Aquí presentamos un protocolo que permite visualizar los sitios de formación de hielo y las vías de propagación del hielo en las plantas utilizando termografía infrarroja de alta resolución (HRIT).
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Artículo de método
El uso de alta resolución Termografía Infrarroja (HRIT) para el Estudio de Hielo La nucleación y Hielo Propagación de Plantas
En este artículo
Resumen
Resumen
Los eventos de congelación que ocurren cuando las plantas están creciendo activamente pueden ser un evento letal, especialmente si la planta no tiene tolerancia a la congelación. Tales eventos de heladas a menudo tienen efectos devastadores en la producción agrícola y también pueden desempeñar un papel importante en la configuración de la estructura de la comunidad en las poblaciones naturales de plantas, especialmente en los ecosistemas alpinos, subárticos y árticos. Por lo tanto, una mejor comprensión del proceso de congelación en las plantas puede desempeñar un papel importante en el desarrollo de métodos de protección contra heladas y en la comprensión de los mecanismos para evitar la congelación. En este trabajo se describe un protocolo para visualizar el proceso de congelación en plantas mediante termografía infrarroja de alta resolución (HRIT). El uso de esta tecnología permite determinar los sitios primarios de formación de hielo en las plantas, cómo se propaga el hielo y la presencia de barreras de hielo. Además, permite examinar el papel de los nucleadores extrínsecos e intrínsecos en la determinación de la temperatura a la que se congelan las plantas y evaluar la capacidad de varios compuestos para afectar el proceso de congelación o aumentar la tolerancia a la congelación. El uso de HRIT permite visualizar las muchas adaptaciones que han evolucionado en las plantas, que impactan directa o indirectamente en el proceso de congelación y, en última instancia, permiten que las plantas sobrevivan a los eventos de heladas.
Introducción
Congelación temperaturas que se producen cuando las plantas están creciendo activamente puede ser letal, particularmente si la planta tiene tolerancia a la congelación poco o no. Tales heladas suelen tener efectos devastadores en la producción agrícola y también pueden desempeñar un papel importante en la conformación de la estructura de la comunidad en las poblaciones naturales de las plantas, sobre todo en los Alpes, los ecosistemas sub-árticas y árticas 1-6. Los episodios de fuertes heladas de primavera han tenido un gran impacto en la producción de fruta en los EE.UU. y América del Sur en los últimos años 7-9 y se han agravado por la aparici....
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Protocolo
1. Preparación de materiales vegetales
- Utilice cualquiera de las hojas o plantas enteras de material de la asignatura planta (Hosta spp. O Phaseolus vulgaris).
2. Preparación de las soluciones de agua que contienen hielo nucleación activos (INA) Bacterias
- Cultura la bacteria INA, Pseudomonas syringae (Strain Cit-7) en placas de Petri a 25 ° C en Pseudomonas Agar F preparada con 10 g / L de 100% de glicerol por la dirección del fabricante.
- Después de culturas han crecido lo suficiente, a 4 ° C hasta que sea necesario, pero mantener a 4 ° C durante dos días previos para asegur....
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Resultados
Actividad Hielo-nucleación del hielo + bacteria, Pseudomonas syringae (cepa Cit-7)
Una gota 10 l de agua y 10 l de agua que contienen P. syringae (Cit-7) se colocaron en la superficie abaxial de una hoja de Hosta (Hosta spp.) (Figura 4). Como se ilustra, la gota de agua que contiene las bacterias INA congeló primero y fue responsable de la inducción de la hoja para congelar, mientras que la gota de agua sobre la superficie de la hoja se mantuvo sin.......
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Discusión
El agua tiene la capacidad de superenfriar a temperaturas muy por debajo de 0 ° C y la temperatura a la que el agua se congele puede ser bastante variable. 36 El límite de temperatura para el subenfriamiento del agua pura es de aproximadamente -40 ° C y se define como el punto de nucleación homogénea. Cuando el agua se congela a temperaturas más cálidas a -40 ° C, se produce por la presencia de nucleantes heterogéneos que permiten a los pequeños embriones de hielo para formar y que constituirán un catalizador.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen intereses financieros en competencia o conflictos de intereses.
Agradecimientos
Esta investigación fue financiada por el Fondo de Ciencias de Austria (FMF): P23681-B16.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Cámara infrarroja | FLIR | SC-660 | Muchos modelos disponibles según la aplicación |
| Software analítico infrarrojo | FLIR | ResearchIR 4.10.2.5 | $3,500 |
| Pseudomonas syringae (cepa Cit-7) | Amablemente proporcionado por el Dr. Steven Lindow, Universidad de California Berkeley icelab@berkeley.edu | ||
| Pseudomonas Agar F | Fisher Scientific | DF0448-17-1 |
Referencias
- Taschler, D., Beikircher, B., Neuner, G. Frost resistance and ice nucleation in leaves of five woody timberline species measured in situ during shoot expansion. Tree Physiol. 24, 331-337 (2004).
- Neuner, G., Hacker, J. Ice formation and propagation in alpine plants.
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Reimpresiones y permisos
