西北農(nóng)林科(ke)技大學(xué)(xue)機(jī)械與電子(zi)工程學(xué)院研究(jiu)人員在國際(ji)期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題(ti)為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文。在該論文中，研(yan)究人員(yuan)利用(yong)上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定番茄(jia)幼苗根、莖和(he)葉的(de)彈性模量。

風(fēng)擾動(dong)對于處理(li)長腳幼苗來說(shuo)是一種潛(qian)在的(de)環(huán)境友好技術(shù)(shu)。該研究采(cai)用正交(jiao)實驗(yan)設(shè)計和幼苗活(huo)力評估(強(qiáng)幼(you)苗指數(shù)(SSI))來探究(jiu)風(fēng)擾動對番(fan)茄幼苗生長(zhang)的調(diào)節(jié)。該研(yan)究使用酶聯(lián)(lian)免疫(yi)吸附法(fa)和單軸拉伸測(ce)試來(lai)探究番(fan)茄幼苗內(nèi)源性(xing)激素水平和(he)生物力學(xué)性質(zhì)(zhi)的變化。研究表明，顯著(zhu)影響SSI的因(yin)素，從(cong)影響大到(dao)影響小(xiao)分別是風(fēng)擾(rao)動時(shi)間(T)、風(fēng)擾動(dong)開始時幼苗的(de)年齡(SA)、風(fēng)速(su)(V)和間(jian)隔時間(I)。當(dāng)(dang)V、T、I和SA值分(fen)別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shi)，風(fēng)擾(rao)動效果zuiyou，SSI達(dá)到0.126。V和(he)T與幼苗葉中(zhong)乙烯和脫(tuo)落酸(suan)含量、莖(jing)中脫落酸和(he)生長(zhang)素含量(liang)、根中的(de)細(xì)胞分裂素和(he)乙烯含量以及(ji)根和莖的(de)彈性模量正(zheng)相關(guān)，與莖(jing)和葉中細(xì)(xi)胞分裂(lie)素含量、根中的(de)生長(zhang)素和脫落酸含(han)量以及葉(ye)的彈性模量負(fù)(fu)相關(guān)。風(fēng)擾(rao)動控制幼苗生(sheng)長機(jī)理涉(she)及引(yin)出莖和(he)葉中脫落酸的(de)積累以(yi)及根中生(sheng)長素含(han)量下降(jiang)到根生(sheng)長的zuiyou門檻，從而(er)減少幼(you)苗莖(jing)和葉(ye)的發(fā)育，帶來(lai)根的一個更好(hao)生長(zhang)和一(yi)個較高(gao)的SSI。該(gai)工作為利用風(fēng)(feng)擾動作為(wei)一種可持(chi)續(xù)幼苗培(pei)養(yǎng)和個(ge)性化幼苗(miao)管理(li)方法(fa)提供了理(li)論依據(jù)和(he)技術(shù)(shu)指導(dǎo)(dao)。

在該研究(jiu)中，研(yan)究人員使用(yong)上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀來(lai)測定根、莖和葉(ye)的彈性模(mo)量，測試速度：1mm/s，兩(liang)個拉伸(shen)夾頭直接(jie)的距離(li)為30mm。研究人員(yuan)分析了風(fēng)擾動(dong)處理后番(fan)茄幼苗內(nèi)源(yuan)性激(ji)素和力學(xué)參(can)數(shù)之(zhi)間的相關(guān)性(xing)。根的彈性模(mo)量和生長素含(han)量之間具(ju)有較(jiao)強(qiáng)的線(xian)性關(guān)系，皮爾遜相(xiang)關(guān)系數(shù)|r|為0.909，然而(er)，莖和葉的(de)生長素含量與(yu)其對應(yīng)(ying)的彈性模量具(ju)有非(fei)常弱的相(xiang)關(guān)性。這可能(neng)歸因于生長素(su)對根(gen)系統(tǒng)中木(mu)質(zhì)素和纖(xian)維素含量(liang)的影響。在低(di)濃度的(de)生長(zhang)素下，根發(fā)育(yu)更強(qiáng)，帶來更高(gao)水平的木質(zhì)素(su)和纖維素(su)的合成。相反(fan)，在高濃(nong)度生(sheng)長素下(xia)，根的發(fā)育受(shou)到抑(yi)制。木質(zhì)(zhi)素和纖維素含(han)量主要影(ying)響彈性模量，從(cong)而帶來兩(liang)者更強(qiáng)的相關(guān)(guan)性。而且，葉中(zhong)細(xì)胞(bao)分裂素水(shui)平和葉彈性模(mo)量之(zhi)間的相關(guān)(guan)系數(shù)(shu)|r|達(dá)到0.825，表明(ming)一個高程度的(de)線性(xing)相關(guān)。這是因(yin)為細(xì)胞分裂(lie)素參(can)與番茄幼苗中(zhong)葉的發(fā)育(yu)，促進(jìn)葉(ye)邊緣(yuan)分生組織的(de)發(fā)育。這(zhe)可以解(jie)釋細(xì)胞分裂素(su)和彈性模量之(zhi)間的正相(xiang)關(guān)。不僅如此(ci)，莖和葉(ye)中的脫落(luo)酸含量與其相(xiang)應(yīng)的彈性模量高度相關(guān)(guan)，|r|分別(bie)為0.933和 0.843。主(zhu)莖的彈(dan)性模量與脫(tuo)落酸含(han)量正相關(guān)，這(zhe)可能是脫(tuo)落酸辨別和(he)激活(huo)蛋白激酶SnRKs，這些(xie)蛋白激(ji)酶磷(lin)酸化(hua)木質(zhì)素(su)轉(zhuǎn)錄因子NST1，從(cong)而增(zeng)厚莖的次生(sheng)細(xì)胞壁，更多木(mu)質(zhì)素沉積，導(dǎo)致(zhi)莖彈性模量(liang)增加(jia)，從而更好地(di)適應(yīng)壓力環(huán)(huan)境。葉(ye)的彈性模量與(yu)脫落酸負(fù)相關(guān)(guan)，這可能是在(zai)風(fēng)擾動的刺(ci)激下，隨著(zhe)風(fēng)速(su)的增加，植物組(zu)織的(de)水分流失速(su)度增加(jia)，葉組織(zhi)中脫落酸含(han)量也(ye)增加。葉(ye)中的氣孔被關(guān)(guan)閉來減(jian)少水(shui)分流失來延緩(huan)植物脫水，抑(yi)制植物葉(ye)的生長和(he)發(fā)育，從而導(dǎo)致(zhi)葉面積的(de)減小。另外，葉(ye)中次生木質(zhì)部(bu)的發(fā)育不(bu)顯著，導(dǎo)(dao)致彈性模量的(de)下降。

圖1E: 葉(ye)、側(cè)根、根、側(cè)(ce)支和莖拉伸樣(yang)品；圖1F：拉伸測(ce)試

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

原文下載鏈接(jie)

Wind disturbance-based tomato seedlings growth control