Name: Die Verwendung von hochauflösenden Infrarot-Thermografie (HRIT) für das Studium der Ice Ice Keimbildung und Ausbreitung in Pflanzen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-05-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 36 s
Description: Erfahren Sie, wie hochauflösende Infrarot-Thermografie (HRIT) die Eisbildung und Ausbreitung in Pflanzen visualisiert. Diese Methode zeigt den Einfluss von INA-Bakterien auf den Gefrierprozess und liefert wertvolle Erkenntnisse für frostresistente Kulturpflanzen.

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P23681-B16: Diese Arbeit wurde vom österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) finanziert.

1. Herstellung von Pflanzenmaterialien <ol><li> Verwenden Sie entweder Blätter oder ganze Pflanzen unterliegen Pflanzenmaterial (Hosta spp. Oder Phaseolus vulgaris). </li></ol> 2. Herstellung von Wasserlösungen, die Eisnukleation Aktiv (INA) Bacteria <ol><li> Kultur der INA Bakterium Pseudomonas syringae (Stamm Cit-7) in Petrischalen bei 25 ° C auf Pseudomonas Agar F mit 10 g / l 100% Glycerin gemäß den Hersteller Richtung vorbereitet. </li><li> Nach Kulturen ausreichend, bei 4 ° C gezüchtet, bis sie benötigt aber halten Sie bei 4 ° C für zwei Tage vor der ein hohes Maß an Eiskeimbildungsaktivität gewährleisten. </li><li> Schaben Bakterien aus einer einzigen Platte von der Oberfläche des Agars mit einem Kunststoff, wegwerfbar oder wiederverwendbar Spatel zum Zeitpunkt der Verwendung und in 10-15 ml entionisiertem Wasser in einem 25 ml-Einwegküvette. Die Konzentration sollte im Bereich von 1 × 10 7 bis 1 x 10 9 be · </sup&gt; Ml -1. Die Lösung wird trübe erscheinen. Es besteht keine Notwendigkeit, um die Konzentration unter Verwendung eines Hämozytometers oder Spektralphotometer bestätigen, wie Konzentration muss nur ungefähr sein. </li><li> Vortexen Küvette für ein Minimum von 10 Sekunden, um die Bakterien zu verteilen. Hinweis: Die spezifische Konzentration des erhaltenen INA Gemisch ist nicht wichtig, und die beschriebenen Protokoll wird mehr als ein angemessenes Niveau der Eiskeimbildungsaktivität. Diese Mischung von INA-Bakterien und Wasser wird dann in den Keim Experimente eingesetzt werden. </li></ol> 3. Einrichten eines Freezing Experiment <ol><li> Legen Sie die hochauflösende Infrarotkamera (SC-660) im Inneren des Schutz Acryl-Box, so dass die Linse durch die Öffnung in der Vorderseite der Box und die Drähte der Kamera an einen Laptop oder Aufnahmegerät Ausgang Verbindung durch die hintere Öffnung der Box . Sichern Sie den Deckel der Box und legen Sie das Feld in der Klimakammer oder Gefrierschrank an einem Ort, werden alleow Gegenstand Pflanzenmaterials abzuwarten. <ol><li> Geben Sie einen dunklen Hintergrund rund um die Pflanze Material von den Wänden der Kammer mit schwarzem Papier, um Störungen durch reflektierte Infrarotenergie zu verhindern. </li><li> Setzen Sie die Kammer mit LED-Beleuchtung, um Heizung von der Lichtquelle zu minimieren, wenn die Aufzeichnung von Bildern in sichtbaren Wellenlängen erforderlich ist. Nur ein Minimum an Licht, wie beispielsweise eine batteriebetriebene Schrank Licht oder andere kleine LED-Vorrichtung wird benötigt für die Pflanzen durch die Kamera sichtbar sind. <ol><li> Sobald sichtbare Bilder des Themas Pflanzenmaterial aufgenommen werden, schalten Sie die LED-Beleuchtung. Alle von externen Kabelverbindungen (FireWire-Anschluss zum Computer, Netzkabel, etc.), um die Kamera über einen Port oder eine andere Öffnung in der Kammer. </li></ol></li><li> Füllen Sie zusätzlichen Platz im Hafen oder die Öffnung mit isolierendem Schaummaterial zu vermeiden oder zu reduzieren Temperaturgradienten innerhalb der Kammer. Stellen Sie die Anfangstemperatur der Kammer bei 1 ° C. </li></ol></li><li> Ausrichten Pflanzen oder Pflanzenteile, so dass das Pflanzenmaterial in der Gesichtsfeldansicht der Kamera und das Pflanzenmaterial sichtbar ist auf der Fernbetrachtungsschirm oder innerhalb des gewählten Software. </li><li> Erlauben Pflanzen auf 1 ° C für 30 min bis 1 Stunde vor dem Einleiten eines gesteuerten Gefrier Experiment äquilibrieren, abhängig von der Größe des Pflanzenmaterials. Dies stellt sicher, dass die Temperatur der Anlage nicht hinter Lufttemperatur liegen sie um viele Grade sobald das Einfrieren Experiment begonnen wird. Äquilibrierung wird erreicht, wenn die Temperatur des Pflanzenmaterials innerhalb von 0,5 ° C Lufttemperatur. <ol><li> Eine Schicht Styropor-Isolierung auf dem Boden von Topfpflanzen, wenn Topfpflanzen eingesetzt werden. Sobald die Pflanzen äquilibriert beginnen Abkühlen der Kammer. Anmerkung: Die Isolationsschicht auf der Bodenoberfläche des Topfes reduziert den Wärmeverlust weiter aus dem Topf zur Luft die Pflanze umgibt, und verhindert, dass die Wurzeln aus freezing, da dies in der Regel nicht während einer Frostereignis in der Natur vorkommen würde aufgrund der massiven Reservoir im Boden vorhandene Restwärme. </li></ol></li><li> Stellen Sie die gewünschten Kameraparameter (Farbpalette, Temperaturbereich, bestimmte Bereiche von Interesse, etc.), wie in 3.4.1-3.4.4 diskutiert. <ol><li> Wählen Sie den Regenbogen-Palette, um die Temperaturschwankungen angezeigt, während Sie das Live-Bild. </li><li> Den Temperaturspanne auf 5 ° C durch Einstellen der Temperatur Leiste unter dem Bild in der Software liegt. </li><li> Wählen Sie die lineare Skala (Algorithmus) zur Umwandlung der Infrarotdaten in das Falschfarbenbild, wie durch die ausgewählte Palette (rainbow) definiert und stellen Sie den Temperaturbereich bis 5 ° C und automatisch zu verfolgen auf der Basis des Bildes. Alternativ können die eingestellten Bereich manuell einzustellen, während Durchführung des Experiments. <ol><li> Verwenden Sie die Temperatur einen bestimmten Punkt oder eine durchschnittliche Temperatur innerhalb des definierten interessierenden Bereich von der Softw bereitgestelltsind. Abrufen der Temperaturdaten aller Pixel aus der aufgezeichneten Videosequenz oder aus den Informationen in der Bilddatei eingebettet sind, Fig. 3 zeigt eine typische Bildschirm aus ResearchIR Software. </li></ol></li><li> Platzieren Sie einen Cursor auf einem Standort auf dem Pflanzengewebe, die einen bestimmten Punkt von Interesse darstellt. Definieren Sie den Bereich von Interesse als Punkte (1 -3 Pixel groß), Boxen, Linien, Ellipsen oder Kreise. Mehrere Kombinationen von Punkten oder Formen können auf das Bild befinden. </li></ol></li><li> Aufzeichnen einer Videosequenz <ol><li> Stellen Sie die Kamera auf 60 Hz und für die Aufnahme manuell gestoppt werden aufzuzeichnen. </li><li> Geben Sie die Stelle auf dem Computer oder einem externen Laufwerk, in dem die aufgenommene Videodatei platziert wird. </li><li> Beginnt die Aufnahme. Hinweis: Aufnahme auf eine externe Festplatte ist sehr zu empfehlen, da große Video-Dateien generiert. Aufgenommenen Videodateien können später bearbeitet werden, um nur den Teil mit dem ne enthalten seinwendigen Informationen. Dies wird erheblich reduziert die Dateigröße. </li><li> Senken Sie die Temperatur der Kammer schrittweise um 0,5 -1,0 ° C. Warten Sie, bis die Anlage Temperatur im Gleichgewicht mit Lufttemperatur und dann senken Sie die Temperatur wieder um 0,5 bis 1,0 ° C. Je nach Masse des Pflanzengewebes beobachtet und ihre Morphologie kann Äquilibrierung 10-15 min dauern. Somit geben eine Abkühlgeschwindigkeit von etwa 4 ° C / h beträgt. </li><li> Fahren Sie so fort, bis die Anlage friert und Beobachtungen abgeschlossen sind. Beenden Sie die Aufnahme, wenn der Gefrierprozess abgeschlossen ist. Hinweis: Das Pflanzengewebe wurde mit Luft Temperatur äquilibriert, wenn das Pflanzenmaterial und den Hintergrund dieselbe Farbe haben, da sie bei der gleichen Temperatur. Da der Hintergrundtemperatur und der Temperatur des Pflanzengewebes gleich sind, kann es schwierig sein, das Pflanzenmaterial zu visualisieren, bis wieder senken die Temperatur, und es ist die Temperaturdifferenz zwischen dem Pflanzengewebe undir Temperatur. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Taschler, D., Beikircher, B., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frost+resistance+and+ice+nucleation+in+leaves+of+five+woody+timberline+species+measured+in+situ+during+shoot+expansion%5BTitle%5D)+AND+%22Tree+Physiol%22%5BJournal%5D)">Frost resistance and ice nucleation in leaves of five woody timberline species measured in situ during shoot expansion.</a> Tree Physiol. 24, 331-337 (2004).</li>
<li>Neuner, G., Hacker, J. Ice formation and propagation in alpine plants. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNeuner%2C+G+%22Plants+in+alpine+regions%3A+Cell+Physiology+of+adaptation+and+survival+strategies%22">Plants in alpine regions: Cell Physiology of adaptation and survival strategies</a>. Lütz, C. , Springer. 163-174 (2012).</li>
<li>Ladinig, U., Hacker, J., Neuner, G., Wagner, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+endangered+is+sexual+reproduction+of+high-mountain+plants+by+summer+frosts%3F+-+Frost+resistance%2C+frequency+of+frost+events+and+risk+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Oecologia%22%5BJournal%5D)">How endangered is sexual reproduction of high-mountain plants by summer frosts? - Frost resistance, frequency of frost events and risk assessment.</a> Oecologia. 171, 743-760 (2013).</li>
<li>Wisniewski, M. E., Gusta, L. V., Fuller, M. P., Karlson, D. Ice nucleation, propagation and deep supercooling: the lost tribes of freezing studies. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWisniewski%2C+ME+%22Plant+Cold+Hardiness%3A+from+the+laboratory+to+the+field%22">Plant Cold Hardiness: from the laboratory to the field</a>. Gusta, L. V., Wisniewski, M. E., Tanino, K. K. , CAB International. 1-11 (2009).</li>
<li>Bokhurst, S., Bjerke, J. W., Davey, M. P., Taulavuori, K., Taulavuori, E., Laine, K., Callaghan, T. V., Phoenix, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impacts+of+extreme+winter+warming+events+on+plant+physiology+in+a+sub-Arctic+heath+community%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Plant%22%5BJournal%5D)">Impacts of extreme winter warming events on plant physiology in a sub-Arctic heath community.</a> Physiol. Plant. 140, 128-140 (2010).</li>
<li>Taulavuori, K., Laine, K., Taulavuori, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+studies+on+Vaccinium+myrtillus.and+Vaccinium+vits-idea.in+relation+to+air+pollution+and+global+change+at+northern+high+latitudes%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Env.+Exp.+Bot%22%5BJournal%5D)">Experimental studies on Vaccinium myrtillus.and Vaccinium vits-idea.in relation to air pollution and global change at northern high latitudes: A review.</a> Env. Exp. Bot. 87, 191-196 (2013).</li>
<li>Wisniewski, M., Glenn, D. M., Gusta, L., Fuller, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+infrared+thermography+to+study+freezing+in+plants%5BTitle%5D)+AND+%22HortScience%22%5BJournal%5D)">Using infrared thermography to study freezing in plants.</a> HortScience. 43, 1648-1651 (2008).</li>
<li>Gu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+2007+eastern+US+spring+freeze%3A+increased+cold+damage+in+a+warming+world%5BTitle%5D)+AND+%22BioScience%22%5BJournal%5D)">The 2007 eastern US spring freeze: increased cold damage in a warming world.</a> BioScience. 58, 253-262 (2008).</li>
<li>Augspurger, C. K. Spring warmth and frost: phenology, damage, and refoliation in a temperate deciduous forest. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAugspurger%2C+CK+%22Func.+Ecol%22">Func. Ecol</a>. 23, Spring. 1031-1039 (2007).</li>
<li>Neuner, G., Erler, A., Hacker, J., Ladinig, U., Wagner, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frost+resistance+of+reproductive+tissues+in+various+reproductive+stages+of+high+alpine+plant+species%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Plant%22%5BJournal%5D)">Frost resistance of reproductive tissues in various reproductive stages of high alpine plant species.</a> Physiol. Plant. 147, 88-100 (2013).</li>
<li>Skre, O., Taulavuori, K., Taulavuori, E., Nilsne, J., Igeland, B., Laine, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+importance+of+hardening+and+winter+temperature+for+growth+in+mountain+birch+populations%5BTitle%5D)+AND+%22Env.+Exp.+Bot%22%5BJournal%5D)">The importance of hardening and winter temperature for growth in mountain birch populations.</a> Env. Exp. Bot. 62, 254-266 (2008).</li>
<li>Hänninen, H., Tanino, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tree+seasonality+in+a+warming+climate%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Plant+Science%22%5BJournal%5D)">Tree seasonality in a warming climate.</a> Trends in Plant Science. 16, 412-416 (2011).</li>
<li>Katz, R. W., Brown, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extreme+events+in+a+changing+climate%3A+variability+is+more+important+than+averages%5BTitle%5D)+AND+%22Climate+Change%22%5BJournal%5D)">Extreme events in a changing climate: variability is more important than averages.</a> Climate Change. 21, 289-302 (1992).</li>
<li>Wisniewski, M., Gusta, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+plant+cold+hardiness%3A+an+opinion%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Plant%22%5BJournal%5D)">Understanding plant cold hardiness: an opinion.</a> Physiol. Plant. 147, 4-14 (2013).</li>
<li>Wisniewski, M., Gusta, L., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptive+mechanisms+of+freeze+avoidance+in+plants.+A+brief+update%5BTitle%5D)+AND+%22Env.+Exp.+Bot%22%5BJournal%5D)">Adaptive mechanisms of freeze avoidance in plants. A brief update.</a> Env. Exp. Bot. 99, 133-140 (2014).</li>
<li>Burke, M. J., Gusta, L. V., Quamme, H. A., Weiser, C. J., Li, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Freezing+and+injury+in+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Freezing and injury in plants.</a> Annu. Rev. Plant Physiol. 27, 507-528 (1976).</li>
<li>Ishikawa, M., Price, W. S., Ide, H., Arata, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+freezing+behaviors+in+leaf+and+flower+buds+of+full-moon+maple+by+nuclear+magnetic+resonance+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Visualization of freezing behaviors in leaf and flower buds of full-moon maple by nuclear magnetic resonance microscopy.</a> Plant Physiol. 115 (4), 1515-1524 (1997).</li>
<li>Ishikawa, M., Sakai, A. Characteristics of freezing avoidance in comparison with freezing tolerance: a demonstration of extra-organ freezing. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aIshikawa%2C+M+%22Plant+cold+hardiness+and+freezing+stress%22">Plant cold hardiness and freezing stress</a>. Li, P. H., Sakai, A. , Academic Press. 325-340 (1982).</li>
<li>Buchner, O., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Freezing+cytorrhysis+and+critical+temperature+thresholds+for+photosystem+II+in+the+peat+moss+Sphagnum+capillifolium%5BTitle%5D)+AND+%22Protoplasma%22%5BJournal%5D)">Freezing cytorrhysis and critical temperature thresholds for photosystem II in the peat moss Sphagnum capillifolium.</a> Protoplasma. 243 (1), 63-71 (2010).</li>
<li>Pearce, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+ice+and+cell+shape+in+frost-stressed+cereal+leaves%3A+A+low+temperature+scanning+electron+microscopy+study%5BTitle%5D)+AND+%22Planta%22%5BJournal%5D)">Extracellular ice and cell shape in frost-stressed cereal leaves: A low temperature scanning electron microscopy study.</a> Planta. 175, 313-324 (1988).</li>
<li>Ashworth, E. N., Anderson, J. A., Davis, G. A., Lightner, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ice+formation+in+Prunus+persica.+under+field+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Soc.+Hort.+Sci%22%5BJournal%5D)">Ice formation in Prunus persica. under field conditions.</a> J. Am. Soc. Hort. Sci. 110 (3), 322-324 (1985).</li>
<li>Ashworth, E. N., Davis, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ice+formation+in+woody+plants+under+field+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22HortSci%22%5BJournal%5D)">Ice formation in woody plants under field conditions.</a> HortSci. 21, 1233-1234 (1986).</li>
<li>Pramsohler, M., Hacker, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Freezing+pattern+and+frost+killing+temperature+of+apple+%28Malus+domestica.%29+wood+under+controlled+conditions+and+in+nature%5BTitle%5D)+AND+%22Tree+Physiol%22%5BJournal%5D)">Freezing pattern and frost killing temperature of apple (Malus domestica.) wood under controlled conditions and in nature.</a> Tree Physiol. 32 (7), 819-828 (2012).</li>
<li>Wisniewski, M., Lindow, S. E., Ashworth, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observations+of+ice+nucleation+and+propagation+in+plants+using+infrared+video+thermography%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Physiol%22%5BJournal%5D)">Observations of ice nucleation and propagation in plants using infrared video thermography.</a> Plant Physiol. 113 (2), 327-334 (1997).</li>
<li>Lutze, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elevated+atmospheric+%5BCO2%5D+promotes+frost+damage+in+evergreen+tree+seedlings%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell+Environ%22%5BJournal%5D)">Elevated atmospheric [CO2] promotes frost damage in evergreen tree seedlings.</a> Plant Cell Environ. (6), 631-635 (1998).</li>
<li>Ball, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Space+and+time+dependence+of+temperature+and+freezing+in+evergreen+leaves%29%5BTitle%5D)+AND+%22Func.+Plant+Biol%22%5BJournal%5D)">Space and time dependence of temperature and freezing in evergreen leaves).</a> Func. Plant Biol. 29 (11), 1259-1272 (2002).</li>
<li>Sekozawa, Y., Sugaya, S., Gemma, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observations+of+ice+nucleation+and+propagation+in+flowers+of+Japanese+Pear+%28Pyrus+Pyrifolia%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nakai%29+using+infrared+video%22%5BJournal%5D)">Observations of ice nucleation and propagation in flowers of Japanese Pear (Pyrus Pyrifolia).</a> Nakai) using infrared video. 73 (1), 1-6 (2004).</li>
<li>Hacker, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ice+propagation+in+plants+visualized+at+the+tissue+level+by+IDTA+%28infrared+differential+thermal+analysis%29%5BTitle%5D)+AND+%22Tree+Physiol%22%5BJournal%5D)">Ice propagation in plants visualized at the tissue level by IDTA (infrared differential thermal analysis).</a> Tree Physiol. 27, 1661-1670 (2007).</li>
<li>Hacker, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ice+propagation+in+dehardened+alpine+plant+species+studied+by+infrared+differential+thermal+analysis+%28IDTA%29%5BTitle%5D)+AND+%22Arc.+Antarc.+Alp.+Res%22%5BJournal%5D)">Ice propagation in dehardened alpine plant species studied by infrared differential thermal analysis (IDTA).</a> Arc. Antarc. Alp. Res. 40 (4), 660-670 (2008).</li>
<li>Hacker, J., Spindelböck, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesophyll+freezing+and+effects+of+freeze+dehydration+visualized+by+simultaneous+measurement+of+IDTA+and+differential+imaging+chlorophyll+fluorescence%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Cell+Environ%22%5BJournal%5D)">Mesophyll freezing and effects of freeze dehydration visualized by simultaneous measurement of IDTA and differential imaging chlorophyll fluorescence.</a> Plant Cell Environ. 31, 1725-1733 (2008).</li>
<li>Neuner, G., XU, B., Hacker, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Velocity+and+pattern+of+ice+propagation+and+deep+supercooling+in+woody+stems+of+Castanea+sativa.%2C+Morus+nigra.+and+Quercus+robur.+measured+by+IDTA%5BTitle%5D)+AND+%22Tree+Physiol%22%5BJournal%5D)">Velocity and pattern of ice propagation and deep supercooling in woody stems of Castanea sativa., Morus nigra. and Quercus robur. measured by IDTA.</a> Tree Physiol. 30, 1037-1045 (2010).</li>
<li>Hacker, J., Ladinig, U., Wagner, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inflorescences+of+alpine+cushion+plants+freeze+autonomously+and+may+survive+subzero+temperatures+by+supercooling%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Sci%22%5BJournal%5D)">Inflorescences of alpine cushion plants freeze autonomously and may survive subzero temperatures by supercooling.</a> Plant Sci. 180, 149-156 (2011).</li>
<li>Kuprian, E., Briceno, V., Wagner, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ice+barriers+promote+supercooling+and+prevent+frost+injury+in+reproductive+buds%2C+flowers+and+fruits+of+alpine+dwarf+shrubs+throughout+the+summer%5BTitle%5D)+AND+%22Env.+Exp.+Bot%22%5BJournal%5D)">Ice barriers promote supercooling and prevent frost injury in reproductive buds, flowers and fruits of alpine dwarf shrubs throughout the summer.</a> Env. Exp. Bot. 106, 4-12 (2014).</li>
<li>Wisniewski, M., Glenn, D. M., Fuller, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+a+hydrophobic+particle+film+as+a+barrier+to+extrinsic+ice+nucleation+in+tomato+plants%5BTitle%5D)+AND+%22HortScience%22%5BJournal%5D)">Use of a hydrophobic particle film as a barrier to extrinsic ice nucleation in tomato plants.</a> HortScience. 127, 358-364 (2002).</li>
<li>Aryal, B., &Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leaf+wettability+decreases+along+an+extreme+altitudinal+gradient%5BTitle%5D)+AND+%22Oecologia%22%5BJournal%5D)">Leaf wettability decreases along an extreme altitudinal gradient.</a> Oecologia. 162, 1-9 (2010).</li>
<li>Wisniewski, M., Fuller, M. P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWisniewski%2C+M+%22Ice+nucleation+and+deep+supercooling+in+plants%3A+new+insights+using+infrared+thermography.+In%3A+Cold+adapted+organisms.+Ecology%2C+physiology%2C+enzymologyandmolecularbiology%22">Ice nucleation and deep supercooling in plants: new insights using infrared thermography. In: Cold adapted organisms. Ecology, physiology, enzymologyandmolecularbiology</a>. Margesin, R., Schinner, F. , Springer. 105-118 (1999).</li>
<li>Franks, F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFranks%2C+F+%22Biophysics+and+biochemistry+at+low+temperatures%22">Biophysics and biochemistry at low temperatures</a>. , Cambridge University Press. (1985).</li>
<li>Neuner, G., Kuprian, E. Infrared thermal analysis of plant freezing processes. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNeuner%2C+G+%22Methods+in+Molecular+Biology%3A+Plant+Cold+Acclimation%22">Methods in Molecular Biology: Plant Cold Acclimation</a>. Hincha, D., Zuther, E. , Springer. 91-98 (2014).</li>
</ol>

Die Autoren haben keine konkurrierenden finanziellen Interessen oder Interessenkonflikte.

Wasser hat die Fähigkeit, auf Temperaturen von weit unter 0 ° C und der Temperatur, bei der Wasser gefriert können ziemlich variabel sein, zu unterkühlen. 36 Die Temperaturgrenze für die Unterkühlung von reinem Wasser beträgt etwa -40 ° C und wird als die homogene Keimpunkt definiert. Wenn Wasser gefriert bei Temperaturen wärmer als -40 ° C wird durch die Anwesenheit von heterogenen Keimbildnern, dass gebracht ermöglichen kleinen Eis Embryonen zu bilden, die dann als Katalysator für die Bildung von Eis und Wa...

Eisigen Temperaturen, die beim Pflanzen aktiv wachsenden auftreten kann tödlich sein, vor allem, wenn die Anlage hat wenig oder keine Frosttoleranz. Solche Frost Ereignisse haben oft verheerende Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Produktion und können auch eine wichtige Rolle bei der Gestaltung der Gemeinschaftsstruktur in natürlichen Populationen von Pflanzen, vor allem im alpinen, subarktischen und arktischen Ökosysteme 1-6. Episoden starker Frühlingsfrösten haben große Auswirkungen auf Obstproduktion in den USA und Südamerika in den letzten Jahren 7-9 hatten und wurden von der frühen Beginn der warmen Wetter, gefolgt von mehr typische mittlere niedrigen Temperaturen verschärft. Die frühe warme Wetter induziert Knospen zu brechen, aktivieren das Wachstum der neuen Triebe, Blätter und Blumen, die alle sehr wenig bis gar keine Frosttoleranz 1,3,10-12 haben. Solche unberechenbar Wettermuster sind berichtet worden, um eine direkte Reflexion der fortschreitenden Klimawandel und erwartet, dass sie ein gemeinsames Wettermuster für die fores seineeable Zukunft 13. Die Bemühungen um die wirtschaftliche, effektive und umweltfreundliche Management-Techniken oder Agrochemikalien, die eine erhöhte Frosttoleranz bereitstellen kann einen begrenzten Erfolg für eine Vielzahl von Gründen, hatte aber das kann teilweise auf die Komplexität der Frosttoleranz und Gefriervermeidungsmechanismen in Pflanzen zurückgeführt werden. 14 Die adaptiven Mechanismen mit Frost Überleben in Pflanzen assoziiert sind traditionell in zwei Kategorien eingeteilt, das Einfrieren und Gefriertoleranz Vermeidung. Die erste Kategorie ist mit biochemischen Mechanismen, durch eine bestimmte Gruppe von Genen, die Pflanzen, die Spannungen mit der Gegenwart und der dehydratisierende Wirkung von Eis in seinen Geweben tolerieren ermöglichen geregelt verbunden. Während die letztere Kategorie ist typischerweise, aber nicht ausschließlich, mit strukturellen Aspekte einer Pflanze, die, wenn zu bestimmen, wann und wo sich Eis in einer Pflanze 14 verbunden. Trotz der Prävalenz von freeze Vermeidung als Ad-aptive Mechanismus hat wenig Forschung in der letzten Zeit für das Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen und Regulation der Gefriert Vermeidung gewidmet. Der Leser wird auf eine aktuelle Übersicht 15 für mehr Details zu diesem Thema verwiesen. Während die Bildung von Eis bei niedrigen Temperaturen kann wie ein einfacher Prozess erscheinen, viele Faktoren tragen zur Bestimmung der Temperatur, bei der Eis Keime in Pflanzengewebe und wie es breitet sich in der Anlage. Parameter, wie die Anwesenheit von extrinsischen und intrinsischen Eiskernbildnern heterogene vs. homogene Keimbildung, thermische Hysterese (Frostschutz) Proteine, das Vorhandensein von spezifischen Zucker und anderen Osmolyten, und eine Vielzahl von strukturellen Aspekte der Anlage spielen eine bedeutende Rolle des Gefrierprozesses in Pflanzen. Gemeinsam beeinflussen diese Parameter die Temperatur, bei der eine Pflanze friert, wo Eis initiiert und wie es wächst. Sie kann auch Auswirkungen auf die Morphologie der resultierenden Eiskristallen.Verschiedene Verfahren wurden verwendet, um den Gefrierprozeß in Pflanzen, die unter Laborbedingungen, einschließlich kernmagnetischer Resonanzspektroskopie (NMR) 16, Kernspintomographie (MRI) 17, Kryo-Mikroskopie 18-19 und Tieftemperatur-Rasterelektronenmikroskopie Studie (LTSEM ). 20 Freezing ganzer Pflanzen im Labor- und Feldeinstellungen hat sich jedoch hauptsächlich mit Thermoelementen überwacht. Die Verwendung von Thermoelementen, um ein Einfrieren zu studieren ist an der Freisetzung von Wärme (Schmelzwärme), wenn das Wasser einen Phasenübergang von einer Flüssigkeit zu einem Feststoff basiert. Einfrieren wird dann als exotherme Ereignis aufgezeichnet. 21-23 Obwohl Thermoelemente sind das typische Verfahren der Wahl bei der Untersuchung Gefrier in Pflanzen hat ihre Verwendung vielen Einschränkungen, die die Menge an Informationen während eines Gefrier Ereignis erhalten begrenzen. Zum Beispiel mit Thermoelementen ist es schwierig, fast unmöglich, zu bestimmen, wo das Eis in Pflanzen angezogen, wie sie ausbreitet,wenn es breitet sich mit gleichmäßiger Rate, und wenn einige Gewebe eisfrei bleiben. Fortschritte in der hochauflösenden Infrarot-Thermografie (HRIT) 24-27 haben jedoch deutlich erhöht die Fähigkeit, Informationen über den Gefrierprozess in ganzen Pflanzen zu erhalten, vor allem, wenn in einem Differential Imaging-Modus verwendet. 28-33 In diesem Bericht haben wir beschreiben die Verwendung dieser Technologie, um verschiedene Aspekte des Gefrierprozesses und verschiedene Parameter, die beeinflussen, wo und bei welcher Temperatur und Eis in Pflanzen begonnen zu studieren. Ein Protokoll vorgestellt werden, die die Fähigkeit des Eis-Nukleation aktive (INA) Bakterium Pseudomonas syringae (Cit-7) als extrinsische Nukleator Einleitung Einfrieren in eine krautige Pflanze auf einem hohen, unter Null Temperatur handeln demonstrieren wird. Hochauflösende Infrarot-Kamera Das Protokoll und die Beispiele in diesem Bericht dokumentiert nutzen eine hochauflösende Infrarot-Video-Radiometer. Das Radiometer (1) liefert eine Kombination von Infrarot- und sichtbaren Spektrums Bilder und Temperaturdaten. Die spektrale Empfindlichkeit der Kamera ist im Bereich von 7,5 bis 13,5 um und liefert 640 x 480 Pixel Auflösung. Sichtbaren Spektrums erzeugt Bilder durch die integrierte Kamera mit IR-Bilder in Echtzeit, was die Auslegung komplexer, Wärmebilder erleichtert fusioniert werden. Eine Reihe von Linsen für die Kamera verwendet werden, um Nahaufnahmen und mikroskopische Beobachtungen zu machen. Die Kamera kann in einem Standalone-Modus verwendet werden, oder eine Schnittstelle mit einem Laptop mit propietary Software gesteuert. Die Software kann verwendet werden, um eine Vielzahl von in den aufgezeichneten Videos eingebettet thermische Daten zu erhalten. Es ist wichtig anzumerken, dass eine Vielzahl von Infrarot-Radiometer sind kommerziell verfügbar. Daher ist es wichtig, dass die Forscher über ihre vorgesehene Anwendung mit einem erfahrenen Produktingenieur und dass der Forscher testen die Fähigkeit eines spezific Radiometer, um die erforderlichen Informationen zur Verfügung stellen. Das bildgebende Radiometer in der beschriebenen Protokoll verwendet wird, in einem Acryl-Box mit Styropor i n, um die Exposition während der Erwärmung und Abkühlung Protokolle, um Kondensation abzuschrecken isoliert (Abbildung 2) platziert. Dieser Schutz wird nicht für alle Kameras oder Anwendungen benötigt.

<table><tbody><tr><td>Infrarotkamera</td><td>FLIR</td><td>SC-660</td><td>Viele Modelle je nach Anwendung verfügbar</td></tr><tr><td>Infrarot-Analysesoftware</td><td>FLIR</td><td>ResearchIR 4.10.2.5</td><td>$3.500</td></tr><tr><td>Pseudomonas syringae (Stamm Cit-7)</td><td></td><td></td><td><a href="mailto:icelab@berkeley.edu">Mit freundlicher Verfügung von Dr. Steven Lindow, University of California&nbsp; Berkeley icelab@berkeley.edu</a></td></tr><tr><td>Pseudomonas-Agar F</td><td>Fisher Scientific</td><td>DF0448-17-1</td><td></td></tr></tbody></table>

die verwendung von hochauflösenden infrarot-thermografie (hrit) für das studium der ice ice keimbildung und ausbreitung in pflanzen

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

Frostereignisse, die auftreten, wenn Pflanzen aktiv wachsen, können ein tödliches Ereignis sein, insbesondere wenn die Pflanze keine Frosttoleranz hat. Solche Frostereignisse haben oft verheerende Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Produktion und können auch eine wichtige Rolle bei der Gestaltung der Gemeinschaftsstruktur in natürlichen Pflanzenpopulationen spielen, insbesondere in alpinen, subarktischen und arktischen Ökosystemen. Daher kann ein besseres Verständnis des Gefrierprozesses in Pflanzen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Methoden des Frostschutzes und dem Verständnis von Mechanismen der Frostvermeidung spielen. Hier beschreiben wir ein Protokoll zur Visualisierung des Gefrierprozesses in Pflanzen mittels hochauflösender Infrarot-Thermografie (HRIT). Der Einsatz dieser Technologie ermöglicht es, die Hauptorte der Eisbildung in Pflanzen, die Ausbreitung von Eis und das Vorhandensein von Eisbarrieren zu bestimmen. Darüber hinaus ermöglicht es die Untersuchung der Rolle von extrinsischen und intrinsischen Nukleatoren bei der Bestimmung der Temperatur, bei der Pflanzen gefrieren, und die Bewertung der Fähigkeit verschiedener Verbindungen, entweder den Gefrierprozess zu beeinflussen oder die Gefriertoleranz zu erhöhen. Die Verwendung von HRIT ermöglicht es, die vielen Anpassungen zu visualisieren, die sich in Pflanzen entwickelt haben, die sich direkt oder indirekt auf den Gefrierprozess auswirken und es den Pflanzen letztendlich ermöglichen, Frostereignisse zu überleben.

Ice-Keimbildungsaktivität der Ice + Bakterium Pseudomonas syringae (Stamm Cit-7) Ein 10 ul Tropfen Wasser und 10 ul Wasser, P. syringae (Cit-7) wurden auf der Oberfläche eines abaxial Hosta Blatt gelegt (Hosta spp.) (Figur 4). Wie dargestellt, ist der Wassertropfen, die die INA Bakterien erstarrte erste und war für das Blatt zu induzieren zu frieren, während der Tropfen Wasser auf der Blattoberfläche blieb nicht gefrorenen verantwortlich. <p cl...

Hier stellen wir ein Protokoll vor, das es ermöglicht, Orte der Eisbildung und Wege der Eisausbreitung in Pflanzen mit Hilfe der hochauflösenden Infrarot-Thermografie (HRIT) zu visualisieren.

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 ...

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments besteht darin, die Rolle externer Keimbildner bei der Induktion des Einfrierens von Pflanzenmaterial zu demonstrieren und den Vorgang mithilfe der Infrarotthermografie sichtbar zu machen. Dies wird erreicht, indem ein Wassertropfen und ein Tropfen eisnukleierend aktiver (INA) Bakterien auf die Oberfläche eines Blattes der untersuchten Pflanze aufgebracht werden. In einem zweiten Schritt wird die Pflanze in tiefere Temperaturen gebracht und so positioniert, dass sie mit einer hochauflösenden Infrarotkamera beobachtet werden kann.Die Parameter der Kamera werden dann festgelegt, wodurch es dem Forscher ermöglicht wird, die Eisanbildung und deren Ausbreitung zu beobachten. Anschließend wird die Temperatur der Kammer langsam auf unter Null Grad Celsius gesenkt, um die eisnukleierenden Bakterien an der Oberfläche zum Gefrieren zu bringen, was anschließend die Pflanze zum Gefrieren bringt. Die Ergebnisse zeigen die Wirkung extrinsischer eisnukleierender Agenzien, die dazu führen, dass Pflanzen gefrieren, anstatt sich unterkühlt zu halten und das Einfrieren zu vermeiden, basierend auf der Fähigkeit der Infrarot-Thermographie, den exakten Ort der Eisanbildung zu bestimmen und die Ausbreitung des Eises innerhalb der Pflanze sichtbar zu machen.Diese Technik kann nicht nur verwendet werden, um Pflanzen unter Kontrollbedingungen zu visualisieren, sondern eignet sich auch für den Einsatz im Freiland unter natürlichen Bedingungen. Das Verständnis dafür, wie Pflanzen unter natürlichen Bedingungen einfrieren, und die Gewinnung von Informationen über den Einfrierprozess können neue Erkenntnisse liefern, die zu neuen Methoden zum Frostschutz landwirtschaftlicher Pflanzen führen können, aber auch viel über die Pflanzenökologie aussagen. Und diese Technik hat sich besonders nützlich für das Verständnis der alpinen Ökologie erwiesen.Zusammen mit mir, Eric Burchard, wird ein Techniker in meinem Labor diesen Prozess im folgenden Video demonstrieren. Um die Kultur zu beginnen, werden die INA-Bakterien Pseudomonas syringae in Petrischalen auf Pseudos-Agar bei 25 Grad Celsius inkubiert, zubereitet mit 10 Gramm pro Liter 100 %igem Glycerin gemäß den Herstelleranweisungen. Nachdem die Kulturen ausreichend gewachsen sind, lagern Sie diese mindestens zwei Tage bei vier Grad Celsius, um eine hohe Eisnukleationsaktivität sicherzustellen. Als Nächstes werden die Bakterien von einer einzelnen Platte mit einem plastischen Einweg- oder wiederverwendbaren Metallspatel von der Agaroberfläche abgenommen.Geben Sie die Bakterien in 10 bis 15 Milliliter entionisiertes Wasser. In einem 25-Milliliter-Wegwerfbechern erscheint die Lösung trüb. Es ist nicht erforderlich, die Konzentration mittels Hämocytometer oder Spektrophotometer zu bestimmen, da die Konzentration nur annähernd sein muss.Vortexen Sie die Q Vet mindestens 10 Sekunden lang, um die Bakterien zu verteilen. Um das Gefrierversuch aufzubauen, stellen Sie die Infrarotkamera mit hoher Auflösung in die schützende Acrylbox, sodass sich das Objektiv durch die Öffnung an der Vorderseite der Box erstreckt und die Kabel die Kamera mit einem Laptop oder Aufnahmegerät verbinden. Verlassen Sie die Box durch die hintere Öffnung.Leiten Sie alle externen Kabelverbindungen zur Kamera über diesen Anschluss. Füllen Sie jeglichen zusätzlichen Platz im Anschluss oder der Öffnung mit isolierendem Schaummaterial, um Temperaturgradienten innerhalb der Kammer zu vermeiden oder zu reduzieren. Verwenden Sie als Hintergrund um das Pflanzenmaterial herum schwarzes Bastelpapier an den Wänden der Kammer, um Störungen durch reflektierte Infrarotstrahlung zu verhindern.Bestücken Sie die Kammer mit LED-Beleuchtung, um die Erwärmung durch die Lichtquelle beim Aufnehmen von Bildern im unsichtbaren Wellenlängenbereich zu minimieren. Eine minimale Beleuchtung, wie beispielsweise eine batteriebetriebene Schrankleuchte oder ein anderes kleines LED-Gerät, ist erforderlich, damit die Pflanzen für die Kamera sichtbar sind, und sollte nach der Aufnahme sichtbarer Bilder ausgeschaltet werden. Verschließen Sie den Deckel der Box und stellen Sie die Box innerhalb der Umgebungskammer an einer Position auf, an der das zu untersuchende Pflanzenmaterial sichtbar ist.Danach die Anfangstemperatur der Kammer auf ein Grad Celsius einstellen. Anschließend die Pflanzen oder Pflanzenteile ausrichten, sodass das Pflanzenmaterial im Sichtfeld der Kamera liegt und auf dem Fernüberwachungsbildschirm oder in der gewählten Software sichtbar ist. Unmittelbar vor dem Schließen der Tür der Umweltkammer 10 Mikroliter Wasser mit einer Mikropipette auf die AAL-Oberfläche eines Blattes auftragen.Verwenden Sie dann eine separate Einwegpipettenspitze, um 10 Mikroliter einer Lösung mit INA-Bakterien auf der gegenüberliegenden Seite derselben AAL-Oberfläche aufzutragen. Bevor Sie ein Gefrierversuch starten, sollten Sie die Temperatur der Kammer auf etwa ein Grad Celsius absenken und die Pflanzen für etwa eine halbe bis eine Stunde lang bei dieser Temperatur temperieren lassen, abhängig von der Größe des Pflanzenmaterials. Dadurch wird sichergestellt, dass beim Start des Gefrierversuchs und der anschließenden Absenkung der Temperatur die Temperatur des Pflanzenmaterials nicht stark hinter der Lufttemperatur der Kammer zurückbleibt.Nachdem die Pflanzen sich ausgeglichen haben, beginnen Sie mit der Abkühlung der Kammer und stellen Sie die gewünschten Kameraparameter in der Forschungs-IR-Software ein. Wählen Sie zunächst die Regenbogen-Palette aus, um die Temperaturunterschiede während der Betrachtung des Live-Bildes anzuzeigen. Stellen Sie dann die Temperaturspanne auf fünf Grad Celsius ein, indem Sie den Temperaturbalken unterhalb des Bildes in der Software anpassen.Wählen Sie die lineare Skala zur Umwandlung der Infrarotdaten in das Falschfarbenbild gemäß der ausgewählten Palette. Legen Sie den Temperaturbereich auf fünf Grad Celsius fest und aktivieren Sie die automatische Verfolgung basierend auf dem Bild. Verwenden Sie die Temperatur eines bestimmten Punkts oder die Durchschnittstemperatur innerhalb des vom Software definierten interessierenden Bereichs.Platzieren Sie dann einen Cursor an einer Stelle im Pflanzengewebe, die einen bestimmten Punkt von Interesse darstellt. Definieren Sie den Bereich von Interesse als Punkte, Rechtecke, Linien, Ellipsen oder Kreise. Mehrere Kombinationen aus Punkten oder Formen können über das Bild verteilt werden.Außerdem können interessierende Bereiche auch nach Abschluss des Experiments definiert werden. Während der Forscher die gespeicherte Videodatei oder Bilddatei analysiert, um eine Videosequenz aufzuzeichnen, stellen Sie die Kamera so ein, dass sie mit 60 Hertz aufzeichnet, und beenden Sie die Aufnahme manuell, indem Sie den Speicherort auf dem Computer oder einem externen Laufwerk angeben, an dem die aufgezeichnete Videodatei abgelegt werden soll. Die Aufzeichnung auf eine externe Festplatte wird dringend empfohlen, da große Videodateien entstehen werden.Um eine Videosequenz aufzuzeichnen, stellen Sie die Kamera so ein, dass sie mit 60 Hertz aufzeichnet und die Aufnahme manuell gestoppt wird, und beginnen Sie dann mit der Aufnahme. Die aufgezeichneten Videodateien können später bearbeitet werden, um nur den Teil mit den notwendigen Informationen zu enthalten. Senken Sie die Temperatur der Kammer schrittweise um 0,5 bis 1,0 Grad Celsius.Warten Sie, bis die Pflanzentemperatur sich mit der Lufttemperatur ausgeglichen hat, bevor Sie die Temperatur erneut auf die gleiche Weise senken, abhängig von der Masse des beobachteten Pflanzengewebes und dessen Morphologie. Der Ausgleichsvorgang kann 10 bis 15 Minuten dauern, was einer Abkühlrate von etwa zwei bis vier Grad Celsius pro Stunde entspricht. Setzen Sie dieses Vorgehen fort, bis die Pflanze gefriert und die Beobachtungen abgeschlossen sind.Beenden Sie die Aufnahme, wenn der Gefrierprozess abgeschlossen ist. Hier sind Lichtmikroskopieaufnahmen der Sprosse der Alpen-Rhododendronpflanze gezeigt, die die am Spross befestigten Blätter und die terminalen Knospen darstellen. Das Gefrieren beginnt im Spross, und das Eis breitet sich anschließend in die Blätter aus.Die Endknospen bleiben ungefroren und gefrieren unabhängig zwischen 126 und 164 Minuten nach dem initialen Einfrieren von Stängel und Blättern ein. Während dieser Zeit hat sich die Enthalpie-Wärme, die durch das Einfrieren von Stängel und Blättern freigesetzt wurde, verflüchtigt. Wenn eine hydrophobe Barriere auf Tomatenpflanzen aufgebracht wird, verhindert diese das durch INA-Bakterien ausgelöste Einfrieren der Pflanze.Die große Kontaktfläche zwischen dem INA-Tröpfchen und der Blattoberfläche an einer unbeschichteten Pflanze ist hier zu erkennen. Umgekehrt besteht bei einer beschichteten Pflanze ein geringerer Kontakt zwischen dem INA-Tröpfchen und der Blattoberfläche. Die unbeschichtete Pflanze rechts zeigt eine exotherme Reaktion, die mit dem Einfrieren der Pflanze verbunden ist.Während die beschichtete Pflanze auf der linken Seite bei etwa minus sechs Grad Celsius überkühlt und ungefroren bleibt. Bei Verwendung dieser Technologie ist es wichtig, geeignete Abkühlraten anzuwenden und den Gefrierprozess mehrfach zu beobachten, um besser zu verstehen, wie die erhaltenen Bilder und Videos zu interpretieren sind. Das Verfahren kann außerdem in Kombination mit Thermoelementen verwendet werden, um eine genauere Abschätzung der Lufttemperatur und der tatsächlichen Temperaturen zu erhalten, bei denen die Gefrierereignisse auftreten.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Environment

Umwelt

Wir beschreiben ein Protokoll mit Kammer-Objektträgern und Medien zu pflanzen Keimblätter für die konfokale Bildgebung der Epidermis über mehrere Tage der Entwicklung immobilisieren, zu dokumentieren stomatal Differenzierung. Fluorophor-markierte Proteine ​​können dynamisch durch Expression und subzelluläre Lokalisation verfolgt werden, das Verständnis ihrer möglichen Rollen bei der Zellteilung und Zelltyp-Differenzierung.

Langfristige, High-Resolution Konfokale Zeitraffer Bildgebung<em&gt; Arabidopsis Cotyledon</em&gt; Epidermis während der Keimung

Dieses Protokoll beschreibt ein Verfahren zur raschen Sammlung von Bildern von Arabidopsis Keimlingen Reaktion auf einen Reiz der Schwerkraft unter Verwendung von handelsüblichen Flachbettscanner. Die Methode ermöglicht kostengünstige, High-Volume-Erfassung von hochauflösenden Bildern zugänglich für Downstream-Analyse-Algorithmen.

Mit Flachbett-Scanner mit hoher Auflösung zeitversetzt Bilder von der Arabidopsis-Wurzel gravitropen Antwort sammeln

Es wurde eine Methode entwickelt, um die spezifische Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit von Blattgewebe durch nicht-invasive, berührungslose Nahinfrarot-Lasersondierung zu bestimmen, die weniger als 1 Minute pro Probe benötigt.

Ein Rapid-Laser Probing Verfahren erleichtert die Nicht-invasive und berührungslose Bestimmung der Blatt Thermische Eigenschaften

Dieses Papier beschreibt die Identifizierung von Eis-bindenden Proteinen aus gefriertoleranten Pflanzen durch die Beurteilung von Eis-Umkristallisation hemmende Aktivität und die anschließende Isolierung von nativem IBPs ice-Affinitätsreinigung verwendet wird.

Identifizierung von Pflanzenproteinen durch die Bewertung der Eis-Rekristallisation Hemmung und Isolation Mit Ice-Affinitätsreinigung Ice-Bindung

Ein experimentelles Protokoll ist für die Beurteilung der Boden gewachsen Pflanze Wurzelsysteme mit RGB und hyperspektralen Bildgebung vorgestellt. Kombination von RGB Bild Zeit Serie mit chemometrischen Informationen aus hyperspektrale scannt optimiert Einblicke in Werk Wurzel Dynamik.

RGB und spektrale Wurzel Bildgebung für die Pflanze Phänotypisierung und physiologischen Forschung: Versuchsaufbau und Imaging-Protokolle

Hier präsentieren wir ein Protokoll, um eine Erdbeere Pflanze Einfrieren in 3 Dimensionen Bild. Zwei Infrarot-Kameras, die in unterschiedlichen Winkeln positioniert werden verwendet, um eine rot-blaue Anaglyphen-Video um das Einfrieren der Anlage in 3 Dimensionen zu beobachten zu produzieren.

Protokoll zur Herstellung von dreidimensionalen Infrarot-Video des Einfrierens in Pflanzen

Wir bieten eine Methode zur Identifizierung von Modulatoren der Blatttranspiration durch großangelegtes Screening einer zusammengesetzten Bibliothek.

Identifizierung neuartiger Regulatoren der Pflanzentranspiration durch großangelegtes Thermisches Bildgebungsscreening in Helianthus Annuus

Hier beschreiben wir ein fortschrittliches Werkzeug zur Überwachung der Chlorophyllbiosynthese in den frühen Stadien der Arabidopsis-Keimlingsentetiolierung.   Die neuartige Methodik ermöglicht eine nicht-invasive Echtzeit-Chlorophyll-Fluoreszenz-Bildgebung mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung.

Nicht-invasiver Assay zur Bestimmung der Chlorophyll-Biosynthese-Kinetik in frühen Stadien der Arabidopsis-De-etiolation

Wir haben ein bildbasiertes Phänotypisierungsprotokoll entwickelt, um die morphologischen und physiologischen Reaktionen auf einfache und kombinierte Hitze-, Trockenheits- und Staunässebehandlungen zu bestimmen. Dieser Ansatz ermöglichte die Identifizierung von frühen, späten und Wiederherstellungsreaktionen auf der Ebene der gesamten Anlage, insbesondere in oberirdischen Teilen, und unterstrich die Notwendigkeit des Einsatzes mehrerer bildgebender Sensoren.

Bildbasierte Hochdurchsatz-Phänotypisierung zur Bestimmung morphologischer und physiologischer Reaktionen auf Einzel- und Kombinationsbelastungen bei Kartoffeln

Tabakpflanzen wurden verwendet, um eine Pilz-Cellulase, TrCel5A erzeugen, über einen transienten Expressionssystem. Die Expression kann unter Verwendung eines fluoreszierenden Fusionsproteins überwacht werden, und die Proteinaktivität wurde nach der Expression charakterisiert.

Expression von rekombinanten Cellulase aus Cel5A<em&gt; Trichoderma reesei</em&gt; In Tabakpflanzen

Erfahren Sie, wie hochauflösende Infrarot-Thermografie (HRIT) die Eisbildung und Ausbreitung in Pflanzen visualisiert. Diese Methode zeigt den Einfluss von INA-Bakterien auf den Gefrierprozess und liefert wertvolle Erkenntnisse für frostresistente Kulturpflanzen.

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

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

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