[發明專利]一種定量組培苗硝酸鹽利用效率的方法

有效

• 申請號: 201710237317.0
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107027626B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 吳沿友;張開艷;吳沿勝;饒森;蘇躍;方蕾;李環;劉叢強;王世杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院地球化學研究所
• 主分類號: A01H4/00
• 分類號: A01H4/00;G06F17/11
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉艷

本發明公開一種定量組培苗硝酸鹽利用效率的方法。通過組織培養獲得被考察植物的無性系組培苗；分別將無性系組培苗接種在不同硝酸鹽濃度的培養基中進行培養；測定硝酸鹽藥品和組培苗葉片的穩定氮同位素值；計算出各硝酸濃度梯度下的組培苗同位素同化比；以酶動力學的米氏方程建立組培苗穩定氮同位素同化比與硝酸鹽濃度的關系模型；對模型求導，得出組培苗硝酸鹽利用效率方程；依據上述組培苗硝酸鹽利用效率方程，確定組培苗硝酸鹽利用效率和硝酸鹽最大利用效率；本方法需要材料和步驟少，計算方法簡單，可在線動態監測；監測結果可為有效管理培養基硝酸鹽的供應量。

技術領域

本發明涉及到一種定量組培苗硝酸鹽利用效率的方法，屬于植物生物技術領域。

技術背景

硝酸鹽是植物組織培養過程中一種很重要的氮源。硝酸鹽因具有營養和生理調節功能，所以硝酸鹽在植物的生長發育過程中起著重要作用。此外，硝酸鹽還可作為大多數植物種類組織培養的唯一氮源。

培養基中硝酸鹽的濃度一般都是幾十毫摩爾。然而，有很多文獻報道培養基中的硝酸鹽用量實際上是嚴重過量，即大部分添加的硝酸鹽沒有被植物利用。因此，判斷組培苗硝酸鹽的利用效率就顯得尤為重要。組培苗硝酸鹽的利用效率的判斷為組培苗硝酸鹽的供應提供了理論支持。

傳統測定培養基硝酸鹽利用效率的方法是通過測定培養基硝酸鹽的消耗量同時結合組培苗的生物量來判斷。傳統培養基硝酸鹽的測定不僅實驗操作復雜，難以進行大批量培養基硝酸鹽的測定，而且因為培養基中瓊脂的存在，所以實驗誤差較大。因此，簡單、快速、方便進行大規模組培苗硝酸鹽利用率的判斷方法就顯得非常重要。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是：提供了一種組培苗硝酸鹽利用率的定量方法。以酶動力學的米氏方程建立組培苗穩定氮同位素同化比與硝酸鹽濃度的關系模型；對模型求導，可得出組培苗在不同硝酸鹽濃度下單位硝酸鹽被利用的信息；由此可確定組培苗硝酸鹽利用效率和硝酸鹽最大利用效率。

本發明的技術方案：

它包含以下步驟：

第一，通過組織培養獲得被考察植物的無性系組培苗；

第二，配置不同硝酸鹽濃度的培養基，測定用于配置上述培養基的硝酸鹽藥品的穩定氮同位素值δ¹⁵N_substrate。

第三，分別將帶有1個單芽的無性系組培苗接種在上述不同硝酸鹽濃度的培養基中，培養4周以上；

第四，分別取出100mg以上的上述經過4周以上培養的無性系組培苗的葉片，測定組培苗葉片的穩定氮同位素值δ¹⁵N_foliar；

第五，根據測定的組培苗葉片穩定同位素值δ¹⁵N_foliar，計算出各硝酸濃度梯度下的組培苗同位素同化比Ns，組培苗穩定氮同位素同化比Ns為組培苗葉片穩定氮同位素值δ¹⁵N_foliar與硝酸鹽的穩定氮同位素值δ¹⁵N_substrate的比值；

第六，以酶動力學的米氏方程建立穩定氮同位素同化比與硝酸鹽濃度的關系模型；米氏方程的表達式為：這里的Ns為組培苗同位素同化比，C為培養基中硝酸鹽濃度，Ns_max和Km值為米氏方程的常數；

第七，對上述模型求導，得出組培苗硝酸鹽利用效率方程這里的NUE為組培苗硝酸鹽利用效率，Ns'為Ns對C的求導；

第八，依據上述組培苗硝酸鹽利用效率方程，確定被考察的組培苗的硝酸鹽最大利用效率NUE_max,也即C＝0時的NUE,