Die Ziele der Studie waren 1.) die kombinierten Wirkungen einer Mikrowellen-Vorbehandlung und Cadmium-Stress auf Weizen-Keimpflanzen zu bestimmen und 2.) die Wirkung der Saatgut-Vorbehandlung durch Mikrowellen auf den Schutz von Weizen vor einem Schaden durch Cadmium (CdCl2)-Stress zu bewerten, indem morphologische und physiologische Pflanzen-Indizes verwendet wurden.
Saatgut wurde für 0, 5, 10 oder 15 Sekunden (jeweils n=1000) bei Mikrowellen exponiert. Als die Keimpflanzen sieben Tage alt waren (mit einem voll entwickelten Blatt), wurden sie mit 150 µM CdCl2-Lösung für zehn Tage behandelt. An den Tagen 2, 4, 6, 8 und 10 wurden die Blätter und Wurzeln für verschiedene Analysen gesammelt.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
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Exposition 1:
2.450 MHz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 5 s, 10 s oder 15 s
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| Frequenz | 2.450 MHz |
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| Typ | |
| Expositionsdauer | kontinuierlich für 5 s, 10 s oder 15 s |
| Expositionsquelle |
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| Aufbau | seeds placed in the center of the microwave board |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
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| Leistung | 700 W | - | - | - | - |
| Leistungsflussdichte | 126 mW/cm² | - | - | - | - |
Im Vergleich zur Kontrolle verminderte die CdCl2-Behandlung alleine die Pflanzen-Höhe, die Wurzel-Länge, das Trockengewicht, die Ascorbat- und Glutathion-Konzentrationen sowie die Enzymaktivitäten der Peroxidase, Superoxid-Dismutase, Katalase, Ascorbat-Peroxidase und verstärkte die Konzentration von Malondialdehyd, Wasserstoffperoxid und die Produktion von Superoxid.
Saatgut mit einer Mikrowellen-Vorbehandlung für 5 oder 10 Sek. verlieh den Weizen-Keimpflanzen eine Toleranz gegenüber Cadmium-Stress, indem die Konzentration von Malondialdehyd und Wasserstoffperoxid sowie die Produktion von Superoxid vermindert und die Enzymaktivitäten der Peroxidase, Superoxid-Dismutase, Katalase und Ascorbat-Peroxidase sowie die Konzentration an Ascorbat und Glutathion erhöht wurde. Demzufolge könnten die antioxidativen Enzyme und die antioxidierenden Substanzen an der Toleranz von Weizen-Keimpflanzen gegenüber Cadmium-Stress beteiligt sein. Die Ergebnisse zeigten ebenfalls, dass die Mikrowellen-Exposition eine positive physiologische Wirkung auf das Wachstum und die Entwicklung von Cadmium-gestressten Keimpflanzen hatte (signifikante Zunahme der Wurzel-Länge und des Trockengewichts).
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