L'utilisation de la haute résolution thermographie infrarouge (HRIT) pour l'étude de la glace et de la glace nucléation Propagation dans les plantes

Résumé

Nous présentons ici un protocole qui permet de visualiser les sites de formation de glace et les voies de propagation de la glace dans les plantes en utilisant la thermographie infrarouge à haute résolution (HRIT).

Résumé

Les épisodes de gel qui se produisent lorsque les plantes sont en croissance active peuvent être mortels, en particulier si la plante n’a aucune tolérance au gel. De tels épisodes de gel ont souvent des effets dévastateurs sur la production agricole et peuvent également jouer un rôle important dans la formation de la structure des communautés de plantes naturelles, en particulier dans les écosystèmes alpins, subarctiques et arctiques. Par conséquent, une meilleure compréhension du processus de congélation dans les plantes peut jouer un rôle important dans le développement de méthodes de protection contre le gel et la compréhension des mécanismes d’évitement du gel. Nous décrivons ici un protocole permettant de visualiser le processus de congélation dans les usines à l’aide de la thermographie infrarouge à haute résolution (HRIT). L’utilisation de cette technologie permet de déterminer les principaux sites de formation de la glace chez les plantes, comment la glace se propage et la présence de barrières de glace. De plus, il permet d’examiner le rôle des nucléateurs extrinsèques et intrinsèques dans la détermination de la température à laquelle les plantes gèlent et d’évaluer la capacité de divers composés à affecter le processus de congélation ou à augmenter la tolérance à la congélation. L’utilisation de l’HRIT permet de visualiser les nombreuses adaptations qui ont évolué chez les plantes, qui ont un impact direct ou indirect sur le processus de congélation et, en fin de compte, permettent aux plantes de survivre aux épisodes de gel.

Introduction

Températures qui se produisent lorsque les plantes sont en pleine croissance de congélation peut être mortelle, surtout si la plante a peu ou pas de tolérance au gel. De tels événements gel ont souvent des effets dévastateurs sur la production agricole et peuvent également jouer un rôle important dans la structure des communautés dans les populations naturelles de plantes, en particulier dans les régions alpines, les écosystèmes subarctiques et arctiques ^1-6. Les épisodes de sévères gelées de printemps ont eu des répercussions importantes sur la production de fruits dans les États-Unis et Amérique du Sud au cours des dernières années ^7-9 et ont ....

Protocole

1. Préparation des matières végétales

1. Utilisez feuilles ou plantes entières de matériel objet de la plante (Hosta spp. Phaseolus vulgaris) ou.

2. Préparation des solutions d'eau contenant de la glace nucléation actifs (INA) Bactéries

1. Culture de la bactérie INA, Pseudomonas syringae (Strain Cit-7) dans des boîtes de Pétri à 25 ° C sur Pseudomonas Agar F préparé avec 10 g / L de 100% de glycérol par la direction du fabricant.
2. Après cultures ont augmenté suffisamment, lieu à 4 ° C jusqu'à ce que nécessaire, mais garder à 4 ° C pendant deux jours avant d'assurer un n....

Résultats

Activité Ice-nucléation de la glace + bactérie, Pseudomonas syringae (souche Cit-7)

Une goutte de 10 ul d'eau et 10 ul d'eau contenant P. syringae (Cit-7) ont été placés sur la surface abaxiale d'une feuille de Hosta (Hosta spp.) (Figure 4). Comme illustré, la goutte d'eau contenant des bactéries INA gelé premier et était responsable de l'induction de la feuille de geler tandis que la goutte d'eau sur la surface de la feuill.......

Discussion

L'eau a la capacité de surfusion à des températures bien inférieures à 0 ° C et la température à laquelle l'eau va geler peut être très variable. ³⁶ La limite de température pour la surfusion de l'eau pure est d'environ -40 ° C et est défini comme le point de nucléation homogène. Quand l'eau gèle à des températures plus chaudes que -40 ° C, il est provoquée par la présence de hétérogène de nucléation qui permettent de petits embryons de glace pour former qui servent alors comme un catalyse.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Caméra infrarouge	FLIR	SC-660	De nombreux modèles sont disponibles en fonction de l’application
Logiciel d’analyse infrarouge	FLIR	ResearchIR 4.10.2.5	$3,500
Pseudomonas syringae (souche Cit-7)			Aimablement fourni par Dr. Steven Lindow, Université de Californie  ; Berkeley icelab@berkeley.edu
Pseudomonas Agar F	Fisher Scientific	DF0448-17-1