稳定性同位素技术在生物科学中的应用

李柱玲

【摘要】作者结合自身从事生物领域研究经验，对稳定性同位素技术在生物科学中的应用展开研究。

【关键词】稳定性同位素；生物科学；应用研究

中图分类号：Q69

文献标识码：A

文章编号：1006-0278（2015）04-138-01

一、引言

在社会主义现代化飞速发展的今天，我国各行各业都得到了飞速的发展。电子信息技术引领的互联网时代，更是促进了我国各行各业之间的交流，让不同行业之间的技术产生了交互，从而让更多属于某一行业的技术开始应用于社会生活中的方方面面。例如，不管是什么行业，只要其拥有商品和服务，他们都会利用互联网技术开设网站，开展O2O的营销。技术的应用范围的拓展也不僅仅限于互联网技术，稳定性同位素技术同样如此。稳定性同位素技术今天已经被广泛的应用于生物研究及其他领域。其实，最初的稳定性同位素技术仅仅是被用于地质学、化学等领域。时至今日，稳定性同位素技术已经在冶金、农业、医学等领域被广泛应用，特别是对于生物科学而言，有关稳定性同位素技术的应用已经十分广泛。通过利用稳定性同位素技术，可以解决以往不能够在生物科学当中解决的问题，并且带来了我国生物科学研究领域的飞速发展。因此，作者在本文主要结合自身从事生物科学领域研究多年经验，对稳定性同位素技术在我国生物科学中多种应用进行研究，以期提升稳定性同位素技术在我国现有生物科学领域中的普及程度，为更好的运用稳定性同位素技术解决生物科学研究领域中的问题提供具有参考性和建设性的意见。

二、稳定性同位素技术在植物科学中的应用

同位素是指在一些具有相同质子数量，但是却具有不同中子数量的原子。在现有的自然界中几乎每一个元素都会拥有自己的同位素。如果这些原子的同位素的物理性质较为稳定，并且不具有放射性，这个时候可以称这类原子的同位素为稳定性同位素。

在植物科学研究领域，用到稳定性同位素技术最多的是对植物光合作用途径的研究。在以往研究中，利用传统的研究方法来寻找植物光合作用的途径时，通常不单单需要了解所研究植物的叶肉细胞，而且还需要了解其维管束细胞，并且还需要利用复杂的生化技术过程去鉴别该目标植物通过光合作用产生的是何种光合碳产物，到底是三碳化合物，还是四碳化合物。因此，可以发现，利用传统方法对植物光合作用途径的研究非常的复杂，并且还需要具备某一种植物理论和实践研究经验。但是，如果是利用稳定性同位素技术对植物的光合作用途径进行研究时，就会大大减少研究的整体时间和成本。当采用稳定性同位素技术方法时，我们只需要获取植物对13CO2排斥程度的信息，就能够判断其到底是该植物光合作用的产物是三碳化合物还是四碳化合物，进而能够判断出该植物光合作用的途径是哪一种。

三、稳定性同位素技术在动物科学中的应用

对于动物科学领域的研究而言，现在利用稳定性同位素技术方法进行研究的问题主要包括两种：一种是研究动物食物的来源；另一种是研究动物的迁徙。对于利用稳定性同位素技术研究动物食物来源而言，其是基于动物组织同位素的来源于动物食物同位素的来源基本相同的理论，通过研究一段时间内动物组织同位素类型或含量的变坏，来判断这一动物近期所食用的植物的种类，从而能够对动物食物的来源研究得出结论。对于利用稳定性同位素技术对动物迁徙的问题进行研究而言，其主要是解决了一些对于体积非常小的动物的迁徙问题的研究，例如：蚂蚁；蚊子；苍蝇等昆虫类动物。通过利用稳定性同位素技术身体毛发或者组织的同位素特征与地区、环境同位素的特征进行比较，就能够准确的判断出该类动物近期所出现的区域，从而获取动物迁徙的大概方向。

四、稳定性同位素技术在微生物科学中的应用

对于微生物科学领域的研究而言，也可以采用稳定性同位素技术。在基于分子生物学技术的基础上，利用稳定性同位素技术，能够对微生物所生长的环境中、食物中的同位素来研究微生物的同位素构成。与此同时，对于微生物而言，也可以通过研究其基因的稳定性同位素组成来对其遗传基因的鉴定。例如，最为常见的稳定性同位素技术应用于微生物科学的案例是研究氮素在被植物利用的整个过程。氮素通过植物的根系被植物所吸收，进而从土壤当中被植物获取，进而进入植物的花或者是果实当中，最后这些花和果实掉落后，氮素又被土壤所吸收，从而构成了这样一个往复循环的过程。科学家们通常是对15N进行标记，然后判断其被在不同环境中的循环过程，进而可以初步判断出微生物对氮素的利用效率在外部环境改变时存在着较大的差异。另外，科学家们也根据这一方式，研究发现，植物和微生物之间存在着一种资源相互争夺的激烈关系，从而得出了有效的施肥、合理的控制养料，能够促进植物与微生物两者之间关系和谐、地位平衡的结论。

五、结论

通过以上的研究，可以发现，稳定性同位素技术在生物科学领域的应用带来了我国乃至世界生物科学研究领域的飞速发展，其被广泛的应用于植物科学领域、动物科学领域、微生物科学领域，解决了运用传统技术无法攻克的诸多难题。为了更好的带来这一技术应用的普及和发展，作者认为，我国生物科学领域应当多开眼看世界，要具有运用新技术探索解决老问题的理念和思想，不断的促使我国生物科学研究领域未来的发展，而不能固守陈规，不去创新。因此，作者在此也建议我国相关研究部分努力提高自身的创新意识和科研意识，创造中国良好学术氛围和科研氛围，从而不仅仅为稳定性同位素技术在生物科学领域的应用提供条件，并且能够不断为其他新时代下的新技术在神州大地上生根发芽奠定良好的基础。

参考文献：

[1]郑秋红，王兵.稳定性同位素技术在森林生态系统碳水通量组分区分中的应用[J].林业科学研究，2009（01）.

[2]王玉玉，于秀波，张亮，徐军.应用碳、氮稳定同位素研究鄱阳湖枯水末期水生食物网结构[J].生态学报，2009（03）.