西北農(nóng)林科(ke)技大學(xué)機(jī)(ji)械與電子(zi)工程學(xué)(xue)院研究人員(yuan)在國際(ji)期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了(le)題為(wei)"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論(lun)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(yong)于測定(ding)番茄幼苗(miao)根、莖和葉的彈(dan)性模量。

風(fēng)擾動(dòng)對于處(chu)理長腳(jiao)幼苗來說是一(yi)種潛(qian)在的(de)環(huán)境友好(hao)技術(shù)。該研究(jiu)采用正交(jiao)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(ji)和幼苗(miao)活力評(ping)估(強(qiáng)幼苗指數(shù)(shu)(SSI))來探究風(fēng)擾(rao)動(dòng)對(dui)番茄幼苗(miao)生長的調(diào)(diao)節(jié)。該研究使用(yong)酶聯(lián)免疫(yi)吸附法和單(dan)軸拉伸測試來(lai)探究番茄幼(you)苗內(nèi)源性(xing)激素水平和生(sheng)物力學(xué)性質(zhì)的(de)變化。研究表明，顯著(zhu)影響SSI的因(yin)素，從(cong)影響大(da)到影響小分別(bie)是風(fēng)擾動(dòng)時(shí)間(jian)(T)、風(fēng)擾動(dòng)開始時(shí)(shi)幼苗的年齡(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(bie)是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shí)，風(fēng)擾(rao)動(dòng)效果zuiyou，SSI達(dá)到(dao)0.126。V和T與幼苗(miao)葉中乙(yi)烯和(he)脫落酸含量(liang)、莖中(zhong)脫落酸和(he)生長素含(han)量、根(gen)中的細(xì)胞分(fen)裂素和乙(yi)烯含量以及根(gen)和莖的彈性模(mo)量正相關(guān)，與莖(jing)和葉中細(xì)(xi)胞分裂素含(han)量、根中(zhong)的生長素和(he)脫落(luo)酸含量(liang)以及葉的(de)彈性模量負(fù)相(xiang)關(guān)。風(fēng)擾(rao)動(dòng)控(kong)制幼苗生長(zhang)機(jī)理(li)涉及引出(chu)莖和(he)葉中脫落(luo)酸的積累以及(ji)根中生長(zhang)素含(han)量下降到根(gen)生長(zhang)的zuiyou門檻，從(cong)而減(jian)少幼苗莖和(he)葉的(de)發(fā)育(yu)，帶來根的一(yi)個(gè)更好(hao)生長和一個(gè)較(jiao)高的(de)SSI。該工(gong)作為利用風(fēng)(feng)擾動(dòng)作為(wei)一種可持續(xù)幼(you)苗培養(yǎng)和(he)個(gè)性化幼苗管(guan)理方(fang)法提供了理(li)論依據(jù)和技術(shù)(shu)指導(dǎo)(dao)。

在該(gai)研究中(zhong)，研究人員使用(yong)上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀來測(ce)定根、莖和葉(ye)的彈性模量(liang)，測試(shi)速度：1mm/s，兩(liang)個(gè)拉(la)伸夾頭(tou)直接的(de)距離(li)為30mm。研究人(ren)員分析了(le)風(fēng)擾動(dòng)處理(li)后番茄幼苗(miao)內(nèi)源性激素和(he)力學(xué)參(can)數(shù)之間(jian)的相關(guān)性(xing)。根的(de)彈性模量和(he)生長素含量之(zhi)間具有較強(qiáng)(qiang)的線性關(guān)(guan)系，皮爾遜相(xiang)關(guān)系數(shù)|r|為(wei)0.909，然而，莖和(he)葉的生長素(su)含量與其對應(yīng)(ying)的彈性模量具(ju)有非常(chang)弱的相關(guān)性(xing)。這可能(neng)歸因于生長(zhang)素對根系(xi)統(tǒng)中木(mu)質(zhì)素和纖維素(su)含量的影響。在(zai)低濃度的生長(zhang)素下，根發(fā)育更(geng)強(qiáng)，帶來更高(gao)水平的木(mu)質(zhì)素和纖維(wei)素的合成。相反(fan)，在高(gao)濃度生長(zhang)素下，根的(de)發(fā)育(yu)受到抑制(zhi)。木質(zhì)(zhi)素和(he)纖維素含量(liang)主要影響彈性(xing)模量(liang)，從而(er)帶來兩者(zhe)更強(qiáng)的相關(guān)性(xing)。而且，葉(ye)中細(xì)胞分裂素(su)水平和(he)葉彈性模量(liang)之間的相關(guān)(guan)系數(shù)|r|達(dá)到(dao)0.825，表明一個(gè)(ge)高程度的線(xian)性相關(guān)。這是因(yin)為細(xì)胞分裂素(su)參與番茄幼苗(miao)中葉(ye)的發(fā)育，促進(jìn)(jin)葉邊緣(yuan)分生組織的發(fā)(fa)育。這(zhe)可以解釋(shi)細(xì)胞分裂素和(he)彈性模量之(zhi)間的(de)正相關(guān)。不僅(jin)如此，莖和葉(ye)中的脫(tuo)落酸含(han)量與其相應(yīng)(ying)的彈(dan)性模量高度相(xiang)關(guān)，|r|分別為(wei)0.933和 0.843。主(zhu)莖的彈(dan)性模量與脫落(luo)酸含(han)量正相關(guān)，這(zhe)可能是脫落(luo)酸辨別(bie)和激活蛋白激(ji)酶SnRKs，這些蛋白(bai)激酶磷(lin)酸化木質(zhì)素轉(zhuǎn)(zhuan)錄因子NST1，從而增(zeng)厚莖的次生(sheng)細(xì)胞壁(bi)，更多(duo)木質(zhì)素沉積，導(dǎo)(dao)致莖彈性模量(liang)增加，從而(er)更好地適應(yīng)(ying)壓力(li)環(huán)境。葉(ye)的彈性模(mo)量與脫落酸負(fù)(fu)相關(guān)(guan)，這可能(neng)是在(zai)風(fēng)擾動(dòng)的(de)刺激下，隨著(zhe)風(fēng)速的增(zeng)加，植物組織(zhi)的水分流(liu)失速度增(zeng)加，葉組織中脫(tuo)落酸含(han)量也增(zeng)加。葉中(zhong)的氣孔被(bei)關(guān)閉來減(jian)少水分流失來(lai)延緩植物(wu)脫水，抑制(zhi)植物葉的生長(zhang)和發(fā)育，從(cong)而導(dǎo)致葉面(mian)積的減小。另外(wai)，葉中次生木(mu)質(zhì)部的發(fā)育不(bu)顯著，導(dǎo)(dao)致彈性模量(liang)的下降。

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

表1 內(nèi)源性(xing)激素與彈性(xing)模量(liang)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)的彈性模量，E_l代表葉的彈性(xing)模量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control