Aperfeiçoamento da taxa de crescimento inicial das plantas agrícolas usando campos magnéticos estáticos
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
dispositivos eletrônicos e fios de alta tensão induzem campos magnéticos. Um campo magnético de 1,300-2,500 Gauss (0,2 Tesla) foi aplicado a placas de Petri contendo sementes de Garden Balsam (Impatiens balsamina), Mizuna (Brassica rapa var. Japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis) e Mescluns (Lepidium sativum ). Nós aplicamos ímãs sob o prato de cultura. Durante os 4 dias de aplicação, observou-se que o comprimento do caule e raiz aumentou. O grupo submetido a tratamento de campo magnético (n = 10) mostrou um 1.4 vezes mais rápido taxa de crescimento em comparação com o grupo de controlo (n = 11) num total de 8 dias (p <0,0005). Esta taxa é 20% maior do que a relatada em estudos anteriores. As linhas complexas de tubulina não têm pontos de conexão, mas os pontos de conexão ocorrer após a aplicação de ímãs. Esta diferença mostra completa a partir do controlo, o que significa arranjos anormais. No entanto, a causa exacta permanece por esclarecer. estes resÜLTS de intensificação do crescimento da aplicação imans sugerem que é possível aumentar a taxa de crescimento, aumentar a produtividade, ou controlar a velocidade de germinação de sementes de plantas através da aplicação de campos magnéticos estáticos. Também, os campos magnéticos pode causar alterações fisiológicas em células de plantas e podem induzir o crescimento. Portanto, a estimulação com um campo magnético pode ter efeitos possíveis que são semelhantes aos dos fertilizantes químicos, o que significa que o uso de fertilizantes pode ser evitado.
Introduction
A germinação é o crescimento de uma planta que resulta na formação de plântulas a 1. Sob certas condições, começa a germinação das sementes e nos tecidos embrionários retomar o crescimento. Ela começa com hidratação para a semente, a fim de activar enzimas para a germinação. As sementes podem ser induzidas a germinar in vitro (em uma placa de Petri ou tubo de ensaio) 1,2.
Campos magnéticos estáticos são forças especiais que causam movimentos de moléculas com cargas iônicas por meio da força de Lorentz 3,4. força de Lorentz é formado quando um ionizados ou acusadas objeto se move sob um campo magnético. Todo o material é formado com os átomos que são compostos de electrões e protões. Quando os campos magnéticos tornam-se presentes, se é estático ou alternada, que afeta o movimento do material carregado. Isto também se aplica às plantas e moléculas de água, que afeta a condição molécula intracelular. Em um estudo anterior, foram utilizados bobinas eletromagnéticaspara gerar campos magnéticos pulsantes, e as plantas 'Komatsuna' foram escolhidos como os indivíduos 5. No presente estudo, o ímã gerados campos magnéticos estáticos foram usadas para dar uma efeitos semelhantes, mas diferentes, como um estudo de expansão da força de Lorentz.
A frequência do campo magnético, ao invés de sua polaridade, é um factor crucial para a germinação da planta. Estudos anteriores sugeriram que as taxas máximas de germinação foram 20% maior do que o controle quando a frequência do campo magnético foi de aproximadamente 10 Hz. Quando o campo foi removido de uma maneira retrógrada, a taxa de crescimento foi prejudicada 5. Campos magnéticos estáticos ter um efeito considerável sobre o crescimento inicial de 6-8, principalmente na germinação 6 e raiz de crescimento de 7.
No presente estudo, foram utilizados magnetos estáticos para examinar a possibilidade de regular o crescimento de plantas agrícolas, utilizando campos magnéticos. Em particular, o nosso objectivo determine se determinadas condições de aplicação do campo magnético poderia aumentar as taxas de crescimento para níveis mais elevados do que os mencionados na literatura. Além disso, se a germinação inicial das plantas pode ser aumentada com sucesso utilizando um campo magnético, a utilização de fertilizantes químicos pode ser evitado.
Protocol
Representative Results
Discussion
Em todas as condições, ímãs devem ser aplicados sob a placa de Petri. Este estudo examinou a influência de campos magnéticos sobre a taxa de crescimento das sementes de várias espécies agrícolas, com foco no Garden Balsam como representante de plantas agrícolas. Por exemplo, a coloração tubulina foi realizada sobre Jardim de bálsamo para avaliar as alterações de nível molecular na raiz e caule micro-estruturas esqueléticas, sugerindo influência do campo magnético na proliferação de comprimento. Ambo…
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).
