西北農(nóng)(nong)林科技大學(xué)機(jī)(ji)械與電子(zi)工程學(xué)院(yuan)研究人員(yuan)在國(guó)際期刊(kan)《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。在該論文(wen)中，研(yan)究人(ren)員利用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(cè)定(ding)番茄幼苗根(gen)、莖和(he)葉的彈性模(mo)量。

風(fēng)擾(rao)動(dòng)對(duì)于(yu)處理長(zhǎng)腳幼苗(miao)來(lái)說(shuō)是一種(zhong)潛在的環(huán)境(jing)友好技(ji)術(shù)。該研究采(cai)用正交實(shí)驗(yàn)(yan)設(shè)計(jì)和幼苗活(huo)力評(píng)(ping)估(強(qiáng)(qiang)幼苗指數(shù)(shu)(SSI))來(lái)探究(jiu)風(fēng)擾動(dòng)對(duì)番茄(jia)幼苗(miao)生長(zhǎng)(zhang)的調(diào)節(jié)。該研(yan)究使用(yong)酶聯(lián)(lian)免疫吸(xi)附法(fa)和單(dan)軸拉伸測(cè)試來(lái)(lai)探究番茄幼(you)苗內(nèi)(nei)源性(xing)激素水平(ping)和生物力學(xué)性(xing)質(zhì)的(de)變化(hua)。研究表明，顯著(zhu)影響SSI的因素，從(cong)影響大到影(ying)響小分別是風(fēng)(feng)擾動(dòng)時(shí)(shi)間(T)、風(fēng)(feng)擾動(dòng)開始時(shí)(shi)幼苗(miao)的年齡(SA)、風(fēng)速(su)(V)和間(jian)隔時(shí)間(I)。當(dāng)V、T、I和(he)SA值分別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shí)(shi)，風(fēng)擾動(dòng)效果(guo)zuiyou，SSI達(dá)到(dao)0.126。V和T與(yu)幼苗葉中乙烯(xi)和脫落酸含(han)量、莖中脫(tuo)落酸和生長(zhǎng)(zhang)素含量、根(gen)中的(de)細(xì)胞分裂素和(he)乙烯含量以(yi)及根和莖(jing)的彈性模量(liang)正相關(guān)，與莖(jing)和葉中細(xì)(xi)胞分裂素(su)含量、根中(zhong)的生長(zhǎng)素和脫(tuo)落酸含量(liang)以及(ji)葉的彈性模(mo)量負(fù)相關(guān)(guan)。風(fēng)擾動(dòng)(dong)控制(zhi)幼苗生長(zhǎng)機(jī)理(li)涉及引出莖(jing)和葉中脫落酸(suan)的積累以(yi)及根中生長(zhǎng)素(su)含量下降(jiang)到根生(sheng)長(zhǎng)的zuiyou門檻，從(cong)而減少幼(you)苗莖和葉(ye)的發(fā)育，帶(dai)來(lái)根的(de)一個(gè)更好(hao)生長(zhǎng)(zhang)和一(yi)個(gè)較高的SSI。該工(gong)作為利用風(fēng)擾(rao)動(dòng)作(zuo)為一種可持(chi)續(xù)幼(you)苗培養(yǎng)(yang)和個(gè)性化(hua)幼苗(miao)管理(li)方法提供了理(li)論依據(jù)(ju)和技(ji)術(shù)指(zhi)導(dǎo)。

在該研究中(zhong)，研究(jiu)人員使用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來(lái)(lai)測(cè)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(shen)夾頭直(zhi)接的距離為30mm。研究人(ren)員分析了風(fēng)(feng)擾動(dòng)處理后番(fan)茄幼(you)苗內(nèi)源性激(ji)素和(he)力學(xué)參(can)數(shù)之間的相(xiang)關(guān)性。根的彈(dan)性模(mo)量和生(sheng)長(zhǎng)素(su)含量之間(jian)具有較強(qiáng)的(de)線性關(guān)系(xi)，皮爾遜相(xiang)關(guān)系數(shù)(shu)|r|為0.909，然而，莖和葉(ye)的生長(zhǎng)素含(han)量與其(qi)對(duì)應(yīng)的彈(dan)性模量具有非(fei)常弱的相(xiang)關(guān)性。這可(ke)能歸因于生長(zhǎng)(zhang)素對(duì)根系統(tǒng)(tong)中木質(zhì)(zhi)素和(he)纖維素(su)含量的(de)影響。在低濃(nong)度的(de)生長(zhǎng)素下，根發(fā)(fa)育更強(qiáng)，帶來(lái)更(geng)高水(shui)平的木(mu)質(zhì)素和(he)纖維素的(de)合成。相反，在高(gao)濃度生長(zhǎng)(zhang)素下(xia)，根的發(fā)育受到(dao)抑制。木質(zhì)素(su)和纖維(wei)素含量主(zhu)要影響彈性(xing)模量(liang)，從而帶來(lái)兩(liang)者更強(qiáng)的(de)相關(guān)性。而且，葉(ye)中細(xì)胞分(fen)裂素水(shui)平和(he)葉彈性模量(liang)之間(jian)的相關(guān)(guan)系數(shù)|r|達(dá)到0.825，表明一(yi)個(gè)高程(cheng)度的(de)線性(xing)相關(guān)。這是因(yin)為細(xì)胞(bao)分裂素參與(yu)番茄(jia)幼苗中葉的發(fā)(fa)育，促(cu)進(jìn)葉邊(bian)緣分(fen)生組織的發(fā)(fa)育。這可以解(jie)釋細(xì)胞分(fen)裂素和(he)彈性模量(liang)之間的正相關(guān)(guan)。不僅如此(ci)，莖和葉中的(de)脫落酸含量與(yu)其相應(yīng)的(de)彈性模量(liang)高度相關(guān)，|r|分(fen)別為0.933和 0.843。主莖的(de)彈性模量與(yu)脫落酸含量正(zheng)相關(guān)，這(zhe)可能是脫落(luo)酸辨(bian)別和激活(huo)蛋白激(ji)酶SnRKs，這些蛋白激(ji)酶磷酸化木(mu)質(zhì)素轉(zhuǎn)錄因子(zi)NST1，從而(er)增厚莖的(de)次生細(xì)胞(bao)壁，更多木質(zhì)(zhi)素沉(chen)積，導(dǎo)致莖彈性(xing)模量增加，從(cong)而更好(hao)地適應(yīng)壓力(li)環(huán)境。葉(ye)的彈性(xing)模量與(yu)脫落酸負(fù)相關(guān)(guan)，這可能是在風(fēng)(feng)擾動(dòng)的(de)刺激(ji)下，隨著風(fēng)速(su)的增加，植物組(zu)織的水(shui)分流失(shi)速度增加，葉組(zu)織中脫落(luo)酸含量也(ye)增加。葉中(zhong)的氣(qi)孔被關(guān)閉來(lái)(lai)減少水分流(liu)失來(lái)延緩(huan)植物脫水，抑制(zhi)植物葉的(de)生長(zhǎng)(zhang)和發(fā)育，從(cong)而導(dǎo)致葉(ye)面積的減(jian)小。另外，葉中次(ci)生木質(zhì)部的發(fā)(fa)育不顯(xian)著，導(dǎo)致彈(dan)性模量(liang)的下降。

圖1E: 葉、側(cè)根、根、側(cè)(ce)支和(he)莖拉伸樣(yang)品；圖1F：拉伸測(cè)試

表1 內(nèi)源性激素(su)與彈性模量(liang)之間的相關(guān)性(xing)，E_r代表(biao)根的彈(dan)性模量，E_s代表(biao)莖的彈性模(mo)量，E_l代表葉的(de)彈性模(mo)量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control