방법 논문

정적 자기장을 사용하여 농업 식물의 초기 성장 속도의 향상

DOI:

10.3791/53967

⸱

2016년 7월 8일

 ,  , 
1College of Medicine, Yonsei University, 2Simon Fraser University, 3Biomedical Research Institute, Seoul National University Hospital

이 논문에서

요약

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이 프로토콜의 목표는 외부 에너지 없이 정적 자기장을 적용하여 식물의 초기 성장 속도의 가속을 보여주는 것입니다.

초록

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전자 디바이스 및 고전압 전선은 자기장을 유도한다. 1,300-2,500 가우스 (0.2 테슬라)의 자기장 (. 브라 시카 라파 var에 perviridis를) 정원 봉선화 (봉선화), 미즈나 (브라 시카 라파 VAR. 자포니카), Komatsuna의 씨앗을 포함하는 배양 접시에 적용하고, Mescluns되었다 (다닥 냉이 속 sativum ). 우리는 배양 접시에서 자석을 적용했다. 응용 프로그램의 4 일 동안, 우리는 줄기와 뿌리 길이가 증가하는 것이 관찰했다. 자기장 치료 (N = 10)를 실시한 그룹 팔일 (p <0.0005)의 합계 대조군 (N = 11)와 비교하여 성장의 1.4 배 빠른 속도를 보였다. 이 비율은 이전 연구에서보고 된 것보다 20 % 높은 수준이다. 튜 불린 복잡한 선은 점을 연결하지 않았지만, 연결 지점은 자석의 응용 프로그램에 발생합니다. 이것은 비정상적인 배열을 제어 수단에서 완전한 차이점을 보여줍니다. 그러나 정확한 원인은 확실하지 않다. 이 입술자석을 적용 성장 증강 ULTS는, 성장 속도 향상과 생산성을 향상하거나, 정적 자기장을인가함으로써 식물의 발아 속도를 제어 할 수 있음을 시사한다. 또한, 자기장은 식물 세포의 생리적 변화를 일으킬 수 성장을 유도 할 수 있습니다. 따라서, 자기장 자극은 비료의 사용을 회피 할 수 있다는 것을 의미 화학 비료와 마찬가지이다 가능한 효과를 가질 수있다.

서론

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발아는 모 (1)의 형성을 초래 식물의 성장이다. 특정 조건에서 종자 발아가 시작되고 배아 조직 성장을 재개. 그것은 발아 효소를 활성화하기 위해 씨앗을 수화로 시작합니다. 종자 1,2- (페트리 접시 나 시험관) 시험 관내에서 발아 유도 될 수있다.

정적 자기장은 로렌츠 힘 3,4의 방법으로 이온 전하와 분자의 움직임을 일으킬 특수 부대입니다. 로렌츠 힘이 형성 될 때 자기장 하에서 이온화 또는 청구 대상 이동한다. 모든 재료는 양자와 전자로 구성되어 원자로 형성된다. 자기장이 존재하게되면, 정적 또는 교류 여부는 충전 재료의 이동에 영향을 미친다. 이것은 또한 식물 세포 내 분자 상태에 영향을 미치는 물 분자에 적용됩니다. 이전 연구에서, 전자기 코일을 사용했다펄스 자기장을 생성하고 'Komatsuna'식물 과목 5로 선정되었다. 본 연구에서는 자석은 정적 자기장이 로렌츠 힘의 확장 연구와 유사한하지만 다른 효과를 제공하는 데 사용되었다 생성.

상기 자기장의 주파수보다는 극성 식물 발아를위한 중요한 요소이다. 자기장의 주파수가 약 10 Hz의 때 이전 연구 최대 발아 속도 제어에 비해 20 % 이상이라고 제안했다. 필드가 역행 방식으로 분리 할 때, 성장 속도가 5를 손상시켰다. 정자기장은 주로 6 발아 및 뿌리 성장 7 초기 성장 6-8에 상당한 효과를 갖는다.

본 연구에서 우리는 자기장을 사용함으로써 농작물의 생장을 조절하는 가능성을 조사하는 고정 자석을 사용했다. 특히, D보고자자계인가의 특정 조건이 문헌에 언급 된 것보다 더 높은 수준으로 성장 속도를 높일 수 있는지 etermine. 식물의 발아 초기 성공적으로 자기장을 이용하여 증가 될 수있는 경우 또한, 화학 비료의 사용을 피할 수있다.

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프로토콜

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1. 초기 설정

  1. 농업 식물 종
    1. 사용 정원 봉숭아 (봉선화), 미즈나 (브라 시카 라파 VAR. 자포니카), Komatsuna (브라 시카 라파 var에. perviridis), 및 Mescluns (다닥 냉이 속 sativum) 씨.
      참고 : 봉선화 balsamina (정원 봉선화 또는 로즈 봉선화)는 인도 네이티브 종입니다; 몇 회원은 미얀마에 있습니다. Komatsuna (브라 시카 라파 var에. perviridis 또는 komatsuna)는 일반적인 순무와 같은 종의 변종이다. 정원 유채과 야채 (다닥 냉이 속 sativum)은 분류 학적 물냉이와 겨자 관련이 허브의 일종입니다. 그들은 상업적으로 5,7를 사용하는 비슷한 맛과 향기를 가지고있다.
  2. 플랜트 문화
    1. 문화 정원 봉숭아 (봉선화), 미즈나 (브라 시카 라파 var에. 자포니카), Komatsuna (브라 시카 라파 var에. perviridis), 및 Mesclun100 mm 직경 (100 파이) 페트리 접시에서의 (다닥 냉이 속 sativum) 씨. 하나의 플레이트는 종의 하나의 유형이 포함되어 있는지 확인합니다.
    2. 배양 조건의 경우, 셀룰로오스 수건에 씨앗을 배치합니다. 트리플 증류수에 수건과 씨앗을 담가. 측정하고 65-75%에 이르기까지 습도, 실내 실험실 RT가 18 ~ 25 °의 C인지 확인합니다 (섹션 3.1.2를 확인하시기 바랍니다).
    3. 씨앗의 수, 문화, 정원 봉선화 10 ± 1 씨앗, 미즈나의 50 ± 10 씨, Komatsuna 330 ± 20 씨, 그리고 Mescluns의 380 ± 20 씨앗하십시오. 65-75%에 이르기까지 습도 18 ~ 25 °의 C로 측정 동일한 조건을 사용하여 (섹션 2.1.1를 확인하시기 바랍니다).
      참고 : 모든 실험은 실험실에서 규정 된 습도 및 온도 범위에서 실내 조건에서 수행 하였다. 습도와 온도가 정적 않았지만 자석 투여군 및 제어를 위해 동일한 조건을 제공 하였다.

네 농업 식물 (2) 문화

  1. 실험 절차
    1. 제어 및 자석 적용 그룹의 공장과 문화 조건 종의 섹션 1.2.3)을 따릅니다.
    2. 정원 봉선화의 100 파이 요리의 하단에 1,750 ± 350 가우스 (10,000 가우스 = 1 테슬라)의 세 개의 자석을 적용합니다. 프로그램하는 동안, 세 개의 자석은 종자와 직접 접촉하지 않고, 페트리 접시의 플라스틱 하부로 분리되도록. 씨와 자석 사이의 직접 거리 2-4mm해야합니다. 네 농업 식물 168 시간 (7 일)에 대한 자석을 적용합니다.
    3. ) 동일 2.1.2의 모든 단계에 이어, 정원 봉선화 문화 판의 하단에 상단과 다른 자석 (마주 S의 측면에 두 개의 자석, 위로 하나 (향 N 측) 상향)을 적용한다.
      주 : 기둥 정원 봉선화에서 다르게 적용됩니다. 모든 환경이 방향을 제외하고 동일하지만, 극 방향은 성장 변화에 대한 연구에 중요한 요인으로 간주되지 않습니다자속. 정원 봉선화에 대한 N과 S 극 응용 프로그램의 목적은 극 방향이 관리하기 어려울 수 필드에서 사용하기에 실용적인 능력을 볼 수 있었다.

정원 봉선화 3. 튜 불린 염색

  1. 규제 빛 조건과 자석 응용 프로그램
    1. 48 시간 동안 100 밀리미터 판의 바닥 (N 극이 위를 향하도록) 단계 1.2.2에서 조건을 사용하여 두 개의 자석을 배치합니다.
      주 : 빛의 수정 내용은 문화 요리는 인큐베이터에서 플라스틱 선반에 배치했다. 인큐베이터는 어두운 곳에서 48 시간 동안 25 ° C에서 빛을 차단하고 유지 온도를 사용 하였다. 결국,이 조건으로 인해 성장 길이의 높은 변형이 실험에서 사용되지 않았다.
  2. 식물 염색
    1. 4 % 파라 포름 알데히드 0.1 M의 단계 3.1.2)와 동일한 조건에서 재배 (줄기와 뿌리 포함) 전체 봉선화 SPP 두 번 꽃 식물을 수정인산염 완충액 (pH 7.4) 15 분.
    2. 봉선화 시료를 제거하고 완충액 (PBS 2 % 말 혈청 / 1 % 소 혈청 알부민 / 0.1 % 트리톤 X-100, pH를 7.5) 차단시에 2 시간 동안 담가. 15 분 동안 PBS에 침지하여 봉선화 샘플을 씻으십시오.
    3. 이중 면역 염색의 경우, 함께 샘플을 품어 차 항체, 안티 - 알파 튜 불린 (1 : 1,000), O / N 4 ° C에서.
    4. 샘플을 제거하고 씻어 10 분 동안 한 번 PBS로 샘플을 담그지. 사용 안티 - 마우스 IgG (1 : 400) FITC 공액 25 ° C에서 2 시간 동안 배양 이차 항체와.
    5. PBS에서 샘플을 담그고 24 웰 플레이트의 하단에 전체 샘플을 슬립 커버. 튜 불린 방향을 관찰하기 위해 기존의 형광 현미경을 사용하여 이미지를 얻습니다 (λ = 550 nm의, 100X, 200X와 400X로 확대).
      주 :이 경우, 상기 자석은 처리 군 (N = 10) 및 제어 (N = 11)만을 비 암 조건에서 배양 정원 발삼 (봉선화)에 대해 확인 하였다.

4. 데이터 수집 방법

  1. 네 농업 식물 성장의 시간 경과 만들기
    1. (이 모든 디지털 카메라에서 수행 될 수있다)에 오토 셔터를 설정하여 10 분 간격으로 식물의 사진. F 3.2 조리개와 400에 ISO 값을 설정합니다.
    2. 7~10일에 대한 700-900 사진을 수집합니다. 배터리가 소진 될 수 있기 때문에 전선으로 카메라를 연결합니다.
    3. 클릭 (재료 및 장비 표 참조) 영화 제작 소프트웨어 스트리밍 라인에서 시간적으로 각각의 사진을 놓아 사진을 드래그합니다. 30 ~ 40 초의 영화 전체에 각각 0.045-0.05 초 동일한 기간에 스트리밍 라인에 넣어. 연대 기적 순서대로 각 화상을 선택과 더 어두운 간격이 없도록 확인한다.
    4. 단계 4.1.3 후, 30 ~ 40 초 시간 경과 비디오 슬라이드로 컴파일 영화를 보장하고 렌더링을 클릭하고 .MPEG 또는 .AVI 형식으로 저장하는 소프트웨어에서 재생 버튼을 클릭합니다. 크기 엄마를위한rkers, 사진의 측면에 캐나다 분기, 미국 페니 및 센티미터자를 사용합니다.
    5. 통계 분석 (11, 12)에 대한 t의 - 테스트 및 상자의 플롯을 수행합니다.
      참고 : 다섯 숫자 요약 그룹이 하한 (L) Q1과 같은 값을 계산하는 데 사용되었다 - Q3 +로 - [1.5 × (Q3 Q1)]와 높은 한도 (H) 값을 [1.5 × (Q3 - Q1) ]. 이 방법은 길이 데이터 컬렉션 11 단계 1.2.2로 통합 하였다. L 및 H 값은이 범위 밖에서 관찰 된 데이터 요소로 간주 될 수있는 특이점 수단 T 분포 플롯의 99 %의 면적을 나타낸다. 묘목 (12)의 높이의 차이를 분석하기 위해 사용되었다 -test 박스 플롯과 학생 t.

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결과

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튜 불린 염색은 분산 또는 제어 (도 2)에 비해 자석의 존재하에 성장한 식물 구조를 얇게했다. 또한, Komatsuna (브라 시카 라파 var에. perviridis) 및 Mescluns (다닥 냉이 속 sativum)를 포함하여 농업 식물 칠일 시간 경과 연구는 자석이 식물의 초기 성장 (그림 3) 정적 자기장을 증가 파생 된 것으로 나타났다.

이러한 결과는 자기장에 노출 된 그룹 현저한 증가 변화 (도 1)을 가지고 있음을 시사한다. 어두운 환경에서 자란 식물은 빛 기존의 조건이 7 일 경과 실험에 적용 할 것을 제안 차이를 보이지 않았다. 대표적인 3 농작물이 연구에서 사용되었지만, 더 많은 식물이 사용될 수 있었다. 작물 및 기...

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토론

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모든 조건에서, 자석은 배양 접시에서 적용되어야한다. 본 연구는 농작물의 대표 정원 발삼에 초점 여러 농업 종 씨앗 성장률 자계의 영향을 조사했다. 예를 들면, 튜 불린 염색 루트에 분자 수준의 변화를 평가 길이 증식의 자계의 영향을 제시 골격 마이크로 구조 정원 줄기 발삼에 대해 수행 하였다. 모두, 자석의 N 극과 S 극이 장기 (7-10 d)를 이용하여 정원 봉선화 후속 연구에 적용 하였다. 세 가지 다른 종, 미즈나 (브라 시카 라파 VAR. 자포니카), Komatsuna (브라 시카 라파 var에. perviridis), 및 Mesclun (다닥 냉이 속 sativum)는, N 극 중심의 자석으로 처리 하였다. 이것은 또한 정적 자기장 자체가 아니라 극 초기 성장 개선의 주요 요인임을 확인했다. 또한, 종의 증가 수에 대한 지원을 제공합니다농업 식물 자석 파생 초기 성장 촉진의 광범위한 적용.

이러한 영양, 습도, 온도...

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공개 사항

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저자는 공개할 것이 없습니다.

감사의 글

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본 연구는 한국연구재단(NRF)의 지원(2011-0012728)을 받았다. 이 연구를 발표한 포스터는 한국응용생명과학회(KSABC)로부터 최우수 포스터상을 수상했다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
정적 자석JIM2000Gauss
2% horse serum/1% bovine serum albumin/0.1% Triton X-100Sigma-AldrichMerged with 55514Blocking buffer
차 항체Santa Cruz Biotechnologysc-8035a-Tubulin
2차 항체Santa Cruz Biotechnologysc-2010FITC-conjugated anti-mouse IgG
time 랩스 사진 기법수동 제어ISO 값 400 및 조리개 F 3.2
Sony Vegas Pro 13.0Sony
1

참고문헌

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