采用静态磁场农业植物初始增长率提高

摘要

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.

摘要

电子器件和高压电线诱导磁场。 1,300-2,500高斯（0.2特斯拉）的磁场加到含有凤仙花（ 凤仙花），水菜（ 芜青变种粳稻 ），小松菜的种子皮氏培养皿（ 芜菁变种perviridis）和Mescluns（ 独行菜豌豆 ）。我们采用培养皿下磁铁。在应用程序的4天，我们观察到，茎和根长度增加。在总共8天（P <0.0005）的对照组（n = 11）相比，经受磁场的治疗（10）的组显示出1.4倍的速度增长速度。这速率比在以前的研究中报道的高20％。微管蛋白复合线没有连接点，但在磁铁的应用程序出现连接点。这显示了从控制，这意味着异常安排完全不同。不过，确切原因尚不清楚。这些水库施加磁体的生长增强的ULTS表明，它能够提高生长速度，提高生产效率，或通过施加静态磁场控制植物发芽的速度。另外，磁场可能引起在植物细胞中的生理变化，并且可以诱导生长。因此，刺激与磁场可具有类似于化学肥料，这意味着，肥料的使用可避免的可能影响。

引言

发芽是导致幼苗¹的形成一个植物的生长。在一定条件下，种子萌发开始和胚胎组织恢复生长。它始于水化到种子以激活酶发芽。种子可诱导体外萌发（在培养皿或试管）中^1,2。

静态磁场是特种兵导致由洛伦兹力^3,4方式离子电荷的分子的运动。形成洛伦兹力时在磁场下的离子化或带电物体移动。每一材料与组成电子和质子的原子形成。当磁场成为目前，无论是静态的或交替，它会影响带电材料的移动。这也适用于植物和水分子，从而影响细胞内分子状态。在先前的研究中，使用电磁线圈产生脉冲磁场，和'小松菜'植物被选择作为研究对象^5。在本研究中，磁铁产生静磁场被用来得到类似但不同的作用效果的洛伦兹力的膨胀研究。

磁场的频率，而不是它的极性，是植物发芽的关键因素。先前的研究已经表明，最大发芽率比对照组高20％时的磁场的频率约为10赫兹。当以逆行方式除去字段，增速受损^5。静磁场对初始生长^6-8相当大的影响，主要是对发芽⁶和根系生长^7。

在本研究中，我们使用的静态磁铁来检查通过使用磁场调节农业植物生长的可能性。特别是，我们的目的至determine磁场应用的特定的条件是否能增加的生长速率，以更高的水平比在文献中提到的那些。此外，如果可以使用磁场来成功地提高植物的初始发芽，可避免使用化学肥料。

研究方案

1.初始设置

1. 农业植物物种
   1. 用凤仙花（ 凤仙花），水菜（ 白菜变种粳稻 ），小松菜（ 白菜变种perviridis）和Mescluns（ 独行菜豌豆 ）种子。
      注: 凤仙花 （凤仙花或玫瑰苦瓜）是印度本土的物种;一些成员也设在缅甸。小松（ 芜菁变种perviridis或小松 ）是相同种类的共同萝卜的变体。独行菜（ 独行菜豌豆 ）是一种药草被分类学相关的豆瓣和芥菜。他们有相似的味道和气味，为此，他们是商业利用^5,7。
2. 植物培养
   1. 文化凤仙花（ 凤仙花），水菜（ 白菜变种粳稻 ），小松菜（ 白菜变种perviridis）和MesclunS（ 独行菜豌豆 ）种子在100毫米直径（100 PI）培养皿。保证一个板只包含一种类型的品种。
   2. 对于培养条件，将种子在纤维素毛巾。浸泡毛巾和种子三重蒸馏水。测量和确认实验室室内RT是18-25°C，湿度与范围65-75％（请查看第3.1.2节）。
   3. 为10±1种子凤仙花的，水菜的50±10种子，330±20种子小松菜的，和380±20 Mescluns的种子的种子数，培养。如使用18-25℃测量相同的条件下，用湿度范围65％-75％（请查阅2.1.1节）。
      注:所有实验均在与调节的湿度和温度范围在实验室室内条件下进行的。湿度和温度不是静态的，而是提供了磁铁治疗组和对照相同的条件。

2.四大农业植物文化

1. 实验步骤
   1. 遵循控制和磁体应用组的植物和文化条件的物种，第1.2.3节）。
   2. 在100 PI菜为凤仙花底部的应用1750±350高斯（10000高斯= 1特斯拉）的三个磁体。在申请中，确保三个磁体不与种子直接接触，并且由培养皿的塑料底部是分开的。种子和磁铁之间的直接距离应为2-4毫米。申请的磁体168小时（7天）四农业植物。
   3. 以下相同2.1.2所有步骤），在凤仙花培养板的底部运用两个磁体，一个（朝向Ñ侧上方）上的顶部和其他磁体（面对S端向上）。
      注:极点在凤仙花不同的应用。然而，极取向不被认为是在本研究中为生长改变的一个关键因素，因为所有的环境是除了方向相同的磁通。 N和S极申请凤仙花的目的是要看到在字段，其中极取向可能是难以管理使用它的实际能力。

3.凤仙花的微管蛋白染色

1. 磁体应用程序与管制的光照条件下
   1. 将（N极朝上）100毫米的钢板底48小时，在步骤1.2.2使用条件的两个磁铁。
      注:对于光的修改中，培养皿置于培养箱中一塑料架。用孵化器的光的拦截和保持温度在25℃在黑暗的环境中48小时。最终，这种情况不是本实验由于生长长高变使用。
2. 植物染色
   1. 修复整个凤仙花SPP双花植物（包括茎和根）生长在相同的条件，在4％多聚甲醛和0.1M的步骤3.1.2）磷酸盐缓冲液（pH7.4）15分钟。
   2. 除去凤仙花样本，并在封闭缓冲液（在PBS中2％马血清/ 1％牛血清白蛋白/ 0.1％的Triton X-100，pH值7.5）浸泡2小时。用PBS浸泡15分钟，洗净凤仙样本。
   3. 对于双免疫染色，孵育样品与第一抗体，抗α微管蛋白（1:1000），O / N在4℃。
   4. 取出样品并10分钟洗一次，用PBS浸泡样品。使用FITC-缀合的抗小鼠IgG（1:400）作为第二抗体，并在25℃孵育2小时。
   5. 浸入在PBS样品并覆盖滑整个样品在24孔板的底部。获得使用传统的荧光显微镜来观察微管方向影像（λ= 550纳米，放大到100X，200X和400X）。
      注:在这种情况下，磁铁治疗组（n = 10）和对照组（11例）被确认为凤仙花（ 凤仙花 ）只在非黑暗条件下生长。

4.数据收集方法

1. 四农业植物生长的时间推移创建
   1. 拍摄植物以10分钟的间隔，通过设置快门自动（这可以在任何数字照相机来完成）。设定光圈至F 3.2和ISO值400。
   2. 收集700-900图片为7-10天。相机与电线连接，因为电池会耗尽。
   3. 通过点击和电影制作软件流线以下按时间顺序下探每一张图片（见材料和​​设备表）拖动图片。穿上它在0.045-0.05秒，每个持续时间相等的流线成片共有30-40秒。检查，以便有在时间顺序选择每一个画面无暗差距。
   4. 4.1.3步后，点击软件播放按钮，以确保编译-电影成30-40秒的时间推移视频幻灯片，然后点击渲染并保存到文件.mpeg或.AVI格式。对于大小马rkers，使用加拿大季度，美国的竹篙，和一厘米的统治者照片的一面。
   5. 执行t检验和箱形图进行统计分析^11,12。
      注:五个数摘要组被用于计算下限值（L）的值作为Q 1 - [1.5×（Q3 - Q 1）]和上限（H）的值作为Q 3 + 1.5×（Q3 - Q 1） ]。这种做法被纳入步1.2.2长度的数据收集^11。在L和H值显示在T-分布图的99％的区域，这意味着在此范围外观察到的数据点可以被认为是异常值。 -测试被用来分析在苗木¹²的高度差异箱图和学生的t。

结果

微管蛋白染色显示分散或在磁体的存在下与对照相比（ 图2）生长的植物变薄结构。此外，农业植物，包括小松菜（ 芜菁变种perviridis）和Mescluns（ 独行菜豌豆 ）7-一天的时间推移研究表明，一磁铁衍生静磁场增加这些植物的初始生长（ 图3）。

这些结果表明，暴露于磁场的组中有显着的?...

讨论

在所有的情况下，磁体应该培养皿下应用。本研究对种子的增长速度磁场的影响，若干农产品品种，重点凤仙花农业植物的代表。例如，微管蛋白染色上凤仙花执行以评估根在分子水平的变化和茎骨架微型结构表明在长度扩散磁场的影响。无论是磁石的N极和S极长期（7-10 d）利用凤仙花随访研究中的应用。其他三个品种，水菜（ 白菜变种粳稻 ），小松菜（ 白菜变种perviridis）和Mesclun...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
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