[發(fā)明專利]一種13

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711077962.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN107966525B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢銀麗;蔡云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00;A01G7/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種植物碳同位素標(biāo)記的方法，特別是關(guān)于一種在同位素示蹤技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用的¹³CO₂量化脈沖標(biāo)記植物的方法。

背景技術(shù)

近20年來研究植物-土壤碳循環(huán)已成為植物學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)等多學(xué)科交叉的熱點(diǎn)問題。采用¹³C示蹤技術(shù)是研究植物光合碳在植物中分配和轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)以及植物根系分泌的有機(jī)碳量輸入土壤的關(guān)鍵手段，對(duì)于了解植物-土壤碳循環(huán)和積累以及為建立植物-土壤碳循環(huán)計(jì)算機(jī)模擬模型提供參數(shù)方面具有重要的作用。同位素示蹤法是指用示蹤劑(標(biāo)記原子或標(biāo)記化合物)研究被追蹤物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)化規(guī)律的方法，穩(wěn)定性同位素示蹤法具有無放射性、無污染和靈敏性高等特點(diǎn)，目前在生物學(xué)科各領(lǐng)域研究中被廣泛應(yīng)用于研究物質(zhì)或元素在生物體內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律。碳作為重要的生命元素，其在植物中的分布特點(diǎn)能夠揭示循環(huán)過程中所包含的物理、化學(xué)、代謝、氣候和環(huán)境等許多方面的信息，尤其在植物生理生態(tài)學(xué)、農(nóng)作物養(yǎng)分吸收利用、優(yōu)質(zhì)種質(zhì)的選育及古環(huán)境、古氣候的重建等方面有很好的指示作用。由于通常只有氣體狀態(tài)的¹³C標(biāo)記的二氧化碳才能被植物吸收和利用，而且此種碳同位素價(jià)格均很貴，在進(jìn)行標(biāo)記時(shí)既要保證植物正常生長(zhǎng)，又要嚴(yán)格密閉防止碳同位素標(biāo)記的二氧化碳外逸。且現(xiàn)有的脈沖式¹³CO₂量化標(biāo)記植物的方法存在對(duì)植物的標(biāo)記量化不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。因此，建立合適的植物碳同位素標(biāo)記的方法是非常重要的。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種¹³CO₂量化脈沖標(biāo)記植物的方法，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于制作，標(biāo)記成功率高，可以對(duì)植物進(jìn)行¹³CO₂的量化標(biāo)記，研究光合產(chǎn)物在植物-土壤系統(tǒng)中的分配情況。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種¹³CO₂量化脈沖標(biāo)記植物的方法，其特征在于包括以下步驟：1)設(shè)置一包括水槽、標(biāo)記平臺(tái)、標(biāo)記箱、注射器、半導(dǎo)體制冷器、¹³CO₂生成單元主機(jī)以及與主機(jī)連接的手持探頭構(gòu)成的裝置；2)將水槽放在水平地面，外圍用磚塊圍住，向水槽內(nèi)注水自來水；3)將標(biāo)記平臺(tái)放在水槽中央，標(biāo)記平臺(tái)采用木板，在木板上方蓋一層塑料薄膜；4)將手持探頭與主機(jī)的連接導(dǎo)線穿入標(biāo)記箱側(cè)面的安裝孔中，連接導(dǎo)線一端與標(biāo)記箱內(nèi)的手持探頭連接，將手持探頭放在標(biāo)記平臺(tái)上，打開手持探頭的氣室；將標(biāo)記箱敞口端扣于水槽中，水槽具有的水面高于標(biāo)記箱敞口端底緣，水將標(biāo)記箱封閉成一個(gè)密閉的用于標(biāo)記植物的空間，標(biāo)記箱敞口端底緣與水槽的內(nèi)底面之間留有間隙；5)用注射器通過標(biāo)記箱側(cè)面的硅膠塞中吸出標(biāo)記箱內(nèi)氣體，使標(biāo)記箱內(nèi)液面比箱外高，半小時(shí)后觀察標(biāo)記箱內(nèi)液面是否降低，以此來檢驗(yàn)標(biāo)記箱氣密性；6)將連接導(dǎo)線與主機(jī)在標(biāo)記箱外連接，開機(jī)運(yùn)行；讓植物自然消耗標(biāo)記箱內(nèi)的CO₂，當(dāng)標(biāo)記箱內(nèi)CO₂濃度低于100ppm時(shí)開始向標(biāo)記箱內(nèi)注射¹³CO₂氣體；7)打開半導(dǎo)體制冷器，并向水槽內(nèi)放入冰袋；8)采用注射器從¹³CO₂生成單元中抽取¹³CO₂氣體，抽取完畢后迅速拔出注射器針頭，并將針頭扎入橡膠塞中；將針頭上的橡膠塞拔掉，并迅速將針頭扎入標(biāo)記箱側(cè)面的硅膠塞中，將¹³CO₂氣體緩慢注入標(biāo)記箱內(nèi)；9)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)標(biāo)記箱內(nèi)CO₂濃度，嚴(yán)格控制標(biāo)記箱內(nèi)CO₂濃度使其始終維持在300-450ppm；10)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的時(shí)間間隔向水槽內(nèi)放入冰袋；11)標(biāo)記結(jié)束后用LI-8100測(cè)定土壤呼吸。

進(jìn)一步，所述步驟7)中，注射過程中注意觀測(cè)LI-6400CO₂濃度，當(dāng)標(biāo)記箱內(nèi)CO₂濃度達(dá)到450ppm時(shí)，停止注射，并記錄¹³CO₂氣體注射量。