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).

1. Grundeinstellungen <ol><li> Landwirtschaftliche Pflanzenarten <ol><li> Verwenden Garten - Balsam (Impatiens balsamina), Mizuna (Brassica rapa var. Japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis) und Mescluns (Lepidium sativum) Samen. HINWEIS: Impatiens balsamina (Garten - Balsam oder Rose Balsam) ist eine Art stammt aus Indien; einige Mitglieder sind auch in Myanmar. Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis oder Komatsung) ist eine Variante der gleichen Art wie die gemeinsame Rübe. Gartenkresse (Lepidium sativum) ist eine Art von Kraut , das taxonomisch zu Kresse und Senf verwandt ist. Sie haben ähnliche Geschmacks- und Duft, für die sie 5,7 kommerziell genutzt werden. </li></ol></li><li> Pflanzenkulturen <ol><li> Kultur Garten - Balsam (Impatiens balsamina), Mizuna (Brassica rapa var. Japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis) und Mescluns (Lepidium sativum) Samen in einem Durchmesser von 100 mm (100 pi) Petrischale. Stellen Sie sicher, dass eine Platte nur eine Art von Spezies enthält. </li><li> Für Kulturbedingungen, legen Sie die Samen auf einem Zellulosetuch. Tauchen Sie das Handtuch und Samen in dreifach destilliertem Wasser. Messen Sie und bestätigen Sie, dass der Innen Labor RT ist 18-25 ° C, mit einer Luftfeuchtigkeit von 65-75% (bitte Abschnitt 3.1.2). </li><li> Für Anzahl von Samen, Kultur 10 ± 1 Samen von Garten-Balsam, 50 ± 10 Samen von Mizuna, 330 ± 20 Samen von Komatsuna und 380 ± 20 Samen von Mescluns. Verwenden Sie den gleichen Bedingungen gemessen, wie 18-25 ° C, mit einer Luftfeuchtigkeit von 65-75% (bitte Abschnitt 2.1.1). HINWEIS: Alle Experimente wurden an Bedingungen im Innenbereich mit der geregelten Luftfeuchtigkeit und Temperaturbereich im Labor durchgeführt. Die Feuchtigkeit und die Temperatur war nicht statisch, sondern vorgesehen, um die gleichen Bedingungen für den Magneten behandelten Gruppe und der Kontroll. </li></ol></li></ol> 2. Kultur von vier landwirtschaftlichen Pflanzen<ol><li> Versuchsdurchführung <ol><li> Folgen Sie Abschnitt 1.2.3) für Pflanzenarten und Kulturbedingungen in der Steuerung und Magnet angewendet Gruppe. </li><li> Bewerben drei Magnete von 1.750 ± 350 Gauss (10.000 Gauss = 1 Tesla) am unteren Rand der 100 pi Gerichte für Garten-Balsam. Während der Anwendung sicher, dass die drei Magnete nicht in direktem Kontakt mit den Samen, und werden durch den Kunststoffboden der Petrischale getrennt. Der direkte Abstand zwischen Samen und Magneten sollte 2-4 mm betragen. Tragen Sie Magnete für 168 Stunden (7 Tage) für vier landwirtschaftlichen Pflanzen. </li><li> Im Anschluss an alle identisch Schritte in 2.1.2), gelten zwei Magneten, ein (gegenüber N-Seite nach oben) auf der Oberseite und anderen Magneten (gegenüber S-Seite nach oben) an der Unterseite des Garten-Balsam Kulturplatte. HINWEIS: Die Pole sind unterschiedlich in Garten-Balsam aufgetragen. Jedoch ist die Polausrichtung nicht als entscheidender Faktor in dieser Studie für das Wachstum Veränderungen berücksichtigt, da alle Umgebungen identisch mit Ausnahme der Richtung sind,des magnetischen Flusses. Der Zweck von N- und S-Pol-Anwendung für Garten-Balsam war sich mit der es in den Bereichen der praktischen Fähigkeit, zu sehen, wo Pole Orientierung schwer sein könnte, zu verwalten. </li></ol></li></ol> 3. Tubulin Anfärbung von Garten-Balsam <ol><li> Magnet-Anwendungen mit geregelten Licht Zustand <ol><li> Legen Sie zwei Magnete (N-Pol nach oben) unten in der 100-mm-Platte für 48 Stunden unter Verwendung von Bedingungen in Schritt 1.2.2. HINWEIS: Für die Modifikation von Licht, die Kulturschalen auf einem Kunststoff-Regal in den Inkubator gelegt wurden. Inkubator wurde das Abfangen von Licht und Halten der Temperatur bei 25 ° C für 48 Stunden in dunklen Umgebungen verwendet wird. Schließlich wurde diese Bedingung nicht bei diesem Versuch durch hohe Schwankungen in Wachstumslänge. </li></ol></li><li> Pflanzen Anfärben <ol><li> Befestigen Sie das gesamte Impatiens SPP Doppel Blume Pflanze (einschließlich Stamm und Wurzeln) gewachsen auf identischen Bedingungen mit Schritt 3.1.2) in 4% Paraformaldehyd und 0,1 MPhosphatpuffer (pH 7,4) für 15 min. </li><li> Entfernen Sie die Impatiens Probe und tauche für 2 h in Blockierungspuffer (2% Pferdeserum / 1% Rinderserumalbumin / 0,1% Triton X-100 in PBS, pH 7,5). Waschen Sie die Impatiens Probe für 15 min mit PBS eingetaucht wird. </li><li> Für Doppel-Immunfärbung, Inkubation der Probe mit dem primären Antikörper, anti-alpha-Tubulin (1: 1000), O / N bei 4 ° C. </li><li> Entfernen Sie die Probe und tauchen Sie die Proben einmal mit PBS für 10 Minuten zu waschen. Verwendung FITC-konjugierter anti-Maus-IgG (1: 400) als sekundärer Antikörper und bei 25 ° C für 2 Stunden inkubiert. </li><li> Tauchen Sie die Probe in PBS und decken die gesamte Probe im Boden von 24-Well-Platte gleiten. Erhalten Sie Bilder ein herkömmliches Fluoreszenzmikroskop mit Tubulin Orientierung zu beobachten (λ = 550 nm, vergrößert zu 100X, 200X und 400X). HINWEIS: In diesem Fall wird der Magnet behandelten Gruppe (n = 10) und Kontrollgruppe (n = 11) nur für Garten - Balsam (Impatiens balsamina) bestätigt wurden, in nicht-Dunkel - Bedingungen gezüchtet. </li&gt; </ol></li></ol> 4. Methoden der Datenerhebung <ol><li> Zeitraffer Schaffung von vier landwirtschaftliche Pflanzenwachstum <ol><li> Fotografieren Sie das Werk in 10-Minuten-Intervallen, durch Verschluss Auto-Einstellung (dies kann in jeder digitalen Kamera gemacht werden). Stellen Sie die Blende F 3.2 und den ISO-Wert bis 400. </li><li> Sammeln Sie 700 bis 900 Bilder für 7-10 Tage. Schließen Sie die Kamera mit elektrischen Leitungen, da Batterie erschöpft sein könnte. </li><li> Ziehen Sie die Bilder durch einen Klick und Ablegen jedes Bild chronologisch unter der Streaming-Linie mit Filme Software (siehe Materialien und Geräte Tabelle). Legen Sie es auf einem Streaming-Linie in gleicher Dauer von 0,045 bis 0,05 sec für jeden in einen Film insgesamt 30-40 sec. Überprüfen Sie so, dass es keine dunklen Lücken mit dem jedes Bild in einer chronologischen Reihenfolge auswählen. </li><li> Nach dem Schritt 4.1.3, Play-Taste in der Software klicken Sie auf die kompilierte-Film in eine 30-40 sec Zeitraffer-Video-Folie und klicken Sie auf machen und speichern zu .mpeg oder .avi-Format zu gewährleisten. Für Größe markers Verwenden Canadian Quarter, einen amerikanischen Penny und einen Zentimeter Lineal auf der Seite des Fotos. </li><li> Führen t -test und Box - Plot für die statistische Analyse 11,12. HINWEIS: Gruppen von fünf Nummer Zusammenfassungen wurden verwendet, um die untere Grenze (L) Wert als die Berechnung von Q1 - [1,5 x (Q3 - Q1)] und die obere Grenze (H) Wert als Q3 + [1,5 x (Q3 - Q1) ]. Dieser Ansatz wurde in den Schritt integriert 1.2.2 für Länge der Datenerhebung 11. Die L- und H-Werte zeigen die 99% der Fläche der T-Verteilung Plots, was bedeutet, dass die Datenpunkte außerhalb dieses Bereichs beobachtet wird, kann als Ausreißer werden. Box - Plots und Student-t - Test verwendet wurden 12 , die Unterschiede in den Höhen von Sämlingen zu analysieren. </li></ol></li></ol>

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The Authors have nothing to disclose.

In allen Bedingungen sollte Magneten unter der Petrischale aufgebracht werden. Diese Studie untersuchte den Einfluss von Magnetfeldern auf die Wachstumsrate der Samen für mehrere landwirtschaftliche Pflanzenarten, mit Fokus auf Garten-Balsam als Vertreter der landwirtschaftlichen Pflanzen. Zum Beispiel wurde Tubulin-Färbung an Garden Balsam durchgeführt, die molekularen Ebene Änderungen in root zu bewerten und Skelettmikrostrukturen stammen Einfluß des Magnetfeldes in der Länge Proliferation hindeutet. Sowohl die N- und S-Pole des Magneten wurden in einem langfristigen (7-10 d) Follow-up-Studie mit Garten-Balsam angewendet. Drei weitere Arten, Mizuna (Brassica rapa var. Japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis) und Mesclun (Lepidium sativum) wurden mit N-Pol - orientierten Magneten behandelt. Dies wurde weiter sicherzustellen, dass das statische Magnetfeld selbst, nicht die Pole, ein wichtiger Faktor in der anfänglichen Wachstumsverstärkung war. Darüber hinaus steigt die Anzahl der Arten unterstütztbreitere Anwendbarkeit in landwirtschaftlichen Pflanzen anfänglichen Wachstums Erleichterung Magnet abgeleitet. Viele Faktoren, wie Ernährung, Feuchtigkeit, Temperatur und Licht, könnte die Geschwindigkeit des Pflanzenwachstums 3 beeinflussen. Jeder von ihnen wurde konstant über Behandlungen gehalten. Nahrungsergänzungsmittel wurde nur die Kultivierung in dreifach destilliertem Wasser ausgeschlossen. Wir zunächst für leichte Experimente gesteuert wurden in einem Inkubator unter dunklen Bedingungen auf Garten-Balsam zunächst ausgeführt. Wachstumsmuster in der dunklen Umgebung unterschieden sich von denen in der Licht-Umgebung. Deshalb führten wir nachfolgende Experimente unter Lichtbedingungen (gleiche Lichtmengen in allen Versuchsgruppen verwendet wird). Für die Tubulin-Färbung, die Garten-Balsam wurde unter kontrollierten Bedingungen (triple-destilliertes Wasser, Temperatur 18-25 ° C, Luftfeuchtigkeit 65% -75%) gewachsen. Andere Versuche der 7-10-d-Follow-up-Studie hatten identische &quot;null Bedingungen: keine Ernährung&quot; Bedingungen, wie sie verwendet wurden mit Garden Balsam (triple destilliertes Wasser, Temperatur 18-25 ° C, Luftfeuchtigkeit 65% -75%). In Bezug auf die Magnetanwendung verwendeten wir eine Strategie, wobei wir quantitativ die Zahl der Arten und die Dauer der Magnetanwendung erhöht, weiter zu untersuchen, ob Magnetfelder haben einen universellen wachstums erleichtern Wirkung auf landwirtschaftliche Pflanzen, die nicht auf bestimmte Arten beschränkt ist. Diese Idee wurde mit Garten - Balsam (Impatiens balsamina), Mizuna (Brassica rapa var. Japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis) und Mescluns (Lepidium sativum) untersucht. Die molekulare Grundlage dieses Phänomens wurde teilweise durch die Tubulin - Färbung Experimente geklärt 9-11, aber weitere Untersuchungen für die praktische Anwendung benötigt wird . Präzise magnetische Anwendung kann in feuchter Umgebung begrenzt werden, um die Erosion des Magneten aufgrund selbst. Die Magnetfelder physisch um das Wachstum von landwirtschaftlichen Pflanzen zu verbessern. Allerdings this nicht beweisen, dass Nährstoffgehalt zunimmt. Eine weitere Analyse der chemischen Inhalte der Pflanzen sollten durchgeführt werden, um zu bestimmen, ob die Verwendung von Magnetfeldern hat einen Effekt ähnlich zu dem eines Düngemittels. Dies könnte auch in Umgebungen ausgewertet werden, in dem Nährstoffe bereitgestellt werden, sowie die nährstoff null Bedingungen destillierten Wasser, das in der vorliegenden Studie verwendet wurden. Neben der Qualität (Art, Intensität, etc.) und die Menge der angewandten Magneten können die Kosten ein weiteres Problem zu komplizieren solche Anwendungen sein. Es kann teuer sein, um zahlreiche Magneten während eines gesamten Getreidefeld gelten. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass statische Magnetfeld-Anwendung beschleunigt die Keimung und anfängliche Wachstumsrate von mehreren Kulturpflanzenarten. Diese Ergebnisse zeigen , dass ein statisches Magnetfeld eine signifikante Wirkung auf das Pflanzenwachstum, insbesondere die Keimung 6 und 7 Wurzelwachstum von Pflanzen.Frühere Studien haben vorgeschlagen , dass maximale Keimungsraten 20% höher waren , wenn die Frequenz des Magnetfeldes etwa 10 Hz 5-6 war. Während nur 4 d der Anwendung eines magnetischen Feldes, der Stiel und Wurzellänge erhöht. Die Gruppe, zu einer Magnetfeldbehandlung unterzogen (n = 10) zeigte eine 1,4-mal höhere Wachstumsrate als die Kontrollgruppe (n = 11) in insgesamt 8 d (p &lt;0,0005). Diese Rate war 20% höher als in früheren Studien festgestellt , dass ein gepulstes Magnetfeld 6-9 verwendet. Vor dem Hintergrund dieser Erkenntnisse, die Genexpression und Regulierung sollte auch in zukünftigen Experimenten zur Klärung der möglichen Mechanismen hinter den beobachteten Reaktionen auf Magnetfelder 10 untersucht werden. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die Anwendung eines Magnetfeldes Erntewachstumsrate erhöhen könnte, die möglicherweise Nahrung und Armut Probleme helfen könnte weltweit zu adressieren. Außerdem könnte die Anwendung eines magnetischen Feldes nützlich sein,die Verwendung von chemischen Düngemitteln zu reduzieren.

Keimung ist das Wachstum einer Pflanze, die 1 in der Bildung der Keimling führt. Unter bestimmten Bedingungen beginnt die Keimung der Samen und die embryonalen Gewebe Wachstum wieder aufzunehmen. Es beginnt mit Feuchtigkeit auf das Saatgut, um Enzyme, die für die Keimung zu aktivieren. Samen können induziert werden , in vitro zu keimen (in einer Petrischale oder Teströhrchen) 1,2. Statische Magnetfelder sind spezielle Kräfte, die Bewegungen von Molekülen mit ionischen Ladungen durch die Lorentzkraft 3,4 verursachen. Lorentzkraft wird gebildet, wenn ein ionisiertes oder geladene Objekt bewegt sich unter einem Magnetfeld. Jedes Material wird mit Atomen gebildet, die aus Elektronen und Protonen bestehen. Wenn magnetische Felder vorhanden sein, ob sie statisch oder Wechsel ist, wirkt sich die Bewegung von geladenen Materials. Dies gilt auch für Pflanzen und Wassermoleküle, die die intrazelluläre Molekül Zustand wirkt. In einer früheren Studie wurden elektromagnetische Spulen verwendetzu erzeugen Pflanzen gepulste Magnetfelder und &#39;Komatsuna&#39; wurden 5 als die Themen gewählt. In der vorliegenden Studie erzeugten Magnet statische Magnetfelder wurden verwendet, um eine ähnliche, aber unterschiedliche Effekte als Expansions Studium der Lorentzkraft zu geben. Die Frequenz des Magnetfeldes, sondern als seine Polarität, ist ein entscheidender Faktor für die Pflanzen Keimung. Frühere Studien haben vorgeschlagen, dass maximale Keimungsraten 20% höher als die Kontrolle waren, wenn die Frequenz des Magnetfeldes ungefähr 10 Hz war. Wenn das Feld in einer retrograden Weise entfernt wurde, wurde die Wachstumsrate 5 beeinträchtigt. Statische Magnetfelder haben eine beträchtliche Auswirkung auf die anfängliche Wachstums 6-8, in erster Linie auf die Keimung und Wurzelwachstum 6 7. In der vorliegenden Untersuchung verwendeten wir statischen Magneten die Möglichkeit der Regulierung des Wachstums von landwirtschaftlichen Pflanzen zu untersuchen, durch magnetische Felder verwenden. Insbesondere wollten wir auf determine, ob bestimmte Bedingungen der Magnetfeldaufwandmengen, die Wachstums erhöhen könnte in der Literatur erwähnt diejenigen auf ein höheres Niveau als. Außerdem, wenn die anfängliche Keimung der Pflanzen kann erfolgreich unter Verwendung eines magnetischen Feldes erhöht werden, die Verwendung von chemischen Düngemitteln vermieden werden.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="646">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Static magnets</td>
			<td style="width:144px;">JIM</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td style="width:167px;">2000Gauss</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">2% horse serum/1% bovine serum albumin/0.1% Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Merged with 55514</td>
			<td>Blocking buffer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Primary antibody</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:119px;">sc-8035</td>
			<td>a-Tubulin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Secondary antibody</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:119px;">sc-2010</td>
			<td>FITC-conjugated anti-mouse IgG</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">time lapse photographic techniques</td>
			<td style="width:144px;">Manually controlled</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>ISO value 400 &#38; aperture F 3.2</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sony Vegas Pro 13.0</td>
			<td style="width:144px;">Sony</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td style="width:167px;">N/A</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

enhancement of the initial growth rate of agricultural plants by using static magnetic fields

Elektronische Geräte und Hochspannungsleitungen induzieren Magnetfelder. Ein Magnetfeld von 1,300-2,500 Gauss (0,2 Tesla) auf Petrischalen aufgetragen wurde Samen von Garten - Balsam (Impatiens balsamina), Mizuna (Brassica rapa var. Japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis) enthält, und Mescluns (Lepidium sativum ). Wir wandten Magneten unter der Kulturschale. Während der 4 Tage Anwendungs ​​beobachteten wir, dass der Stamm und Wurzellänge erhöht. Die Gruppe Magnetfeldbehandlung unterzogen (n = 10) zeigte eine 1,4-fache schneller Wachstumsrate im Vergleich mit der Kontrollgruppe (n = 11) in insgesamt 8 Tage (p &lt;0,0005). Diese Rate ist 20% höher als die in früheren Studien berichtet. Die Tubulin komplexen Linien hatte keine Punkte verbinden, aber Verbindungsstellen auftreten bei der Anwendung von Magneten. Dies zeigt vollständige Differenz von der Kontrolle, die abnormal Anordnungen bedeutet. Jedoch bleibt die genaue Ursache nicht klar. Diese results Wachstumssteigerung Magneten des Anwendens legen nahe, dass es möglich ist, die Wachstumsrate zu verbessern, die Produktivität zu erhöhen, oder um die Geschwindigkeit der Keimung der Pflanzen steuern durch statische Magnetfelder anwenden. Auch Magnetfelder können physiologische Veränderungen in Pflanzenzellen verursachen und das Wachstum induzieren kann. Daher Stimulation mit einem Magnetfeld können mögliche Effekte, die denen von chemischen Düngemitteln ähnlich sind, was bedeutet, dass die Verwendung von Düngemitteln vermieden werden kann.

Tubulin - Färbung zeigte in Pflanzen in Gegenwart des Magneten dispergiert oder verdünnt Strukturen gewachsen im Vergleich zur Kontrolle (Abbildung 2). Außerdem 7 Tage Zeitrafferstudien mit landwirtschaftlichen Pflanzen einschließlich Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis) und Mescluns (Lepidium sativum) zeigte an, daß ein Magnet statisches Magnetfeld abgeleitet erhöht das anfängliche Wachstum dieser Pflanzen (Abbildung 3). Diese Ergebnisse legen nahe , dass die Gruppe zu einem Magnetfeld ausgesetzt hatte eine bemerkenswerte Wachstumsänderung (Abbildung 1). Pflanzen in dunklen Umgebungen gewachsen zeigten keinen Unterschied, was darauf hindeutet, dass nur das Licht bestehenden Zustand in einem Experiment 7 Tage im Zeitraffer anwendbar war. Drei repräsentative Landpflanzen wurden in dieser Studie verwendet, aber mehr Pflanzen verwendet werden könnten. Getreide und andere Pflanzen werden untersucht, unter Verwendung vondas gleiche Protokoll. In früheren Studien, die Wachstumsrate um 20% erhöht, während die vorliegenden Ergebnisse zeigten eine 1,4-fache Erhöhung, die 40%. Somit Anwendung eines Magneten mit statischem Magnetfeld war wirksamer als die Anwendung von magnetischen Impulsen abwechselt. Bestimmung der Wirkung eines Magnetfeldes kann kompliziert sein , da jede molekulare Struktur mit elektrischer Ladung kann 3,4 beeinflusst werden. Das statische Magnetfeld erschien die anfängliche Wachstumsrate von Garten Balsam in einer kultivierten Zellulose Turm Gewebe zu beeinflussen. Der Wert war statistisch signifikant und betrug etwa das 1,4-fache der Wachstumsrate der Kontrolle. Tubulin ist von wesentlicher Bedeutung für die Aufrechterhaltung der Anlagenstruktur während der Zell Dehnung und das Wachstum 9. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/53967/53967fig1.jpg" /> Abbildung 1. Das Wachstum der Garten - Balsam. </strOng&gt; (A) Das Wachstum der Garten - Balsam mit einem statischen Magnetfeld behandelt unter dunklen Bedingungen marginal wurde; jedoch wuchsen die Pflanzen schneller, wenn sie Licht (der einzige repräsentative Abbildung gezeigt) ausgesetzt. (B) wenn sie Licht ausgesetzt, am 3. Tag war der Unterschied in der Höhe statistisch signifikant (p &lt;0,01, zweiseitiger t - Test). (C) jeder Höhe der einzelnen Anlagen höher war bis zum Tag 7 (**: obere Grenze der Standardfehler für die Messung). Dunkle Bedingungen induzierte keine Unterschiede, was darauf hinweist , dass die Auswirkungen des Magnetfeldes mit Hormonen in Verbindung gebracht werden konnten. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53967/53967fig1large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53967/53967fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/53967/53967fig2.jpg" /> Abbildung 2. Tubulin - Färbung von Garten - Balsam und dieErhöhung der Wachstumsrate von Garten - Balsam nach der Anwendung eines Magnetfeldes. (A) zeigte Garden Balsam eine disperse Verteilung der Tubulin - Struktur , wenn ein Magnetfeld angelegt wurde. Dieser Befund zeigt, dass das Wachstum sperrProteinStrukturen wie Tubulin (und möglicherweise Aktin) durch statische Magnetfelder beeinflusst werden. (B) Die mittlere Wachstumsrate lag bei 1,4-fach höher als die der Kontrolle, und die mittlere Höhe war höher in der Gruppe mit dem magnetischen Feld behandelt. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53967/53967fig2large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53967/53967fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/53967/53967fig3.jpg" /> Abbildung 3. Ein Magnetfeld , das Wachstum von Mescluns (Lepidium sativum, vorne) und Komatsuna erleichtert (Brassica rapa var. Perviridis). Der Samen supgänzt Petrischale wurde mit einem Magnetfeld von 1.750 ± 350 Gauss behandelt und für 7 Tage mit einem Zeitraffer-Intervall von 10 min beobachtet. Die Zeitraffer-Video bis 15 Fragmente von 11 Stunden geschnitten wurde jeder. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53967/53967fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53967/53967fig3large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Video 1-Rahmen" src="/files/ftp_upload/53967/53967video1.jpg" /> Ergänzende Video 1: Wachstum Timelapse Garten - Balsam (Impatiens balsamina) Ein Garten - Balsam (Impatiens balsamina) Samen ergänzt Petrischale mit einem Magnetfeld von 1750 ± 350 Gauss behandelt wurde und dann für 7 Tage mit einem Zeitraffer-Intervall von 10 beobachtet. Minute Das Video wurde in einer 30 - minütigen Film neu geordnet. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53967/timelapse1.mp4">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53967/timelapse1.mp4">dieses Video anzusehen. (Rechtsklick zum Download</a> bereit <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53967/timelapse1.mp4">.)</a> Ergänzende Video . 2: Vergleich des Wachstums von 3 Pflanzen in dreifacher Ausfertigung gewachsen Mizuna (. Brassica rapa var japonica), Komatsuna (. Brassica rapa var perviridis) und Mesclun (Lepidium sativum) Samen werden in einem Durchmesser von 100 mm gezeigt (100 pi ) Petrischale. Unter den gleichen Bedingungen wie der Garten - Balsam, die drei Arten getrennt ausgewertet wurden, die zeigten , dass die Wirkung des Magneten im Großen und Ganzen in landwirtschaftlichen Pflanzen zu beobachten ist. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53967/timelapse2.avi">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53967/timelapse2.avi">dieses Video anzusehen. (Rechtsklick zum Download</a> bereit <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53967/timelapse2.avi">.)</a>

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Enhancement of the Initial Growth Rate of Agricultural Plants by Using Static Magnetic Fields

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.

Verbesserung des Anfangswachstumsrate von landwirtschaftlichen Pflanzen durch statische Magnetfelder

Electronic devices and high-voltage wires induce magnetic fields. A magnetic field of 1,300-2,500 Gauss (0.2 Tesla) was applied to Petri dishes containing ...

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Nanyang Technological University

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13.1K Aufrufe.  Yonsei University. 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.

Serie: Enhancement of the Initial Growth Rate of Agricultural Plants by Using Static Magnetic Fields

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the biogeochemical drivers of climate change and to the development and evaluation of GHG mitigation strategies based on modulation of landscape management practices. The static chamber-based method described here is based on trapping gases emitted from the soil surface within a chamber and collecting samples from the chamber headspace at regular intervals for analysis by gas chromatography. Change in gas concentration over time is used to calculate flux. This method can be utilized to measure landscape-based flux of carbon dioxide, nitrous oxide, and methane, and to estimate differences between treatments or explore system dynamics over seasons or years. Infrastructure requirements are modest, but a comprehensive experimental design is essential. This method is easily deployed in the field, conforms to established guidelines, and produces data suitable to large-scale GHG emissions studies.

This article showcases the static chamber-based method for measurement of greenhouse gas flux from soil systems. With relatively modest infrastructure investments, measurements may be obtained from multiple treatments/locations and over timeframes ranging from hours to years.

Messung der Treibhausgas-Flux aus landwirtschaftlichen Böden mit statischer Chambers

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the ...

Forschung

Umwelt

The Use of High-resolution Infrared Thermography (HRIT) for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants

Freezing events that occur when plants are actively growing can be a lethal event, particularly if the plant has no freezing tolerance. Such frost events often have devastating effects on agricultural production and can also play an important role in shaping community structure in natural populations of plants, especially in alpine, sub-arctic, and arctic ecosystems. Therefore, a better understanding of the freezing process in plants can play an important role in the development of methods of frost protection and understanding mechanisms of freeze avoidance. Here, we describe a protocol to visualize the freezing process in plants using high-resolution infrared thermography (HRIT). The use of this technology allows one to determine the primary sites of ice formation in plants, how ice propagates, and the presence of ice barriers. Furthermore, it allows one to examine the role of extrinsic and intrinsic nucleators in determining the temperature at which plants freeze and evaluate the ability of various compounds to either affect the freezing process or increase freezing tolerance. The use of HRIT allows one to visualize the many adaptations that have evolved in plants, which directly or indirectly impact the freezing process and ultimately enables plants to survive frost events.

The Use of High-resolution Infrared Thermography HRIT for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants

Here we present a protocol that allows one to visualize sites of ice formation and avenues of ice propagation in plants utilizing high resolution infrared thermography (HRIT).

Die Verwendung von hochauflösenden Infrarot-Thermografie (HRIT) für das Studium der Ice Ice Keimbildung und Ausbreitung in Pflanzen

Freezing events that occur when plants are actively growing can be a lethal event, particularly if the plant has no freezing tolerance. Such frost events ...

Characterization and Application of Passive Samplers for Monitoring of Pesticides in Water

Five different water passive samplers were calibrated under laboratory conditions for measurement of 124 legacy and current used pesticides. This study provides a protocol for the passive sampler preparation, calibration, extraction method and instrumental analysis. Sampling rates (RS) and passive sampler-water partition coefficients (KPW) were calculated for silicone rubber, polar organic chemical integrative sampler POCIS-A, POCIS-B, SDB-RPS and C18 disk. The uptake of the selected compounds depended on their physicochemical properties, i.e., silicone rubber showed a better uptake for more hydrophobic compounds (log octanol-water partition coefficient (KOW) &#62; 5.3), whereas POCIS-A, POCIS-B and SDB-RPS disk were more suitable for hydrophilic compounds (log KOW &#60; 0.70).

A protocol about the characterization and application of five different passive sampling devices is presented.

Charakterisierung und Anwendung von Passivsammler für die Überwachung von Pestiziden in Wasser

Five different water passive samplers were calibrated under laboratory conditions for measurement of 124 legacy and current used pesticides. This study ...

Continuous Instream Monitoring of Nutrients and Sediment in Agricultural Watersheds

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in water resources is a prerequisite for understanding the drivers of the pollutant loads and for making informed water resource management decisions. The commonly used &#34;grab sampling&#34; method provides the concentrations of pollutants at the time of sampling (i.e., a snapshot concentration) and may under- or overpredict the pollutant concentrations and loads. Continuous monitoring of nutrients and sediment has recently received more attention due to advances in computing, sensing technology, and storage devices. This protocol demonstrates the use of sensors, sondes, and instrumentation to continuously monitor in situ nitrate, ammonium, turbidity, pH, conductivity, temperature, and dissolved oxygen (DO) and to calculate the loads from two streams (ditches) in two agricultural watersheds. With the proper calibration, maintenance, and operation of sensors and sondes, good water quality data can be obtained by overcoming challenging conditions such as fouling and debris buildup. The method can also be used in watersheds of various sizes and characterized by agricultural, forested, and/or urban land.

With the advancement of technology and the rise in end-user expectations, the need and use of higher temporal resolution data for pollutant load estimation has increased. This protocol describes a method for continuous in situ water quality monitoring to obtain higher temporal resolution data for informed water resource management decisions.

Kontinuierliche Instream Überwachung von Nährstoffen und Sediment in landwirtschaftlichen Wasserscheiden

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in ...

Methodology for Developing Life Tables for Sessile Insects in the Field Using the Whitefly, Bemisia tabaci, in Cotton As a Model System

Life tables provide a means of measuring the schedules of birth and death from populations over time. They also can be used to quantify the sources and rates of mortality in populations, which has a variety of applications in ecology, including agricultural ecosystems. Horizontal, or cohort-based, life tables provide for the most direct and accurate method of quantifying vital population rates because they follow a group of individuals in a population from birth to death. Here, protocols are presented for conducting and analyzing cohort-based life tables in the field that takes advantage of the sessile nature of the immature life stages of a global insect pest, Bemisia tabaci. Individual insects are located on the underside of cotton leaves and are marked by drawing a small circle around the insect with a non-toxic pen. This insect can then be observed repeatedly over time with the aid of hand lenses to measure development from one stage to the next and to identify stage-specific causes of death associated with natural and introduced mortality forces. Analyses explain how to correctly measure multiple mortality forces that act contemporaneously within each stage and how to use such data to provide meaningful population dynamic metrics. The method does not directly account for adult survival and reproduction, which limits inference to dynamics of immature stages. An example is presented that focused on measuring the impact of bottom-up (plant quality) and top-down (natural enemies) effects on the mortality dynamics of B. tabaci in the cotton system.

Methodology for Developing Life Tables for Sessile Insects in the Field Using the Whitefly, Bemisia tabaci, in Cotton As a Model System

Life tables allow quantification of the sources and rates of mortality in insect populations and contribute to understanding, predicting and manipulating population dynamics in agroecosystems. Methods for conducting and analyzing cohort-based life tables in the field for an insect with sessile immature life stages are presented.

Methodik zur Entwicklung von Sterbetafeln für festsitzende Insekten im Feld mit der Mottenschildläuse Tabak Tabaci, in Baumwolle als ein Modellsystem

Life tables provide a means of measuring the schedules of birth and death from populations over time. They also can be used to quantify the sources and ...

Development of New Methods for Quantifying Fish Density Using Underwater Stereo-video Tools

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and estimating fish abundance. We developed and implemented a rotating stereo-video camera tool that covers a full 360 degrees of sampling, which maximizes sampling effort compared to stationary camera tools. A variety of studies have detailed the ability of static, stereo-camera systems to obtain highly accurate and precise measurements of fish; the focus here was on the development of methodological approaches to quantify fish density using rotating camera systems. The first approach was to develop a modification of the metric MaxN, which typically is a conservative count of the minimum number of fish observed on a given camera survey. We redefine MaxN to be the maximum number of fish observed in any given rotation of the camera system. When precautions are taken to avoid double counting, this method for MaxN may more accurately reflect true abundance than that obtained from a fixed camera. Secondly, because stereo-video allows fish to be mapped in three-dimensional space, precise estimates of the distance-from-camera can be obtained for each fish. By using the 95% percentile of the observed distance from camera to establish species-specific areas surveyed, we account for differences in detectability among species while avoiding diluting density estimates by using the maximum distance a species was observed. Accounting for this range of detectability is critical to accurately estimate fish abundances. This methodology will facilitate the integration of rotating stereo-video tools in both applied science and management contexts.

We describe a new method for counting fishes, and estimating relative abundance (MaxN) and fish density using rotating stereo-video camera systems. We also demonstrate how to use distance from camera (Z distance) to estimate species-specific detectability.

Entwicklung neuer Methoden zur Quantifizierung der Fisch-Dichte mit Unterwasser-Stereo-Video-Tools

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and ...

Assessment of Methane and Nitrous Oxide Fluxes from Paddy Field by Means of Static Closed Chambers Maintaining Plants Within Headspace

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based on the diffusion theory. A known volume of air overlaying a defined soil area is enclosed within a parallelepiped cover (named &#34;chamber&#34;), for a defined period of time. During this enclosure period, gases (methane (CH4) and nitrous oxide (N2O)) move from soil pore air near their microbial source (i.e., methanogens, nitrifiers, denitrifiers) to the chamber headspace, following a natural concentration gradient. Fluxes are then estimated from chamber headspace concentration variations sampled at regular intervals throughout the enclosure and then analyzed with gas chromatography. Among the techniques available for GHG measurement, the static closed chamber method is suitable for plot experiments, as it does not require large homogenously treated soil areas. Furthermore, it is manageable with limited resources and can identify relationships among ecosystem properties, processes, and fluxes, especially when combined with GHG driving force measurements. Nevertheless, with respect to the micrometeorological method, it causes a minimal but still unavoidable soil disturbance, and allows a minor temporal resolution. Several phases are key to the method implementation: i) chamber design and deployment, ii) sample handling and analyses, and iii) flux estimation. Technique implementation success in paddy fields demands adjustments for field flooding during much of the cropping cycle, and for rice plant maintenance within the chamber headspace during measurements. Therefore, the additional elements to be considered with respect to the usual application of non-flooded agricultural soils consist of devices for: i) avoiding any unintended water disturbance that could overestimate fluxes, and ii) including rice plants within the chamber headspace to fully consider gases emitted through aerenchyma transportation.

The overall goal of this protocol is to measure greenhouse gas emissions from paddy fields using the static closed chamber technique. The measurement system needs specific adjustments due to the presence of both a permanent water layer in the field and of the plants within the chamber headspace.

Bewertung von Methan und Lachgas Wärmeflüsse vom Reisfeld mittels statischer geschlossen Kammern, die Pflege der Pflanzen im Gasraum

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based ...

Determination of the Settling Rate of Clay/Cyanobacterial Floccules

The mechanisms underpinning the deposition of fine-grained, organic-rich sediments are still largely debated. Specifically, the impact of the interaction of clay particles with reactive, planktonic cyanobacterial cells to the sedimentary record is under studied. This interaction is a potentially major contributor to shale depositional models. Within a lab setting, the flocculation and sedimentation rates of these materials can be examined and measured in a controlled environment. Here, we detail a protocol for measuring the sedimentation rate of cyanobacterial/clay mixtures. This methodology is demonstrated through the description of two sample experiments: the first uses kaolin (a dehydrated form of kaolinite) and Synechococcus sp. PCC 7002 (a marine coccoid cyanobacteria), and the second uses kaolin and Synechocystis sp. PCC 6803 (a freshwater coccoid cyanobacteria). Cyanobacterial cultures are mixed with varying amounts of clay within a specially designed tank apparatus optimized to allow continuous, real-time video and photographic recording. The sampling procedures are detailed as well as a post-collection protocol for precise measurement of chlorophyll a from which the concentration of cyanobacterial cells remaining in suspension can be determined. Through experimental replication, a profile is constructed that displays sedimentation rate.

The interaction and sedimentation of the clay and bacterial cells within the marine realm, observed in natural environments, can be best investigated in a controlled lab environment. Here, we describe a detailed protocol, which outlines a novel method for measuring the sedimentation rate of clay and cyanobacterial floccules.

Bestimmung der die Abrechnung bei Ton/Cyanobakterien Stapelfaser

The mechanisms underpinning the deposition of fine-grained, organic-rich sediments are still largely debated. Specifically, the impact of the interaction ...

Choice and No-Choice Bioassays to Study the Pupation Preference and Emergence Success of Ectropis grisescens

Many insects live above the ground as larvae and adults and as pupate below the ground. Compared to the above-ground stages of their life cycles, less attention has been paid on how environmental factors affect these insects when they pupate within the soil. The tea looper, Ectropis grisescens Warren (Lepidoptera: Geometridae), is a severe pest of tea plants and has caused huge economic losses in South China. The protocols described here aim to investigate, through multiple-choice bioassays, whether mature last-instar E. grisescens larvae can discriminate soil variables such as the substrate type and moisture content, and determine, through no-choice bioassays, the impact of the substrate type and moisture content on pupation behaviors and the emergence success of E. grisescens. The results would enhance the understanding of the pupation ecology of E. grisescens and may bring insights into soil-management tactics for suppressing E. grisescens populations. In addition, these bioassays can be modified to study the influences of various factors on the pupation behaviors and survivorship of soil-pupating pests.

Choice and No-Choice Bioassays to Study the Pupation Preference and Emergence Success of Ectropis grisescens

Here, we present a protocol to investigate the pupation preference of mature larvae of Ectropis grisescens in response to soil factors (e.g., substrate type and moisture content) using choice bioassays. We also present a protocol of no-choice bioassays to determine the factors that affect the pupation behaviors and survivorship of E. grisescens.

Wahl und No-Wahl Bioassays zur Untersuchung der Verpuppung Präferenz und Entstehung Erfolg der Ectropis grisescens

Many insects live above the ground as larvae and adults and as pupate below the ground. Compared to the above-ground stages of their life cycles, less ...

Generating Homo- and Heterografts Between Watermelon and Bottle Gourd for the Study of Cold-responsive MicroRNAs

MicroRNAs (miRNAs) are endogenous small non-coding RNAs of about 20 - 24 nt, known to play important roles in plant development and adaptation. There is an accumulating evidence showing that the expressions of certain miRNAs are altered when grafting, an agricultural practice commonly used by farmers to improve crop tolerance to biotic and abiotic stresses. Bottle gourd is an inherently climate-resilient crop compared to many other major cucurbits, including watermelon, rendering it one of the most widely used rootstocks for the latter. The recent advancement of high-throughput sequencing technologies has provided great opportunities to investigate cold-responsive miRNAs and their contributions to heterograft advantages; yet, adequate experimental procedures are a prerequisite for this purpose. Here, we present a detailed protocol for efficiently generating homo- and heterografts between the cold-susceptible watermelon and the cold-tolerant bottle gourd, in addition to methods of tissue sampling, data generation, and data analysis. The presented methods are also useful for other plant-grafting systems, to interrogate miRNA regulations under various environmental stresses, such as heat, drought, and salinity.

Here we present a detailed protocol for efficiently making homo- and heterografts between watermelon and bottle gourd, in addition to methods of tissue sampling, data generation, and data analysis, for the investigation of cold-responsive microRNAs.

Generierung von Homo- und Heterografts zwischen Wassermelone und Flaschenkürbis for the Study of Kälte eine geschlechtergerechte MicroRNAs

MicroRNAs (miRNAs) are endogenous small non-coding RNAs of about 20 - 24 nt, known to play important roles in plant development and adaptation. There is ...