西北農(nóng)林科(ke)技大學(xué)機械與(yu)電子(zi)工程學(xué)(xue)院研(yan)究人員在(zai)國際(ji)期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表(biao)了題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文(wen)。在該(gai)論文中，研究人(ren)員利用上(shang)海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測定(ding)番茄幼(you)苗根、莖和(he)葉的彈(dan)性模(mo)量。

風(fēng)擾動對(dui)于處理長(zhang)腳幼苗來說(shuo)是一種(zhong)潛在的環(huán)境(jing)友好技術(shù)(shu)。該研(yan)究采用(yong)正交實驗設(shè)(she)計和幼苗活(huo)力評估(gu)(強幼苗指數(shù)(shu)(SSI))來探究風(fēng)(feng)擾動對番茄(jia)幼苗生長(zhang)的調(diào)節(jié)。該研究使用(yong)酶聯(lián)免疫(yi)吸附法和單(dan)軸拉伸(shen)測試來探究(jiu)番茄幼苗(miao)內(nèi)源性(xing)激素水平和(he)生物力學(xué)性(xing)質(zhì)的變(bian)化。研究表明，顯(xian)著影響(xiang)SSI的因素，從影(ying)響大到影(ying)響小分別是風(fēng)(feng)擾動時間(T)、風(fēng)(feng)擾動(dong)開始時幼(you)苗的年齡(ling)(SA)、風(fēng)速(V)和(he)間隔時(shi)間(I)。當(dāng)V、T、I和SA值分別(bie)是3 m/s、1 min、30 min和15 days時，風(fēng)(feng)擾動效(xiao)果zuiyou，SSI達(dá)到0.126。V和(he)T與幼(you)苗葉中(zhong)乙烯和(he)脫落酸(suan)含量、莖中脫落(luo)酸和生長(zhang)素含量、根中(zhong)的細(xì)(xi)胞分裂素和(he)乙烯(xi)含量(liang)以及(ji)根和莖的彈性(xing)模量正相關(guān)，與(yu)莖和葉中細(xì)(xi)胞分裂素(su)含量(liang)、根中的生長(zhang)素和脫落酸含(han)量以及(ji)葉的彈性模量(liang)負(fù)相(xiang)關(guān)。風(fēng)擾動控(kong)制幼苗(miao)生長機理涉及(ji)引出(chu)莖和葉(ye)中脫落酸的積(ji)累以及(ji)根中生(sheng)長素含量下降(jiang)到根生(sheng)長的(de)zuiyou門檻，從而減(jian)少幼苗莖和(he)葉的(de)發(fā)育(yu)，帶來根的(de)一個更好生長(zhang)和一個較高的(de)SSI。該工作為利(li)用風(fēng)擾動(dong)作為一種可持(chi)續(xù)幼苗(miao)培養(yǎng)和個(ge)性化幼苗管理(li)方法提供了(le)理論依據(jù)和技(ji)術(shù)指導(dǎo)。

在該研(yan)究中，研究(jiu)人員使用(yong)上海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀來(lai)測定(ding)根、莖和(he)葉的彈性模(mo)量，測試速度(du)：1mm/s，兩個拉(la)伸夾(jia)頭直接(jie)的距離為30mm。研究人員分(fen)析了風(fēng)(feng)擾動處(chu)理后番茄幼(you)苗內(nèi)源性激素(su)和力學(xué)參(can)數(shù)之間的相(xiang)關(guān)性。根的(de)彈性模量(liang)和生長(zhang)素含(han)量之(zhi)間具有(you)較強的線性(xing)關(guān)系，皮爾遜相關(guān)系(xi)數(shù)|r|為(wei)0.909，然而，莖(jing)和葉的生長(zhang)素含量與(yu)其對應(yīng)的彈(dan)性模量具有(you)非常弱的相(xiang)關(guān)性。這(zhe)可能歸因于(yu)生長素對根(gen)系統(tǒng)(tong)中木(mu)質(zhì)素(su)和纖維素含(han)量的影響。在低(di)濃度的生長素(su)下，根發(fā)(fa)育更強，帶(dai)來更高(gao)水平的木質(zhì)素(su)和纖維素的合(he)成。相反，在(zai)高濃度(du)生長素下(xia)，根的發(fā)育(yu)受到抑制(zhi)。木質(zhì)素和纖(xian)維素(su)含量(liang)主要影(ying)響彈性模(mo)量，從而(er)帶來(lai)兩者更強的(de)相關(guān)性(xing)。而且，葉中細(xì)胞(bao)分裂素水平(ping)和葉彈性模量(liang)之間的相(xiang)關(guān)系數(shù)|r|達(dá)到0.825，表明(ming)一個高(gao)程度的線性相(xiang)關(guān)。這是因為細(xì)(xi)胞分裂素(su)參與番茄(jia)幼苗(miao)中葉的(de)發(fā)育，促進(jìn)(jin)葉邊(bian)緣分生組織的(de)發(fā)育。這(zhe)可以解釋(shi)細(xì)胞分裂素(su)和彈性模量之(zhi)間的正(zheng)相關(guān)。不僅如此(ci)，莖和(he)葉中的脫落酸(suan)含量與其(qi)相應(yīng)(ying)的彈性模量(liang)高度(du)相關(guān)(guan)，|r|分別為0.933和(he) 0.843。主莖的彈(dan)性模量與脫落(luo)酸含(han)量正相關(guān)(guan)，這可能是(shi)脫落酸辨別(bie)和激(ji)活蛋白激酶(mei)SnRKs，這些蛋(dan)白激酶(mei)磷酸化木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄因子(zi)NST1，從而增厚莖的(de)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(zeng)加，從而更(geng)好地適應(yīng)壓力(li)環(huán)境。葉的彈(dan)性模量與脫(tuo)落酸負(fù)相關(guān)(guan)，這可能是在風(fēng)擾動的刺激下(xia)，隨著風(fēng)(feng)速的增加，植(zhi)物組織的水分(fen)流失(shi)速度(du)增加，葉組(zu)織中脫落(luo)酸含(han)量也(ye)增加(jia)。葉中的氣(qi)孔被(bei)關(guān)閉來減(jian)少水分(fen)流失來延緩植(zhi)物脫水，抑(yi)制植物(wu)葉的生(sheng)長和發(fā)育，從而(er)導(dǎo)致(zhi)葉面(mian)積的(de)減小(xiao)。另外，葉中次(ci)生木質(zhì)(zhi)部的發(fā)育不(bu)顯著，導(dǎo)致(zhi)彈性模量(liang)的下降。

圖1E: 葉、側(cè)根、根(gen)、側(cè)支(zhi)和莖拉伸(shen)樣品(pin)；圖1F：拉(la)伸測試(shi)

表1 內(nèi)(nei)源性激素與彈(dan)性模量之間的(de)相關(guān)性(xing)，E_r代表根(gen)的彈性模(mo)量，E_s代表莖的彈性(xing)模量，E_l代表葉的彈性(xing)模量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control