西北農(nóng)林(lin)科技大學(xué)機(jī)(ji)械與電子(zi)工程學(xué)院研(yan)究人員(yuan)在國際(ji)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(yuan)利用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測(ce)定番茄幼(you)苗根(gen)、莖和(he)葉的彈(dan)性模量。

風(fēng)擾動對于(yu)處理長(zhang)腳幼苗來(lai)說是一種(zhong)潛在的環(huán)境友(you)好技(ji)術(shù)。該研(yan)究采用正交實(shí)(shi)驗(yàn)設(shè)計(jì)和(he)幼苗(miao)活力評估(gu)(強(qiáng)幼苗指數(shù)(SSI))來(lai)探究(jiu)風(fēng)擾動對番(fan)茄幼(you)苗生長的(de)調(diào)節(jié)。該研(yan)究使用酶聯(lián)免(mian)疫吸附法(fa)和單軸拉伸(shen)測試來探究番(fan)茄幼苗內(nèi)源性(xing)激素(su)水平和生(sheng)物力(li)學(xué)性質(zhì)的變化(hua)。研究(jiu)表明，顯著影響(xiang)SSI的因素，從影響(xiang)大到影響小(xiao)分別(bie)是風(fēng)擾動時間(jian)(T)、風(fēng)擾動開始時(shi)幼苗(miao)的年齡(SA)、風(fēng)速(su)(V)和間(jian)隔時間(I)。當(dāng)V、T、I和(he)SA值分別(bie)是3 m/s、1 min、30 min和15 days時，風(fēng)(feng)擾動效(xiao)果zuiyou，SSI達(dá)到(dao)0.126。V和T與幼苗(miao)葉中乙(yi)烯和脫(tuo)落酸含量、莖(jing)中脫落酸(suan)和生長素含(han)量、根中的(de)細(xì)胞分(fen)裂素和乙烯含(han)量以及根和(he)莖的彈(dan)性模量正相(xiang)關(guān)，與莖(jing)和葉中細(xì)胞(bao)分裂素含量、根(gen)中的生長素(su)和脫落酸含量(liang)以及葉的彈(dan)性模量負(fù)(fu)相關(guān)。風(fēng)擾動控(kong)制幼苗生長(zhang)機(jī)理涉及引(yin)出莖(jing)和葉(ye)中脫落酸的積(ji)累以及根(gen)中生長(zhang)素含量下降(jiang)到根生長(zhang)的zuiyou門檻，從而(er)減少幼(you)苗莖和葉的(de)發(fā)育，帶來根(gen)的一個更好(hao)生長(zhang)和一個較高的(de)SSI。該工作為(wei)利用風(fēng)(feng)擾動作(zuo)為一種可(ke)持續(xù)(xu)幼苗(miao)培養(yǎng)和個性化(hua)幼苗管理方(fang)法提供了理論(lun)依據(jù)和技術(shù)(shu)指導(dǎo)。

在該研(yan)究中(zhong)，研究人員使(shi)用上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀來測定根(gen)、莖和葉的彈性(xing)模量(liang)，測試速度：1mm/s，兩(liang)個拉伸夾(jia)頭直接(jie)的距(ju)離為30mm。研究(jiu)人員分析了(le)風(fēng)擾(rao)動處(chu)理后番茄幼苗(miao)內(nèi)源性激素(su)和力學(xué)參(can)數(shù)之間的(de)相關(guān)性(xing)。根的彈(dan)性模量和生長(zhang)素含量之間具(ju)有較強(qiáng)(qiang)的線性關(guān)系(xi)，皮爾遜相關(guān)(guan)系數(shù)(shu)|r|為0.909，然而(er)，莖和葉的生(sheng)長素含量與其(qi)對應(yīng)的彈性(xing)模量具(ju)有非常(chang)弱的相關(guān)性。這(zhe)可能歸因于生(sheng)長素對根(gen)系統(tǒng)中木質(zhì)(zhi)素和纖維(wei)素含量的(de)影響。在(zai)低濃度的(de)生長素(su)下，根發(fā)育(yu)更強(qiáng)，帶來更高(gao)水平的木(mu)質(zhì)素和纖維素(su)的合成(cheng)。相反，在(zai)高濃度(du)生長素(su)下，根的發(fā)育受(shou)到抑制(zhi)。木質(zhì)素和纖(xian)維素含量主(zhu)要影響(xiang)彈性模量，從(cong)而帶來(lai)兩者更(geng)強(qiáng)的相關(guān)性(xing)。而且(qie)，葉中(zhong)細(xì)胞(bao)分裂(lie)素水平(ping)和葉彈性模量(liang)之間的相關(guān)系(xi)數(shù)|r|達(dá)到0.825，表明一個(ge)高程度的線(xian)性相關(guān)。這(zhe)是因(yin)為細(xì)(xi)胞分裂素參(can)與番茄幼苗中(zhong)葉的發(fā)育，促(cu)進(jìn)葉(ye)邊緣分生(sheng)組織的發(fā)(fa)育。這可(ke)以解釋細(xì)胞分(fen)裂素和彈性模(mo)量之間的正相(xiang)關(guān)。不(bu)僅如此，莖和(he)葉中(zhong)的脫落(luo)酸含量(liang)與其(qi)相應(yīng)的彈性模量(liang)高度(du)相關(guān)，|r|分別(bie)為0.933和 0.843。主莖(jing)的彈性(xing)模量與脫(tuo)落酸含(han)量正相關(guān)，這可(ke)能是脫落酸(suan)辨別和激(ji)活蛋白激酶(mei)SnRKs，這些蛋白激(ji)酶磷酸化木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄因子(zi)NST1，從而增厚(hou)莖的次生細(xì)胞(bao)壁，更(geng)多木質(zhì)素沉(chen)積，導(dǎo)致莖(jing)彈性模(mo)量增加，從而更(geng)好地適應(yīng)壓力(li)環(huán)境(jing)。葉的(de)彈性模量(liang)與脫落酸負(fù)相(xiang)關(guān)，這可能(neng)是在風(fēng)(feng)擾動的刺(ci)激下，隨著(zhe)風(fēng)速(su)的增加，植物(wu)組織(zhi)的水分流失(shi)速度增(zeng)加，葉組織中脫(tuo)落酸含量也(ye)增加。葉中的(de)氣孔被關(guān)(guan)閉來減少水(shui)分流失(shi)來延緩植物脫(tuo)水，抑制植(zhi)物葉的生(sheng)長和發(fā)育，從(cong)而導(dǎo)致葉(ye)面積的減小(xiao)。另外，葉中(zhong)次生木質(zhì)部(bu)的發(fā)育不顯(xian)著，導(dǎo)致彈性(xing)模量的下降(jiang)。

圖1E: 葉、側(cè)根、根、側(cè)(ce)支和(he)莖拉伸(shen)樣品；圖1F：拉伸測試

表1 內(nèi)源性激素(su)與彈性(xing)模量之間的相(xiang)關(guān)性，E_r代表根(gen)的彈性模(mo)量，E_s代表(biao)莖的彈性模(mo)量，E_l代表葉的(de)彈性模量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control