西北農(nóng)林科(ke)技大學(xué)機(jī)械(xie)與電子工程學(xué)(xue)院研究人員在(zai)國際期刊(kan)《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表(biao)了題為(wei)"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文(wen)。在該論文(wen)中，研究人(ren)員利用(yong)上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(cè)定番茄(jia)幼苗根、莖和(he)葉的彈(dan)性模量。

風(fēng)擾動(dòng)(dong)對(duì)于(yu)處理長(zhang)腳幼(you)苗來說是一(yi)種潛在(zai)的環(huán)(huan)境友好技術(shù)(shu)。該研究采(cai)用正交實(shí)驗(yàn)(yan)設(shè)計(jì)和(he)幼苗活力評(píng)估(gu)(強(qiáng)幼苗指數(shù)(SSI))來(lai)探究(jiu)風(fēng)擾動(dòng)對(duì)番(fan)茄幼苗生長的(de)調(diào)節(jié)。該研究(jiu)使用酶聯(lián)免(mian)疫吸(xi)附法(fa)和單軸拉(la)伸測(cè)試來探(tan)究番茄幼(you)苗內(nèi)源性(xing)激素水(shui)平和生物(wu)力學(xué)性(xing)質(zhì)的(de)變化。研究表(biao)明，顯著影(ying)響SSI的因素，從影(ying)響大(da)到影響小分別(bie)是風(fēng)擾動(dòng)時(shí)(shi)間(T)、風(fēng)擾動(dòng)開始(shi)時(shí)幼苗的年(nian)齡(SA)、風(fēng)速(su)(V)和間隔(ge)時(shí)間(I)。當(dāng)V、T、I和(he)SA值分別是3 m/s、1 min、30 min和(he)15 days時(shí)，風(fēng)擾(rao)動(dòng)效果zuiyou，SSI達(dá)(da)到0.126。V和T與幼(you)苗葉中乙烯和(he)脫落(luo)酸含量、莖中(zhong)脫落酸和生(sheng)長素含量、根(gen)中的細(xì)胞分裂(lie)素和乙烯含(han)量以及(ji)根和莖(jing)的彈(dan)性模量正相關(guān)(guan)，與莖和(he)葉中細(xì)(xi)胞分裂(lie)素含量、根中的(de)生長素(su)和脫落酸含(han)量以及葉的彈(dan)性模量負(fù)相關(guān)(guan)。風(fēng)擾動(dòng)控(kong)制幼苗(miao)生長(zhang)機(jī)理涉(she)及引出莖和(he)葉中脫(tuo)落酸的積(ji)累以及根(gen)中生長素(su)含量下降到根(gen)生長的zuiyou門(men)檻，從而(er)減少幼苗莖和(he)葉的發(fā)育，帶(dai)來根的一個(gè)更(geng)好生(sheng)長和一個(gè)較高(gao)的SSI。該工(gong)作為利用(yong)風(fēng)擾動(dòng)作為(wei)一種(zhong)可持續(xù)(xu)幼苗培養(yǎng)和(he)個(gè)性化幼苗(miao)管理方(fang)法提供了理(li)論依據(jù)和(he)技術(shù)指導(dǎo)(dao)。

在該研究中，研(yan)究人員使(shi)用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)來測(cè)定根、莖(jing)和葉(ye)的彈性模量(liang)，測(cè)試速度(du)：1mm/s，兩個(gè)拉伸夾頭(tou)直接的距離為(wei)30mm。研究人員分析(xi)了風(fēng)擾動(dòng)(dong)處理后(hou)番茄(jia)幼苗內(nèi)源性(xing)激素(su)和力學(xué)參數(shù)(shu)之間的相關(guān)(guan)性。根的(de)彈性模量和生(sheng)長素含量之(zhi)間具有較(jiao)強(qiáng)的線性(xing)關(guān)系(xi)，皮爾(er)遜相關(guān)系(xi)數(shù)|r|為0.909，然(ran)而，莖和葉的(de)生長素含(han)量與(yu)其對(duì)應(yīng)的(de)彈性模量具有(you)非常弱的相關(guān)(guan)性。這可能(neng)歸因于(yu)生長素(su)對(duì)根(gen)系統(tǒng)中木質(zhì)(zhi)素和纖維素含(han)量的影(ying)響。在低濃度(du)的生長(zhang)素下，根發(fā)育更(geng)強(qiáng)，帶來(lai)更高水(shui)平的(de)木質(zhì)素(su)和纖維素的(de)合成。相反，在(zai)高濃度生長素(su)下，根(gen)的發(fā)育(yu)受到抑(yi)制。木質(zhì)素(su)和纖維素(su)含量主要影響(xiang)彈性模量，從而(er)帶來兩者(zhe)更強(qiáng)的相關(guān)(guan)性。而且，葉(ye)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，表明一個(gè)(ge)高程度(du)的線性相關(guān)。這(zhe)是因?yàn)榧?xì)(xi)胞分裂素參(can)與番(fan)茄幼苗中葉的(de)發(fā)育，促進(jìn)(jin)葉邊緣(yuan)分生組織(zhi)的發(fā)育。這(zhe)可以解釋細(xì)(xi)胞分裂(lie)素和彈(dan)性模量(liang)之間(jian)的正相(xiang)關(guān)。不僅如此(ci)，莖和(he)葉中的脫落酸(suan)含量(liang)與其相應(yīng)的彈(dan)性模量高(gao)度相關(guān)，|r|分別為(wei)0.933和 0.843。主莖的(de)彈性模量與脫(tuo)落酸含(han)量正相關(guān)，這(zhe)可能是脫落酸(suan)辨別和激(ji)活蛋白激(ji)酶SnRKs，這些蛋(dan)白激酶磷(lin)酸化木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄因(yin)子NST1，從而增厚(hou)莖的次(ci)生細(xì)胞壁(bi)，更多木質(zhì)(zhi)素沉積，導(dǎo)致莖(jing)彈性模量(liang)增加，從而更好(hao)地適應(yīng)壓力(li)環(huán)境。葉(ye)的彈(dan)性模量(liang)與脫落酸負(fù)(fu)相關(guān)(guan)，這可能是(shi)在風(fēng)擾動(dòng)的刺激(ji)下，隨著(zhe)風(fēng)速的(de)增加，植物組織(zhi)的水分流(liu)失速度(du)增加，葉組織中(zhong)脫落酸含(han)量也增(zeng)加。葉中(zhong)的氣孔被(bei)關(guān)閉來減少水(shui)分流失(shi)來延緩植(zhi)物脫水(shui)，抑制植物葉(ye)的生長和(he)發(fā)育，從(cong)而導(dǎo)致葉面(mian)積的減小。另(ling)外，葉中次生(sheng)木質(zhì)部(bu)的發(fā)(fa)育不顯著(zhu)，導(dǎo)致彈性模量(liang)的下降。

圖1E: 葉(ye)、側(cè)根、根(gen)、側(cè)支(zhi)和莖拉(la)伸樣(yang)品；圖1F：拉伸(shen)測(cè)試

表1 內(nèi)源性激(ji)素與彈性模(mo)量之(zhi)間的相關(guān)(guan)性，E_r代表根的彈性(xing)模量，E_s代表莖的彈性(xing)模量，E_l代表葉的彈(dan)性模量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control