專利名稱：利用雙標(biāo)記獲取植物利用無機(jī)碳源份額的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用穩(wěn)定碳同位素獲取植物利用無機(jī)碳源份額的方法，屬于生態(tài)環(huán)境治理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
植物不僅能利用空氣的二氧化碳為原料進(jìn)行光合作用，而且也可以利用葉片儲(chǔ)存的碳酸氫根離子為原料進(jìn)行光合作用。植物對(duì)不同的無機(jī)碳源利用份額的多少與植物的喀斯特適生性有重大關(guān)聯(lián)，對(duì)篩選喀斯特適生植物，利用生物方法來治理和恢復(fù)脆弱的喀斯特生態(tài)環(huán)境具有重要的作用。穩(wěn)定碳同位素的強(qiáng)烈分餾特征是識(shí)別植物體無機(jī)碳來源的基礎(chǔ)。自然界中碳元素有兩種穩(wěn)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(wěn)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(wěn)定碳同位素的強(qiáng)烈分餾特征有利于識(shí)別植物體無機(jī)碳來源。質(zhì)量平衡原理以及同位素混合模型和化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，是定量識(shí)別植物體內(nèi)無機(jī)碳來源的基礎(chǔ)。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
這里、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(shí)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(shí)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占的份額。很顯然，只知道δ τ很難求出&，因此，本發(fā)明采用利用具有較大差異的δ 13C值碳酸氫根離子分別同時(shí)培養(yǎng)植物，以穩(wěn)定碳同位素雙標(biāo)記來識(shí)別植物利用無機(jī)碳源的份額。本發(fā)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(duì)于同位素標(biāo)記1來說，方程(1)表示如下式
5 Tl= 5 Al" fBl 5 Al +fBl 5 Bl ⑵
這里Sn為用第一種已知δ 13C值的碳酸氫根離子培養(yǎng)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(shí)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(shí)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占的份額。對(duì)于同位素標(biāo)記2來說，方程(1)表示如下式
3 T2_ 3 Α2 _ f*B2 3 A2 +f*B2 ^ B2( 3 )
這里ST2為用第二種已知δ 13C值的碳酸氫根離子培養(yǎng)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(shí)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(shí)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占的份額。
(2)和(3)兩個(gè)方程中 δ Α1= δ A2，fB= fB1= fB2,聯(lián)立求解
權(quán)利要求
1.一種利用雙標(biāo)記獲取植物利用無機(jī)碳源份額的方法，其特征在于它包括以下步驟第一，測(cè)定不同廠家生產(chǎn)的碳酸氫鈉，選擇兩種δ 13C值差值大于8 %。的碳酸氫鈉作為同位素標(biāo)記1和同位素標(biāo)記2分別添加到營(yíng)養(yǎng)液中來培養(yǎng)植物；同位素標(biāo)記1培養(yǎng)液中碳酸氫根離子的S 13C值為δ α，同位素標(biāo)記2培養(yǎng)液中碳酸氫根離子的δ 13C值為Se2 ；第二，培養(yǎng)到長(zhǎng)有4片以上真葉后，分別測(cè)定兩種同位素標(biāo)記培養(yǎng)的相對(duì)應(yīng)的被考察植物葉片的穩(wěn)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(jù)權(quán)利要求1所述的利用雙標(biāo)記獲取植物利用無機(jī)碳源份額的方法，其特征在于在第一步驟中，用兩種S 13C值差值大于8 %。的碳酸氫鈉作為同位素標(biāo)記1和同位素標(biāo)記2加到營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)植物時(shí)，兩者是同時(shí)培養(yǎng)，培養(yǎng)條件完全一致，區(qū)別在于兩個(gè)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，一個(gè)培養(yǎng)液中添加同位素標(biāo)記1，另一個(gè)培養(yǎng)液中添加同位素標(biāo)記2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用雙標(biāo)記獲取植物利用無機(jī)碳源份額的方法，其特征在于在第二步驟中，同時(shí)用兩種同位素標(biāo)記碳酸氫鈉的培養(yǎng)液分別培養(yǎng)被考察的植物，待它們長(zhǎng)有4片以上真葉后，同時(shí)分別測(cè)定它們的第一片完全展開葉的穩(wěn)定碳同位素組成δ 13C 值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用雙標(biāo)記獲取植物利用無機(jī)碳源份額的方法，其特征在于在第三步驟中，計(jì)算被考察植物利用的碳酸氫根離子占無機(jī)碳源比例份額，是將同位素標(biāo)記1的碳酸氫鈉的δ 13C值作為δ α，由同位素標(biāo)記1的培養(yǎng)液培養(yǎng)的被考察植物葉片的 δ 13C值作為δ η，同位素標(biāo)記2的碳酸氫鈉的δ 13C值作為Se2，由同位素標(biāo)記2的培養(yǎng)液 培養(yǎng)的被考察植物葉片的S13C值作為δΤ2，帶入
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用雙標(biāo)記獲取植物利用無機(jī)碳源份額的方法，它包括以下步驟第一，測(cè)定不同廠家生產(chǎn)的碳酸氫鈉，選擇兩種δ13C值差值大于8‰的碳酸氫鈉作為同位素標(biāo)記1和同位素標(biāo)記2分別添加到營(yíng)養(yǎng)液中來培養(yǎng)植物；同位素標(biāo)記1培養(yǎng)液中碳酸氫根離子的δ13C值為δC1，同位素標(biāo)記2培養(yǎng)液中碳酸氫根離子的δ13C值為δC2；第二，培養(yǎng)到長(zhǎng)有4片以上真葉后，分別測(cè)定兩種同位素標(biāo)記的培養(yǎng)液培養(yǎng)的相對(duì)應(yīng)的被考察植物葉片的穩(wěn)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(jì)算出植物利用碳酸氫根離子的份額fB。本發(fā)明能快速獲取植物利用無機(jī)碳源份額，步驟少，計(jì)算簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)可靠。
文檔編號(hào)A01G31/00GK102511362SQ20111033152
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者劉瑩, 吳沿友, 李海濤, 邢德科 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所