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植物硝酸鹽和铵鹽的區別貢獻研究取得突破

發布時間:2019-11-01

植物吸收利用的无机氮主要为硝态氮和铵态氮。在混合氮源下,植物对两种无机氮源利用的份额因植物种类、生长发育时期以及所处的环境背景的不同而不同。确定植物硝酸盐和铵盐的区别贡献有助于提高作物氮肥利用效率簣D跎倩肪澄廴荆为植物的环境适应性和无机氮利用机制的研究提供了锐利武器。而量化植物对两种氮源利区别贡献一直是目前研究的难点。中國科學院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室吴沿友研究员课题组,在成功地利用双向稳定碳同位素示踪技术量化植物(包括微藻)的无机碳利用(全文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/2016GC006628https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11120-017-0414-7)的基礎上,通過雙向穩定氮同位素示蹤技術成功量化了植物對硝態氮和铵態氮的利用份額。  

最近,吳沿友課題組以喀斯特適生植物(諸葛菜組培苗)和非適生植物(甘藍型油菜組培苗)爲研究對象,利用雙向穩定氮同位素示蹤技術研究兩種組培苗對硝態氮和铵態氮的利用份額。在硝態氮和铵態氮組成的混合氮源濃度最低時,喀斯特適生植物諸葛菜組培苗對硝態氮的利用份額明顯高于喀斯特非適生植物甘藍型油菜組培苗。隨著混合氮源濃度的增加,兩種組培苗對硝態氮和铵態氮的利用份額並不是線性增加。諸葛菜和甘藍型油菜對硝態氮和铵態氮的利用份額的差異體現了兩種植物對喀斯特低铵多硝土壤環境的適應性差異。  

上述研究成果以“Differential contributions of NO3/NH4+ to nitrogen use in response to a variable inorganic nitrogen supply in plantlets of two Brassicaceae species in vitro”爲標題發表在國際植物方法學期刊《Plant Methods》上。全文鏈接:https://plantmethods.biomedcentral.com/track/pdf/10.1186/s13007-019-0473-1  

此外,該課題組還成功地開發了在混合氮源下植物同化铵鹽和硝酸鹽的氮同位素分餾值的測定方法,相關發明專利(ZL 201710397351.4ZL 201710237330.6)近日也獲得國家知識産權局授權;這些方法的建立將使植物硝酸鹽和铵鹽的區別貢獻研究更加便利快捷,爲作物氮肥精准管理提供了技術保障。  

本研究受國家重點研發計劃(2016YFC0502602)、國家自然科學基金(U1612441)和貴州省高層次人才計劃(20154035))的資助。 

    

    

    1 諸葛菜組培苗(Ov)和甘藍型油菜組培苗(Bn)在不同無機氮濃度下的硝態氮利用份額(A)和铵態氮利用份額(B
:每個處理中的硝態氮濃度與铵態氮濃度比例爲21,圖中的误差线是通过误差传递公式计算得到 
 

  (吳沿友課題組/供稿)