西北農(nóng)林科(ke)技大學機(ji)械與(yu)電子工程(cheng)學院研究人(ren)員在國際(ji)期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了(le)題為(wei)"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文(wen)。在該(gai)論文(wen)中，研究人員利(li)用上海騰(teng)拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定(ding)番茄幼苗(miao)根、莖和(he)葉的彈性模量(liang)。

風擾動對(dui)于處理長腳幼(you)苗來說是(shi)一種潛在(zai)的環(huán)境(jing)友好技(ji)術(shù)。該(gai)研究采用正交(jiao)實驗設(shè)(she)計和幼苗(miao)活力評估(強幼(you)苗指數(shù)(SSI))來(lai)探究(jiu)風擾動對番(fan)茄幼苗生(sheng)長的調(diào)節(jié)。該研究使用酶(mei)聯(lián)免疫吸附(fu)法和單軸拉伸(shen)測試來(lai)探究(jiu)番茄幼苗內(nèi)(nei)源性激(ji)素水平和生物(wu)力學性質(zhì)的變(bian)化。研究表明，顯(xian)著影(ying)響SSI的因(yin)素，從影響大到(dao)影響小分(fen)別是風擾(rao)動時間(jian)(T)、風擾(rao)動開始(shi)時幼苗的年(nian)齡(SA)、風速(V)和間(jian)隔時間(I)。當V、T、I和SA值(zhi)分別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shi)，風擾動(dong)效果zuiyou，SSI達(da)到0.126。V和T與幼苗(miao)葉中乙烯和脫(tuo)落酸(suan)含量、莖(jing)中脫落(luo)酸和生長素(su)含量、根中的細(xi)胞分裂(lie)素和(he)乙烯含量以(yi)及根和莖的(de)彈性模量(liang)正相關(guān)，與莖(jing)和葉中(zhong)細胞分(fen)裂素含量、根中(zhong)的生長素和脫(tuo)落酸(suan)含量以及葉(ye)的彈性模量(liang)負相關(guān)。風擾(rao)動控制幼(you)苗生長機理(li)涉及引出莖和(he)葉中脫(tuo)落酸的積(ji)累以及根中(zhong)生長素含量(liang)下降(jiang)到根生長(zhang)的zuiyou門檻，從而(er)減少幼苗莖和(he)葉的發(fā)育，帶來(lai)根的一個更(geng)好生長和一個(ge)較高的SSI。該工作(zuo)為利用風擾動(dong)作為一種可(ke)持續(xù)幼苗培養(yǎng)(yang)和個性化(hua)幼苗管理方(fang)法提供了(le)理論依據(jù)和技(ji)術(shù)指導。

在該研究中(zhong)，研究人員使(shi)用上海騰拔Universal TA質(zhì)(zhi)構(gòu)儀來(lai)測定根、莖和(he)葉的彈性(xing)模量，測(ce)試速度(du)：1mm/s，兩個拉伸夾頭(tou)直接(jie)的距離為30mm。研究人員分析(xi)了風(feng)擾動處理后(hou)番茄幼苗內(nèi)(nei)源性(xing)激素(su)和力學(xue)參數(shù)之間的(de)相關(guān)(guan)性。根的(de)彈性模量(liang)和生(sheng)長素含量之(zhi)間具有較強的(de)線性(xing)關(guān)系，皮爾遜相關(guān)(guan)系數(shù)(shu)|r|為0.909，然而(er)，莖和(he)葉的生長素含(han)量與(yu)其對應(yīng)的(de)彈性模量(liang)具有非常(chang)弱的(de)相關(guān)性。這可(ke)能歸因(yin)于生長素(su)對根系統(tǒng)(tong)中木質(zhì)素和(he)纖維素含量(liang)的影響。在低濃(nong)度的生(sheng)長素下(xia)，根發(fā)(fa)育更(geng)強，帶來更高(gao)水平(ping)的木質(zhì)(zhi)素和纖維素(su)的合成。相反，在(zai)高濃度(du)生長素下，根(gen)的發(fā)育(yu)受到抑制。木(mu)質(zhì)素和纖(xian)維素含量(liang)主要(yao)影響彈性(xing)模量，從(cong)而帶來兩(liang)者更強的相關(guān)(guan)性。而且，葉(ye)中細(xi)胞分裂素水平(ping)和葉彈性模量(liang)之間的相關(guān)(guan)系數(shù)|r|達到(dao)0.825，表明一個高(gao)程度的線(xian)性相關(guān)(guan)。這是因(yin)為細胞分(fen)裂素參與番茄(jia)幼苗中葉的(de)發(fā)育(yu)，促進(jin)葉邊(bian)緣分生組織(zhi)的發(fā)育。這可(ke)以解(jie)釋細胞(bao)分裂素和彈性(xing)模量之間的正(zheng)相關(guān)。不(bu)僅如此，莖(jing)和葉中的脫(tuo)落酸(suan)含量與其(qi)相應(yīng)的彈性模量(liang)高度(du)相關(guān)，|r|分(fen)別為0.933和 0.843。主(zhu)莖的彈性模量(liang)與脫落(luo)酸含量正相關(guān)(guan)，這可能是脫落(luo)酸辨別(bie)和激活蛋白激(ji)酶SnRKs，這些蛋白激(ji)酶磷酸化(hua)木質(zhì)素轉(zhuǎn)錄因(yin)子NST1，從而(er)增厚莖的(de)次生細胞壁(bi)，更多木質(zhì)素(su)沉積(ji)，導致莖(jing)彈性模量(liang)增加，從而更好(hao)地適應(yīng)(ying)壓力環(huán)境(jing)。葉的彈性(xing)模量與脫落酸(suan)負相關(guān)(guan)，這可能是在風擾動的刺激(ji)下，隨著(zhe)風速的增加，植(zhi)物組織的(de)水分流失(shi)速度增加，葉(ye)組織中脫落酸(suan)含量也增(zeng)加。葉(ye)中的氣孔被關(guān)(guan)閉來(lai)減少水分流(liu)失來延緩植物(wu)脫水(shui)，抑制植物葉的(de)生長和發(fā)(fa)育，從(cong)而導致葉面(mian)積的減小(xiao)。另外，葉中(zhong)次生木質(zhì)(zhi)部的發(fā)育不(bu)顯著，導致彈(dan)性模量(liang)的下降。

圖1E: 葉、側(cè)根(gen)、根、側(cè)(ce)支和(he)莖拉伸(shen)樣品；圖1F：拉伸(shen)測試(shi)

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

原文下載(zai)鏈接

Wind disturbance-based tomato seedlings growth control