中国科学院战略性先导科技专项(XDA08040107)
- 作品数：11 被引量：132H指数：6
- 相关作者：吴跃进刘斌美王琦陈慧茹黄青更多>>
- 相关机构：中国科学院合肥物质科学研究院中国科学技术大学安徽大学更多>>
- 发文基金：中国科学院战略性先导科技专项国家自然科学基金中国科学院合肥物质科学研究院院长基金更多>>
- 相关领域：农业科学生物学理学轻工技术与工程更多>>
- 近红外透反射光谱测定单粒稻种的蛋白质含量被引量：9
- 2019年
- 为探索NIR光谱技术在水稻种子蛋白质含量分析中的应用,本研究细致分析了单粒稻种在不同光谱采集方式下的近红外光谱(NIRS)特征,并利用离子束诱变育种得到的水稻9311突变体库的种子,建立准确性较好的单粒糙米和单粒稻种的蛋白质定量模型。结果表明,与漫反射光谱采集方式下的单粒糙米蛋白质模型相比,透反射和透射光谱采集方式下能得到相关性较好的糙米蛋白质模型,其中单粒糙米蛋白质最优定量模型的决定系数(R^2)为0.97,预测均方根误差(RMSEP)为0.27%。在单粒稻种中,由于种壳的反射作用,漫反射光谱采集方式下依然无法建立准确性高的蛋白质模型,透反射光谱采集方式下能够建立具有一定预测能力的蛋白质定量模型(RMSEP=0.81%),透射光谱采集方式下能够建立准确性高的蛋白质定量模型(R^2=0.96,RMSEP=0.24%)。本研究结果为无损快速分析单粒稻种提供了一种解决方法。
- 王纯阳马玉涵刘斌美郭盼盼黄青
- 关键词：蛋白质含量近红外光谱漫反射
- 基于细胞红外光谱预测乙酰化细胞的辐射敏感性
- 2017年
- 组蛋白乙酰化是表观遗传修饰的一种重要方式。肿瘤细胞的组蛋白大部分呈现低乙酰化状态,而组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase inhibitor,HDACi)可以增加肿瘤细胞的乙酰化水平,诱导细胞周期阻滞及凋亡。曲古菌素A(trichostatin A,TSA)是组蛋白去乙酰化酶抑制剂的代表药物之一,能够提高肿瘤细胞组蛋白和非组蛋白的乙酰化水平。傅里叶变换红外(Fourier Transform Infrared,FTIR)光谱可以对无染色、无标记的生物样品进行无损检测,具有特征性明显、快速、分辨率高、重复性好等优点,已被广泛用于细胞的微观生物过程的研究。本文利用红外光谱技术结合免疫荧光技术的手段,研究TSA处理细胞后的乙酰化作用效果,发现红外光谱中甲基与亚甲基的伸缩振动强度之比能够表征细胞内的乙酰化水平变化,然后基于红外光谱的分析结果预测了乙酰化状态不同的细胞辐射敏感性的变化。结果表明,乙酰化细胞的辐射损伤效应可以通过甲基与亚甲基的伸缩振动强度之比进行评价,且该比值与细胞的辐射敏感性呈正相关,表明红外光谱技术可以辅助预测细胞的辐射敏感性,并进行细胞表观遗传学特征与辐射效应关系的研究。
- 张凤秋张凤秋
- 关键词：红外光谱细胞表观遗传学乙酰化曲古菌素A
- 低温等离子体促进水稻种子生长效应及NIR光谱分析被引量：3
- 2018年
- 使用亚大气压下介质阻挡放电低温等离子体,对水稻糙米种子进行处理,不同气体、功率、处理时间下观测低温等离子体对糙米生长活力的影响;采用近红外光谱技术对处理后的糙米进行初步的理化性质分析.结果显示:空气等离子体放电对糙米生长活力的促进要优于氮气等离子体放电,空气实验组的最佳处理条件为(360W,5min),而氮气实验组的最佳处理条件为(360W,10min).另外,近红外光谱的主成分分析结果显示空气实验组(360W,5min)和氮气实验组(360W,10min)的糙米光谱与对照组光谱均存在明显差异.低温等离子体对水稻糙米种子的生长活力具有促进作用,能利用近红外光谱技术对作用效果进行初步评估.
- 王纯阳万良淏马玉涵马玉涵
- 关键词：低温等离子体水稻种子种子活力近红外光谱
- 近红外光谱法直接检测甜叶菊叶片甜菊糖苷模型建立被引量：7
- 2014年
- 使用近红外光谱技术直接扫描甜叶菊干叶片,建立了甜菊苷(stevioside,ST)和莱鲍迪苷A(rebaudioside A,RA)的检测模型。对甜菊苷含量在0.27%~1.40%,莱鲍迪苷A含量在0.61%~3.98%范围内的不同品种的甜叶菊干叶片进行了近红外光谱扫描,共扫描了105份。采用偏最小二乘法建立甜菊糖苷的检测模型,比较了减去一条直线、多元散射校正、一阶导数和二阶导数等不同的光谱预处理方法对模型的影响。结果显示减去一条直线的数据预处理方法为ST的最优建模方法。ST校正集相关系数为0.986,校正均方根误差为0.341,预测均方根误差为1.00,相对分析误差为2.8;RA采用无光谱预处理建模,RA的建模结果相关系数为0.967,校正均方根误差为1.50,预测均方根误差为1.98,相对分析误差为4.17。说明近红外光谱技术检测甜叶菊干叶片中ST和RA的含量具有一定的可行性。同时与甜叶菊粉末ST模型结果相关系数为0.986,校正均方根误差为0.32,预测均方根误差为0.601,相对分析误差为2.86和RA模型结果相关系数为0.968,校正均方根误差为1.50,预测均方根误差为1.48,相对分析误差为4.2相比差异不明显。但减少了叶片粉末检测过程中的烘干、研磨的步骤,节省了时间,降低了工作量。
- 汤其坤王钰吴跃进吴跃进闵笛陈达伟
- 关键词：近红外漫反射光谱甜叶菊甜菊苷
- 高能电子束对模式蛋白辣根过氧化物酶的损伤机制研究被引量：2
- 2016年
- 作为一种载能粒子,高能电子束具有能量利用率高、贯穿深度大、方便实用等优点,可以用来杀灭细菌和抑制病原体生长,因而被广泛应用于食品保质储藏和医疗卫生等方面。但是,对于高能电子如何与生物及其生物分子发生作用,以及作用的过程、方式、效果和机理等方面,人们还缺乏深入、细致的了解。本研究利用高能电子束辐照模式蛋白酶辣根过氧化物酶(HRP:horseradish peroxidase),研究了电子束对它的损伤作用和机理。研究发现,电子束损伤HRP的方式主要通过羟基自由基破坏蛋白质肽链,同时,辐照产生的活性氧物质也会作用于HRP分子活性中心引起其辅基血红素的损伤。这与我们以前研究的等离子体放电辐照HRP其损伤主要通过H2O2作用于变性蛋白血红素引起酶失活有所不同。进一步,通过利用活性氧和自由基清除剂的方法,具体分析和阐明了电子束辐射条件下不同活性氧和自由基在损伤HRP过程中所起的破坏作用。
- 麻姗姗柯志刚黄青
- 关键词：辣根过氧化物酶光谱
- 基于近红外光谱的单粒水稻种子活力快速无损检测被引量：14
- 2015年
- 采用近红外光谱分析技术,对不同品种单粒水稻种子原始光谱进行一阶求导、5点平滑、矢量归一化光谱预处理后,建立定性分析模型。利用因子化法计算光谱距离,定性分析选择系数S均大于1.1832,结果表明能够有效区分高活力与低活力种子。此方法有利于快速无损地检测单粒种子活力,克服了传统的种子活力检测方法如发芽试验、TTC染色等方法存在的耗时长、工作量大、结果滞后等问题,为筛选种子、提高种子发芽率、种子活力实时监测提供了一种新的选择。
- 宋乐王琦王纯阳林晏清余鼎徐琢频吴跃进
- 关键词：近红外光谱漫反射种子活力
- 重金属污染土壤中Cd、Cr、Pb元素向水稻的迁移累积研究被引量：49
- 2015年
- 为了探明水稻各组织器官的重金属含量对土壤重金属浓度的依赖性,评价重金属中重度污染土壤植株水稻的安全风险,通过对不同浓度的Cd、Cr、Pb 3种重金属水稻盆栽试验,研究中、重度污染土壤培养条件下重金属在水稻植株中分布以及籽粒中迁移累积特性。研究结果显示,随着土壤重金属含量增加,水稻植株富集重金属呈上升趋势,但是土壤重金属浓度增加,水稻对重金属的富集系数下降。在中、重度污染的Cd、Cr、Pb 3种重金属土壤种植的水稻植物高度和生物学产量并没有显著差异,从植株生长上看重金属污染危害有一定的隐蔽性。3种重金属在水稻植株中迁移能力的大小依次为:Cd>Cr>Pb,在水稻植株不同器官重金属富集能力依次为根系>茎秆>叶>籽粒。水稻糙米的糊粉层重金属含量显著高于胚乳中的重金属含量,水稻糙米在加工成精米后Cd含量平均降低19%,Cr含量平均降低56.8%,Pb含量平均下降29.8%,这表明稻米通过加工后重金属污染风险降低,可规避一定的食用风险。
- 陈慧茹董亚玲王琦刘斌美吴跃进王钰
- 关键词：水稻重金属
- 重金属复合污染对水稻镉吸收积累的影响被引量：6
- 2019年
- 鉴于自然界重金属污染以重金属复合污染为主,基于田间试验和水培试验,探究Cd低积累材料T2-1在复合污染背景下的Cd吸收转运和籽粒积累特征。结果表明:不同重金属污染田块种植的T2-1籽粒Cd积累均显著低于对照9311。与9311相比,在单一Cd污染田块种植的T2-1籽粒Cd积累降幅较大,达29.72%~61.63%;而在重金属复合污染田块种植的T2-1籽粒Cd含量降幅较小,仅11.07%。结果表明重金属复合污染条件下,其他重金属元素影响T2-1对Cd的吸收和运转。水培条件下,随Pb和Cu的加入,水稻苗高和干重呈下降趋势;相较Cd和Cd-Pb胁迫,Cu对水稻的抑制作用更显著。培养15 d和30 d的水稻苗高和干重变化趋势一致,苗期T2-1干物质积累稍小于9311,可能与T2-1根系固定更多的Cd需要消耗能量有关。T2-1根系对Cd的积累高于9311,而根系向地上部转运的Cd低于9311。在Cd-Pb-Cu复合处理下,低浓度Pb促进水稻吸收Cd。与单独Cd胁迫相比,Cd-Cu和Cd-Pb-Cu处理下的水稻地上和地下部Cd含量均显著降低。Cu可抑制T2-1对Cd的转移,且抑制效果远大于Pb的促进作用。综上,Cd低积累突变体在水稻重金属污染控制与食品安全中有应用前景,但鉴于重金属复合污染对水稻Cd的吸收、运转和积累存在影响,因而在筛选Cd低积累品种时需要增加复合污染的鉴定。
- 梁瑞陈慧茹陈慧茹刘斌美吴跃进
- 关键词：水稻转移率
- Crop 3D--基于激光雷达技术的作物高通量三维表型测量平台被引量：24
- 2016年
- 作物表型测量技术发展的滞后已成为当前育种领域的发展瓶颈,高通量的精确表型测量有助于加速育种进程.激光雷达是一种新兴的主动遥感技术,能够精确获取作物的空间形态数据,在高通量作物表型监测中有广阔应用前景.然而,目前我国基于激光雷达技术的作物表型监测仍存在较大空白.因此,本课题组自主研发了一套以激光雷达为主,集成高分辨率相机、热成像仪、高光谱成像仪等传感器的高通量作物测量平台—Crop3D.与传统作物表型测量技术相比,Crop 3D优势在于能够通量化同步地对作物各生长时期进行多源表型数据的获取并提取株高、株幅、叶长、叶宽、叶倾角和叶面积等参数,可为植物生物学和基因组学分析提供数据支持.本文重点对Crop 3D平台的整体规划设计、传感器集成、运行模式及平台获取的表型参数做了详细描述,并对其潜在应用领域做了简要探讨.本课题组认为,激光雷达与传统表型测量技术相结合的集成型平台有望成为未来作物表型参数获取的趋势所在.
- 郭庆华吴芳芳庞树鑫赵晓倩陈琳海刘瑾薛宝林徐光彩李乐景海春储成才
- 关键词：作物育种表型参数激光雷达高通量
- 影响激光诱导等离子体稳定性的因素研究被引量：14
- 2014年
- 采用1064nm的激光对炉渣样品进行烧蚀,分析了影响炉渣中信号稳定性的一些因素。激光能量在小范围波动(±2%)对信号的稳定性影响很小,参考激光能量和光谱信号强度无明显关系。当激光频率降低至4Hz以下时,信号的相对标准偏差下降至10%左右。当激光聚焦位置位于样品表面下3mm时信号强度和稳定性最优。熔渣样品信号的稳定性高于粉渣样品,不同渣系的炉渣的稳定性也不相同。对于原子线,不同点烧蚀的稳定性远远优于单点烧蚀稳定性,而对于离子谱线,两种不同的烧蚀稳定性差别不大。
- 王琦陈兴龙王静鸽付洪波宋乐吴跃进董凤忠
- 关键词：光谱学激光诱导击穿光谱相对标准偏差激光频率
