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关键词：
红外光谱,藓类,系统学,分级聚类分析,主成分分析
发表时间：
2011-12-27 16:34:46
不同蒴齿类型藓类植物的FTIR光谱分析及系统学意义初探
吴小朵 | -> | 855| 1| 0.450062MB |红外光谱,藓类,系统学,分级聚类分析,主成分分析
摘 要 采用傅里叶变换红外光谱技术( FTIR) 研究了分属不同蒴齿类型的23 种藓类植物的红外光谱。通过比较光谱特征典型的5 个代表藓种间红外光谱图的差异, 确定了1 790~ 1 330 cm- 1 , 1 200~ 960 cm- 1 ,895~ 830 cm- 1 和725~ 655 cm- 1 四个光谱特征区间。23 种藓类植物在该四个特征区间的光谱数据分析结果表明, 基于二阶导数红外光谱结合分级聚类分析( hierar chica l cluster analy sis, HCA) 和主成分分析法( principal compo nent analy sis, PCA) 能很好地区分出五大藓类植物类型: 泥炭藓类、线齿类、顶蒴单齿类、顶蒴双齿类、侧蒴双齿类, 与以蒴齿结构作为最基本特征的传统藓纲分类系统相一致。因此, FTIR 光谱结合多元分析方法可作为一种实用的工具运用于苔藓植物系统学研究中。
苔藓植物是绿色植物界由水生向陆生过渡的一个独特的高等植物类群, 它的构造相对简单而化学组成成分却十分复杂[1] 。其中藓类植物是苔藓植物中最大的一个纲, 全世界约有119 科, 901 个属, 12 800 多种[2] 。藓纲( Musci) 一般沿用Fleischer( 1923) 和Br otherus( 192425) 等提出的以蒴齿结构作为藓类最基本特征的分类系统, 分为3 个亚纲, 泥炭藓亚纲( Sphag nidae) 、黑藓亚纲( Andreaeidae) 和真藓亚纲( Br yidae) 。其中真藓亚纲根据蒴齿的来源和层次分为蒴齿由细胞发育而来的线齿类( Nematodontae) 和蒴齿由细胞壁部分融合
而成的节齿类( Ar throdontae) ; 节齿类又根据孢蒴着生位置和蒴齿的层数分为顶蒴单齿类( Acro car piHa plolepideae) 、顶蒴双齿类( Acrocar piDiplo lepideae ) 、侧蒴双齿类( Pleurocar piDiplo lepideae) [15] 。中国藓类植物属志[ 6, 7] 采用的就是
上述系统。
利用傅里叶变换红外光谱技术( FTIR) 对生物材料的研究于近年来开始兴起, 通过光谱可以反映整个细胞的化学组成, 包括多糖( 纤维素、半纤维素) 、蛋白质、核酸、脂类及许多生物大分子的振动特征, 因此可以综合反映生化信息上的差别, 即通过 指纹特征 区分不同的物种和类群[8, 9] 。目前应用领域主要集中在微生物( 细菌[ 10] 、真菌[11] ) 、藻类[ 12] 、中药材[13] 、苗间作物[ 8, 14] 和杂草[ 14] 等的种间分类和鉴定,而在生物系统学领域内, 包括科、目及其以上类群的区分方面研究较少[ 15] 。苔藓植物学方面郭水良等曾初步报道了用FTIR 光谱结合除趋势对应分析鉴别不同的药用苔藓植物[ 16] 。本文采用傅里叶变换红外光谱技术对藓纲中分属不同类群的23 种藓类植物进行了测定, 并应用分级聚类分析( hierar chical cluster analy sis, H CA) 和主成分分析法( principal component analysis, PCA) 对4 个光谱特征区间的数据进行分析, 结果与以蒴齿结构作为最基本特征的传统藓纲分类系统相一致, 初步探索和证明了FT IR 光谱技术在苔藓植物系统学研究中的可行性。特将结果予以报道。
而成的节齿类( Ar throdontae) ; 节齿类又根据孢蒴着生位置和蒴齿的层数分为顶蒴单齿类( Acro car piHa plolepideae) 、顶蒴双齿类( Acrocar piDiplo lepideae ) 、侧蒴双齿类( Pleurocar piDiplo lepideae) [15] 。中国藓类植物属志[ 6, 7] 采用的就是
上述系统。
利用傅里叶变换红外光谱技术( FTIR) 对生物材料的研究于近年来开始兴起, 通过光谱可以反映整个细胞的化学组成, 包括多糖( 纤维素、半纤维素) 、蛋白质、核酸、脂类及许多生物大分子的振动特征, 因此可以综合反映生化信息上的差别, 即通过 指纹特征 区分不同的物种和类群[8, 9] 。目前应用领域主要集中在微生物( 细菌[ 10] 、真菌[11] ) 、藻类[ 12] 、中药材[13] 、苗间作物[ 8, 14] 和杂草[ 14] 等的种间分类和鉴定,而在生物系统学领域内, 包括科、目及其以上类群的区分方面研究较少[ 15] 。苔藓植物学方面郭水良等曾初步报道了用FTIR 光谱结合除趋势对应分析鉴别不同的药用苔藓植物[ 16] 。本文采用傅里叶变换红外光谱技术对藓纲中分属不同类群的23 种藓类植物进行了测定, 并应用分级聚类分析( hierar chical cluster analy sis, H CA) 和主成分分析法( principal component analysis, PCA) 对4 个光谱特征区间的数据进行分析, 结果与以蒴齿结构作为最基本特征的传统藓纲分类系统相一致, 初步探索和证明了FT IR 光谱技术在苔藓植物系统学研究中的可行性。特将结果予以报道。
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