上海騰拔質(zhì)構儀助力西北農林科技大學(xué)發(fā)表關(guān)于番茄幼苗的國外期刊論文

西北農林科技大學(xué)機械與電子工程學(xué)院研究人員在國際期刊《Biosystems Engineering》（IF：5.1）發(fā)表了題為"Wind disturbance-based tomato seedlings growth control"的研究論文。在該論文中，研究人員利用上海騰拔Universal TA質(zhì)構儀用于測定番茄幼苗根、莖和葉的彈性模量。

風(fēng)擾動(dòng)對于處理長(cháng)腳幼苗來(lái)說(shuō)是一種潛在的環(huán)境友好技術(shù)。該研究采用正交實(shí)驗設計和幼苗活力評估(強幼苗指數(SSI))來(lái)探究風(fēng)擾動(dòng)對番茄幼苗生長(cháng)的調節。該研究使用酶聯(lián)免疫吸附法和單軸拉伸測試來(lái)探究番茄幼苗內源性激素水平和生物力學(xué)性質(zhì)的變化。研究表明，顯著(zhù)影響SSI的因素，從影響大到影響小分別是風(fēng)擾動(dòng)時(shí)間(T)、風(fēng)擾動(dòng)開(kāi)始時(shí)幼苗的年齡(SA)、風(fēng)速(V)和間隔時(shí)間(I)。當V、T、I和SA值分別是3 m/s、1 min、30 min和15 days時(shí)，風(fēng)擾動(dòng)效果zuiyou，SSI達到0.126。V和T與幼苗葉中乙烯和脫落酸含量、莖中脫落酸和生長(cháng)素含量、根中的細胞分裂素和乙烯含量以及根和莖的彈性模量正相關(guān)，與莖和葉中細胞分裂素含量、根中的生長(cháng)素和脫落酸含量以及葉的彈性模量負相關(guān)。風(fēng)擾動(dòng)控制幼苗生長(cháng)機理涉及引出莖和葉中脫落酸的積累以及根中生長(cháng)素含量下降到根生長(cháng)的zuiyou門(mén)檻，從而減少幼苗莖和葉的發(fā)育，帶來(lái)根的一個(gè)更好生長(cháng)和一個(gè)較高的SSI。該工作為利用風(fēng)擾動(dòng)作為一種可持續幼苗培養和個(gè)性化幼苗管理方法提供了理論依據和技術(shù)指導。

在該研究中，研究人員使用上海騰拔Universal TA質(zhì)構儀來(lái)測定根、莖和葉的彈性模量，測試速度：1mm/s，兩個(gè)拉伸夾頭直接的距離為30mm。研究人員分析了風(fēng)擾動(dòng)處理后番茄幼苗內源性激素和力學(xué)參數之間的相關(guān)性。根的彈性模量和生長(cháng)素含量之間具有較強的線(xiàn)性關(guān)系，皮爾遜相關(guān)系數|r|為0.909，然而，莖和葉的生長(cháng)素含量與其對應的彈性模量具有非常弱的相關(guān)性。這可能歸因于生長(cháng)素對根系統中木質(zhì)素和纖維素含量的影響。在低濃度的生長(cháng)素下，根發(fā)育更強，帶來(lái)更高水平的木質(zhì)素和纖維素的合成。相反，在高濃度生長(cháng)素下，根的發(fā)育受到抑制。木質(zhì)素和纖維素含量主要影響彈性模量，從而帶來(lái)兩者更強的相關(guān)性。而且，葉中細胞分裂素水平和葉彈性模量之間的相關(guān)系數|r|達到0.825，表明一個(gè)高程度的線(xiàn)性相關(guān)。這是因為細胞分裂素參與番茄幼苗中葉的發(fā)育，促進(jìn)葉邊緣分生組織的發(fā)育。這可以解釋細胞分裂素和彈性模量之間的正相關(guān)。不僅如此，莖和葉中的脫落酸含量與其相應的彈性模量高度相關(guān)，|r|分別為0.933和 0.843。主莖的彈性模量與脫落酸含量正相關(guān)，這可能是脫落酸辨別和激活蛋白激酶SnRKs，這些蛋白激酶磷酸化木質(zhì)素轉錄因子NST1，從而增厚莖的次生細胞壁，更多木質(zhì)素沉積，導致莖彈性模量增加，從而更好地適應壓力環(huán)境。葉的彈性模量與脫落酸負相關(guān)，這可能是在風(fēng)擾動(dòng)的刺激下，隨著(zhù)風(fēng)速的增加，植物組織的水分流失速度增加，葉組織中脫落酸含量也增加。葉中的氣孔被關(guān)閉來(lái)減少水分流失來(lái)延緩植物脫水，抑制植物葉的生長(cháng)和發(fā)育，從而導致葉面積的減小。另外，葉中次生木質(zhì)部的發(fā)育不顯著(zhù)，導致彈性模量的下降。

圖1E: 葉、側根、根、側支和莖拉伸樣品；圖1F：拉伸測試

表1 內源性激素與彈性模量之間的相關(guān)性，E_r代表根的彈性模量，E_s代表莖的彈性模量，E_l代表葉的彈性模量

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Wind disturbance-based tomato seedlings growth control