Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Environment

تعزيز معدل النمو الأولي من النباتات الزراعية باستخدام حقول مغناطيسية ساكنة

Published: July 8, 2016 doi: 10.3791/53967

Abstract

الأجهزة الإلكترونية وأسلاك الضغط العالي تحفز المجالات المغناطيسية. تم تطبيق المجال المغناطيسي لل1،300-2،500 غاوس (0.2 تسلا) إلى أطباق بتري تحتوي على بذور حديقة بلسم (بلظامينا)، Mizuna (الكرنب رابا فار. تفرضه اليابان)، Komatsuna (الكرنب رابا فار. perviridis)، وMescluns (رشاد بيسوم ). طبقنا المغناطيس تحت الطبق الثقافة. خلال 4 أيام من التطبيق، لاحظنا أن الجذع والجذر طول زاد. أظهرت مجموعة تعرضوا لمعاملة الحقل المغناطيسي (ن = 10) 1.4 مرات أسرع معدل للنمو مقارنة مع مجموعة التحكم (ن = 11) في ما مجموعه 8 أيام (ع <0.0005). هذا المعدل أعلى 20٪ من تلك التي ذكرت في الدراسات السابقة. لم خطوط معقدة تويولين ليس لديها ربط النقاط، ولكن تحدث نقاط ربط بناء على طلب من المغناطيس. وهذا يدل على الفرق الكامل من السيطرة، مما يعني ترتيبات غير طبيعية. ومع ذلك، لا يزال السبب الدقيق غير واضح. هذه الدقةتشير ults من تعزيز النمو تطبيق المغناطيس أنه من الممكن لتعزيز معدل النمو، وزيادة الإنتاجية، أو التحكم في سرعة إنبات النباتات عن طريق تطبيق المجالات المغناطيسية الساكنة. أيضا، يمكن أن المجالات المغناطيسية تسبب تغيرات فسيولوجية في الخلايا النباتية ويمكن أن تحفز النمو. لذلك، التحفيز مع المجال المغناطيسي يمكن أن يكون لها آثار التي يمكن أن تكون مماثلة لتلك التي من الأسمدة الكيميائية، مما يعني أن استخدام الأسمدة يمكن تجنبها.

Introduction

الإنبات هو نمو النبات الذي يؤدي إلى تشكيل الشتلات 1. في ظل ظروف معينة، يبدأ إنبات البذور والأنسجة الجنينية استئناف النمو. ويبدأ الماء إلى البذور من أجل تنشيط الانزيمات للإنبات. يمكن أن يتسبب البذور لتنبت في المختبر (في طبق بيتري أو أنبوب اختبار) 1،2.

الحقول المغناطيسية الساكنة هي القوات الخاصة التي تسبب حركات الجزيئات مع الشحنات الأيونية عن طريق قوة لورنتز 3،4. يتم تشكيل قوة لورنتز عندما المؤينة أو اتهم ينتقل الكائن تحت حقل مغناطيسي. ويتكون كل المواد مع الذرات التي تتكون من الإلكترونات والبروتونات. عندما تصبح الحقول المغناطيسية الحالية، سواء كانت ثابتة أو بالتناوب، فإنه يؤثر على حركة المواد المشحونة. وهذا ينطبق أيضا على النباتات وجزيئات الماء، مما يؤثر على حالة جزيء داخل الخلايا. في دراسة سابقة، واستخدمت لفائف الكهرومغناطيسيةلتوليد المجالات المغناطيسية نابض، وتم اختيار النباتات Komatsuna "كصاحب 5. في هذه الدراسة، ولدت المغناطيس استخدمت المجالات المغناطيسية الساكنة لإعطاء آثار مماثلة ولكنها مختلفة باعتبارها دراسة التوسع في قوة لورنتز.

تردد المجال المغناطيسي، بدلا من الاستقطاب لها، هو عامل حاسم للإنبات النبات. وقد أشارت دراسات سابقة إلى أن أقصى معدلات الإنبات كانت أعلى بنسبة 20٪ من السيطرة عندما كان تردد المجال المغناطيسي ما يقرب من 10 هرتز. عندما تم إزالة الميدان بطريقة رجعية، وكان معدل النمو انخفضت قيمته 5. الحقول المغناطيسية الساكنة يكون لها تأثير كبير على نمو 6-8 الأولي، في المقام الأول على إنبات 6 و الجذر نمو 7.

في هذه الدراسة، كنا مغناطيس ثابت إلى دراسة إمكانية تنظيم نمو النباتات الزراعية باستخدام المجالات المغناطيسية. على وجه الخصوص، ونحن تهدف إلى دetermine ما إذا كانت الظروف معينة من تطبيق المجال المغناطيسي يمكن أن يزيد من معدلات النمو إلى مستويات أعلى من تلك المذكورة في الأدب. وعلاوة على ذلك، إذا كان الإنبات الأولى من النباتات ويمكن زيادة بنجاح باستخدام مجال مغناطيسي، واستخدام الأسمدة الكيماوية يمكن تجنبها.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. الإعدادات الأولية

  1. أنواع النباتات الزراعية
    1. استخدام حديقة بلسم (بلظامينا)، Mizuna (الكرنب رابا فار. تفرضه اليابان)، Komatsuna (الكرنب رابا فار. perviridis)، وMescluns (رشاد بيسوم) البذور.
      ملاحظة: بلظامينا (حديقة او بلسم روز بلسم) هو الأنواع المحلية إلى الهند؛ وتقع بعض أعضاء أيضا في ميانمار. Komatsuna (الكرنب رابا فار. perviridis أو komatsuna) هو البديل من نفس النوع مثل اللفت المشترك. رشاد مزروع (رشاد بيسوم) هو نوع من عشب الذي يرتبط تصنيفيا إلى الجرجير والخردل. لديهم النكهات ورائحة مماثلة لتلك التي تستخدم عادة هم تجاريا 5،7.
  2. الثقافات مصنع
    1. ثقافة حديقة بلسم (بلظامينا)، Mizuna (الكرنب رابا فار. تفرضه اليابان)، Komatsuna (الكرنب رابا فار. perviridis)، وميسلونالصورة (رشاد بيسوم) البذور في قطر 100 ملم (100 بي) طبق بيتري. تأكد من أن لوحة واحدة تحتوي على نوع واحد فقط من الأنواع.
    2. لظروف التربية، ووضع البذور على منشفة والسليلوز. تزج منشفة والبذور في الماء المقطر الثلاثي. قياس وتأكيد أن داخلي مختبر RT هي 18-25 درجة مئوية مع رطوبة تتراوح 65-75٪ (يرجى مراجعة القسم 3.1.2).
    3. لعدد من البذور، والثقافة 10 ± 1 بذور حديقة بلسم، 50 ± 10 بذور Mizuna، 330 ± 20 بذور Komatsuna، و 380 ± 20 بذور Mescluns. استخدام ظروف مماثلة يقاس 18-25 درجة مئوية مع رطوبة تتراوح 65-75٪ (يرجى مراجعة القسم 2.1.1).
      ملاحظة: تم إجراء جميع التجارب على الأوضاع الداخلية مع الرطوبة المنظمة ودرجة الحرارة تتراوح في المختبر. وكانت نسبة الرطوبة ودرجة الحرارة يست ثابتة، ولكن وفرت ظروف مماثلة لمجموعة والسيطرة المغناطيس العلاج.

2. الثقافة من أربعة النباتات الزراعية

  1. طريقة تجريبية
    1. اتبع القسم 1.2.3) لأنواع النبات والظروف والثقافة في السيطرة ومجموعة تطبيقها المغناطيس.
    2. تطبيق ثلاثة المغناطيس من 1750 ± 350 غاوس (10000 غاوس = 1 تسلا) في الجزء السفلي من الأطباق بي 100 للحديقة بلسم. أثناء التطبيق، تأكد من أن المغناطيس الثلاثة ليست على اتصال مباشر مع البذور، ويتم فصل من البلاستيك أسفل من طبق بتري. يجب أن تكون المسافة المباشرة بين البذور والمغناطيس 2-4 ملم. تطبيق مغناطيس ل168 ساعة (7 أيام) لمدة أربعة النباتات الزراعية.
    3. وبعد كل الخطوات مماثل في 2.1.2)، وتطبيق اثنين من المغناطيس، واحد (التي تواجه N الجانب الصاعد) على الجانب S العلوي وغيرهم من المغناطيس (التي تواجه أعلى) على الجزء السفلي من لوحة الثقافة حديقة بلسم.
      ملاحظة: يتم تطبيق القطبين بشكل مختلف في حديقة بلسم. ومع ذلك، لا يعتبر التوجه القطب كعامل حاسم في هذه الدراسة للتعديلات النمو، حيث أن جميع البيئات متطابقة باستثناء الاتجاهمن الفيض المغناطيسي. وكان الغرض من N و S تطبيق القطب لحديقة بلسم لمعرفة القدرة العملية في استخدامه في المجالات، حيث توجه القطب يمكن أن يكون من الصعب السيطرة عليها.

3. تويولين تلطيخ من حديقة بلسم

  1. تطبيقات المغناطيس مع الخاضعة للرقابة حالة الضوء
    1. وضع اثنين من المغناطيس (N القطب مواجهة) الجزء السفلي من لوحة 100 ملم لمدة 48 ساعة، وذلك باستخدام الشروط في الخطوة 1.2.2.
      ملاحظة: للتعديل على ضوء ذلك، وضعت الأطباق الثقافة على رف من البلاستيك في الحاضنة. تم استخدام حاضنة للاعتراض الضوء والحفاظ على درجة حرارة عند 25 درجة مئوية لمدة 48 ساعة في البيئات المظلمة. في نهاية المطاف، لم يستخدم هذا الشرط في هذه التجربة بسبب الاختلافات عالية في طول النمو.
  2. تلطيخ مصنع
    1. إصلاح بلسم كامل SPP نبات زهرة مزدوجة، (بما في ذلك الجذع والجذور) التي تزرع في ظروف مماثلة مع خطوة 3.1.2) في 4٪ امتصاص العرق و 0.1 Mالعازلة الفوسفات (7.4 درجة الحموضة) لمدة 15 دقيقة.
    2. إزالة عينة بلسم وتزج لمدة 2 ساعة في عرقلة العازلة (2٪ مصل الحصان / 1٪ زلال المصل البقري / 0.1٪ تريتون X-100 في برنامج تلفزيوني، ودرجة الحموضة 7.5). غسل العينة بلسم عن طريق غمر مع برنامج تلفزيوني لمدة 15 دقيقة.
    3. لالمناعية مزدوج، واحتضان العينة مع الأجسام المضادة الأولية، ومكافحة ألفا تويولين (1: 1000)، O / N عند 4 درجات مئوية.
    4. إزالة عينة وتزج العينات مرة واحدة مع برنامج تلفزيوني لمدة 10 دقيقة لغسل. استخدام FITC، مترافق المضادة للماوس مفتش (1: 400)، والأجسام المضادة الثانوية واحتضان لمدة 2 ساعة على 25 درجة مئوية.
    5. تزج العينة في برنامج تلفزيوني وتغطية زلة عينة كاملة في الجزء السفلي من 24 لوحة جيدا. الحصول على الصور باستخدام المجهر مضان التقليدية لمراقبة التوجه تويولين (λ = 550 نانومتر، وتضخيم إلى 100X، 200X و 400X).
      ملاحظة: في هذه الحالة، وأكد مجموعة المغناطيس المعالجة (ن = 10) والضوابط (ن = 11) لحديقة بلسم (بلظامينا) فقط، ونمت في ظروف غير المظلمة.

    طرق 4. جمع البيانات

    1. إنشاء الوقت الفاصل بين نمو النباتات الزراعية أربعة
      1. تصوير المصنع في 10 دقيقة فترات، من خلال وضع مصراع لصناعة السيارات (يمكن القيام بذلك في أي كاميرا رقمية). تعيين الفتحة لF 3.2 وقيمة ISO 400.
      2. جمع 700-900 الصور لمدة 7-10 أيام. توصيل الكاميرا مع الأسلاك الكهربائية منذ بطارية يمكن أن تنفد.
      3. سحب الصور من خلال النقر واسقاط كل صورة زمنيا تحت خط يتدفقون مع برنامج صناعة السينما (انظر المواد والجدول المعدات). وضعه على خط التدفق في فترات متساوية من 0،045-0،05 ثانية لكل إلى ما مجموعه فيلم من 30-40 ثانية. تحقق ذلك أنه لا توجد الفجوات المظلمة مع اختيار كل صورة في الترتيب الزمني.
      4. بعد الخطوة 4.1.3، انقر فوق زر التشغيل في البرنامج لضمان فيلم تجميعها في 30-40 ثانية الوقت الفاصل بين الشرائح الفيديو وانقر على تقديم وحفظ لMPEG. أو شكل افي. للحصول على حجم أماهrkers، استخدم ربع الكندي، وبيني والأمريكي، وحاكم سنتيمتر على الجانب من الصورة.
      5. أداء ر -test ومؤامرة مربع للتحليل الإحصائي 11،12.
        ملاحظة: استخدمت المجموعات ملخصات خمسة رقم لحساب الحد الأدنى (L) قيمة كما Q1 - [1.5 × (Q3 - Q1)] وأعلى حد (H) قيمة كما Q3 + [1.5 × (Q3 - Q1) ]. وقد أدرج هذا النهج في خطوة 1.2.2 لجمع البيانات طول 11. تظهر القيم L و H المنطقة 99٪ من المؤامرات T-التوزيع، وهو ما يعني أن نقاط البيانات احظ خارج هذا النطاق يمكن اعتبار القيم المتطرفة. قطع مربع ور الطالب -test استخدمت لتحليل الاختلافات في مرتفعات الشتلات 12.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

تويولين تلطيخ أظهرت فرقت أو ضعفت الهياكل في النباتات التي تزرع في وجود المغناطيس مقارنة بالمجموعة الضابطة (الشكل 2). وعلاوة على ذلك، أشارت 7 أيام دراسات مرور الزمن مع النباتات الزراعية بما في ذلك Komatsuna (الكرنب رابا فار. perviridis) وMescluns (رشاد بيسوم) أن المغناطيس تستمد مجال مغناطيسي ثابت يزيد من النمو الأولي من هذه النباتات (الشكل 3).

وتشير هذه النتائج إلى أن المجموعة التي تعرضت لمجال مغناطيسي كان تغيير نموا ملحوظا (الشكل 1). لم النباتات التي تزرع في البيئات المظلمة لا تظهر أي اختلاف، مما يشير إلى أن فقط حالة الضوء القائمة قابلة للتطبيق في 7 أيام تجربة مرور الزمن. واستخدمت ثلاثة النباتات الزراعية ممثلة في هذه الدراسة، ولكن كان من الممكن استخدام المزيد من النباتات. قد يتم التحقيق المحاصيل والنباتات الأخرى التي تستخدمنفس البروتوكول. في دراسات سابقة، فقد ارتفع معدل نمو بنسبة 20٪، في حين أظهرت النتائج الحالية زيادة 1.4 أضعاف، والذي هو 40٪. وهكذا، كان تطبيق المغناطيس مع المجال المغناطيسي الثابت أكثر فعالية من تطبيق بالتناوب نبضات مغناطيسية.

يمكن تحديد تأثير المجال المغناطيسي تكون معقدة لأن أي التركيب الجزيئي مع الشحنة الكهربائية قد تتأثر 3،4. يبدو أن المجال المغناطيسي الثابت للتأثير على معدل النمو الأولي من البلسم حديقة في نسيج برج السليلوز مثقف. وبلغت قيمة ذات دلالة إحصائية، وكان ما يقرب من 1.4 أضعاف معدل نمو عنصر التحكم. تويولين أمر ضروري للحفاظ على هيكل مصنع خلال استطالة الخلايا ونمو 9.

شكل 1
الشكل 1. نمو حديقة بلسم. (أ) نمو حديقة بلسم تعامل مع مجال مغناطيسي ثابت تحت الظروف المظلمة كانت هامشية. ومع ذلك، نمت النباتات بشكل أسرع عند تعرضها للضوء (الصورة التمثيلية الوحيدة معروضة). (ب) عند تعرضها للضوء، في يوم 3، وكان الفرق في الارتفاع يعتد به إحصائيا (P <0.01، على الوجهين ر -test). (C) كان ارتفاع كل نبات الفرد أعلى حتى يوم 7 (**: الحد الأعلى من الخطأ المعياري للقياس). لم الظروف المظلمة لا تحفز أي خلافات، مشيرا إلى أن الآثار المترتبة على المجال المغناطيسي يمكن أن تترافق مع الهرمونات. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2
الشكل 2. تويولين تلطيخ من حديقة بلسم وزيادة في معدل النمو من حديقة بلسم بعد تطبيق مجال مغناطيسي. (A) حديقة بلسم أظهر توزيع المشتتين من هيكل تويولين عندما تم تطبيق مجال مغناطيسي. وتشير هذه النتيجة أن الهياكل البروتين القبض على النمو مثل تويولين (وربما الأكتين) تتأثر المجالات المغناطيسية الساكنة. (ب) وكان معدل نمو متوسط ​​1.4 أضعاف أعلى من السيطرة، وكان متوسط ​​ارتفاع أعلى في المجموعة التي تلقت العلاج مع الحقل المغناطيسي للأرض. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (3)
الشكل 3. تسهيل حقل المغناطيسي للنمو Mescluns (رشاد بيسوم، الجبهة) وKomatsuna (الكرنب رابا فار. perviridis). سوب البذور عولج plemented طبق بتري مع المجال المغناطيسي لل1750 ± 350 غاوس، ولاحظ لمدة 7 أيام مع الفاصل الزمني الفاصل بين 10 دقيقة. تم قطع الفيديو في الوقت الفاصل بين إلى 15 أجزاء من 11 ساعة لكل منهما. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

فيديو 1 الإطار
فيديو التكميلي 1: لقطات متتابعة النمو من حديقة بلسم (بلظامينا) وحديقة بلسم (بلظامينا) عولج البذور تستكمل طبق بيتري مع المجال المغناطيسي لل1750 ± 350 غاوس ثم لاحظ لمدة 7 أيام مع الفاصل الزمني الفاصل بين 10. دقيقة. تم ترتيبها الفيديو إلى فيلم 30 دقيقة. الرجاء انقر هنا لعرض هذا الفيديو. (انقر بزر الماوس الأيمن للتحميل.)

= "jove_content" FO: المحافظة على together.within الصفحات = "1"> فيديو 2 الإطار
التكميلي فيديو 2: وتظهر المقارنة بين نمو 3 النباتات التي تزرع في ثلاث نسخ Mizuna (. الكرنب رابا فار تفرضه اليابان)، Komatsuna (. الكرنب رابا فار perviridis)، وميسلون (رشاد بيسوم) البذور في قطر 100 ملم (100 بي ) طبق مخبري. في ظل ظروف مماثلة لتلك التي من حديقة بلسم، تم تقييم الأنواع الثلاثة على حدة، والتي كشفت أن تأثير المغناطيس على لوحظ على نطاق واسع في النباتات الزراعية. الرجاء انقر هنا لعرض هذا الفيديو. (انقر بزر الماوس الأيمن للتحميل.)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

في جميع الأحوال، ينبغي تطبيق المغناطيس تحت طبق بتري. بحثت هذه الدراسة تأثير المجالات المغناطيسية على معدل نمو بذور العديد من الأنواع الزراعية، مع التركيز على حديقة بلسم كممثل للنباتات الزراعية. على سبيل المثال، تم تنفيذ تلطيخ تويولين على حديقة بلسم لتقييم التغيرات على المستوى الجزيئي في الجذر والساق والهيكل العظمي الهياكل الصغيرة مما يدل على تأثير المجال المغناطيسي في انتشار طول. سواء تم تطبيق N و S أقطاب المغناطيس في المدى الطويل (7-10 د) دراسة متابعة استخدام حديقة بلسم. ثلاثة أنواع أخرى، Mizuna (الكرنب رابا فار. تفرضه اليابان)، Komatsuna (الكرنب رابا فار. perviridis)، وميسلون (رشاد بيسوم) وعولج، مع المغناطيس الموجهة N-القطب. وكان ذلك لمزيد من التحقق أن المجال المغناطيسي الثابت نفسه، وليس أعمدة، كان عاملا رئيسيا في تعزيز النمو الأولي. بالإضافة إلى ذلك، زيادة عدد الأنواع يقدم الدعم لتطبيق أوسع لتسهيل النمو الأولي المستمدة من المغناطيس في النباتات الزراعية.

عوامل كثيرة، مثل التغذية، والرطوبة، ودرجة الحرارة، والضوء، قد تؤثر على معدل 3 نمو النبات. عقدت كل من هذه المستمر عبر العلاجات. تم استبعاد المكملات الغذائية عن طريق زراعة فقط في الماء المقطر الثلاثي. سيطرنا الأولى للتجارب ضوئية أجريت في البداية على حديقة بلسم في حاضنة تحت الظروف المظلمة. أنماط النمو في بيئة مظلمة تختلف عن تلك الموجودة في البيئة الخفيفة. لذا، أجرينا تجارب لاحقة تحت ظروف الإضاءة (باستخدام كميات مماثلة من الضوء في كل المجموعات التجريبية). لتلطيخ تويولين، كانت تزرع حديقة بلسم تحت ظروف خاضعة للرقابة (الماء المقطر الثلاثي، ودرجة الحرارة 18-25 درجة مئوية، الرطوبة 65٪ -75٪). كانت تجارب أخرى من 7-10-د دراسة متابعة متطابقة "ظروف فارغة: لا التغذية" الظروف لتلك المستخدمة مع جورجياrden بلسم (الماء المقطر الثلاثي، ودرجة الحرارة 18-25 درجة مئوية، الرطوبة 65٪ -75٪). وفيما يتعلق بالطلب المغناطيس، استخدمنا الاستراتيجية التي نحن فيها زيادة الكمية على عدد من الأنواع ومدة تطبيق المغناطيس لمزيد من التحقيق ما إذا كانت الحقول المغناطيسية لها تأثير تسهيل النمو العالمي على النباتات الزراعية التي لا تقتصر على بعض الأنواع. وكان التحقيق هذه الفكرة باستخدام حديقة بلسم (بلظامينا)، Mizuna (الكرنب رابا فار. تفرضه اليابان)، Komatsuna (الكرنب رابا فار. perviridis) وMescluns (رشاد بيسوم).

الأساس الجزيئي لهذه الظاهرة وتوضيح جزئيا التجارب تويولين تلطيخ 9-11، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من التحقيق للاستخدام العملي. تطبيق المغناطيسي الدقيق يمكن أن تكون محدودة في البيئات الرطبة بسبب تآكل المغناطيس في حد ذاته. الحقول المغنطيسية تعزيز جسديا نمو النباتات الزراعية. ومع ذلك، ثيالصورة لا يثبت أن المحتوى الغذائي يزيد أيضا. وينبغي إجراء مزيد من التحليل لمحتويات الكيميائية للنباتات من أجل تحديد ما إذا كان استخدام الحقول المغناطيسية له تأثير مماثل لتلك التي من الأسمدة. ويمكن أيضا أن يتم تقييم هذه في البيئات التي تتوفر العناصر الغذائية، فضلا عن الظروف بالمغذيات فارغة باستخدام الماء المقطر الذي كانوا يعملون في هذه الدراسة. بالإضافة إلى جودة (نوع وشدة، وما إلى ذلك) وكمية من المغناطيس تطبيقها، يمكن أن التكلفة ستكون قضية أخرى تعقيد مثل هذه التطبيقات. يمكن أن يكون مكلفا لتطبيق العديد من المغناطيس طوال حقل كامل المحصول.

وتشير النتائج التي توصلنا إليها أن ساكنة تطبيق المجال المغناطيسي يسرع معدل الإنبات ومعدل النمو الأولي للعديد من الأنواع النباتية المزروعة. وتبين هذه النتائج أن المجال المغناطيسي ثابت له تأثير كبير على نمو النبات، وخاصة النمو 7 من النباتات إنبات 6 والجذر.وقد أشارت دراسات سابقة إلى أن أقصى معدلات الإنبات كانت أعلى بنسبة 20٪ عندما كان تردد المجال المغناطيسي ما يقرب من 10 هرتز 5-6. خلال د 4 فقط من تطبيق مجال مغناطيسي، وزيادة الجذع والجذر طول. وأظهرت المجموعة تعرض لمعاملة الحقل المغناطيسي (ن = 10) ارتفاع معدل 1.4 مرات من النمو مما فعل المجموعة الضابطة (ن = 11) في ما مجموعه 8 د (ع <0.0005). كان هذا المعدل أعلى 20٪ من تلك التي وجدت في الدراسات السابقة التي تستخدم المجال المغناطيسي نابض 6-9.

ونظرا لهذه النتائج، ينبغي أيضا دراسة التعبير الجيني والتنظيم في التجارب المستقبلية من أجل توضيح بعض الآليات المحتملة وراء ردود وحظ أن المجالات المغناطيسية 10. وتشير النتائج التي توصلنا إليها أن تطبيق حقل مغناطيسي يمكن أن يزيد معدل نمو المحاصيل، التي يحتمل أن تساعد على معالجة قضايا الغذاء والفقر في جميع أنحاء العالم. وعلاوة على ذلك، وتطبيق مجال مغناطيسي قد يكون مفيدا لالحد من استخدام الأسمدة الكيماوية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Static magnets JIM 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 ISO value 400 & aperture F 3.2
Sony Vegas Pro 13.0 Sony

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Martin, F. W. In vitro measurement of pollen tube growth inhibition. Plant Physiol. 49, 924-925 (1972).
  2. Pfahler, P. L. In vitro germination characteristics of maize pollen to detect biological activity of environmental pollutants. Environ Health Perspect. 37, 125-132 (1981).
  3. 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).
  4. 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).
  5. Namba, K., Sasao, A., Shibusawa, S. EFFECT OF MAGNETIC FIELD ON GERMINATION AND PLANT GROWTH. Acta Hort. 399, 143-148 (1995).
  6. Hirota, N., Nakagawa, J., Kitazawa, K. Effects of a magnetic field on the germination of plants. Journals of Applied Physics. 85, 5717-5719 (1999).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Hoson, T., Matsumoto, S., Soga, K., Wakabayashi, K. Cortical microtubules are responsible for gravity resistance in plants. Plant Signal Behav. 5, 752-754 (2010).
  11. 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).
  12. Benjamini, Y. Opening the Box of a Boxplot. The American Statistician. 42, 257-262 (1988).

Tags

العلوم البيئية، العدد 113، بيولوجيا النبات، حقل مغناطيسي ثابت والنباتات الزراعية، تويولين، والنمو، معدل والإنتاجية
تعزيز معدل النمو الأولي من النباتات الزراعية باستخدام حقول مغناطيسية ساكنة
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kim, S. C., Mason, A., Im, W.More

Kim, S. C., Mason, A., Im, W. Enhancement of the Initial Growth Rate of Agricultural Plants by Using Static Magnetic Fields. J. Vis. Exp. (113), e53967, doi:10.3791/53967 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter