Förbättring av den initiala tillväxttakten i jordbruksväxter med hjälp av statiska magnetfält
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
Elektroniska apparater och högspänningstrådar inducerar magnetfält. Ett magnetfält av 1,300-2,500 Gauss (0,2 Tesla) applicerades på Petri-skålar innehållande frön från Garden Balsam (Impatiens balsamina), Mizuna (Brassica rapa var. Japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis), och Mescluns (Lepidium sativum ). Vi tillämpade magneter under odlingsskålen. Under 4 dagar från appliceringen, observerade vi att stammen och rotlängd ökas. Den grupp som utsätts för magnetfält behandling (n = 10) visade en 1,4 gånger snabbare tillväxttakt jämfört med kontrollgruppen (n = 11) i totalt 8 dagar (p <0,0005). Denna sats är 20% högre än vad som rapporterats i tidigare studier. Tubulin komplicerad inte har anslutningspunkter, men anslutningspunkter inträffar vid tillämpningen av magneter. Detta visar fullständig skillnad från kontroll, vilket innebär onormala arrangemang. Förblir emellertid den exakta orsaken oklar. dessa resÜLTS tillväxtförbättring att tillämpa magneter tyder på att det är möjligt att förbättra tillväxttakten öka produktiviteten, eller kontrollera hastigheten på groning av växter genom att tillämpa statiska magnetfält. Dessutom kan magnetfält orsaka fysiologiska förändringar i växtceller och kan inducera tillväxt. Därför kan stimulering med ett magnetfält uppvisar möjliga effekter som liknar de av kemiska gödningsmedel, vilket innebär att kan undvikas användning av gödningsmedel.
Introduction
Groning är tillväxten av en växt, som resulterar i bildandet av plantan 1. Under vissa förhållanden, börjar frögroning och embryonala vävnader återupptas tillväxt. Det börjar med fukt till utsädet för att aktivera enzymer för groning. Frön kan induceras att gro in vitro (i en petriskål eller provrör) 1,2.
Statiska magnetfält är specialstyrkor som orsakar rörelser av molekyler med joniska laddningar i form av Lorentz-kraften 3,4. Lorentz-kraften bildas när en joniserad eller laddade objekt rör sig under ett magnetfält. Varje material bildas med atomer som är sammansatta av elektroner och protoner. När magnetfält blir närvarande, oavsett om det är statiskt eller alternerande, det påverkar rörelsen av laddade materialet. Detta gäller även för växter och vattenmolekyler, som påverkar den intracellulära molekylen tillstånd. I en tidigare studie har elektromagnetiska spolar användesatt generera pulsade magnetfält, och "Komatsuna fabriker valdes som försöks 5. I den aktuella studien, genererade magnet statiska magnetfält användes för att ge en liknande men olika effekter som en utvidgning studie av Lorentz kraft.
Frekvensen hos det magnetiska fältet, snarare än dess polaritet, är en avgörande faktor för växt groning. Tidigare studier har antytt att maximala groning priser var 20% högre än kontrollen när frekvensen hos det magnetiska fältet var ca 10 Hz. När fältet medlet avlägsnades i en retrograd riktning, var tillväxthastigheten försämras 5. Statiska magnetfält har en avsevärd effekt på den initiala tillväxt 6-8, i första hand på groning 6 och rottillväxt 7.
I den aktuella studien använde vi statiska magneter för att undersöka möjligheten att reglera tillväxten av jordbruksväxter med hjälp av magnetfält. Framför allt syftar vi determine om vissa villkor för magnetfält ansökan skulle kunna öka tillväxttakten till högre nivåer än de som nämns i litteraturen. Dessutom, om den initiala groning av växter med framgång kan ökas med användning av ett magnetiskt fält, användning av kemiska gödningsmedel kan undvikas.
Protocol
Representative Results
Discussion
Under alla förhållanden, bör magneter tillämpas under petriskål. Denna studie undersökte påverkan av magnetfält på tillväxthastigheten av frön för flera jordbruks arter, med fokus på Garden Balsam som representant för jordbruksväxter. Till exempel var tubulin färgning utfördes på Garden Balsam att utvärdera de förändringar på molekylnivå i rot och stam skelettmikrostrukturer som tyder på påverkan av det magnetiska fältet i längd proliferation. Både N och S poler magnet tillämpades i ett lån…
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).
