西北農(nóng)林科技(ji)大學(xué)機(jī)(ji)械與電子工(gong)程學(xué)院研究(jiu)人員在國(guó)際期(qi)刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究(jiu)論文。在該論(lun)文中，研(yan)究人(ren)員利用上海(hai)騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測(cè)定(ding)番茄(jia)幼苗(miao)根、莖(jing)和葉的彈性模(mo)量。

風(fēng)擾(rao)動(dòng)對(duì)于處理長(zhǎng)(zhang)腳幼苗來(lái)(lai)說(shuō)是一種潛(qian)在的環(huán)境友(you)好技術(shù)。該研(yan)究采用正交實(shí)(shi)驗(yàn)設(shè)計(jì)和幼(you)苗活力評(píng)估(gu)(強(qiáng)幼苗(miao)指數(shù)(SSI))來(lái)探究(jiu)風(fēng)擾動(dòng)對(duì)(dui)番茄幼(you)苗生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)(jie)。該研(yan)究使用酶聯(lián)免(mian)疫吸附(fu)法和(he)單軸拉伸測(cè)(ce)試來(lái)(lai)探究(jiu)番茄幼苗(miao)內(nèi)源性(xing)激素水(shui)平和生物力學(xué)(xue)性質(zhì)的變(bian)化。研究表明，顯著(zhu)影響SSI的因素，從(cong)影響大(da)到影(ying)響小分(fen)別是風(fēng)(feng)擾動(dòng)時(shí)(shi)間(T)、風(fēng)(feng)擾動(dòng)開(kāi)始(shi)時(shí)幼苗(miao)的年齡(ling)(SA)、風(fēng)速(V)和間(jian)隔時(shí)(shi)間(I)。當(dāng)V、T、I和(he)SA值分別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shí)(shi)，風(fēng)擾動(dòng)效果zuiyou，SSI達(dá)(da)到0.126。V和(he)T與幼苗(miao)葉中乙烯和脫(tuo)落酸含量(liang)、莖中脫落(luo)酸和生長(zhǎng)素(su)含量(liang)、根中的(de)細(xì)胞分裂(lie)素和乙(yi)烯含量以及根(gen)和莖的彈(dan)性模(mo)量正相(xiang)關(guān)，與莖和葉(ye)中細(xì)胞(bao)分裂素含量(liang)、根中的生長(zhǎng)素(su)和脫落酸(suan)含量以及葉(ye)的彈性模(mo)量負(fù)相關(guān)。風(fēng)(feng)擾動(dòng)控制幼苗(miao)生長(zhǎng)機(jī)理涉(she)及引出莖和(he)葉中脫(tuo)落酸(suan)的積累(lei)以及根中生(sheng)長(zhǎng)素(su)含量下降到根(gen)生長(zhǎng)的(de)zuiyou門(mén)檻(kan)，從而減少幼苗(miao)莖和(he)葉的發(fā)(fa)育，帶來(lái)根(gen)的一個(gè)更(geng)好生長(zhǎng)(zhang)和一個(gè)較(jiao)高的SSI。該工(gong)作為利用風(fēng)擾(rao)動(dòng)作為一(yi)種可持續(xù)(xu)幼苗培養(yǎng)(yang)和個(gè)(ge)性化(hua)幼苗管理方法(fa)提供了理(li)論依據(jù)和技術(shù)(shu)指導(dǎo)(dao)。

在該研究中(zhong)，研究人員使用(yong)上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來(lái)(lai)測(cè)定根、莖(jing)和葉的彈性模(mo)量，測(cè)試速度：1mm/s，兩(liang)個(gè)拉(la)伸夾頭(tou)直接的距離為(wei)30mm。研究(jiu)人員分析(xi)了風(fēng)擾(rao)動(dòng)處理后番(fan)茄幼(you)苗內(nèi)源性激素(su)和力學(xué)(xue)參數(shù)之間(jian)的相關(guān)性(xing)。根的彈(dan)性模量和(he)生長(zhǎng)素含(han)量之間具有較(jiao)強(qiáng)的線(xiàn)性(xing)關(guān)系，皮爾遜相關(guān)系(xi)數(shù)|r|為(wei)0.909，然而，莖(jing)和葉的(de)生長(zhǎng)素(su)含量(liang)與其對(duì)(dui)應(yīng)的(de)彈性(xing)模量具有(you)非常弱的(de)相關(guān)性。這可能(neng)歸因于生長(zhǎng)(zhang)素對(duì)(dui)根系統(tǒng)中(zhong)木質(zhì)(zhi)素和纖維素含(han)量的影響(xiang)。在低濃度(du)的生長(zhǎng)素下(xia)，根發(fā)育更強(qiáng)(qiang)，帶來(lái)更(geng)高水(shui)平的(de)木質(zhì)(zhi)素和纖維素的(de)合成。相反(fan)，在高濃度生長(zhǎng)(zhang)素下，根的發(fā)育(yu)受到抑制。木(mu)質(zhì)素和纖(xian)維素含量(liang)主要影響(xiang)彈性(xing)模量，從(cong)而帶來(lái)(lai)兩者更強(qiáng)的(de)相關(guān)性。而且(qie)，葉中(zhong)細(xì)胞分裂(lie)素水平和(he)葉彈性模量之(zhi)間的(de)相關(guān)系數(shù)|r|達(dá)到0.825，表明(ming)一個(gè)(ge)高程度的線(xiàn)(xian)性相關(guān)。這(zhe)是因?yàn)榧?xì)胞分(fen)裂素參與(yu)番茄幼苗(miao)中葉的發(fā)(fa)育，促進(jìn)葉邊緣(yuan)分生組織的發(fā)(fa)育。這(zhe)可以解釋細(xì)胞(bao)分裂素和彈性(xing)模量之間的正(zheng)相關(guān)。不(bu)僅如此，莖(jing)和葉中的脫落(luo)酸含量與其(qi)相應(yīng)的彈性(xing)模量高度相關(guān)(guan)，|r|分別為0.933和 0.843。主(zhu)莖的彈性模(mo)量與(yu)脫落酸含量(liang)正相(xiang)關(guān)，這(zhe)可能是脫(tuo)落酸辨別和(he)激活蛋白激(ji)酶SnRKs，這些蛋白激(ji)酶磷酸化木(mu)質(zhì)素轉(zhuǎn)錄(lu)因子(zi)NST1，從而增厚莖(jing)的次生細(xì)(xi)胞壁，更多木(mu)質(zhì)素沉積，導(dǎo)(dao)致莖彈性(xing)模量增加，從而(er)更好地適應(yīng)(ying)壓力環(huán)境。葉的(de)彈性模量(liang)與脫落(luo)酸負(fù)相關(guān)(guan)，這可能是在風(fēng)(feng)擾動(dòng)的刺(ci)激下(xia)，隨著(zhe)風(fēng)速的增(zeng)加，植(zhi)物組織的水分(fen)流失(shi)速度(du)增加，葉組織(zhi)中脫落(luo)酸含量也增(zeng)加。葉中(zhong)的氣孔被關(guān)閉(bi)來(lái)減少水分(fen)流失來(lái)延緩植(zhi)物脫水，抑制植(zhi)物葉的生(sheng)長(zhǎng)和發(fā)育，從(cong)而導(dǎo)致葉面(mian)積的減小(xiao)。另外，葉(ye)中次生木(mu)質(zhì)部(bu)的發(fā)育不顯(xian)著，導(dǎo)致彈性模(mo)量的下(xia)降。

圖1E: 葉、側(cè)(ce)根、根、側(cè)支和莖(jing)拉伸樣(yang)品；圖1F：拉伸測(cè)試

表1 內(nèi)源性(xing)激素與(yu)彈性(xing)模量之間(jian)的相關(guān)性，E_r代表根的彈性(xing)模量，E_s代表(biao)莖的彈(dan)性模量(liang)，E_l代表葉的(de)彈性模量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control