西北農(nóng)林(lin)科技大(da)學(xué)機(jī)械(xie)與電子工(gong)程學(xué)院(yuan)研究人員在(zai)國際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題(ti)為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文。在該論(lun)文中，研(yan)究人員利(li)用上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測(cè)(ce)定番茄(jia)幼苗根、莖(jing)和葉的(de)彈性模量(liang)。

風(fēng)擾動(dòng)對(duì)于(yu)處理長(zhǎng)(zhang)腳幼苗來說(shuo)是一種(zhong)潛在的(de)環(huán)境(jing)友好(hao)技術(shù)(shu)。該研究采(cai)用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)(she)計(jì)和幼苗活(huo)力評(píng)(ping)估(強(qiáng)幼苗(miao)指數(shù)(SSI))來探究(jiu)風(fēng)擾動(dòng)對(duì)(dui)番茄幼苗(miao)生長(zhǎng)的(de)調(diào)節(jié)。該研究使(shi)用酶(mei)聯(lián)免(mian)疫吸附法和單(dan)軸拉(la)伸測(cè)試來探究(jiu)番茄(jia)幼苗(miao)內(nèi)源性激素水(shui)平和生物力學(xué)(xue)性質(zhì)的變化(hua)。研究表(biao)明，顯著(zhu)影響SSI的因素(su)，從影(ying)響大到影響小(xiao)分別是風(fēng)(feng)擾動(dòng)(dong)時(shí)間(T)、風(fēng)擾(rao)動(dòng)開始時(shí)幼苗(miao)的年齡(ling)(SA)、風(fēng)速(su)(V)和間隔(ge)時(shí)間(I)。當(dāng)(dang)V、T、I和SA值分別(bie)是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shí)，風(fēng)擾(rao)動(dòng)效果zuiyou，SSI達(dá)到(dao)0.126。V和T與幼苗(miao)葉中乙烯和脫(tuo)落酸含(han)量、莖(jing)中脫(tuo)落酸(suan)和生長(zhǎng)素含量(liang)、根中(zhong)的細(xì)胞分裂(lie)素和乙(yi)烯含量以及(ji)根和莖的(de)彈性模(mo)量正相(xiang)關(guān)，與莖(jing)和葉中(zhong)細(xì)胞分(fen)裂素(su)含量、根中的(de)生長(zhǎng)素和脫落(luo)酸含量以及葉(ye)的彈性模(mo)量負(fù)(fu)相關(guān)。風(fēng)擾(rao)動(dòng)控制(zhi)幼苗生長(zhǎng)(zhang)機(jī)理(li)涉及引出(chu)莖和葉中脫(tuo)落酸的積累以(yi)及根(gen)中生長(zhǎng)素含量(liang)下降到根(gen)生長(zhǎng)的zuiyou門檻(kan)，從而減少幼(you)苗莖和葉的發(fā)(fa)育，帶來(lai)根的(de)一個(gè)更好生長(zhǎng)(zhang)和一個(gè)較高(gao)的SSI。該(gai)工作為利(li)用風(fēng)擾動(dòng)作(zuo)為一(yi)種可持續(xù)(xu)幼苗培(pei)養(yǎng)和個(gè)性(xing)化幼苗(miao)管理方法(fa)提供了理論依(yi)據(jù)和技術(shù)指(zhi)導(dǎo)。

在該研究(jiu)中，研究人員(yuan)使用上(shang)海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀來測(cè)定(ding)根、莖(jing)和葉的(de)彈性模量，測(cè)試(shi)速度：1mm/s，兩個(gè)拉伸(shen)夾頭直接(jie)的距離為(wei)30mm。研究人員分析(xi)了風(fēng)擾動(dòng)處(chu)理后番(fan)茄幼(you)苗內(nèi)(nei)源性(xing)激素和力學(xué)(xue)參數(shù)之間(jian)的相關(guān)性(xing)。根的彈(dan)性模(mo)量和(he)生長(zhǎng)素含量之(zhi)間具(ju)有較強(qiáng)的(de)線性關(guān)(guan)系，皮爾遜(xun)相關(guān)系數(shù)(shu)|r|為0.909，然而(er)，莖和葉(ye)的生長(zhǎng)(zhang)素含量與其(qi)對(duì)應(yīng)(ying)的彈性模(mo)量具(ju)有非(fei)常弱的相關(guān)性(xing)。這可(ke)能歸因于生長(zhǎng)(zhang)素對(duì)(dui)根系統(tǒng)中(zhong)木質(zhì)素和纖(xian)維素含量的影(ying)響。在低濃度(du)的生長(zhǎng)素下(xia)，根發(fā)育更(geng)強(qiáng)，帶來更高(gao)水平的(de)木質(zhì)素和纖維(wei)素的(de)合成(cheng)。相反，在高濃(nong)度生長(zhǎng)素(su)下，根的發(fā)(fa)育受到抑制。木(mu)質(zhì)素和纖維(wei)素含量(liang)主要(yao)影響彈性模(mo)量，從而帶來兩(liang)者更強(qiáng)的相(xiang)關(guān)性。而且(qie)，葉中細(xì)(xi)胞分裂(lie)素水平和(he)葉彈性模量之(zhi)間的相關(guān)(guan)系數(shù)|r|達(dá)到0.825，表明一(yi)個(gè)高程度的線(xian)性相關(guān)。這是因(yin)為細(xì)胞分(fen)裂素參與番茄(jia)幼苗中葉的(de)發(fā)育，促進(jìn)葉邊(bian)緣分生(sheng)組織的發(fā)育。這(zhe)可以解(jie)釋細(xì)胞分裂素(su)和彈性模(mo)量之間(jian)的正相(xiang)關(guān)。不僅如(ru)此，莖和葉中的(de)脫落酸含量與(yu)其相應(yīng)的彈(dan)性模量(liang)高度相關(guān)(guan)，|r|分別(bie)為0.933和 0.843。主莖的(de)彈性模量與(yu)脫落酸(suan)含量正相關(guān)(guan)，這可能是脫(tuo)落酸(suan)辨別和(he)激活蛋白(bai)激酶SnRKs，這些蛋白(bai)激酶磷(lin)酸化木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄因(yin)子NST1，從而增厚莖(jing)的次生細(xì)胞(bao)壁，更多木質(zhì)素(su)沉積，導(dǎo)致莖彈(dan)性模量增加(jia)，從而更好地(di)適應(yīng)壓力(li)環(huán)境。葉的(de)彈性模量與脫(tuo)落酸負(fù)相關(guān)(guan)，這可能是(shi)在風(fēng)擾動(dòng)的刺激下(xia)，隨著風(fēng)速的(de)增加(jia)，植物(wu)組織的水分(fen)流失速度增加(jia)，葉組織(zhi)中脫落酸含(han)量也增加。葉(ye)中的(de)氣孔被(bei)關(guān)閉來減(jian)少水分流失來(lai)延緩植(zhi)物脫水，抑制(zhi)植物(wu)葉的(de)生長(zhǎng)和發(fā)育(yu)，從而導(dǎo)致(zhi)葉面(mian)積的減小(xiao)。另外(wai)，葉中次生(sheng)木質(zhì)部的發(fā)育(yu)不顯著，導(dǎo)(dao)致彈性模(mo)量的(de)下降(jiang)。

圖1E: 葉、側(cè)根(gen)、根、側(cè)支和莖拉(la)伸樣品；圖1F：拉伸(shen)測(cè)試(shi)

表1 內(nèi)源(yuan)性激素與(yu)彈性(xing)模量之(zhi)間的相關(guān)(guan)性，E_r代表(biao)根的彈性模(mo)量，E_s代表莖的(de)彈性模量，E_l代表葉(ye)的彈性模量(liang)

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control