西北(bei)農(nóng)林科(ke)技大學(xué)機(jī)(ji)械與電子工程(cheng)學(xué)院研究人(ren)員在國(guó)際期刊(kan)《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題(ti)為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究(jiu)論文。在該論(lun)文中，研(yan)究人員利用(yong)上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測(cè)定(ding)番茄幼苗根、莖(jing)和葉的彈性(xing)模量。

風(fēng)擾動(dòng)(dong)對(duì)于處(chu)理長(zhǎng)腳幼苗(miao)來說是(shi)一種潛(qian)在的環(huán)境友(you)好技(ji)術(shù)。該研(yan)究采用正交(jiao)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和(he)幼苗活力評(píng)估(gu)(強(qiáng)幼苗指(zhi)數(shù)(SSI))來(lai)探究風(fēng)擾動(dòng)對(duì)(dui)番茄幼(you)苗生(sheng)長(zhǎng)的調(diào)節(jié)。該研(yan)究使用酶聯(lián)(lian)免疫吸(xi)附法和單軸(zhou)拉伸測(cè)試來(lai)探究番茄幼(you)苗內(nèi)源性激(ji)素水平和生物(wu)力學(xué)性(xing)質(zhì)的變化。研究表明，顯(xian)著影響SSI的(de)因素，從影(ying)響大到(dao)影響(xiang)小分(fen)別是風(fēng)擾動(dòng)(dong)時(shí)間(T)、風(fēng)擾動(dòng)(dong)開始(shi)時(shí)幼(you)苗的(de)年齡(SA)、風(fēng)速(V)和間(jian)隔時(shí)間(I)。當(dāng)(dang)V、T、I和SA值(zhi)分別是3 m/s、1 min、30 min和(he)15 days時(shí)，風(fēng)擾動(dòng)效(xiao)果zuiyou，SSI達(dá)到(dao)0.126。V和T與幼苗葉中(zhong)乙烯和脫(tuo)落酸(suan)含量(liang)、莖中脫落酸(suan)和生長(zhǎng)(zhang)素含(han)量、根(gen)中的(de)細(xì)胞分裂素(su)和乙烯(xi)含量以及(ji)根和莖的(de)彈性模量(liang)正相關(guān)，與(yu)莖和葉中(zhong)細(xì)胞(bao)分裂素(su)含量(liang)、根中的生(sheng)長(zhǎng)素和(he)脫落酸含(han)量以及(ji)葉的彈(dan)性模(mo)量負(fù)相(xiang)關(guān)。風(fēng)擾動(dòng)控制(zhi)幼苗生長(zhǎng)機(jī)理(li)涉及引出莖(jing)和葉(ye)中脫落酸的積(ji)累以(yi)及根中(zhong)生長(zhǎng)素(su)含量下降(jiang)到根生(sheng)長(zhǎng)的zuiyou門(men)檻，從而減少幼(you)苗莖和葉的(de)發(fā)育(yu)，帶來(lai)根的一(yi)個(gè)更好生長(zhǎng)和(he)一個(gè)(ge)較高的(de)SSI。該工作為利(li)用風(fēng)擾動(dòng)作(zuo)為一種可(ke)持續(xù)幼苗培養(yǎng)(yang)和個(gè)性化(hua)幼苗管理方(fang)法提供了(le)理論(lun)依據(jù)和技(ji)術(shù)指導(dǎo)。

在該研究(jiu)中，研(yan)究人(ren)員使用(yong)上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來測(cè)(ce)定根、莖(jing)和葉的彈(dan)性模量，測(cè)(ce)試速度：1mm/s，兩(liang)個(gè)拉伸夾(jia)頭直接(jie)的距離(li)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(yuan)性激素和力學(xué)(xue)參數(shù)之間(jian)的相關(guān)性(xing)。根的彈(dan)性模量和生長(zhǎng)(zhang)素含量之間(jian)具有較強(qiáng)的線(xian)性關(guān)系(xi)，皮爾(er)遜相關(guān)系(xi)數(shù)|r|為0.909，然而(er)，莖和葉的生長(zhǎng)(zhang)素含量與其對(duì)(dui)應(yīng)的彈(dan)性模量具(ju)有非(fei)常弱的相關(guān)性(xing)。這可能歸因(yin)于生(sheng)長(zhǎng)素(su)對(duì)根系統(tǒng)中(zhong)木質(zhì)素和纖維(wei)素含量的(de)影響(xiang)。在低(di)濃度的生長(zhǎng)(zhang)素下(xia)，根發(fā)育更強(qiáng)(qiang)，帶來更(geng)高水平的(de)木質(zhì)素和纖維(wei)素的合(he)成。相反，在(zai)高濃度生長(zhǎng)(zhang)素下(xia)，根的發(fā)育受(shou)到抑制。木質(zhì)素(su)和纖維素含(han)量主要影響(xiang)彈性模量，從(cong)而帶來兩者(zhe)更強(qiáng)的相(xiang)關(guān)性。而且，葉(ye)中細(xì)胞(bao)分裂素水平和(he)葉彈性模量之(zhi)間的相關(guān)(guan)系數(shù)|r|達(dá)到0.825，表明一(yi)個(gè)高程度的線(xian)性相(xiang)關(guān)。這是(shi)因?yàn)榧?xì)胞分(fen)裂素(su)參與(yu)番茄幼苗中葉(ye)的發(fā)育(yu)，促進(jìn)葉邊緣(yuan)分生組織的發(fā)(fa)育。這(zhe)可以解釋細(xì)胞(bao)分裂素和彈性(xing)模量之間(jian)的正相關(guān)。不(bu)僅如此，莖和(he)葉中的(de)脫落酸含(han)量與其相應(yīng)的(de)彈性(xing)模量(liang)高度相(xiang)關(guān)，|r|分別為0.933和 0.843。主(zhu)莖的彈性(xing)模量與脫落酸(suan)含量正(zheng)相關(guān)，這(zhe)可能是脫(tuo)落酸辨(bian)別和激活(huo)蛋白激酶SnRKs，這(zhe)些蛋白激酶(mei)磷酸(suan)化木質(zhì)素(su)轉(zhuǎn)錄因子NST1，從(cong)而增厚莖(jing)的次生(sheng)細(xì)胞壁，更(geng)多木(mu)質(zhì)素(su)沉積，導(dǎo)致莖彈(dan)性模量增加，從(cong)而更好地適(shi)應(yīng)壓力環(huán)境。葉(ye)的彈性模量與(yu)脫落酸負(fù)(fu)相關(guān)，這可能(neng)是在風(fēng)擾動(dòng)的刺激(ji)下，隨(sui)著風(fēng)速的增(zeng)加，植物組(zu)織的水(shui)分流失速度(du)增加，葉(ye)組織(zhi)中脫落酸(suan)含量也(ye)增加。葉中(zhong)的氣孔被關(guān)閉(bi)來減少(shao)水分流失來(lai)延緩植物脫水(shui)，抑制植物葉(ye)的生長(zhǎng)(zhang)和發(fā)育，從而導(dǎo)(dao)致葉(ye)面積的(de)減小。另外，葉(ye)中次生木(mu)質(zhì)部的發(fā)育不(bu)顯著，導(dǎo)致(zhi)彈性模量的(de)下降(jiang)。

圖1E: 葉(ye)、側(cè)根、根(gen)、側(cè)支和(he)莖拉伸樣品(pin)；圖1F：拉伸測(cè)試

表1 內(nèi)源(yuan)性激素與(yu)彈性(xing)模量之(zhi)間的相關(guān)性，E_r代表根的彈性(xing)模量(liang)，E_s代表(biao)莖的彈性模(mo)量，E_l代表葉的彈(dan)性模量(liang)

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control