炉分别对生物质与煤混燃特性以及污染排放特性进行研究。首先采用GB/T 2667.10-1995造纸原料综纤维素含量的测定方法、硝酸-乙醇法和硫酸法对玉米秸秆、稻草、稻壳和锯末进行生物组分含量测定,结果显示:四种生物质样品中综纤维素含量均明显高于木质素含量,其中锯末中纤维素和木质素含量最高,半纤维含量最高的是玉米秸秆。利用热重差热分析仪研究了生物组分对生物质与煤混燃特性的影响,结果表明:玉米秸秆含量由0%增至100%时,着火温度下降约140℃;生物质中纤维素含量越高,混燃失重越大,挥发分的析出与燃烧越剧烈;木质素含量越高,混燃失重越小,焦炭燃烧反应越剧烈;半纤维素的燃烧以挥发分燃烧为主,半纤维素含量越高,越促进挥发分和焦炭的燃烧,但影响程度低于纤维素或木质素的影响。利用批量式管式炉实验研究生物组分对生物质与煤混燃污染排放特性的影响,结果表明:随着玉米秸秆含量的增加,NO的释放并未表现出明显的规律性,而SO2转化率由76.07%降至43.10%;当燃烧温度由700℃升至900℃时,NO与SO2的总浓度和转化率均随之上升;经分析,NO释放量最大的是木聚糖,其次是纤维素,木质素最少;而SO2释放量最大的是木质素,最小的是半纤维素,而纤维素基本没有SO2析出。建立了生物质与煤混燃的反应动力学模型,并通过灰色理论对影响生物质与煤混燃污染排放特性的各因素进行关联度分析,确立各因素主次关系。

关键词：生物组分生物质煤混燃污染物动力学灰色理论

南海北部陆坡神狐海域晚中新世以来沉积物中生物组分变化及意义

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海洋地质与第四纪地质 2009年第2期29卷 1-8页

作者：陈芳苏新周洋陆红锋刘广虎陈炽新陈超云广州海洋地质调查局广州510760 中国地质大学(北京) 北京100083

对南海北部陆坡神狐海域4口钻孔(BY1、BY2、BY3、BY4)岩心沉积物中微体古生物的研究表明晚中新世以来该区沉积物中硅质和钙质生物组分丰度具有较大时间和空间变化。从时间上看,硅质生物在晚中新世—上新世几乎缺失,中更新世以来约40万... 详细信息

对南海北部陆坡神狐海域4口钻孔(BY1、BY2、BY3、BY4)岩心沉积物中微体古生物的研究表明晚中新世以来该区沉积物中硅质和钙质生物组分丰度具有较大时间和空间变化。从时间上看,硅质生物在晚中新世—上新世几乎缺失,中更新世以来约40万年(0～24m)才较多出现,18万年以后繁盛,大于0.15mm粗粒级有孔虫在晚中新世期间丰度很低,而在更新世—上新世丰度很高;空间上的差异表现在不同的钻井岩心中生物丰度变化范围较大。根据硅质生物丰度变化可推测晚中新世—上新世—早更新世时海水表层古生产力极低,而中更新世以来古生产力相对较高。南海北部钙质生物丰度的变化主要受控于陆源物质的输入量,在钻探区可识别2个可能具有不同物质来源的小区块,如BY1、BY2孔晚中新世—上新世陆源物质的输入量高于更新世,BY3和BY4孔更新世陆源物质的输入量高于上新世。2007年本区钻探结果揭示的一个令人惊奇和十分独特的现象,水合物以高达20%～49%饱和度状态分散在细粒沉积物(黏土粉砂)孔隙中,本研究发现这些矿层富含钙质生物组分(钙质超微化石和有孔虫),而硅质组分贫乏。由此初步推测,大量钙质生物组分的存在可能增加了黏土粉砂沉积物的孔隙空间,从而为大量水合物的赋存提供了有利的沉积孔隙空间。

关键词：生物组分含水合物层晚中新世以来南海

不同热解温度下杨树各组分生物质炭的理化特性分析与评价

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南京林业大学学报（自然科学版） 2020年第6期44卷 193-200页

作者：丁思惠方升佐田野宋子琪张艳华南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学林学院江苏南京210037

【目的】通过对不同热解温度下杨树树叶、树枝、树皮生物质炭和秸秆生物质炭的理化特性及结构进行分析,筛选出更适用于林地土壤改良的农林废弃物种类和热解温度。【方法】以杨树不同组分树叶、树枝、树皮和秸秆等4种农林废弃物为原料,... 详细信息

【目的】通过对不同热解温度下杨树树叶、树枝、树皮生物质炭和秸秆生物质炭的理化特性及结构进行分析,筛选出更适用于林地土壤改良的农林废弃物种类和热解温度。【方法】以杨树不同组分树叶、树枝、树皮和秸秆等4种农林废弃物为原料,分别在300、500和700℃温度下制备生物质炭,测定其产率、pH、全碳、全氮含量、阳离子交换量(CEC)、比表面积和表面官能团等指标。【结果】随着热解温度的升高,4种原料生物质炭的产率逐渐降低,灰分含量和pH升高。同一热解温度下,树枝和树皮生物质炭的全碳含量高于树叶和秸秆生物质炭的,而全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量均低于树叶和秸秆生物质炭的。4种生物质炭水溶性盐基离子含量和交换性盐基离子含量均随着热解温度的升高而增加,树叶生物质炭的阳离子交换量总体高于其他3种原料的生物炭。树叶和树皮生物质炭的比表面积和总孔容积总体大于树枝和秸秆生物质炭,树皮和树叶生物质炭在700℃时比表面积分别高达597.02和121.01 m^2/g。4种原料生物质炭的表面官能团种类基本相同,以芳香骨架为主,表面官能团数量均随着热解温度的升高而减少,芳香化程度增强。【结论】在不同热解温度和原料制备的生物质炭中,树叶和秸秆生物质炭的灰分、pH、N、K和盐基离子含量较高,比较适用于改良酸性土壤,增加土壤养分;而杨树树枝和树皮生物质炭含碳量较高,则适用于土壤固碳,提高土壤有机质含量。其中,500℃热解的杨树树叶生物质炭综合性能最好,氮、磷、钾养分耗失最少,阳离子交换能力较强,比表面积大,更适用于土壤改良。

关键词：杨树生物组分生物质炭热解温度土壤改良

北京城区夏季PM2.5及不同组分化学和生物成分分析

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环境工程学报 2016年第9期10卷 5009-5015页

作者：焦周光李敬云温占波李劲松高健李娜王涵军事医学科学院微生物流行病研究所病原微生物生物安全国家重点实验室北京100071 中国环境科学研究院北京100012

为了解北京城区夏季大气颗粒物PM_(2.5)及其不同组分的化学、生物污染特征,于2014年5月末连续采样一个月,采样后超声洗脱并冷冻干燥得到PM_(2.5)颗粒物,在PM_(2.5)颗粒物的基础上制备PM_(2.5)水溶性组分和PM_(2.5)单纯颗粒物,进而对PM_(... 详细信息

为了解北京城区夏季大气颗粒物PM_(2.5)及其不同组分的化学、生物污染特征,于2014年5月末连续采样一个月,采样后超声洗脱并冷冻干燥得到PM_(2.5)颗粒物,在PM_(2.5)颗粒物的基础上制备PM_(2.5)水溶性组分和PM_(2.5)单纯颗粒物,进而对PM_(2.5)颗粒物及另外两种组分样品中的化学及生物成分进行分析测定。结果表明,8种水溶性离子总质量占PM_(2.5)各样品的质量分数依次为67.71%,33.37%,0.09%(依次为PM_(2.5)水溶性组分、PM_(2.5)颗粒物、PM_(2.5)单纯颗粒物,下述数据也按此顺序描述);16种"酸提"元素总质量占PM_(2.5)各样品的质量分数依次为4.84%,1.86%,0.78%;各样品中内毒素含量分别为0.054 7 EU·mg-1,0.433 3 EU·mg-1,0.041 9 EU·mg-1;PM_(2.5)颗粒物可以检测到细菌16S r DNA、真菌18S r DNA,拷贝量分别为(2.6±1.0)×108个·g-1、(4.3±0.9)×108个·g-1。

关键词： PM2.5 城区采样化学组分生物组分

不同Ca²⁺浓度处理对青檀生物组分中矿质元素累积的影响（英文）

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Journal of Forestry Research 2003年第1期14卷 46-50,94页

作者：方升佐候常英洑香香南京林业大学南京林业大学南京210037 中国南京210037 中国

青檀的檀皮是制造宣纸的主要原料。为了探讨立地因子对檀皮质量的影响,在控制条件下,研究了不同Ca2+浓度对青檀生物组分中矿质元素积累的影响。以Hoagland完全营养液为基质,设计3个Ca2+浓度处理水平,分别为200 靏/g、400 靏/g和600 靏/... 详细信息

青檀的檀皮是制造宣纸的主要原料。为了探讨立地因子对檀皮质量的影响,在控制条件下,研究了不同Ca2+浓度对青檀生物组分中矿质元素积累的影响。以Hoagland完全营养液为基质,设计3个Ca2+浓度处理水平,分别为200 靏/g、400 靏/g和600 靏/g及一个对照(无钙处理)对青檀苗进行培养。处理6个月后,采样分析了青檀苗根、叶和檀皮中矿质元素Ca、K、Mg、Mn、Zn、Cu和Na的含量。结果表明: Ca2+促进了根、叶和檀皮中Ca元素的积累,并随着Ca2+浓度的增加而提高,在各生物组分中的Ca2+浓度分布情况为根>叶>檀皮。用600 靏/g的Ca2+浓度处理后的根中Ca含量为对照处理的5.5倍,为Ca2+浓度为400 靏/g和200 靏/g处理后的1.4倍。Ca2+的存在抑制了K、Mg二种元素的积累,且随着Ca2+浓度的提高K、Mg含量下降,K、Mg含量的分布大小顺序均为叶>根>檀皮。檀皮中K、Mg含量受Ca2+浓度影响最大,Ca2+浓度为600 靏/g时,檀皮中K含量仅为对照的39.3%,分别是Ca2+浓度为200 靏/g和400 靏/g处理后的79%和91.8%;而Ca2+处理浓度为600 靏/g时,檀皮中Mg的含量为对照的33.0%,分别为Ca2+浓度为200 靏/g和400 靏/g处理后的68.1%和88.9%。与对照处理相比较,Mn、Zn和Cu在各组分中的含量总趋势是随着Ca2+处理浓度的升高而下降,但在各组分中的变化情况不尽相?

关键词：青檀 Hoagland完全营养液 Ca浓度矿质元素生物组分

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论茶园生物组分与系统的稳定性

中国茶叶加工 1999年第3期 18-21页

作者：高旭晖安徽农业大学茶业系合肥230036

对茶园生态系内的生物组分作了全面而系统的分析,其生物组分大致可分为:以茶树为主体的植物类、昆虫类(益虫、害虫)、微生物类(益菌、害菌)、茶园鸟类及其它动物等。这些生物组分在一定生态条件下相互作用,形成了极其复杂的生物网络结构... 详细信息

对茶园生态系内的生物组分作了全面而系统的分析,其生物组分大致可分为:以茶树为主体的植物类、昆虫类(益虫、害虫)、微生物类(益菌、害菌)、茶园鸟类及其它动物等。这些生物组分在一定生态条件下相互作用,形成了极其复杂的生物网络结构,它们的相生相克制约着茶园各类生物的演替方向。研究表明,茶园内生物种群多样性越强,生态系显得越稳定,两者之间存在着一定的相关性。必须逐步建立人工生态茶园,使之向着生物组分多样性方向发展,在一个相对稳定的生态系基础上,对茶园有害生物实行有效的综合治理,以适应茶业可持续发展的需要。

关键词：生物组分生态系稳定性综合治理茶园管理

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深海铁锰结核中的生物组分

海洋地质动态 1987年第10期 17-19页

作者：朱佛宏

早在1891年,Murray等人就曾指出,深海锰结核是多组分的,在其组分中不仅存在着铁锰金属矿物,还有陆源的、火山的和生物成因的物质。人们特别注意到,太平洋中部铁锰结核的核部常常由鲸鱼镫骨和古代鲨鱼牙齿组成,在大部分有关铁锰结核成分... 详细信息

早在1891年,Murray等人就曾指出,深海锰结核是多组分的,在其组分中不仅存在着铁锰金属矿物,还有陆源的、火山的和生物成因的物质。人们特别注意到,太平洋中部铁锰结核的核部常常由鲸鱼镫骨和古代鲨鱼牙齿组成,在大部分有关铁锰结核成分的论文中,只探讨了它们的金属矿物相。但是,为了全面地了解结核的成分,还必须研究其它包含于其中的组分,如生物组分。

关键词：铁锰结核太平洋底栖有孔虫微体生物放射虫带生物组分

土壤尘的冰核形成作用:矿物组分和生物组分的相对重要性

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中国环境科学 2013年第9期33卷 1637-1637页

作者：邓彦阁

据估计，农业土壤尘排放量约占全球大气矿尘量的20％与冰核形成能力研究比较充分的干旱地区粉尘相比，肥沃地区土壤形成的大气粉尘中通常含有大量的有机组分．利兹大学的O’Sullivan等从英国的四个不同地方采集肥沃土壤，然后用实验的... 详细信息

据估计，农业土壤尘排放量约占全球大气矿尘量的20％与冰核形成能力研究比较充分的干旱地区粉尘相比，肥沃地区土壤形成的大气粉尘中通常含有大量的有机组分．利兹大学的O’Sullivan等从英国的四个不同地方采集肥沃土壤，然后用实验的方法分析从这些土壤中提取的粉尘微粒在沉浸情况（immersion mode）下的冰核形成活性．

关键词：农业土壤生物组分矿物组分形成作用冰核大气粉尘干旱地区形成能力