西北農(nóng)(nong)林科技大學(xué)機(jī)(ji)械與電(dian)子工程學(xué)(xue)院研究人員在(zai)國(guó)際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研(yan)究論文。在該(gai)論文中，研究人(ren)員利(li)用上海(hai)騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀用(yong)于測(cè)定(ding)番茄幼苗根、莖(jing)和葉的彈性模(mo)量。

風(fēng)擾動(dòng)對(duì)于(yu)處理長(zhǎng)腳幼(you)苗來說是一(yi)種潛(qian)在的環(huán)境(jing)友好技術(shù)。該(gai)研究采用(yong)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)(she)計(jì)和幼苗(miao)活力(li)評(píng)估(強(qiáng)幼苗指(zhi)數(shù)(SSI))來探究(jiu)風(fēng)擾動(dòng)對(duì)番茄(jia)幼苗(miao)生長(zhǎng)(zhang)的調(diào)節(jié)。該研究使用酶(mei)聯(lián)免疫吸(xi)附法和單軸(zhou)拉伸測(cè)試來探(tan)究番茄幼苗內(nèi)(nei)源性激素(su)水平和(he)生物力學(xué)性質(zhì)(zhi)的變化(hua)。研究(jiu)表明，顯著影響(xiang)SSI的因素，從影(ying)響大到影響小(xiao)分別是(shi)風(fēng)擾動(dòng)時(shí)間(jian)(T)、風(fēng)擾動(dòng)開(kai)始時(shí)幼(you)苗的年齡(SA)、風(fēng)速(su)(V)和間隔(ge)時(shí)間(I)。當(dāng)V、T、I和(he)SA值分別(bie)是3 m/s、1 min、30 min和(he)15 days時(shí)，風(fēng)擾動(dòng)(dong)效果zuiyou，SSI達(dá)到(dao)0.126。V和T與幼苗葉中(zhong)乙烯和脫(tuo)落酸含量、莖(jing)中脫落酸(suan)和生長(zhǎng)素(su)含量、根(gen)中的(de)細(xì)胞(bao)分裂素和(he)乙烯含量(liang)以及根和莖的(de)彈性(xing)模量正相(xiang)關(guān)，與莖(jing)和葉中細(xì)(xi)胞分裂素含量(liang)、根中的生長(zhǎng)(zhang)素和脫落(luo)酸含(han)量以(yi)及葉(ye)的彈性模量負(fù)(fu)相關(guān)。風(fēng)擾(rao)動(dòng)控(kong)制幼(you)苗生長(zhǎng)機(jī)理涉(she)及引(yin)出莖和葉中(zhong)脫落(luo)酸的(de)積累以及根中(zhong)生長(zhǎng)素含量下(xia)降到根(gen)生長(zhǎng)(zhang)的zuiyou門檻，從而(er)減少幼苗(miao)莖和葉的(de)發(fā)育，帶(dai)來根的一(yi)個(gè)更好生長(zhǎng)和(he)一個(gè)較高的(de)SSI。該工作(zuo)為利(li)用風(fēng)擾(rao)動(dòng)作為一種可(ke)持續(xù)幼(you)苗培養(yǎng)和(he)個(gè)性化幼苗管(guan)理方法提(ti)供了理(li)論依據(jù)和(he)技術(shù)(shu)指導(dǎo)(dao)。

在該研(yan)究中，研究人員(yuan)使用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來(lai)測(cè)定根、莖和(he)葉的(de)彈性(xing)模量，測(cè)試(shi)速度(du)：1mm/s，兩個(gè)拉伸(shen)夾頭直接的(de)距離(li)為30mm。研究(jiu)人員分析(xi)了風(fēng)(feng)擾動(dòng)處理后番(fan)茄幼苗內(nèi)源性(xing)激素和力學(xué)(xue)參數(shù)之間的相(xiang)關(guān)性。根的彈性(xing)模量和生長(zhǎng)(zhang)素含量(liang)之間具有(you)較強(qiáng)的(de)線性關(guān)系(xi)，皮爾遜相(xiang)關(guān)系數(shù)(shu)|r|為0.909，然而，莖(jing)和葉的生長(zhǎng)(zhang)素含(han)量與其對(duì)應(yīng)(ying)的彈性模量具(ju)有非常(chang)弱的相關(guān)(guan)性。這可能(neng)歸因(yin)于生(sheng)長(zhǎng)素對(duì)(dui)根系統(tǒng)中(zhong)木質(zhì)素(su)和纖維素含量(liang)的影響。在低濃(nong)度的生長(zhǎng)素下(xia)，根發(fā)育更強(qiáng)，帶(dai)來更(geng)高水平的(de)木質(zhì)素和(he)纖維素的(de)合成。相反(fan)，在高濃度生(sheng)長(zhǎng)素下，根的發(fā)(fa)育受到抑(yi)制。木質(zhì)素和(he)纖維(wei)素含量(liang)主要(yao)影響(xiang)彈性模(mo)量，從(cong)而帶(dai)來兩者更強(qiáng)的(de)相關(guān)(guan)性。而且，葉(ye)中細(xì)胞(bao)分裂素水平(ping)和葉彈(dan)性模量之間的(de)相關(guān)系(xi)數(shù)|r|達(dá)到0.825，表明(ming)一個(gè)高程(cheng)度的線性相關(guān)(guan)。這是因(yin)為細(xì)(xi)胞分裂素參與(yu)番茄(jia)幼苗(miao)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)胞分裂素和(he)彈性(xing)模量之(zhi)間的(de)正相關(guān)(guan)。不僅如(ru)此，莖(jing)和葉中的脫(tuo)落酸含量(liang)與其相應(yīng)(ying)的彈性模量高度(du)相關(guān)，|r|分別(bie)為0.933和 0.843。主莖(jing)的彈(dan)性模量與脫落(luo)酸含量正相關(guān)(guan)，這可能是脫落(luo)酸辨別和激活(huo)蛋白激(ji)酶SnRKs，這些蛋白(bai)激酶磷酸化(hua)木質(zhì)素轉(zhuǎn)錄(lu)因子NST1，從而增厚(hou)莖的次生細(xì)胞(bao)壁，更(geng)多木質(zhì)素(su)沉積(ji)，導(dǎo)致莖彈性模(mo)量增加，從(cong)而更好地(di)適應(yīng)壓力(li)環(huán)境。葉(ye)的彈性模量(liang)與脫落酸負(fù)相(xiang)關(guān)，這可能是在風(fēng)(feng)擾動(dòng)的刺激下(xia)，隨著(zhe)風(fēng)速的增加，植(zhi)物組織的水(shui)分流失速度(du)增加，葉(ye)組織中(zhong)脫落(luo)酸含量也增加(jia)。葉中的氣(qi)孔被關(guān)閉(bi)來減少水分(fen)流失(shi)來延緩(huan)植物脫水，抑(yi)制植物葉(ye)的生長(zhǎng)和發(fā)育(yu)，從而導(dǎo)致(zhi)葉面積的減小(xiao)。另外(wai)，葉中次生木(mu)質(zhì)部的發(fā)(fa)育不(bu)顯著(zhu)，導(dǎo)致彈性(xing)模量的(de)下降。

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

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

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control