西北農(nóng)(nong)林科技大(da)學(xué)機(jī)械與電子(zi)工程學(xué)院研究(jiu)人員在(zai)國(guó)際期(qi)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(gai)論文中(zhong)，研究人員利用(yong)上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(cè)定(ding)番茄(jia)幼苗(miao)根、莖(jing)和葉的彈性(xing)模量(liang)。

風(fēng)擾動(dòng)對(duì)(dui)于處(chu)理長(zhǎng)腳幼苗(miao)來(lái)說(shuō)是(shi)一種潛在的(de)環(huán)境友好(hao)技術(shù)。該(gai)研究采用(yong)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(ji)和幼苗(miao)活力評(píng)估(gu)(強(qiáng)幼苗(miao)指數(shù)(SSI))來(lái)探究風(fēng)(feng)擾動(dòng)對(duì)番茄幼(you)苗生(sheng)長(zhǎng)的調(diào)節(jié)(jie)。該研究使用酶(mei)聯(lián)免疫(yi)吸附法和單軸(zhou)拉伸(shen)測(cè)試來(lái)探(tan)究番(fan)茄幼(you)苗內(nèi)源性激(ji)素水平和(he)生物力學(xué)性(xing)質(zhì)的變化。研究表明(ming)，顯著影響SSI的因(yin)素，從影(ying)響大(da)到影響(xiang)小分別是(shi)風(fēng)擾動(dòng)(dong)時(shí)間(T)、風(fēng)擾動(dòng)開(kai)始時(shí)幼苗(miao)的年齡(SA)、風(fēng)速(V)和(he)間隔時(shí)(shi)間(I)。當(dāng)V、T、I和SA值分(fen)別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shí)，風(fēng)(feng)擾動(dòng)效果zuiyou，SSI達(dá)到(dao)0.126。V和T與幼苗(miao)葉中(zhong)乙烯(xi)和脫落酸含量(liang)、莖中脫落酸和(he)生長(zhǎng)(zhang)素含量、根中的(de)細(xì)胞(bao)分裂素(su)和乙烯含量(liang)以及根和莖的(de)彈性模量正相(xiang)關(guān)，與莖和葉中(zhong)細(xì)胞分裂素含(han)量、根中的生長(zhǎng)(zhang)素和脫(tuo)落酸(suan)含量以(yi)及葉的彈性(xing)模量負(fù)(fu)相關(guān)。風(fēng)擾(rao)動(dòng)控制幼苗(miao)生長(zhǎng)機(jī)理涉(she)及引(yin)出莖和葉(ye)中脫落酸的積(ji)累以及(ji)根中(zhong)生長(zhǎng)素含量下(xia)降到根生長(zhǎng)的(de)zuiyou門檻，從而減(jian)少幼(you)苗莖和(he)葉的發(fā)(fa)育，帶來(lái)根的(de)一個(gè)更好生(sheng)長(zhǎng)和一(yi)個(gè)較高的SSI。該工(gong)作為利用(yong)風(fēng)擾動(dòng)作為一(yi)種可(ke)持續(xù)幼苗培養(yǎng)(yang)和個(gè)性化幼苗(miao)管理方法提供(gong)了理論依據(jù)和(he)技術(shù)指導(dǎo)。

在該研究中，研(yan)究人員使用(yong)上海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀來(lái)測(cè)定根(gen)、莖和(he)葉的彈性(xing)模量，測(cè)試速度(du)：1mm/s，兩個(gè)(ge)拉伸夾頭直接(jie)的距離(li)為30mm。研究人員分(fen)析了風(fēng)擾動(dòng)(dong)處理后番(fan)茄幼(you)苗內(nèi)源性激(ji)素和力(li)學(xué)參數(shù)之間的(de)相關(guān)性。根(gen)的彈性模(mo)量和生長(zhǎng)素(su)含量之(zhi)間具有較強(qiáng)的(de)線性關(guān)(guan)系，皮爾(er)遜相關(guān)系(xi)數(shù)|r|為0.909，然而，莖(jing)和葉的生長(zhǎng)素(su)含量與(yu)其對(duì)(dui)應(yīng)的彈性模(mo)量具有非常(chang)弱的相關(guān)性。這(zhe)可能歸因(yin)于生長(zhǎng)素(su)對(duì)根系統(tǒng)中(zhong)木質(zhì)素(su)和纖(xian)維素含量的(de)影響。在(zai)低濃度(du)的生(sheng)長(zhǎng)素下，根發(fā)(fa)育更強(qiáng)，帶(dai)來(lái)更高(gao)水平的木質(zhì)素(su)和纖維素的合(he)成。相(xiang)反，在高濃度生(sheng)長(zhǎng)素下，根的發(fā)(fa)育受到抑(yi)制。木質(zhì)素和纖(xian)維素含量主(zhu)要影響彈性模(mo)量，從而(er)帶來(lái)兩者(zhe)更強(qiáng)的相關(guān)(guan)性。而且(qie)，葉中細(xì)(xi)胞分裂素水平(ping)和葉彈(dan)性模(mo)量之間的相關(guān)(guan)系數(shù)|r|達(dá)到0.825，表(biao)明一個(gè)高程(cheng)度的線性相(xiang)關(guān)。這是因(yin)為細(xì)胞分裂(lie)素參與番茄(jia)幼苗中葉的發(fā)(fa)育，促進(jìn)葉邊緣(yuan)分生組織(zhi)的發(fā)育。這(zhe)可以(yi)解釋細(xì)胞分裂(lie)素和彈(dan)性模量之(zhi)間的(de)正相關(guān)。不僅如(ru)此，莖和葉中(zhong)的脫落酸含量(liang)與其(qi)相應(yīng)的彈性(xing)模量高度(du)相關(guān)，|r|分(fen)別為0.933和 0.843。主(zhu)莖的(de)彈性模量與(yu)脫落酸含量(liang)正相關(guān)(guan)，這可能是(shi)脫落酸辨(bian)別和激(ji)活蛋白激(ji)酶SnRKs，這些蛋(dan)白激酶(mei)磷酸化(hua)木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄因子(zi)NST1，從而(er)增厚莖的次生(sheng)細(xì)胞(bao)壁，更多木質(zhì)(zhi)素沉(chen)積，導(dǎo)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(ye)的彈性模量與(yu)脫落酸(suan)負(fù)相關(guān)，這(zhe)可能是在風(fēng)(feng)擾動(dòng)的(de)刺激(ji)下，隨著(zhe)風(fēng)速的增加(jia)，植物組織的(de)水分流失(shi)速度增加，葉組(zu)織中脫落酸含(han)量也(ye)增加。葉(ye)中的氣孔被關(guān)(guan)閉來(lái)減(jian)少水分流失來(lái)(lai)延緩植物脫(tuo)水，抑制(zhi)植物葉(ye)的生長(zhǎng)(zhang)和發(fā)育，從(cong)而導(dǎo)致葉(ye)面積的減小(xiao)。另外，葉(ye)中次生(sheng)木質(zhì)部的發(fā)育(yu)不顯(xian)著，導(dǎo)致彈(dan)性模量(liang)的下降。

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

表1 內(nèi)源(yuan)性激素與彈(dan)性模量之間的(de)相關(guān)(guan)性，E_r代表(biao)根的彈(dan)性模量，E_s代表莖的彈(dan)性模量，E_l代表(biao)葉的彈性模量(liang)

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control