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    “电子纹身”监测植物茎流 发现西瓜更喜夜间生长
    来源:科技日报 发布时间:2021-04-08

    记者3月19日从浙江大学获悉,该校生物系统工程与食品科学学院IBE团队刘湘江亚搏app下载官方网站、应义斌,信息与电子工程学院汪小知和农业与生物技术学院胡仲远亚搏app下载官方网站,通过将柔性穿戴电子技术应用到植物体表亚搏app下载官方网站,成功在植物自然生长状态下亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站,首次持续监测草本植物体内水分的动态传输和分配过程亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站,还发现植物果实生长与光合作用不同步的现象亚搏app下载官方网站,将为作物高产育种及栽培技术研发提供新的思路亚搏app下载官方网站。相关研究日前刊发于《先进科学》亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站。

      植物在蒸腾作用、渗透势等内外部压力下茎秆中产生的上升液流被称为茎流,茎流也是植物水分亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站、养分、信号分子运输的载体。因此亚搏app下载官方网站,实现对茎流的长期实时监测可探究植物生长过程水养分分配、信号传导以及植物对环境的响应机制等奥秘亚搏app下载官方网站。现有的茎流检测方法多用大型侵入式探测器,会对植物造成物理伤害亚搏app下载官方网站,且因仪器体积大而应用不便亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站。长期以来亚搏app下载官方网站,科学界没有方法可在自然生长状态下长期监测植物茎流。

      为了解决这一难题,联合团队开展了跨学科交叉研究,针对植物茎秆特殊的生理特性亚搏app下载官方网站,利用芯片级的微纳加工工艺亚搏app下载官方网站,制备了一种植物可穿戴式茎流传感器亚搏app下载官方网站。记者看到,这款传感器薄如蚕翼亚搏app下载官方网站,厚度仅0.01毫米亚搏app下载官方网站,重0.24克亚搏app下载官方网站,如同“纹身”一样,能贴附在植物茎秆表面进行茎流监测亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站。

      科研人员在西瓜茎秆上几个关键位点部署了茎流传感器亚搏app下载官方网站,长期无损地观察了水分在西瓜叶片亚搏app下载官方网站、果实亚搏app下载官方网站、茎秆等不同器官上的动态分配情况。通过对茎流数据的分析亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站,研究团队首次发现了西瓜果实生长与光合作用不同步的现象。

      胡仲远解释亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站,西瓜果实的组成绝大部份是水(95%左右),然而茎流传感器测量发现:在白天只有极少部分水被运输入果实用于生长(5%)亚搏app下载官方网站,绝大部分水被叶片蒸腾作用消耗掉亚搏app下载官方网站;但是到了夜间,几乎所有的水分都被运输到果实亚搏app下载官方网站,绝对茎流量相对日间增加了10倍亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站?亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站!鞍滋旎鄣墓夂喜锏贾碌纳甘撇钣Ω檬且雇砭チ骷ぴ龅闹饕蜓遣玜pp下载官方网站。同时亚搏app下载官方网站,夜晚没有蒸腾作用消耗水分,促使大量径流输入到西瓜果实亚搏app下载官方网站,从而实现了果实的重量增加与体积膨大亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站⊙遣玜pp下载官方网站!?/span>

      科研团队表示亚搏app下载官方网站,水是珍贵的农业资源,基于茎流对西瓜等耐旱作物体内水分运输和抗旱机理的解析亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站亚搏app下载官方网站,将为全球干旱地区的农业生产亚搏app下载官方网站、节水灌溉亚搏app下载官方网站、抗旱作物选育提供新的理论依据和技术支持。


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