西北農(nóng)林科(ke)技大學(xué)(xue)機械與電子工(gong)程學(xué)(xue)院研究(jiu)人員(yuan)在國際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表(biao)了題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文(wen)。在該(gai)論文中(zhong)，研究人(ren)員利用(yong)上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用于測(ce)定番茄幼(you)苗根、莖(jing)和葉的彈(dan)性模量。

風(fēng)擾動對于處(chu)理長腳幼(you)苗來(lai)說是一種潛在(zai)的環(huán)境友(you)好技術(shù)。該研(yan)究采用(yong)正交實(shi)驗設(shè)計和幼苗(miao)活力評估(強(qiang)幼苗指(zhi)數(shù)(SSI))來探究風(fēng)擾(rao)動對(dui)番茄幼(you)苗生長(zhang)的調(diào)節(jié)。該研究使(shi)用酶聯(lián)免疫吸(xi)附法(fa)和單軸拉伸測(ce)試來探究(jiu)番茄(jia)幼苗內(nèi)源性(xing)激素水(shui)平和生(sheng)物力學(xué)性(xing)質(zhì)的變化。研究表明，顯(xian)著影響SSI的(de)因素(su)，從影響大(da)到影(ying)響小分(fen)別是風(fēng)(feng)擾動時間(T)、風(fēng)擾(rao)動開始(shi)時幼(you)苗的年齡(SA)、風(fēng)(feng)速(V)和間(jian)隔時間(jian)(I)。當(dāng)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(xiao)果zuiyou，SSI達到0.126。V和(he)T與幼苗(miao)葉中(zhong)乙烯和(he)脫落酸含量(liang)、莖中脫落酸和(he)生長素(su)含量(liang)、根中(zhong)的細胞(bao)分裂素和(he)乙烯含量以(yi)及根和(he)莖的彈性(xing)模量正相關(guān)，與(yu)莖和葉(ye)中細胞分裂(lie)素含量(liang)、根中的生長素(su)和脫落(luo)酸含量以及葉(ye)的彈(dan)性模量負相關(guān)(guan)。風(fēng)擾動(dong)控制幼苗生長(zhang)機理(li)涉及引出莖(jing)和葉中脫(tuo)落酸的(de)積累以及根(gen)中生長(zhang)素含量下降(jiang)到根生長(zhang)的zuiyou門檻，從而減(jian)少幼苗莖和(he)葉的發(fā)(fa)育，帶來根(gen)的一個更(geng)好生長和(he)一個較高的SSI。該(gai)工作為利用風(fēng)(feng)擾動作為(wei)一種可持續(xù)(xu)幼苗培養(yǎng)和(he)個性(xing)化幼苗管(guan)理方法提(ti)供了理論(lun)依據(jù)(ju)和技(ji)術(shù)指導(dǎo)。

在該研究(jiu)中，研究(jiu)人員使(shi)用上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀來(lai)測定(ding)根、莖(jing)和葉的彈(dan)性模量，測試(shi)速度(du)：1mm/s，兩個拉伸(shen)夾頭直接的(de)距離為30mm。研究(jiu)人員分析(xi)了風(fēng)(feng)擾動處(chu)理后番茄幼苗(miao)內(nèi)源性激素(su)和力學(xué)參數(shù)之(zhi)間的相關(guān)性(xing)。根的彈(dan)性模量和(he)生長(zhang)素含量(liang)之間(jian)具有較(jiao)強的線性(xing)關(guān)系，皮爾遜(xun)相關(guān)系數(shù)(shu)|r|為0.909，然而，莖和葉(ye)的生長素含量(liang)與其對(dui)應(yīng)的彈性(xing)模量具(ju)有非常弱(ruo)的相關(guān)性(xing)。這可能歸因于(yu)生長素(su)對根系統(tǒng)(tong)中木(mu)質(zhì)素(su)和纖維(wei)素含量的影(ying)響。在(zai)低濃(nong)度的生長(zhang)素下(xia)，根發(fā)育更強，帶(dai)來更高水平的(de)木質(zhì)素(su)和纖維素的(de)合成。相反，在(zai)高濃度生長素(su)下，根的(de)發(fā)育(yu)受到(dao)抑制。木質(zhì)(zhi)素和纖(xian)維素含量主要(yao)影響(xiang)彈性(xing)模量，從而帶來(lai)兩者更強(qiang)的相(xiang)關(guān)性(xing)。而且，葉中細胞(bao)分裂素(su)水平和葉彈性(xing)模量之(zhi)間的相(xiang)關(guān)系數(shù)|r|達到0.825，表明一個(ge)高程度的線性(xing)相關(guān)。這是因為(wei)細胞分裂素(su)參與番(fan)茄幼苗(miao)中葉的發(fā)育(yu)，促進(jin)葉邊緣分(fen)生組織的(de)發(fā)育。這可(ke)以解釋細胞分(fen)裂素和彈(dan)性模量(liang)之間(jian)的正相關(guān)(guan)。不僅如(ru)此，莖和(he)葉中的脫(tuo)落酸含量與(yu)其相應(yīng)(ying)的彈性模量高(gao)度相關(guān)(guan)，|r|分別為(wei)0.933和 0.843。主莖(jing)的彈性(xing)模量與(yu)脫落酸含量(liang)正相關(guān)，這(zhe)可能是脫落(luo)酸辨別(bie)和激活蛋白(bai)激酶SnRKs，這些蛋白(bai)激酶磷酸(suan)化木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄因子NST1，從(cong)而增厚(hou)莖的(de)次生細胞壁，更(geng)多木(mu)質(zhì)素沉積，導(dǎo)(dao)致莖彈性(xing)模量(liang)增加，從而更好(hao)地適應(yīng)壓力環(huán)(huan)境。葉的彈(dan)性模量與脫(tuo)落酸負相關(guān)(guan)，這可能是在(zai)風(fēng)擾動的(de)刺激下(xia)，隨著(zhe)風(fēng)速的增加(jia)，植物組織的水(shui)分流失速度增(zeng)加，葉組(zu)織中(zhong)脫落酸含(han)量也增加。葉中(zhong)的氣孔(kong)被關(guān)閉來減(jian)少水分流失來(lai)延緩植物脫(tuo)水，抑(yi)制植物葉的(de)生長和發(fā)育，從(cong)而導(dǎo)(dao)致葉面積的(de)減小。另(ling)外，葉中(zhong)次生木質(zhì)部(bu)的發(fā)育(yu)不顯著(zhu)，導(dǎo)致(zhi)彈性(xing)模量的下(xia)降。

圖1E: 葉、側(cè)根(gen)、根、側(cè)支和莖(jing)拉伸(shen)樣品(pin)；圖1F：拉伸測(ce)試

表1 內(nèi)(nei)源性激素與(yu)彈性模量之間(jian)的相關(guān)(guan)性，E_r代表根的彈(dan)性模(mo)量，E_s代表莖的(de)彈性(xing)模量(liang)，E_l代表(biao)葉的(de)彈性模量(liang)

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control