西北農(nóng)(nong)林科技大(da)學機械(xie)與電子工程學(xue)院研究人(ren)員在國際(ji)期刊(kan)《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題(ti)為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文。在該論文中(zhong)，研究人(ren)員利用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gou)儀用于(yu)測定(ding)番茄幼(you)苗根、莖和葉的(de)彈性模(mo)量。

風擾(rao)動對于(yu)處理長腳(jiao)幼苗來說(shuo)是一種潛在的(de)環(huán)境友好技術(shu)。該研究(jiu)采用正交實(shi)驗設計和幼(you)苗活力評估(強(qiang)幼苗指(zhi)數(shù)(SSI))來探(tan)究風擾(rao)動對(dui)番茄幼苗(miao)生長的調(diào)(diao)節(jié)。該研究(jiu)使用酶聯(lián)免(mian)疫吸附法和(he)單軸拉伸(shen)測試(shi)來探究(jiu)番茄幼苗(miao)內(nèi)源性激(ji)素水平和生(sheng)物力學性質(zhì)的(de)變化。研究表(biao)明，顯(xian)著影響(xiang)SSI的因素(su)，從影響大(da)到影(ying)響小(xiao)分別是風擾動(dong)時間(T)、風擾(rao)動開(kai)始時幼苗的(de)年齡(SA)、風速(V)和間(jian)隔時間(I)。當(dang)V、T、I和SA值分(fen)別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時，風(feng)擾動效果zuiyou，SSI達(da)到0.126。V和(he)T與幼苗葉中乙(yi)烯和(he)脫落(luo)酸含量、莖中脫(tuo)落酸和生長素(su)含量、根(gen)中的細胞分(fen)裂素(su)和乙烯含量(liang)以及根和莖的(de)彈性模量正相(xiang)關，與(yu)莖和(he)葉中細胞分裂(lie)素含量、根(gen)中的生(sheng)長素和脫落(luo)酸含量以及(ji)葉的彈性(xing)模量負相(xiang)關。風擾(rao)動控(kong)制幼苗(miao)生長機理涉(she)及引(yin)出莖(jing)和葉中脫(tuo)落酸的積累以(yi)及根中生長(zhang)素含量(liang)下降到根生(sheng)長的zuiyou門檻(kan)，從而減少幼苗(miao)莖和(he)葉的發(fā)育，帶(dai)來根的一(yi)個更好生長(zhang)和一個(ge)較高的SSI。該工(gong)作為利用(yong)風擾動作(zuo)為一種(zhong)可持續(xù)幼(you)苗培(pei)養(yǎng)和個性(xing)化幼苗管(guan)理方法提供(gong)了理(li)論依據(jù)和(he)技術指導。

在該研究中(zhong)，研究人員使(shi)用上海(hai)騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構儀來測(ce)定根(gen)、莖和葉(ye)的彈性模(mo)量，測試速度(du)：1mm/s，兩個拉(la)伸夾頭(tou)直接的距離為(wei)30mm。研究人員(yuan)分析(xi)了風擾動(dong)處理后番茄(jia)幼苗內(nèi)(nei)源性(xing)激素和(he)力學參數(shù)之間(jian)的相關性(xing)。根的彈(dan)性模量和(he)生長素含(han)量之間具(ju)有較強(qiang)的線性關(guan)系，皮爾遜(xun)相關系數(shù)|r|為(wei)0.909，然而(er)，莖和葉的生(sheng)長素含量與(yu)其對應的彈(dan)性模量(liang)具有非常(chang)弱的相(xiang)關性。這可能(neng)歸因(yin)于生長素(su)對根(gen)系統(tǒng)中木質(zhì)素(su)和纖(xian)維素含量(liang)的影響。在(zai)低濃度(du)的生(sheng)長素下，根發(fā)(fa)育更強，帶來(lai)更高水(shui)平的木(mu)質(zhì)素和(he)纖維素(su)的合(he)成。相反(fan)，在高濃度生(sheng)長素下(xia)，根的發(fā)育受到(dao)抑制。木(mu)質(zhì)素和纖(xian)維素含量(liang)主要影響(xiang)彈性模量，從而(er)帶來兩(liang)者更強的相關(guan)性。而且，葉中(zhong)細胞分裂(lie)素水(shui)平和葉彈性(xing)模量之間的(de)相關(guan)系數(shù)|r|達到0.825，表明一(yi)個高程度(du)的線性相關。這(zhe)是因為(wei)細胞分裂素(su)參與番茄(jia)幼苗中葉的(de)發(fā)育，促進葉邊(bian)緣分(fen)生組(zu)織的發(fā)育。這(zhe)可以解(jie)釋細胞(bao)分裂素和(he)彈性模量之(zhi)間的正(zheng)相關。不(bu)僅如此，莖和葉(ye)中的脫(tuo)落酸含量與其(qi)相應的彈性(xing)模量高度(du)相關，|r|分別為(wei)0.933和 0.843。主莖的彈性(xing)模量與(yu)脫落酸含量(liang)正相關，這(zhe)可能是脫(tuo)落酸(suan)辨別和激活蛋(dan)白激酶SnRKs，這些蛋(dan)白激酶磷酸化(hua)木質(zhì)素轉(zhuǎn)(zhuan)錄因子NST1，從而(er)增厚莖的次(ci)生細胞壁，更(geng)多木質(zhì)(zhi)素沉積，導(dao)致莖彈性模量(liang)增加，從而更好(hao)地適(shi)應壓(ya)力環(huán)境(jing)。葉的彈性模(mo)量與脫(tuo)落酸負(fu)相關，這可能是在風(feng)擾動的刺激(ji)下，隨著風(feng)速的(de)增加，植物(wu)組織的水分流(liu)失速度增加，葉(ye)組織中脫落(luo)酸含量也增加(jia)。葉中的氣孔(kong)被關閉(bi)來減少水(shui)分流失來延(yan)緩植物脫水(shui)，抑制植物葉的(de)生長(zhang)和發(fā)育，從(cong)而導致葉面積(ji)的減小(xiao)。另外，葉中次(ci)生木質(zhì)部(bu)的發(fā)育不顯著(zhu)，導致彈(dan)性模量的(de)下降。

圖1E: 葉、側(cè)根、根、側(cè)(ce)支和莖(jing)拉伸樣品；圖1F：拉伸(shen)測試

表1 內(nèi)源性激素(su)與彈性模量(liang)之間的相(xiang)關性，E_r代表根的(de)彈性模量(liang)，E_s代表莖(jing)的彈性(xing)模量，E_l代表葉的彈(dan)性模(mo)量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control