西北(bei)農(nóng)林科技大(da)學(xué)機(jī)械(xie)與電子(zi)工程學(xué)院研究(jiu)人員(yuan)在國(guó)際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文(wen)。在該論文(wen)中，研究人員(yuan)利用上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于(yu)測(cè)定(ding)番茄幼苗根、莖(jing)和葉(ye)的彈(dan)性模量。

風(fēng)擾動(dòng)對(duì)于(yu)處理長(zhǎng)腳幼(you)苗來(lái)說(shuō)是一種(zhong)潛在的環(huán)境友(you)好技(ji)術(shù)。該研究(jiu)采用(yong)正交實(shí)驗(yàn)(yan)設(shè)計(jì)和幼苗(miao)活力(li)評(píng)估(強(qiáng)幼(you)苗指數(shù)(SSI))來(lái)(lai)探究風(fēng)擾(rao)動(dòng)對(duì)(dui)番茄(jia)幼苗生長(zhǎng)的調(diào)(diao)節(jié)。該研究使用酶(mei)聯(lián)免疫吸(xi)附法和單軸(zhou)拉伸測(cè)試來(lái)(lai)探究番茄(jia)幼苗(miao)內(nèi)源性激(ji)素水(shui)平和生物力(li)學(xué)性質(zhì)的變化(hua)。研究表明，顯(xian)著影響SSI的因(yin)素，從(cong)影響(xiang)大到影響小(xiao)分別是風(fēng)擾(rao)動(dòng)時(shí)(shi)間(T)、風(fēng)擾動(dòng)(dong)開(kāi)始時(shí)幼苗(miao)的年(nian)齡(SA)、風(fēng)速(V)和間隔(ge)時(shí)間(I)。當(dāng)V、T、I和(he)SA值分(fen)別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shí)，風(fēng)(feng)擾動(dòng)(dong)效果zuiyou，SSI達(dá)到0.126。V和T與(yu)幼苗(miao)葉中乙烯和脫(tuo)落酸含量、莖(jing)中脫落酸和(he)生長(zhǎng)素含量、根(gen)中的細(xì)(xi)胞分裂素(su)和乙(yi)烯含量(liang)以及根和莖(jing)的彈性模(mo)量正(zheng)相關(guān)，與莖(jing)和葉中細(xì)(xi)胞分裂素含量(liang)、根中的生長(zhǎng)素(su)和脫(tuo)落酸(suan)含量以及(ji)葉的彈性模量(liang)負(fù)相關(guān)(guan)。風(fēng)擾動(dòng)控制幼(you)苗生(sheng)長(zhǎng)機(jī)理涉(she)及引出莖和葉(ye)中脫落酸的積(ji)累以及根中(zhong)生長(zhǎng)素含量(liang)下降到根生(sheng)長(zhǎng)的zuiyou門(mén)檻，從(cong)而減少幼苗莖(jing)和葉的發(fā)育，帶(dai)來(lái)根(gen)的一個(gè)更好(hao)生長(zhǎng)和一個(gè)(ge)較高的SSI。該(gai)工作為利(li)用風(fēng)擾動(dòng)作為(wei)一種可持(chi)續(xù)幼苗培養(yǎng)和(he)個(gè)性化幼苗(miao)管理方法提供(gong)了理論依據(jù)(ju)和技術(shù)指導(dǎo)。

在該研究(jiu)中，研究人員(yuan)使用(yong)上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來(lái)測(cè)(ce)定根、莖和葉(ye)的彈性模量，測(cè)(ce)試速度：1mm/s，兩個(gè)(ge)拉伸夾頭直接(jie)的距離為(wei)30mm。研究人(ren)員分析了(le)風(fēng)擾(rao)動(dòng)處理后番(fan)茄幼苗(miao)內(nèi)源性(xing)激素(su)和力(li)學(xué)參數(shù)之(zhi)間的相關(guān)(guan)性。根的彈性模(mo)量和生長(zhǎng)素含(han)量之間(jian)具有(you)較強(qiáng)的線性(xing)關(guān)系，皮爾遜(xun)相關(guān)系(xi)數(shù)|r|為0.909，然而，莖(jing)和葉的生長(zhǎng)素(su)含量與(yu)其對(duì)應(yīng)的彈(dan)性模(mo)量具有非常(chang)弱的相關(guān)(guan)性。這可能歸因(yin)于生長(zhǎng)素(su)對(duì)根系(xi)統(tǒng)中木質(zhì)(zhi)素和纖維(wei)素含量(liang)的影響(xiang)。在低濃度的(de)生長(zhǎng)(zhang)素下，根發(fā)(fa)育更強(qiáng)，帶(dai)來(lái)更高水平的(de)木質(zhì)(zhi)素和纖維素(su)的合成。相反(fan)，在高濃度生(sheng)長(zhǎng)素(su)下，根(gen)的發(fā)育受(shou)到抑制。木(mu)質(zhì)素和纖維素(su)含量主(zhu)要影響彈性(xing)模量，從而(er)帶來(lái)兩(liang)者更強(qiáng)的(de)相關(guān)性。而且，葉(ye)中細(xì)胞分裂素(su)水平和(he)葉彈(dan)性模量之間的(de)相關(guān)系數(shù)|r|達(dá)到0.825，表(biao)明一個(gè)高程度(du)的線性相(xiang)關(guān)。這是(shi)因?yàn)榧?xì)胞分裂(lie)素參與番茄幼(you)苗中葉的(de)發(fā)育，促進(jìn)葉(ye)邊緣分生組(zu)織的發(fā)(fa)育。這可以(yi)解釋細(xì)胞(bao)分裂素和彈性(xing)模量之間的(de)正相(xiang)關(guān)。不僅如此(ci)，莖和葉中的脫(tuo)落酸含量與其(qi)相應(yīng)的彈(dan)性模量高度(du)相關(guān)，|r|分別為(wei)0.933和 0.843。主莖的彈(dan)性模量與(yu)脫落酸含量(liang)正相關(guān)，這可(ke)能是脫落(luo)酸辨別和(he)激活(huo)蛋白激(ji)酶SnRKs，這些蛋白激(ji)酶磷酸(suan)化木質(zhì)素(su)轉(zhuǎn)錄因(yin)子NST1，從而增厚莖(jing)的次生細(xì)胞(bao)壁，更多木(mu)質(zhì)素沉(chen)積，導(dǎo)致莖彈(dan)性模量增加(jia)，從而更(geng)好地適應(yīng)壓(ya)力環(huán)(huan)境。葉的彈(dan)性模量(liang)與脫落酸負(fù)相(xiang)關(guān)，這可能是在(zai)風(fēng)擾動(dòng)的刺(ci)激下，隨著(zhe)風(fēng)速(su)的增加，植物(wu)組織的水(shui)分流失速度增(zeng)加，葉組織中脫(tuo)落酸(suan)含量也(ye)增加(jia)。葉中的氣孔(kong)被關(guān)閉(bi)來(lái)減(jian)少水分(fen)流失來(lái)延緩(huan)植物脫(tuo)水，抑制植(zhi)物葉的生長(zhǎng)(zhang)和發(fā)育，從而導(dǎo)(dao)致葉(ye)面積(ji)的減小。另(ling)外，葉中(zhong)次生(sheng)木質(zhì)部的發(fā)育(yu)不顯著，導(dǎo)致彈(dan)性模(mo)量的下降。

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

表1 內(nèi)源性激(ji)素與彈性模量(liang)之間(jian)的相關(guān)(guan)性，E_r代表根(gen)的彈(dan)性模量，E_s代表莖的彈(dan)性模量，E_l代表葉的彈(dan)性模(mo)量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control