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(guo)際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表(biao)了題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文(wen)。在該論文(wen)中，研究人員(yuan)利用(yong)上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定番茄(jia)幼苗根(gen)、莖和葉的彈(dan)性模量(liang)。

風(fēng)擾動(dòng)對于(yu)處理長腳幼(you)苗來說是一種(zhong)潛在(zai)的環(huán)境(jing)友好技(ji)術(shù)。該(gai)研究采(cai)用正交實(shí)(shi)驗(yàn)設(shè)(she)計(jì)和(he)幼苗(miao)活力評(ping)估(強(qiáng)幼苗指數(shù)(shu)(SSI))來探究風(fēng)(feng)擾動(dòng)對(dui)番茄幼苗生長(zhang)的調(diào)節(jié)。該研究使(shi)用酶聯(lián)免疫吸(xi)附法和(he)單軸拉伸測(ce)試來探究番茄(jia)幼苗內(nèi)(nei)源性激素水平(ping)和生物力學(xué)性(xing)質(zhì)的變化(hua)。研究(jiu)表明(ming)，顯著影響SSI的因(yin)素，從影(ying)響大(da)到影響小分別(bie)是風(fēng)擾動(dòng)時(shí)(shi)間(T)、風(fēng)(feng)擾動(dòng)開始時(shí)幼(you)苗的年齡(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3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shí)，風(fēng)擾(rao)動(dòng)效果zuiyou，SSI達(dá)到0.126。V和(he)T與幼苗(miao)葉中乙烯和脫(tuo)落酸含量、莖(jing)中脫落(luo)酸和生(sheng)長素含量、根(gen)中的細(xì)胞分(fen)裂素和(he)乙烯含(han)量以及根和莖(jing)的彈性模量(liang)正相關(guān)，與莖和(he)葉中細(xì)胞(bao)分裂素含(han)量、根中的生(sheng)長素和脫落酸(suan)含量以及(ji)葉的彈性模(mo)量負(fù)相關(guān)(guan)。風(fēng)擾(rao)動(dòng)控制(zhi)幼苗生長(zhang)機(jī)理(li)涉及引(yin)出莖和葉(ye)中脫(tuo)落酸的積累(lei)以及根(gen)中生長素(su)含量下降到根(gen)生長的(de)zuiyou門檻，從而減少(shao)幼苗莖和葉的(de)發(fā)育，帶(dai)來根的一(yi)個(gè)更好(hao)生長和一個(gè)(ge)較高的SSI。該工作(zuo)為利用風(fēng)(feng)擾動(dòng)作為一種(zhong)可持續(xù)(xu)幼苗培養(yǎng)和(he)個(gè)性化幼苗管(guan)理方法提供了(le)理論依據(jù)(ju)和技術(shù)指導(dǎo)(dao)。

在該研究中，研(yan)究人(ren)員使用(yong)上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀來測定(ding)根、莖和(he)葉的彈性模量(liang)，測試(shi)速度：1mm/s，兩(liang)個(gè)拉伸夾頭(tou)直接的距離(li)為30mm。研究人員分析(xi)了風(fēng)擾動(dòng)處(chu)理后番茄幼苗(miao)內(nèi)源性(xing)激素和力學(xué)參(can)數(shù)之間的相關(guān)(guan)性。根(gen)的彈性模量和(he)生長(zhang)素含量之間(jian)具有較(jiao)強(qiáng)的線性(xing)關(guān)系，皮爾遜相關(guān)(guan)系數(shù)(shu)|r|為0.909，然而，莖(jing)和葉的生長素(su)含量與其對應(yīng)(ying)的彈性模量(liang)具有非常弱的(de)相關(guān)性。這可能(neng)歸因于(yu)生長素(su)對根系(xi)統(tǒng)中木質(zhì)(zhi)素和(he)纖維素含量的(de)影響(xiang)。在低濃度(du)的生(sheng)長素下，根發(fā)(fa)育更強(qiáng)(qiang)，帶來更高水(shui)平的木質(zhì)素和(he)纖維素的(de)合成。相反，在高(gao)濃度生長素(su)下，根的(de)發(fā)育受(shou)到抑制。木質(zhì)素(su)和纖維(wei)素含量主(zhu)要影(ying)響彈性模(mo)量，從而帶(dai)來兩者更(geng)強(qiáng)的相(xiang)關(guān)性。而(er)且，葉中細(xì)胞(bao)分裂素水(shui)平和葉(ye)彈性模(mo)量之間的相(xiang)關(guān)系數(shù)|r|達(dá)到0.825，表(biao)明一個(gè)高程度(du)的線性(xing)相關(guān)。這是因(yin)為細(xì)(xi)胞分(fen)裂素參(can)與番茄幼苗中(zhong)葉的發(fā)育，促進(jìn)(jin)葉邊緣分(fen)生組(zu)織的(de)發(fā)育。這可以解(jie)釋細(xì)胞(bao)分裂素和(he)彈性模量(liang)之間的(de)正相關(guān)。不(bu)僅如此，莖(jing)和葉(ye)中的脫(tuo)落酸含(han)量與(yu)其相應(yīng)(ying)的彈性模量高(gao)度相關(guān)，|r|分別為(wei)0.933和 0.843。主莖的(de)彈性模量(liang)與脫落(luo)酸含量正相(xiang)關(guān)，這可能(neng)是脫(tuo)落酸(suan)辨別和激(ji)活蛋白激(ji)酶SnRKs，這些(xie)蛋白激酶磷酸(suan)化木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)(zhuan)錄因(yin)子NST1，從而(er)增厚(hou)莖的次(ci)生細(xì)胞壁，更多(duo)木質(zhì)素沉積(ji)，導(dǎo)致莖彈(dan)性模(mo)量增加(jia)，從而(er)更好地(di)適應(yīng)壓(ya)力環(huán)(huan)境。葉的(de)彈性模量與(yu)脫落(luo)酸負(fù)相關(guān)，這(zhe)可能(neng)是在風(fēng)擾動(dòng)(dong)的刺(ci)激下，隨著風(fēng)速(su)的增加(jia)，植物組織(zhi)的水分流(liu)失速度增加(jia)，葉組織(zhi)中脫落酸(suan)含量也增加(jia)。葉中的(de)氣孔被關(guān)閉(bi)來減(jian)少水分(fen)流失來(lai)延緩植物脫水(shui)，抑制植物(wu)葉的生長和發(fā)(fa)育，從而導(dǎo)致葉(ye)面積的減小(xiao)。另外，葉中次(ci)生木質(zhì)(zhi)部的發(fā)(fa)育不顯著，導(dǎo)(dao)致彈性模(mo)量的下(xia)降。

圖1E: 葉、側(cè)(ce)根、根、側(cè)支(zhi)和莖拉(la)伸樣(yang)品；圖1F：拉伸測(ce)試

表1 內(nèi)(nei)源性激(ji)素與彈性模量(liang)之間的相關(guān)(guan)性，E_r代表根的彈性(xing)模量，E_s代表莖的彈性(xing)模量，E_l代表葉的(de)彈性(xing)模量(liang)

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control