一种定量测定组培苗不同氮源的自养和异养效率的方法技术

本发明专利技术公开一种定量测定组培苗不同氮源的自养和异养效率的方法。将组培苗分别培养在铵盐与两种稳定氮同位素值不同的硝酸盐组成的混合氮源的蔗糖培养基上；测定组培苗叶片稳定碳氮同位素值；计算组培苗自养和异养、铵盐和硝酸盐的利用份额，根据组培苗叶片的C/N比以及自养和异养、铵盐和硝酸盐的利用份额，获取组培苗不同氮源的自养和异养效率。本发明专利技术可以定量出在混合氮源的情况下，不同浓度和不同配比下的不同氮源的自养和异养效率，为培养基的选择提供了依据。的选择提供了依据。

【技术实现步骤摘要】
一种定量测定组培苗不同氮源的自养和异养效率的方法


[0001]本专利技术涉及一种定量测定组培苗不同氮源的自养和异养效率的方法，属于生物

技术背景
[0002]植物的组织培养是当前生物技术中的最基本的技术和手段，现已广泛应用到园艺、农业和林业生产中。它是一种在人为提供一定的温度、光照、湿度、营养、激素等条件下，快速繁育植物的技术。
[0003]在植物组织培养过程中，组培苗的生长方式有三种：一是小植株靠光合作用进行的自养生长；二是小植株靠培养基中的有机碳源进行异养生长；三是小植株既靠培养基中的有机碳源又靠人工光照，同时进行异养和自养的兼养生长。现在常规的植物组织培养快繁技术大多数是以第三种方式进行。通常，组培苗的自养能力决定了组培苗生长的情况，且自养能力强的组培苗有助于提高后期驯化过程中组培苗的存活率。
[0004]氮是植物生长发育过程中的必需元素，是构成蛋白质、核酸、酶、叶绿素等的重要组成成分。大多数植物吸收利用的无机氮主要是硝酸盐和铵盐。在硝酸盐和铵盐共存下，不同的氮源在不同的浓度和配比下，其硝态氮和铵态氮的利用份额是不同的。由于不同的氮源的代谢途径和代谢机制不同，对植物的形态建成和其他代谢的影响也不同，尤其是对组培苗的自养和异养代谢效率的影响也不同。了解不同氮源对自养和异养的效率的影响差异，可以清晰了解碳氮同化的耦合过程，更加清晰碳氮耦合机制，为节能(减少蔗糖的利用)增(加)(碳)汇的氮素管理(减少污染)提供决策。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种定量测定组培苗不同氮源的自养和异养效率的方法，可以同时获取混合氮源下组培苗的自养和异养份额以及不同无机氮源的利用份额，填补了混合氮源下不同氮源的自养效率和异养效率不能获取的空白，为节能(减少蔗糖的利用)增(加)(碳)汇的氮素管理(减少污染)提供决策。
[0006]它包含以下步骤：
[0007]第一，将所有培养选定在同一培养室中培养，所使用的蔗糖选定为同一生产厂家、同一批次的稳定碳同位素组成相同的甘蔗蔗糖；
[0008]第二，将在甘蔗蔗糖培养基上培养的待测组培苗通过调节培养基的激素比例使其处于增殖阶段，形成无根的组培苗；同时测定组培培养基中甘蔗蔗糖的δ
13
C值δ
CS
以及待测植物在该组培室中仅利用二氧化碳生长的叶片的δ
13
C值δ
C
；获取待测植物在该组培室中仅利用二氧化碳生长的叶片的δ
13
C值δ
C
的方法为：在实验期间，将组培苗对应的种子播种在相应的培养基中，然后在该组培室中培养5周，最后测定新生叶片的δ
13
C值δ
C
；
[0009]第三，通过测定用于配置植物组织培养的培养基中的硝酸盐的稳定氮同位素比值，筛选出稳定氮同位素值差值大于10
‰
的两种硝酸盐，其稳定氮同位素值分别为δ
15
N
01
和
δ
15
N
02
；分别将这两种硝酸盐作为唯一氮源配置为待考察的硝酸盐浓度的培养基；
[0010]第四，取带有1个单芽的待测组培苗分别培养在上述稳定氮同位素值不同的两种硝酸盐作为唯一氮源的培养基中；
[0011]第五，组培苗经过5周培养后，分别测定上述两种硝酸盐作为唯一氮源的培养基培养下的组培苗叶片的稳定氮同位素值，其叶片稳定氮同位素值分别记为δ
15
N
N1
和δ
15
N
N2
；
[0012]第六，通过测定用于配置植物组织培养的培养基中的铵盐的稳定氮同位素比值δ
15
N
A
，选出其稳定氮同位素比值δ
15
N
A
与δ
15
N
01
和δ
15
N
02
均大于10
‰
的铵盐；
[0013]第七，将稳定氮同位素值为δ
15
N
01
和δ
15
N
02
的硝酸盐分别与上述铵盐配置成待考察的两组混合氮源培养基；
[0014]第八，同样，将带有1个单芽的待测组培苗，分别同时培养在上述两组混合氮源培养基上；
[0015]第九，同样，待组培苗培养5周后，测定在上述两组混合氮源培养基上培养的组培苗叶片稳定氮同位素值，铵盐与稳定氮同位素值为δ
15
N
01
的硝酸盐组成的混合氮源培养基培养的组培苗叶片稳定氮同位素值记为δ
15
N
N1mix
，铵盐与稳定氮同位素值为δ
15
N
02
的硝酸盐组成的混合氮源培养基培养下的组培苗叶片稳定氮同位素值记为δ
15
N
N2mix
；
[0016]第十，同时测定在上述两组混合氮源培养基上培养的组培苗叶片稳定碳同位素值δ
CT
以及C/N值R，C/N值R测定方法为：通过元素分析仪同时测得叶片的碳含量C和氮含量N,C/N值R则为：R＝C/N；
[0017]第十一，利用δ
15
N
N1
、δ
15
N
N2
、δ
15
N
N1mix
和δ
15
N
N2mix
，计算组培苗利用硝酸盐份额f
N
；进而计算出铵盐利用份额f
A
；计算组培苗利用硝酸盐的份额f
N
的方法为：将δ
15
N
N1
、δ
15
N
N2
以及该硝酸盐浓度下的δ
15
N
N1mix
和δ
15
N
N2mix
代入方程：代入方程：铵盐利用份额f
A
的公式是：f
A
＝1
‑
f
N
。
[0018]第十二，利用δ
CS
、δ
CT
以及δ
C
；计算组培苗自养份额f
AT
；进而计算出异养份额f
HT
；计算组培苗自养份额f
AT
的方法为：将δ
CS
、δ
CT
以及δ
C
带入方程：带入方程：异养份额f
HT
的公式是：f
HT
＝1
‑
f
AT
。
[0019]第十三，依据叶片的R、f
A
、f
N
、f
AT
以及f
HT
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定量测定组培苗不同氮源的自养和异养效率的方法，其特征在于：包含以下步骤：第一，将所有培养选定在同一培养室中培养，所使用的蔗糖选定为同一生产厂家、同一批次的稳定碳同位素组成相同的甘蔗蔗糖；第二，将在甘蔗蔗糖培养基上培养的待测组培苗通过调节培养基的激素比例使其处于增殖阶段，形成无根的组培苗；同时测定组培培养基中甘蔗蔗糖的δ
13
C值δ
CS
以及待测植物在该组培室中仅利用二氧化碳生长的叶片的δ
13
C值δ
C
；第三，通过测定用于配置植物组织培养的培养基中的硝酸盐的稳定氮同位素比值，筛选出稳定氮同位素值差值大于10
‰
的两种硝酸盐，其稳定氮同位素值分别为δ
15
N
01
和δ
15
N
02
；分别将这两种硝酸盐作为唯一氮源配置为待考察的硝酸盐浓度的培养基；第四，取带有1个单芽的待测组培苗分别培养在上述稳定氮同位素值不同的两种硝酸盐作为唯一氮源的培养基中；第五，组培苗经过5周培养后，分别测定上述两种硝酸盐作为唯一氮源的培养基培养下的组培苗叶片的稳定氮同位素值，其叶片稳定氮同位素值分别记为δ
15
N
N1
和δ
15
N
N2
；第六，通过测定用于配置植物组织培养的培养基中的铵盐的稳定氮同位素比值δ
15
N
A
，选出其稳定氮同位素比值δ
15
N
A
与δ
15
N
01
和δ
15
N
02
均大于10
‰
的铵盐；第七，将稳定氮同位素值为δ
15
N
01
和δ
15
N
02
的硝酸盐分别与上述铵盐配置成两组混合氮源培养基；第八，同样，将带有1个单芽的待测组培苗，分别同时培养在上述两组混合氮源培养基上；第九，同样，待组培苗培养5周后，测定在上述两组混合氮源培养基上培养的组培苗下叶片稳定氮同位素值，铵盐与稳定氮同位素值为δ
15
N
01
的硝酸盐组成的混合氮源培养基培养的组培苗叶片稳定氮同位素值记为δ
15
N
N1mix
，铵盐与稳定氮同位素值为δ
15
N
02
的硝酸盐组成的混合氮源培养基培养下的组培苗叶片稳定氮同位素值记为δ
15
N
N2mix
；第十，同时测定在上述两组混合氮源培养基上培养的组培苗叶片稳定碳同位素值δ
CT
以及碳氮含量，叶片C/N比值记为R；第十一，利用δ
15
N
N1
、δ
15
N
N2
以及δ
15
N
N1mix
和δ
15
N
N2mix
，计算组培苗利用硝酸盐份额f
N
；进而计算出铵盐利用份额f
A
；第十二，利用δ
CS
、δ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴沿友，张开艳，吴沿胜，方蕾，邓智先，王世杰，刘丛强，
申请(专利权)人：中国科学院地球化学研究所，
类型：发明
国别省市：