Es sollten die Wirkungen von extrem niederfrequenten Magnetfeldern auf die Photosynthese-Aktivität von Kaffee-Keimlingen in vitro (Mikrovermehrung) untersucht werden.
Kaffee ist ein wichtiges kommerzielles Produkt. Die pflanzliche Gewebekultur (Mikrovermehrung) stellt ein in vitro-Kultursystem dar, um hochqualitative Kaffee-Keimlinge zu produzieren. Nach einer 6-wöchigen Anwuchs-Phase in Nährmedium erreichen die Pflanzen eine Vermehrungs-Phase, an dessen Ende sie gewöhnlich 3 Blattpaare und eine Primärwurzel haben. Anschließend werden die Pflanzen in der Akklimatisierungs-Phase in einen Topf mit Erde transferiert.
Die Keimlinge wurden entweder während der Keimung, Vermehrung oder Akklimatisierung für 3 Minuten exponiert oder schein-exponiert. Für jede experimentelle Gruppe (jeweils Expositions- und Schein-Expositions-Gruppe) wurden 50 Proben je Replikat für alle Phasen benutzt.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
|
Exposition 1:
60 Hz
Expositionsdauer:
3 Minuten
|
|
| Frequenz | 60 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Signalform |
|
| Expositionsdauer | 3 Minuten |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Aufbau | electromagnet was formed by two parallel coils (dimensions 50 x 38 x 4 cm); coils were connected in series and coupled to a signal generator of sinusoidal waveform |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 2 mT | - | gemessen | - | ± 0,01 mT |
Bei den exponierten Keimlingen war die Photosynthese-Rate während der Anwuchs-Phase im Vergleich zur Schein-Exposition signifikant erniedrigt, während sie in der Vermehrungs- und der Akklimatisierungs-Phase signifikant erhöht war. Die Transpiration war bei den exponierten Keimlingen in allen drei Phasen im Vergleich zur Schein-Exposition signifikant erniedrigt, während die Konzentration an Chlorophyll a und b signifikant erhöht war. Außerdem war die Genexpression der kleinen Untereinheit der Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase/-Oxygenase bei den exponierten Proben der Akklimatisierungs-Phase im Vergleich zu schein-exponierten Proben erhöht.
Die Rasterelektronenmikroskopie zeigte bei den exponierten Proben im Vergleich zur Schein-Exposition eine signifikant erhöhte Stomata-Anordnung und dickere Kutikulas während der Anwuchs- und Vermehrungs-Phase, sowie größtenteils kondensiertes Blatt-Parenchym-Gewebe mit reichlich Amyloplasten und Xylem-Gefäße mit dickeren Wänden. In der Akklimatisierungs-Phase fanden sich bei den exponierten Blättern im Vergleich zu den schein-exponierten erhöhte kutikulare Wachs-Gehalte und die Xylem-Gefäße waren signifikant dicker.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass extrem niederfrequente Magnetfelder die Qualität der Kaffee-Keimlinge verbessern könnten, indem die Photosynthese-Aktivität der Keimlinge während der Vermehrungs- und der Akklimatisierungs-Phase verbessert und die Wüchsigkeit erhöht wird.
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