1.植物β-CAS与ST对KCN代谢的贡献率的估算方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:在多个营养液中分别置入相同数量的植物幼苗,形成多个处理组;一部分处理组营养液中加入不同含量的KCN,构成多个KCN处理组;另一部分处理组营养液中先加入一定质量的ACC,再加入不同含量的KCN,构成多个KCN+ACC处理组;每个处理组中KCN对植物幼苗进行2天短期胁迫;
步骤2:测定每个处理组短期胁迫前后营养液的KCN含量,以及短期胁迫后植物幼苗体内的CN-含量以及SCN-含量;测定每个处理组短期胁迫后的植物幼苗体内调控β-CAS和ST的相关基因的差异表达水平;
步骤3:根据每个处理组短期胁迫前后营养液的KCN含量、短期胁迫后植物幼苗体内的CN-含量得到每个处理组植物幼苗对KCN的代谢量;根据每个处理组植物幼苗对KCN的代谢量,得到每个处理组植物幼苗对KCN代谢的速率;
步骤4:每个处理组的植物幼苗水培反应体系等效为植物水培全混生物反应器,根据每个处理组营养液中KCN的浓度、植物幼苗的蒸腾量、KCN在植物水培全混生物反应器中的衰减速率常数、植物水培全混生物反应器的体积,构建不包含空间变量的植物水培全混生物反应器对KCN代谢的微分方程;
步骤5:根据各处理组植物水培全混生物反应器对KCN代谢的微分方程,得到各处理组营养液中KCN浓度与时间的关系,再根据质量换算得到各处理组植物水培全混生物反应器对KCN的代谢量与时间的关系;根据各KCN处理组和各KCN+ACC处理组植物水培全混生物反应器对KCN的代谢量与时间的关系,得到估算植物β-CAS与ST对KCN代谢的贡献率的物质平衡方程;
步骤6:每个处理组植物幼苗对KCN的代谢量由β-CAS对KCN的代谢量与ST对KCN的代谢量组成;每个处理组植物幼苗ST对KCN的代谢量根据植物幼苗体内产生的SCN-总量得到;植物幼苗体内产生的SCN-总量由植物幼苗体内的SCN-累计量与植物幼苗对SCN-的代谢量构成;每个处理组植物幼苗体内的SCN-累计量为步骤2测定的短期胁迫后植物幼苗体内的SCN-含量;
以0.5μg为步长单位设置各KCN处理组植物幼苗对SCN-的代谢量的数值,以植物幼苗体内的SCN-累计量为中间条件,当计算到各KCN处理组中β-CAS或ST对KCN的代谢量为最大值停止计算;
以0.5μg为步长单位设置各KCN+ACC处理组植物幼苗对SCN-的代谢量的数值,以植物幼苗体内的SCN-累计量为中间条件,当计算到各KCN+ACC处理组中β-CAS或ST对KCN的代谢量为最大值停止计算;
根据KCN+ACC处理组中β-CAS或ST对KCN的代谢量总是大于KCN处理组中β-CAS或ST对KCN的代谢量,得到植物β-CAS与ST对KCN代谢的贡献率的范围,完成植物β-CAS与ST对KCN代谢的贡献率的估算。
2.根据权利要求1所述的植物β-CAS与ST对KCN代谢的贡献率的估算方法,其特征在于,步骤2还包括,根据测定的所述每个处理组短期胁迫后的植物幼苗体内调控β-CAS和ST的相关基因的差异表达水平,得到同一胁迫浓度下KCN+ACC处理组植物幼苗体内调控β-CAS和ST的相关基因的差异表达水平高于KCN处理组。
3.根据权利要求1所述的植物β-CAS与ST对KCN代谢的贡献率的估算方法,其特征在于,步骤3中,每个所述处理组植物幼苗对KCN代谢的速率为短期胁迫时间内每个处理组对KCN的代谢量与每个处理组植物幼苗鲜重的比值。
4.根据权利要求1所述的植物β-CAS与ST对KCN代谢的贡献率的估算方法,其特征在于,步骤4中,所述不包含空间变量的植物水培全混生物反应器对KCN代谢的浓度微分方程,如下式所示:式中,C(t)表示t时营养液中KCN的浓度,单位是μg/mL;β表示修正系数;Q表示植物幼苗的蒸腾量,单位是g/h;Ci表示营养液中KCN的起始浓度,单位是μg/mL;k表示KCN在植物水培全混生物反应器中的衰减速率常数,单位是h-1;V表示植物水培全混生物反应器的体积,单位是mL;t表示时间,单位是h;e是自然常数。
5.根据权利要求4所述的植物β-CAS与ST对KCN代谢的贡献率的估算方法,其特征在于,所述修正系数的计算,如下式所示:
6.根据权利要求3或4所述的植物β-CAS与ST对KCN代谢的贡献率的估算方法,其特征在于,所述KCN在植物水培全混生物反应器中的衰减速率常数的获得,具体为:以各KCN处理组或各KCN+ACC处理组营养液中KCN的起始浓度为自变量,对各KCN处理组或各KCN+ACC处理组植物幼苗对KCN代谢的速率进行线性拟合,拟合曲线的斜率即为KCN处理组或KCN+ACC处理组中KCN在植物水培全混生物反应器中的衰减速率常数。
7.根据权利要求4所述的植物β-CAS与ST对KCN代谢的贡献率的估算方法,其特征在于,所述植物幼苗的蒸腾量即为单位胁迫时间植物水培全混生物反应器总重量的变化量。
8.根据权利要求1所述的植物β-CAS与ST对KCN代谢的贡献率的估算方法,其特征在于,步骤6中,所述每个处理组植物幼苗ST对KCN的代谢量根据植物幼苗体内产生的SCN-总量得到,具体步骤是:植物幼苗体内产生的SCN-总量与植物幼苗ST对KCN的代谢量的化学计量比为1:1,先由植物幼苗体内产生的SCN-总量的摩尔量得到植物幼苗ST对KCN的代谢量的摩尔量,再经质量换算,得到每个处理组植物幼苗ST对KCN的代谢量。
9.根据权利要求1所述的植物β-CAS与ST对KCN代谢的贡献率的估算方法,其特征在于,步骤6中,所述β-CAS与ST对KCN代谢的贡献率,具体为:β-CAS或ST对KCN的代谢量占植物幼苗对KCN的代谢量的质量百分比。