西北(bei)農(nóng)林科技(ji)大學(xué)機(jī)械(xie)與電子工程學(xué)(xue)院研究人(ren)員在國(guó)際期(qi)刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題為(wei)"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究(jiu)論文。在該論文(wen)中，研究人員(yuan)利用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(cè)定(ding)番茄幼苗根、莖(jing)和葉的(de)彈性模量(liang)。

風(fēng)擾動(dòng)對(duì)于(yu)處理長(zhǎng)(zhang)腳幼苗來說(shuo)是一種潛在的(de)環(huán)境友好技(ji)術(shù)。該研究采(cai)用正交(jiao)實(shí)驗(yàn)(yan)設(shè)計(jì)和幼(you)苗活力評(píng)估(gu)(強(qiáng)幼苗指(zhi)數(shù)(SSI))來探究風(fēng)擾(rao)動(dòng)對(duì)番茄幼苗(miao)生長(zhǎng)(zhang)的調(diào)節(jié)。該研究使用酶(mei)聯(lián)免(mian)疫吸附(fu)法和單軸拉伸(shen)測(cè)試(shi)來探究番茄幼(you)苗內(nèi)源性(xing)激素水平(ping)和生物力學(xué)性(xing)質(zhì)的變(bian)化。研究表明，顯著(zhu)影響SSI的因(yin)素，從影響(xiang)大到影響小(xiao)分別是風(fēng)擾動(dòng)(dong)時(shí)間(T)、風(fēng)擾動(dòng)(dong)開始時(shí)(shi)幼苗的年齡(ling)(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(he)15 days時(shí)，風(fēng)擾(rao)動(dòng)效果zuiyou，SSI達(dá)到(dao)0.126。V和T與幼苗葉(ye)中乙烯和脫(tuo)落酸含量、莖(jing)中脫落(luo)酸和生長(zhǎng)素(su)含量、根中的(de)細(xì)胞分裂(lie)素和乙烯(xi)含量以及根和(he)莖的彈性模(mo)量正相(xiang)關(guān)，與莖和葉中(zhong)細(xì)胞分裂(lie)素含量(liang)、根中的生長(zhǎng)素(su)和脫落酸含量(liang)以及葉的彈(dan)性模量(liang)負(fù)相(xiang)關(guān)。風(fēng)擾動(dòng)(dong)控制幼(you)苗生(sheng)長(zhǎng)機(jī)理涉及引(yin)出莖(jing)和葉中脫落酸(suan)的積(ji)累以及根(gen)中生長(zhǎng)素(su)含量下(xia)降到根生長(zhǎng)的(de)zuiyou門檻(kan)，從而減(jian)少幼苗(miao)莖和葉的(de)發(fā)育，帶來(lai)根的一(yi)個(gè)更好生長(zhǎng)和(he)一個(gè)較(jiao)高的SSI。該工作為(wei)利用風(fēng)擾(rao)動(dòng)作為一種可(ke)持續(xù)幼苗(miao)培養(yǎng)(yang)和個(gè)性化(hua)幼苗管理(li)方法提供了理(li)論依據(jù)和技(ji)術(shù)指導(dǎo)。

在該研(yan)究中(zhong)，研究人(ren)員使用(yong)上海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀來測(cè)定根(gen)、莖和葉的彈性(xing)模量，測(cè)試速度(du)：1mm/s，兩個(gè)拉(la)伸夾頭直接的(de)距離為30mm。研究人員分(fen)析了風(fēng)(feng)擾動(dòng)處理后(hou)番茄幼苗內(nèi)(nei)源性激素和力(li)學(xué)參數(shù)之(zhi)間的相關(guān)(guan)性。根的彈性(xing)模量(liang)和生長(zhǎng)素含(han)量之間具有(you)較強(qiáng)的線性(xing)關(guān)系，皮爾(er)遜相(xiang)關(guān)系數(shù)(shu)|r|為0.909，然而，莖和(he)葉的(de)生長(zhǎng)(zhang)素含(han)量與其對(duì)應(yīng)的(de)彈性(xing)模量具有非(fei)常弱(ruo)的相關(guān)(guan)性。這可能歸(gui)因于生長(zhǎng)(zhang)素對(duì)根(gen)系統(tǒng)中木(mu)質(zhì)素和纖維素(su)含量的(de)影響(xiang)。在低濃度(du)的生長(zhǎng)素下(xia)，根發(fā)(fa)育更強(qiáng)，帶(dai)來更(geng)高水平的木質(zhì)(zhi)素和纖(xian)維素(su)的合成。相反(fan)，在高濃(nong)度生長(zhǎng)(zhang)素下，根(gen)的發(fā)(fa)育受到抑制。木(mu)質(zhì)素和纖維(wei)素含量(liang)主要影響(xiang)彈性模量，從而(er)帶來兩者更強(qiáng)(qiang)的相關(guān)性(xing)。而且(qie)，葉中(zhong)細(xì)胞分(fen)裂素水平和葉(ye)彈性模(mo)量之間的(de)相關(guān)系數(shù)|r|達(dá)到0.825，表(biao)明一個(gè)(ge)高程度(du)的線性(xing)相關(guān)。這(zhe)是因?yàn)榧?xì)胞分(fen)裂素參與(yu)番茄幼苗(miao)中葉的發(fā)育，促(cu)進(jìn)葉邊緣分生(sheng)組織的發(fā)育(yu)。這可(ke)以解釋(shi)細(xì)胞分(fen)裂素(su)和彈性模量(liang)之間的(de)正相(xiang)關(guān)。不(bu)僅如此(ci)，莖和葉中(zhong)的脫落酸含(han)量與其相(xiang)應(yīng)的彈(dan)性模量(liang)高度相關(guān)，|r|分別(bie)為0.933和 0.843。主莖的(de)彈性(xing)模量與(yu)脫落酸(suan)含量正(zheng)相關(guān)，這可(ke)能是脫落(luo)酸辨別(bie)和激活蛋(dan)白激酶(mei)SnRKs，這些蛋(dan)白激酶(mei)磷酸化木質(zhì)素(su)轉(zhuǎn)錄(lu)因子NST1，從而增厚(hou)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)壓(ya)力環(huán)境。葉(ye)的彈性模量(liang)與脫落(luo)酸負(fù)相(xiang)關(guān)，這可能是在(zai)風(fēng)擾動(dòng)(dong)的刺激下，隨(sui)著風(fēng)速的(de)增加，植物(wu)組織(zhi)的水分流失速(su)度增加，葉(ye)組織中脫落(luo)酸含量也(ye)增加。葉中的(de)氣孔被(bei)關(guān)閉(bi)來減(jian)少水分流失來(lai)延緩植物(wu)脫水，抑(yi)制植(zhi)物葉的生長(zhǎng)(zhang)和發(fā)育，從而(er)導(dǎo)致葉面積的(de)減小。另外，葉(ye)中次生木(mu)質(zhì)部的發(fā)(fa)育不顯著，導(dǎo)(dao)致彈性模量的(de)下降。

圖1E: 葉、側(cè)根、根、側(cè)(ce)支和莖(jing)拉伸樣品；圖1F：拉伸測(cè)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代表根的彈性(xing)模量，E_s代表(biao)莖的彈(dan)性模量，E_l代表葉(ye)的彈性(xing)模量

原文下載鏈(lian)接

Wind disturbance-based tomato seedlings growth control