西北農(nóng)林科技(ji)大學(xué)機(ji)械與(yu)電子工程學(xué)院(yuan)研究人員(yuan)在國際(ji)期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題(ti)為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論(lun)文。在該論文中，研(yan)究人(ren)員利用(yong)上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用于測(ce)定番茄幼苗(miao)根、莖(jing)和葉的(de)彈性模量。

風擾動對(dui)于處理長腳幼(you)苗來說是一種(zhong)潛在的環(huán)境友(you)好技術(shù)。該(gai)研究采用正(zheng)交實驗設(shè)計和(he)幼苗活力評(ping)估(強(qiang)幼苗指(zhi)數(shù)(SSI))來探究風擾(rao)動對番茄幼(you)苗生(sheng)長的(de)調(diào)節(jié)(jie)。該研究使用(yong)酶聯(lián)免疫吸附(fu)法和單軸拉(la)伸測試來探究(jiu)番茄幼苗內(nèi)(nei)源性(xing)激素水平(ping)和生物力學(xué)性(xing)質(zhì)的變(bian)化。研究表明(ming)，顯著影響SSI的因(yin)素，從(cong)影響大到影(ying)響小(xiao)分別是風擾動(dong)時間(T)、風擾動(dong)開始時幼苗的(de)年齡(ling)(SA)、風速(V)和間隔(ge)時間(I)。當V、T、I和SA值(zhi)分別是(shi)3 m/s、1 min、30 min和15 days時，風擾(rao)動效(xiao)果zuiyou，SSI達到0.126。V和(he)T與幼苗葉(ye)中乙烯和脫(tuo)落酸含量、莖中(zhong)脫落酸和生(sheng)長素含量(liang)、根中的(de)細胞(bao)分裂素和乙(yi)烯含量以及(ji)根和莖的彈性(xing)模量正(zheng)相關(guān)，與莖(jing)和葉中細胞(bao)分裂素(su)含量、根(gen)中的生長素(su)和脫落酸含(han)量以及葉(ye)的彈性模量負(fu)相關(guān)。風(feng)擾動控制幼苗(miao)生長機(ji)理涉及(ji)引出(chu)莖和葉中(zhong)脫落酸(suan)的積累以及根(gen)中生(sheng)長素含量下降(jiang)到根生長的(de)zuiyou門檻，從而(er)減少幼苗莖(jing)和葉的(de)發(fā)育，帶來根(gen)的一個更好(hao)生長和一個(ge)較高的SSI。該工(gong)作為利用風(feng)擾動作為一種(zhong)可持續(xù)幼苗(miao)培養(yǎng)和(he)個性(xing)化幼苗管(guan)理方法提(ti)供了(le)理論依(yi)據(jù)和技術(shù)(shu)指導(dǎo)。

在該研究中，研(yan)究人員(yuan)使用上(shang)海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀(yi)來測定(ding)根、莖和(he)葉的彈性(xing)模量，測試速(su)度：1mm/s，兩(liang)個拉伸夾頭直(zhi)接的距(ju)離為30mm。研究(jiu)人員分(fen)析了風擾動處(chu)理后番(fan)茄幼苗(miao)內(nèi)源性激素(su)和力學(xué)參數(shù)之(zhi)間的相關(guān)性(xing)。根的彈性(xing)模量和生長素(su)含量之間具有(you)較強的線性關(guān)(guan)系，皮爾遜相關(guān)系(xi)數(shù)|r|為(wei)0.909，然而(er)，莖和葉的生(sheng)長素含(han)量與其(qi)對應(yīng)的彈性(xing)模量具有非常(chang)弱的(de)相關(guān)性。這(zhe)可能歸因(yin)于生長素對根(gen)系統(tǒng)中木質(zhì)(zhi)素和(he)纖維素含(han)量的影(ying)響。在低濃度的(de)生長(zhang)素下，根發(fā)育更(geng)強，帶來更高水(shui)平的木(mu)質(zhì)素和纖(xian)維素的合(he)成。相(xiang)反，在高濃(nong)度生長素(su)下，根的發(fā)育受(shou)到抑制。木質(zhì)(zhi)素和纖維素含(han)量主要影響(xiang)彈性(xing)模量，從而帶來(lai)兩者更強的(de)相關(guān)性。而且(qie)，葉中細(xi)胞分裂素(su)水平和葉(ye)彈性模(mo)量之間(jian)的相關(guān)系(xi)數(shù)|r|達到0.825，表明一(yi)個高程度(du)的線性相關(guān)。這(zhe)是因為(wei)細胞分裂素參(can)與番茄幼苗中(zhong)葉的發(fā)(fa)育，促進(jin)葉邊緣分生組(zu)織的發(fā)育(yu)。這可以解(jie)釋細胞分裂素(su)和彈性模量(liang)之間的正相關(guān)(guan)。不僅如(ru)此，莖和葉中的(de)脫落酸含量與(yu)其相應(yīng)的(de)彈性模量高度相關(guān)(guan)，|r|分別為0.933和 0.843。主(zhu)莖的彈性模(mo)量與脫落(luo)酸含(han)量正相關(guān)(guan)，這可能是脫(tuo)落酸辨別和激(ji)活蛋(dan)白激酶SnRKs，這些(xie)蛋白激(ji)酶磷酸化木(mu)質(zhì)素轉(zhuǎn)錄(lu)因子NST1，從而(er)增厚莖(jing)的次生細(xi)胞壁(bi)，更多(duo)木質(zhì)素沉(chen)積，導(dǎo)(dao)致莖彈性(xing)模量(liang)增加，從而更(geng)好地適(shi)應(yīng)壓(ya)力環(huán)(huan)境。葉(ye)的彈(dan)性模量與(yu)脫落酸負(fu)相關(guān)，這(zhe)可能是(shi)在風擾動的刺激(ji)下，隨(sui)著風速的增(zeng)加，植物組織(zhi)的水分流失速(su)度增加(jia)，葉組織中脫落(luo)酸含量也增加(jia)。葉中的氣孔被(bei)關(guān)閉(bi)來減(jian)少水分流失來(lai)延緩植物脫(tuo)水，抑制植物葉(ye)的生長和(he)發(fā)育，從(cong)而導(dǎo)致葉面(mian)積的減小。另(ling)外，葉中次生(sheng)木質(zhì)部(bu)的發(fā)育不(bu)顯著，導(dǎo)致彈(dan)性模量的下降(jiang)。

圖1E: 葉(ye)、側(cè)根、根、側(cè)(ce)支和莖拉伸樣(yang)品；圖1F：拉伸測試(shi)

表1 內(nèi)源性激(ji)素與彈性模(mo)量之(zhi)間的相關(guān)性(xing)，E_r代表根的彈(dan)性模量(liang)，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