西北農(nóng)林科技(ji)大學(xué)機(jī)械與(yu)電子工(gong)程學(xué)(xue)院研(yan)究人(ren)員在國(guo)際期(qi)刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題為(wei)"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論(lun)文。在該論文中，研(yan)究人員利(li)用上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于(yu)測定番(fan)茄幼苗根、莖(jing)和葉的彈(dan)性模量。

風(fēng)擾動(dòng)對(duì)于處(chu)理長腳幼(you)苗來說是一種(zhong)潛在(zai)的環(huán)境(jing)友好(hao)技術(shù)。該研(yan)究采用(yong)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(ji)和幼苗(miao)活力評(píng)(ping)估(強(qiáng)幼苗(miao)指數(shù)(SSI))來探究風(fēng)(feng)擾動(dòng)對(duì)番茄幼(you)苗生(sheng)長的調(diào)節(jié)。該研究使(shi)用酶聯(lián)免(mian)疫吸(xi)附法和單軸拉(la)伸測試來探(tan)究番(fan)茄幼苗(miao)內(nèi)源性激素(su)水平和生(sheng)物力學(xué)性(xing)質(zhì)的(de)變化。研究表明，顯(xian)著影響SSI的(de)因素，從(cong)影響大到影響(xiang)小分別是風(fēng)擾(rao)動(dòng)時(shí)間(T)、風(fēng)(feng)擾動(dòng)(dong)開始(shi)時(shí)幼(you)苗的年齡(SA)、風(fēng)速(su)(V)和間隔時(shí)間(I)。當(dāng)(dang)V、T、I和SA值分別(bie)是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shí)，風(fēng)(feng)擾動(dòng)效果(guo)zuiyou，SSI達(dá)到0.126。V和T與幼苗(miao)葉中乙(yi)烯和脫(tuo)落酸含量、莖中(zhong)脫落(luo)酸和生(sheng)長素含量(liang)、根中的細(xì)(xi)胞分裂素和(he)乙烯含(han)量以及根和莖(jing)的彈性(xing)模量正相關(guān)，與(yu)莖和葉中(zhong)細(xì)胞分裂素(su)含量、根(gen)中的生長(zhang)素和脫落酸含(han)量以及葉的彈(dan)性模量負(fù)相(xiang)關(guān)。風(fēng)擾動(dòng)控制(zhi)幼苗生長(zhang)機(jī)理涉及引(yin)出莖和(he)葉中(zhong)脫落酸的積累(lei)以及根中生(sheng)長素含量(liang)下降(jiang)到根(gen)生長的zuiyou門檻(kan)，從而減少(shao)幼苗(miao)莖和葉的發(fā)(fa)育，帶(dai)來根的(de)一個(gè)更好生長(zhang)和一個(gè)較高的(de)SSI。該工作為(wei)利用風(fēng)擾(rao)動(dòng)作為一種可(ke)持續(xù)幼(you)苗培養(yǎng)和個(gè)性(xing)化幼苗管(guan)理方法(fa)提供了理論依(yi)據(jù)和技術(shù)(shu)指導(dǎo)(dao)。

在該研究中，研(yan)究人員使用(yong)上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來測(ce)定根、莖和葉(ye)的彈(dan)性模(mo)量，測試速度：1mm/s，兩(liang)個(gè)拉伸夾(jia)頭直接的距(ju)離為(wei)30mm。研究人員分(fen)析了(le)風(fēng)擾動(dòng)處(chu)理后番(fan)茄幼苗內(nèi)(nei)源性激素和(he)力學(xué)參數(shù)之(zhi)間的相關(guān)性。根(gen)的彈性(xing)模量(liang)和生長素含量(liang)之間具有(you)較強(qiáng)的線性(xing)關(guān)系，皮爾遜相關(guān)系(xi)數(shù)|r|為0.909，然而，莖和(he)葉的生長素(su)含量與其(qi)對(duì)應(yīng)的彈性(xing)模量具有非(fei)常弱的相關(guān)性(xing)。這可能(neng)歸因于(yu)生長(zhang)素對(duì)根系統(tǒng)中(zhong)木質(zhì)素和纖(xian)維素含量(liang)的影響。在(zai)低濃度的(de)生長素(su)下，根發(fā)育(yu)更強(qiáng)(qiang)，帶來更(geng)高水平的(de)木質(zhì)素(su)和纖維素的合(he)成。相反，在高(gao)濃度生長(zhang)素下(xia)，根的發(fā)(fa)育受到抑(yi)制。木質(zhì)素和纖(xian)維素含(han)量主要影(ying)響彈性(xing)模量，從而(er)帶來兩者(zhe)更強(qiáng)的相(xiang)關(guān)性。而且，葉(ye)中細(xì)胞分裂(lie)素水平和(he)葉彈性模量之(zhi)間的(de)相關(guān)系數(shù)|r|達(dá)到0.825，表明一個(gè)(ge)高程度的(de)線性相關(guān)。這(zhe)是因?yàn)榧?xì)胞分(fen)裂素參(can)與番茄幼苗中(zhong)葉的(de)發(fā)育，促進(jìn)(jin)葉邊緣分生組(zu)織的發(fā)育。這(zhe)可以解釋(shi)細(xì)胞分裂素和(he)彈性模量(liang)之間的正(zheng)相關(guān)。不僅如此(ci)，莖和葉中(zhong)的脫落(luo)酸含量與(yu)其相應(yīng)(ying)的彈性模量高度相關(guān)(guan)，|r|分別(bie)為0.933和 0.843。主莖的彈(dan)性模量(liang)與脫落酸(suan)含量正(zheng)相關(guān)，這可能(neng)是脫落酸(suan)辨別和(he)激活蛋白激酶(mei)SnRKs，這些蛋白激酶(mei)磷酸(suan)化木質(zhì)素轉(zhuǎn)(zhuan)錄因子NST1，從而增(zeng)厚莖的次(ci)生細(xì)胞壁，更多(duo)木質(zhì)素沉積，導(dǎo)(dao)致莖彈(dan)性模量增加，從(cong)而更好地適應(yīng)(ying)壓力環(huán)境。葉的(de)彈性模量與脫(tuo)落酸負(fù)相(xiang)關(guān)，這可能是在風(fēng)擾動(dòng)(dong)的刺激下，隨(sui)著風(fēng)速的(de)增加，植物(wu)組織的(de)水分流失速度(du)增加，葉組織中(zhong)脫落酸含量(liang)也增(zeng)加。葉中的(de)氣孔被關(guān)閉(bi)來減少水(shui)分流失來延緩(huan)植物(wu)脫水，抑制植物(wu)葉的生長和發(fā)(fa)育，從而導(dǎo)致(zhi)葉面積的減小(xiao)。另外，葉(ye)中次生(sheng)木質(zhì)(zhi)部的發(fā)育不(bu)顯著，導(dǎo)致彈(dan)性模量的下(xia)降。

圖1E: 葉、側(cè)根(gen)、根、側(cè)支(zhi)和莖拉伸(shen)樣品；圖1F：拉伸測試(shi)

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

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control