西北農(nóng)林科技(ji)大學(xué)機械與電(dian)子工程學(xué)院(yuan)研究人(ren)員在(zai)國際(ji)期刊(kan)《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文(wen)。在該論文中(zhong)，研究人(ren)員利用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定(ding)番茄幼苗根(gen)、莖和(he)葉的彈性(xing)模量。

風(fēng)擾動對于處(chu)理長(zhang)腳幼苗來(lai)說是一(yi)種潛(qian)在的環(huán)境友(you)好技術(shù)(shu)。該研究采(cai)用正(zheng)交實驗(yan)設(shè)計和幼苗活(huo)力評估(強(qiang)幼苗指數(shù)(shu)(SSI))來探(tan)究風(fēng)擾動對(dui)番茄(jia)幼苗生(sheng)長的調(diào)節(jié)。該研究使用酶(mei)聯(lián)免疫吸附法(fa)和單(dan)軸拉伸測試(shi)來探(tan)究番茄幼苗內(nèi)(nei)源性激素水(shui)平和生(sheng)物力學(xué)性質(zhì)的(de)變化。研究(jiu)表明，顯著影響(xiang)SSI的因素(su)，從影響(xiang)大到(dao)影響小分(fen)別是風(fēng)(feng)擾動(dong)時間(jian)(T)、風(fēng)擾動開(kai)始時幼(you)苗的年齡(SA)、風(fēng)速(su)(V)和間(jian)隔時間(I)。當(dāng)V、T、I和(he)SA值分別是(shi)3 m/s、1 min、30 min和15 days時，風(fēng)(feng)擾動效果zuiyou，SSI達到(dao)0.126。V和T與幼(you)苗葉中乙烯和(he)脫落酸含量、莖(jing)中脫落(luo)酸和生長素(su)含量、根中的細(xi)胞分裂素和(he)乙烯含量以(yi)及根(gen)和莖的彈性模(mo)量正相關(guān)(guan)，與莖和葉中(zhong)細胞分(fen)裂素含量(liang)、根中的(de)生長素和(he)脫落酸含量(liang)以及葉的彈(dan)性模量負相(xiang)關(guān)。風(fēng)擾動控制(zhi)幼苗生(sheng)長機理涉(she)及引(yin)出莖和葉中脫(tuo)落酸的積(ji)累以及根(gen)中生長素含(han)量下降到根生(sheng)長的zuiyou門檻，從(cong)而減少幼(you)苗莖(jing)和葉的發(fā)(fa)育，帶(dai)來根的(de)一個更好(hao)生長和一個較(jiao)高的(de)SSI。該工作為利(li)用風(fēng)擾動作(zuo)為一種(zhong)可持(chi)續(xù)幼(you)苗培養(yǎng)和個性(xing)化幼苗管理方(fang)法提供了(le)理論(lun)依據(jù)和(he)技術(shù)指導(dǎo)。

在該(gai)研究中，研究(jiu)人員使(shi)用上(shang)海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀(yi)來測定根、莖(jing)和葉的彈性模(mo)量，測試速(su)度：1mm/s，兩個拉(la)伸夾頭直(zhi)接的距離為(wei)30mm。研究人員分析(xi)了風(fēng)擾動處理(li)后番茄幼苗內(nèi)(nei)源性激素(su)和力學(xué)參數(shù)(shu)之間的相關(guān)性(xing)。根的彈性模(mo)量和生長(zhang)素含量之(zhi)間具(ju)有較強(qiang)的線性關(guān)系，皮爾遜(xun)相關(guān)系數(shù)|r|為(wei)0.909，然而，莖和(he)葉的(de)生長(zhang)素含量與其(qi)對應(yīng)的彈(dan)性模量(liang)具有非常(chang)弱的(de)相關(guān)(guan)性。這可能歸因(yin)于生(sheng)長素對根系(xi)統(tǒng)中木質(zhì)素和(he)纖維素含量的(de)影響。在低(di)濃度的生長素(su)下，根發(fā)育更強(qiang)，帶來更(geng)高水平(ping)的木(mu)質(zhì)素和纖(xian)維素的合(he)成。相反，在高濃(nong)度生長素(su)下，根的發(fā)育(yu)受到(dao)抑制。木質(zhì)素(su)和纖維(wei)素含量主要影(ying)響彈(dan)性模量(liang)，從而帶(dai)來兩者更(geng)強的相(xiang)關(guān)性。而(er)且，葉中細胞(bao)分裂(lie)素水平(ping)和葉彈性(xing)模量(liang)之間的(de)相關(guān)系數(shù)(shu)|r|達到0.825，表明一個(ge)高程度的(de)線性相關(guān)。這是(shi)因為細胞分裂(lie)素參與番茄(jia)幼苗(miao)中葉的發(fā)育，促(cu)進葉邊緣分(fen)生組織的(de)發(fā)育。這可(ke)以解釋(shi)細胞分(fen)裂素(su)和彈性模量之(zhi)間的正相關(guān)(guan)。不僅(jin)如此，莖和(he)葉中(zhong)的脫落酸含量(liang)與其相(xiang)應(yīng)的彈性模量高度(du)相關(guān)(guan)，|r|分別為0.933和 0.843。主(zhu)莖的彈性(xing)模量與脫落(luo)酸含量正相(xiang)關(guān)，這可能是脫(tuo)落酸辨別和(he)激活蛋白(bai)激酶SnRKs，這些蛋(dan)白激酶(mei)磷酸化(hua)木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄因子NST1，從(cong)而增厚莖的次(ci)生細胞壁，更多(duo)木質(zhì)(zhi)素沉積，導(dǎo)(dao)致莖(jing)彈性模量(liang)增加，從而更好(hao)地適應(yīng)壓(ya)力環(huán)境。葉(ye)的彈(dan)性模量與(yu)脫落酸負相關(guān)(guan)，這可能是在風(fēng)擾動(dong)的刺激下，隨(sui)著風(fēng)速(su)的增加(jia)，植物(wu)組織的水(shui)分流失速度(du)增加，葉組織中(zhong)脫落酸含量也(ye)增加。葉中(zhong)的氣孔(kong)被關(guān)閉來減少(shao)水分流(liu)失來延(yan)緩植(zhi)物脫水，抑(yi)制植物葉的(de)生長和發(fā)(fa)育，從而(er)導(dǎo)致葉(ye)面積(ji)的減(jian)小。另外，葉中次(ci)生木質(zhì)部的(de)發(fā)育不顯(xian)著，導(dǎo)致彈(dan)性模量的(de)下降(jiang)。

圖1E: 葉(ye)、側(cè)根(gen)、根、側(cè)支和莖拉(la)伸樣(yang)品；圖1F：拉伸(shen)測試(shi)

表1 內(nèi)(nei)源性(xing)激素與彈性(xing)模量之間的相(xiang)關(guān)性，E_r代表根(gen)的彈性模量(liang)，E_s代表莖的彈性(xing)模量，E_l代表葉的彈(dan)性模量

原文下(xia)載鏈(lian)接

Wind disturbance-based tomato seedlings growth control