西北農(nóng)林(lin)科技大學(xué)機(jī)械(xie)與電子工(gong)程學(xué)(xue)院研究人員在(zai)國(guó)際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了(le)題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文。在該論(lun)文中，研究人(ren)員利用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀(yi)用于(yu)測(cè)定(ding)番茄幼苗根(gen)、莖和葉的彈性(xing)模量。

風(fēng)擾動(dòng)對(duì)(dui)于處(chu)理長(zhǎng)腳幼(you)苗來(lái)說(shuō)是(shi)一種潛在的(de)環(huán)境友(you)好技術(shù)。該(gai)研究采(cai)用正交實(shí)(shi)驗(yàn)設(shè)計(jì)(ji)和幼(you)苗活力(li)評(píng)估(強(qiáng)幼苗指(zhi)數(shù)(SSI))來(lái)探(tan)究風(fēng)擾動(dòng)對(duì)(dui)番茄幼(you)苗生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)(jie)。該研究使(shi)用酶聯(lián)免疫吸(xi)附法(fa)和單軸拉(la)伸測(cè)試來(lái)探(tan)究番(fan)茄幼苗(miao)內(nèi)源性激素水(shui)平和(he)生物力(li)學(xué)性質(zhì)(zhi)的變化。研究表明(ming)，顯著影響SSI的(de)因素(su)，從影響大(da)到影響小分(fen)別是風(fēng)擾(rao)動(dòng)時(shí)間(T)、風(fēng)擾(rao)動(dòng)開(kāi)(kai)始時(shí)幼(you)苗的年(nian)齡(SA)、風(fēng)(feng)速(V)和間隔時(shí)(shi)間(I)。當(dāng)V、T、I和(he)SA值分(fen)別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shí)(shi)，風(fēng)擾(rao)動(dòng)效果zuiyou，SSI達(dá)到(dao)0.126。V和T與幼(you)苗葉中乙烯(xi)和脫落酸含量(liang)、莖中脫落酸和(he)生長(zhǎng)素含量、根(gen)中的(de)細(xì)胞分裂素和(he)乙烯(xi)含量以及根和(he)莖的(de)彈性模量(liang)正相(xiang)關(guān)，與莖和葉中(zhong)細(xì)胞(bao)分裂素含量、根(gen)中的生長(zhǎng)(zhang)素和脫落酸含(han)量以及葉(ye)的彈性模(mo)量負(fù)相(xiang)關(guān)。風(fēng)擾動(dòng)控(kong)制幼苗生長(zhǎng)機(jī)(ji)理涉(she)及引(yin)出莖(jing)和葉中(zhong)脫落(luo)酸的積(ji)累以(yi)及根(gen)中生(sheng)長(zhǎng)素(su)含量下降到根(gen)生長(zhǎng)的(de)zuiyou門(mén)檻，從而(er)減少幼苗(miao)莖和葉的發(fā)育(yu)，帶來(lái)根的一(yi)個(gè)更好生長(zhǎng)(zhang)和一個(gè)較高的(de)SSI。該工(gong)作為(wei)利用風(fēng)擾(rao)動(dòng)作(zuo)為一種可(ke)持續(xù)(xu)幼苗培養(yǎng)和個(gè)(ge)性化幼(you)苗管理方法(fa)提供(gong)了理論依(yi)據(jù)和技術(shù)(shu)指導(dǎo)。

在該研究中，研(yan)究人(ren)員使用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來(lái)(lai)測(cè)定(ding)根、莖和葉的彈(dan)性模量，測(cè)試速(su)度：1mm/s，兩個(gè)拉(la)伸夾(jia)頭直接的(de)距離為30mm。研究人員分(fen)析了(le)風(fēng)擾動(dòng)處(chu)理后番茄幼苗(miao)內(nèi)源性激素(su)和力學(xué)參數(shù)之(zhi)間的相關(guān)性。根(gen)的彈性(xing)模量和生(sheng)長(zhǎng)素含(han)量之(zhi)間具有較強(qiáng)(qiang)的線性(xing)關(guān)系(xi)，皮爾遜相關(guān)系(xi)數(shù)|r|為(wei)0.909，然而，莖和葉(ye)的生(sheng)長(zhǎng)素含量與其(qi)對(duì)應(yīng)的彈性模(mo)量具有(you)非常弱的相(xiang)關(guān)性。這可能歸(gui)因于生長(zhǎng)素(su)對(duì)根(gen)系統(tǒng)中(zhong)木質(zhì)素和纖(xian)維素含量的影(ying)響。在低濃度的(de)生長(zhǎng)素下，根發(fā)(fa)育更強(qiáng)，帶來(lái)更(geng)高水(shui)平的(de)木質(zhì)素和纖(xian)維素的合成(cheng)。相反，在高濃(nong)度生長(zhǎng)素下(xia)，根的(de)發(fā)育受到(dao)抑制(zhi)。木質(zhì)素(su)和纖維素含量(liang)主要影響(xiang)彈性模量，從而(er)帶來(lái)兩者更強(qiáng)(qiang)的相(xiang)關(guān)性。而且，葉中(zhong)細(xì)胞分裂素(su)水平和葉(ye)彈性模(mo)量之(zhi)間的(de)相關(guān)系(xi)數(shù)|r|達(dá)到0.825，表明一(yi)個(gè)高程度的(de)線性相關(guān)。這(zhe)是因?yàn)榧?xì)胞分(fen)裂素參與(yu)番茄幼苗中(zhong)葉的發(fā)育，促進(jìn)(jin)葉邊緣分(fen)生組織的發(fā)育(yu)。這可(ke)以解釋細(xì)胞(bao)分裂素和彈(dan)性模量(liang)之間的正相(xiang)關(guān)。不僅如此(ci)，莖和葉中(zhong)的脫落酸(suan)含量與(yu)其相應(yīng)的(de)彈性模量高度(du)相關(guān)，|r|分別(bie)為0.933和 0.843。主莖(jing)的彈性模(mo)量與脫落酸(suan)含量(liang)正相關(guān)(guan)，這可能是脫(tuo)落酸辨別(bie)和激活蛋白(bai)激酶SnRKs，這(zhe)些蛋白(bai)激酶(mei)磷酸化木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄因(yin)子NST1，從而(er)增厚莖的次生(sheng)細(xì)胞壁，更多木(mu)質(zhì)素沉積，導(dǎo)(dao)致莖彈性模量(liang)增加，從(cong)而更好地適應(yīng)(ying)壓力環(huán)境(jing)。葉的彈性(xing)模量與脫(tuo)落酸負(fù)相(xiang)關(guān)，這可能(neng)是在(zai)風(fēng)擾動(dòng)的刺激(ji)下，隨著風(fēng)速的(de)增加，植物組(zu)織的水分(fen)流失(shi)速度(du)增加，葉組織(zhi)中脫落酸含量(liang)也增加。葉(ye)中的氣孔被關(guān)(guan)閉來(lái)減少(shao)水分流失(shi)來(lái)延緩植物脫(tuo)水，抑制植物(wu)葉的生長(zhǎng)(zhang)和發(fā)(fa)育，從而導(dǎo)(dao)致葉面(mian)積的(de)減小(xiao)。另外，葉中(zhong)次生木(mu)質(zhì)部的(de)發(fā)育不顯著，導(dǎo)(dao)致彈(dan)性模量(liang)的下降。

圖1E: 葉、側(cè)根、根(gen)、側(cè)支和莖拉伸(shen)樣品(pin)；圖1F：拉伸(shen)測(cè)試

表1 內(nèi)源(yuan)性激素與(yu)彈性模量之(zhi)間的相關(guān)(guan)性，E_r代表根的(de)彈性模量，E_s代表莖的(de)彈性(xing)模量(liang)，E_l代表葉的彈性(xing)模量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control