西北農(nóng)林(lin)科技(ji)大學機械(xie)與電子工程學(xue)院研(yan)究人員在(zai)國際期刊(kan)《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表(biao)了題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研(yan)究論文。在該論文(wen)中，研究人員(yuan)利用上海(hai)騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用于測(ce)定番(fan)茄幼(you)苗根、莖和葉的(de)彈性模量(liang)。

風擾動對于處(chu)理長腳(jiao)幼苗來說是一(yi)種潛(qian)在的環(huán)境(jing)友好技術(shù)。該研(yan)究采用正交實(shi)驗設(shè)(she)計和幼(you)苗活力(li)評估(強幼苗(miao)指數(shù)(SSI))來(lai)探究風擾動(dong)對番茄幼(you)苗生長的調(diào)節(jié)(jie)。該研(yan)究使用酶聯(lián)免(mian)疫吸附(fu)法和單(dan)軸拉伸(shen)測試(shi)來探究(jiu)番茄(jia)幼苗(miao)內(nèi)源性激素(su)水平和生物(wu)力學(xue)性質(zhì)的變(bian)化。研究表明，顯(xian)著影響SSI的因(yin)素，從影響(xiang)大到影響小(xiao)分別是(shi)風擾動時間(jian)(T)、風擾(rao)動開始時幼(you)苗的年(nian)齡(SA)、風速(su)(V)和間隔時(shi)間(I)。當V、T、I和SA值分(fen)別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時，風擾(rao)動效果zuiyou，SSI達(da)到0.126。V和T與(yu)幼苗葉中(zhong)乙烯和(he)脫落酸含(han)量、莖中脫落(luo)酸和生長素(su)含量(liang)、根中的細胞(bao)分裂素(su)和乙烯含量以(yi)及根和莖的(de)彈性模量(liang)正相關(guān)，與(yu)莖和葉中細胞(bao)分裂素含量(liang)、根中的(de)生長素和脫落(luo)酸含量(liang)以及葉的(de)彈性模量負相(xiang)關(guān)。風擾動(dong)控制(zhi)幼苗生長機(ji)理涉及引出(chu)莖和(he)葉中(zhong)脫落(luo)酸的積累以(yi)及根中生(sheng)長素含量(liang)下降(jiang)到根生長的zuiyou門(men)檻，從(cong)而減少(shao)幼苗(miao)莖和(he)葉的發(fā)育，帶來(lai)根的一(yi)個更好生長和(he)一個(ge)較高的SSI。該工(gong)作為利用風(feng)擾動(dong)作為(wei)一種可持續(xù)(xu)幼苗(miao)培養(yǎng)(yang)和個性(xing)化幼苗(miao)管理方法提供(gong)了理論(lun)依據(jù)和技(ji)術(shù)指導。

在該(gai)研究(jiu)中，研究人(ren)員使用上(shang)海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀來測(ce)定根(gen)、莖和(he)葉的彈(dan)性模量(liang)，測試速度(du)：1mm/s，兩個(ge)拉伸夾(jia)頭直接的距(ju)離為(wei)30mm。研究人員(yuan)分析了風(feng)擾動處理后番(fan)茄幼苗內(nèi)源性(xing)激素(su)和力(li)學參數(shù)之(zhi)間的相關(guān)性(xing)。根的彈性模量(liang)和生長素含量(liang)之間具(ju)有較強(qiang)的線性關(guān)系，皮爾遜相關(guān)(guan)系數(shù)|r|為(wei)0.909，然而，莖和(he)葉的(de)生長素(su)含量與其對(dui)應(yīng)的彈(dan)性模量具有非(fei)常弱的(de)相關(guān)性。這(zhe)可能歸(gui)因于(yu)生長素(su)對根系統(tǒng)中(zhong)木質(zhì)素和纖維(wei)素含量的影(ying)響。在低濃度的(de)生長素下，根發(fā)(fa)育更強，帶(dai)來更高水(shui)平的木質(zhì)素(su)和纖維素(su)的合(he)成。相反，在(zai)高濃度生長素(su)下，根的發(fā)育(yu)受到(dao)抑制。木(mu)質(zhì)素和(he)纖維素含(han)量主要影響彈(dan)性模(mo)量，從(cong)而帶來兩者更(geng)強的(de)相關(guān)性。而(er)且，葉中細(xi)胞分裂素水平(ping)和葉彈性模量(liang)之間的相關(guān)(guan)系數(shù)|r|達到(dao)0.825，表明(ming)一個高(gao)程度的線性相(xiang)關(guān)。這是因為細(xi)胞分裂素參與(yu)番茄幼苗(miao)中葉(ye)的發(fā)(fa)育，促進(jin)葉邊緣分生組(zu)織的發(fā)育。這可(ke)以解釋(shi)細胞分裂(lie)素和彈性模(mo)量之間的正(zheng)相關(guān)。不僅如(ru)此，莖和葉中(zhong)的脫(tuo)落酸含量與(yu)其相應(yīng)的彈性(xing)模量高度相關(guān)(guan)，|r|分別為0.933和 0.843。主莖(jing)的彈性模(mo)量與脫(tuo)落酸含量正(zheng)相關(guān)，這可能是(shi)脫落酸辨(bian)別和激活蛋(dan)白激酶SnRKs，這些(xie)蛋白激(ji)酶磷酸化木(mu)質(zhì)素轉(zhuǎn)(zhuan)錄因(yin)子NST1，從而(er)增厚莖的次(ci)生細胞壁(bi)，更多(duo)木質(zhì)(zhi)素沉(chen)積，導致莖(jing)彈性(xing)模量(liang)增加，從而更好(hao)地適應(yīng)壓(ya)力環(huán)境(jing)。葉的彈性模(mo)量與脫落酸(suan)負相關(guān)(guan)，這可能是在風擾動的刺(ci)激下，隨著風速(su)的增(zeng)加，植物(wu)組織(zhi)的水(shui)分流失速度增(zeng)加，葉組織中(zhong)脫落(luo)酸含量也(ye)增加。葉中的(de)氣孔(kong)被關(guān)閉(bi)來減少水分(fen)流失來(lai)延緩植(zhi)物脫水，抑(yi)制植物(wu)葉的生長和(he)發(fā)育(yu)，從而導(dao)致葉面積的減(jian)小。另(ling)外，葉(ye)中次(ci)生木質(zhì)部的(de)發(fā)育不(bu)顯著，導致彈性(xing)模量(liang)的下降(jiang)。

圖1E: 葉、側(cè)(ce)根、根、側(cè)(ce)支和莖拉伸樣(yang)品；圖1F：拉伸測(ce)試

表1 內(nèi)源性(xing)激素與(yu)彈性模量之間(jian)的相關(guān)性，E_r代表根(gen)的彈性模(mo)量，E_s代表(biao)莖的彈性模量(liang)，E_l代表葉的彈性(xing)模量

原文下(xia)載鏈(lian)接

Wind disturbance-based tomato seedlings growth control