西北(bei)農(nóng)林科(ke)技大學(xué)機(jī)(ji)械與電子工(gong)程學(xué)院(yuan)研究人員在(zai)國際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題為(wei)"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文(wen)。在該(gai)論文中，研究(jiu)人員利用上海(hai)騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(ce)定番茄(jia)幼苗根、莖和(he)葉的彈(dan)性模量(liang)。

風(fēng)擾動(dòng)(dong)對于處理(li)長腳幼苗來說(shuo)是一種潛在(zai)的環(huán)境友好技(ji)術(shù)。該研究采用(yong)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)(she)計(jì)和幼苗活(huo)力評(ping)估(強(qiáng)幼苗指(zhi)數(shù)(SSI))來探(tan)究風(fēng)擾動(dòng)(dong)對番茄幼(you)苗生長(zhang)的調(diào)節(jié)(jie)。該研究使用酶(mei)聯(lián)免(mian)疫吸附法(fa)和單軸(zhou)拉伸測試(shi)來探究番(fan)茄幼(you)苗內(nèi)源性激素(su)水平(ping)和生(sheng)物力學(xué)性(xing)質(zhì)的變(bian)化。研究(jiu)表明，顯著(zhu)影響SSI的因(yin)素，從影響(xiang)大到影響小(xiao)分別是(shi)風(fēng)擾動(dòng)時(shí)間(T)、風(fēng)(feng)擾動(dòng)開始(shi)時(shí)幼苗的(de)年齡(SA)、風(fēng)速(su)(V)和間(jian)隔時(shí)間(jian)(I)。當(dāng)V、T、I和(he)SA值分別是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0.126。V和T與幼(you)苗葉中乙(yi)烯和脫落酸(suan)含量、莖中(zhong)脫落(luo)酸和生長素含(han)量、根中的(de)細(xì)胞分裂素(su)和乙烯(xi)含量以及根和(he)莖的彈性模量(liang)正相關(guān)，與莖和(he)葉中細(xì)胞分(fen)裂素含(han)量、根中的生長(zhang)素和脫落酸含(han)量以及葉的彈(dan)性模量負(fù)相關(guān)(guan)。風(fēng)擾(rao)動(dòng)控制(zhi)幼苗(miao)生長機(jī)(ji)理涉及(ji)引出莖和葉(ye)中脫落酸(suan)的積累以(yi)及根中(zhong)生長素含(han)量下降到根(gen)生長(zhang)的zuiyou門檻，從而(er)減少幼苗莖和(he)葉的(de)發(fā)育，帶來根(gen)的一個(gè)更(geng)好生長和(he)一個(gè)較(jiao)高的SSI。該工作為(wei)利用(yong)風(fēng)擾動(dòng)作(zuo)為一種可(ke)持續(xù)幼苗培(pei)養(yǎng)和個(gè)性化(hua)幼苗(miao)管理方(fang)法提供了(le)理論依據(jù)和技(ji)術(shù)指導(dǎo)(dao)。

在該研究中，研(yan)究人(ren)員使用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀來測定根、莖(jing)和葉的(de)彈性模(mo)量，測試速度(du)：1mm/s，兩個(gè)拉伸夾頭(tou)直接的(de)距離(li)為30mm。研究(jiu)人員分(fen)析了(le)風(fēng)擾動(dòng)(dong)處理(li)后番茄幼苗(miao)內(nèi)源性激素和(he)力學(xué)參數(shù)(shu)之間的相(xiang)關(guān)性。根的彈性(xing)模量和生長(zhang)素含量之(zhi)間具有較強(qiáng)(qiang)的線性關(guān)(guan)系，皮爾遜相關(guān)系(xi)數(shù)|r|為0.909，然而，莖和(he)葉的生長素含(han)量與其對應(yīng)(ying)的彈(dan)性模量具(ju)有非常(chang)弱的相關(guān)(guan)性。這可(ke)能歸因于生長(zhang)素對(dui)根系統(tǒng)(tong)中木質(zhì)素和(he)纖維素含量的(de)影響。在低(di)濃度的生(sheng)長素(su)下，根發(fā)(fa)育更強(qiáng)(qiang)，帶來更(geng)高水(shui)平的木(mu)質(zhì)素和纖維(wei)素的合(he)成。相反，在高濃(nong)度生長素下，根(gen)的發(fā)育受到(dao)抑制。木質(zhì)素和(he)纖維素含(han)量主要影響(xiang)彈性模(mo)量，從而帶來兩(liang)者更強(qiáng)的相(xiang)關(guān)性。而且，葉中(zhong)細(xì)胞分(fen)裂素(su)水平和葉(ye)彈性模量(liang)之間的相關(guān)系(xi)數(shù)|r|達(dá)到0.825，表明一個(gè)(ge)高程度的線性(xing)相關(guān)。這(zhe)是因?yàn)榧?xì)(xi)胞分裂素參與(yu)番茄幼苗中(zhong)葉的發(fā)育，促(cu)進(jìn)葉邊緣分生(sheng)組織(zhi)的發(fā)育。這(zhe)可以解釋細(xì)(xi)胞分(fen)裂素和彈(dan)性模量(liang)之間的正(zheng)相關(guān)(guan)。不僅如此，莖和(he)葉中的脫落酸(suan)含量(liang)與其相應(yīng)(ying)的彈性模量高度(du)相關(guān)(guan)，|r|分別為0.933和(he) 0.843。主莖的彈(dan)性模量與(yu)脫落酸含(han)量正相關(guān)，這(zhe)可能是(shi)脫落酸(suan)辨別和(he)激活蛋白激酶(mei)SnRKs，這些蛋白激(ji)酶磷酸化木(mu)質(zhì)素轉(zhuǎn)錄因子(zi)NST1，從而增(zeng)厚莖的(de)次生細(xì)胞壁，更(geng)多木質(zhì)(zhi)素沉積，導(dǎo)致莖(jing)彈性(xing)模量增(zeng)加，從而更好(hao)地適應(yīng)壓力(li)環(huán)境。葉的(de)彈性(xing)模量與(yu)脫落酸(suan)負(fù)相關(guān)(guan)，這可能是在(zai)風(fēng)擾動(dòng)的刺激下(xia)，隨著風(fēng)速(su)的增加，植物(wu)組織的水分(fen)流失(shi)速度(du)增加，葉組(zu)織中脫落酸(suan)含量也增(zeng)加。葉中(zhong)的氣孔被(bei)關(guān)閉來減少(shao)水分(fen)流失來延緩植(zhi)物脫水(shui)，抑制植物葉(ye)的生(sheng)長和發(fā)(fa)育，從而導(dǎo)(dao)致葉面積的(de)減小。另(ling)外，葉中次(ci)生木質(zhì)部的發(fā)(fa)育不(bu)顯著，導(dǎo)致彈性(xing)模量的下降(jiang)。

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

表1 內(nèi)源性激(ji)素與彈性模(mo)量之間的相(xiang)關(guān)性(xing)，E_r代表根的彈性(xing)模量，E_s代表(biao)莖的彈性模(mo)量，E_l代表葉(ye)的彈(dan)性模量(liang)

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control