西北農(nóng)林科技(ji)大學(xué)機(jī)(ji)械與電子工程(cheng)學(xué)院研究人(ren)員在國際期刊(kan)《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題為(wei)"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文(wen)。在該(gai)論文中(zhong)，研究(jiu)人員利用上(shang)海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于(yu)測定番茄(jia)幼苗根、莖(jing)和葉的彈性(xing)模量(liang)。

風(fēng)擾(rao)動對于處理長(zhang)腳幼苗來(lai)說是(shi)一種(zhong)潛在(zai)的環(huán)境(jing)友好技術(shù)。該(gai)研究采用正(zheng)交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(ji)和幼苗活力評(ping)估(強(qiáng)幼(you)苗指數(shù)(SSI))來探究(jiu)風(fēng)擾動(dong)對番茄幼苗(miao)生長(zhang)的調(diào)(diao)節(jié)。該研究使用酶(mei)聯(lián)免疫吸(xi)附法和單軸拉(la)伸測試來(lai)探究番茄幼苗(miao)內(nèi)源性激(ji)素水平(ping)和生(sheng)物力(li)學(xué)性質(zhì)的變(bian)化。研究表(biao)明，顯著影(ying)響SSI的因素，從影(ying)響大(da)到影響(xiang)小分(fen)別是風(fēng)(feng)擾動時間(jian)(T)、風(fēng)擾動開始時(shi)幼苗(miao)的年齡(ling)(SA)、風(fēng)速(su)(V)和間隔時間(I)。當(dāng)(dang)V、T、I和SA值(zhi)分別是3 m/s、1 min、30 min和(he)15 days時，風(fēng)擾動效(xiao)果zuiyou，SSI達(dá)到0.126。V和T與(yu)幼苗(miao)葉中乙烯和(he)脫落(luo)酸含量、莖中(zhong)脫落酸和生長(zhang)素含量(liang)、根中(zhong)的細(xì)胞分裂素(su)和乙烯含量以(yi)及根和莖的(de)彈性模量正(zheng)相關(guān)，與(yu)莖和葉中細(xì)胞(bao)分裂(lie)素含(han)量、根中的(de)生長素(su)和脫(tuo)落酸含量(liang)以及(ji)葉的彈性模量(liang)負(fù)相關(guān)。風(fēng)擾(rao)動控制幼(you)苗生長機(jī)理(li)涉及(ji)引出莖和葉中(zhong)脫落酸的積(ji)累以及根中(zhong)生長素含(han)量下降(jiang)到根(gen)生長的zuiyou門(men)檻，從而減少(shao)幼苗莖和葉的(de)發(fā)育，帶來根(gen)的一個更(geng)好生長和一(yi)個較高的SSI。該(gai)工作為利(li)用風(fēng)擾動作為(wei)一種可持(chi)續(xù)幼(you)苗培養(yǎng)和(he)個性化幼苗(miao)管理方(fang)法提供了理(li)論依據(jù)和技(ji)術(shù)指(zhi)導(dǎo)。

在該研(yan)究中，研究(jiu)人員使用上(shang)海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來測定(ding)根、莖和葉的彈(dan)性模量(liang)，測試速度(du)：1mm/s，兩個拉伸夾頭(tou)直接(jie)的距(ju)離為30mm。研究人員分析(xi)了風(fēng)擾動處理(li)后番(fan)茄幼苗內(nèi)源性(xing)激素(su)和力學(xué)參(can)數(shù)之間(jian)的相關(guān)性。根(gen)的彈性模(mo)量和(he)生長素含(han)量之間具(ju)有較強(qiáng)的(de)線性關(guān)系(xi)，皮爾遜相關(guān)(guan)系數(shù)(shu)|r|為0.909，然(ran)而，莖和(he)葉的(de)生長素含量(liang)與其對應(yīng)的彈(dan)性模量具(ju)有非(fei)常弱的相關(guān)(guan)性。這(zhe)可能歸(gui)因于生長素(su)對根系統(tǒng)中木(mu)質(zhì)素和纖維素(su)含量的影(ying)響。在低(di)濃度的生(sheng)長素下，根發(fā)育(yu)更強(qiáng)(qiang)，帶來(lai)更高水平(ping)的木質(zhì)素(su)和纖(xian)維素的(de)合成。相反(fan)，在高濃度生長(zhang)素下，根的發(fā)(fa)育受到抑(yi)制。木質(zhì)素和纖(xian)維素含量主要(yao)影響彈性(xing)模量，從而帶(dai)來兩者更強(qiáng)(qiang)的相關(guān)性。而且(qie)，葉中(zhong)細(xì)胞分裂(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(biao)明一個高程(cheng)度的(de)線性相關(guān)。這是(shi)因?yàn)?wei)細(xì)胞分裂素(su)參與番茄幼(you)苗中葉(ye)的發(fā)育(yu)，促進(jìn)葉邊緣分(fen)生組織的發(fā)育(yu)。這可以解釋細(xì)(xi)胞分裂(lie)素和彈性模(mo)量之間(jian)的正相(xiang)關(guān)。不僅如(ru)此，莖和葉(ye)中的脫落酸含(han)量與其(qi)相應(yīng)(ying)的彈(dan)性模量高度相關(guān)(guan)，|r|分別為0.933和 0.843。主(zhu)莖的(de)彈性(xing)模量與脫落(luo)酸含(han)量正相(xiang)關(guān)，這可(ke)能是脫落(luo)酸辨別和(he)激活蛋白激(ji)酶SnRKs，這些蛋(dan)白激酶(mei)磷酸化木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄因子(zi)NST1，從而增厚(hou)莖的次(ci)生細(xì)胞壁(bi)，更多木質(zhì)素沉(chen)積，導(dǎo)(dao)致莖彈性(xing)模量增加(jia)，從而更(geng)好地適(shi)應(yīng)壓力環(huán)境(jing)。葉的彈性模量(liang)與脫落酸負(fù)(fu)相關(guān)，這可能是(shi)在風(fēng)擾動(dong)的刺激下(xia)，隨著風(fēng)(feng)速的增加(jia)，植物組(zu)織的水(shui)分流(liu)失速度增加，葉(ye)組織中脫落酸(suan)含量也增(zeng)加。葉中的氣(qi)孔被關(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(ye)的生長和發(fā)育(yu)，從而導(dǎo)致(zhi)葉面積的減小(xiao)。另外，葉(ye)中次生木(mu)質(zhì)部(bu)的發(fā)育(yu)不顯著，導(dǎo)致(zhi)彈性模量的下(xia)降。

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

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

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control