[发明专利]利用双标记获取植物利用无机碳源份额的方法

说明书

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δ¹³C（‰）表示,自然界中δ¹³C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：

       δ_T=δ_A- f_Bδ_A +f_Bδ_B  （1）

       这里δ_T为植物叶片的δ¹³C值，δ_A为假定为植物完全利用二氧化碳为碳源时叶片的δ¹³C值，δ_B为假定为植物完全利用碳酸氢根离子为碳源时叶片的δ¹³C值，f_B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_T很难求出f_B，因此，本发明采用利用具有较大差异的δ¹³C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：

       δ_T=δ_A- f_Bδ_A +f_Bδ_B           (1)

       对于同位素标记1来说，方程(1)表示如下式：

       δ_T1=δ_A1- f_B1δ_A1 +f_B1δ_B1   （2）

       这里δ_T1为用第一种已知δ¹³C值的碳酸氢根离子培养的植物叶片的δ¹³C值，δ_A1为假定为植物完全利用二氧化碳为碳源时叶片的δ¹³C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δ¹³C值，f_B1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：

       δ_T2=δ_A2 - f_B2δ_A2 +f_B2δ_B2            （3）

       这里δ_T2为用第二种已知δ¹³C值的碳酸氢根离子培养的植物叶片的δ¹³C值，δ_A2为假定为植物完全利用二氧化碳为碳源时叶片的δ¹³C值，δ_B2为假定为植物完全利用该碳酸氢根离子为碳源时叶片的δ¹³C值，f_B2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_A1=δ_A2，f_B= f_B1= f_B2，联立求解