西北農(nóng)林(lin)科技大學(xué)機(jī)械(xie)與電子(zi)工程學(xué)院研究(jiu)人員(yuan)在國(guo)際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題(ti)為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研(yan)究論(lun)文。在該論文(wen)中，研究人(ren)員利用上(shang)海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(ce)定番茄幼苗(miao)根、莖和葉的彈(dan)性模量。

風(fēng)擾動(dòng)對(duì)(dui)于處理長(zhang)腳幼(you)苗來說是一(yi)種潛在的環(huán)境(jing)友好(hao)技術(shù)。該研究采(cai)用正交(jiao)實(shí)驗(yàn)設(shè)(she)計(jì)和幼苗活力(li)評(píng)估(強(qiáng)幼苗(miao)指數(shù)(SSI))來(lai)探究風(fēng)擾動(dòng)對(duì)(dui)番茄幼苗生長(zhang)的調(diào)節(jié)。該研究使(shi)用酶聯(lián)免疫(yi)吸附(fu)法和(he)單軸拉伸測(ce)試來探究番(fan)茄幼苗內(nèi)源性(xing)激素水平(ping)和生物力學(xué)(xue)性質(zhì)的(de)變化。研究(jiu)表明(ming)，顯著影(ying)響SSI的因素，從(cong)影響大到影(ying)響小分(fen)別是(shi)風(fēng)擾(rao)動(dòng)時(shí)(shi)間(T)、風(fēng)擾(rao)動(dòng)開(kai)始時(shí)(shi)幼苗的年(nian)齡(SA)、風(fēng)(feng)速(V)和間隔時(shí)(shi)間(I)。當(dāng)V、T、I和SA值分(fen)別是(shi)3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shí)，風(fēng)擾(rao)動(dòng)效果zuiyou，SSI達(dá)(da)到0.126。V和(he)T與幼苗(miao)葉中乙烯(xi)和脫(tuo)落酸含量、莖中(zhong)脫落酸(suan)和生長素(su)含量(liang)、根中的細(xì)胞分(fen)裂素和(he)乙烯含(han)量以及根(gen)和莖(jing)的彈性模(mo)量正(zheng)相關(guān)(guan)，與莖和葉中(zhong)細(xì)胞分(fen)裂素含量、根中(zhong)的生長素和脫(tuo)落酸含(han)量以及葉(ye)的彈性(xing)模量負(fù)相(xiang)關(guān)。風(fēng)擾(rao)動(dòng)控制幼苗生(sheng)長機(jī)理(li)涉及引出(chu)莖和葉中脫落(luo)酸的(de)積累以及(ji)根中生(sheng)長素(su)含量下降到(dao)根生(sheng)長的zuiyou門檻(kan)，從而減少幼(you)苗莖和(he)葉的(de)發(fā)育，帶來根的(de)一個(gè)更(geng)好生長和一個(gè)(ge)較高的SSI。該工作(zuo)為利(li)用風(fēng)擾動(dòng)(dong)作為一種(zhong)可持續(xù)(xu)幼苗培養(yǎng)(yang)和個(gè)性(xing)化幼苗管理(li)方法(fa)提供了理論(lun)依據(jù)(ju)和技術(shù)指導(dǎo)。

在該研究(jiu)中，研究(jiu)人員使用上(shang)海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)來測(ce)定根(gen)、莖和葉的彈(dan)性模量，測試速(su)度：1mm/s，兩個(gè)拉伸(shen)夾頭(tou)直接的距離(li)為30mm。研究人員(yuan)分析了(le)風(fēng)擾動(dòng)處(chu)理后番茄幼苗(miao)內(nèi)源性(xing)激素和力(li)學(xué)參數(shù)之間的(de)相關(guān)性(xing)。根的(de)彈性(xing)模量和生長(zhang)素含量之間具(ju)有較強(qiáng)的(de)線性關(guān)系，皮爾遜相關(guān)系(xi)數(shù)|r|為0.909，然而，莖(jing)和葉的生(sheng)長素含(han)量與其(qi)對(duì)應(yīng)(ying)的彈性模(mo)量具有非常(chang)弱的相關(guān)(guan)性。這可能歸因(yin)于生(sheng)長素對(duì)根(gen)系統(tǒng)中木(mu)質(zhì)素和纖維(wei)素含量(liang)的影響。在低(di)濃度的生(sheng)長素下(xia)，根發(fā)育更強(qiáng)(qiang)，帶來更(geng)高水平的木質(zhì)(zhi)素和纖維素的(de)合成(cheng)。相反，在高濃度(du)生長素下(xia)，根的發(fā)(fa)育受到(dao)抑制。木質(zhì)素和(he)纖維素(su)含量主要影響(xiang)彈性(xing)模量，從(cong)而帶來兩者更(geng)強(qiáng)的(de)相關(guān)性。而且，葉(ye)中細(xì)胞分裂素(su)水平和葉彈性(xing)模量(liang)之間的相關(guān)系(xi)數(shù)|r|達(dá)到0.825，表明一(yi)個(gè)高程(cheng)度的線性相(xiang)關(guān)。這(zhe)是因?yàn)榧?xì)(xi)胞分(fen)裂素參(can)與番茄幼苗(miao)中葉的發(fā)(fa)育，促進(jìn)葉邊緣(yuan)分生組(zu)織的發(fā)育(yu)。這可以解釋細(xì)(xi)胞分(fen)裂素和彈性(xing)模量之間(jian)的正(zheng)相關(guān)。不僅如此(ci)，莖和葉中的脫(tuo)落酸含量(liang)與其相(xiang)應(yīng)的(de)彈性模量高度相關(guān)(guan)，|r|分別為0.933和(he) 0.843。主莖的彈(dan)性模量與脫(tuo)落酸含(han)量正相關(guān)(guan)，這可(ke)能是脫(tuo)落酸辨別和激(ji)活蛋白激酶(mei)SnRKs，這些蛋(dan)白激(ji)酶磷酸化(hua)木質(zhì)素轉(zhuǎn)錄(lu)因子NST1，從而增(zeng)厚莖的次生(sheng)細(xì)胞壁(bi)，更多(duo)木質(zhì)素沉積，導(dǎo)(dao)致莖彈性模量(liang)增加，從而更好(hao)地適應(yīng)壓力環(huán)(huan)境。葉的彈性(xing)模量與脫(tuo)落酸負(fù)相(xiang)關(guān)，這可能是在(zai)風(fēng)擾動(dòng)的刺激下(xia)，隨著風(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)脫落酸含量也(ye)增加。葉中的(de)氣孔被關(guān)閉(bi)來減(jian)少水分(fen)流失(shi)來延緩(huan)植物脫水，抑制(zhi)植物葉的生長(zhang)和發(fā)育(yu)，從而導(dǎo)致葉面(mian)積的減小。另(ling)外，葉(ye)中次生木(mu)質(zhì)部的(de)發(fā)育不(bu)顯著，導(dǎo)致彈性(xing)模量(liang)的下降。

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

表1 內(nèi)源性激(ji)素與(yu)彈性(xing)模量(liang)之間(jian)的相關(guān)性，E_r代表根的(de)彈性模量，E_s代表莖(jing)的彈(dan)性模量，E_l代表葉的(de)彈性模量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control