Повышение начальной скоростью роста сельскохозяйственных растений с помощью статических магнитных полей

Резюме

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.

Аннотация

Электронные устройства и высоковольтные провода вызывают магнитные поля. Магнитное поле 1,300-2,500 Гаусс (0,2 Тесла) наносили на чашки Петри , содержащие семена сада бальзама (Impatiens бальзамическая), Mizuna (Brassica рапа вар. Японикой), Komatsuna (Brassica рапа вар. Perviridis) и Mescluns (Lepidium посевного ). Мы применили магниты под культуры блюдо. В течение 4-х дней применения, мы наблюдали, что стебель и корень длина увеличена. Группа подвергается обработке магнитным полем (N = 10), показал 1,4 раза быстрее, скорость роста по сравнению с контрольной группой (n = 11) в общей сложности на 8 дней (р <0,0005). Этот показатель на 20% выше, чем сообщалось в предыдущих исследованиях. Тубулина сложные линии не имеют точки опоры, но соединительные точки возникают при применении магнитов. Это показывает полное отличие от контроля, что означает аномальные механизмы. Тем не менее, точная причина остается неясной. Эти разрешенияULTS из ускорения роста применения магнитов позволяют предположить, что можно повысить скорость роста, повысить производительность труда, или контролировать скорость прорастания растений путем применения статических магнитных полей. Кроме того, магнитные поля могут вызывать физиологические изменения в клетках растений и может вызвать рост. Таким образом, стимуляция с магнитным полем могут иметь возможные эффекты, схожие с теми, химических удобрений, а это значит, что использование удобрений можно избежать.

Введение

Прорастание рост растений , что приводит к образованию саженца ^1. При определенных условиях, всхожесть семян начинается и эмбриональные ткани возобновить рост. Она начинается с гидратации к семенам, чтобы активировать ферменты для прорастания. Семена могут быть индуцированы к прорастанию в пробирке (в чашке Петри или пробирки) ^1,2.

Статические магнитные поля являются специальные силы , которые вызывают движения молекул с ионных зарядов путем силы Лоренца ^3,4. Сила Лоренца образуется, когда ионизированной или заряженный объект движется под действием магнитного поля. Каждый материал образован с атомами, которые состоят из электронов и протонов. Когда магнитные поля становятся присутствуют, будь то статический или переменный, оно влияет на движение заряженных материала. Это также относится к растениям и молекул воды, что влияет на внутриклеточный молекулы состояния. В предыдущем исследовании, были использованы электромагнитные катушкидля генерирования импульсных магнитных полей, а растения 'Komatsuna' были выбраны в качестве субъектов ^5. В настоящем исследовании, магнит генерируются статические магнитные поля были использованы, чтобы дать аналогичные, но различные эффекты как расширение изучения силы Лоренца.

Частота магнитного поля, а не его полярность, является решающим фактором для растений прорастания. Предыдущие исследования показали, что максимальные скорости передачи прорастание были на 20% выше, чем контроль, когда частота магнитного поля была приблизительно 10 Гц. Когда поле было удалено в ретроградной манере, темпы роста нарушалась ^5. Статические магнитные поля оказывают существенное влияние на начальный ^6-8 роста, в первую очередь на прорастание ⁶ и ⁷ корня роста.

В настоящем исследовании мы использовали статические магниты, чтобы рассмотреть возможность регулирования роста сельскохозяйственных растений с помощью магнитных полей. В частности, мы стремились determine ли определенные условия применения магнитного поля может привести к увеличению темпов роста на более высокие уровни, чем те, которые упомянуты в литературе. Кроме того, если начальная всхожесть растений может быть успешно увеличен с помощью магнитного поля, использование химических удобрений можно избежать.

протокол

1. Исходные настройки

1. Сельскохозяйственные виды растений
   1. Используйте Сад бальзам (Impatiens бальзамическая), Mizuna (Brassica рапа вар. Японикой), Komatsuna (Brassica рапа вар. Perviridis) и Mescluns (Lepidium посевного) семена.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Impatiens бальзамическая (Сад бальзам или Роза бальзам) является разновидностью родной Индии; несколько членов также расположены в Мьянме. Komatsuna (Brassica рапа вар. Perviridis или komatsuna) представляет собой вариант того же вида , как общая репы. Сад кресс (Lepidium посевного) является одним из видов травы, которая таксономически связана с кресс и горчицы. Они имеют схожие вкусы и аромат, для которых они используется в коммерческих целях ^5,7.
2. Культуры растений
   1. Культура Сад бальзам (Impatiens бальзамическая), Mizuna (Brassica рапа вар. Японикой), Komatsuna (Brassica рапа вар. Perviridis), и MesclunСемена s (Lepidium посевного) в диаметре 100 мм (100) пи Петри. Убедитесь, что одна пластина содержит только один тип вида.
   2. Для условий культивирования, поместите семена на полотенце целлюлозы. Погрузить полотенце и семена в троекратно дистиллированной воде. Измерьте и убедитесь, что в помещении лаборатории RT составляет 18-25 ° C, с влажностью в пределах 65-75% (пожалуйста, проверьте раздел 3.1.2).
   3. Для количества семян, культуры 10 ± 1 Семена сада бальзама, 50 ± 10 семян Mizuna, 330 ± 20 Семена Komatsuna и 380 ± 20 Семена Mescluns. Используйте одинаковые условия, измеренные в 18-25 ° C, с влажностью в пределах 65-75% (пожалуйста, проверьте раздел 2.1.1).
      Примечание: Все эксперименты проводились на условиях внутри помещения с регулируемой влажностью и диапазоне температур в лабораторных условиях. Влажность и температура не была статичной, но при условии, что одинаковые условия для магнита группы, обработанной и контроля.

2. Культура четырех сельскохозяйственных растений

1. Экспериментальная процедура
   1. Следуйте раздел 1.2.3) для видов растений и культуры в условиях контроля и магнита прикладной группы.
   2. Применяют три магниты 1,750 ± 350 Гс (10000 Гс = 1 Тесла) в нижней части 100 пи блюд для сада бальзама. Во время применения, убедитесь, что все три магнита не находятся в прямом контакте с семенами, и отделены друг от друга пластиковым дном чашки Петри. Прямое расстояние между семенами и магнитами должно быть 2-4 мм. Применяют магниты в течение 168 часов (7 дней) для четырех сельскохозяйственных растений.
   3. После всех этапов одинаково в пункте 2.1.2), применяются два магнита, один (лицом N стороне вверх) на верхней и другой магнит (обращенной стороне S вверх) на дне сада бальзама культуры пластины.
      Примечание: Полюса применяются по-разному в саду бальзама. Однако полюс ориентация не рассматривается как решающий фактор в данном исследовании для изменения роста, так как все среды являются идентичными, за исключением направлениямагнитного потока. Цель применения полюса N и S для сада бальзама было увидеть его практическую способность при его использовании в полях, где полюс ориентации может быть трудно управлять.

3. Tubulin Окрашивание сад бальзама

1. Магнит Применения с регулируемыми условия освещения
   1. Поместите два магнита (N полюс лицевой стороной вверх) нижней части 100 мм пластины в течение 48 ч, используя условия на этапе 1.2.2.
      Примечание: Для модификации света, культуральных чашек были помещены на пластиковой полке в инкубаторе. Инкубатор был использован для перехвата света и поддержание температуры при 25 ° С в течение 48 ч в темноте. В конечном счете, это условие не использовалось в этом эксперименте, из-за высоких вариаций длины роста.
2. завод Окрашивание
   1. Закрепить весь недотроги SPP двойной цветок растение (включая стебель и корни), выращенного на одинаковых условиях с шагом 3.1.2) в 4% параформальдегида и 0,1 Мфосфатный буфер (рН 7,4) в течение 15 мин.
   2. Извлеките образец недотроги и погружают в течение 2 ч в блокирующем буфере (2% лошадиной сыворотки / 1% бычьего сывороточного альбумина / 0,1% Тритон Х-100 в PBS, рН 7,5). Отмывки образца недотроги, погружая с PBS в течение 15 мин.
   3. Для получения двойного иммунное окрашивание, инкубирование образца с первичным антителом, анти-альфа-тубулина (1: 1000), O / N при температуре 4 ° С.
   4. Извлеките образец и погрузить образцы один раз PBS в течение 10 минут, чтобы вымыть. Использование ФИТЦ-конъюгированное антитело против мышиных IgG (1: 400) в качестве вторичного антитела и инкубировать в течение 2 ч при 25 ° С.
   5. Погрузите образец в PBS и покрывают проскочить весь образец в нижней части 24-луночного планшета. Получение изображений с помощью обычного флуоресцентного микроскопа наблюдать ориентацию тубулина (λ = 550 нм, увеличено до 100X, 200X и 400X).
      Примечание: В этом случае магнит группе , получавшей лечение (N = 10) и управления (п = 11) были подтверждены для сада бальзама (Impatiens бальзамическая) только, выращенной в не темных условиях.

Методы 4. Сбор данных

1. Создание покадровой роста Четыре сельскохозяйственных растений
   1. Фотоснимок растение с интервалом 10 мин, установив заслонку в автоматический режим (это может быть сделано в любой цифровой камерой). Установите диафрагму F 3.2, а значение ISO до 400.
   2. Соберите 700-900 фотографии в течение 7-10 дней. Подключите камеру с электрическими проводами, так как батарея может быть разряжена.
   3. Перетащите фотографии, нажав и капельной каждую фотографию в хронологическом порядке по потоковой линии с кинематографе программного обеспечения (см материалы и таблицу оборудования). Положите его на потоковой линии в равной длительности 0.045-0.05 сек для каждого в общей сложности пленки 30-40 сек. Проверьте, так что нет никаких темных пробелов в выборе каждого снимка в хронологическом порядке.
   4. После этапа 4.1.3, нажмите кнопку воспроизведения в области программного обеспечения для обеспечения вкомпилированном кино в 30-40 сек покадровой видео слайд и нажмите визуализации и сохранения в .MPEG или .avi формат. Для размера маrkers, использовать канадский квартал, американский Пенни, и сантиметр линейки на стороне фото.
   5. Выполните т -TEST и коробки участок для статистического анализа ^11,12.
      Примечание: Группы из пяти чисел сводок были использованы для расчета нижнего предела (L) значения, как Q1 - [1,5 × (Q3 - Q1)] и верхний предел (H) значение как Q3 + [1,5 × (Q3 - Q1) ]. Этот подход был включен в шаге 1.2.2 для сбора данных ¹¹ длины. Значения L и H показывают 99% площади участков Т-распределения, а это значит, что точки данных, наблюдаемые за пределами этого диапазона можно считать выбросы. Вставка участков и т Стьюдента -test были использованы для анализа различий в высотах сеянцев ^12.

Результаты

Тубулина окрашивания показали диспергированные или разбавить структур у растений , выращенных в присутствии магнита по сравнению с контролем (рисунок 2). Кроме того, исследования времени покадровой 7 дней с сельскохозяйственных растений , включая Komatsuna (Brassi...

Обсуждение

В любых условиях, магниты должны быть применены под чашку Петри. Это исследование исследовали влияние магнитных полей на скорость роста семян для нескольких сельскохозяйственных видов, с акцентом на Садовом бальзама в качестве представителя сельскохозяйственных растений. Например, ?...

Материалы

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