西北農(nóng)林科(ke)技大學(xué)機(jī)械與(yu)電子工程學(xué)院(yuan)研究人員在國(guó)(guo)際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題為(wei)"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論(lun)文。在該論文中(zhong)，研究人員利(li)用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(cè)定番(fan)茄幼苗根、莖和(he)葉的(de)彈性模量(liang)。

風(fēng)擾(rao)動(dòng)對(duì)于處(chu)理長(zhǎng)腳(jiao)幼苗來(lái)說(shuō)是一(yi)種潛(qian)在的環(huán)(huan)境友好技(ji)術(shù)。該研(yan)究采用正(zheng)交實(shí)驗(yàn)設(shè)(she)計(jì)和幼苗(miao)活力評(píng)(ping)估(強(qiáng)幼苗(miao)指數(shù)(SSI))來(lái)探(tan)究風(fēng)擾(rao)動(dòng)對(duì)番茄幼(you)苗生(sheng)長(zhǎng)的調(diào)(diao)節(jié)。該研究使用酶(mei)聯(lián)免疫吸附法(fa)和單軸拉伸(shen)測(cè)試來(lái)探究(jiu)番茄幼苗內(nèi)源(yuan)性激素水平和(he)生物力學(xué)性(xing)質(zhì)的變(bian)化。研究表(biao)明，顯著(zhu)影響SSI的(de)因素，從(cong)影響(xiang)大到影響(xiang)小分別是風(fēng)擾(rao)動(dòng)時(shí)間(jian)(T)、風(fēng)擾動(dòng)開(kāi)(kai)始時(shí)幼苗(miao)的年(nian)齡(SA)、風(fēng)速(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15 days時(shí)(shi)，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(yi)烯和(he)脫落酸含量、莖(jing)中脫落酸(suan)和生長(zhǎng)素(su)含量、根中的(de)細(xì)胞分(fen)裂素和(he)乙烯含(han)量以及根和(he)莖的彈性(xing)模量正(zheng)相關(guān)，與莖和(he)葉中細(xì)(xi)胞分裂素含量(liang)、根中的生(sheng)長(zhǎng)素和脫(tuo)落酸含量以(yi)及葉的彈性模(mo)量負(fù)相關(guān)(guan)。風(fēng)擾動(dòng)控制幼(you)苗生長(zhǎng)(zhang)機(jī)理涉及(ji)引出(chu)莖和葉(ye)中脫落酸的(de)積累(lei)以及根中(zhong)生長(zhǎng)素含量(liang)下降(jiang)到根(gen)生長(zhǎng)的zuiyou門(mén)檻(kan)，從而減少幼(you)苗莖和葉的(de)發(fā)育，帶來(lái)根(gen)的一個(gè)(ge)更好(hao)生長(zhǎng)(zhang)和一個(gè)較高(gao)的SSI。該工作為(wei)利用風(fēng)擾動(dòng)(dong)作為(wei)一種(zhong)可持續(xù)幼苗培(pei)養(yǎng)和個(gè)(ge)性化幼苗管(guan)理方法提(ti)供了理論依據(jù)(ju)和技術(shù)指導(dǎo)(dao)。

在該研(yan)究中，研究(jiu)人員使用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)來(lái)測(cè)定根、莖(jing)和葉的彈性模(mo)量，測(cè)試速度(du)：1mm/s，兩個(gè)(ge)拉伸夾頭直(zhi)接的距離(li)為30mm。研究人員分析(xi)了風(fēng)擾動(dòng)處(chu)理后番(fan)茄幼苗(miao)內(nèi)源(yuan)性激(ji)素和力學(xué)參數(shù)(shu)之間的相關(guān)(guan)性。根的彈(dan)性模(mo)量和(he)生長(zhǎng)(zhang)素含(han)量之間具有較(jiao)強(qiáng)的線(xian)性關(guān)(guan)系，皮爾遜(xun)相關(guān)(guan)系數(shù)(shu)|r|為0.909，然而(er)，莖和葉(ye)的生長(zhǎng)(zhang)素含量(liang)與其對(duì)(dui)應(yīng)的(de)彈性模量具(ju)有非常弱的相(xiang)關(guān)性。這可能歸(gui)因于生(sheng)長(zhǎng)素對(duì)根系統(tǒng)(tong)中木質(zhì)素和纖(xian)維素含(han)量的影響。在低(di)濃度的(de)生長(zhǎng)素下(xia)，根發(fā)育(yu)更強(qiáng)，帶(dai)來(lái)更(geng)高水平的木質(zhì)(zhi)素和(he)纖維素的(de)合成。相反，在高(gao)濃度生長(zhǎng)(zhang)素下，根的發(fā)(fa)育受(shou)到抑制。木(mu)質(zhì)素和纖維(wei)素含(han)量主要(yao)影響彈(dan)性模量，從而帶(dai)來(lái)兩者(zhe)更強(qiáng)(qiang)的相關(guān)性。而(er)且，葉中(zhong)細(xì)胞分(fen)裂素水平(ping)和葉彈性模(mo)量之間的相關(guān)(guan)系數(shù)(shu)|r|達(dá)到(dao)0.825，表明一個(gè)高程(cheng)度的(de)線性相(xiang)關(guān)。這是(shi)因?yàn)榧?xì)胞(bao)分裂素(su)參與番茄幼(you)苗中葉(ye)的發(fā)育，促進(jìn)(jin)葉邊緣分(fen)生組織的發(fā)育(yu)。這可以解釋細(xì)(xi)胞分裂(lie)素和彈(dan)性模(mo)量之間(jian)的正(zheng)相關(guān)。不(bu)僅如(ru)此，莖(jing)和葉中的脫(tuo)落酸含量與(yu)其相(xiang)應(yīng)的彈性模量高(gao)度相關(guān)，|r|分(fen)別為0.933和 0.843。主莖的(de)彈性模量與脫(tuo)落酸含量(liang)正相(xiang)關(guān)，這可(ke)能是脫(tuo)落酸辨別和(he)激活蛋(dan)白激酶SnRKs，這些(xie)蛋白激酶磷(lin)酸化木質(zhì)素(su)轉(zhuǎn)錄因子(zi)NST1，從而增厚莖(jing)的次生細(xì)胞壁(bi)，更多木(mu)質(zhì)素沉積(ji)，導(dǎo)致(zhi)莖彈性模(mo)量增加，從而(er)更好(hao)地適(shi)應(yīng)壓力(li)環(huán)境。葉(ye)的彈性模(mo)量與(yu)脫落酸負(fù)相關(guān)(guan)，這可能是(shi)在風(fēng)擾動(dòng)的(de)刺激下，隨著風(fēng)(feng)速的增加(jia)，植物(wu)組織的(de)水分流失速度(du)增加(jia)，葉組織中(zhong)脫落酸含(han)量也增加。葉中(zhong)的氣孔(kong)被關(guān)閉來(lái)減少(shao)水分流失來(lái)(lai)延緩植物脫水(shui)，抑制植物葉的(de)生長(zhǎng)和(he)發(fā)育(yu)，從而(er)導(dǎo)致葉面(mian)積的(de)減小。另外，葉中(zhong)次生木質(zhì)部(bu)的發(fā)育不顯著(zhu)，導(dǎo)致(zhi)彈性(xing)模量的下降。

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

表1 內(nèi)源(yuan)性激素與彈性(xing)模量之間的(de)相關(guān)性，E_r代表根的彈(dan)性模量(liang)，E_s代表莖的(de)彈性模量(liang)，E_l代表(biao)葉的彈性(xing)模量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control