西北農(nóng)林(lin)科技(ji)大學(xué)機(jī)械與電(dian)子工程學(xué)(xue)院研(yan)究人員在國(guo)際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表(biao)了題(ti)為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論(lun)文。在該論(lun)文中，研(yan)究人(ren)員利用上海(hai)騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定番(fan)茄幼苗根、莖和(he)葉的彈性模量(liang)。

風(fēng)擾動(dòng)(dong)對于處理長腳(jiao)幼苗來說是(shi)一種潛(qian)在的環(huán)境(jing)友好技(ji)術(shù)。該研究采(cai)用正交(jiao)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和(he)幼苗活力評(píng)估(gu)(強(qiáng)幼苗指數(shù)(shu)(SSI))來探究(jiu)風(fēng)擾動(dòng)對(dui)番茄幼苗生長(zhang)的調(diào)節(jié)(jie)。該研(yan)究使(shi)用酶聯(lián)免疫(yi)吸附法和單(dan)軸拉伸(shen)測試來(lai)探究番(fan)茄幼苗內(nèi)(nei)源性激素水(shui)平和(he)生物力(li)學(xué)性質(zhì)的變(bian)化。研究表(biao)明，顯著(zhu)影響SSI的因素(su)，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)開(kai)始時(shí)幼苗的年(nian)齡(SA)、風(fēng)速(su)(V)和間隔時(shí)(shi)間(I)。當(dāng)V、T、I和SA值分(fen)別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shí)，風(fēng)擾(rao)動(dòng)效果zuiyou，SSI達(dá)(da)到0.126。V和T與(yu)幼苗葉(ye)中乙烯和脫(tuo)落酸含量(liang)、莖中脫(tuo)落酸和生長素(su)含量、根中的細(xì)(xi)胞分(fen)裂素和乙烯含(han)量以及根和莖(jing)的彈性(xing)模量正相(xiang)關(guān)，與(yu)莖和葉中細(xì)(xi)胞分裂素(su)含量、根(gen)中的(de)生長素(su)和脫落酸含(han)量以(yi)及葉(ye)的彈(dan)性模量負(fù)相關(guān)(guan)。風(fēng)擾動(dòng)控制(zhi)幼苗生長機(jī)理(li)涉及引(yin)出莖和葉(ye)中脫落酸的(de)積累以及(ji)根中生長素(su)含量下降(jiang)到根生長的zuiyou門(men)檻，從而減少(shao)幼苗莖和葉(ye)的發(fā)育，帶來根(gen)的一個(gè)(ge)更好生(sheng)長和一個(gè)較高(gao)的SSI。該工(gong)作為(wei)利用風(fēng)擾動(dòng)(dong)作為一種可(ke)持續(xù)幼苗培(pei)養(yǎng)和(he)個(gè)性(xing)化幼苗管理(li)方法提供了(le)理論依據(jù)和技(ji)術(shù)指導(dǎo)。

在該研究(jiu)中，研(yan)究人員使(shi)用上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀來測定(ding)根、莖和(he)葉的彈性模量(liang)，測試速度：1mm/s，兩個(gè)(ge)拉伸(shen)夾頭直接的距(ju)離為30mm。研究人員分(fen)析了(le)風(fēng)擾動(dòng)處(chu)理后番茄(jia)幼苗內(nèi)源性激(ji)素和(he)力學(xué)參數(shù)之間(jian)的相關(guān)(guan)性。根的彈性模(mo)量和生(sheng)長素含量(liang)之間具有較(jiao)強(qiáng)的(de)線性關(guān)系，皮爾遜(xun)相關(guān)系數(shù)|r|為(wei)0.909，然而，莖和葉(ye)的生長素(su)含量與其對(dui)應(yīng)的彈性模量(liang)具有非常弱的(de)相關(guān)性。這可(ke)能歸(gui)因于生(sheng)長素對根系(xi)統(tǒng)中木(mu)質(zhì)素和纖(xian)維素含(han)量的影(ying)響。在低濃度(du)的生長素下，根(gen)發(fā)育更(geng)強(qiáng)，帶來更高水(shui)平的木(mu)質(zhì)素和(he)纖維素的合成(cheng)。相反，在(zai)高濃(nong)度生(sheng)長素下，根的(de)發(fā)育(yu)受到抑制。木質(zhì)(zhi)素和纖維素含(han)量主(zhu)要影響彈性(xing)模量，從而帶來(lai)兩者更強(qiáng)的相(xiang)關(guān)性。而且，葉(ye)中細(xì)胞分裂素(su)水平和葉彈性(xing)模量之間的相(xiang)關(guān)系數(shù)|r|達(dá)到0.825，表(biao)明一(yi)個(gè)高程度(du)的線性(xing)相關(guān)。這是因?yàn)?wei)細(xì)胞分裂素(su)參與番茄(jia)幼苗中葉的(de)發(fā)育，促(cu)進(jìn)葉邊緣分生(sheng)組織的發(fā)(fa)育。這可以解(jie)釋細(xì)胞分裂(lie)素和彈性模量(liang)之間(jian)的正相關(guān)(guan)。不僅(jin)如此，莖和葉(ye)中的脫落酸含(han)量與其相應(yīng)(ying)的彈性(xing)模量高(gao)度相(xiang)關(guān)，|r|分別為(wei)0.933和 0.843。主(zhu)莖的彈性(xing)模量(liang)與脫落(luo)酸含量(liang)正相關(guān)，這可(ke)能是脫落酸(suan)辨別和激活(huo)蛋白激酶(mei)SnRKs，這些(xie)蛋白(bai)激酶磷酸(suan)化木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄(lu)因子NST1，從而(er)增厚莖的次(ci)生細(xì)胞壁，更多(duo)木質(zhì)素沉積，導(dǎo)(dao)致莖彈性模量(liang)增加，從(cong)而更好地適(shi)應(yīng)壓力環(huán)境。葉(ye)的彈(dan)性模量(liang)與脫落酸負(fù)相(xiang)關(guān)，這可能(neng)是在(zai)風(fēng)擾動(dòng)的刺(ci)激下，隨(sui)著風(fēng)速的(de)增加，植物組織(zhi)的水(shui)分流失速度(du)增加，葉組織中(zhong)脫落酸(suan)含量也增加。葉(ye)中的氣(qi)孔被(bei)關(guān)閉來減(jian)少水分流失(shi)來延緩(huan)植物脫水(shui)，抑制(zhi)植物葉的生(sheng)長和發(fā)育，從(cong)而導(dǎo)(dao)致葉面(mian)積的減小。另(ling)外，葉中次(ci)生木質(zhì)部的(de)發(fā)育不顯(xian)著，導(dǎo)致彈性模(mo)量的下降。

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

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

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control