Tracing nitrate uptake by plants using the natural stable isotopes
Tracing nitrate uptake by plants using the natural stable isotopes
批准号:
22651001
负责人:
TSUNOGAI Urumu
金额:
$2.25万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份:
2010
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2010 至 2011
中文摘要
硝态氮(NO_3^-)是植物必需的营养物质。一般认为植物只能通过根组织获得NO_3^-。然而,由于大气中大量的NO_3^-(NO_3^-_<atm>)通过湿沉降和干沉降的方式沉积在地表,部分植物在一定程度上可以通过叶片组织获得NO_3^-。然而,在以往的研究中,对NO_3^-_<atm>的直接同化难以明确和量化。三氧同位素组成(Δ^<17>O≦Δ^<17>O -0。NO_3^-的52×δ^<18> O)可以作为一种有用的示踪剂来量化NO_3^-_<atm>在植物总NO_3^- - (NO_3^-_<植物>)中的混合比例。这是因为NO_3^-_<atm>是巨大的^<17> O异常(Δ^<17O>>)的唯一来源,这是由于^<17> O富集臭氧对O原子的贡献。土壤中生物再矿化NO_3^- (NO_3^-_<soil>)的^<17> O异常较小(Δ^<17> O=0)。此外,在沉积后同位素分馏过程中,Δ^<17> O值是稳定的,而NO_3^-_<植物>的Δ^< 15> N和Δ^< 18> O值是可变的。因此,通过测定NO_3^-_<plant>的theΔ^<17> O值,可以估计NO_3-_<atm>在植物各组织中的贡献,验证植物是否同化NO_3^-_<atm>。为了明确NO_3^-的直接吸收作用,我们在北海道大学校园森林地面采集的莎草各组织(叶、茎、根)中NO_3^-_<植物>的determinedΔ^<17> O值。在叶片中发现了较大的^<17> O异常(Δ^<17> O= +2 ~ +13‰),而在茎和根中发现了较小的^<17> O异常(Δ^<17> O= 0 ~ +6‰)。因此,我们认为叶片中含有一定程度的NO_3^-_<atm>。此外,虽然theΔ^<17>的O值在茎和根中是稳定的,但^<18>的O浓度大于10‰表明NO_3^-_<土壤>在茎和根中有同化作用。相反,在叶片中观测到的betweenΔ^<17> 0和δ<18>^ 0 0的线性相关值表明叶片内NO_3^-<atm>和NO_3^-_<soil>之间存在混合。此外,生长季节的^<18> o富集趋势表明叶片内同化的进展。综上所述,我们在植物体内发现了NO_3^-_<atm>,说明植物在一定程度上吸收了通过叶片获得的NO_3^-_<atm>。少
英文摘要
Nitrate(NO_3^-) is an essential nutrient for plants. In general, it is assumed that plants obtained NO_3^-only through their root tissues. However, some plants could obtain NO_3^-though leaf tissues to some extent, because significant quantities of atmospheric NO_3^-(NO_3^-_<atm>) deposit onto earth surface through wet and dry deposition. However, it was difficult to clarify and to quantify the direct NO_3^-_<atm> assimilation in past studies. The triple oxygen isotopic composition(Δ^<17>O≦δ^<17> O-0. 52×δ^<18> O) of NO_3^-can be a useful tracer to quantify the mixing ratios of NO_3^-_<atm> within total NO_3^-in plants(NO_3^-_<plant>). This is because NO_3^-_<atm> is the only source of the large^<17> O anomaly(Δ^<17O>> 0) due to the O atom contribution from^<17> O-enriched ozone. In contrast, re-mineralized NO_3^-produced biologically in a soil(NO_3^-_<soil>) shows little^<17> O anomaly(Δ^<17> O=0). Furthermore,Δ^<17> O values are stable during the post-depositional isotopic fractionat … More ion processes such as assimilation, whereas bothδ^<15> N andδ^<18> O values of NO_3^-_<plant> are variable. Therefore, the determination on theΔ^<17> O values of NO_3^-_<plant> allows us to estimate the contribution of NO_3-_<atm> in each plant tissue and to verify whether plants assimilate NO_3^-_<atm> or not. To clarify the direct NO_3^-assimilation, we determinedΔ^<17> O values of NO_3^-_<plant> in each tissue(leaf, stem and root) of Sasa, which was collected at forest floors located in campuses of Hokkaido University. We found large^<17> O anomaly in leaves(Δ^<17> O=from+2 to+13‰), whereas little^<17> O anomaly in stems and roots(Δ^<17> O=from 0 to+6‰). Therefore, we concluded the leaves contained NO_3^-_<atm> to some extent. Besides, while theΔ^<17> O values were stable in the stems and roots, the^<18> O-enrichments more than 10‰suggest the assimilation of NO_3^-_<soil> in the stems and roots. In contrast, the linear correlation betweenΔ^<17> O andδ<18>^O0values observed in leaves suggest mixing between NO_3^-<atm> and NO_3^-_<soil> within leaves. Furthermore, the^<18> O-enrichment trend during the growth seasons suggests the progress of assimilation within leaves. In conclusion, we found NO_3^-_<atm> within the plant and clarified that the plants assimilate NO_3^-_<atm> obtained through leaves to some extent. Less
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地球と宇宙の化学事典
地球与空间化学百科全书
DOI:
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发表时间:
2012
期刊:
影响因子:
--
作者:
[今井章雄, その他, 丸岡照幸]
通讯作者:
丸岡照幸
硝酸の三酸素同位体組成を指標に用いた水環境中の窒素循環の定量化:非培養・現場型の窒素同化速度定量法開発
使用硝酸的三氧同位素组成作为指标来量化水生环境中的氮循环:开发一种非培养的原位方法来量化氮同化速率
DOI:
--
发表时间:
2011
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Ryohei Katayama, Toshiyasu Ishioka, Shinji Takada, Ritsuko Takada, Naoya Fujita, Takashi Tsuruo, and Mikihiko Naito, 角皆潤,小松大祐,中川書子]
通讯作者:
角皆潤,小松大祐,中川書子
生物窒素固定における溶存態の固定窒素生産
生物固氮中溶解固定氮的产量
DOI:
--
发表时间:
2010
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Tsunogai, U., Daita, S., Komatsu, D.D., Nakagawa, F., Tanaka, A., Sumie Koike, 今野祐多・角皆潤・小松大祐・代田里子・伊豆田岳志・中川書子・津田敦・松井崇人・Y-J. Eum・鈴木光次]
通讯作者:
今野祐多・角皆潤・小松大祐・代田里子・伊豆田岳志・中川書子・津田敦・松井崇人・Y-J. Eum・鈴木光次
DOI:
10.5194/bg-8-687-2011
发表时间:
2011-03
期刊:
Biogeosciences
影响因子:
4.9
作者:
[U. Tsunogai;S. Daita;D. Komatsu;F. Nakagawa;A. Tanaka]
通讯作者:
U. Tsunogai;S. Daita;D. Komatsu;F. Nakagawa;A. Tanaka
地球惑星科学入門
地球与行星科学概论
DOI:
--
发表时间:
2010
期刊:
影响因子:
--
作者:
[松枝大治, 渡辺寧(分担執筆), 松枝大治(分担執筆)]
通讯作者:
松枝大治(分担執筆)
共 16 条
Quantifying nitrate dynamics in lakes using the triple oxygen isotopes as tracers
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批准号:24651002
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项目类别:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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资助金额:$2.58万
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财政年份:2012
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负责人:TSUNOGAI Urumu
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依托单位:
Determination on the photochemical reaction path from NO to nitrate in eastern Asian troposphere by using the triple oxygen isotopes as tracers
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批准号:23241001
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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资助金额:$20.97万
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财政年份:2011
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负责人:TSUNOGAI Urumu
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依托单位:
Tracing the fate of atmospheric nitrate deposited onto the ecosystem using the triple oxygen isotopes as tracers
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批准号:20310003
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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资助金额:$11.9万
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财政年份:2008
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负责人:TSUNOGAI Urumu
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依托单位:
国内基金
海外基金
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CMA快速更新循环同化预报模式对流系统预报误差溯源及模式改进研究
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批准号:JCZRLH202601860
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:
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依托单位:
电离层数据同化技术研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:汪四成
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依托单位:
融合风云卫星数据同化与人工智能的金沙江上游融雪径流预测及机理研究
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批准号:JCZRLH202602092
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:
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依托单位:
运动员食源性、药源性蛋白同化制剂和糖皮质激素的监测研究
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批准号:JCZRLH202601706
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:
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依托单位:
湖南极端暴雨预报中雷达反射率偏差订正与同化应用研究
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批准号:2026JJ80887
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:周长青
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依托单位:
多源大气环境监测数据智能融合与同化关键技术开发
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:武扬
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依托单位:
电针围刺干预肠癌胶原重塑降低基质刚度协同化疗增效的机制研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:邱钰芹
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依托单位:
基于多源数据融合的浙江省冬季多相态降水识别及反演技术研究
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批准号:ZJMY25D050045
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:康丽莉
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依托单位:
针刺协同化疗联合免疫检查点抑制剂治疗EGFR突变阳性晚期NSCLC的多中心随机对照临床研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:张海波
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依托单位:
海冰-海洋强耦合同化对极地海冰预测的
影响研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2025
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负责人:罗昊
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依托单位: