[發明專利]一種13

有效

• 申請號: 201711077962.7
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107966525B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 畢銀麗;蔡云
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;A01G7/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

技術領域

本發明涉及一種植物碳同位素標記的方法，特別是關于一種在同位素示蹤技術領域中應用的¹³CO₂量化脈沖標記植物的方法。

背景技術

近20年來研究植物-土壤碳循環已成為植物學、土壤學、生態學等多學科交叉的熱點問題。采用¹³C示蹤技術是研究植物光合碳在植物中分配和轉化動力學以及植物根系分泌的有機碳量輸入土壤的關鍵手段，對于了解植物-土壤碳循環和積累以及為建立植物-土壤碳循環計算機模擬模型提供參數方面具有重要的作用。同位素示蹤法是指用示蹤劑(標記原子或標記化合物)研究被追蹤物質在實驗系統內運動、轉化規律的方法，穩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，目前在生物學科各領域研究中被廣泛應用于研究物質或元素在生物體內的運轉規律。碳作為重要的生命元素，其在植物中的分布特點能夠揭示循環過程中所包含的物理、化學、代謝、氣候和環境等許多方面的信息，尤其在植物生理生態學、農作物養分吸收利用、優質種質的選育及古環境、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的¹³C標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格均很貴，在進行標記時既要保證植物正常生長，又要嚴格密閉防止碳同位素標記的二氧化碳外逸。且現有的脈沖式¹³CO₂量化標記植物的方法存在對植物的標記量化不準確的技術問題。因此，建立合適的植物碳同位素標記的方法是非常重要的。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種¹³CO₂量化脈沖標記植物的方法，其結構簡單，成本低，易于制作，標記成功率高，可以對植物進行¹³CO₂的量化標記，研究光合產物在植物-土壤系統中的分配情況。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種¹³CO₂量化脈沖標記植物的方法，其特征在于包括以下步驟：1)設置一包括水槽、標記平臺、標記箱、注射器、半導體制冷器、¹³CO₂生成單元主機以及與主機連接的手持探頭構成的裝置；2)將水槽放在水平地面，外圍用磚塊圍住，向水槽內注水自來水；3)將標記平臺放在水槽中央，標記平臺采用木板，在木板上方蓋一層塑料薄膜；4)將手持探頭與主機的連接導線穿入標記箱側面的安裝孔中，連接導線一端與標記箱內的手持探頭連接，將手持探頭放在標記平臺上，打開手持探頭的氣室；將標記箱敞口端扣于水槽中，水槽具有的水面高于標記箱敞口端底緣，水將標記箱封閉成一個密閉的用于標記植物的空間，標記箱敞口端底緣與水槽的內底面之間留有間隙；5)用注射器通過標記箱側面的硅膠塞中吸出標記箱內氣體，使標記箱內液面比箱外高，半小時后觀察標記箱內液面是否降低，以此來檢驗標記箱氣密性；6)將連接導線與主機在標記箱外連接，開機運行；讓植物自然消耗標記箱內的CO₂，當標記箱內CO₂濃度低于100ppm時開始向標記箱內注射¹³CO₂氣體；7)打開半導體制冷器，并向水槽內放入冰袋；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記箱側面的硅膠塞中，將¹³CO₂氣體緩慢注入標記箱內；9)實時監測標記箱內CO₂濃度，嚴格控制標記箱內CO₂濃度使其始終維持在300-450ppm；10)根據預先設置的時間間隔向水槽內放入冰袋；11)標記結束后用LI-8100測定土壤呼吸。

進一步，所述步驟7)中，注射過程中注意觀測LI-6400CO₂濃度，當標記箱內CO₂濃度達到450ppm時，停止注射，并記錄¹³CO₂氣體注射量。