Valorizzazione del tasso di crescita iniziale delle Piante Agrarie mediante l'utilizzo di campi magnetici statici
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
Dispositivi elettronici e cavi ad alta tensione inducono campi magnetici. Un campo magnetico di 1,300-2,500 Gauss (0,2 Tesla) è stata applicata a piastre di Petri contenenti semi di Garden Balsam (Impatiens balsamina), Mizuna (Brassica rapa var. Japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis), e Mescluns (Lepidium sativum ). Abbiamo applicato magneti sotto il piatto di cultura. Durante i 4 giorni di applicazione, abbiamo osservato che il fusto e della radice la lunghezza aumentata. Il gruppo sottoposto a trattamento campo magnetico (n = 10) ha mostrato un 1,4 volte più veloce tasso di crescita rispetto al gruppo di controllo (n = 11) in un totale di 8 giorni (p <0,0005). Questo tasso è superiore del 20% rispetto a quello riportato in studi precedenti. Le linee complesse tubulina non hanno punti di collegamento, ma punti di collegamento si verificano al momento della domanda di magneti. Questo dimostra completa differenza dal controllo, che significa arrangiamenti anormali. Tuttavia, la causa esatta rimane poco chiaro. questi resULT di valorizzazione crescita di applicare magneti suggeriscono che è possibile migliorare il tasso di crescita, aumentare la produttività, o controllare la velocità di germinazione di piante applicando campi magnetici statici. Inoltre, i campi magnetici possono causare cambiamenti fisiologici nelle cellule vegetali e possono indurre la crescita. Pertanto, la stimolazione con un campo magnetico può avere effetti che sono simili a quelli di concimi chimici, il che significa che l'uso di fertilizzanti può essere evitato.
Introduction
La germinazione è la crescita di una pianta che provoca la formazione della piantina 1. In determinate condizioni, la germinazione del seme inizia e tessuti embrionali riprendere la crescita. Si inizia con idratazione al seme per attivare gli enzimi per la germinazione. Semi possono essere indotte a germinare in vitro (in una capsula di Petri o provetta) 1,2.
I campi magnetici statici sono forze speciali che causano movimenti di molecole con cariche ioniche a titolo della forza di Lorentz 3,4. forza di Lorentz si forma quando un oggetto ionizzati o cariche si muove sotto un campo magnetico. Ogni materiale è formato con atomi che sono composti da elettroni e protoni. Quando campi magnetici diventano presenti, se è statico o alternata, colpisce il movimento del materiale caricato. Questo vale anche per piante e molecole di acqua, che colpisce la condizione molecola intracellulare. In uno studio precedente, sono stati utilizzati bobine elettromagneticheper generare campi magnetici pulsati, e le piante 'Komatsuna' sono stati scelti come i soggetti 5. Nel presente studio, magnete generato campi magnetici statici sono stati usati per dare un effetti simili ma diversi da uno studio espansione della forza di Lorentz.
La frequenza del campo magnetico, piuttosto che la sua polarità, è un fattore cruciale per la germinazione delle piante. Precedenti studi hanno suggerito che i tassi massimi germinazione erano superiori del 20% rispetto al controllo quando la frequenza del campo magnetico era di circa 10 Hz. Quando il campo è stato rimosso in maniera retrograda, il tasso di crescita è stata compromessa 5. I campi magnetici statici hanno un effetto considerevole sul 6-8 crescita iniziale, in primo luogo sulla germinazione 6 e la radice della crescita 7.
Nel presente studio, abbiamo utilizzato magneti statici per esaminare la possibilità di regolare la crescita delle piante agricole utilizzando i campi magnetici. In particolare, abbiamo voluto determine se certe condizioni di applicazione del campo magnetico potrebbe aumentare i tassi di crescita a livelli più elevati rispetto a quelli citati in letteratura. Inoltre, se la germinazione iniziale delle piante può essere aumentata con successo utilizzando un campo magnetico, l'uso di fertilizzanti chimici può essere evitato.
Protocol
Representative Results
Discussion
In tutte le condizioni, i magneti devono essere applicati sotto la capsula di Petri. Questo studio ha esaminato l'influenza dei campi magnetici sul tasso di crescita di semi per diverse specie agricole, con particolare attenzione alla Garden Balsam come rappresentante di piante agricole. Per esempio, tubulina colorazione è stata eseguita su Garden Balsam valutare i cambiamenti a livello molecolare in radice e gambo micro-strutture scheletriche suggeriscono influenza del campo magnetico nella proliferazione lunghezz…
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).
