[发明专利]一种预测混合氮源下组培苗同化铵盐份额及培养基中铵盐最适浓度的方法

说明书

本发明公开一种预测混合氮源下组培苗同化铵盐份额及培养基中铵盐最适浓度的方法。将组培苗分别培养在铵盐与两种稳定氮同位素值不同的硝酸盐组成的混合氮源的培养基上；测定不同铵盐浓度下两种混合氮源培养下组培苗叶片稳定氮同位素值；计算不同铵盐浓度的组培苗铵盐利用份额，构建不同铵盐浓度的组培苗铵盐利用份额随铵盐浓度变化的关系模型，获取模型的参数，将被考察的培养基中的铵盐浓度值代入模型，求出被考察的培养基中组培苗同化铵盐份额，并将0.741作为组培苗同化铵盐份额代入模型，求出待测混合氮源下组培苗培养基中铵盐最适浓度。

技术领域

本发明涉及一种预测混合氮源下组培苗同化铵盐份额及培养基中铵盐最适浓度的方法，属于生物技术领域。

技术背景

氮是植物生长发育过程中的必需元素，是构成蛋白质、核酸、酶、叶绿素等的重要组成成分。大多数植物吸收利用的无机氮主要是硝酸盐和铵盐。植物吸收硝酸盐需要经过还原后才能被植物同化，而铵盐可直接被植物同化。通常每还原1分子硝酸盐需要花费15分子ATP，而同化1分子铵盐仅需5分子ATP。由硝酸盐同化成氨基酸质子和电子是平衡的，而由铵盐同化成氨基酸需要消耗2个电子，这就需要2个质子去平衡它，因此，从植物的能量花费角度考虑，植物吸收利用铵盐会比较节省能量，但是，由于铵盐代谢质子电子不平衡，因而大多数植物在铵盐作为单独氮源培养时或过高的铵氮含量通常长势不好，生长发育受到抑制。而硝酸盐和适量的铵盐共同存在时，植物生长发育最好。因此，在植物组织培养的培养基的配置时，需要合理确定硝酸盐和铵盐的比例和用量。

在硝酸盐和铵盐共存下，不同的氮源在不同的浓度和配比下，利用份额是不同的，前期用稳定氮同位素技术可以获取植物对不同氮源利用的各自份额，但是，这种方法只能获取有限的实验配置下植物利用铵盐份额，难以获取众多不同配置下植物铵盐利用份额信息。

由于植物利用铵盐份额与铵盐的供应有关，铵盐供应越多，植物利用铵盐的份额就越大。但是铵盐浓度过高时，虽然植物的铵盐利用份额很高，但此时也会发生铵的无效循环，并最终导致毒害和物质能量的浪费，污染环境。因此，预测不同氮源配置下的植物利用铵盐的份额，确定混合氮源下组培苗培养基中铵盐最适浓度，为组培苗培养基的氮源配置提供理论和技术支撑。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种预测混合氮源下组培苗同化铵盐份额及培养基中铵盐最适浓度的方法，可以以较少的实验快速获取硝酸盐一定、任一铵盐浓度下的组培苗同化不同无机氮源的信息，以弥补不同氮源配置下的组培苗无机氮同化效果不能预测的空白，为培养基的最优设计提供理论和技术支撑。本发明的技术方案：

它包含以下步骤：

第一，将待测组培苗通过调节培养基的激素比例使其处于增殖阶段，形成无根的组培苗；

第二，通过测定用于配置植物组织培养的培养基中的硝酸盐的稳定氮同位素比值，筛选出稳定氮同位素值差值大于10‰的两种硝酸盐，其稳定氮同位素值分别为δ¹⁵N₀₁和δ¹⁵N₀₂；分别将这两种硝酸盐作为唯一氮源配置为待考察的硝酸盐浓度的培养基；

第三，取带有1个单芽的待测组培苗分别培养在上述稳定氮同位素值不同的两种硝酸盐作为唯一氮源的培养基中；

第四，组培苗经过5周培养后，分别测定上述两种硝酸盐作为唯一氮源的培养基培养下的组培苗叶片的稳定氮同位素值，其叶片稳定氮同位素值分别记为δ¹⁵N_N1和δ¹⁵N_N2；

第五，通过测定用于配置植物组织培养的培养基中的铵盐的稳定氮同位素比值δ¹⁵N_A，选出其稳定氮同位素比值δ¹⁵N_A与δ¹⁵N₀₁和δ¹⁵N₀₂均大于10‰的铵盐；