西北農(nóng)林科技(ji)大學機械與(yu)電子工程學院(yuan)研究人員在(zai)國際期(qi)刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了(le)題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文(wen)。在該論(lun)文中，研究(jiu)人員利用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定番茄幼(you)苗根、莖和葉(ye)的彈(dan)性模量。

風擾動(dong)對于處理(li)長腳(jiao)幼苗來說是一(yi)種潛在的(de)環(huán)境友好技(ji)術(shù)。該研究(jiu)采用(yong)正交(jiao)實驗設(shè)計(ji)和幼(you)苗活力評估(gu)(強幼苗(miao)指數(shù)(SSI))來探究(jiu)風擾動對(dui)番茄(jia)幼苗(miao)生長的調(diào)(diao)節(jié)。該研究(jiu)使用(yong)酶聯(lián)免(mian)疫吸附法和(he)單軸拉伸測(ce)試來探究(jiu)番茄(jia)幼苗內(nèi)源(yuan)性激素水平(ping)和生物力學性(xing)質(zhì)的(de)變化。研究(jiu)表明，顯著影響(xiang)SSI的因素(su)，從影響大(da)到影響(xiang)小分(fen)別是風擾(rao)動時間(T)、風(feng)擾動開始時(shi)幼苗的年(nian)齡(SA)、風(feng)速(V)和間(jian)隔時(shi)間(I)。當V、T、I和SA值(zhi)分別是3 m/s、1 min、30 min和(he)15 days時，風擾動(dong)效果zuiyou，SSI達到(dao)0.126。V和T與幼(you)苗葉中乙烯(xi)和脫(tuo)落酸含量(liang)、莖中脫落(luo)酸和生長(zhang)素含量、根中的(de)細胞分裂素(su)和乙烯含量(liang)以及根(gen)和莖的彈性模(mo)量正相關(guān)，與(yu)莖和葉中細胞(bao)分裂素(su)含量(liang)、根中(zhong)的生長素和脫(tuo)落酸含量以(yi)及葉的彈性模(mo)量負相關(guān)。風(feng)擾動控制幼苗(miao)生長機理涉(she)及引出莖和葉(ye)中脫落酸的(de)積累以及根(gen)中生長素含(han)量下(xia)降到根生(sheng)長的zuiyou門檻(kan)，從而減少幼苗(miao)莖和(he)葉的(de)發(fā)育，帶來根的(de)一個更好(hao)生長和一(yi)個較高的SSI。該工(gong)作為(wei)利用風(feng)擾動(dong)作為一種(zhong)可持續(xù)幼苗(miao)培養(yǎng)和(he)個性化幼苗管(guan)理方(fang)法提供了(le)理論(lun)依據(jù)和技術(shù)指(zhi)導。

在該研究(jiu)中，研究(jiu)人員使用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)來測定根、莖(jing)和葉的彈性(xing)模量，測試速(su)度：1mm/s，兩個(ge)拉伸夾(jia)頭直接的距離(li)為30mm。研究人(ren)員分析了風(feng)擾動處理后(hou)番茄幼苗內(nèi)源(yuan)性激素和力學(xue)參數(shù)(shu)之間(jian)的相關(guān)性。根的(de)彈性模量和(he)生長(zhang)素含量(liang)之間(jian)具有較強(qiang)的線性(xing)關(guān)系，皮爾遜相關(guān)系(xi)數(shù)|r|為0.909，然而，莖(jing)和葉(ye)的生長(zhang)素含量與(yu)其對(dui)應的彈性模(mo)量具有非常弱(ruo)的相關(guān)性(xing)。這可能歸(gui)因于生長素對(dui)根系統(tǒng)中木(mu)質(zhì)素和(he)纖維素含量(liang)的影(ying)響。在低濃度(du)的生長(zhang)素下，根發(fā)育更(geng)強，帶來(lai)更高(gao)水平的木質(zhì)(zhi)素和(he)纖維素的合成(cheng)。相反(fan)，在高濃度生(sheng)長素下，根(gen)的發(fā)育受(shou)到抑制。木質(zhì)素(su)和纖維(wei)素含量主要(yao)影響彈性模(mo)量，從而帶來(lai)兩者更(geng)強的相關(guān)性(xing)。而且，葉中(zhong)細胞分裂素(su)水平和葉彈(dan)性模量之間(jian)的相關(guān)系數(shù)|r|達到0.825，表(biao)明一個(ge)高程度的線(xian)性相關(guān)。這是因(yin)為細胞(bao)分裂素(su)參與(yu)番茄幼苗中(zhong)葉的(de)發(fā)育，促進(jin)葉邊緣(yuan)分生組織的發(fā)(fa)育。這可以(yi)解釋細胞分裂(lie)素和(he)彈性模量(liang)之間的正(zheng)相關(guān)(guan)。不僅(jin)如此，莖和葉中(zhong)的脫落(luo)酸含(han)量與其相應(ying)的彈性模量(liang)高度相關(guān)，|r|分(fen)別為0.933和 0.843。主莖(jing)的彈性模(mo)量與脫落酸(suan)含量正(zheng)相關(guān)，這可能是(shi)脫落酸(suan)辨別和激(ji)活蛋白激(ji)酶SnRKs，這些(xie)蛋白激(ji)酶磷酸化(hua)木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)(zhuan)錄因子(zi)NST1，從而(er)增厚莖的(de)次生細胞壁(bi)，更多木質(zhì)素(su)沉積(ji)，導致莖(jing)彈性模量增加(jia)，從而更(geng)好地(di)適應壓力環(huán)境(jing)。葉的彈性(xing)模量與(yu)脫落酸負(fu)相關(guān)，這(zhe)可能是在風(feng)擾動(dong)的刺激下，隨(sui)著風速的增加(jia)，植物組織的水(shui)分流失(shi)速度增加，葉組(zu)織中脫落酸(suan)含量(liang)也增加。葉中(zhong)的氣孔被關(guān)閉(bi)來減(jian)少水(shui)分流失(shi)來延緩植(zhi)物脫水，抑制(zhi)植物葉的生長(zhang)和發(fā)育，從而(er)導致葉面積(ji)的減小。另外(wai)，葉中次(ci)生木質(zhì)部(bu)的發(fā)育不顯著(zhu)，導致(zhi)彈性(xing)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(ce)試

表1 內(nèi)源性激素(su)與彈性模量(liang)之間的相關(guān)性(xing)，E_r代表根的彈性(xing)模量，E_s代表(biao)莖的彈性模量(liang)，E_l代表葉的彈性(xing)模量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control