西北農(nóng)林(lin)科技大(da)學(xué)機(jī)械(xie)與電子工程學(xué)(xue)院研(yan)究人員在國(guo)際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論(lun)文。在該論(lun)文中，研(yan)究人員利用上(shang)海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于(yu)測(cè)定番茄幼苗(miao)根、莖和(he)葉的彈(dan)性模量。

風(fēng)擾動(dòng)(dong)對(duì)于處理長(zhǎng)腳(jiao)幼苗來說(shuo)是一種潛在的(de)環(huán)境友好技術(shù)(shu)。該研究(jiu)采用正(zheng)交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(ji)和幼苗活(huo)力評(píng)估(強(qiáng)(qiang)幼苗指數(shù)(shu)(SSI))來探究風(fēng)擾動(dòng)(dong)對(duì)番茄幼苗生(sheng)長(zhǎng)的調(diào)節(jié)。該研究使用(yong)酶聯(lián)免疫吸(xi)附法(fa)和單軸拉伸(shen)測(cè)試來探(tan)究番茄幼苗內(nèi)(nei)源性(xing)激素(su)水平和生物(wu)力學(xué)性質(zhì)的變(bian)化。研究(jiu)表明，顯(xian)著影響(xiang)SSI的因素，從影(ying)響大到(dao)影響(xiang)小分別是風(fēng)(feng)擾動(dòng)時(shí)間(T)、風(fēng)擾(rao)動(dòng)開始時(shí)幼(you)苗的年齡(SA)、風(fēng)(feng)速(V)和間隔(ge)時(shí)間(I)。當(dāng)V、T、I和SA值(zhi)分別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shí)(shi)，風(fēng)擾動(dòng)效果(guo)zuiyou，SSI達(dá)到0.126。V和T與幼(you)苗葉(ye)中乙烯和脫落(luo)酸含(han)量、莖(jing)中脫落酸和(he)生長(zhǎng)素(su)含量(liang)、根中(zhong)的細(xì)胞(bao)分裂素(su)和乙烯含(han)量以及(ji)根和莖的彈(dan)性模量正(zheng)相關(guān)，與莖和(he)葉中細(xì)(xi)胞分裂(lie)素含量、根中的(de)生長(zhǎng)素(su)和脫落酸(suan)含量以及葉的(de)彈性(xing)模量負(fù)相關(guān)(guan)。風(fēng)擾(rao)動(dòng)控制幼苗生(sheng)長(zhǎng)機(jī)理(li)涉及(ji)引出莖和葉中(zhong)脫落酸(suan)的積(ji)累以及根(gen)中生長(zhǎng)(zhang)素含量下降(jiang)到根生長(zhǎng)的(de)zuiyou門檻，從而減少(shao)幼苗莖和(he)葉的發(fā)育，帶來(lai)根的一個(gè)更(geng)好生長(zhǎng)和(he)一個(gè)較(jiao)高的SSI。該工(gong)作為(wei)利用風(fēng)(feng)擾動(dòng)作為一(yi)種可(ke)持續(xù)(xu)幼苗培(pei)養(yǎng)和個(gè)性化(hua)幼苗管理方(fang)法提供了理(li)論依(yi)據(jù)和(he)技術(shù)指導(dǎo)。

在該研究中，研(yan)究人員使用上(shang)海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)來測(cè)定根、莖(jing)和葉(ye)的彈性模量，測(cè)(ce)試速(su)度：1mm/s，兩(liang)個(gè)拉伸夾頭直(zhi)接的距離為(wei)30mm。研究(jiu)人員分(fen)析了風(fēng)(feng)擾動(dòng)處理后番(fan)茄幼苗內(nèi)源性(xing)激素和力(li)學(xué)參(can)數(shù)之間(jian)的相關(guān)(guan)性。根的(de)彈性模量和生(sheng)長(zhǎng)素含量之間(jian)具有較(jiao)強(qiáng)的線性關(guān)系(xi)，皮爾遜相(xiang)關(guān)系數(shù)|r|為0.909，然而(er)，莖和葉的(de)生長(zhǎng)素含量與(yu)其對(duì)應(yīng)的彈(dan)性模量具有(you)非常弱(ruo)的相關(guān)性(xing)。這可(ke)能歸因于(yu)生長(zhǎng)素對(duì)根(gen)系統(tǒng)中木質(zhì)素(su)和纖維(wei)素含(han)量的(de)影響。在低(di)濃度(du)的生長(zhǎng)素下(xia)，根發(fā)育更(geng)強(qiáng)，帶來更高(gao)水平的木質(zhì)素(su)和纖維素的(de)合成。相反(fan)，在高濃(nong)度生長(zhǎng)(zhang)素下，根(gen)的發(fā)育(yu)受到抑制。木質(zhì)(zhi)素和纖維素含(han)量主(zhu)要影響彈(dan)性模量，從而帶(dai)來兩(liang)者更強(qiáng)的相關(guān)(guan)性。而(er)且，葉中細(xì)胞分(fen)裂素水(shui)平和葉(ye)彈性模量之間(jian)的相關(guān)系(xi)數(shù)|r|達(dá)到(dao)0.825，表明一個(gè)高(gao)程度的線性相(xiang)關(guān)。這(zhe)是因?yàn)榧?xì)胞(bao)分裂素參(can)與番茄(jia)幼苗中葉(ye)的發(fā)育(yu)，促進(jìn)葉邊(bian)緣分生(sheng)組織的發(fā)育。這(zhe)可以解(jie)釋細(xì)胞分裂素(su)和彈性模(mo)量之間的正(zheng)相關(guān)。不僅如此(ci)，莖和葉中(zhong)的脫(tuo)落酸(suan)含量與其(qi)相應(yīng)的彈性模量高度(du)相關(guān)(guan)，|r|分別為0.933和 0.843。主莖(jing)的彈性模量(liang)與脫落(luo)酸含量正相(xiang)關(guān)，這(zhe)可能是脫(tuo)落酸辨別和(he)激活蛋白(bai)激酶SnRKs，這些(xie)蛋白(bai)激酶磷酸(suan)化木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄因(yin)子NST1，從而增厚莖(jing)的次生(sheng)細(xì)胞壁，更(geng)多木質(zhì)素沉積(ji)，導(dǎo)致莖彈性(xing)模量增加，從(cong)而更好地適(shi)應(yīng)壓(ya)力環(huán)(huan)境。葉(ye)的彈(dan)性模量與脫(tuo)落酸負(fù)相關(guān)(guan)，這可能是(shi)在風(fēng)擾動(dòng)的刺激(ji)下，隨著(zhe)風(fēng)速的增加，植(zhi)物組(zu)織的(de)水分(fen)流失速度增(zeng)加，葉(ye)組織中(zhong)脫落(luo)酸含(han)量也增加。葉中(zhong)的氣(qi)孔被關(guān)閉來減(jian)少水分流(liu)失來延緩植(zhi)物脫水，抑制植(zhi)物葉的生(sheng)長(zhǎng)和發(fā)育，從(cong)而導(dǎo)致(zhi)葉面積的(de)減小。另外，葉中(zhong)次生木質(zhì)部(bu)的發(fā)(fa)育不顯(xian)著，導(dǎo)致彈性模(mo)量的下(xia)降。

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

表1 內(nèi)源性(xing)激素與彈性(xing)模量之間的相(xiang)關(guān)性，E_r代表根的(de)彈性模量，E_s代表莖(jing)的彈性模(mo)量，E_l代表葉的彈(dan)性模(mo)量

原文下載鏈(lian)接

Wind disturbance-based tomato seedlings growth control