周思宇，楊文建， 金志民*， 吳 寧， 萬(wàn)祥旭， 樸忠萬(wàn)

(1.牡丹江師范學(xué)院 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 黑龍江 牡丹江 157011； 2.寧安市江南學(xué)校， 黑龍江 寧安 157400)

0 引言

【研究意義】黑線姬鼠屬?lài)X目，鼠科，姬鼠屬，是一類(lèi)雜食性鼠種，以取食農(nóng)作物為主[1]，屬世界性害鼠種類(lèi)，廣泛存在于農(nóng)田及森林之中。由于害鼠對(duì)惡劣環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，導(dǎo)致林木和農(nóng)作物受害嚴(yán)重[2]，從而對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生負(fù)面影響?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】傅里葉變換紅外光譜技術(shù)是以400 cm-1～4 000 cm-1連續(xù)波數(shù)的紅外光對(duì)測(cè)定對(duì)象進(jìn)行照射，通過(guò)采集透過(guò)或由測(cè)定對(duì)象表面反射的光譜，經(jīng)傅里葉轉(zhuǎn)換得到各波數(shù)光譜透過(guò)或被吸收的量，進(jìn)而分析得到相應(yīng)結(jié)果的一種分析方法[3]。王穎等[4]利用紅外光譜技術(shù)對(duì)棉、麻、絲、化纖制品等進(jìn)行鑒別研究；吳桂芳等[5]通過(guò)紅外光譜技術(shù)對(duì)山羊絨和細(xì)支綿羊毛進(jìn)行區(qū)別；郭海濤等[6]利用紅外光譜技術(shù)對(duì)云豹、狼等野生動(dòng)物毛發(fā)進(jìn)行分析鑒定?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】已有研究結(jié)果表明，鸮形目主要以鼠類(lèi)為食，但由于動(dòng)物的骨骼、喙及毛發(fā)等物質(zhì)不易被消化，因此，長(zhǎng)耳鸮會(huì)在進(jìn)食后出現(xiàn)吐食團(tuán)行為[7]，在通過(guò)食團(tuán)鑒定食物類(lèi)別對(duì)鸮形目進(jìn)行食性分析的研究中，常以頭骨分析作為普遍的鑒定方法，而利用食團(tuán)中未消化的毛發(fā)進(jìn)行種類(lèi)鑒定方面的研究相對(duì)較少。且黑線姬鼠作為鸮形目等鳥(niǎo)類(lèi)的主要食物來(lái)源[8-11]，對(duì)鸮形目進(jìn)行食性分析時(shí)的難度較大。目前，對(duì)黑線姬鼠的種群數(shù)量、分布狀態(tài)及食性分析等方面的研究較多，但對(duì)黑線姬鼠的體毛鑒定方面的研究鮮有報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】運(yùn)用傅里葉變化紅外光譜技術(shù)對(duì)黑線姬鼠的背毛及腹毛進(jìn)行檢測(cè)，制作黑線姬鼠背毛及腹毛的紅外光譜及二階導(dǎo)數(shù)特征性光譜圖，并對(duì)其進(jìn)行初步分析，以探索快速進(jìn)行種類(lèi)鑒定的新方法，為鼠類(lèi)種類(lèi)鑒定提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

黑線姬鼠，2019年10月中旬至11月初捕于牡丹江三道關(guān)林場(chǎng)(129°41′E，44°20′N(xiāo))。林場(chǎng)位于黑龍江省牡丹江市西北部，張廣才嶺安紡山脈之末，是以紅松和云杉為主要樹(shù)種的針葉混交林，具有豐富的動(dòng)植物資源。儀器設(shè)備包括傅里葉變換紅外光譜儀(iS10，Thermo Fisher)、電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)、超聲波清洗器(SB-5200DT，寧波新芝生物科技股份有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 材料預(yù)處理 將待檢測(cè)的黑線姬鼠背毛及腹毛分別置于無(wú)水乙醇中，超聲波清洗器清洗10 min，每次清洗后更換無(wú)水乙醇，5次重復(fù)；清洗結(jié)束后將無(wú)水乙醇更換為蒸餾水，再次在超聲波清洗器中10 min，3次重復(fù)，干燥后備用。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 將清洗干燥后的背毛及腹毛分別置于2個(gè)研缽中，利用液氮研磨法將毛發(fā)樣本磨成粉末狀。樣品與溴化鉀按1∶100混合，壓片，利用傅里葉紅外光譜儀進(jìn)行分析，掃描波數(shù)400 cm-1～4 000 cm-1，每個(gè)樣本5次重復(fù)，得到紅外光譜。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)采用Origin 2018進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及圖形繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑線姬鼠背毛的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜

從圖1看出，背毛1在781 cm-1處可觀察到有1個(gè)明顯吸收峰，在685 cm-1附近及707 cm-1附近均有1次強(qiáng)峰；背毛2在781 cm-1處有1個(gè)明顯吸收峰，在682 cm-1附近及707 cm-1附近均有1次強(qiáng)峰；背毛3在781 cm-1處有1個(gè)明顯吸收峰，在686 cm-1附近及707 cm-1附近均有1次強(qiáng)峰；背毛4在781 cm-1處有1個(gè)明顯吸收峰，在683 cm-1附近以及707 cm-1附近均有1次強(qiáng)峰；背毛5在781 cm-1處有1個(gè)明顯吸收峰，在682 cm-1附近及707 cm-1附近均有1次強(qiáng)峰。經(jīng)研究分析，五組二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜圖中均在781 cm-1處有1次最強(qiáng)峰，而第1組數(shù)據(jù)及第2組數(shù)據(jù)與其他3組相比，次強(qiáng)峰的位置有所差異。因此，將5組數(shù)據(jù)進(jìn)行平均數(shù)處理(圖2)，最大吸收峰位置在781 cm-1附近，次強(qiáng)峰位置分別在686 cm-1附近及707 cm-1附近。

圖1 黑線姬鼠背毛的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜

圖2 黑線姬鼠背毛平均數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜

2.2 黑線姬鼠腹毛的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜

從圖3看出，腹毛1在781 cm-1處有1個(gè)明顯吸收峰，在686 cm-1附近及706 cm-1附近均有1次強(qiáng)峰；腹毛2在781 cm-1處有1個(gè)明顯吸收峰，在685 cm-1附近以及707 cm-1附近均有1次強(qiáng)峰；腹毛3在781 cm-1處有1個(gè)明顯吸收峰，在686 cm-1附近及707 cm-1處附近均有1次強(qiáng)峰；腹毛4在782 cm-1處有1個(gè)明顯吸收峰，在686 cm-1附近及707 cm-1附近均有1次強(qiáng)峰；腹毛5在781 cm-1處有1個(gè)明顯吸收峰，在688 cm-1附近及707 cm-1附近均有1次強(qiáng)峰。經(jīng)研究分析，5組二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜圖中，第4組最強(qiáng)峰位置在782 cm-1處，而其他4組數(shù)據(jù)中最強(qiáng)峰位置均在781 cm-1附近；次強(qiáng)峰的位置在第1組、第2組和第5組數(shù)據(jù)中有所不同，但第3組與第4組數(shù)據(jù)中次強(qiáng)峰的位置相同；因此，將5組數(shù)據(jù)進(jìn)行平均數(shù)處理(圖4)，最強(qiáng)峰位置在781 cm-1附近，次強(qiáng)峰位置分別在686 cm-1附近及707 cm-1附近。

圖3 黑線姬鼠腹毛的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜

圖4 黑線姬鼠腹毛平均數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜

2.3 黑線姬鼠背毛及腹毛的平均數(shù)二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜比較

對(duì)黑線姬鼠背毛平均數(shù)及腹毛平均數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜圖的比較分析發(fā)現(xiàn)(圖5)，兩者的最強(qiáng)峰位置均在781 cm-1附近，次強(qiáng)峰的位置在686 cm-1附近和707 cm-1附近，其二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜圖極相似。

圖5 黑線姬鼠背毛及腹毛平均數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜

3 討論

經(jīng)研究分析，一般在400 cm-1～1 300 cm-1范圍內(nèi)外光譜的特征性強(qiáng)，且二階導(dǎo)數(shù)圖譜能更好地反映出細(xì)微差異。在野外研究調(diào)查中，黑線姬鼠的背毛和腹毛都可能被采集，因此對(duì)背毛和腹毛各組數(shù)據(jù)的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜圖進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)黑線姬鼠背毛及腹毛的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜圖進(jìn)行分析，背毛紅外光譜圖中在781 cm-1附近有1個(gè)最大吸收峰，次強(qiáng)峰位置分別在686 cm-1附近和707 cm-1附近；腹毛紅外光譜圖中在781 cm-1附近有1個(gè)最強(qiáng)峰，次強(qiáng)峰位置分別在686 cm-1附近和707 cm-1附近。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，黑線姬鼠背毛及腹毛二階導(dǎo)數(shù)圖譜，其最大吸收峰位置及次強(qiáng)峰的位置大致相同，與野生動(dòng)物毛發(fā)鑒定的研究結(jié)果一致[9]，說(shuō)明無(wú)論采集的是背毛還是腹毛對(duì)物種鑒定的影響不大。但要想在對(duì)鸮形目進(jìn)行食性分析方面能夠更加簡(jiǎn)單快速地得出結(jié)論，還需根據(jù)相關(guān)研究，對(duì)其他不同種鼠類(lèi)的體毛進(jìn)行采集并制作二階導(dǎo)數(shù)圖譜，比較其波峰位置，以便更精確地進(jìn)行分析。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)黑線姬鼠背毛及腹毛的紅外光譜及二階導(dǎo)數(shù)光譜對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，其紅外光譜圖極相似，黑線姬鼠背毛及腹毛的紅外光譜圖中最強(qiáng)峰均出現(xiàn)在781 cm-1附近，次強(qiáng)峰分別出現(xiàn)在686 cm-1附近及707 cm-1附近。因此，其背毛和腹毛的紅外光譜圖可反映出該物種體毛纖維的特征性成分。