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最优光谱特征变量反演颗粒物污染生菜的生理信息

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1128-1135页

作者：孔丽娟隋媛媛刘爽陈丽梅周丽娜刘春慧姜玲李松于海业吉林农业大学工程技术学院吉林长春130022 吉林大学生物与农业工程学院吉林长春130000 吉林农业大学园艺学院吉林长春130022

叶类蔬菜的品质和产量与其净光合速率息息相关,秋冬季节受颗粒物污染的影响,温室大棚内叶菜的光合作用受到制约,对生理信息的准确预测不利。以采收期生菜为试验对象,研究其在颗粒物污染生长环境下,基于高光谱技术建立并对比生菜净光合... 详细信息

叶类蔬菜的品质和产量与其净光合速率息息相关,秋冬季节受颗粒物污染的影响,温室大棚内叶菜的光合作用受到制约,对生理信息的准确预测不利。以采收期生菜为试验对象,研究其在颗粒物污染生长环境下,基于高光谱技术建立并对比生菜净光合速率的反演模型的最优方法。获得生菜的净光合速率和高光谱数据;选取比值植被指数(RVI)、差值植被指数(DI)、归一化植被指数(NDVI)、可视化气压阻抗指数(VARI)、再归一化植被指数(RDVI)、垂直植被指数(PVI)和植被衰减指数(PSRI)的原始和一阶变换共14个光谱植被指数;用相关矩阵法优选出最优波长位置,而非选择既有的固定波长,计算得到最优植被指数,与光谱位置变量(红边幅值,Dr)及光谱面积变量,即红边面积(SDr)、红边面积与蓝边面积的比值(SDr/SDb)、红边面积与黄边面积的比值(SDr/SDy)共同作为光谱特征变量,建立颗粒物污染环境下生菜净光合速率的反演模型。采用多项式拟合和多元散射校正(MSC)、标准正态变量变换(SNV)、偏最小二乘(PLS)和主成分回归(PCR)光谱建模组合方法进行反演预测结果比较。研究结果表明:最优波长位置的PSRI(515,499)和DI(515,499)与净光合速率的相关性最大,可以反映颗粒物污染下生菜的更多生理信息,采用光谱预处理建模组合方法按精度从高到低排序为:SG+MSC+PCR>SG+SNV+PLS>SG+SNV+PCR>SG+MSC+PLS,其中,SG+MSC+PCR组合建模方法的精度最高,决定系数为R_(c)=0.9011,R_(p)=0.9458,基于最优光谱植被指数建模效果最佳;光谱面积变量(SDr/SDb)的拟合精度最高(R^(2)=0.9365),可以实现生菜净光合速率的可靠预测,是基于光谱位置变量和面积变量建立生菜净光合速率的最优方法。该工作对颗粒物污染环境下利用高光谱技术进行植物的生理信息反演研究具有一定参考价值。

关键词：颗粒物最优光谱指数特征变量净光合速率建模反演

FTIR结合ELM对黑果腺肋花楸黄酮、多糖含量快速预测

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 62-68页

作者：杨承恩李萌卢秋宇王金玲李雨婷苏玲吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心吉林长春130118 吉林农业大学生命科学学院吉林长春130118 长春职业技术学院现代农学系吉林长春130504 国药一心制药有限公司吉林长春130600

黑果腺肋花楸是继蓝莓后的又一小浆果,因其黄酮含量高于蓝莓受到关注,已获进入新资源食品名单,并在饮料行业中使用。黑果腺肋花楸黄酮、多糖是其果汁及果渣中的主要生物活性成分,也是影响其品质的重要因素。以中红外光谱技术结合化学计... 详细信息

黑果腺肋花楸是继蓝莓后的又一小浆果,因其黄酮含量高于蓝莓受到关注,已获进入新资源食品名单,并在饮料行业中使用。黑果腺肋花楸黄酮、多糖是其果汁及果渣中的主要生物活性成分,也是影响其品质的重要因素。以中红外光谱技术结合化学计量学方法对黑果腺肋花楸黄酮、多糖含量进行预测,为建立简便、快捷的黑果腺肋花楸产品质量检测方法提供基础。采集15个产区共750份黑果腺肋花楸红外光谱数据,测量每份样品黄酮、多糖含量,采用K-S样本划分法按4∶1的比例将样本划分为校正集和验证集,并对分组后的光谱信息进行多元散射校正(MSC)、标准正态化(SNV)、平滑(SG)、一阶导数(FD)、二阶导数(SD)等光谱预处理,与原始光谱进行极限学习机(ELM)建模预测效果对比,确定最佳光谱预处理方法。采用竞争性自适应重加权算法(CARS)和连续投影算法(SPA)进行黑果腺肋花楸黄酮、多糖特征光谱波段选取,将2种方法选取的光谱数据结合偏最小二乘回归法(PLS)、极限学习机(ELM)、支持向量机(SVM)进行建模对比,选出预测效果最佳的算法模型。结果表明,7种光谱预处理方法中,MSC对原始光谱的处理效果最佳,在此处理下黄酮含量预测模型RPD值为6.2017,多糖含量预测模型RPD值为5.4473,预测模型的误差显著下降。经CARS、SPA提取特征光谱后,进行3种算法的建模结果对比,确定CARS-ELM为效果最佳的含量预测模型,其中黄酮含量预测模型的R_(C)为0.9972,RMSEC为0.0175,R_(P)为0.9912,RMSEP为0.0311,RPD为10.6315;而多糖含量预测模型中的R_(C)为0.9965,RMSEC为0.0173,R_(P)为0.9867,RMSEP为0.0337,RPD为8.6647。中红外光谱结合化学计量学方法,尤其是CARS-ELM模型能够更准确地对黑果腺肋花楸黄酮、多糖含量进行预测,此方法的开发为黑果腺肋花楸质量评价提供了快速、简便的方法。

关键词：黑果腺肋花楸中红外光谱黄酮多糖极限学习机

吲哚乙酸、萘乙酸和吲哚丁酸对蔓越莓组培苗扦插生根的影响

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森林工程 2024年第1期40卷 37-43页

作者：董环宇高芳王兴溶陈士刚秦彩云才巨锋郭忠玲陶晶北华大学林学院吉林吉林132013 吉林省林业科学研究院生物技术研究所长春130000 吉林农业大学林学与草学学院长春130118

蔓越莓(Oxycoccos)耐寒性较强,其果实具有很高的保健价值和经济价值。以蔓越莓组培苗作为插穗,探究吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)、萘乙酸(1-naphthlcetic acid,NAA)和吲哚丁酸(3-Indolebutyric acid,IBA)不同质量浓度处理下蔓越莓插穗的浸泡和速沾试验,同时探究不同激素种类和质量浓度对生根率、苗高增长量、生物量和根系生长特点(包括最长根长、根表面积、根平均直径和平均根数)的影响。结果表明,当NAA浸泡处理为100、200 mg/L时根系生长状态较好,但是最长根长仅为(30.77±0.18) cm(NAA 100 mg/L)、根平均直径为(0.3±0.02) mm。而IBA质量浓度为1 000 mg/L时速沾处理的插穗最长根长为(30.13±3.22) cm、根平均直径为(0.39±0.04) mm、根表面积为(1.27±0.01) cm^(2)、平均根数为(128.22±2.38)条。由此来看,浸泡处理和速沾处理最优处理根系生长状况相差不大,但是综合来看当IBA质量浓度为1 000 mg/L,速沾时生根率最高,为85%。因此速沾的方法更适合蔓越莓组培苗的扦插生根。该研究初次建立蔓越莓组培苗扦插繁殖技术,为蔓越莓规模化繁育奠定基础。

关键词：蔓越莓组织培养扦插生根组培苗根系生长特点

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梭伦小剥管孔菌生物学特性和驯化栽培

菌物学报 2024年第7期43卷 79-89页

作者：戴丹王振胡佳戴建成彭新红孙鹏陈绪涛王志伟魏云辉李玉江西省农业科学院农业应用微生物研究所江西南昌330200 吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心吉林长春130118

对采自江西武功山的一份多孔菌子实体进行菌株分离与纯化获得其纯培养菌株,通过子实体形态特征结合ITS序列分析,鉴定为梭伦小剥管孔菌Piptoporellus soloniensis。以此菌株为试验材料从碳源、氮源、pH和温度4个方面进行单因素生物学特... 详细信息

对采自江西武功山的一份多孔菌子实体进行菌株分离与纯化获得其纯培养菌株,通过子实体形态特征结合ITS序列分析,鉴定为梭伦小剥管孔菌Piptoporellus soloniensis。以此菌株为试验材料从碳源、氮源、pH和温度4个方面进行单因素生物学特性研究,结果表明在试验范围内该菌株的最适碳源和氮源分别为葡萄糖和酵母浸粉,pH为4.0,最适生长温度为30℃。在单因素试验的基础上选出3个较优水平进行正交试验。结果表明,该菌株在以葡萄糖为碳源、酵母浸粉为氮源、pH为4.0以及温度为30℃的条件下菌丝生长最佳。4个因素对梭伦小剥管孔菌菌丝生长的影响程度为:温度>pH>碳源>氮源。生物学特性研究表明梭伦小剥管孔菌为中高温型喜酸性菌株。栽培配方为细木屑35%、莲子壳35%、麦麸20%、玉米粉7%、石灰和石膏各1.5%,含水量55%-60%;在23-26℃黑暗培养条件下菌丝满袋需要47-54 d,平均生长速率为1.85-2.13 mm/d;在温度23-26℃的散射光条件下,30-35 d可见菌丝聚集;温度18-20℃、相对湿度80%-90%条件下,20 d左右子实体成熟。

关键词：单因素试验正交试验生长条件菌丝生长速率

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吴茱萸枝屑代料栽培榆黄蘑的潜力评价

南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 166-174页

作者：叶建强张芳芳陈丽新黄卓忠蓝桃菊广西农业科学院微生物研究所广西南宁530007 吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心吉林长春130118

【目的】开展吴茱萸(Tetradium ruticarpum)枝屑栽培食用菌的潜力评价,对延伸吴茱萸产业链和加快吴茱萸枝条降解具有重要意义,也为吴茱萸枝条的高效利用提供参考依据。【方法】以食用菌中栽培周期较短的榆黄蘑(Pleurotus citrinopileat... 详细信息

【目的】开展吴茱萸(Tetradium ruticarpum)枝屑栽培食用菌的潜力评价,对延伸吴茱萸产业链和加快吴茱萸枝条降解具有重要意义,也为吴茱萸枝条的高效利用提供参考依据。【方法】以食用菌中栽培周期较短的榆黄蘑(Pleurotus citrinopileatus)为试验菌株,通过测定和分析吴茱萸枝屑、杂木屑和棉籽壳的营养成分,以杂木屑配方(CK1)和棉籽壳配方(CK2)为对照,探讨以吴茱萸枝屑代替CK1中20%(处理1)、40%(处理2)、60%(处理3)、80%(处理4)和100%(处理5)的杂木屑栽培榆黄蘑对其农艺性状、菌包基质降解和经济效益的影响,综合评价吴茱萸枝屑栽培榆黄蘑效果。【结果】吴茱萸枝屑的纤维素、半纤维素和木质素含量与杂木屑的无显著差异(P>0.05,下同),但其半纤维素和木质素含量分别比棉籽壳的低39.64%和16.55%;粗蛋白含量是杂木屑的4.25倍和棉籽壳的1.91倍,碳氮比是杂木屑的0.24倍和棉籽壳的0.55倍;在杂木屑中未检测到硒,而吴茱萸枝屑的硒含量是棉籽壳的7.69倍。吴茱萸枝屑代替杂木屑栽培榆黄蘑,虽然增加了投入,但对菌丝萌发时间、长势、采收时间影响小,且能加快采后恢复,显著增加产量、原料利用率和经济效益,在处理3、4、5时菌丝生长速率显著加快,菌包成活率达到100%,处理4和处理5时菌丝生长速率与CK2的无显著差异;生物学转化率在处理2、3、4、5时高于CK2,以处理4最好,但每包总鲜质量还是显著低于CK2;综合出菇率在处理3至处理4时高于CK1和CK2;菌包降解程度在处理4时最高,原料利用率为71.88%、纤维素降解率为78.08%、半纤维素降解率为86.38%、木质素降解率为71.18%;经济效益以处理4最好,显著好于CK1,相对CK2每包收益只少0.03元,且能显著降低投入、提高投入产出率。【结论】吴茱萸枝屑是一种比杂木屑和棉籽壳富含粗蛋白、硒的原材料,可代替纯杂木屑和纯棉籽壳栽培榆黄蘑,80%代替杂木屑的量可保证菌包成活率,还有较高的菌丝生长速率、产量、第4潮出菇率、高的原料降解率和经济收益,是一种很好的食用菌原料,具体配方为:吴茱萸枝屑62.4%(质量分数,下同)、杂木屑15.6%、麦麸20.0%、石灰1.0%、石膏1.0%。

关键词：吴茱萸枝屑榆黄蘑食用菌栽培农艺性状基质降解经济效益

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一种绿豆柱头外露突变体的转录组分析

作物学报 2024年第4期50卷 957-968页

作者：宋梦媛郭中校苏禹霏邓昆鹏兰天娇程钰鑫包淑英王桂芳窦金光姜泽锴王明海徐宁吉林省农业科学院作物资源研究所/作物种质资源吉林省实验室吉林公主岭136100 吉林农业大学农学院吉林长春130118

柱头外露作为提高作物异交率、制种纯度和降低制种成本的优良性状,在杂交制种中得到了广泛的利用。绿豆是一种闭花授粉的作物,被报道的柱头外露突变体很少。通过对冀绿7号的化学诱变,发现了1个柱头外露突变体se2,为明确该突变体柱头外... 详细信息

柱头外露作为提高作物异交率、制种纯度和降低制种成本的优良性状,在杂交制种中得到了广泛的利用。绿豆是一种闭花授粉的作物,被报道的柱头外露突变体很少。通过对冀绿7号的化学诱变,发现了1个柱头外露突变体se2,为明确该突变体柱头外露的分子机制,对该突变体及其野生型冀绿7号即将开放的花蕾进行了转录组测序(RNA-seq)分析。根据差异倍数|log2(Fold Change)|≥1,P≤0.05的标准筛选,在se2中共得到572个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中262个DEGs上调,310个DEGs下调。在基因本体(gene ontology,GO)数据库中,差异表达基因显著富集到代谢和生物合成等生物过程,定位在质外体和细胞壁、细胞膜等区域,与结合、氧化还原等分子功能有关。在京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genome,KEGG)数据库中,差异表达基因显著富集在植物激素信号传导、次生代谢物生物合成等通路。功能注释发现许多有关细胞壁合成和代谢、细胞分裂和细胞扩张、植物激素相关的基因,因此推测se2突变体中龙骨瓣的细胞分裂、细胞扩张以及植物激素信号传导过程受到影响,从而导致了柱头外露。本研究为今后探究绿豆柱头外露的分子机制以及该性状在绿豆杂种优势中的利用奠定了基础。

关键词：绿豆柱头外露突变体转录组高通量测序杂种优势

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冷杉侧耳多糖提取工艺优化及体外抗氧化活性

微生物学通报 2024年第2期51卷 494-504页

作者：胡惠月周斌潘美晨田甜李长田吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心吉林长春130118

【背景】冷杉侧耳(Pleurotus abieticola)是一种新型食药用真菌,具有潜在的经济价值。【目的】更好地开发利用冷杉侧耳中的多糖成分,挖掘潜在的功能性食品。【方法】采用响应面分析法对冷杉侧耳多糖的提取工艺进行优化,并通过设置不同... 详细信息

【背景】冷杉侧耳(Pleurotus abieticola)是一种新型食药用真菌,具有潜在的经济价值。【目的】更好地开发利用冷杉侧耳中的多糖成分,挖掘潜在的功能性食品。【方法】采用响应面分析法对冷杉侧耳多糖的提取工艺进行优化,并通过设置不同浓度梯度的多糖和Vc(阳性对照)考察该多糖的1,1-二苯基-2-苦基肼自由基(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl free radical,DPPH)、2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑林-6-磺硫(2,2’-azinobis-3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate,ABTS)和羟基自由基(hydroxyl radical,·OH)的清除能力及铁离子还原能力来评价冷杉侧耳多糖的体外抗氧化活性。【结果】最佳提取工艺:提取时间122.62 min,提取温度60.27℃,液料比28.87:1(体积质量比),在该条件下,冷杉侧耳纯多糖提取率达到极大值2.39%。该多糖在浓度为1 mg/m L时,DPPH自由基清除率为49.42%,ABTS自由基清除率为88.37%,羟基自由基清除率为19.87%,铁离子还原力为0.273。【结论】本研究为更高效地开发与利用冷杉侧耳多糖提供了理论依据,为进一步挖掘其生物活性及多糖产品打下了基础。

关键词：冷杉侧耳多糖响应面优化方差分析自由基清除能力

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广西中越边境喀斯特地区大型真菌资源多样性

菌物学报 2024年

作者：胡永强李俐颖刘栩州郎宁祁亮亮李玉广西壮族自治区农业科学院微生物研究所吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心

广西中越边境喀斯特森林属北热带喀斯特季节性雨林，是具有国际意义的陆地生态系统多样性关键地区之一，但目前对该地区大型真菌系统性研究尚不完备。本研究历时7年共采集大型真菌标本1 500余份，通过形态学分类方法与分子生物学手段鉴... 详细信息

广西中越边境喀斯特森林属北热带喀斯特季节性雨林，是具有国际意义的陆地生态系统多样性关键地区之一，但目前对该地区大型真菌系统性研究尚不完备。本研究历时7年共采集大型真菌标本1 500余份，通过形态学分类方法与分子生物学手段鉴定物种232种，隶属于2门7纲20目61科135属，其中子囊菌门25种，担子菌门207种，新增广西新记录种30种。含10种以上的优势科有4科，为多孔菌科Polyporaceae、小皮伞科Marasmiaceae、牛肝菌科Boletaceae和蘑菇科Agaricaceae；含5种以上的优势属有6属，为小皮伞属Marasmius、木耳属Auricularia、灵芝属Ganoderma、光柄菇属Pluteus、栓孔菌属Trametes和炭角菌属Xylaria。广西中越边境喀斯特地区大型真菌区系地理成分可分为8类，以世界广布成分和泛热带分布成分为主，分别有76属和36属。大型真菌资源评价表明，该地区有食用菌59种、药用菌19种、食药兼用菌8种和有毒真菌26种。大型真菌物种受威胁状况统计分析，发现近危物种2种，仅占总数的0.86%，无易危、濒危和极危物种。本研究结果可为该地区大型真菌资源保护保育和可持续利用奠定理论基础。

关键词：大型真菌喀斯特物种多样性区系成分资源评价

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具有高效吸能特性的新型仿蜂窝多级薄壁结构

吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 259-267页

作者：张永忠马云海吉林大学生物与农业工程学院长春130022 北京城市学院智能电子制造研究中心北京101309 人工结构化材料技术研究所辽宁材料实验室沈阳110167

针对现有薄壁结构存在比吸能不高、压缩力效率较低的问题,以蜂窝为原型,模拟蜂窝多级嵌套结构,进行仿生结构优化设计。为了更好地探究形状参数对吸能能力的影响,进一步以相对旋转角度及加强柱直径为设计变量,设计了共20种仿蜂窝多级薄... 详细信息

针对现有薄壁结构存在比吸能不高、压缩力效率较低的问题,以蜂窝为原型,模拟蜂窝多级嵌套结构,进行仿生结构优化设计。为了更好地探究形状参数对吸能能力的影响,进一步以相对旋转角度及加强柱直径为设计变量,设计了共20种仿蜂窝多级薄壁结构。运用3D打印技术,制备了尼龙材质的仿蜂窝多级薄壁结构样件,并进行准静态压缩试验。最后,对比分析了数值模拟结果与试验结果,得出以下结论:本文吸能能力最强的模型为YMT20-3.6,比吸能达到了10.87 J·g^(-1),较初始模型YMT0-0提高了约86%;旋转角度越大,加强柱直径越大,模型截面面积分布越均匀,模型变形模式也趋于对称,其能量吸收能力也更强;较大的旋转角度拥有更优异的吸能能力,但是其压缩力效率较小。增大模型加强柱直径能够减少旋转角度对压缩力效率的影响,提高模型的压缩力效率,从而得到吸能能力强、压缩力效率高的薄壁结构。

关键词：仿生设计多级结构增材制造高效吸能

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