Forbedring af Initial Growth Rate Jordbrugsvidenskabelige Planter efter hjælp statiske magnetfelter
Summary
The goal of this protocol is to demonstrate the acceleration of the initial growth rate of plants by applying static magnetic fields with no external energy.
Abstract
Elektronisk udstyr og højspænding ledninger inducerer magnetfelter. Et magnetisk felt af 1,300-2,500 Gauss (0,2 Tesla) blev påført på Petri-skåle indeholdende frø af Garden Balsam (Impatiens balsamina), Mizuna (Brassica rapa var. Japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis), og Mescluns (Lepidium sativum ). Vi anvendte magneter under dyrkningsskålen. I løbet af de 4 dage efter påføring, observerede vi, at stilken og rod længde øges. Gruppen underkastes magnetfelt behandling (n = 10) viste en 1,4 gange hurtigere vækstrate sammenlignet med kontrolgruppen (n = 11) i alt 8 dage (p <0,0005). Denne sats er 20% højere end rapporteret i tidligere undersøgelser. Tubulin komplekse linier afse forbinder punkter, men forbindelsespunkter forekomme ved anvendelse af magneter. Dette viser fuldstændig forskel fra kontrollen, hvilket betyder unormale arrangementer. Men den nøjagtige årsag forbliver uklar. Disse resÜLTS af vækstforøgelse på anvendelsen magneter tyder på, at det er muligt at forbedre væksthastigheden, forøge produktiviteten eller styre hastigheden på spiring af planter ved at anvende statiske magnetfelter. Desuden kan magnetfelter forårsage fysiologiske ændringer i planteceller og kan inducere vækst. Derfor kan stimulation med et magnetfelt har mulige virkninger, der svarer til dem af kunstgødning, hvilket betyder, at der kan undgås brugen af gødning.
Introduction
Spiring er væksten af en plante, der resulterer i dannelsen af kimplante 1. Under visse betingelser, frøspiring begynder og de embryonale væv genoptage vækst. Det begynder med hydrering til frøet for at aktivere enzymer til spiring. Frø kan induceres til at spire in vitro (i en petriskål eller reagensglas) 1,2.
Statiske magnetfelter er specialstyrker, der forårsager bevægelser af molekyler med ioniske afgifter i form af Lorentz kraft 3,4. Lorentz kraft dannes, når en ioniseret eller ladede objekt bevæger sig under et magnetfelt. Hvert materiale dannes med atomer, der er sammensat af elektroner og protoner. Når magnetfelter bliver nærværende, uanset om det er statisk eller skiftende, påvirker bevægelsen af ladet materiale. Dette gælder også for planter og vandmolekyler, hvilket påvirker det intracellulære molekyle tilstand. I en tidligere undersøgelse blev elektromagnetiske spoler anvendtat generere pulserende magnetiske felter og 'Komatsuna' planter blev valgt som de emner 5. I den foreliggende undersøgelse magnet genererede statiske magnetfelter blev anvendt til opnåelse af et lignende, men forskellige virkninger som en udvidelse undersøgelse af Lorentz-kraften.
Frekvensen af det magnetiske felt, snarere end dens polaritet, er en afgørende faktor for planter spiring. Tidligere undersøgelser har antydet, at maksimale spiringshastigheder var 20% højere end kontrol, når frekvensen af det magnetiske felt var ca. 10 Hz. Da feltet blev fjernet i en retrograd måde blev væksten svækket 5. Statiske magnetfelter har en betydelig indvirkning på den oprindelige 6-8 vækst, primært på spiring 6 og rodvækst 7.
I den foreliggende undersøgelse, brugte vi statiske magneter til at undersøge muligheden for at regulere væksten af landbrugsplanter ved hjælp af magnetfelter. Især vi havde til formål at determine, om visse betingelser for magnetfelt ansøgning kan øge vækstraterne til højere niveauer end dem, der nævnes i litteraturen. Desuden hvis den oprindelige spiring af planter held kan øges ved hjælp af et magnetfelt, kan undgås brugen af kunstgødning,.
Protocol
Representative Results
Discussion
Under alle forhold skal magneter anvendes under petriskål. Denne undersøgelse undersøgte indflydelsen af magnetiske felter på vækstraten af frø i flere landbrugsprodukter arter, med fokus på Garden Balsam som repræsentant for landbrugsplanter. For eksempel blev tubulin farvning udført på Garden Balsam at evaluere ændringerne molekylær-niveau i rod og stængel skelet mikrostrukturer tyder indflydelse af det magnetiske felt i længde proliferation. Både N og S poler magneten blev anvendt i en lang…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study received supported from the National Research Foundation of Korea (NRF) (2011-0012728). A poster presenting this study was awarded the Best Poster Award by the Korean Society of Applied Biological Sciences (KSABC).
Materials
| Static magnets | JIM | N/A | 2000Gauss |
| 2% horse serum/1% bovine serum albumin/0.1% Triton X-100 | Sigma-Aldrich | Merged with 55514 | Blocking buffer |
| Primary antibody | Santa Cruz Biotechnology | sc-8035 | a-Tubulin |
| Secondary antibody | Santa Cruz Biotechnology | sc-2010 | FITC-conjugated anti-mouse IgG |
| time lapse photographic techniques | Manually controlled | N/A | ISO value 400 & aperture F 3.2 |
| Sony Vegas Pro 13.0 | Sony | N/A | N/A |
References
- Martin, F. W. In vitro measurement of pollen tube growth inhibition. Plant Physiol. 49, 924-925 (1972).
- Pfahler, P. L. In vitro germination characteristics of maize pollen to detect biological activity of environmental pollutants. Environ Health Perspect. 37, 125-132 (1981).
- Yao, Z., Tan, X., Du, H., Luo, B., Liu, Z. A high-current microwave ion source with permanent magnet and its beam emittance measurement. Rev Sci Instrum. 79, 073304 (2008).
- Hendrickson, C. L., Drader, J. J., Laude, D. A., Guan, S., Marshall, A. G. Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry in a 20 T resistive magnet. Rapid Commun Mass Spectrom. 10, 1829-1832 (1996).
- Namba, K., Sasao, A., Shibusawa, S. EFFECT OF MAGNETIC FIELD ON GERMINATION AND PLANT GROWTH. Acta Hort. 399, 143-148 (1995).
- Hirota, N., Nakagawa, J., Kitazawa, K. Effects of a magnetic field on the germination of plants. Journals of Applied Physics. 85, 5717-5719 (1999).
- Penuelas, J., Llusia, J., Martinez, B., Fontcuberta, J. Diamagnetic Susceptibility and Root Growth Responses to Magnetic Fields in Lens culinaris, Glycine soja, and Triticum aestivum. Electromagnetic Biology and Medicine. 23, 97-112 (2004).
- Carbonell, M. V., Martinez, E., Amaya, J. M. Stimulation of germination in rice (Oryza Sativa L.) by a static magnetic field. Electro- and Magnetobiology. 19, 121-128 (2000).
- Oakley, R. V., Wang, Y. S., Ramakrishna, W., Harding, S. A., Tsai, C. J. Differential expansion and expression of alpha- and beta-tubulin gene families in Populus. Plant Physiol. 145, 961-973 (2007).
- Hoson, T., Matsumoto, S., Soga, K., Wakabayashi, K. Cortical microtubules are responsible for gravity resistance in plants. Plant Signal Behav. 5, 752-754 (2010).
- Kim, S., Im, W. Static magnetic fields inhibit proliferation and disperse subcellular localization of gamma complex protein3 in cultured C2C12 myoblast cells. Cell Biochem Biophys. 57, 1-8 (2010).
- Benjamini, Y. Opening the Box of a Boxplot. The American Statistician. 42, 257-262 (1988).
