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定量测定硝酸盐利用和CO的意义2同化的芸苔属植物显著不同铵硝比下的离体植株

BMC植物生物学体积22文章编号:392（2022）引用这篇文章

摘要

背景

用混合氮源在体外培养的植株利用蔗糖和CO2作为增长的碳源。然而，要获得正确的硝铵、蔗糖和CO的利用比例是非常困难的2植株。因此，利用铵/硝的生物效应，蔗糖/CO的生物效应2以及由CO衍生的新C输入的铵/硝态氮利用效率2植株的同化/蔗糖利用还不清楚。

结果

双向稳定氮同位素示踪技术定量测定了土壤中同化硝、铵的比例芸苔属植物显著在不同铵硝比下生长的植株。蔗糖和CO的利用比例2能否用双端元同位素混合模型定量Bn在不同铵硝比下生长的植株。在各处理铵量为20 mM的条件下，硝态氮同化比例不随硝态氮浓度的增加而呈线性增加Bn植株。此外，CO的同化比例2与硝酸盐浓度无线性关系Bn植株。硝态氮浓度的增加有利于促进铵的同化，显著提高铵的利用系数Bn植株。随着硝态氮浓度的增加，叶片氮素同化量逐渐增加，而硝态氮利用系数则无明显变化Bn植株。

结论

量化硝态氮和铵态氮的利用比例，可以揭示混氮环境下植株氮素同化的能量效率。量化CO的利用比例2有助于评价不同铵硝比下植株的光合能力。量化了硝酸盐、铵、蔗糖和CO的利用比例2可以揭示来自CO的新C输入在铵/硝利用效率上的差异2不同铵硝比下植株的同化/蔗糖利用。

同行评审报告

背景

硝铵在植物组织培养中应用广泛。从氮(N)同化的能量消耗来看，铵可以被视为较好的氮源，因为将硝态氮还原为铵的硝酸盐还原过程消耗了大量的还原力[1］．然而，过量的铵对植物生长有不利影响(铵毒性)[1，2，3.］．一般情况下，添加少量硝酸盐可减轻铵毒性[1，2］．因此，适当的硝态氮浓度和高浓度的铵态氮浓度相结合，将有助于降低氮同化所需的能量成本。

Murashige和Skoog (MS) [4]的无机氮浓度很高(60 mM)，广泛应用于大多数植物品种。然而，对于某些植物培养物，MS培养基中无机氮的含量远远超过离体植株正常生长所需的量[5，6］．此外，MS培养基中铵硝比(1:2)可能不是最佳的，因为Zhang等人。[6]发现，即使硝态氮的浓度是铵态氮的两倍，植株叶片中的氮也主要来自铵态氮的同化。因此，MS培养基中过量的硝态氮不是最优的，会造成无机氮的浪费。考虑到MS培养基中硝态氮的浓度是铵态氮的两倍(铵态氮20 mM，硝态氮40 mM)，优化硝态氮的浓度可以有效提高植株的氮利用效率。此外，当培养基中铵的浓度固定在20 mM时，优化硝态氮的浓度可以为了解已报道的缓解硝态氮依赖性铵中毒的原因提供机会。

在增殖阶段，大多数植株利用蔗糖(通常在MS培养基中为3%，w/v)和CO2作为混合营养生长的碳源(C)，即CO2自养生长用蔗糖，异养生长用蔗糖[7］．因此，在植株中新的C输入来自于CO2同化和蔗糖利用。被同化CO的比例2可指示植株的光自养程度(即光合能力)[7］．一般来说，驯化过程中幼苗的存活率与其光合能力呈正相关[8］．此外，高的光合能力通常伴随着更多的还原力的产生，这有助于加强硝酸盐和铵的同化。植株的生长状况与其光合作用能力密切相关。因此，量化同化CO的比例2将有助于评估植株的光合能力。

植物碳氮比可作为衡量氮素利用效率(NUE)随时间变化的代理指标[9］．一般情况下，可以直接测量叶片中C和N的含量。因此，当硝酸盐、铵、蔗糖和CO的利用比例2以植株闻名，其C含量来源于CO2可获得同化/蔗糖利用;通过硝铵同化得到的氮含量也可以得到。因此，新的碳输入的硝铵利用效率来自于CO2同化/蔗糖利用可以用相应的C/N比值表示，这有助于揭示来自CO的新C输入的铵/硝铵利用效率的差异2不同铵硝比下植株的同化/蔗糖利用。然而，硝酸盐、铵、蔗糖和CO的利用比例很难量化2通过化学方法。

氮同位素组成(δ15N)与δ密切相关15培养底物的N [10，11］．因此,植物δ15N被广泛用作氮素来源的指标[12，13，14］．硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)都对硝酸还原酶有区别15N相对于14N [9，15］．因此，氮同位素分馏是在硝铵同化过程中发生的。NR的氮同位素鉴别度为19 ~ 22‰[15，16，17或26‰[18]，而GS的氮同位素分馏值为16.5±1.5‰[19］．无机氮的同化发生在根和/或芽中，这取决于植物的种类和有效氮的形态[20.，21］．因此，也很难同时获得硝态氮同化和铵态氮同化的氮同位素分馏值。因此，用δ不可能量化同化硝酸盐和铵的比例15当单一同位素示踪剂以接近自然的丰度水平使用时，植物的N。然而，由于本实验中细胞分裂素和生长素的浓度阻碍了植株的生根，因此本研究中硝酸盐和铵的同化只发生在叶片中。结果，叶δ15无根植株的N值仅来源于δ的混合15叶片同化硝铵的N值不受根系同化硝铵的干扰。克隆植株无个体差异，均在相同的培养条件下保存。因此，基于双向稳定N同位素示踪技术[6的研究结果表明，通过两种标记稳定氮同位素处理(氮同位素处理)可定量测定无根植株对硝态氮和铵态氮的利用率H而且l使用治疗)。唯一的区别是H而且l处理在δ15硝态氮的N值，δ15N为22.67‰H的8.08‰l．

稳定碳同位素技术通常用于识别植物利用的各种碳源[7，22，23］．一般可以采用双端元同位素混合模型来量化两种不同碳源的利用比例[23，24］．在本研究中，植株的生长依赖于CO2同化和蔗糖利用。因此，叶面碳同位素组成(δ13C)的植株是由δ13同化CO的C值2和利用蔗糖．据此，基于双端元同位素混合模型，叶状δ13植株的C值可以用来量化蔗糖/CO的利用比例2如蔗糖和CO的同位素分馏值2得到了。

在本研究中，植株芸苔属植物显著（Bn)，其特点是农业系统对氮素投入的需求非常高[25]，分别进行不同的无机氮处理，每个处理铵的浓度设置为20 mM。本研究的主要目的是:(1)揭示不同地区硝酸盐利用的差异Bn(2)量化来自CO的新C输入对铵/硝的利用效率2不同铵硝比下植株的同化/蔗糖利用。

方法

植物材料和实验处理

Bn本试验以离体植株为外植体。单芽Bn植株在四种无机氮制度的培养基中生长。平均鲜重(FW)为0.09 gBn植株。基于铵浓度(20毫米)的MS培养基,铵浓度设置为20 mM在每个治疗,和硝酸浓度四个治疗组在5毫米,10毫米,20毫米和40毫米。因此,铵:硝酸的比例在每个治疗是不同的。每种无机氮方案包括两个标记稳定的氮同位素处理。标记处理被分为高(p < 0.05)组。H)和低(l)自然15纳米中的N丰度3.，加上δ15N为22.67‰H的8.08‰l．NH4Cl，加上δ15N为-2.64‰，作为试验的铵态氮。每个Erlenmeyer烧瓶(150毫升)含有50毫升Murashige和Skoog (MS) [4]中添加2.0 mg·L−16-benzylaminopurine, 0.2毫克·L−1α-萘乙酸，3% (w/v)蔗糖，7.5 g·L−1琼脂。Erlenmeyer烧瓶用一层排气孔密封膜(排气孔膜直径为3cm，孔径为0.2-0.3 μm)松闭，从而允许气体与周围大气交换。本实验中细胞分裂素和生长素的浓度阻止了根的形成Bn整个培养阶段的离体植株。将所有培养基的pH值调整到5.8，然后在121°C下蒸压20分钟Bn在光周期为12 h (50 μmol m)的生长室内培养−2年代−1PPFD)在25±2°C。

生长参数的确定

培养5周后Bn下午，幼苗从厄伦迈耶烧瓶中取出。每种植物的生物量Bn植株(FW)测定。此外，各树种的叶片生物量Bn植株也进行了测量。接下来，每棵的芽Bn植株数。树的叶子Bn植株在60°C干燥。每个植株的生物量增加量(增加生物量)以培养5周后芽的初始FW与植株生物量之差计算。此外，各品种的叶片干重(DW)也有显著差异Bn幼苗也被测量[见附加文件1］．最后，干树叶被磨成细粉。

叶绿素浓度测定

将0.1 g的新鲜叶子在加入少量液氮的砂浆中搅拌，加入10 ml 95%乙醇，在4℃下浸泡24小时。在665和649 nm处分光光度法测定了提取物中的叶绿素浓度。浓度，包括叶绿素a和叶绿素b的浓度，以新鲜重量(mg·g)为基础确定1)，根据Alsaadawi等人计算。[26］．

元素分析及δ的测定15N和δ13C在植株

使用元素分析仪(vario MACRO cube，德国)测定干燥叶片的总氮和碳含量。两个δ15N和δ13C用气体同位素比质谱仪(MAT-253，德国)测定。同位素比值计算如下:

左$ $ \ updelta {\ [{} ^ {13} \ mathrm C {}, {} ^ {15} \ mathrm {N} \右]}_ {\ mathrm{样本}}= \离开({R} _ {\ mathrm{样本}}/ {R} _ {\ mathrm{标准}}1 \)\乘以1000 $ $
(1）

在哪里R样本指的是13C /12C或15N /14植物物质的N，和R标准是已知标准(PDB或N2在空气中)。国际同位素二级标准已知13C /12C比率(IAEA CH3.国际原子能机构和CH6)校准精度为0.1‰。对于氮、同位素二级标准已知15N /14N比(国际原子能机构N1国际原子能机构N2，以及国际原子能机构NO3.)校准仪器的精度达到0.2‰[27］．

硝态氮和铵态氮对总无机氮同化贡献的定量研究

硝酸盐和铵的比例被同化Bn用双向稳定氮同位素示踪技术测定植株[6］．因此，同化硝酸盐的比例(f一个)对总无机氮同化的贡献可由下式计算:

f $ $ {} _ {\ mathrm{一}}= \离开({\ updelta} _ {\ mathrm {T} H} - {\ updelta} _ {\ mathrm {T} L} \右)/ \离开({\ updelta} _ {\ mathrm{一}H} - {\ updelta} _ {\ mathrm{一}L} \右)$ $
（2）

其中δTH叶面是δ15混合氮源培养植株的N值，δ15培养基中硝态氮为22.67‰。δTl叶面是δ15混合氮源培养植株的N值，δ15培养基中硝态氮为8.08‰。因此,δ一个H和δ一个l是δ15N值来源于硝酸盐同化。同化铵的比例(fB)对总无机氮同化的贡献，用下式计算:

f $ $ {} _ {\ mathrm {B}} = 1 - {f} _ {\ mathrm{一}}$ $
（3）

的标准误差(SE)f一个而且fB由误差传播公式得到。

在本研究中，δTH和δTl可以直接获取。然而，当植株在混合氮源培养基中培养时，很难直接获得δ一个H和δ一个l，参与整个培养过程中硝酸盐同化过程中的氮同位素识别，以及未同化硝酸盐在茎部与基质之间的交换。因此,δ一个l和δ一个H随着时间的推移而改变。然而，我们能够得到δ一个l和δ一个H当植株在以硝酸盐为唯一氮源的培养基中生长时。

的δ一个l和δ一个H在硝酸盐中生长的植株会受到未同化硝酸盐的影响。但此前有研究发现，番茄和烟草植物叶片中硝酸盐的储存池在黑暗中得到补充，在光照下耗尽，番茄和烟草植物叶片硝酸盐浓度在下午达到较低水平[28，29］．因此，当植株培养5周，下午收获时，植株叶片中未同化硝酸盐的含量相对于同化硝酸盐的含量来说是非常小的。此外，叶δ15N的值Bn在10 ~ 40 mM的硝酸盐浓度范围内，植株没有显著差异[6，30.]，表明叶片中未同化的硝酸盐对叶片δ15N值可以忽略不计。因此，δ一个l和δ一个H的Bn在混合氮源中生长的植株可以被δ一个l和δ一个H在硝酸盐种植Bn本研究中的植株。

硝酸钠和δ15在他们的研究中，N为22.67‰/8.08‰作为唯一的氮源[6，30.］．因此，平均叶δ15氮值在硝酸盐生长Bn在3个硝酸盐供给水平(10、20和40 mM)下，植株的δ15N值(δ一个l或δ一个H)Bn在混合氮源培养基中培养植株。结果，我们可以得到δ一个l和δ一个H．δ一个l为3.17±0.12‰(n= 9, SE)表示L Bn植株(30.),δ一个H为15.19±0.29‰(n= 9, SE)表示H Bn植株(6］．在确定δTH,δTl,δ一个H和δ一个l，我们可以计算f一个而且fB．然而，由于硝酸盐外流到外部介质发生在整个培养期间，我们必须承认终端成员δ一个l和δ一个H如果硝酸盐回流介质的比例发生变化，则可能略有变化。此外，根据叶面δ15N的值Bn在10 ~ 40 mM的硝酸盐浓度范围内，植株没有显著差异[6，30.]，假设铵的存在在本研究中对硝酸盐的净歧视没有影响。因此，由式得到的同化硝酸盐的比例(2)可能不够精确。

量化硝铵利用对叶片氮素含量的贡献

叶片氮积累量(NAA)为干燥叶片中氮的绝对含量，计算公式如下:

$ $ \ mathrm {NAA} = \离开(\ mathrm {DW} \ * \ mathrm {Ncontent} \右)/ \ mathrm {M} $ $
（4）

其中M为氮的摩尔质量，干燥叶片的氮含量由元素分析仪测定。

叶片中的氮来自于硝态氮和铵态氮的同化。因此，由同化硝铵得到的叶片中氮的量可由以下公式计算:

$ $ {\ mathrm乙酰天冬氨酸}{}_ {\ mathrm{硝酸}}= \ mathrm {NAA} \ * {f} _ {\ mathrm{一}}$ $
（5）
$ $ {\ mathrm乙酰天冬氨酸}{}_ {\ mathrm{铵}}= \ mathrm {NAA} \ * {f} _ {\ mathrm {B}} $ $
(6）

在乙酰天冬氨酸硝酸叶中氮的量是由硝酸盐同化而来的，NAA铵是由铵同化产生的叶片中氮的量。NAA的标准误差(SE硝酸和乙酰天冬氨酸铵由误差传播公式计算。

铵和硝态氮利用系数(NUC)

氮利用系数(NUC)是干燥叶片中总氮含量与培养基中氮含量的比值。因此，铵态氮利用系数(NUC铵)和硝酸盐(NUC硝酸)可由下式计算:

$ $ {\ mathrm {NUC}} _ {\ mathrm{铵}}\离开(\ mathrm{\ %} \右)= \离开({\ mathrm乙酰天冬氨酸}{}_ {\ mathrm{铵}}/ {\ mathrm {n}} _ {\ mathrm{铵}}\)\乘以100 $ $
(7）
$ $ {\ mathrm {NUC}} _ {\ mathrm{硝酸}}\离开(\ mathrm{\ %} \右)= \离开({\ mathrm乙酰天冬氨酸}{}_ {\ mathrm{硝酸}}/ {\ mathrm {n}} _ {\ mathrm{硝酸}}\)\乘以100 $ $
（8）

其中n铵和n硝酸分别是介质中铵和硝的摩尔数。NUC的标准误差(SE铵和NUC硝酸由误差传播公式计算。

定量分析了我国无机碳利用的比例Bn植株

在本研究中，除CO外的外部C源2蔗糖是用来干什么的Bn植株。因此，叶δ13的C值Bn植株由δ和δ混合而成13同化无机碳和有机碳的C值。基于双端元同位素混合模型[23，24]，这个方程表示两种不同碳源的利用Bn可按以下方法建立小植株:

$ $ {\ updelta} _ {\ mathrm {T}} = {f} _ {\ mathrm {P}} \ * {\ updelta} _ {\ mathrm {C}} + \离开(1 - {f} _ {\ mathrm {P}} \) \ * {\ updelta} _ {\ mathrm{年代}}$ $
（9)

其中δT叶面是δ13C的值Bn植株生长在混合碳源中，可直接获得。fP被同化的CO的比例是多少2．1 -fP是利用蔗糖的比例。δC是δ13由CO得到的C值2同化。δ年代是δ13由蔗糖同化得到的C值。因此,情商。9)可以改写为Eq. (10)：

f $ $ {} _ {\ mathrm {P}} = \离开({\ updelta} _ {\ mathrm {T}} - {\ updelta} _ {\ mathrm{年代}}\右)/ \离开({\ updelta} _ {\ mathrm {C}} - {\ updelta} _ {\ mathrm{年代}}\右)$ $
（10）

的标准误差(SE)fP由误差传播公式得到。

当植株在混合碳源中生长时，很难直接获得δ年代和δC．获得δ年代,Bn在CO培养基中培养2CO的游离气氛2被苏打石灰吸收，蔗糖是Bn植株。由此可间接获得蔗糖同化的同位素分馏值。蔗糖同化同位素分馏值为2.54±0.13‰(n= 3, SE)为Bn植株。

Bn没有蔗糖的供应，植株无法存活。因此，CO的同位素分馏值2不能直接获得同化Bn植株。获得δC的种子。Bn在不添加蔗糖的MS培养基(20 mM铵，40 mM硝)中生长。培养条件Bn种子和那些完全一样l而且H处理，即，它们在同一时间生长在同一室在同一Erlenmeyer烧瓶，用相同的排气密封膜关闭。经过5周的培养Bn采集幼苗测量δ13C.树叶中的碳只来源于CO2同化为Bn幼苗。因此，叶δ13的C值Bn从种子萌发得到的幼苗可以用来近似δC在这项研究中。因此，δC可间接获得，为-28.05±0.13‰(n= 3, SE)为Bn本研究中的植株。后δT,δ年代和δC我们能计算出来吗fP．然而，无机氮的供给可能会影响植物的光合能力。光合作用能力较低的植物在生长过程中可能消耗更多13C高于光合作用能力强的植物。因此，我们必须承认δC在Bn本研究中无机氮浓度在60 mM以下生长的植株可能小于-28.05‰。因此,fP可能有点高估了Bn植株生长在浓度低于60毫米的无机氮。

叶片的碳氮比

在测定碳含量(CT)和氮(NTCT/ NT可以直接得到叶片的比例。在本研究中，我们量化了吸收C和N的比例Bn植株。因此，碳含量来源于CO2同化(CC)和蔗糖利用率(C年代)可以得到;氮含量来源于硝态氮(NN铵(N一个)。因此，新的C输入的硝酸盐利用效率来自于CO2同化(CC/ NN比值)，由蔗糖利用率(C年代/ NN比值)，由CO衍生的新C输入的铵利用效率2同化(CC/ N一个比值)，由蔗糖利用衍生的新碳投入铵的利用效率(C年代/ N一个比值)可由以下公式计算:

$ $ {\ mathrm {C}} _ {\ mathrm {C}} / {\ mathrm {N}} _ {\ mathrm {N}} \ mathrm{比率}= \压裂{{f} _ {\ mathrm P {} \ * {\ mathrm {C}} _ {\ mathrm {T}}}} {{f} _ {\ mathrm{一}}\ * {\ mathrm {N}} _ {\ mathrm {T}}} = \压裂{{f} _ {\ mathrm {P}}} {{f} _ {\ mathrm{一}}}\ * \压裂{{\ mathrm {C}} _ {\ mathrm {T}}} {{\ mathrm {N}} _ {\ mathrm {T}}} $ $
（11）
$ $ {\ mathrm {C}} _ {\ mathrm{年代}}/ {\ mathrm {N}} _ {\ mathrm {N}} \ mathrm{比率}= \压裂{\离开(1 - {f} _ {\ mathrm {P}} \) \ * {\ mathrm {C}} _ {\ mathrm {T}}} {{f} _ {\ mathrm{一}}\ * {\ mathrm {N}} _ {\ mathrm {T}}} = \压裂{1 - {f} _ {\ mathrm {P}}} {{f} _ {\ mathrm{一}}}\ * \压裂{{\ mathrm {C}} _ {\ mathrm {T}}} {{\ mathrm {N}} _ {\ mathrm {T}}} $ $
（12）
$ $ {\ mathrm {C}} _ {\ mathrm {C}} / {\ mathrm {N}} _ {\ mathrm{一}}\ mathrm{比率}= \压裂{{f} _ {\ mathrm P {} \ * {\ mathrm {C}} _ {\ mathrm {T}}}}{\离开(1 - {f} _ {\ mathrm{一}}\)\ * {\ mathrm {N}} _ {\ mathrm {T}}} = \压裂{{f} _ {\ mathrm {P}}} {1 - {f} _ {\ mathrm{一}}}\ * \压裂{{\ mathrm {C}} _ {\ mathrm {T}}} {{\ mathrm {N}} _ {\ mathrm {T}}} $ $
（13）
$ $ {\ mathrm {C}} _ {\ mathrm{年代}}/ {\ mathrm {N}} _ {\ mathrm{一}}\ mathrm{比率}= \压裂{\离开(1 - {f} _ {\ mathrm {P}} \) \ * {\ mathrm {C}} _ {\ mathrm {T}}}{\离开(1 - {f} _ {\ mathrm{一}}\)\ * {\ mathrm {N}} _ {\ mathrm {T}}} = \压裂{1 - {f} _ {\ mathrm {P}}} {1 - {f} _ {\ mathrm{一}}}\ * \压裂{{\ mathrm {C}} _ {\ mathrm {T}}} {{\ mathrm {N}} _ {\ mathrm {T}}} $ $
(14）

C的标准误差(SE)C/ NN比,CC/ N一个比,C年代/ NN比,和C年代/ N一个比值由误差传播公式计算。

统计分析

数据进行方差分析(ANOVA)。用Tukey 's检验(p< 0.05)。数据以平均值±标准误差(SE)表示。

结果

增长

硝态氮浓度对其生长有显著影响Bn植株。如表所示1在各处理铵态氮浓度保持在20 mM时，增加硝态氮的供给可促进菌体生长Bn植株。此外，叶片生物量Bn随着硝酸盐供给的增加，植株数量显著增加。关于芽的增殖，Bn随着硝态氮浓度的增加，除在最低浓度时外，植株表现无显著差异。一般来说,Bn在所有处理下，植株在芽增殖方面表现良好(表1)．

表1生长参数芸苔属植物显著在硝酸盐处理下培养的植株
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叶绿素浓度

叶绿素浓度Bn植株受硝态氮供给的影响显著。在每处理20 mM铵的条件下，叶绿素浓度Bn植株对硝态氮浓度的增加表现出积极的反应。增加硝酸盐供给量可以促进叶绿素的生物合成Bn植株(表2)．

表2叶绿素浓度芸苔属植物显著在硝酸盐处理下培养的植株
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元素分析Bn植株

叶片含氮量Bn所有处理的植株均在5%以上。施用一定浓度的硝酸盐不能有效提高叶片含氮量Bn植株。如图所示。1，叶氮含量Bn在5 ~ 20 mM的硝量范围内，植株叶片碳含量无显著差异Bn随着硝酸盐的增加，植株没有表现出显著的差异(图。1)．

图1
图1

含氮量(一个)和碳含量(b)的芸苔属植物显著在硝酸盐处理下培养的植株。每个硝态氮处理含有20毫米铵。氮和碳含量分别以占叶干重的百分数表示。均值±SE (n= 3)在相同的图例中，不同的字母后面有显著的差异(Tukey’s test，p< 0.05)

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叶碳同位素比值Bn植株

的δ13C的值Bn植株仅在最低硝酸盐浓度时表现出显著差异。如图所示。2增加硝态氮供给对δ13C的值Bn当硝酸盐浓度在10 ~ 40 mM范围内时，植株的生长状况良好。

图2
图2

的δ13C的值芸苔属植物显著硝酸处理下离体培养的植株。注:每次硝态氮处理含20 mM铵。均值±SE (n= 3)之后的柱状图中不同字母差异显著(Tukey’s test，p< 0.05)

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CO的比例2和蔗糖的利用Bn植株

增加硝酸盐供给量有助于提高CO的比例2利用率为Bn植株(无花果。3.)．而当硝态氮的供给量达到10 mM时，CO的同化并没有提高2为Bn植株。CO的比例2在所有硝态氮浓度下，小麦的利用率均低于蔗糖利用率，表明蔗糖利用率占主导地位Bn植株。但增加硝态氮浓度可降低蔗糖利用的优势。

图3
图3

CO的比例2（一个)和蔗糖(b)由芸苔属植物显著在硝酸盐处理下培养的植株。注:每次硝态氮处理含20 mM铵。误差条由误差传播公式计算

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叶面氮同位素比值Bn植株

的δ15N的值Bn植株培养在H而且l不同硝酸盐浓度下的处理差异很大(图。4)．最小值δ15的N个值l约为-3.0‰，表明δ15土壤中铵同化氮值趋于贫化Bn植株。的δ15N的值Bn硝酸盐浓度对植株生长有显著影响H而且l治疗方法。增加硝酸盐的供应有助于富集15N在Bn植株。

图4
图4

叶面的δ15N的值芸苔属植物显著在硝酸盐处理下培养的植株。注意:(一个叶面δ15N的值芸苔属植物显著植株的l标记的治疗。（b叶面δ。15N的值芸苔属植物显著植株的H标记的治疗。每个硝态氮处理含有20毫米铵。均值±SE (n= 3)在相同的图例中，不同的字母后面有显著的差异(Tukey’s test，p< 0.05)

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硝铵对无机氮同化总量的贡献

硝态氮同化比例不随硝态氮浓度的增加呈线性增加Bn植株(无花果。5)．同化铵的比例有明显的下降趋势Bn当硝态氮浓度从10增加到40 mM时，硝态氮利用率对总无机氮同化的贡献均明显低于铵态氮。铵的同化作用占主导地位Bn在混合氮源中生长的植株。

图5
图5

硝酸盐的贡献(一个)和铵的利用率(b)为总无机氮同化芸苔属植物显著在硝酸盐处理下培养的植株。注:每次硝态氮处理含20 mM铵。误差条由误差传播公式计算

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硝铵利用对叶片含氮量的贡献

植物叶片含氮量(NAA)Bn当每个处理含铵量为20 mM时，植株对增加硝态氮浓度表现出正向反应。如图所示。6随着硝态氮浓度的增加，叶片中氮含量来源于硝态氮同化(NAA硝酸)逐渐增加，叶片中氮含量(NAA铵)也增加了。增加硝态氮的供给可以同时促进硝态氮和铵的同化。乙酰天冬氨酸铵当硝酸盐浓度达到10 mM时增加了一倍以上。

图6
图6

叶片含氮量(NAA)，由硝酸盐同化产生的叶片含氮量(NAA)硝酸)和叶片中铵同化产生的氮量(NAA .铵)芸苔属植物显著在硝酸盐处理下培养的植株。注:每次硝态氮处理含20 mM铵。NAA的误差条硝酸和乙酰天冬氨酸铵是由误差传播公式计算的吗

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研究了土壤硝酸盐和铵的利用系数Bn植株

研究了土壤硝酸盐和铵的利用系数Bn当每个硝态氮浓度为20 mM时，植株对增加硝态氮浓度的响应不同。硝酸盐利用系数(NUC硝酸)的Bn随着硝态氮浓度的增加，植株的铵态氮利用系数(NUC铵)的Bn随着硝酸盐浓度的增加，植株数量明显增加。7)．增加硝态氮的供给量可显著提高硝态氮含量铵的Bn植株，这有助于减少徒劳铵循环。

图7
图7

硝酸盐的利用系数(一个)和铵(b)芸苔属植物显著在硝酸盐处理下培养的植株。注:每次硝态氮处理含20 mM铵。误差条由误差传播公式计算

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叶片的碳氮比

CT/ NT比,CC/ NN比,CC/ N一个比,C年代/ NN比,和C年代/ N一个叶片比例Bn植株(表3.)．CT/ NT硝量为40 mM时，叶片比例有降低的趋势。C年代/ NN率和C年代/ N一个随着硝态氮浓度的增加，叶片比例呈下降趋势。

表3植物叶片碳氮比芸苔属植物显著在硝酸盐处理下培养的植株
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随着硝酸盐浓度的增加，CC/ NN叶片比例先升高后降低C/ N一个叶片比例缓慢增加。如表所示3., C年代/ NN叶片比例高于C年代/ N一个各处理叶片比例;CC/ NN叶片比例也高于CC/ N一个各处理叶片比例。因此，在一定程度上，新C投入硝态氮的利用效率高于铵。

讨论

植物δ15N是N需求和分馏的生理指标，反映了代谢N通量和/或环境影响的变化[31，32］．由于植物对硝酸盐和铵的利用不同，它们表现出不同的δ值15根据N的来源而定[33，34］．在本研究中，δ15的N个值Bn植株表现出较大的差异l- - -H标签治疗(图。4)．叶面的δ15N的值Bn植株由δ和δ混合而成15由于本试验未发生根系形成，同化硝态氮和铵态氮在叶片中的N值。此外，δ15N的值Bn不同处理的植株与基质的植株不同，这表明氮同位素分馏发生在土壤中无机氮的同化过程中Bn植株(30.］．一般情况下，硝酸盐和铵向外界介质的外排以及硝酸盐和铵的同化都会影响氮同位素的辨别[35］．因此，如果我们能够得到同化硝铵的氮同位素分馏值，就有可能量化同化硝铵与δ的比例15无根植株的N值l——或者H标记的治疗方法。然而，当植株生长在混合氮源中时，很难同时获得硝态氮同化和铵态氮同化的氮同位素分馏值。

根据双向稳定氮同位素示踪技术[6]，当采用两种标记稳定氮同位素处理时，无需同时获取硝态氮同化和铵态氮同化的氮同位素分馏值。如Eq. (2)，同化硝酸盐的比例只取决于δTH,δTl,δ一个l和δ一个H．δTH和δTl叶面δ15的N个值Bn在混合氮源中生长的植株可以直接获得。δ一个l和δ一个H可以被叶面δ15在以硝酸盐为唯一氮源的相应培养基中生长的植株的N值。因此,当δTH,δTl,δ一个H和δ一个l确定了，同化硝铵的比例可以量化为Bn植株。同时，同化蔗糖和CO的比例2可以用Eq. (10)Bn植株。结果表明，硝态氮、铵态氮、CO的利用率较低2蔗糖可以同时得到Bn植株。植物叶片总氮和总碳含量Bn在本研究中，植物可以用元素分析仪进行测定。因此，新碳输入的硝铵利用效率来源于CO2同化/蔗糖利用可以用相应的碳氮比表示Bn植株(9］．

一般来说，供氮过多通常伴随着氮素利用效率低[36，37］．如表所示3.，由CO衍生的新C输入的硝酸盐利用效率2同化(如CC/ NN的比例)最低Bn此外，新C输入的硝酸盐利用效率来自于蔗糖的利用(如C年代/ NN比率)也是最低的Bn当硝态氮浓度增加到40 mM时，对幼苗生长不利Bn植株。过量的硝态氮影响了C的同化，从而降低了新C输入的硝酸盐利用效率。有趣的是，新的C输入的最大硝酸盐利用效率来自于CO2在硝酸盐浓度最低的情况下，没有达到同化Bn植株。CC/ NN的比例Bn植株依赖于fP，f一个CT/ NT比率(Eq。11)。C和C相差不大T/ NT的比例Bn当硝酸盐浓度在5 ~ 20 mM范围内时，植株的生长状况会有所改善C/ NN的比例Bn植株主要依赖fP而且f一个当硝酸盐浓度在5 ~ 20 mM范围内时，3.,fP的Bn当硝态氮浓度从5 mM增加到10 mM时，植株生长明显增加f一个的Bn当硝酸盐浓度为10 mM时，植株最低。5)．结果，Bn植株C含量最高C/ NN因此，适当浓度的硝酸盐(10 mM)有助于增强C汇Bn植株。

在每处理铵量为20 mM的条件下，增加硝态氮浓度有助于提高硝态氮同化率Bn当其浓度在10 ~ 40 mM范围内时，可使植株生长缓慢。5)．然而，即使硝酸盐的浓度是铵的两倍，同化硝酸盐的最大比例也仅为0.35左右。这些结果表明，冬小麦叶片含氮量较低Bn植株主要是由铵的同化而来。铵的同化在所有处理中占主导地位Bn，这可能是由于同化铵的能量成本低于同化硝酸盐[38，39］．一般来说，同化一个硝酸盐分子需要消耗20个ATP，而同化一个铵分子只需要5个ATP [38］．因此，对于生长在混合氮源中的植株来说，吸收1 mol氮所需的能量消耗在5 - 20 mol ATP的范围内。同化硝酸盐的比例达到最小值(约为0.2)Bn因此，我们可以得出，吸收1 mol氮的最小能量消耗约为8 mol ATPBn植株生长在含20毫米铵的混合氮源中。因此，量化硝态氮和铵态氮的同化比例有助于揭示混合氮源下植株同化氮的能量效率。

当铵的浓度很高时，植物通常会发生铵中毒[2，40］．然而，铵的毒性可以通过添加硝酸盐来减轻[1，2，3.或外源C源[41，42］．如表所示1在每处理铵量为20 mM的条件下，生物量增加Bn当硝酸盐浓度在5 ~ 20 mM范围内时，植株无显著变化Bn当硝酸盐浓度仅为5 mM时，植株的生长没有受到明显的抑制，这可能与同化硝酸盐的比例较高有关(图5)。5)．最近的一项研究表明，过度铵同化引起的酸性应激是铵中毒的主要原因[43］．如图所示。1，叶氮含量Bn植株数在各处理中均较高(高于5%)。因此，相对较高比例的同化硝酸盐有助于缓解酸性应激，因为硝酸盐的同化伴随着质子的消耗[43］．此外，充足的蔗糖供应也有助于缓解铵中毒Bn植株(41，42］．增加硝酸盐浓度在一定程度上促进了植物的生长Bn植株。因此，C代谢可能受到硝酸盐浓度的影响Bn植株。

的增长Bn植株依赖于CO2同化和蔗糖利用。被同化CO的比例2可指示光自养程度(即光合能力)[7］．如图所示。3.， CO被同化的比例2在最低硝酸盐浓度(5 mM)下明显低于其他硝酸盐浓度。CO占比最低2同化表明光合能力最弱。光合能力差的Bn以最大铵硝比(铵20 mM，硝5 mM)饲养的植株可能是由于叶绿素严重缺乏，因为叶片中叶绿素含量低通常限制了植物的光合能力[44］．

叶绿素含量通常与叶氮含量呈正相关，因为大部分叶氮存在于叶绿体中[45］．叶片含氮量Bn硝态氮浓度在5 ~ 20 mM范围内，植株生长速率相对较高(在5%以上)，植株生长速率基本相同(图2)。1)．然而，叶绿素含量Bn5 mM硝态氮浓度下的植株明显低于其他硝态氮浓度下的植株2)．叶绿素含量最低的Bn5 mM硝酸盐下的植株可能与过量铵同化引起的酸性胁迫有关[43］．酸性胁迫可导致植物镁积累明显下降[46］．充足的硝酸盐供应可显著缓解酸性胁迫，而不足的硝酸盐供应可能无法有效缓解酸性胁迫[47］．因此，我们推测，当硝酸盐浓度仅为5 mM时，镁极限可能会抑制叶绿素的生物合成。

随着硝态氮浓度的增加，叶片中氮素含量由硝态氮同化(NAA硝酸)逐渐增加(图。6)，说明硝酸盐浓度的增加促进了硝酸盐的同化。硝态氮主要通过nrt运输，以2H运输为主+/ 1没有3.−同向转运(48，49］．因此，提高硝态氮浓度可以缓解铵态氮过度同化引起的酸性胁迫。因此，由于硝酸盐浓度的增加，叶绿素的生物合成得到了改善(表2)2)．之前的一项研究发现，叶绿素浓度的增加通常会导致能量的增加和功率的降低[50］．然而，我们并没有发现，光合作用能力Bn植株与叶绿素浓度呈线性关系。如图所示。3.的光合能力Bn当硝酸盐浓度为10 mM和20 mM时，植株的光合能力基本相同Bn当硝态氮浓度从10 mM增加到20 mM时，植株植株数量并没有增加，这可能是由于同化硝态氮的比例增加所致。5)．硝态氮同化比例的增加消耗更多的能量和降低功率。总的来说，叶绿素浓度的增加可能有助于提高光合能力。

众所周知，当铵的供应浓度过高时，会发生徒劳的铵循环，导致巨大的能量损失[51，52，53］．铵的无效循环程度可由硝态氮浓度[1］．我们的结果表明，增加硝酸盐浓度明显促进铵的同化(图。6)．铵的同化作用增强，减少了铵的无谓循环。一般来说，过度的铵同化会促进酸性应激，这被认为是铵中毒的主要原因[43］．然而，增加硝态氮的供给不仅促进了铵的同化，而且增强了硝态氮的同化(图1)。6)．同化铵的比例逐渐降低Bn当硝态氮浓度从10 mM增加到40 mM时，植株的硝态氮含量降低+并导致羟基离子的产生[38］．因此，铵毒性的缓解可能是由于硝酸盐还原过程减少了无谓的铵循环和缓解了酸性应激。

C、N代谢的有效协调有助于植物的最佳生长[54］．因此，增长Bn当硝态氮浓度达到10 mM时，植株得到了改善，这可能是由于每摩尔氮同化消耗的能量最小，无效铵循环减少，光合能力提高。一般来说，增加硝酸盐浓度有助于促进生长Bn植株。在有效管理无机氮供应的基础上，有必要了解在培养基中生长的植株对硝酸盐和铵的利用系数。因此，量化硝态氮和铵态氮的利用系数有助于优化植株的无机氮供给。如图所示。7，硝态氮利用系数不随硝态氮浓度的增加而增加。同时，当硝态氮浓度从10 mM增加到20 mM时，铵的利用系数并没有明显增加(图1)。7)．此外，植物的光合能力Bn当硝态氮浓度从10增加到20 mM时，植株数量也不增加，因此，在20 mM铵的基础浓度下，提供10 mM硝态氮是提高小麦氮素利用效率的最佳组合浓度Bn增长。

结论

基于双向稳定氮同位素示踪技术，可以定量测定同化硝铵的比例Bn在不同铵硝比下生长的植株。吸收1 mol N的最低能量消耗约为8 mol ATPBn植株生长在含20毫米铵的混合氮源中。蔗糖和CO的利用比例2是否可以用两个端元同位素混合模型定量Bn在不同铵硝比下生长的植株。量化了硝铵、蔗糖和CO的利用比例2有助于揭示来自CO的新C输入在铵/硝酸盐利用效率上的差异2在不同铵硝比下生长的植株中，同化/蔗糖利用提供了一种新的见解，即硝酸盐依赖性的铵毒性缓解可能归因于铵同化的刺激，从而减轻了徒劳的铵循环。我们还假设硝酸盐可以增强光合作用，通过硝酸盐还原过程缓解酸性胁迫。

数据和材料的可用性

本研究期间产生或分析的所有数据均包含在本文及其附加文件中1S1:表。

参考文献

  1. 八谷T，渡边CK，藤本M，等。硝态氮的添加可在不降低拟南芥幼苗铵积累、有机酸消耗和无机阳离子消耗的情况下减轻铵毒性。植物细胞学报，2012;53(3):577-91。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  2. Britto DT, Kronzucker HJ。NH4+高等植物的毒性:述评。植物生理学报，2002;32(6):369 - 369。

    文章中科院谷歌学者

  3. Roosta HR, Schjoerring JK。硝、钾对黄瓜铵毒性的影响。植物营养学报。2008;31(7):1270-83。

    文章中科院谷歌学者

  4. 一种改进的烟草组织培养快速生长和生物测定培养基。杂志杆菌。1962;15:473 - 97。

    文章中科院谷歌学者

  5. George EF, Hall MA, De Klerk GJ。植物组织培养基的成分I:宏观和微观营养成分。作者:George EF, Hall MA, De Klerk GJ，编辑。植物组织培养繁殖。多德雷赫特:荷兰施普林格;2008.p . 65 - 113。

    谷歌学者

  6. 张凯，吴奕云，杭浩涛。NO的差异贡献3.−/ NH4+对两种芸苔科植物试管苗无机氮供给变化的响应。工厂方法。2019;15:86。

    文章中科院PubMed公共医学中心谷歌学者

  7. Serret MD, Trillas MI, Matas J，等。不同封闭类型、光照和蔗糖浓度对栀子试管苗微繁殖及随后驯化过程中碳同位素组成和生长的影响。植物细胞学报1997;47(3):217-30。

    文章谷歌学者

  8. 施密特O, Netto AT，施密特ER，等。光质量、蔗糖浓度和通风条件下体外培养的“金”木瓜光合能力、生长和水分关系植物物理理论试验2015;27(1):7-18。

    文章谷歌学者

  9. 胡勇，盖瑞，索兰那亚卡那纳哈利瑞。心叶柳C、N同位素识别的基因型变异提示其局部适应性。树杂志。2022;42(1):32-43。

    文章PubMed谷歌学者

  10. Denton TM, Schmidt S, Critchley C，等。大麻中稳定碳氮同位素的自然丰度反映了生长条件。植物功能生物学2001;28:1005-12。

    文章谷歌学者

  11. 帕斯夸尔，罗丹J，维拉尔JM，等。稳定碳氮同位素比值作为桃树水分状况和氮素效应的指标。Sci Horticul。2013;157:99-7。

    文章中科院谷歌学者

  12. 崔文杰，李淑梅，罗HM，等。自然15玉米和用尿素和堆肥猪粪改良的土壤的氮丰度。土壤植物。2002;245:223-32。

    文章中科院谷歌学者

  13. 崔文杰，郭志华，林士生，等。合成肥料和畜粪对δ的影响不同15氮在农业景观中的应用研究进展。农业生态环境学报，2017;237:1-15。

    文章谷歌学者

  14. Fuertes-Mendizábal T, Estavillo JM, Duñabeitia MK，等。15氮素自然丰度证明面包小麦后期施氮可以更好地利用氮源。植物科学，2018;9:853。

    文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  15. 胡勇，盖路。近稳态水培条件下木质部液中总氮和硝态氮的同位素组成和浓度。植物细胞环境学报，2020;43(9):2112-23。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  16. nedoba J, Sigman D, Harrison P.同位素分馏在藻硝同化过程中的作用机制15N /14N细胞内硝酸盐。J Phycol。2004;40:517-22。

    文章中科院谷歌学者

  17. Tcherkez G, Farquhar GD。二十年后植物硝酸盐还原酶的同位素分馏。功能性植物生物学2006;33:531-7。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  18. Karsh KL, Granger J, Kritee K，等。真核同化硝酸还原酶能将N和O的同位素以接近统一的比率分馏。环境科学技术，2012;46:57 - 35。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  19. 杨山等，王晓燕，王晓燕，等。用菠菜叶谷氨酰胺合成酶分离氮同位素。植物细胞物理，1993;34:489-91。

    中科院谷歌学者

  20. Evans RD, Bloom AJ, Sukrapanna SS，等。番茄的氮同位素组成。简历。T-5)生长在铵或硝营养下。植物细胞环境。1996;19:1317-23。

    文章谷歌学者

  21. 饲喂低浓度铵态氮和硝态氮的白云杉氮同位素识别。树木。2005;19:89 - 98。

    文章中科院谷歌学者

  22. Hang HT, Wu YY。双向稳定碳同位素示踪剂对光合作用无机碳利用的定量研究。Acta Geochim。2016;35(2):130 - 7。

    文章中科院谷歌学者

  23. 饶松，吴勇。喜树幼苗根系碳酸氢盐同化对水分亏缺的响应。Photosynth研究》2017;134(1):59 - 70。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  24. 谢TX，吴YY。生物岩溶系统及其碳汇对pH值变化的响应:微藻模拟实验。地球化学地球物理学。2017;18:827-43

    文章中科院谷歌学者

  25. Bouchet AS, Laperche A, Bissuel-Belaygue C，等。油菜氮素利用效率研究2016;36:38。

    文章中科院谷歌学者

  26. 引用本文:王晓燕，王晓燕，王晓燕。三种酚酸对豇豆幼苗叶绿素含量和离子吸收的影响。化学与生态学报1986;12:221-7。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  27. Yousfi S, Serret MD, Araus JL。δ的比较响应13C,δ18O和δ15在营养和生殖阶段暴露于盐下的硬粒小麦的氮含量。植物细胞环境学报，2013;36:1214-27。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  28. Cárdenas-Navarro R, Adamowicz S, Robin P.番茄幼苗日硝酸盐吸收:基于反馈模型的试验。J Exp Bot 1998; 49:721-30。

    文章谷歌学者

  29. 马德平，郭志刚，刘文华，等。富硝烟草叶片氮代谢日变化的直接原因是:在光照前期，硝态氮还原速率与硝态氮吸收速率和铵态氮代谢速率之间存在较大的不平衡。植物细胞环境学报，2001;24(2):177-90。

    文章中科院谷歌学者

  30. 张凯，吴媛媛。的δ15不同硝态氮浓度下芥菜和甘蓝型油菜试管苗增殖期的N响应和硝酸盐同化Acta Geochim。2017;36:190-7。

    文章中科院谷歌学者

  31. 全株和器官水平的氮同位素识别表明拟南芥敲除系氮的同化、通量和分配发生了改变。杂志杆菌。2013;149:249-59。

    文章中科院谷歌学者

  32. 引用本文:LA kalcits, Buschhaus HA, Guy RD.氮同位素识别作为植物中氮通量、同化和分配的综合测量方法。杂志杆菌。2014, 151(3): 293 - 304。

    文章中科院谷歌学者

  33. kalcits LA, Guy RD.量化木本植物扦插中存在的氮向新生长的迁移15N在自然丰度。工厂方法。2013;27。

    文章中科院PubMed公共医学中心谷歌学者

  34. 黄文华，李文华，李文华，等。δ的种间变异15三种生长在硝态氮或铵态氮环境中的树种。树木。2015;29:1069 - 78。

    文章中科院谷歌学者

  35. 李文华，李文华，李文华，等。利用氮同位素识别估算的氮通量变化与balsamifera L.植物细胞环境的独立测量方法相对应。2016;39:310-9。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  36. 毕迪，安贝萨，朱昆，等。不同氮肥条件下田间和生长室内春大麦氮肥利用效率的研究安机器人。2010;105(7):1171 - 82。

    文章PubMed公共医学中心谷歌学者

  37. Djidonou D, Leskovar DI。水培莴苣生长、氮营养和产量的季节变化。HortScience。2019年,54(1):76 - 85。

    文章中科院谷歌学者

  38. 王晓燕，王晓燕，王晓燕，等。植物硝酸盐和铵的营养。植物生理生物学1987;25:805-12。

    谷歌学者

  39. 郭松，周勇，沈强，等。铵和硝营养对高等植物生长、光合作用、光呼吸和水分关系等生理过程的影响。植物医学杂志。2007;9:21-9。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  40. Boschiero BN, Mariano E, Azevedo RA，等。硝铵比对甘蔗生长、营养和代谢的影响。植物生理与生物学报2019;139:246-55。

    文章中科院谷歌学者

  41. Roosta HR, Schjoerring JK。根碳富集可减轻黄瓜铵中毒。植物营养学报。2008;31(5):941-58。

    文章中科院谷歌学者

  42. de la Peña M, González-Moro MB, Marino D.提供碳骨架以维持根中酰胺的合成，强调短柄草二achypodium disachyon在研究谷物铵胁迫方面的适用性。AoB植物。2019;11 (3):plz029。

    文章PubMed公共医学中心中科院谷歌学者

  43. 王晓燕，王晓燕，王晓燕，等。塑性谷氨酰胺合成酶对拟南芥铵的过度同化会引起氨中毒。Nat Commun。2021;12(1):1 - 10。

    文章中科院谷歌学者

  44. Filella I, Serrano L, Serra J，等。用冠层反射率指数和判别分析法评价小麦氮素状况。作物科学。1995;35(5):1400 - 5。

    文章谷歌学者

  45. 穆晓，陈莹。光合作用对缺氮的生理响应。植物物理与生物学报，2021;158:76-82。

    文章中科院谷歌学者

  46. 波色J, Babourina O, Shabala S，等。拟南芥的低ph和耐铝性与较高的胞质镁含量和植物根系对镁的吸收有关。植物细胞学报，2013;54(7):1093-104。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  47. 方潇铮，田文华，刘xx，等。拟南芥中硝酸盐吸收对质子毒性的缓解作用主要依赖于硝酸盐转运蛋白1.1。新植醇。2016;211(1):149 - 58。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  48. 米勒AJ，史密斯SJ。谷物根系细胞中硝酸盐的转运与分隔。J Exp Bot 1996; 47:843-54。

    文章中科院谷歌学者

  49. 冯慧敏，范晓瑞，Miller AJ，等。植物氮吸收与同化:调节细胞pH内稳态。科学通报，2020;71(15):4380-92。

    文章中科院PubMed公共医学中心谷歌学者

  50. 蔡田，中泽A，赤崎H，等。拟南芥中藻细胞色素c6基因的表达增强了光合作用和生长。植物细胞杂志。2007年,48(7):948 - 57。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  51. Kronzucker HJ, Britto DT, Davenport RJ，等。铵的毒性和真正的运输成本。植物学报，2001;6(8):335-7。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  52. Szczerba MW, Britto DT, Balkos KD等。钾能缓解质膜上铵的快速、无效循环+NH的-敏感和不敏感组分4+交通工具。实验学报2008;59(2):303-13。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  53. 植物线粒体电子传递链对氮源的综合响应。植物细胞学报2011;30:195-204。

    文章中科院PubMed谷歌学者

  54. 路易斯·CE，诺克托·G，考斯顿·D等。叶片同化物分配的调控。功能性植物生物学2000;27:507-19。

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下载参考

确认

作者在此感谢中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室的技术人员在测量δ过程中给予的技术帮助15N和δ13C，特别是景甜和宁安。

资金

基金资助:国家重点研发计划项目(2016YFC0502607)、国家重点研发计划项目(2021YFD1100300)、贵州省科技创新人才计划项目(2016YFC0502607);(2016) 5672)。

作者信息

作者和联系

  1. 贵州师范大学喀斯特科学学院/国家喀斯特荒漠化防治工程技术研究院，贵阳550001

    Kaiyan张

  2. 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室，贵州省贵阳市官山湖区临城西路99号，550081

    张燕友吴

  3. 贵州农业职业学院农业工程系，清镇551400

    苏玥，李海涛

作者
  1. Kaiyan张
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  2. 张燕友吴
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  3. 悦苏
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  4. 等李
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贡献

吴莹莹和张倩莹构思并设计了这个实验。K.Y. Zhang完成了大部分的实验。H.T. Li进行了部分实验。张凯英和苏莹莹进行了分析。张凯英和吴莹莹撰写了手稿。作者(们)阅读并批准了最终稿。

相应的作者

对应到张燕友吴．

道德声明

伦理批准和同意参与

在本研究中，对植物(无论是栽培的还是野生的)的实验研究和实地研究，包括植物材料的收集，符合相关的机构、国家和国际指南和立法。

同意出版

不适用。

相互竞争的利益

作者声明他们没有利益冲突。

额外的信息

出版商的注意

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补充信息

附加文件1:表S1

．的叶干重芸苔属植物显著在硝酸盐处理下培养的植株。

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张凯、吴、杨、苏、杨。et al。定量测定硝酸盐利用和CO的意义2同化的芸苔属植物显著不同铵硝比下的离体植株。BMC植物杂志22392(2022)。https://doi.org/10.1186/s12870-022-03782-8

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关键字

  • 铵
  • 双向稳定同位素示踪剂
  • 同位素混合模型
  • 硝酸
  • 氮同化
  • 氮利用效率

BMC植物生物学

ISSN: 1471 - 2229

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