西北農(nóng)(nong)林科技(ji)大學(xué)機(ji)械與電子(zi)工程(cheng)學(xué)院(yuan)研究人員(yuan)在國(guo)際期(qi)刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題為(wei)"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研(yan)究論(lun)文。在該(gai)論文中，研(yan)究人(ren)員利用(yong)上海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測(ce)定番茄幼苗根(gen)、莖和葉的(de)彈性(xing)模量。

風(fēng)擾動對于(yu)處理長(zhang)腳幼苗來說(shuo)是一種潛(qian)在的環(huán)境友(you)好技術(shù)(shu)。該研究采用(yong)正交實(shi)驗設(shè)計和幼苗(miao)活力評估(強幼(you)苗指數(shù)(SSI))來探(tan)究風(fēng)(feng)擾動對番(fan)茄幼苗生(sheng)長的調(diào)節(jié)(jie)。該研(yan)究使用酶聯(lián)(lian)免疫吸(xi)附法和單軸(zhou)拉伸測試來(lai)探究番茄(jia)幼苗內(nèi)源性激(ji)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(de)因素，從(cong)影響大到影響(xiang)小分別是(shi)風(fēng)擾動時(shi)間(T)、風(fēng)(feng)擾動開始(shi)時幼(you)苗的年齡(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(he)15 days時，風(fēng)(feng)擾動效果zuiyou，SSI達(da)到0.126。V和T與幼苗(miao)葉中乙烯和(he)脫落酸含量(liang)、莖中脫落(luo)酸和生長(zhang)素含量(liang)、根中的細(xi)胞分裂(lie)素和(he)乙烯含(han)量以及根(gen)和莖的彈性模(mo)量正(zheng)相關(guān)，與莖(jing)和葉(ye)中細胞分裂素(su)含量、根中的(de)生長素和脫(tuo)落酸含(han)量以及葉的彈(dan)性模(mo)量負相關(guān)。風(fēng)擾(rao)動控制幼苗(miao)生長機(ji)理涉及引(yin)出莖和葉中脫(tuo)落酸的積累(lei)以及(ji)根中生長素(su)含量(liang)下降到根生長(zhang)的zuiyou門檻，從而(er)減少(shao)幼苗莖(jing)和葉的發(fā)育，帶(dai)來根的一個(ge)更好生(sheng)長和(he)一個較高的(de)SSI。該工(gong)作為利用風(fēng)擾(rao)動作為(wei)一種(zhong)可持續(xù)幼苗培(pei)養(yǎng)和(he)個性化幼苗管(guan)理方法提供(gong)了理論(lun)依據(jù)和(he)技術(shù)指(zhi)導(dǎo)。

在該研究中，研(yan)究人員使(shi)用上(shang)海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)來測(ce)定根(gen)、莖和葉的彈(dan)性模量，測試(shi)速度：1mm/s，兩個拉(la)伸夾頭(tou)直接(jie)的距離(li)為30mm。研究人員(yuan)分析(xi)了風(fēng)擾動處理(li)后番茄幼苗內(nèi)(nei)源性激素和(he)力學(xué)參數(shù)之間(jian)的相關(guān)性(xing)。根的(de)彈性模量和生(sheng)長素(su)含量之間具(ju)有較強(qiang)的線性關(guān)系，皮爾遜相(xiang)關(guān)系數(shù)|r|為(wei)0.909，然而，莖和(he)葉的生長素(su)含量與其(qi)對應(yīng)(ying)的彈性模量具(ju)有非常弱的相(xiang)關(guān)性。這可能(neng)歸因于生長(zhang)素對根系統(tǒng)(tong)中木質(zhì)(zhi)素和纖維(wei)素含量(liang)的影響。在低濃(nong)度的生長素下(xia)，根發(fā)(fa)育更強(qiang)，帶來(lai)更高水平的(de)木質(zhì)(zhi)素和纖維素(su)的合成(cheng)。相反，在高濃(nong)度生長素下，根(gen)的發(fā)育(yu)受到抑(yi)制。木質(zhì)素和(he)纖維素含量主(zhu)要影響彈性(xing)模量，從(cong)而帶來(lai)兩者更強的(de)相關(guān)性。而且，葉(ye)中細胞分裂(lie)素水平和(he)葉彈性(xing)模量之間的相(xiang)關(guān)系數(shù)|r|達到0.825，表(biao)明一(yi)個高程度的線(xian)性相關(guān)。這是因(yin)為細胞分裂(lie)素參(can)與番茄(jia)幼苗中葉的發(fā)(fa)育，促進(jin)葉邊緣(yuan)分生組織(zhi)的發(fā)(fa)育。這可以(yi)解釋細胞分(fen)裂素和彈性模(mo)量之間(jian)的正相關(guān)。不僅(jin)如此，莖和葉中(zhong)的脫落酸(suan)含量與其(qi)相應(yīng)(ying)的彈性模量高度相(xiang)關(guān)，|r|分別為0.933和 0.843。主(zhu)莖的彈(dan)性模量與脫(tuo)落酸含量(liang)正相關(guān)，這(zhe)可能是脫落酸(suan)辨別和激活(huo)蛋白激(ji)酶SnRKs，這些蛋白激(ji)酶磷酸化木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)(zhuan)錄因子NST1，從(cong)而增厚莖的次(ci)生細胞(bao)壁，更多木質(zhì)(zhi)素沉積，導(dǎo)致莖(jing)彈性模量增加(jia)，從而(er)更好地適應(yīng)壓(ya)力環(huán)境(jing)。葉的彈性模量(liang)與脫(tuo)落酸(suan)負相關(guān)，這可能是(shi)在風(fēng)擾動的刺(ci)激下，隨著(zhe)風(fēng)速的增(zeng)加，植物(wu)組織的水分流(liu)失速度增加(jia)，葉組織(zhi)中脫落酸含量(liang)也增加。葉中的(de)氣孔被(bei)關(guān)閉(bi)來減少水分流(liu)失來延緩植(zhi)物脫水，抑制植(zhi)物葉的生(sheng)長和發(fā)育，從(cong)而導(dǎo)致葉(ye)面積的減小(xiao)。另外，葉中次生(sheng)木質(zhì)部的(de)發(fā)育不顯著(zhu)，導(dǎo)致(zhi)彈性模(mo)量的(de)下降(jiang)。

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

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

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control