[发明专利]一种定量组培苗硝酸盐利用效率的方法

说明书

本发明公开一种定量组培苗硝酸盐利用效率的方法。通过组织培养获得被考察植物的无性系组培苗；分别将无性系组培苗接种在不同硝酸盐浓度的培养基中进行培养；测定硝酸盐药品和组培苗叶片的稳定氮同位素值；计算出各硝酸浓度梯度下的组培苗同位素同化比；以酶动力学的米氏方程建立组培苗稳定氮同位素同化比与硝酸盐浓度的关系模型；对模型求导，得出组培苗硝酸盐利用效率方程；依据上述组培苗硝酸盐利用效率方程，确定组培苗硝酸盐利用效率和硝酸盐最大利用效率；本方法需要材料和步骤少，计算方法简单，可在线动态监测；监测结果可为有效管理培养基硝酸盐的供应量。

技术领域

本发明涉及到一种定量组培苗硝酸盐利用效率的方法，属于植物生物技术领域。

技术背景

硝酸盐是植物组织培养过程中一种很重要的氮源。硝酸盐因具有营养和生理调节功能，所以硝酸盐在植物的生长发育过程中起着重要作用。此外，硝酸盐还可作为大多数植物种类组织培养的唯一氮源。

培养基中硝酸盐的浓度一般都是几十毫摩尔。然而，有很多文献报道培养基中的硝酸盐用量实际上是严重过量，即大部分添加的硝酸盐没有被植物利用。因此，判断组培苗硝酸盐的利用效率就显得尤为重要。组培苗硝酸盐的利用效率的判断为组培苗硝酸盐的供应提供了理论支持。

传统测定培养基硝酸盐利用效率的方法是通过测定培养基硝酸盐的消耗量同时结合组培苗的生物量来判断。传统培养基硝酸盐的测定不仅实验操作复杂，难以进行大批量培养基硝酸盐的测定，而且因为培养基中琼脂的存在，所以实验误差较大。因此，简单、快速、方便进行大规模组培苗硝酸盐利用率的判断方法就显得非常重要。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：提供了一种组培苗硝酸盐利用率的定量方法。以酶动力学的米氏方程建立组培苗稳定氮同位素同化比与硝酸盐浓度的关系模型；对模型求导，可得出组培苗在不同硝酸盐浓度下单位硝酸盐被利用的信息；由此可确定组培苗硝酸盐利用效率和硝酸盐最大利用效率。

本发明的技术方案：

它包含以下步骤：

第一，通过组织培养获得被考察植物的无性系组培苗；

第二，配置不同硝酸盐浓度的培养基，测定用于配置上述培养基的硝酸盐药品的稳定氮同位素值δ¹⁵N_substrate。

第三，分别将带有1个单芽的无性系组培苗接种在上述不同硝酸盐浓度的培养基中，培养4周以上；

第四，分别取出100mg以上的上述经过4周以上培养的无性系组培苗的叶片，测定组培苗叶片的稳定氮同位素值δ¹⁵N_foliar；

第五，根据测定的组培苗叶片稳定同位素值δ¹⁵N_foliar，计算出各硝酸浓度梯度下的组培苗同位素同化比Ns，组培苗稳定氮同位素同化比Ns为组培苗叶片稳定氮同位素值δ¹⁵N_foliar与硝酸盐的稳定氮同位素值δ¹⁵N_substrate的比值；

第六，以酶动力学的米氏方程建立稳定氮同位素同化比与硝酸盐浓度的关系模型；米氏方程的表达式为：这里的Ns为组培苗同位素同化比，C为培养基中硝酸盐浓度，Ns_max和Km值为米氏方程的常数；

第七，对上述模型求导，得出组培苗硝酸盐利用效率方程这里的NUE为组培苗硝酸盐利用效率，Ns'为Ns对C的求导；

第八，依据上述组培苗硝酸盐利用效率方程，确定被考察的组培苗的硝酸盐最大利用效率NUE_max,也即C＝0时的NUE,