כאן אנו מציגים פרוטוקול המאפשר לדמיין אתרים של היווצרות קרח ודרכים של התפשטות קרח בצמחים תוך שימוש בתרמוגרפיה אינפרא אדום ברזולוציה גבוהה (HRIT).
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
השימוש ברזולוציה גבוהה אינפרא אדום תרמוגרפיה (HRIT) לחקר הקרח נוקלאציה וקרח רביה בצמחים
במאמר זה
סיכום
תקציר
אירועי הקפאה המתרחשים כאשר צמחים גדלים באופן פעיל יכולים להיות אירוע קטלני, במיוחד אם לצמח אין סבילות להקפאה. לאירועי כפור כאלה יש לעתים קרובות השפעות הרסניות על הייצור החקלאי ויכולים גם למלא תפקיד חשוב בעיצוב מבנה הקהילה באוכלוסיות טבעיות של צמחים, במיוחד במערכות אקולוגיות אלפיניות, תת-ארקטיות וארקטיות. לכן, הבנה טובה יותר של תהליך ההקפאה בצמחים יכולה למלא תפקיד חשוב בפיתוח שיטות להגנה מפני כפור והבנת מנגנוני הימנעות מהקפאה. כאן, אנו מתארים פרוטוקול להמחשת תהליך ההקפאה בצמחים באמצעות תרמוגרפיה אינפרא אדום ברזולוציה גבוהה (HRIT). השימוש בטכנולוגיה זו מאפשר לקבוע את האתרים העיקריים של היווצרות קרח בצמחים, כיצד קרח מתפשט ונוכחות מחסומי קרח. יתר על כן, הוא מאפשר לבחון את תפקידם של גרעינים חיצוניים ופנימיים בקביעת הטמפרטורה שבה צמחים קופאים ולהעריך את יכולתן של תרכובות שונות להשפיע על תהליך ההקפאה או להגביר את סבילות ההקפאה. השימוש ב-HRIT מאפשר לדמיין את ההתאמות הרבות שהתפתחו בצמחים, המשפיעות באופן ישיר או עקיף על תהליך ההקפאה ובסופו של דבר מאפשרות לצמחים לשרוד אירועי כפור.
מבוא
טמפרטורות מקפיאות המתרחשות כאשר צמחים גדלים באופן פעיל יכול להיות קטלני, במיוחד אם המפעל יש סובלנות הקפאה קטנה או לא. יש אירועים כאלה לעתים קרובות כפור השפעות הרסניות על ייצור חקלאי וגם יכולים לשחק תפקיד חשוב בעיצוב מבנה קהילה באוכלוסיות טבעיות של צמחים, במיוחד באלפיני, מערכות אקולוגיות תת-ארקטי והארקטי 1-6. פרקים של כפור האביב החמור היו השפעות עיקריות על ייצור פירות בארה"ב ובדרום אמריקה בשנים האחרונות 7-9 והוחמרו על ידי ההתפרצות המוקדמת של מזג אוויר חם ואחרי טמפרטורות נמוכות ממוצעים אופייניות יותר. מזג האוויר החם גורם לתחילת ניצנים לשבור, הפעלת הצמיחה של יורה, עלים, פרחים וחדשים שכולן יש מעט מאוד לא סובלנ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. הכנת צמח חומרים
- השתמש באחת עלים או צמחים שלמים של חומר צמחי נושא (SPP Hosta. או vulgaris Phaseolus).
2. הכנת פתרונות מים המכילים חיידקים הקרח נוקלאציה פעילים (INA)
- תרבות חיידק INA, Pseudomonas syringae (הזנים Cit-7) בצלחות פטרי של 25 מעלות צלזיוס בPseudomonas אגר F מוכן עם L / 10 גרם של 100% לגליצרול הכיוון של היצרן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
פעילות הקרח nucleating של הקרח + חיידק, Pseudomonas syringae (זן Cit-7)
ירידה של 10 μl של מים ו -10 μl של מים המכיל פ syringae (CIT-7) הונחו על פני השטח abaxial של עלה Hosta (Hosta spp.) (איור 4). כפי שמודגם, הירידה של מים המכילים חיידקי INA קפאה ראשונה והייתה אחראי לגרימת העלה להקפיא בעוד טיפת מים על פני השטח העלה נשארה יצאה מן ההקפאה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
יש מים היכולת מדליקה לטמפרטורות נמוכות 0 מעלות צלזיוס והטמפרטורה בה מים יקפאו יכולים להיות משתנים לגמרי. 36 מגבלת הטמפרטורה לקירור של מים טהורים היא על -40 מעלות צלזיוס ומוגדרת כנקודת נוקלאציה הומוגנית. כאשר מים קופאים בטמפרטורות חמה יותר מאשר -40 ° C זה הוא הביא על ידי הנוכחות של הטרוגניים nucleators המאפשרים עוברי קרח קטנים כדי ליצור שלאחר מכן ישמש כזרז להיווצרות קרח וצמיחה. 37 יש שפע של מולקולות בטבע ש לפעול סוכני nucleating הקרח כיעילים מאוד, ולכן רוב ההק.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
יש הסופרים לא אינטרסים כלכליים מתחרים או ניגוד עניינים.
תודות
מחקר זה מומן על ידי קרן המדע האוסטרית (FWF): P23681-B16.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מצלמת אינפרא אדום | FLIR | SC-660 | דגמים רבים זמינים בהתאם ליישום |
| תוכנה אנליטית אינפרא אדום | FLIR | ResearchIR 4.10.2.5 | $3,500 |
| Pseudomonas syringae (זן Cit-7) | מסופק באדיבות על ידי ד"ר סטיבן לינדו, אוניברסיטת קליפורניה ברקלי icelab@berkeley.edu | ||
| Pseudomonas Agar F | Fisher Scientific | DF0448-17-1 |
מקורות
- 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.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
