西北農(nóng)林科技(ji)大學(xué)機(jī)械與(yu)電子工程(cheng)學(xué)院(yuan)研究人員(yuan)在國際期刊(kan)《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究(jiu)論文。在該論文中(zhong)，研究(jiu)人員利用上(shang)海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定番(fan)茄幼(you)苗根、莖和(he)葉的(de)彈性(xing)模量。

風(fēng)擾動對于(yu)處理長腳幼(you)苗來說是一種(zhong)潛在的(de)環(huán)境(jing)友好技(ji)術(shù)。該研究采(cai)用正交實(shi)驗設(shè)(she)計和幼苗活力(li)評估(強(qiáng)幼(you)苗指(zhi)數(shù)(SSI))來探究風(fēng)擾(rao)動對番茄(jia)幼苗生長的調(diào)(diao)節(jié)。該研究使用(yong)酶聯(lián)免疫吸(xi)附法和單(dan)軸拉伸測(ce)試來探究番茄(jia)幼苗內(nèi)源性(xing)激素水平和生(sheng)物力學(xué)性質(zhì)(zhi)的變化(hua)。研究表(biao)明，顯(xian)著影響SSI的因素(su)，從影響大到(dao)影響小分別(bie)是風(fēng)(feng)擾動時間(T)、風(fēng)(feng)擾動開始(shi)時幼(you)苗的年齡(ling)(SA)、風(fēng)速(V)和(he)間隔時間(I)。當(dāng)(dang)V、T、I和SA值分別是(shi)3 m/s、1 min、30 min和15 days時，風(fēng)擾(rao)動效果zuiyou，SSI達(dá)到0.126。V和(he)T與幼苗葉中乙(yi)烯和脫(tuo)落酸含量、莖(jing)中脫落(luo)酸和生長(zhang)素含(han)量、根中(zhong)的細(xì)胞分裂素(su)和乙烯含量(liang)以及根(gen)和莖的彈性(xing)模量正(zheng)相關(guān)(guan)，與莖(jing)和葉(ye)中細(xì)胞分裂(lie)素含量、根(gen)中的生長素(su)和脫落酸(suan)含量(liang)以及葉(ye)的彈性模(mo)量負(fù)相(xiang)關(guān)。風(fēng)擾動(dong)控制(zhi)幼苗生長(zhang)機(jī)理(li)涉及引出莖(jing)和葉中脫落(luo)酸的積累(lei)以及根中生(sheng)長素含量下降(jiang)到根生長的(de)zuiyou門檻，從(cong)而減少幼苗(miao)莖和葉(ye)的發(fā)育，帶來根(gen)的一(yi)個更好生長和(he)一個較高(gao)的SSI。該工作為(wei)利用風(fēng)擾動(dong)作為(wei)一種(zhong)可持(chi)續(xù)幼苗培養(yǎng)(yang)和個性化(hua)幼苗管理(li)方法提(ti)供了理論依據(jù)(ju)和技術(shù)指導(dǎo)。

在該研究中(zhong)，研究人員(yuan)使用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來(lai)測定根、莖(jing)和葉的彈(dan)性模量，測(ce)試速度(du)：1mm/s，兩個拉(la)伸夾頭直接的(de)距離為(wei)30mm。研究(jiu)人員分(fen)析了風(fēng)(feng)擾動處理(li)后番茄幼苗內(nèi)(nei)源性激素和力(li)學(xué)參數(shù)之(zhi)間的相關(guān)性(xing)。根的彈性(xing)模量和(he)生長素含量(liang)之間具有較強(qiáng)(qiang)的線性關(guān)系(xi)，皮爾遜(xun)相關(guān)系數(shù)|r|為0.909，然(ran)而，莖和(he)葉的生長素含(han)量與(yu)其對應(yīng)的彈(dan)性模量(liang)具有非常弱的(de)相關(guān)性。這可(ke)能歸因于生(sheng)長素對(dui)根系(xi)統(tǒng)中木(mu)質(zhì)素和纖維(wei)素含量的影響(xiang)。在低濃(nong)度的生(sheng)長素下，根發(fā)育(yu)更強(qiáng)，帶來更高(gao)水平的木質(zhì)(zhi)素和纖維素(su)的合成。相(xiang)反，在(zai)高濃度生(sheng)長素下(xia)，根的發(fā)育受到(dao)抑制。木質(zhì)(zhi)素和纖維素(su)含量(liang)主要影響(xiang)彈性(xing)模量，從而帶(dai)來兩(liang)者更強(qiáng)(qiang)的相關(guān)性。而(er)且，葉(ye)中細(xì)胞分裂素(su)水平和葉彈(dan)性模量之間(jian)的相關(guān)(guan)系數(shù)|r|達(dá)到0.825，表(biao)明一個高程(cheng)度的線性相(xiang)關(guān)。這是因為(wei)細(xì)胞分裂(lie)素參(can)與番茄幼(you)苗中(zhong)葉的發(fā)育(yu)，促進(jìn)葉邊緣(yuan)分生組織的(de)發(fā)育(yu)。這可以解釋(shi)細(xì)胞分裂(lie)素和彈性(xing)模量之間的正(zheng)相關(guān)。不僅如此(ci)，莖和葉中的脫(tuo)落酸含量與(yu)其相(xiang)應(yīng)的彈性模量(liang)高度(du)相關(guān)，|r|分別為0.933和(he) 0.843。主莖的(de)彈性模量與脫(tuo)落酸含量正(zheng)相關(guān)，這可能(neng)是脫落酸(suan)辨別和(he)激活(huo)蛋白激酶SnRKs，這些(xie)蛋白激酶磷酸(suan)化木質(zhì)素轉(zhuǎn)錄(lu)因子NST1，從(cong)而增厚(hou)莖的次生細(xì)(xi)胞壁，更多木質(zhì)(zhi)素沉積(ji)，導(dǎo)致莖彈(dan)性模量增加(jia)，從而更好(hao)地適應(yīng)壓力環(huán)(huan)境。葉的彈性模(mo)量與脫落(luo)酸負(fù)相關(guān)(guan)，這可能是在(zai)風(fēng)擾動(dong)的刺激下(xia)，隨著風(fēng)速的(de)增加，植物組織(zhi)的水分流失速(su)度增(zeng)加，葉組(zu)織中脫落(luo)酸含量也(ye)增加。葉中的(de)氣孔被關(guān)(guan)閉來減少水(shui)分流失(shi)來延緩植物(wu)脫水，抑制植物(wu)葉的生(sheng)長和發(fā)(fa)育，從而導(dǎo)(dao)致葉(ye)面積的減(jian)小。另外(wai)，葉中次生木質(zhì)(zhi)部的(de)發(fā)育不顯(xian)著，導(dǎo)致(zhi)彈性(xing)模量的(de)下降。

圖1E: 葉、側(cè)根、根、側(cè)(ce)支和(he)莖拉伸(shen)樣品；圖1F：拉伸(shen)測試

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

原文(wen)下載(zai)鏈接

Wind disturbance-based tomato seedlings growth control