西北農(nóng)林科(ke)技大(da)學(xué)機(jī)械(xie)與電子(zi)工程學(xué)(xue)院研(yan)究人員在(zai)國際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表(biao)了題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究(jiu)論文。在該論(lun)文中，研究人員(yuan)利用(yong)上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(cè)定(ding)番茄幼苗根(gen)、莖和葉的彈性(xing)模量。

風(fēng)擾動(dòng)對(duì)于處(chu)理長(zhǎng)腳幼苗(miao)來說是一種潛(qian)在的環(huán)(huan)境友好技術(shù)(shu)。該研究采(cai)用正(zheng)交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(ji)和幼苗活力(li)評(píng)估(gu)(強(qiáng)幼苗指數(shù)(shu)(SSI))來探究風(fēng)擾動(dòng)(dong)對(duì)番茄幼(you)苗生長(zhǎng)的調(diào)(diao)節(jié)。該研究使(shi)用酶聯(lián)免(mian)疫吸(xi)附法和單軸拉(la)伸測(cè)試(shi)來探究(jiu)番茄幼苗內(nèi)(nei)源性激(ji)素水平(ping)和生物力學(xué)性(xing)質(zhì)的變化。研究表明，顯著(zhu)影響SSI的因素，從(cong)影響大(da)到影響小分別(bie)是風(fēng)擾動(dòng)(dong)時(shí)間(T)、風(fēng)擾動(dòng)開(kai)始時(shí)幼(you)苗的年齡(SA)、風(fēng)(feng)速(V)和間隔(ge)時(shí)間(I)。當(dāng)V、T、I和(he)SA值分別(bie)是3 m/s、1 min、30 min和(he)15 days時(shí)，風(fēng)擾(rao)動(dòng)效果zuiyou，SSI達(dá)(da)到0.126。V和(he)T與幼苗葉中(zhong)乙烯和脫落酸(suan)含量(liang)、莖中脫(tuo)落酸和生長(zhǎng)(zhang)素含量(liang)、根中的細(xì)(xi)胞分裂素和(he)乙烯含量以(yi)及根和(he)莖的彈性模量(liang)正相關(guān)，與莖和(he)葉中細(xì)胞分裂(lie)素含量、根(gen)中的生(sheng)長(zhǎng)素(su)和脫落酸含(han)量以及葉(ye)的彈(dan)性模量負(fù)相(xiang)關(guān)。風(fēng)(feng)擾動(dòng)(dong)控制幼苗生(sheng)長(zhǎng)機(jī)理涉及(ji)引出莖和葉中(zhong)脫落酸的(de)積累以及根中(zhong)生長(zhǎng)素(su)含量下降到(dao)根生長(zhǎng)的(de)zuiyou門檻，從而減(jian)少幼苗莖和(he)葉的發(fā)育(yu)，帶來根的一個(gè)(ge)更好生(sheng)長(zhǎng)和一個(gè)(ge)較高的(de)SSI。該工作(zuo)為利用風(fēng)擾(rao)動(dòng)作為一種(zhong)可持續(xù)幼苗(miao)培養(yǎng)和個(gè)性(xing)化幼苗管(guan)理方法提供了(le)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)(zhi)構(gòu)儀來測(cè)(ce)定根、莖和(he)葉的(de)彈性模(mo)量，測(cè)試速度：1mm/s，兩(liang)個(gè)拉伸夾(jia)頭直接的(de)距離為(wei)30mm。研究人員分析(xi)了風(fēng)擾動(dòng)(dong)處理后番茄(jia)幼苗內(nèi)(nei)源性激素和(he)力學(xué)(xue)參數(shù)之(zhi)間的相關(guān)性。根(gen)的彈性(xing)模量和生長(zhǎng)素(su)含量之間具有(you)較強(qiáng)(qiang)的線(xian)性關(guān)系，皮爾遜相關(guān)(guan)系數(shù)|r|為0.909，然而(er)，莖和葉(ye)的生(sheng)長(zhǎng)素含(han)量與其對(duì)(dui)應(yīng)的彈(dan)性模量具有(you)非常弱的(de)相關(guān)(guan)性。這可能(neng)歸因(yin)于生長(zhǎng)素對(duì)根(gen)系統(tǒng)(tong)中木(mu)質(zhì)素和纖(xian)維素含(han)量的(de)影響。在低(di)濃度的生(sheng)長(zhǎng)素下，根發(fā)育(yu)更強(qiáng)，帶來更高(gao)水平(ping)的木(mu)質(zhì)素(su)和纖維素的(de)合成。相(xiang)反，在高濃(nong)度生(sheng)長(zhǎng)素下，根的發(fā)(fa)育受到抑制。木(mu)質(zhì)素和纖(xian)維素含量主要(yao)影響彈性(xing)模量，從而(er)帶來兩者更(geng)強(qiáng)的相關(guān)性。而(er)且，葉中細(xì)(xi)胞分裂素水(shui)平和葉彈性模(mo)量之間的(de)相關(guān)系數(shù)|r|達(dá)到(dao)0.825，表明(ming)一個(gè)(ge)高程(cheng)度的線性相關(guān)(guan)。這是因?yàn)榧?xì)(xi)胞分裂素參與(yu)番茄(jia)幼苗(miao)中葉的發(fā)育，促(cu)進(jìn)葉(ye)邊緣分生組(zu)織的發(fā)(fa)育。這可以解釋(shi)細(xì)胞(bao)分裂素(su)和彈性模量之(zhi)間的(de)正相關(guān)。不(bu)僅如此，莖和葉(ye)中的(de)脫落酸含量(liang)與其相(xiang)應(yīng)的(de)彈性模量高(gao)度相關(guān)，|r|分別(bie)為0.933和 0.843。主莖的(de)彈性模(mo)量與脫落(luo)酸含(han)量正相關(guān)，這可(ke)能是脫(tuo)落酸辨別和(he)激活(huo)蛋白激酶SnRKs，這(zhe)些蛋白(bai)激酶磷(lin)酸化木(mu)質(zhì)素轉(zhuǎn)錄因子(zi)NST1，從而(er)增厚莖的次(ci)生細(xì)胞(bao)壁，更多木質(zhì)(zhi)素沉積(ji)，導(dǎo)致莖彈(dan)性模(mo)量增加，從而更(geng)好地適應(yīng)壓(ya)力環(huán)境。葉的彈(dan)性模(mo)量與脫落酸(suan)負(fù)相關(guān)，這可能是在風(fēng)擾動(dòng)的刺(ci)激下，隨著(zhe)風(fēng)速的(de)增加，植(zhi)物組織(zhi)的水(shui)分流失(shi)速度增(zeng)加，葉組織(zhi)中脫落酸含量(liang)也增加。葉中的(de)氣孔被(bei)關(guān)閉來減(jian)少水分流失來(lai)延緩(huan)植物脫水，抑制(zhi)植物葉的生(sheng)長(zhǎng)和發(fā)(fa)育，從(cong)而導(dǎo)致葉面積(ji)的減小(xiao)。另外，葉中次(ci)生木質(zhì)部的(de)發(fā)育不顯著，導(dǎo)(dao)致彈(dan)性模量的下(xia)降。

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

表1 內(nèi)源性(xing)激素與彈性(xing)模量之(zhi)間的相關(guān)性(xing)，E_r代表根的(de)彈性模(mo)量，E_s代表莖的彈性(xing)模量，E_l代表葉的彈性(xing)模量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control