利用雙標記獲取植物利用無機碳源份額的方法
2023-10-17 05:50:49 2
專利名稱：利用雙標記獲取植物利用無機碳源份額的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用穩定碳同位素獲取植物利用無機碳源份額的方法，屬於生態環境治理領域。
背景技術：
植物不僅能利用空氣的二氧化碳為原料進行光合作用，而且也可以利用葉片儲存的碳酸氫根離子為原料進行光合作用。植物對不同的無機碳源利用份額的多少與植物的喀斯特適生性有重大關聯，對篩選喀斯特適生植物，利用生物方法來治理和恢復脆弱的喀斯特生態環境具有重要的作用。穩定碳同位素的強烈分餾特徵是識別植物體無機碳來源的基礎。自然界中碳元素有兩種穩定同位素=12C和13c，它們的天然平均豐度分別為98. 89%和1. 11%。穩定碳同位素組成通常用S13C (%。)表示，自然界中513(的變化為-90%。 +20%。。穩定碳同位素的強烈分餾特徵有利於識別植物體無機碳來源。質量平衡原理以及同位素混合模型和化學計量學方法，是定量識別植物體內無機碳來源的基礎。兩端元的同位素混合模型可以表示為
5 T= 5 A" fB 5 A +fB 5 B ⑴
這裡、為植物葉片的S 13C值，δ 4為假定為植物完全利用二氧化碳為碳源時葉片的S 13C值，δ Β為假定為植物完全利用碳酸氫根離子為碳源時葉片的δ 13C值，fB為該考察植物利用碳酸氫根離子為碳源所佔的份額。很顯然，只知道δ τ很難求出&，因此，本發明採用利用具有較大差異的δ 13C值碳酸氫根離子分別同時培養植物，以穩定碳同位素雙標記來識別植物利用無機碳源的份額。本發明的原理如下
兩端元的同位素混合模型
5 T= 5 A" fB 5A +fB δ B⑴
對於同位素標記1來說，方程(1)表示如下式
5 Tl= 5 Al" fBl 5 Al +fBl 5 Bl ⑵
這裡Sn為用第一種已知δ 13C值的碳酸氫根離子培養的植物葉片的δ 13C值， δ A1為假定為植物完全利用二氧化碳為碳源時葉片的δ 13C值，δ B1為假定為植物完全利用該碳酸氫根離子為碳源時葉片的S 13C值，fB1為該考察植物利用碳酸氫根離子為碳源所佔的份額。對於同位素標記2來說，方程(1)表示如下式
3 T2_ 3 Α2 _ f*B2 3 A2 +f*B2 ^ B2( 3 )
這裡ST2為用第二種已知δ 13C值的碳酸氫根離子培養的植物葉片的δ 13C值， δ Α2為假定為植物完全利用二氧化碳為碳源時葉片的δ 13C值，δ Β2為假定為植物完全利用該碳酸氫根離子為碳源時葉片的S 13C值，&2為該考察植物利用碳酸氫根離子為碳源所佔的份額。
(2)和(3)兩個方程中 δ Α1= δ A2，fB= fB1= fB2,聯立求解
權利要求
1.一種利用雙標記獲取植物利用無機碳源份額的方法，其特徵在於它包括以下步驟第一，測定不同廠家生產的碳酸氫鈉，選擇兩種δ 13C值差值大於8 %。的碳酸氫鈉作為同位素標記1和同位素標記2分別添加到營養液中來培養植物；同位素標記1培養液中碳酸氫根離子的S 13C值為δ α，同位素標記2培養液中碳酸氫根離子的δ 13C值為Se2 ；第二，培養到長有4片以上真葉後，分別測定兩種同位素標記培養的相對應的被考察植物葉片的穩定碳同位素組成S 13C的值，δτ1和δ Τ2值；第三，將δα、δ。2、δτ1和δΤ2帶入方程
2.根據權利要求1所述的利用雙標記獲取植物利用無機碳源份額的方法，其特徵在於在第一步驟中，用兩種S 13C值差值大於8 %。的碳酸氫鈉作為同位素標記1和同位素標記2加到營養液中培養植物時，兩者是同時培養，培養條件完全一致，區別在於兩個培養實驗，一個培養液中添加同位素標記1，另一個培養液中添加同位素標記2。
3.根據權利要求1所述的利用雙標記獲取植物利用無機碳源份額的方法，其特徵在於在第二步驟中，同時用兩種同位素標記碳酸氫鈉的培養液分別培養被考察的植物，待它們長有4片以上真葉後，同時分別測定它們的第一片完全展開葉的穩定碳同位素組成δ 13C 值。
4.根據權利要求1所述的利用雙標記獲取植物利用無機碳源份額的方法，其特徵在於在第三步驟中，計算被考察植物利用的碳酸氫根離子佔無機碳源比例份額，是將同位素標記1的碳酸氫鈉的δ 13C值作為δ α，由同位素標記1的培養液培養的被考察植物葉片的 δ 13C值作為δ η，同位素標記2的碳酸氫鈉的δ 13C值作為Se2，由同位素標記2的培養液 培養的被考察植物葉片的S13C值作為δΤ2，帶入
全文摘要
本發明公開了一種利用雙標記獲取植物利用無機碳源份額的方法，它包括以下步驟第一，測定不同廠家生產的碳酸氫鈉，選擇兩種δ13C值差值大於8‰的碳酸氫鈉作為同位素標記1和同位素標記2分別添加到營養液中來培養植物；同位素標記1培養液中碳酸氫根離子的δ13C值為δC1，同位素標記2培養液中碳酸氫根離子的δ13C值為δC2；第二，培養到長有4片以上真葉後，分別測定兩種同位素標記的培養液培養的相對應的被考察植物葉片的穩定碳同位素組成δ13C的值，δT1和δT2值；第三，將δC1、δC2、δT1和δT2帶入方程fB=，計算出植物利用碳酸氫根離子的份額fB。本發明能快速獲取植物利用無機碳源份額，步驟少，計算簡單，數據可靠。
文檔編號A01G31/00GK102511362SQ20111033152
公開日2012年6月27日 申請日期2011年10月27日 優先權日2011年10月27日
發明者劉瑩, 吳沿友, 李海濤, 邢德科 申請人:中國科學院地球化學研究所