一种高效氮同位素标记植物的方法与流程

1.本发明属于同位素示踪技术，具体涉及一种高效氮同位素标记植物的方法。


背景技术：

2.由于城市化推进、耕地的退化以及环境的破坏等因素，全球耕地面积正在减少，因此，优化耕地质量，提高单位面积的粮食产量就显得至关重要，氮肥在粮食作物增产方面就发挥了关键性的作用。传统的氮同位素标记方法存在耗时长，标记含量低，采用传统的同位素标记方法难以获得足够的氮同位素标记量，为了增强对氮的吸收或同化，提高氮效率。因此，研究开发一种高效氮同位素标记植物的方法显得尤为重要。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效氮同位素标记植物的方法，旨在解决现有碳同位素标记方法、装置较多，但对于氮同位素标记方法较少，难以获得足够标记量的氮同位素标记植物。
4.为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种高效氮同位素标记植物的方法，包括以下步骤：
5.(1)、配置营养液
[0006][0007]
营养液配置好后调整ph至6.0；
[0008]
(2)育苗，至长出两到三片子叶；
[0009]
(3)培育，将步骤(2)获得的幼苗移栽至含有营养液的水培盆中
[0010]
(4)冷干，获得同位素标记的植物粉末；
[0011]
所述步骤(1)培养液的配置中，采用
15
n标记的硝酸钾替换掉未被标记的硝酸钾。
[0012]
所述步骤(2)育苗的条件：采用蛭石在无菌的育苗盆中培养，超纯水浇灌，直到生长出两到三片子叶。
[0013]
所述步骤(3)培育的条件：采用无菌的步骤(1)中配置的培养液在光照培养箱中培养，其中温度22℃，光照时间比为12h:12h。
[0014]
其中，培育的方式为水培，在无菌的水培盆中培育幼苗。
[0015]
所述步骤(4)冷干后的生菜菜叶、根分别研磨获得粉末于-20℃中保存。
[0016]
本发明的技术进步表现如下：
[0017]
1.本发明提供了一种快速、高效氮同位素标记植物的方法，方便简捷，简单易行。
[0018]
2.本发明实现了对植物高效快速的标记，节省了同位素的使用，节约了成本。
[0019]
3.本发明采用水培的方式，减少了药品的使用，提高了标记效率。
[0020]
4.本发明适用范围广，可广泛用于植物的同位素标记。
附图说明
[0021]
图1对同位素标记的生菜叶片和根茎进行同位素分析图。
具体实施方式
[0022]
以下结合附图来对本发明作进一步说明。
[0023]
实施例1
[0024]
本发明的实施例选取生菜。
[0025]
方法使用的设备主要有高压灭菌锅、光照培养箱、高通量组织研磨器、磁力搅拌器、冷冻干燥机等。
[0026]
下面结合附图及实施例，对本发明具体实施方式作简要阐述。
[0027]
生菜培养：将生菜种子放入育苗盘中，在盘中放入蛭石，加入超纯水浇灌，放入光照培养箱中，培养温度为22℃，光照强度为30μmolm-2
s-1
，光照：黑暗时间比为12h:12h，培养至长出两至三片子叶后，将其移植在含有营养液的水培盆中。
[0028][0029]
采用n15标记的硝酸钾替换掉未被标记的硝酸钾，营养液配置好后调整ph至6.0
[0030]
冷冻干燥：将生菜在水培盆中培养一周后，取其叶片、根茎分别放在50ml离心管中，用液氮冷冻，放入冷冻干燥机中，冷干24h后取出。
[0031]
研磨：将冷冻干燥机中的样品取出，放入高通量组织研磨器中研磨后，得到的同位素标记的生菜粉末于-20℃中保存，用于之后的测试分析。
[0032]
图1中为两种生菜(一种自然生长，另一种为氮同位素标记培养)不同部位的δ
15
n值，自然条件生长的生菜的叶片、根茎的δ
15
n分别为349.37
‰
、174.42
‰
，而用同位素标记培养的生菜的叶片、根茎的δ
15
n分别为62732.29
‰
、34325.17
‰
，δ
15
n的值根据以下公示计算：
[0033]
δ
15
n(
‰
,at-air)＝(r样品-r标准)/r标准
×
1 000
‰
[0034]
式中,δ为氮同位素样品相对于国际标准的同位素分差；
[0035]
r样品为样品氮元素的重轻同位丰度之比(
15
n样品/
14
n样品)；
[0036]
r标准为国际标准物氮元素的重轻同位素丰度之比(
15
n标准/
14
n标准)。
[0037]
由以上公式反算出自然条件生长的生菜的叶片、根茎样品氮元素的重轻同位丰度之比为0.496％、0.432％，而用同位素标记培养的生菜的叶片、根茎样品氮元素的重轻同位丰度之比为23.431％、12.987％，较自然条件培养的生菜分别提高了4723.991％、3006.25％,产生了非常显著的差别。
[0038]
实施例2
[0039]
本发明的实施例选取油麦菜，方法步骤同实施例1。
[0040]
实施例3
[0041]
本发明的实施例选取大白菜，方法步骤同实施例1。


技术特征：
1.一种高效氮同位素标记植物的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配置营养液营养液配置好后调整ph至6.0；(2)育苗，长出两到三片子叶；(3)培育，将步骤(2)获得的幼苗移栽至含有营养液的水培盆中；(4)冷干，获得同位素标记的植物粉末。2.根据权利要求1所述的一种高效氮同位素标记植物的方法，其特征在于，所述步骤(1)培养液的配置中：采用n15标记的硝酸钾替换掉未被标记的硝酸钾。3.根据权利要求1所述的一种高效氮同位素标记植物的方法，其特征在于，所述步骤(2)育苗的条件：采用蛭石在无菌的育苗盆中培养，超纯水浇灌，其中温度为22℃。4.根据权利要求1所述的一种高效氮同位素标记植物的方法，其特征在于，所述步骤(3)培育的条件：采用水培的方式培育幼苗，其中温度为22℃，光照时间比为12h:12h。5.根据权利要求1所述的一种高效氮同位素标记植物的方法，其特征在于，所述步骤(4)冷干后的同位素标记的植物粉末于-20℃中保存。

技术总结
本发明属于同位素示踪技术，具体涉及一种高效氮同位素标记植物的方法。具体包括配置营养液，采用


技术研发人员：姚明奇 胡献刚 曾辉
受保护的技术使用者：南开大学
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/2/28