西北農(nóng)林(lin)科技大學(xué)(xue)機械(xie)與電子工程學(xué)(xue)院研究人(ren)員在國際期(qi)刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題(ti)為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文。在該(gai)論文中(zhong)，研究人員(yuan)利用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(ce)定番茄幼苗根(gen)、莖和葉的(de)彈性(xing)模量(liang)。

風(fēng)擾(rao)動對于處(chu)理長腳幼(you)苗來說(shuo)是一(yi)種潛在(zai)的環(huán)境友(you)好技術(shù)。該(gai)研究采用(yong)正交實驗設(shè)計(ji)和幼苗活力(li)評估(強幼苗(miao)指數(shù)(SSI))來探(tan)究風(fēng)擾動對(dui)番茄幼苗生(sheng)長的調(diào)節(jié)。該研究使用酶(mei)聯(lián)免(mian)疫吸附法和單(dan)軸拉伸測試(shi)來探究番(fan)茄幼苗內(nèi)源(yuan)性激素水(shui)平和生物力學(xué)(xue)性質(zhì)(zhi)的變化(hua)。研究(jiu)表明，顯著(zhu)影響SSI的因素，從(cong)影響大到影響(xiang)小分(fen)別是風(fēng)擾動(dong)時間(T)、風(fēng)擾動開(kai)始時幼(you)苗的年齡(SA)、風(fēng)(feng)速(V)和(he)間隔時間(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(shi)，風(fēng)擾動(dong)效果zuiyou，SSI達到(dao)0.126。V和T與幼苗葉(ye)中乙烯和脫(tuo)落酸含(han)量、莖(jing)中脫落酸和(he)生長素含量(liang)、根中(zhong)的細胞分裂素(su)和乙烯(xi)含量以及(ji)根和莖(jing)的彈性模量正(zheng)相關(guān)，與莖和葉(ye)中細胞分裂(lie)素含量、根(gen)中的生(sheng)長素和脫落酸(suan)含量(liang)以及葉(ye)的彈性模量負(fu)相關(guān)。風(fēng)擾(rao)動控制幼苗生(sheng)長機(ji)理涉及(ji)引出莖和葉中(zhong)脫落酸的積累(lei)以及根(gen)中生(sheng)長素含(han)量下降到根(gen)生長的zuiyou門(men)檻，從而減(jian)少幼苗莖(jing)和葉(ye)的發(fā)育，帶來根(gen)的一(yi)個更好生(sheng)長和(he)一個較(jiao)高的SSI。該工(gong)作為利用風(fēng)擾(rao)動作為一種可(ke)持續(xù)幼(you)苗培養(yǎng)(yang)和個性化幼(you)苗管理方(fang)法提供(gong)了理論(lun)依據(jù)和技術(shù)指(zhi)導(dǎo)。

在該研究中，研(yan)究人(ren)員使(shi)用上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀來測定(ding)根、莖和葉的(de)彈性模量，測試(shi)速度：1mm/s，兩個拉伸(shen)夾頭直接(jie)的距離為30mm。研究(jiu)人員分析(xi)了風(fēng)擾動處理(li)后番茄幼(you)苗內(nèi)(nei)源性激素和力(li)學(xué)參數(shù)之間的(de)相關(guān)性。根(gen)的彈性(xing)模量和生長素(su)含量之(zhi)間具有(you)較強的線性關(guān)(guan)系，皮爾遜相關(guān)系(xi)數(shù)|r|為0.909，然而，莖(jing)和葉的生長(zhang)素含量與(yu)其對(dui)應(yīng)的彈性模量(liang)具有非常弱的(de)相關(guān)性。這(zhe)可能歸因于生(sheng)長素(su)對根系(xi)統(tǒng)中木質(zhì)素(su)和纖維素含(han)量的影響(xiang)。在低(di)濃度的(de)生長素下，根發(fā)(fa)育更強，帶(dai)來更高水平(ping)的木質(zhì)(zhi)素和纖維(wei)素的合成(cheng)。相反，在高濃(nong)度生長素(su)下，根的發(fā)育(yu)受到抑制。木(mu)質(zhì)素和纖(xian)維素含(han)量主要影(ying)響彈性模量(liang)，從而(er)帶來兩者更強(qiang)的相關(guān)性(xing)。而且，葉中細胞(bao)分裂素水平(ping)和葉彈性模量(liang)之間的相關(guān)(guan)系數(shù)|r|達到0.825，表明一個(ge)高程度的線(xian)性相(xiang)關(guān)。這是(shi)因為細(xi)胞分裂素(su)參與(yu)番茄幼苗中(zhong)葉的發(fā)育，促進(jin)葉邊緣分生組(zu)織的發(fā)育。這(zhe)可以(yi)解釋(shi)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(jing)和葉中的脫落(luo)酸含量與(yu)其相應(yīng)的彈性(xing)模量(liang)高度相關(guān)(guan)，|r|分別為0.933和 0.843。主莖(jing)的彈性模量與(yu)脫落(luo)酸含(han)量正相關(guān)，這(zhe)可能是(shi)脫落酸辨別(bie)和激(ji)活蛋白激(ji)酶SnRKs，這些(xie)蛋白激酶磷(lin)酸化(hua)木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄因(yin)子NST1，從而增厚莖(jing)的次生(sheng)細胞壁(bi)，更多木質(zhì)素(su)沉積，導(dǎo)致莖(jing)彈性模(mo)量增加，從而更(geng)好地適應(yīng)(ying)壓力環(huán)境。葉(ye)的彈性(xing)模量與脫(tuo)落酸(suan)負相關(guān)，這可能(neng)是在風(fēng)擾動的刺激下(xia)，隨著(zhe)風(fēng)速的增加(jia)，植物組織(zhi)的水(shui)分流失速度增(zeng)加，葉組織(zhi)中脫落酸含(han)量也增加。葉中(zhong)的氣(qi)孔被關(guān)閉來減(jian)少水分流失來(lai)延緩植(zhi)物脫水(shui)，抑制植物葉(ye)的生長和發(fā)育(yu)，從而(er)導(dǎo)致葉(ye)面積的減小(xiao)。另外，葉中次(ci)生木質(zhì)部的(de)發(fā)育不(bu)顯著，導(dǎo)(dao)致彈性模量(liang)的下降。

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

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

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control