西北農(nóng)林(lin)科技大(da)學(xué)機械(xie)與電子工程學(xué)(xue)院研究人(ren)員在國際期刊(kan)《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題(ti)為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文(wen)。在該(gai)論文中，研(yan)究人員利用(yong)上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測(ce)定番茄幼苗根(gen)、莖和葉的彈性(xing)模量。

風(fēng)擾動對(dui)于處理長(zhang)腳幼苗來(lai)說是一(yi)種潛在的環(huán)(huan)境友(you)好技(ji)術(shù)。該研(yan)究采用正交實(shi)驗設(shè)計和(he)幼苗(miao)活力評估(強(qiang)幼苗指數(shù)(shu)(SSI))來探究風(fēng)(feng)擾動對番茄(jia)幼苗生長(zhang)的調(diào)節(jié)。該研(yan)究使(shi)用酶聯(lián)免疫吸(xi)附法和單軸(zhou)拉伸測試來(lai)探究(jiu)番茄幼(you)苗內(nèi)源性(xing)激素水(shui)平和生物(wu)力學(xué)性質(zhì)(zhi)的變化。研究(jiu)表明(ming)，顯著影響(xiang)SSI的因素，從(cong)影響大到影(ying)響小(xiao)分別(bie)是風(fēng)擾(rao)動時(shi)間(T)、風(fēng)擾動(dong)開始時幼(you)苗的年齡(ling)(SA)、風(fēng)速(V)和(he)間隔時間(I)。當(dāng)V、T、I和(he)SA值分(fen)別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shi)，風(fēng)擾動(dong)效果zuiyou，SSI達到(dao)0.126。V和T與幼苗葉(ye)中乙烯和脫(tuo)落酸含量、莖中(zhong)脫落(luo)酸和生長(zhang)素含量、根中的(de)細胞分裂(lie)素和乙烯(xi)含量以及根和(he)莖的彈性模量(liang)正相(xiang)關(guān)，與莖和葉(ye)中細(xi)胞分裂素含量(liang)、根中的生長素(su)和脫落酸(suan)含量(liang)以及葉(ye)的彈性模量(liang)負相(xiang)關(guān)。風(fēng)擾(rao)動控制幼(you)苗生長(zhang)機理涉(she)及引出(chu)莖和葉(ye)中脫落酸的(de)積累以及根(gen)中生長素含量(liang)下降(jiang)到根生長的zuiyou門(men)檻，從而減少幼(you)苗莖和葉的發(fā)(fa)育，帶來根(gen)的一個更好(hao)生長和一個較(jiao)高的SSI。該工作(zuo)為利(li)用風(fēng)擾(rao)動作(zuo)為一種(zhong)可持續(xù)幼(you)苗培(pei)養(yǎng)和個性化(hua)幼苗(miao)管理方(fang)法提供(gong)了理(li)論依據(jù)(ju)和技術(shù)指導(dǎo)(dao)。

在該研究中(zhong)，研究人員(yuan)使用上(shang)海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來測(ce)定根、莖和葉(ye)的彈性模(mo)量，測試速度(du)：1mm/s，兩個拉伸夾頭(tou)直接的距(ju)離為30mm。研究人員分析(xi)了風(fēng)擾動(dong)處理后番茄(jia)幼苗內(nèi)(nei)源性激(ji)素和力學(xué)參(can)數(shù)之間的相(xiang)關(guān)性。根的彈性(xing)模量和生長素(su)含量之(zhi)間具(ju)有較強(qiang)的線性關(guān)系，皮爾遜相關(guān)(guan)系數(shù)|r|為(wei)0.909，然而，莖(jing)和葉的生長(zhang)素含量與(yu)其對(dui)應(yīng)的彈性模(mo)量具有非常弱(ruo)的相關(guān)性。這(zhe)可能(neng)歸因(yin)于生長(zhang)素對(dui)根系統(tǒng)中木質(zhì)(zhi)素和纖維素含(han)量的影響(xiang)。在低(di)濃度的生長素(su)下，根(gen)發(fā)育更(geng)強，帶(dai)來更(geng)高水平的(de)木質(zhì)(zhi)素和纖(xian)維素的(de)合成。相(xiang)反，在高濃(nong)度生長(zhang)素下，根的(de)發(fā)育受到抑制(zhi)。木質(zhì)素和纖(xian)維素含量(liang)主要影(ying)響彈性模量(liang)，從而帶(dai)來兩者(zhe)更強的相關(guān)(guan)性。而且，葉中細(xi)胞分裂素水平(ping)和葉彈性模(mo)量之間的相(xiang)關(guān)系數(shù)|r|達到0.825，表(biao)明一個(ge)高程度的線性(xing)相關(guān)。這是因為(wei)細胞分裂(lie)素參與番茄幼(you)苗中葉(ye)的發(fā)(fa)育，促進葉邊(bian)緣分生(sheng)組織的(de)發(fā)育(yu)。這可以解釋細(xi)胞分裂(lie)素和彈性模(mo)量之(zhi)間的正相關(guān)。不(bu)僅如(ru)此，莖和葉中(zhong)的脫落酸(suan)含量(liang)與其相應(yīng)的彈(dan)性模量高度相(xiang)關(guān)，|r|分別為0.933和 0.843。主(zhu)莖的彈(dan)性模量與(yu)脫落(luo)酸含量正相關(guān)(guan)，這可能是脫落(luo)酸辨別和激活(huo)蛋白激(ji)酶SnRKs，這些蛋白激(ji)酶磷酸化木質(zhì)(zhi)素轉(zhuǎn)錄因子NST1，從(cong)而增厚莖的次(ci)生細胞壁(bi)，更多木質(zhì)素(su)沉積，導(dǎo)致莖(jing)彈性模(mo)量增加，從而(er)更好地適(shi)應(yīng)壓力(li)環(huán)境。葉的彈性(xing)模量(liang)與脫落酸負相(xiang)關(guān)，這(zhe)可能是在(zai)風(fēng)擾動的刺激(ji)下，隨著風(fēng)(feng)速的增加，植物(wu)組織的(de)水分流失(shi)速度增加，葉組(zu)織中脫落酸(suan)含量(liang)也增加。葉中的(de)氣孔被(bei)關(guān)閉(bi)來減少水分(fen)流失來延(yan)緩植物脫水(shui)，抑制植物(wu)葉的生長(zhang)和發(fā)育，從(cong)而導(dǎo)致葉面積(ji)的減(jian)小。另外，葉中次(ci)生木(mu)質(zhì)部(bu)的發(fā)育(yu)不顯(xian)著，導(dǎo)致(zhi)彈性模量的下(xia)降。

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

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

原文下(xia)載鏈接

Wind disturbance-based tomato seedlings growth control