九种蔷薇科植物叶片的傅里叶红外光谱与亲缘关系分析.pdf

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1、第34卷，第2期光谱学与光谱分析Vo1．34，No．2，pp344—3492014年2月SpectroscopyandSpectralAnalysisFebruary，2014九种蔷薇科植物叶片的傅里叶红外光谱与亲缘关系分析邱璐，李晓勇，刘鹏，范树国，谢美华，刘仁明。，周林宗，王静1．楚雄师范学院化学与生命科学系，云南楚雄6750002．楚雄师范学院数学系，云南楚雄6750003．楚雄师范学院电子与物理科学系，云南楚雄6750004．楚雄师范学院地理系，云南楚雄6750005．楚雄师范学院图书馆，云南楚雄675000摘要以蔷薇

2、科三个亚科九种植物的叶为材料，利用傅里叶变换红外光谱法对九种植物进行亲缘关系分析和品种鉴定。叶中主要含有大量的碳水化合物、蛋白质、脂类、核酸等物质。糖类物质的峰主要在1440775cm-之间，1440～1337cm为纤维素、木质素的振动峰，1000~775crrt-为核糖的伸缩振动。蛋白质的峰主要在1620~1235cm-之间，1620crfl为蛋白质酰胺I带的C-O伸缩振动，1523ClTI-为蛋白质酰胺Ⅱ带N—H和(N吸收峰。脂类物质的峰主要出现在2930～1380crfl-之间，2922cm-为脂肪CHz的伸缩振动，17

3、32cm-是脂肪酸C-O的伸缩振动。核酸的标志峰出现在1250~1000c，1068cm-是磷酸基团的对称伸缩振动，1246cm-是磷酸基团的不对称仲缩振动。研究结果表明：FTIR光谱数据经平滑、标准化处理、二阶求导、主成分分析和系统聚类建立的聚类分析模型与传统分类结果相一致。杏、樱桃聚为一类(李亚科)，翻白叶、月季、草莓聚为第二类(蔷薇亚科)，火棘、苹果、枇杷、海棠聚为第三类(苹果亚科)，亚科聚类正确率为100，但属聚类的正确率仅为55．56。利用该聚类模型进行物种鉴定正确率为100。该项研究为植物的亲缘关系分析提供了新的思

4、路与方法。关键词傅里叶变换红外光谱(FTIR)；蔷薇科；主成分分析；系统聚类；亲缘关系；物种鉴定中图分类号：0657．3文献标识码：ADOI：10．3964／j．issn．1000—0593(2014)02—0344—06史，建立自然的植物分类系统。植物的化学物质主要有核引言酸、蛋白质、酶、碳水化合物、脂类、生物碱、植物激素等。其中蛋白质、酶，特别是核酸可以作为鉴别植物类群及其亲傅里叶变换红外光谱法(Fouriertransfoteninfraredspec—缘关系的主要依据[6]。troscopyFTIR)是一种振动吸收光谱

5、，是由于分子中的基团红外光谱法进行植物的分类，主要根据不同类群的植物或化学键吸收能量产生振动而形成的吸收光谱。它是物质分具有不同的植物化学成分，进而产生不同的红外光谱，与化子定性分析与定量分析常用的一种方法。由于需要的样品量学分类学有相近之处。但是，化学分类学是以某些次生代谢少、操作快速简单以及灵敏度高等特点，被广泛地运用于化产物的有无和结构差异为指标进行分类，而红外光谱所反映学、生物学、食品科学等领域。如中药材真品与伪品的鉴的是分子中的某些基团或化学键L7]，例如甲基、亚甲基、羰定【1]，同一个物种不同品种的辨别【2]，植物

6、化学成分的鉴基、氰基、羟基和胺基等，其图谱的差异反映了分子组成上定L3]，植物病害的诊断L4]，转基因植物与非转基因植物的区的差异。红外光谱分类与直接以某些次生代谢产物进行的分别，同种植物不同产地的鉴别，植物性产品质量等[5]。类，存在一定差别。对于古老的形态学分类而言，新兴的化学分类对传统植应用FTIR来探讨不同分类群间的亲缘关系已有很多报物分类进行了补充。植物化学分类是反映植物类群在分子水道，涉及的类群众多，主要有被子植物，蕨类植物、苔藓植平上的差异，是以分子、细胞、整体三级水平上的综合研究物等L8]。有人使用植物的叶作为

7、FTIR的实验材料，还有人来寻找符合自然的植物类群的亲缘关系，阐明植物进化历用植物的种子作为实验材料，有人用花瓣、根、茎、木质收稿日期：2013—06—27。修订日期：2013—10—21基金项目：云南省重点建设学科项目(O5YJJSXKO3)，云南省高校科技创新团队项目(IRTSTYN)，国家自然科学基金项目(11064001)资助作者简介：邱璐，女，1965年生，楚雄师范学院化学与生命科学系教授e-mail：qiulu@cxtc．edu．ca第2期光谱学与光谱分析345部嗍等作为实验材料。有的红移(如1645cm)；有的峰

8、明显(如1620cm)，有蔷薇科植物分类明确，具有重要的经济价值，是重要的的峰不明显(如1444cm)。观赏花卉与果树类植物。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合主成分分析对蔷薇科不同亚科及属的九种植物的鉴别分类未见报道。1实验部分1．1材料实验材料均采自云南省楚雄市西山公