西北農(nóng)林科技(ji)大學(xué)機械(xie)與電子工程(cheng)學(xué)院研究人員(yuan)在國(guo)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)。在該論文中(zhong)，研究人員利(li)用上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用(yong)于測定(ding)番茄幼苗(miao)根、莖和(he)葉的彈性模量(liang)。

風(fēng)擾動對于處(chu)理長(zhang)腳幼苗來(lai)說是一種潛在(zai)的環(huán)境友好(hao)技術(shù)。該研究(jiu)采用正交(jiao)實驗(yan)設(shè)計和幼苗(miao)活力評估(強(qiang)幼苗指數(shù)(SSI))來(lai)探究風(fēng)擾動對(dui)番茄幼苗生長(zhang)的調(diào)節(jié)。該研(yan)究使(shi)用酶聯(lián)免疫(yi)吸附法和單(dan)軸拉伸測試(shi)來探究(jiu)番茄幼苗內(nèi)源(yuan)性激素水(shui)平和生(sheng)物力學(xué)(xue)性質(zhì)的變(bian)化。研究表明，顯(xian)著影響SSI的因(yin)素，從影響(xiang)大到影(ying)響小分別是風(fēng)(feng)擾動時間(jian)(T)、風(fēng)擾動開始(shi)時幼苗(miao)的年齡(SA)、風(fēng)(feng)速(V)和間(jian)隔時(shi)間(I)。當V、T、I和(he)SA值分(fen)別是(shi)3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shi)，風(fēng)擾動效果zuiyou，SSI達(da)到0.126。V和T與幼(you)苗葉中(zhong)乙烯和(he)脫落(luo)酸含量、莖中脫(tuo)落酸和生(sheng)長素(su)含量、根中的(de)細胞分裂素和(he)乙烯(xi)含量以及(ji)根和莖(jing)的彈性模量正(zheng)相關(guān)(guan)，與莖和(he)葉中細(xi)胞分(fen)裂素含量(liang)、根中的(de)生長素和脫落(luo)酸含量以及(ji)葉的彈性模(mo)量負相(xiang)關(guān)。風(fēng)擾動控(kong)制幼苗生長機(ji)理涉及引出莖(jing)和葉(ye)中脫落酸的積(ji)累以(yi)及根中生長(zhang)素含(han)量下降到根生(sheng)長的zuiyou門檻(kan)，從而(er)減少(shao)幼苗莖和葉(ye)的發(fā)育，帶來(lai)根的一個(ge)更好(hao)生長和一個(ge)較高的SSI。該工作(zuo)為利(li)用風(fēng)擾動(dong)作為一(yi)種可持續(xù)幼苗(miao)培養(yǎng)和(he)個性化幼(you)苗管(guan)理方法(fa)提供了(le)理論依(yi)據(jù)和(he)技術(shù)指導(dǎo)。

在該(gai)研究中，研究人(ren)員使用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來(lai)測定根、莖和葉(ye)的彈性模(mo)量，測試速度(du)：1mm/s，兩個拉(la)伸夾頭直接的(de)距離為(wei)30mm。研究人員分析(xi)了風(fēng)擾(rao)動處(chu)理后番茄(jia)幼苗(miao)內(nèi)源性激(ji)素和力學(xué)參(can)數(shù)之間(jian)的相關(guān)(guan)性。根的(de)彈性模量和(he)生長素含量(liang)之間(jian)具有較強的(de)線性關(guān)(guan)系，皮爾遜相關(guān)(guan)系數(shù)|r|為0.909，然(ran)而，莖和葉的生(sheng)長素(su)含量(liang)與其對(dui)應(yīng)的(de)彈性(xing)模量具(ju)有非常弱的(de)相關(guān)性。這(zhe)可能歸因于生(sheng)長素對根系(xi)統(tǒng)中木質(zhì)素(su)和纖(xian)維素含量的(de)影響。在低(di)濃度的生長素(su)下，根發(fā)育更強(qiang)，帶來(lai)更高水平的(de)木質(zhì)素(su)和纖維素的合(he)成。相反，在(zai)高濃度生長(zhang)素下，根的(de)發(fā)育(yu)受到抑制(zhi)。木質(zhì)素(su)和纖維(wei)素含(han)量主要影(ying)響彈性模量(liang)，從而帶(dai)來兩者更強的(de)相關(guān)性。而且(qie)，葉中細(xi)胞分裂素(su)水平和葉(ye)彈性模量(liang)之間(jian)的相關(guān)系(xi)數(shù)|r|達到0.825，表(biao)明一個高(gao)程度的線性(xing)相關(guān)。這是因(yin)為細胞(bao)分裂素參與(yu)番茄(jia)幼苗(miao)中葉的發(fā)育，促(cu)進葉邊緣分生(sheng)組織的發(fā)育(yu)。這可以解釋(shi)細胞分(fen)裂素和彈(dan)性模量之間(jian)的正相關(guān)。不僅(jin)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(gao)度相(xiang)關(guān)，|r|分別為0.933和 0.843。主(zhu)莖的彈(dan)性模量與(yu)脫落酸含量(liang)正相關(guān)，這可(ke)能是脫落酸(suan)辨別和(he)激活蛋白激酶(mei)SnRKs，這些(xie)蛋白激酶(mei)磷酸化(hua)木質(zhì)素轉(zhuǎn)錄(lu)因子NST1，從而增厚(hou)莖的次(ci)生細胞壁(bi)，更多木質(zhì)素(su)沉積(ji)，導(dǎo)致莖彈性(xing)模量(liang)增加，從而(er)更好地適(shi)應(yīng)壓力(li)環(huán)境。葉的彈(dan)性模量與脫落(luo)酸負相關(guān)，這(zhe)可能(neng)是在風(fēng)擾動(dong)的刺(ci)激下，隨(sui)著風(fēng)速(su)的增加，植(zhi)物組織(zhi)的水分流失(shi)速度增加(jia)，葉組織中脫落(luo)酸含量也(ye)增加(jia)。葉中(zhong)的氣孔被(bei)關(guān)閉來減(jian)少水分(fen)流失來延緩(huan)植物脫(tuo)水，抑制(zhi)植物(wu)葉的生(sheng)長和發(fā)育，從而(er)導(dǎo)致(zhi)葉面(mian)積的減(jian)小。另(ling)外，葉中次生木(mu)質(zhì)部的發(fā)(fa)育不顯著(zhu)，導(dǎo)致(zhi)彈性模(mo)量的下降。

圖1E: 葉、側(cè)根(gen)、根、側(cè)支和莖拉(la)伸樣品(pin)；圖1F：拉(la)伸測試

表1 內(nèi)源性激(ji)素與彈(dan)性模(mo)量之(zhi)間的相關(guān)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，E_l代表葉的彈(dan)性模量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control