西北農(nóng)林科技(ji)大學(xué)機(ji)械與(yu)電子工程學(xué)(xue)院研究人(ren)員在國際(ji)期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了(le)題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究(jiu)論文。在該論(lun)文中(zhong)，研究人員利用(yong)上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定番(fan)茄幼苗根、莖(jing)和葉的(de)彈性模(mo)量。

風(fēng)擾動對(dui)于處理(li)長腳幼苗來(lai)說是一(yi)種潛在的(de)環(huán)境(jing)友好技術(shù)。該研(yan)究采用正交(jiao)實驗設(shè)計和(he)幼苗(miao)活力評估(強(qiang)幼苗指數(shù)(shu)(SSI))來探(tan)究風(fēng)(feng)擾動對番茄(jia)幼苗生長的(de)調(diào)節(jié)。該研究使用酶(mei)聯(lián)免疫(yi)吸附法和(he)單軸拉伸測(ce)試來探究(jiu)番茄幼苗(miao)內(nèi)源性(xing)激素水平和生(sheng)物力學(xué)性(xing)質(zhì)的變化。研究表明，顯(xian)著影(ying)響SSI的因(yin)素，從影(ying)響大到影響小(xiao)分別是風(fēng)(feng)擾動時(shi)間(T)、風(fēng)(feng)擾動開始時幼(you)苗的年齡(SA)、風(fēng)(feng)速(V)和間隔時間(jian)(I)。當V、T、I和(he)SA值分別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shi)，風(fēng)擾動(dong)效果(guo)zuiyou，SSI達到0.126。V和(he)T與幼苗(miao)葉中乙烯(xi)和脫(tuo)落酸含量、莖中(zhong)脫落酸和生(sheng)長素含量、根(gen)中的(de)細胞分裂素和(he)乙烯(xi)含量以及根(gen)和莖的(de)彈性模量(liang)正相關(guān)，與莖和(he)葉中細胞(bao)分裂素含(han)量、根中(zhong)的生長素和(he)脫落酸含(han)量以及葉的(de)彈性模量(liang)負相關(guān)。風(fēng)(feng)擾動(dong)控制幼苗生長(zhang)機理(li)涉及引出莖(jing)和葉中脫落(luo)酸的積累(lei)以及根(gen)中生長素(su)含量(liang)下降到根生(sheng)長的zuiyou門檻(kan)，從而減少(shao)幼苗莖和葉(ye)的發(fā)育，帶來(lai)根的(de)一個更好生(sheng)長和一(yi)個較高(gao)的SSI。該工作(zuo)為利用風(fēng)(feng)擾動作為一種(zhong)可持續(xù)幼苗(miao)培養(yǎng)(yang)和個性化幼苗(miao)管理方法(fa)提供(gong)了理(li)論依據(jù)和技(ji)術(shù)指導(dǎo)(dao)。

在該研究中(zhong)，研究人員(yuan)使用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來(lai)測定根、莖和(he)葉的彈性模(mo)量，測試速(su)度：1mm/s，兩(liang)個拉伸(shen)夾頭直接的距(ju)離為(wei)30mm。研究(jiu)人員分析(xi)了風(fēng)擾動處理(li)后番茄幼(you)苗內(nèi)源性激(ji)素和(he)力學(xué)參數(shù)之間(jian)的相關(guān)性。根的(de)彈性模量(liang)和生長(zhang)素含(han)量之間具有(you)較強的線性關(guān)(guan)系，皮爾遜相(xiang)關(guān)系數(shù)(shu)|r|為0.909，然而，莖和葉(ye)的生長素(su)含量與(yu)其對應(yīng)(ying)的彈性模量具(ju)有非常(chang)弱的相關(guān)性(xing)。這可能歸(gui)因于生(sheng)長素對根系統(tǒng)(tong)中木質(zhì)素和纖(xian)維素(su)含量的影響(xiang)。在低濃(nong)度的生(sheng)長素下，根發(fā)育(yu)更強，帶來(lai)更高(gao)水平(ping)的木質(zhì)素和纖(xian)維素(su)的合成。相反(fan)，在高濃度生(sheng)長素(su)下，根(gen)的發(fā)育(yu)受到(dao)抑制。木質(zhì)(zhi)素和纖維素(su)含量主要影(ying)響彈性模(mo)量，從(cong)而帶來(lai)兩者更強(qiang)的相關(guān)性。而且(qie)，葉中(zhong)細胞分裂素水(shui)平和(he)葉彈性(xing)模量之(zhi)間的(de)相關(guān)系數(shù)|r|達到0.825，表明一(yi)個高程度(du)的線性(xing)相關(guān)。這是(shi)因為細胞(bao)分裂素參與(yu)番茄幼苗中(zhong)葉的發(fā)育(yu)，促進葉邊緣分(fen)生組織的發(fā)育(yu)。這可(ke)以解釋(shi)細胞(bao)分裂素和(he)彈性模量之間(jian)的正相關(guān)。不僅(jin)如此，莖和(he)葉中的脫落(luo)酸含量與其相(xiang)應(yīng)的彈性模量(liang)高度相關(guān)，|r|分(fen)別為0.933和 0.843。主莖的(de)彈性模量與脫(tuo)落酸含(han)量正相關(guān)(guan)，這可能是脫(tuo)落酸辨(bian)別和(he)激活蛋白(bai)激酶(mei)SnRKs，這些(xie)蛋白(bai)激酶磷酸(suan)化木質(zhì)素(su)轉(zhuǎn)錄因子NST1，從而(er)增厚莖的次(ci)生細胞壁，更(geng)多木(mu)質(zhì)素沉積(ji)，導(dǎo)致(zhi)莖彈性(xing)模量增加(jia)，從而更好地適(shi)應(yīng)壓力(li)環(huán)境(jing)。葉的彈性模量(liang)與脫落酸負(fu)相關(guān)，這可能是在(zai)風(fēng)擾動的(de)刺激(ji)下，隨著風(fēng)速的(de)增加，植物組(zu)織的(de)水分流(liu)失速度增(zeng)加，葉組織中脫(tuo)落酸(suan)含量也(ye)增加。葉中(zhong)的氣(qi)孔被關(guān)閉(bi)來減少水分(fen)流失來延(yan)緩植物脫(tuo)水，抑制(zhi)植物(wu)葉的生長和發(fā)(fa)育，從而(er)導(dǎo)致葉面積的(de)減小(xiao)。另外，葉中次(ci)生木質(zhì)(zhi)部的發(fā)育不(bu)顯著，導(dǎo)致(zhi)彈性模(mo)量的下降。

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

表1 內(nèi)源性激(ji)素與(yu)彈性模量之(zhi)間的相關(guān)性，E_r代表根的(de)彈性模量(liang)，E_s代表(biao)莖的(de)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