通过对黑松树环葡糖分子内 13C 和氘丰度的综合分析，对植物同位素分馏机制的新认识。

IF 8.7 1区生物学 Q1 PLANT SCIENCES New Phytologist Pub Date : 2025-01-08 Epub Date: 2024-09-23 DOI:10.1111/nph.20113

Thomas Wieloch, Meisha Holloway-Phillips, Jun Yu, Totte Niittylä

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摘要

了解同位素分馏机制是根据树环同位素数据分析植物生态生理学和古气候的基础。为了对同位素分馏有新的认识，我们分析了树龄葡萄糖（Δi'，i = C-1 至 C-6）的分子内 13C 鉴别以及 H1 和 H2 代谢氘分馏（εmet）。这种双同位素方法用于同位素信号解旋。我们发现了影响Δ1'和Δ3'的代谢过程和影响Δ1'、Δ2'和εmet的代谢过程的证据，Δ1'和Δ3'对空气蒸汽压力不足（VPD）有反应，而Δ1'、Δ2'和εmet对降水有反应，但对VPD没有反应。这些关系呈现出变化点，将平衡期（1961-1980 年）与新陈代谢调整期（1983-1995 年）划分开来。平衡期可能是由于地下水充足。此外，我们还发现Δ5'和Δ6'与辐射和温度的关系在时间上是稳定的，并且与之前提出的同位素分馏机制相一致。基于多种气候协变量，分子内碳同位素分析在气候重建方面具有显著的潜力。虽然目前认为叶片以外的同位素分馏是恒定的，但我们认为树环葡聚糖中碳和氢同位素变化的很大一部分起源于茎（降水依赖信号）。作为后续研究的基础，我们提出了引入Δ1'、Δ2'、Δ3'和εmet变化的机制。

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New insights into the mechanisms of plant isotope fractionation from combined analysis of intramolecular 13C and deuterium abundances in Pinus nigra tree-ring glucose

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