专利名称：利用双标记获取植物利用无机碳源份额的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用稳定碳同位素获取植物利用无机碳源份额的方法，属于生态环境治理领域。
背景技术：
植物不仅能利用空气的二氧化碳为原料进行光合作用，而且也可以利用叶片储存的碳酸氢根离子为原料进行光合作用。植物对不同的无机碳源利用份额的多少与植物的喀斯特适生性有重大关联，对筛选喀斯特适生植物，利用生物方法来治理和恢复脆弱的喀斯特生态环境具有重要的作用。稳定碳同位素的强烈分馏特征是识别植物体无机碳来源的基础。自然界中碳元素有两种稳定同位素=12C和13c，它们的天然平均丰度分别为98. 89%和1. 11%。稳定碳同位素组成通常用S13C (%。)表示，自然界中513(的变化为-90%。 +20%。。稳定碳同位素的强烈分馏特征有利于识别植物体无机碳来源。质量平衡原理以及同位素混合模型和化学计量学方法，是定量识别植物体内无机碳来源的基础。两端元的同位素混合模型可以表示为
5 T= 5 A" fB 5 A +fB 5 B ⑴
这里、为植物叶片的S 13C值，δ 4为假定为植物完全利用二氧化碳为碳源时叶片的S 13C值，δ Β为假定为植物完全利用碳酸氢根离子为碳源时叶片的δ 13C值，fB为该考察植物利用碳酸氢根离子为碳源所占的份额。很显然，只知道δ τ很难求出&，因此，本发明采用利用具有较大差异的δ 13C值碳酸氢根离子分别同时培养植物，以稳定碳同位素双标记来识别植物利用无机碳源的份额。本发明的原理如下
两端元的同位素混合模型
5 T= 5 A" fB 5A +fB δ B⑴
对于同位素标记1来说，方程(1)表示如下式
5 Tl= 5 Al" fBl 5 Al +fBl 5 Bl ⑵
这里Sn为用第一种已知δ 13C值的碳酸氢根离子培养的植物叶片的δ 13C值， δ A1为假定为植物完全利用二氧化碳为碳源时叶片的δ 13C值，δ B1为假定为植物完全利用该碳酸氢根离子为碳源时叶片的S 13C值，fB1为该考察植物利用碳酸氢根离子为碳源所占的份额。对于同位素标记2来说，方程(1)表示如下式
3 T2_ 3 Α2 _ f*B2 3 A2 +f*B2 ^ B2( 3 )
这里ST2为用第二种已知δ 13C值的碳酸氢根离子培养的植物叶片的δ 13C值， δ Α2为假定为植物完全利用二氧化碳为碳源时叶片的δ 13C值，δ Β2为假定为植物完全利用该碳酸氢根离子为碳源时叶片的S 13C值，&2为该考察植物利用碳酸氢根离子为碳源所占的份额。
(2)和(3)两个方程中 δ Α1= δ A2，fB= fB1= fB2,联立求解
权利要求
1.一种利用双标记获取植物利用无机碳源份额的方法，其特征在于它包括以下步骤第一，测定不同厂家生产的碳酸氢钠，选择两种δ 13C值差值大于8 %。的碳酸氢钠作为同位素标记1和同位素标记2分别添加到营养液中来培养植物；同位素标记1培养液中碳酸氢根离子的S 13C值为δ α，同位素标记2培养液中碳酸氢根离子的δ 13C值为Se2 ；第二，培养到长有4片以上真叶后，分别测定两种同位素标记培养的相对应的被考察植物叶片的稳定碳同位素组成S 13C的值，δτ1和δ Τ2值；第三，将δα、δ。2、δτ1和δΤ2带入方程
2.根据权利要求1所述的利用双标记获取植物利用无机碳源份额的方法，其特征在于在第一步骤中，用两种S 13C值差值大于8 %。的碳酸氢钠作为同位素标记1和同位素标记2加到营养液中培养植物时，两者是同时培养，培养条件完全一致，区别在于两个培养实验，一个培养液中添加同位素标记1，另一个培养液中添加同位素标记2。
3.根据权利要求1所述的利用双标记获取植物利用无机碳源份额的方法，其特征在于在第二步骤中，同时用两种同位素标记碳酸氢钠的培养液分别培养被考察的植物，待它们长有4片以上真叶后，同时分别测定它们的第一片完全展开叶的稳定碳同位素组成δ 13C 值。
4.根据权利要求1所述的利用双标记获取植物利用无机碳源份额的方法，其特征在于在第三步骤中，计算被考察植物利用的碳酸氢根离子占无机碳源比例份额，是将同位素标记1的碳酸氢钠的δ 13C值作为δ α，由同位素标记1的培养液培养的被考察植物叶片的 δ 13C值作为δ η，同位素标记2的碳酸氢钠的δ 13C值作为Se2，由同位素标记2的培养液 培养的被考察植物叶片的S13C值作为δΤ2，带入
全文摘要
本发明公开了一种利用双标记获取植物利用无机碳源份额的方法，它包括以下步骤第一，测定不同厂家生产的碳酸氢钠，选择两种δ13C值差值大于8‰的碳酸氢钠作为同位素标记1和同位素标记2分别添加到营养液中来培养植物；同位素标记1培养液中碳酸氢根离子的δ13C值为δC1，同位素标记2培养液中碳酸氢根离子的δ13C值为δC2；第二，培养到长有4片以上真叶后，分别测定两种同位素标记的培养液培养的相对应的被考察植物叶片的稳定碳同位素组成δ13C的值，δT1和δT2值；第三，将δC1、δC2、δT1和δT2带入方程fB=，计算出植物利用碳酸氢根离子的份额fB。本发明能快速获取植物利用无机碳源份额，步骤少，计算简单，数据可靠。
文档编号A01G31/00GK102511362SQ20111033152
公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者刘莹, 吴沿友, 李海涛, 邢德科 申请人:中国科学院地球化学研究所