基于广泛靶向代谢组学分析黑老虎不同部位成分差异

为提高黑老虎(Kadsura coccinea)资源的综合利用率,采用广泛靶向代谢组学技术鉴定并分析了根、茎、叶代谢组分差异及高度富集成分。结果表明,在根、茎和叶中分别鉴定出642、650和619个代谢物,以酚酸、脂质、类黄酮和有机酸为主;叶与根、茎与根的共有成分分别为566和650个,显著差异成分有442和393个,主要为酚酸、类黄酮和脂质,差异代谢物在苯丙烷生物合成、黄酮与黄酮醇生物合成通路中显著富集。代谢物总丰度和次生代谢物丰度均表现为叶>根>茎,叶中酚酸、类黄酮和脂质及茎中酚酸积累量显著高于根,而氨基酸及其衍生物、萜类、木脂素、香豆素、生物碱的丰度在根中显著上调。因此,黑老虎根、茎、叶有大量共有成分,叶和茎中酚酸、叶中类黄酮和脂质高度富集,含有新绿原酸、绿原酸、槲皮素等多个丰度较高且具有重要生物活性化合物,具有较高利用价值。

基于广泛靶向代谢组学分析黑老虎种子中氨基酸和脂质组分

为探究黑老虎种子作为新兴植物油料资源的潜力,利用广泛靶向代谢组学技术检测分析其氨基酸和脂质组分。结果表明:在基于鉴定出的代谢物结构配置分类下,黑老虎种子含脂质类、氨基酸及衍生物类化合物分别为121种和89种,前者数量和相对含量(30.7%)在11类成分中最高,后者数量居其次,相对含量(17.8%)位于第三;鉴定出20种基础氨基酸和8种人体必需氨基酸,其中L-脯氨酸、L-天冬氨酸、L-丝氨酸等7种药效氨基酸和L-亮氨酸、L-苏氨酸、L-异亮氨酸、L-苯丙氨酸和L-赖氨酸5种人体必需氨基酸含量较高;黑老虎种子中富含亚油酸、γ-亚麻酸、α-亚麻酸等脂肪酸和以溶血磷脂酰胆碱18∶2和18∶2(2n异构)为主的磷脂。黑老虎种子氨基酸类和脂质类组分丰富,多种高度富集成分具有突出的营养功能、活性作用和药用功效,在优质植物油脂开发等领域具有较高的价值。

贵州岩溶地区的草地生态环境与草地畜牧业发展

利用2005年贵州省土地利用与石漠化遥感调查数据,借助GIS分析空间功能,提取出全省岩溶区草地面积24 686.74 km2,占草地总面积的67.57%。其中39.77%的草地发生了石漠化(轻度及以上)。近20年,通过引进国外优质牧草、畜种及先进技术,结合自身的特点,进行区域性的实验、试点及推广,在畜种改良、优质牧草培育及搭配栽植、围栏改良、间作(轮作)等方面积累了许多成功的经验,探索并发展成熟多个适合的草地畜牧运作模式,如"研-学-产"、"国外合作"等。总体上,贵州岩溶区草地资源丰富,草地畜牧业发展前景好,但传统粗放经营方式占主导地位,草畜不配套,科技支撑薄弱,应对灾害,尤其重大气候灾害能力低,脆弱性突出,草地退化严重,趋势严峻。诸多科技需求,如优质牧草培育及栽植配比方式、本地良种培育、草地畜牧业的产业化技术及科技支撑体系、草地生态系统初步修复后的管理维护等迫切需要开展研究。

中国南方岩溶区草地建设技术与示范

草地畜牧业是岩溶地区经济发展与生态环境保护并进的最佳结合点。中国南方岩溶区有发展草地畜牧业的优越条件,并已取得显著成效,积累了丰富经验,通过人工种草、草地改良、围栏封育等措施,短期内可提高植被覆盖率,防止水土流失、遏制石漠化增长,而且可以利用畜牧粪便,发展沼气,从根本上解决农村燃料问题,减少因薪炭需要对森林的砍伐。就大量实际工作中的经验,提炼出适合于这些区域的草地建设技术体系,在贵州省威宁、德江、晴隆3个县作技术应用示范,效果显著。

喀斯特小流域石漠化综合治理技术研究——以贵州省毕节市石桥小流域为例

采用SPOT影像(2.5m分辨率),利用3S技术勘察研究了贵州省毕节市石桥小流域不同土地利用方式的石漠化分布情况。研究结果表明,流域内部分耕地、灌木林地、疏林地、荒草地发生了石漠化(轻度及以上),其它土地利用方式无石漠化分布。根据流域上、中、下游段生境特征与社会经济发展情况,分别对发生石漠化的各类土地采取生物与工程措施治理,以坡耕地林—草、林—粮、粮—草间作及轮作复合经营作为高人口压力下生态建设的突破口,以水资源提取—高位水池—管网调度利用为核心,建立了城郊型混农林草牧(禽)业模式,初步形成引领小流域农村经济发展的生态产业。流域内水土流失与石漠化趋势得到遏制,流域土壤流失量减少了32%,人均收入增加了532元,生态、经济、社会发展逐渐步入可持续发展轨道。

不同栽培方式对羊肚菌菌丝生长及产量的影响

为了研究不同栽培方式(大棚、洞穴、林下)下羊肚菌菌丝生长及产量情况,选择最佳栽培生产模式,为羊肚菌的推广栽培奠定理论和实践基础。试验设计大棚、洞穴、林下3种不同栽培方式的出菇环境,分别进行羊肚菌种植试验,对其菌丝生长长势和子实体产量进行观察测定。研究发现,在大棚、洞穴、林下3种栽培方式下羊肚菌均能正常生长,但菌丝生长浓密程度及产量存在较大差异。在大棚内羊肚菌菌丝生长浓密,长势较好,单位面积(1m~2)产出子实体的个数也最多(16个),产量最大,平均产量为199g·m^(-2),有利于羊肚菌的生长;而在林下和洞穴内菌丝生长相对稀疏,长势一般,最终产出子实体个数和产量也较低。结论得出,大棚栽培方式最适宜羊肚菌菌丝生长及产量提升,其人工可控的光照、温度、湿度等条件,减少了不良因素对羊肚菌生长的影响,值得大面积推广应用。

基于代谢组学分析黑老虎植株不同部位黄酮类成分

黑老虎的根是常用中药,黄酮类化合物是药用植物的主要活性成分之一。为探究黑老虎植株叶和茎中可能含有与根类似或具有高度富集的类黄酮化合物,挖掘其利用价值。该文利用广泛靶向代谢组学技术,鉴定了黑老虎的叶、茎和根的代谢物,并根据结构配置分类,解析其中类黄酮的多样性和丰度。结果表明:(1)黑老虎叶中类黄酮数量(80个)>茎(73个)>根(67个),3个部位均有61个相同的黄酮类化合物,叶和茎中含有更多的黄酮醇类化合物,从而使类黄酮多样性高于根。(2)在3个部位积累量比较高的是黄酮醇类、黄酮类、黄烷醇类和查尔酮类,其中黄酮醇和黄酮在茎和根积累量下降,导致类黄酮丰度从叶(24.00×10^(7))-茎(13.45×10^(7))-根(9.05×10^(7))连续大幅度下调。(3)叶和茎中含有大量与根相同和多种根中没有的类黄酮,可以考虑替代或互补利用,3个部位儿茶素类化合物表达量都较高,叶中还富含槲皮素及其衍生物,具有较高的利用价值。

干旱胁迫对药用植物马比木叶片光合特性的影响

采用LI-6400便携式光合仪器测定并分析了不同干旱和光照强度胁迫下,药用植物马比木(Nothapodytes pittosporoides(Oliv.)Sleum.)叶片的光合响应。结果表明:马比木的光合特性对光合有效辐射(PAR)和土壤水分变化响应明显,弱光条件下(PAR<200μmol/(m^(2)·s)),光补偿点(LCP)随土壤水分含量减小呈现先减小后增大趋势,表观量子效率(AQE)则呈逐渐减小趋势;强光条件下(PAR>600μmol/(m^(2)·s)),光饱和点(LSP)先增加后减小,在水分含量10.5%~22.0%范围达到最大值,净光合速率(P_(n))和水分利用率(WUE)处于稳定阶段且保持在最大值附近。马比木对弱光的利用能力更强,对强光也有较好的适应性;土壤水分含量10.5%是其耐旱极值,22.0%~25.8%较适合生长。

黑老虎不同部位酚酸类成分差异分析

目的:研究黑老虎酚酸类化学成分及其在根、茎、叶中的分布和富集差异。方法:利用UPLC和MS/MS、Q TRAP采集质谱信息,基于自建数据库MVDB V2.0和代谢物信息公共数据库、MRM获取代谢物数据;利用软件Analyst 1.6.3对质谱数据进行归一化处理和注释,同时对大部分物质使用对照品进一步确认,基于鉴定出的代谢物结构配置进行分类。结果:从黑老虎植株中鉴定出137个酚酸代谢物,其中68个获得KEGG标注;叶和茎都分别含有125个、根中103个,3个部位共有94个。3组对比(叶vs茎、叶vs根、茎vs根)差异代谢物总数为126个,在均为差异代谢物(44个)中有19个呈连续下调模式,仅有3个向上表达。结论:黑老虎叶和茎中的酚酸类代谢物数量相同、积累量接近,而根中数量大幅减少,表达量明显下调;绿原酸、咖啡酸、阿魏酸、没食子酸等具有重要药理活性的化合物在黑老虎植株中检出。

黑老虎果实不同部位次生代谢成分及其富集差异

为推进黑老虎果实开发利用,利用广泛靶向代谢组学技术鉴定其果皮、果肉、种子中代谢物,基于结构配置进行归类分析。结果显示:在黑老虎果实中共鉴定出307个次生代谢物,其中以酚酸(数量占38.8%)和黄酮(27.7%)占主导;果皮含272个、果肉286个、种子201个,3个部位共有180个;种子中酚酸、类黄酮和萜类化合物数量明显低于果肉和果皮,使其次生代谢物多样性也较低;果皮中次生代谢物丰度(81.62×10^(7))远高于果肉(25.61×10^(7))和种子(24.38×10^(7)),主要因黄酮类成分(花青素、黄酮醇、黄酮)的高度富集和生物碱上调;3个部位间显著差异代谢组分主要为酚酸和黄酮类化合物;黑老虎果皮富含类黄酮(槲皮素、儿茶素和矢车菊素类等),种子中木脂素丰度高,3个部位中都含鉴定出结构新颖的三萜化合物,表明其具有较高的利用和研究价值。

黑老虎植株不同部位木脂素和萜类成分分析

黑老虎(Kadsura coccinea)为传统中药材,为深入了解木脂素类和萜类成分在植株不同部位的分布和积累状况,采用广泛靶向代谢组学技术鉴定其叶、茎、根中的代谢物,基于结构配置解析木脂素和萜类的多样性和丰度。结果显示:在黑老虎植株中共鉴定出39个木脂素类化合物,根(32个,特有13个)>茎和叶(同为24个),3个部位含17个相同的木脂素类化合物;同时,鉴定出41个萜类成分,根(39个)>茎和叶(同为36个),3个部位含34个相同的萜类化合物。黑老虎根部木脂素类化合物丰度(114.62×10^(6))远高于叶(23.37×10^(6))和茎(25.96×10^(6)),萜类化合物丰度为根(74.16×10^(6))>叶(37.06×10^(6))>茎(17.36×10^(6)),根部与叶、茎相同及特有的木脂素和萜类化合物丰度均较高。日本南五味子木脂素G、乙酰表戈米辛R、Kadcoccilactone F等在黑老虎根中高度富集,在叶、茎、根中都鉴定出Kadcoccilactone Q-R、Kadcoccilactone M等三萜类化合物,表明黑老虎具有较高的研究与利用价值。

赤水河流域近10年径流特征与变化趋势

基于2008—2017年赤水河流域上游-赤水、中游-茅台、下游-鲢鱼溪断面月径流、降水等水文气象数据,分析了赤水河流域径流的时空变化特征及其对降水、工业取水等影响因素的空间对应关系。结果表明:近10年来,赤水河年径流量总体呈现出缓慢增加趋势,幅度随着流域空间尺度的增大而增加,径流量呈现出以1a为周期“减少→增加→减少→增加”交替波动规律,年际和年内变化较为剧烈;径流量与降水量的变化趋势高度一致,降水是驱动流域径流年际和年内变化的主导因素。10年间,除上游径流系数微弱增长外,中、下游均出现略降低趋势;年内径流系数主要受7月、9月、1月和2月降水量影响,这些月份降水量增加会导致湿季和旱季径流系数增大,从而年径流量加大。

贵州毕节石桥小流域喀斯特石漠化耕地治理研究

贵州毕节石桥小流域是喀斯特石漠化典型区域,人口密度大,农民基本口粮短缺,经济收入极低,生态环境日趋恶化。利用3S技术得出小流域耕地面积456.57 hm2,其中48.7%发生石漠化,引用人—地关系平衡模型对研究区人口进行3年的粮食需求预测,确定出在其人口数量的所需耕地量为281.91 hm2,发现需保有的耕地中仍有47.79 hm2存在不同程度的石漠化。在此基础上根据流域不同游段环境特征与社会经济发展情况,对流域耕地石漠化的区域实施林农间作、粮草间作、坡改梯等间作和增产措施后,耕地的石漠化得到有效控制,土壤侵蚀深度总体呈下降趋势(由2007年的0.76 mm下降到2009年的0.64 mm),直接经济收入人均增加288元,有效地保障耕地的石漠化治理与农民生计。

喀斯特小流域石漠化耕地治理方式研究——以贵州毕节石桥小流域、关岭木工小流域为例

贵州毕节石桥小流域与关岭木工小流域处于石漠化严重、坡耕地比例高、粮食产量低且不稳定、人口密度大、农业经济水平低的喀斯特山区。通过对研究区人口增长的预测,利用人-地关系平衡模型,计算出该两小流域需保有的耕地量分别为281.91hm2、228.68hm2。但由于需保有的耕地面积较未出现石漠化耕地面积大,致使需保有的耕地中仍有部分地存在石漠化。但如果对这部分石漠化土地都实施退耕还林还草,将无法保障流域内农民的口粮需求。为此,对该两小流域耕地石漠化区域开展包括林农间作、粮草间作、坡改梯等治理措施。结果流域内耕地的石漠化得到了有效控制,土壤侵蚀模数由2007年的721.63t/(km2.a)、42.42 t/(km2.a)下降到2009年的472.78 t/(km2.a)、35.59t/(km2.a),植被覆盖率分别提高11.3%、6.4%,人均经济收入分别增加300元和231元,不仅有效地治理了石漠化耕地,而且农民生计也得到了保障。

喀斯特石漠化区植被恢复研究综述

指出了林草植被恢复是治理石漠化的根本和有效途径,需要建立针对喀斯特石漠化区独特生态系统的研究方法。针对小区域尺度或不同流域生态系统类型,研究了其植物群落配置、生物多样性恢复与保护技术,以及需要针对不同等级石漠化造林的参考技术。在极度耐旱抗凝冻植物选育,增汇、生物能源适生植物选育与种植,以及初步恢复生态系统维护技术等方面需进一步的研究。提出了把产业链与生态链进行有机整合,建立可持续的地方生态产业,是喀斯特石漠化区植被恢复重建的一个重要发展方向。

喀斯特地区水资源评价及空间供需平衡分析——以毕节朝营小流域为例

水资源供需平衡预测分析是喀斯特石漠化治理工作的一项重要内容。以毕节朝营小流域为研究区,以2016年为预测年,对流域内水资源需求及供给能力进行评估预测。通过供需平衡分析,了解供需状况,并针对预测结果提出建议,旨在把握研究区水资源变化动态,对其进行更好开发利用,同时优化配套各项资源,为合理布局相关水利水保工程提供依据和参考。

喀斯特石漠化农村水资源开发利用与干旱应急调度研究——以毕节撒拉溪示范区朝营小流域为例

为高效开发利用喀斯特水资源,解决石漠化农村地区干旱缺水问题。根据水资源供需平衡理论,以毕节撒拉溪示范区朝营小流域为例,通过野外勘察与定点监测,分析小流域水资源赋存状况以及干旱情景下的响应特征,结果显示:研究区水资源总体丰富,年平均降雨量892.5mm,折合降雨量7 699.5万m3。多年平均地表径流深为498.2mm,全年地表径流量约4 298.1万m3。流域内大小泉点共118处,全年流量达81.57万m3;时空分布不均,时间上5—9月降水总量占年降水总量57.6~87.3%,10—4月降水偏少,仅占12.7%~42.7%,降水季节性差异明显。泉水雨季总流量为45.64L/s,枯季仅12.35L/s,两者相差3.7倍。空间上以流域北部地区(茅坪村)泉点出露数量较多且流量最大,占整个流域水资源总量35%左右,中部地区(朝营村等地)出露泉点数量较少;极度干旱情景下,流域内67%泉点断流,水池(水窖)干涸,水利工程失效,部分地区人均日可用量仅为2L,与有关部门规定的人均日用水量35L的最低标准相差达94.3%。极度干旱环境下作物需水缺口为28.37万m3。因此,采取屋面集雨、屋檐集雨、收集坡面径流以及表层岩溶水综合开发利用等方式,实现水资源的开发利用与优化调度,建立基于时间以及空间尺度的极度干旱水资源应急调控机制,是保障地区用水安全的重要方式。

双河洞国家地质公园洞穴冲积物粒度特征分析

通过分层采集双河洞国家地质公园中山王洞洞穴冲积物,利用Mastersizer2000激光粒度分析仪进行测试分析。研究结果表明:(1)山王洞地下古河道沉积物优势粒级以粉砂、黏土为主,其含量占总体水平的70%以上;(2)沉积物颗粒较细且分布集中,与地表河沉积粒度相比,洞穴冲击形成的沉积物颗粒更细,反映洞穴古河道河流水位稳定或水动力较弱,洞穴流域范围内地表植被好,地表侵蚀不严重。

不同培养基对冬小包脚菇菌丝生长的影响

对胡萝卜、土豆、大米、玉米4种培养基上的冬小包脚菇菌丝形态进行了观察,结果发现:在不同的培养基上冬小包脚菇菌丝均能正常生长,但菌落形态及生长速度存在差异。在胡萝卜和土豆培养基上菌丝浓白,菌落相对比较浓密厚实,但分布不太均匀,菌丝体直径小,生长速度较慢;在大米和玉米培养基上菌落稀疏单薄,分布均匀,菌丝体直径大,生长速度较快,菌丝颜色呈洁白色,此外随着培养天数的增加,胡萝卜和玉米培养基上菌丝老化变黑程度较为严重。综合来说在大米培养基上菌丝生长效果最好,菌落分布均匀,生长速度较快,而且不容易老化,利于冬小包脚菇菌丝的生长。

SPME-GC-MS分析马比木中挥发性成分

马比木(Nothapodytespittosporoides)含有重要的抗癌活性成分喜树碱及其甲基衍生物.利用固相微萃取技术(SPME)提取马比木中的挥发性成分,采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对其化学成分进行分离分析,并用色谱峰面积归一化法测定各成分的相对含量.通过计算机检索,鉴定出80个挥发性化学成分,其中主要成分为2-甲基丁醛(4.851%)、2-甲基-2-丁烯醛(3.088%)、己醛(5.780%)、2-呋喃甲醛(40.413%)、(E)-2-己烯醛(6.099%)、3-己烯-1-醇(2.739%)、(Z)-己烯醇(3.260%)、正己醇(11.514%)等.