科研产出
基于感官评价和代谢组学分析叶用枸杞茶
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：以26个品种（系）叶用枸杞芽叶干样及鲜叶为材料，采用感官评价和代谢组学技术并结合多元统计分析对其感官品质和代谢物进行分析。感官评价结果表明，叶用枸杞芽叶干样滋味醇厚、鲜爽、有甜味；液相色谱-质谱联用结果显示，叶用枸杞芽叶中共鉴定出879种代谢物，包括氨基酸及其衍生物、黄酮类、酚酸类、糖类、核苷酸及其衍生物、木脂素和香豆素、生物碱、萜类、有机酸、脂质10类。根据偏最小二乘判别分析模型及单因素方差分析筛选出211种差异代谢物，主要富集在亚油酸代谢、类黄酮生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、苯丙醇生物合成、半乳糖代谢等代谢通路，此外还发现，氨基酸及其衍生物、黄酮、糖类和脂类是区分不同品种（系）叶用枸杞芽代谢物的重要组分。偏最小二乘回归（partial?least?squares?regression,PLSR）分析表明，表儿茶素、异槲皮素、芦丁等26种代谢物共同影响叶用枸杞茶醇、厚、鲜、甜和苦等滋味。感官评价结合PLSR分析结果表明，‘宁杞菜1号’‘宁杞9号’、Z90、Z68、Q3、Q6-13和Z48 7种叶用枸杞具有感官品质较好且滋味物质丰富的特点。
关键词： 叶用枸杞茶 感官评价 代谢组学 滋味 差异代谢物 多元统计分析
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宁夏枸杞果皮蜡质积累与气象因子的关系
《林业科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：[目的]分析不同采摘时期枸杞果皮蜡质含量与成分差异,探究不同采摘时期气象因子与枸杞果皮蜡质积累的关系,为不同采摘时期适宜制干方式的选择提供理论依据.[方法]以'宁杞 1号'和'宁杞 5号'3个采摘时期(老眼枝时期、七寸枝时期和秋果时期)的果实为材料,应用 GC-MS 技术对果皮蜡质含量、组分进行测定与分析,利用JL-18空气温、湿、光照记录仪监测不同采摘时期的气象因子,采用逐步回归分析法探究果皮蜡质含量及其组分与气象因子之间的关系.[结果]1)2个枸杞品种在 3个采摘期的青果期、转色期和红果期果实蜡质含量均存在显著差异,红果期果实蜡质含量显著高于青果期和转色期,而青果期和转色期果实蜡质含量差异不显著.2)'宁杞 1号'的蜡质成分主要为二十六烷、二十八烷、1-碘代二十八烷、1-碘代三十烷、二十二醇和β-香树精,'宁杞5号'的蜡质成分主要为二十六烷、二十七烷、1-碘代二十八烷、1-碘代三十烷、二十二醇和 2-己基-1-癸醇.3)老眼枝时期,'宁杞 1号'和'宁杞 5号'果皮蜡质含量与光照强度显著负相关,相关系数分别为-0.759(P<0.05)和-0.838(P<0.01).'宁杞 1号'酯类与日均温度显著负相关,相关系数为-0.712(P<0.05),'宁杞 5号'酸类和酯类与日均湿度显著正相关,相关系数分别为 0.728(P<0.05)和 0.739(P<0.05).'宁杞 1号'和'宁杞 5号'酮类与夜均温度显著正相关,与光照强度显著负相关,相关系数分别为 0.717(P<0.01)和-0.649(P<0.05);烷烃类与日均湿度和夜均温度显著负相关,相关系数分别为-0.772(P<0.01)和 0.637(P<0.05);碘代烷烃类与夜均湿度显著正相关,相关系数为0.820(P<0.01).七寸枝时期,'宁杞 1号'烷烃类与夜均温度显著正相关,相关系数为 0.779(P<0.05);碘代烷烃类与日均温度显著负相关,相关系数为-0.724(P<0.05);酸类与日均湿度显著负相关,相关系数为-0.680(P<0.05).'宁杞5号'蜡质含量与夜均湿度和光照强度显著正相关,相关系数分别为 0.795(P<0.01)和 0.748(P<0.01);酮类和碘代烷烃类与日均温度显著负相关,相关系数分别为-0.887(P<0.01)和-0.749(P<0.05).秋果时期,'宁杞 1号'烷烃类和碘代烷烃类与夜均温度显著正相关,相关系数分别为 0.887(P<0.01)和 0.767(P<0.05).[结论]不同采摘时期的气象因子对宁夏枸杞果皮蜡质含量与成分产生不同影响,温度与碘代烷烃类、酮类和烷烃类积累有关,湿度与酯类、酸类和烷烃类积累有关,光照强度与酯类、醇类积累有关.
关键词： 宁夏枸杞 不同采摘时期 蜡质积累 蜡质组分 气象因子
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宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响
《林业科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究不同品种(系)宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响,为枸杞制干工艺提供有价值的理论依据.[方法]以制干差异较大的不同品种(系)宁夏枸杞为试验材料,采用称重法、石蜡切片和扫描电镜等方法,对果实加工性状、果皮及角质层结构、果皮蜡质微形态和不同预处理枸杞果实制干时间进行探究,明确不同品种(系)宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响.[结果]1)不同品种(系)枸杞果实纵径、百粒质量、单果体积存在显著差异,'16-23-7-8'横径、纵径、百粒质量、单果体积均最高,'宁杞 1号'最低.2)随着果实发育,果皮和角质层厚度逐渐增加且存在显著差异.'宁杞 5号'果皮厚度最大,达 768.273 μm;'宁杞 1号'果皮厚度最小,为 445.100 μm.'14-402'角质层最厚,达 9.420 μm;'16-23-7-8'最低,为 7.528 μm.3)成熟期枸杞果实表皮被束状蜡质层覆盖,蜡质晶体呈无规则片状,片状蜡质层较厚,排列较紧密.4)不同品种(系)枸杞果实制干时间存在显著差异,由易到难依次为'宁杞 1号'、'Z44'、'16-23-7-8'、'14-402'、'宁杞 5号'.与对照相比,碱处理后,平均制干时间缩短 4.10 h;氯仿处理后,平均制干时间缩短 16.94 h.[结论]枸杞果皮结构通过影响水分运输进而影响枸杞果实制干过程;预处理可破坏枸杞表皮蜡质层缩短制干时间.本研究 5个枸杞品种(系)中,'宁杞 5号'不易制干,'宁杞1号'最易制干,在枸杞制干时,应用的预处理方式必须考虑品种间存在的组织和形态解剖学特征的差异.
关键词： 宁夏枸杞 果实性状 果皮结构 角质层 表皮蜡质 预处理 制干时间
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基于称量反馈的设施番茄灌溉系统的构建与应用
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高设施番茄灌溉的精准性，该研究设计了一种基于称量反馈的灌溉系统，该系统包括称量反馈模块、多源信息采集传输模块、灌溉决策模块与水肥执行模块。称量反馈灌溉决策首先利用卫星定位模组获取灌溉地经纬度信息自动计算当天的日出时刻、日落时刻、日中时刻，结合椰糠条吸水特性与番茄植株日需水量变化规律，把1 d自动划分为4个不同的动态灌溉阶段；根据温室内温湿度信息及排液电导率（electrical conductivity,EC）值反馈的番茄植株根部信息，制定了一般模式灌溉肥液或洗盐模式灌溉清水（或低浓度营养液）。设计试验以基于辐射累积控制灌溉、定时灌溉作为对照，分别从栽培效果、灌溉效果、应用效益方面验证该灌溉系统的应用效果。结果显示使用该称量反馈灌溉系统比基于辐射累积控制灌溉系统灌溉量增加1.8%，用肥量减少7.3%，排液比降低7.9%，排液EC值降低9.3%；与定时灌溉方式相比灌溉量减少11.3%，用肥量减少20.0%，排液比降低17.9%，排液EC值降低4.9%。栽培效果显示，使用该称量反馈灌溉系统的椰糠条栽培番茄在茎粗、叶片叶绿素相对含量、糖度值、单穗质量和基于辐射累积的控制灌溉相比无显著性差异（P>0.05），但株高增加4.8%；与定时灌溉相比在株高、茎粗、叶片叶绿素相对含量、糖度值、单穗质量均无显著性差异（P>0.05）。预计使用该称量反馈灌溉系统，园区15栋日光温室（1.22 hm2）相比基于辐射累积控制灌溉，应用效益月节约0.276万元，与定时灌溉方式相比，园区月节约2.247万元。该系统简化了番茄植株需水量的计算过程，实现了番茄栽培水分的精准感知与按需精量灌溉。
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基于阵列化振动单元的枸杞采收机设计与试验
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对国内枸杞采收装备存在采收质量差、效率低的问题，该研究提出基于篱架型枸杞双侧挂果种植农艺的阵列化振动单元采收方式。对阵列化振动部件和接果归集平台进行结构设计，并进行行走、输送、分选和整机稳定性分析，确定振动部件结构、频率和角度参数，宁夏枸杞夏果不同茬数的阵列布局参数，履带总成设计参数，横-纵输送带传动结构和驱动参数，接果筐与提升输送带位置和杂物分选风速参数，并完成整机在坡度上行驶稳定性校验。根据整机行走、采收和分选试验条件与方法，开展整机性能试验，结果显示：整机最高行驶速度0.252 m/s，最小转弯半径1.86 m，适应最大坡度32°，最大越沟宽0.5 m，最大越阶高度11 cm，整机行走性能良好；针对宁夏宁杞1号夏果第6茬枸杞采收，振幅固定为15 mm，最佳作业条件为驱动转速1 300 r/min，振动时间5 s，成熟枸杞采摘效率4 037颗/min，成熟枸杞采净率88.95%，鲜果损伤率3.64%，干果损伤率4.17%，未成熟果、青果和花朵综合误采率3.80%，机采人采效率比26.91，机械化采收枸杞果实满足商品化加工的要求；确定风速至少5 m/s，利于果叶分离。
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中压制备色谱法分离黑果枸杞中2个矮牵牛素花色苷及其对胰脂肪酶的抑制活性
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了快速制备较高纯度的黑果枸杞花色苷,黑果枸杞花色苷粗提物首先用大孔树脂-中压制备色谱进行纯化,再用凝胶树脂-中压制备色谱分离获得2 个花色苷单体,采用超高效液相色谱-串联质谱(ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)、核磁共振氢谱(1H nuclear magnetic resonance,1H NMR)对其结构进行鉴定,并对纯化物的胰脂肪酶抑制活性进行评价.结果表明:用D101大孔树脂-中压制备色谱对黑果枸杞花色苷进行纯化,所得纯化物中P1、P2的相对含量分别为18.22%和30.77%,继续采用Sephadex LH-20联合中压制备色谱分离纯化可得到相对含量分别为84.16%和81.48%的两个黑果枸杞花色苷组分P1和P2,经UPLC-MS/MS和1H NMR鉴定,2 个花色苷化合物分别为矮牵牛素-3-O-芸香糖(反式-对香豆酰基)-葡萄糖苷-5-O-葡萄糖苷和矮牵牛素-3-O-芸香糖(反式-对香豆酰基)-5-O-葡萄糖苷.P1和P2具有较好的胰脂肪酶抑制活性,其IC50值分别为0.250 mg/mL和0.224 mg/mL,且远低于花色苷粗提物和大孔树脂纯化物.研究为黑果枸杞花色苷利用提供一定基础.
关键词： 黑果枸杞 花色苷 矮牵牛素 中压制备色谱 大孔树脂 凝胶树脂
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基于改进YOLO v5s的轻量化植物识别模型研究
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为方便调查宁夏全区荒漠草原植物种类及其分布，需对植物识别方法进行研究。针对YOLO v5s模型参数量大，对复杂背景下的植物不易识别等问题，提出一种复杂背景下植物目标识别轻量化模型YOLO v5s-CBD。改进模型YOLO v5s-CBD在特征提取网络中引入带有Transformer模块的主干网络BoTNet(Bottleneck transformer network),使卷积和自注意力相结合，提高模型的感受野；同时在特征提取网络融入坐标注意力(Coordinate attention, CA),有效捕获通道和位置的关系，提高模型的特征提取能力；引入SIoU函数计算回归损失，解决预测框与真实框不匹配问题；使用深度可分离卷积(Depthwise separable convolution, DSC)减小模型内存占用量。实验结果表明，YOLO v5s-CBD模型在单块Nvidia GTX A5000 GPU单幅图像推理时间仅为8 ms,模型内存占用量为8.9 MB,精确率P为95.1%,召回率R为92.9%,综合评价指标F1值为94.0%,平均精度均值(mAP)为95.7%,在VOC数据集平均精度均值可达80.09%。相比YOLO v3-tiny、YOLO v4-tiny和YOLO v5s,改进模型内存占用量减小，平均精度均值提升。模型YOLO v5s-CBD在公开数据集和宁夏荒漠草原植物数据集都有良好的鲁棒性，推理速度更快，且易于部署，已应用在宁夏荒漠草原移动端植物图像识别APP和定点生态信息观测平台，可用来调查宁夏全区荒漠草原植物种类和分布，长期观测和跟踪宁夏盐池县大水坑、黄记场、麻黄山等地植物生态信息。
关键词： 植物识别 YOLO v5s BoTNet 坐标注意力 深度可分离卷积 轻量化
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不同生态类型区对人类活动净氮输入的影响-以北方农牧交错带为例
《中国环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究中国北方农牧交错带在不同生态类型区人类活动对净氮输入的影响,基于人类活动净氮输入模型（NANI）,以北方农牧交错带7省、23地级市的统计数据及相关参数,分析1985～2020年NANI的时空分布特征及影响因素.结果表明:1985～2020年研究区NANI呈先上升后下降趋势,河北省贡献最高.黄土丘陵沟壑水土流失区与北方农牧交错带NANI年际变化一致、京津冀水源涵养区和长城沿线沙化退化区NANI年际变化值呈上升趋势.空间分布呈由西北向东南逐渐降低的趋势.从输入组分来看,研究区最大贡献源为氮肥施用（30.34%～56.29%）,其次是大气氮沉降（31.20%～47.23%）,黄土丘陵沟壑水土流失区主要输入组分为氮肥施用和食品/饲料氮输入（累计76.46%～85.14%）.对北方农牧交错带NANI影响最大的两个因素为人口密度和畜禽量.因此,中国北方农牧交错带的农业结构调整需结合分区进行管控,调整氮肥使用策略和畜禽养殖模式,促进区域农牧业与生态环境之间的深度融合.
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黑果枸杞花色苷Pt3G对前列腺癌LNCaP和PC-3细胞增殖与凋亡的影响
《科学通报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：有报道指出,花色苷对疾病具有一定的化学预防活性.黑果枸杞富含花色苷,具有多种生物活性.本实验前期研究发现,黑果枸杞花色苷Pt3G可通过ROS/PTEN/PI3K/Akt途径抑制前列腺癌DU145细胞的增殖.本研究针对另外2种前列腺癌细胞LNCaP和PC-3进一步探讨黑果枸杞花色苷Pt3G抑制前列腺癌细胞的作用及其相关机制.采用甲基噻唑基四唑比色法检测细胞增殖、流式细胞术和TdT介导的dUTP缺口末端标记技术(TdT-mediated dUTP nick-end labeling, TUNEL)法检测细胞凋亡以及蛋白印迹法检测相关蛋白的表达.结果表明, Pt3G以浓度依赖性方式抑制细胞增殖,其抑制LNCaP和PC-3细胞的半数抑制浓度分别为601.97和445.79μg/mL.流式细胞术和TUNEL检测发现, Pt3G能够诱导前列腺癌LNCaP和PC-3细胞凋亡,并促进细胞周期阻滞在S期.而且,不同浓度Pt3G处理前列腺癌细胞24 h后,细胞抗凋亡因子PI3K、p-PI3K、Akt、p-Akt的表达水平显著降低,而促凋亡因子Bax、Cytochrome c、caspase 3、cleaved caspase 3的表达显著升高.此外,研究还发现, Pt3G可以激活LNCaP和PC-3细胞的PTEN蛋白并刺激细胞ROS的过量产生来诱导LNCaP和PC-3细胞凋亡.综上,本研究进一步证明了黑果枸杞花色苷Pt3G可能通过ROS/PTEN/PI3K/Akt/caspase 3途径抑制LNCaP和PC-3细胞增殖并促进细胞凋亡.因此,黑果枸杞花色苷Pt3G可能是预防或治疗前列腺癌的一种潜在抗增殖剂.
关键词： 黑果枸杞 花色苷 细胞凋亡 ROS/PTEN/PI3K/Akt LNCaP和PC-3细胞
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宁夏黄土梁状丘陵区6种稀疏人工林的枯落物持水特征
《林业科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：【目的】枯落物层持水性能是林地水文效应评价的重要内容，定量评价黄土梁状丘陵区比较稀疏的典型人工林枯落物层的水文特征指标，可为研究区林草植被的生态重建、结构优化等提供理论依据。【方法】选择山杏、山桃、柠条纯林与山杏-沙棘混交林、山杏-柠条混交林、山桃-山杏-苜蓿混交林6种人工林，分别设置20 m×20 m的标准样地，在四角及中心设5个1 m×1 m的样方收集枯落物样品。采用野外调查和室内浸泡法，分析保存在地表及混入土壤中的所有枯落物的蓄积量、持水性及持水动态变化规律。【结果】研究表明：1)6种林分枯落物总蓄积量范围在1.05～4.01 t·hm-2,其中山杏纯林最高，山桃纯林最低。土壤中枯落物蓄积量占枯落物总蓄积量的比例变化范围在11.43%～25.00%。除山杏纯林外，混交林分的总蓄积量均大于纯林。2)综合6种林分地表枯落物和土壤中枯落物的持水能力来看，最大持水量为山杏纯林(15.75 t·hm-2),最大持水率为山杏-柠条混交林（264.65%）。3)6种林分枯落物的持水量和吸水速率的动态变化过程均表现为在浸水初期迅速变化，24 h时达到饱和趋于稳定。持水量和持水速率随浸泡时间的变化分别符合自然对数方程和幂函数方程，均达到极显著水平（P＜0.01）。4)综合分析了6种林分枯落物的有效拦蓄量和有效拦蓄率变化，结果显示山杏纯林地表枯落物的拦蓄能力最高，山杏-柠条混交林土壤中枯落物的拦蓄能力最高；山杏纯林的总有效拦蓄量最高(11.08 t·hm-2),山杏-柠条混交林次之(7.67 t·hm-2)。【结论】在宁夏黄土梁状丘陵区，6种稀疏人工林的枯落物持水性能综合表现为山杏纯林及山杏-柠条混交林优于其他林分。研究结果可为当地生态恢复中的枯落物水土保持效益科学评价和林草植被结构优化提供理论依据。
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