Verbetering van de initiële groei van landbouwgewassen met behulp van statische magnetische velden
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
Elektronische apparaten en hoogspanningsdraden induceren magnetische velden. Een magnetisch veld van 1,300-2,500 Gauss (0,2 Tesla) werd aangebracht op platen met zaden van Garden Balsam (Impatiens balsamina), Mizuna (Brassica rapa var. Japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis), en Mescluns (Lepidium sativum ). We pasten magneten onder de cultuur schotel. Gedurende de 4 dagen na aanvraag zagen we dat de lengte stengel en wortel toe. De groep onderworpen magneetveld behandeling (n = 10) vertoonden een 1,4 maal snellere groei in vergelijking met de controlegroep (n = 11) in een totaal van 8 dagen (p <0,0005). Dit is 20% hoger dan in eerdere studies. De tubuline complex lijnen had geen aansluitpunten, maar verbindingspunten optreden van de toepassing van magneten. Dit toont volledig verschil met de controle, die afwijkende regelingen betekent. Echter, de exacte oorzaak is nog onduidelijk. deze resULT van groeiverbetering toepassing van magneten suggereren dat het mogelijk is om de groei te verbeteren, de productiviteit te verhogen, of de snelheid van de ontkieming van controleplanten door toepassing van statische magnetische velden. Ook kunnen magnetische velden fysiologische veranderingen in plantencellen veroorzaken en groei induceren. Daarom stimulatie met een magnetisch veld kan mogelijke effecten die vergelijkbaar zijn met die van kunstmest, waardoor het gebruik van kunstmest kan worden vermeden hebben.
Introduction
Kieming de groei van een plant die resulteert in de vorming van de zaailing 1. Onder bepaalde voorwaarden, begint ontkiemen van de zaden en de embryonale weefsels te hervatten groei. Het begint met hydratatie het zaad om enzymen te activeren voor kieming. Zaden kunnen worden geïnduceerd om te ontkiemen in vitro (in een petrischaal of reageerbuis) 1,2.
Statische magnetische velden zijn speciale krachten die de bewegingen van moleculen met Ionische kosten door middel van de Lorentz kracht 3,4 veroorzaken. Lorentz kracht wordt gevormd wanneer een geïoniseerd of geladen voorwerp beweegt onder een magnetisch veld. Elk materiaal wordt gevormd met atomen die bestaan uit elektronen en protonen. Wanneer magnetische velden aanwezig zijn, of het statisch of afwisselend, beïnvloedt de beweging van geladen materiaal. Dit geldt ook voor planten en watermoleculen, die de intracellulaire molecule aandoening komt. In een eerdere studie werden gebruikt elektromagnetische spoelennaar gepulste magnetische velden genereren, en 'Komatsuna' planten werden gekozen als de proefpersonen 5. In deze studie magneet gegenereerde statische magnetische velden gebruikt om een vergelijkbare, maar andere effecten als uitbreiding studie van Lorentz kracht geven.
De frequentie van het magnetische veld, in plaats van de polariteit is een cruciale factor voor plantaardige ontkieming. Eerdere studies hebben gesuggereerd dat maximale ontkiemingspercentages waren 20% hoger dan de controle als de frequentie van het magnetische veld ongeveer 10 Hz. Wanneer het veld in een retrograde wijze werd verwijderd, werd de groeisnelheid verminderd 5. Statische magnetische velden hebben een aanzienlijke invloed op de initiële groei 6-8, vooral op kieming 6 en 7 wortelgroei.
In de huidige studie, gebruikten we statische magneten aan de mogelijkheid die de groei van landbouwgewassen met magnetische velden onderzocht. Wij zijn vooral gericht op determine of bepaalde voorwaarden van toepassing magneetveld de groei tot hogere niveaus dan die in de literatuur genoemd kunnen verhogen. Bovendien als de eerste ontkiemen van planten met succes kan worden verhoogd door toepassing van een magnetisch veld, het gebruik van kunstmest kan worden vermeden.
Protocol
Representative Results
Discussion
In alle omstandigheden dient magneten worden toegepast onder de petrischaal. Deze studie onderzocht de invloed van magnetische velden op de groeisnelheid van de zaden voor een aantal landbouwgewassen, met de nadruk op de Tuin Balsam als vertegenwoordiger van landbouwgewassen. Zo werd tubuline kleuring uitgevoerd op Garden Balsam de veranderingen moleculair niveau wortel en stengel evalueren skelet microstructuren suggereert invloed van het magnetische veld proliferatie lengte. Zowel de N en S polen van de magneet zijn i…
Disclosures
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).
