西北農(nóng)(nong)林科技大(da)學機械與(yu)電子工程學(xue)院研究人(ren)員在國(guo)際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題(ti)為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論(lun)文。在該論(lun)文中，研究人員(yuan)利用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定番(fan)茄幼苗根、莖和(he)葉的(de)彈性模量。

風擾動(dong)對于處理(li)長腳幼苗來(lai)說是一種潛(qian)在的環(huán)境友好(hao)技術(shù)。該研(yan)究采(cai)用正交實驗設(shè)(she)計和幼(you)苗活力(li)評估(強(qiang)幼苗指數(shù)(shu)(SSI))來探究(jiu)風擾動對番(fan)茄幼(you)苗生長的調(diào)節(jié)(jie)。該研究使用酶(mei)聯(lián)免疫(yi)吸附法(fa)和單軸拉伸(shen)測試來探究番(fan)茄幼苗內(nèi)源(yuan)性激素水平(ping)和生物(wu)力學(xue)性質(zhì)的變化(hua)。研究表明(ming)，顯著影響SSI的(de)因素，從影響大(da)到影響小分別(bie)是風(feng)擾動(dong)時間(T)、風擾(rao)動開始時幼(you)苗的年齡(ling)(SA)、風速(V)和間隔時(shi)間(I)。當V、T、I和SA值分(fen)別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shi)，風擾(rao)動效(xiao)果zuiyou，SSI達到(dao)0.126。V和T與幼苗葉(ye)中乙烯和脫(tuo)落酸含量、莖中(zhong)脫落酸和生長(zhang)素含量、根中(zhong)的細(xi)胞分裂素(su)和乙烯含量(liang)以及根和莖的(de)彈性(xing)模量正(zheng)相關(guān)(guan)，與莖和葉(ye)中細(xi)胞分(fen)裂素含(han)量、根中的生長(zhang)素和脫落(luo)酸含量以及葉(ye)的彈性模量(liang)負相(xiang)關(guān)。風擾動(dong)控制幼苗生長(zhang)機理涉(she)及引(yin)出莖和葉中(zhong)脫落(luo)酸的積累以(yi)及根中生長素(su)含量下降(jiang)到根生(sheng)長的(de)zuiyou門檻，從而(er)減少幼(you)苗莖和葉的(de)發(fā)育，帶來根(gen)的一個(ge)更好生長和一(yi)個較高(gao)的SSI。該工(gong)作為利用(yong)風擾動作為(wei)一種可持續(xù)(xu)幼苗培養(yǎng)(yang)和個性(xing)化幼苗(miao)管理方法(fa)提供了理(li)論依據(jù)(ju)和技術(shù)指導。

在該研究中，研(yan)究人(ren)員使用上(shang)海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀來測定根(gen)、莖和(he)葉的彈性(xing)模量(liang)，測試(shi)速度：1mm/s，兩個拉伸(shen)夾頭(tou)直接(jie)的距離(li)為30mm。研究人員(yuan)分析了風擾動(dong)處理后(hou)番茄幼苗內(nèi)源(yuan)性激(ji)素和力學(xue)參數(shù)(shu)之間的相關(guān)(guan)性。根的彈(dan)性模量和生長(zhang)素含量之間(jian)具有較強的線(xian)性關(guān)(guan)系，皮爾遜相關(guān)(guan)系數(shù)|r|為0.909，然而，莖(jing)和葉的生長(zhang)素含量與其對(dui)應的(de)彈性模量具(ju)有非(fei)常弱的(de)相關(guān)性。這可能(neng)歸因于生長素(su)對根系統(tǒng)中(zhong)木質(zhì)素和纖維(wei)素含量的影響(xiang)。在低濃度的(de)生長素下(xia)，根發(fā)育更(geng)強，帶來(lai)更高水平(ping)的木質(zhì)(zhi)素和纖維素的(de)合成。相(xiang)反，在(zai)高濃度(du)生長素下，根的(de)發(fā)育受到抑制(zhi)。木質(zhì)素(su)和纖維素(su)含量(liang)主要影(ying)響彈性(xing)模量，從而帶(dai)來兩(liang)者更強的相關(guān)(guan)性。而(er)且，葉(ye)中細(xi)胞分裂素水平(ping)和葉彈性模量(liang)之間的(de)相關(guān)系數(shù)|r|達到0.825，表明一(yi)個高程度(du)的線(xian)性相關(guān)。這是(shi)因為細(xi)胞分裂素(su)參與番茄(jia)幼苗中葉的發(fā)(fa)育，促進(jin)葉邊緣(yuan)分生組織(zhi)的發(fā)育(yu)。這可以解釋細(xi)胞分裂素和(he)彈性(xing)模量(liang)之間的正相關(guān)(guan)。不僅如此，莖和(he)葉中的(de)脫落酸(suan)含量與其相(xiang)應的彈性模量高(gao)度相關(guān)(guan)，|r|分別為0.933和 0.843。主(zhu)莖的(de)彈性(xing)模量(liang)與脫(tuo)落酸含量正(zheng)相關(guān)，這(zhe)可能是(shi)脫落酸辨別(bie)和激活蛋(dan)白激(ji)酶SnRKs，這些(xie)蛋白激酶磷(lin)酸化木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄(lu)因子NST1，從而(er)增厚莖的次(ci)生細(xi)胞壁，更多木質(zhì)(zhi)素沉積，導致(zhi)莖彈性模量增(zeng)加，從而更好(hao)地適應(ying)壓力(li)環(huán)境。葉(ye)的彈性模量與(yu)脫落酸負(fu)相關(guān)，這(zhe)可能是在(zai)風擾動的刺激下(xia)，隨著風速(su)的增加，植(zhi)物組織(zhi)的水分流(liu)失速度增加，葉(ye)組織中脫落酸(suan)含量也增加。葉(ye)中的氣孔被(bei)關(guān)閉來(lai)減少水分流失(shi)來延(yan)緩植物(wu)脫水，抑制植(zhi)物葉(ye)的生長和(he)發(fā)育，從而導致(zhi)葉面積(ji)的減(jian)小。另(ling)外，葉中次(ci)生木(mu)質(zhì)部的(de)發(fā)育不顯著，導(dao)致彈(dan)性模量的下降(jiang)。

圖1E: 葉(ye)、側(cè)根(gen)、根、側(cè)支(zhi)和莖拉(la)伸樣品；圖1F：拉伸測(ce)試

表1 內(nèi)源性激(ji)素與彈性模量(liang)之間的相關(guān)性(xing)，E_r代表根的彈(dan)性模量，E_s代表莖的(de)彈性模量(liang)，E_l代表葉的彈性(xing)模量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control