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运用稳定氮同位素模型解析杨柳科植物氮代谢过程
编号：351
访问权限：私有
更新：2023-04-20 22:25:50
浏览：219次
口头报告
报告开始：2023年05月06日 17:10（Asia/Shanghai）
报告时间：15min
所在会场：[4A] 4A、生态与可持续发展 [4A-1] 4A-1 生态与可持续发展
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摘要
杨柳科植物广泛分布在温带生态系统中，是重要的木本作物，但它们的生长取决于充足的水和氮素的供应。基于稳定氮同位素丰度(d15N)的瑞利分馏原理，构建了一款氮同位素质量平衡(IMB)模型，用于预测植物根系吸收效率、根部无机氮合成以及无机氮向地上部分的转运，并结合环境探究植物氮素吸收合成对环境的适应性，主要发现：
1. 生态学研究中常将植物叶片的d15N等同于土壤中的d15N, 认为根系附近的有效氮被完全吸收合成，因此没有发生同位素分馏, 该假说忽略了植物根系氮渗出是一个普遍现象。通过分析水培毛果杨 (Populus trichocarpa)的木质部汁液氮同位素数据，发现由根系转运到地上部分的氮主要包括无机氮（15N较高）与有机氮（14N较高）两种形式。叶片d15N与土壤d15N近似的原因，是由于转运过程中无机氮的15N和有机氮的14N两者相互抵消，进而总氮的分馏效应趋于0，而非根系完全吸收的原因。根据的上述实验室数据，校正IMB模型计算参数，主要包括氮合成酶的同位素分馏系数，无机氮的吸收效率与有机氮合成速率等 (Hu & Guy, 2020);
2. 通过分析野外采集和温室水培的34个不同种群的灌木柳 (Salix eriocephala) 的叶片碳氮同位素数据，发现种群间、个体间的差异明显，与环境因子的相关性分析发现：叶片中的d15N以及IMB模型计算的根系无机氮的吸收效率与环境中的年降水和年均温的显著相关，而叶片中的d13C则与生长季显著相关，这说明植物叶片中的碳氮同位素可以体现对环境的适应过程( Hu et al., 2022);
3. 通过种群生态学的方式，并结合IMB模型系统分析106个种群毛果杨的种内氮代谢差异，发现与柳树类似的结果，即根系氮同位素主要与环境中的降水量相关。经全基因组关联分析发现植物叶片d15N与根系生长调控相关的基因显著相关，说明植物氮循环研究中应更多关注根系生长发育与调控 (unpublished）。
关键词
氮同位素,模型,氮素利用效率
报告人
胡义
中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所稿件作者
全部评论
重要日期
-
会议日期
05月05日
2023
至05月08日
2023
-
03月31日 2023
初稿截稿日期
-
05月25日 2023
注册截止日期
主办单位
青年地学论坛理事会
中国科学院青年创新促进会地学分会
中国科学院青年创新促进会地学分会
承办单位
武汉大学
中国科学院精密测量科学与技术创新研究院
中国地质大学（武汉）
中国科学院精密测量科学与技术创新研究院
中国地质大学（武汉）
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