西北農(nóng)林(lin)科技大學(xué)機(jī)(ji)械與電(dian)子工程(cheng)學(xué)院研(yan)究人員(yuan)在國際期刊《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(gai)論文中，研究人(ren)員利用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測(ce)定番(fan)茄幼苗根(gen)、莖和葉(ye)的彈性模量(liang)。

風(fēng)擾動對于處(chu)理長腳幼苗(miao)來說是(shi)一種潛在的(de)環(huán)境友好(hao)技術(shù)。該研(yan)究采用正交實(shi)驗設(shè)計和(he)幼苗(miao)活力評估(強(qiáng)幼(you)苗指數(shù)(shu)(SSI))來探究風(fēng)擾動(dong)對番茄幼苗生(sheng)長的調(diào)節(jié)(jie)。該研究使用(yong)酶聯(lián)免疫吸附(fu)法和單軸拉(la)伸測試來探究(jiu)番茄幼苗內(nèi)(nei)源性激素(su)水平和生物力(li)學(xué)性質(zhì)的變(bian)化。研究表明(ming)，顯著影響(xiang)SSI的因素，從(cong)影響大到(dao)影響(xiang)小分(fen)別是風(fēng)擾(rao)動時間(jian)(T)、風(fēng)擾動開(kai)始時幼苗(miao)的年齡(SA)、風(fēng)速(su)(V)和間隔時間(I)。當(dāng)(dang)V、T、I和SA值分(fen)別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shi)，風(fēng)擾動效(xiao)果zuiyou，SSI達(dá)到0.126。V和(he)T與幼(you)苗葉中乙烯(xi)和脫(tuo)落酸含量、莖中(zhong)脫落酸和生(sheng)長素含(han)量、根中的(de)細(xì)胞分裂素(su)和乙烯(xi)含量(liang)以及根和(he)莖的彈性(xing)模量正(zheng)相關(guān)，與莖(jing)和葉中細(xì)胞分(fen)裂素含(han)量、根中(zhong)的生長素和(he)脫落酸(suan)含量(liang)以及葉的(de)彈性模量負(fù)(fu)相關(guān)。風(fēng)擾(rao)動控(kong)制幼(you)苗生長(zhang)機(jī)理涉及引(yin)出莖和(he)葉中(zhong)脫落酸的積累(lei)以及根中生(sheng)長素(su)含量下(xia)降到根生(sheng)長的zuiyou門檻(kan)，從而減少幼苗(miao)莖和葉的(de)發(fā)育，帶來(lai)根的(de)一個(ge)更好生(sheng)長和一(yi)個較高(gao)的SSI。該(gai)工作為利(li)用風(fēng)擾動作為(wei)一種可(ke)持續(xù)幼苗(miao)培養(yǎng)和個(ge)性化幼苗管(guan)理方(fang)法提供(gong)了理(li)論依(yi)據(jù)和技術(shù)(shu)指導(dǎo)。

在該研(yan)究中，研(yan)究人員使用(yong)上海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀來測定(ding)根、莖和葉(ye)的彈(dan)性模量，測試速(su)度：1mm/s，兩個拉伸夾(jia)頭直接(jie)的距離為30mm。研究人員分析(xi)了風(fēng)擾(rao)動處(chu)理后(hou)番茄幼(you)苗內(nèi)源性激素(su)和力學(xué)參數(shù)之(zhi)間的相(xiang)關(guān)性。根的彈(dan)性模(mo)量和生(sheng)長素含量(liang)之間具(ju)有較強(qiáng)(qiang)的線性關(guān)系，皮爾遜相(xiang)關(guān)系數(shù)|r|為(wei)0.909，然而，莖和葉(ye)的生長素含(han)量與其(qi)對應(yīng)的彈性模(mo)量具(ju)有非常弱的(de)相關(guān)(guan)性。這可(ke)能歸因于生(sheng)長素對根(gen)系統(tǒng)中木質(zhì)素(su)和纖維(wei)素含量的影響(xiang)。在低濃(nong)度的生(sheng)長素下，根(gen)發(fā)育(yu)更強(qiáng)(qiang)，帶來更高水平(ping)的木質(zhì)素和(he)纖維素的合成(cheng)。相反，在高濃度(du)生長素(su)下，根的(de)發(fā)育受(shou)到抑制(zhi)。木質(zhì)(zhi)素和(he)纖維素含量主(zhu)要影(ying)響彈性(xing)模量，從而(er)帶來兩者(zhe)更強(qiáng)(qiang)的相關(guān)性(xing)。而且，葉中細(xì)胞(bao)分裂(lie)素水平和葉彈(dan)性模量之間(jian)的相關(guān)(guan)系數(shù)|r|達(dá)到0.825，表明一(yi)個高程度(du)的線性相關(guān)(guan)。這是因為細(xì)胞(bao)分裂素參與(yu)番茄幼苗(miao)中葉的發(fā)育(yu)，促進(jìn)葉邊緣(yuan)分生組織的發(fā)(fa)育。這可以解(jie)釋細(xì)胞分裂素(su)和彈(dan)性模量之間(jian)的正相關(guān)。不(bu)僅如此，莖和(he)葉中的(de)脫落酸含量(liang)與其相應(yīng)的(de)彈性模量高度相關(guān)(guan)，|r|分別為(wei)0.933和 0.843。主莖的彈(dan)性模量與脫(tuo)落酸含(han)量正相關(guān)(guan)，這可能是(shi)脫落(luo)酸辨別和激(ji)活蛋白激(ji)酶SnRKs，這(zhe)些蛋白激(ji)酶磷(lin)酸化(hua)木質(zhì)素轉(zhuǎn)(zhuan)錄因子NST1，從(cong)而增(zeng)厚莖的次(ci)生細(xì)胞壁(bi)，更多木質(zhì)素沉(chen)積，導(dǎo)致莖彈(dan)性模量增(zeng)加，從而更好(hao)地適應(yīng)壓力環(huán)(huan)境。葉的彈(dan)性模量與脫(tuo)落酸(suan)負(fù)相(xiang)關(guān)，這可能是在風(fēng)(feng)擾動的刺激下(xia)，隨著風(fēng)速的增(zeng)加，植物組織的(de)水分(fen)流失速(su)度增加，葉組(zu)織中脫(tuo)落酸含量也增(zeng)加。葉中的(de)氣孔被關(guān)閉(bi)來減少(shao)水分流失來延(yan)緩植物脫水(shui)，抑制植物葉的(de)生長和(he)發(fā)育，從而(er)導(dǎo)致(zhi)葉面(mian)積的減小。另(ling)外，葉(ye)中次生(sheng)木質(zhì)部的(de)發(fā)育不顯(xian)著，導(dǎo)致彈性(xing)模量的(de)下降(jiang)。

圖1E: 葉、側(cè)根、根、側(cè)(ce)支和莖拉伸(shen)樣品(pin)；圖1F：拉(la)伸測(ce)試

表1 內(nèi)(nei)源性激素與彈(dan)性模量之間的(de)相關(guān)(guan)性，E_r代表根(gen)的彈(dan)性模量(liang)，E_s代表(biao)莖的彈性模量(liang)，E_l代表葉(ye)的彈(dan)性模(mo)量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control