西北(bei)農(nóng)林科技大學(xue)機械與電子工(gong)程學院研究(jiu)人員在國際期(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。在該論文中(zhong)，研究人(ren)員利用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定(ding)番茄(jia)幼苗根(gen)、莖和葉的彈(dan)性模量(liang)。

風擾動對于處(chu)理長腳幼苗來(lai)說是一(yi)種潛在的環(huán)境(jing)友好(hao)技術(shu)。該研究(jiu)采用正交(jiao)實驗設(she)計和幼苗活(huo)力評估(強(qiang)幼苗指數(shù)(shu)(SSI))來探(tan)究風擾動對(dui)番茄幼苗(miao)生長的調(diào)節(jié)(jie)。該研(yan)究使用酶(mei)聯(lián)免疫(yi)吸附法和(he)單軸(zhou)拉伸測試(shi)來探(tan)究番茄(jia)幼苗內(nèi)源性(xing)激素水平(ping)和生(sheng)物力學性質(zhì)(zhi)的變化(hua)。研究表(biao)明，顯(xian)著影響SSI的因(yin)素，從影(ying)響大(da)到影響(xiang)小分別是風(feng)擾動(dong)時間(T)、風擾動開(kai)始時幼苗的年(nian)齡(SA)、風速(V)和(he)間隔時間(I)。當(dang)V、T、I和SA值分別是(shi)3 m/s、1 min、30 min和15 days時，風擾動效(xiao)果zuiyou，SSI達到0.126。V和(he)T與幼(you)苗葉中乙(yi)烯和(he)脫落(luo)酸含量、莖(jing)中脫落酸和(he)生長素含量、根(gen)中的(de)細胞分(fen)裂素和乙(yi)烯含量以及(ji)根和莖(jing)的彈性(xing)模量正相關，與(yu)莖和(he)葉中細胞分裂(lie)素含量、根中的(de)生長素和脫落(luo)酸含量(liang)以及葉的(de)彈性模量負(fu)相關(guan)。風擾動控(kong)制幼(you)苗生長(zhang)機理(li)涉及(ji)引出莖和(he)葉中脫落酸(suan)的積(ji)累以(yi)及根(gen)中生長素含(han)量下降到(dao)根生(sheng)長的zuiyou門檻，從而(er)減少幼(you)苗莖和葉的發(fā)(fa)育，帶來根的一(yi)個更好(hao)生長(zhang)和一(yi)個較高(gao)的SSI。該工(gong)作為利(li)用風擾(rao)動作為一種可(ke)持續(xù)幼苗(miao)培養(yǎng)和個性化(hua)幼苗管(guan)理方法提供(gong)了理(li)論依據(jù)和技術(shu)指導。

在該研究(jiu)中，研(yan)究人(ren)員使用上(shang)海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀來(lai)測定(ding)根、莖和葉(ye)的彈性模量，測(ce)試速度：1mm/s，兩個(ge)拉伸(shen)夾頭直接(jie)的距離(li)為30mm。研究人員分(fen)析了風擾(rao)動處(chu)理后番茄幼(you)苗內(nèi)源性激素(su)和力(li)學參數(shù)(shu)之間(jian)的相關性。根(gen)的彈性模量和(he)生長素含量(liang)之間具有(you)較強的(de)線性關系，皮爾遜相關(guan)系數(shù)|r|為0.909，然而，莖(jing)和葉(ye)的生長素含量(liang)與其(qi)對應的彈(dan)性模量具有非(fei)常弱的(de)相關性(xing)。這可能歸(gui)因于生長素(su)對根(gen)系統(tǒng)中木(mu)質(zhì)素(su)和纖維素含(han)量的影響(xiang)。在低(di)濃度的生長(zhang)素下(xia)，根發(fā)育更強(qiang)，帶來更(geng)高水平(ping)的木質(zhì)素和纖(xian)維素的合成(cheng)。相反，在高濃度(du)生長(zhang)素下(xia)，根的發(fā)(fa)育受到抑(yi)制。木質(zhì)(zhi)素和纖維(wei)素含量(liang)主要(yao)影響彈性模量(liang)，從而(er)帶來兩者(zhe)更強(qiang)的相關(guan)性。而(er)且，葉(ye)中細胞分(fen)裂素水(shui)平和葉彈性模(mo)量之間(jian)的相關(guan)系數(shù)|r|達到(dao)0.825，表明一(yi)個高程(cheng)度的線性(xing)相關。這是(shi)因為細胞分裂(lie)素參與(yu)番茄幼苗中葉(ye)的發(fā)育，促進葉(ye)邊緣(yuan)分生組織的(de)發(fā)育。這可以解(jie)釋細胞(bao)分裂素和(he)彈性模量之(zhi)間的正(zheng)相關。不僅如(ru)此，莖(jing)和葉中的脫落(luo)酸含量與其(qi)相應的(de)彈性(xing)模量高度(du)相關，|r|分別(bie)為0.933和 0.843。主莖(jing)的彈(dan)性模量與脫(tuo)落酸含(han)量正相關，這(zhe)可能是(shi)脫落酸辨(bian)別和(he)激活(huo)蛋白激酶SnRKs，這些(xie)蛋白(bai)激酶(mei)磷酸化(hua)木質(zhì)素轉(zhuǎn)錄因(yin)子NST1，從(cong)而增厚莖(jing)的次生細胞(bao)壁，更多木質(zhì)素(su)沉積，導(dao)致莖彈性模(mo)量增加，從而更(geng)好地(di)適應(ying)壓力環(huán)境(jing)。葉的彈性模(mo)量與(yu)脫落酸負相(xiang)關，這可能是在風(feng)擾動的刺(ci)激下，隨(sui)著風速的增加(jia)，植物組織(zhi)的水分流失速(su)度增加，葉(ye)組織(zhi)中脫落(luo)酸含量也增(zeng)加。葉中(zhong)的氣孔被關(guan)閉來減少水(shui)分流失來(lai)延緩植物脫水(shui)，抑制植物(wu)葉的生(sheng)長和發(fā)育，從而(er)導致葉面積的(de)減小。另外(wai)，葉中次生木(mu)質(zhì)部的發(fā)育不(bu)顯著，導致彈性(xing)模量(liang)的下降(jiang)。

圖1E: 葉、側(cè)根、根(gen)、側(cè)支和(he)莖拉伸樣品；圖1F：拉(la)伸測試

表1 內(nèi)源性激素(su)與彈性模量之(zhi)間的相關(guan)性，E_r代表根(gen)的彈性模量，E_s代表莖的彈(dan)性模量，E_l代表葉的(de)彈性模量

原文下載鏈(lian)接

Wind disturbance-based tomato seedlings growth control