Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Wykorzystanie termografii w podczerwieni o wysokiej rozdzielczości (HRIT) do badania zarodkowania i propagacji lodu w roślinach

9K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/52703

⸱

8 maja 2015

 ,  , 
1U.S Department of Agriculture, Agricultural Research Service (USDA-ARS), Kearneysville, WV, 2Institute of Botany, University of Innsbruck, 3Department of Plant Science, University of Saskatechewan

W tym artykule

Podsumowanie

Tutaj prezentujemy protokół, który pozwala na wizualizację miejsc powstawania lodu i dróg rozprzestrzeniania się lodu w roślinach za pomocą termografii w podczerwieni o wysokiej rozdzielczości (HRIT).

Streszczenie

Zdarzenia zamrożenia, które mają miejsce, gdy rośliny aktywnie rosną, mogą być śmiertelnym zdarzeniem, szczególnie jeśli roślina nie ma tolerancji na zamarzanie. Takie przymrozki często mają niszczycielski wpływ na produkcję rolną i mogą również odgrywać ważną rolę w kształtowaniu struktury zbiorowisk w naturalnych populacjach roślin, zwłaszcza w ekosystemach alpejskich, subarktycznych i arktycznych. Dlatego lepsze zrozumienie procesu zamarzania w roślinach może odegrać ważną rolę w opracowaniu metod ochrony przed mrozem i zrozumieniu mechanizmów unikania mrozów. W tym miejscu opisujemy protokół wizualizacji procesu zamrażania w roślinach za pomocą termografii w podczerwieni o wysokiej rozdzielczości (HRIT). Zastosowanie tej technologii pozwala określić pierwotne miejsca powstawania lodu w roślinach, sposób rozprzestrzeniania się lodu oraz obecność barier lodowych. Ponadto pozwala na zbadanie roli zewnętrznych i wewnętrznych nukleatorów w określaniu temperatury, w której rośliny zamarzają, oraz ocenie zdolności różnych związków do wpływania na proces zamrażania lub zwiększania tolerancji na zamarzanie. Zastosowanie HRIT pozwala na wizualizację wielu adaptacji, które wyewoluowały w roślinach, które bezpośrednio lub pośrednio wpływają na proces zamrażania i ostatecznie umożliwiają roślinom przetrwanie przymrozków.

Wprowadzenie

Temperatury zamarzania, które występują, gdy rośliny aktywnie rosną, mogą być śmiertelne, szczególnie jeśli roślina ma małą lub żadną tolerancję na zamarzanie. Takie przymrozki często mają niszczycielski wpływ na produkcję rolną i mogą również odgrywać ważną rolę w kształtowaniu struktury zbiorowisk w naturalnych populacjach roślin, zwłaszcza w ekosystemach alpejskich, subarktycznych i arktycznych 1-6. Epizody silnych wiosennych przymrozków miały duży wpływ na produkcję owoców w USA i Ameryce Południowej w ostatnich latach 7-9 i zostały nasilone przez wczesny początek ciepłej pogody, po którym nastąpiły bardziej typowe średnie niskie temperatury. Wczesna, ciepła pogoda skłania pąki do pękania, aktywując wzrost nowych pędów, liści i kwiatów, z których wszystkie mają bardzo małą lub żadną tolerancję na mróz 1,3,10-12. Doniesiono, że takie nieregularne wzorce pogodowe są bezpośrednim odzwierciedleniem trwającej zmiany klimatu i oczekuje się, że będą powszechnym wzorcem pogodowym w dającej się przewidzieć przyszłości 13 . Wysiłki mające na celu zapewnienie ekonomicznych, skutecznych i przyjaznych dla środowiska technik zarządzania lub agrochemikaliów, które mogą zapewnić zwiększoną tolerancję na mróz, odniosły ograniczony sukces z wielu powodów, ale można to częściowo przypisać złożonej naturze tolerancji na zamarzanie i mechanizmów unikania zamarzania w roślinach. 14

Mechanizmy adaptacyjne związane z przetrwaniem mrozu u roślin tradycyjnie dzielą się na dwie kategorie, tolerancję na zamarzanie i unikanie zamarzania. Pierwsza kategoria jest związana z mechanizmami biochemicznymi regulowanymi przez określony zestaw genów, które pozwalają roślinom tolerować stresy związane z obecnością i odwadniającym działaniem lodu w ich tkankach. Podczas gdy ta ostatnia kategoria jest zazwyczaj, choć nie wyłącznie, związana z aspektami strukturalnymi rośliny, które określają, czy, kiedy i gdzie tworzy się lód w roślinie 14. Pomimo rozpowszechnienia unikania zamarzania jako mechanizmu adaptacyjnego, w ostatnim czasie niewiele badań poświęcono zrozumieniu mechanizmów leżących u podstaw i regulacji unikania zamarzania. Czytelnik odsyłany jest do niedawnej recenzji 15 po więcej szczegółów na ten temat.

Chociaż tworzenie się lodu w niskich temperaturach może wydawać się prostym procesem, wiele czynników przyczynia się do określenia temperatury, w której lód zarodkuje w tkankach roślinnych i jak rozprzestrzenia się w roślinie. Parametry takie jak obecność zewnętrznych i wewnętrznych nukleatorów lodu, heterogeniczne i jednorodne zdarzenia zarodkowania, białka histerezy termicznej (przeciw zamarzaniu), obecność określonych cukrów i innych osmolitów oraz szereg aspektów strukturalnych rośliny mogą odgrywać znaczącą rolę w procesie zamrażania w roślinach. Łącznie parametry te wpływają na temperaturę, w której roślina zamarza, gdzie inicjowany jest lód i jak rośnie. Mogą również wpływać na morfologię powstałych kryształków lodu. Do badania procesu zamrażania w roślinach w warunkach laboratoryjnych zastosowano różne metody, w tym spektroskopię magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) 16, obrazowanie rezonansu magnetycznego (MRI) 17, kriomikroskopię 18-19 i niskotemperaturową skaningową mikroskopię elektronową (LTSEM). 20 Zamrażanie całych roślin w warunkach laboratoryjnych i polowych monitorowano jednak głównie za pomocą termopar. Zastosowanie termopar do badania zamrażania opiera się na uwalnianiu ciepła (entalpii topnienia), gdy woda przechodzi przemianę fazową z cieczy w ciało stałe. Zamrożenie jest następnie rejestrowane jako zdarzenie egzotermiczne. 21-23 Mimo że termopary są typową metodą z wyboru w badaniu zamrażania roślin, ich zastosowanie ma wiele ograniczeń, które ograniczają ilość informacji uzyskiwanych podczas zamarzania. Na przykład w przypadku termopar trudno jest prawie niemożliwe określenie, gdzie lód jest inicjowany w roślinach, jak się rozprzestrzenia, czy rozprzestrzenia się w równym tempie i czy niektóre tkanki pozostają wolne od lodu.

Postępy w termografii w podczerwieni o wysokiej rozdzielczości (HRIT) 24-27 jednak znacznie zwiększyły możliwość uzyskiwania informacji o procesie zamrażania w całych roślinach, zwłaszcza gdy są używane w trybie obrazowania różnicowego. 28-33 W niniejszym raporcie opisujemy zastosowanie tej technologii do badania różnych aspektów procesu zamrażania i różnych parametrów, które wpływają na to, gdzie i w jakiej temperaturze w roślinach inicjowany jest lód. Przedstawiony zostanie protokół, który zademonstruje zdolność bakterii Pseudomonas syringae (Cit-7) aktywnej w lodowym zarodkowaniu (INA) do działania jako zewnętrzny nukleator inicjujący zamrażanie w roślinie zielnej w wysokiej, ujemnej temperaturze.

Kamera na podczerwień o wysokiej rozdzielczości

Protokół i przykłady udokumentowane w tym raporcie wykorzystują radiometr wideo o wysokiej rozdzielczości na podczerwień. Radiometr (rysunek 1) dostarcza kombinację obrazów w podczerwieni i widma widzialnego oraz danych o temperaturze. Odpowiedź spektralna kamery mieści się w zakresie od 7,5 do 13,5 μm i zapewnia rozdzielczość 640 x 480 pikseli. Obrazy w widmie widzialnym generowane przez wbudowaną kamerę mogą być łączone z obrazami w podczerwieni w czasie rzeczywistym, co ułatwia interpretację złożonych obrazów termowizyjnych. Szeroka gama obiektywów do aparatu może być używana do wykonywania obserwacji z bliska i mikroskopowych. Kamera może być używana w trybie autonomicznym lub połączona i sterowana z laptopem za pomocą odpowiedniego oprogramowania. Oprogramowanie może być używane do uzyskiwania różnych danych termicznych osadzonych w nagranych filmach. Należy zauważyć, że na rynku dostępna jest szeroka gama radiometrów na podczerwień. Dlatego ważne jest, aby badacz omówił ich zamierzone zastosowanie z doświadczonym inżynierem produktu i aby badacz przetestował zdolność każdego konkretnego radiometru do dostarczania potrzebnych informacji. Radiometr obrazowy używany w opisanym protokole jest umieszczony w akrylowym pudełku (rysunek 2) izolowanym styropianem wcelu zapobiegania narażeniu na kondensację podczas protokołów ogrzewania i chłodzenia. Ta ochrona nie jest potrzebna w przypadku wszystkich kamer lub aplikacji.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

1. Przygotowanie materiałów roślinnych

  1. Używaj liści lub całych roślin z badanego materiału roślinnego (Hosta spp. lub Phaseolus vulgaris).

2. Przygotowanie roztworów wodnych zawierających aktywne bakterie zarodkowania lodu (INA)

  1. Wyhodować bakterię INA, Pseudomonas syringae (szczep Cit-7) na szalkach Petriego w temperaturze 25 °C na agarze Pseudomonas F przygotowanym z 10 g/l 100% glicerolu zgodnie z zaleceniami producenta.
  2. Po wystarczającym wzroście kultur należy umieścić je w temperaturze 4 °C do czasu, gdy będzie to potrzebne, ale przechowywać w temperaturze 4 °C przez dwa dni wcześniej, aby zapewnić wysoki poziom aktywności zarodkowania lodu.
  3. Zeskrobać bakterie z pojedynczej płytki z powierzchni agaru plastikową, jednorazową lub metalową szpatułką wielokrotnego użytku w momencie użycia i umieścić w 10-15 ml wody dejonizowanej w jednorazowej kuwecie o pojemności 25 ml. Stężenie powinno mieścić się w zakresie od 1 x 107 do 1 x 109 · ml -1. Roztwór będzie wyglądał na mętny. Nie ma potrzeby potwierdzania stężenia za pomocą hemocytometru lub spektrofotometru, ponieważ stężenie musi być jedynie przybliżone.
  4. Obracaj kuwetę przez co najmniej 10 sekund, aby rozprowadzić bakterie.
    Uwaga: Konkretne stężenie otrzymanej mieszaniny INA nie jest ważne, a opisany protokół zapewni więcej niż odpowiedni poziom aktywności zarodkowania lodu. Ta mieszanina bakterii INA i wody zostanie wykorzystana później w eksperymentach z zarodkowaniem.

3. Przygotowanie eksperymentu z zamrażaniem

  1. Umieść kamerę na podczerwień o wysokiej rozdzielczości (SC-660) w ochronnym pudełku akrylowym tak, aby obiektyw wystawał przez otwór z przodu pudełka, a przewody łączące kamerę z laptopem lub urządzeniem nagrywającym wychodziły przez tylny otwór pudełka. Zabezpiecz pokrywę pudełka i umieść pudełko w komorze środowiskowej lub zamrażarce w miejscu, które pozwoli na zobaczenie przedmiotowego materiału roślinnego.
    1. Zapewnij ciemne tło wokół materiału roślinnego, wykładając ściany komory czarnym papierem budowlanym, aby zapobiec zakłóceniom spowodowanym odbitą energią podczerwoną.
    2. Wyposaż komorę w oświetlenie LED, aby zminimalizować nagrzewanie się źródła światła, gdy wymagane jest nagrywanie obrazów w zakresie widzialnym. Wymagane jest tylko minimalne oświetlenie, takie jak zasilana bateryjnie lampa w szafie lub inne małe urządzenie LED, aby rośliny były widoczne przez kamerę.
      1. Po zrobieniu widocznych zdjęć przedmiotowego materiału roślinnego wyłącz oświetlenie LED. Rozprowadź wszystkie zewnętrzne połączenia przewodowe (połączenie firewire z komputerem, przewód zasilający itp.) z kamerą przez port lub inny otwór w komorze.
    3. Wypełnij dodatkową przestrzeń w porcie lub otworze izolacyjnym materiałem piankowym, aby uniknąć lub zmniejszyć gradienty temperatury w komorze. Ustawić początkową temperaturę komory na 1 °C.
  2. Wyrównaj rośliny lub części roślin tak, aby materiał roślinny znajdował się w polu widzenia kamery, a materiał roślinny był widoczny na ekranie zdalnego podglądu lub w wybranym oprogramowaniu.
  3. Pozwolić roślinom na osiągnięcie równowagi w temperaturze 1 °C przez 30 minut do 1 godziny, w zależności od wielkości materiału roślinnego, przed rozpoczęciem kontrolowanego doświadczenia zamrażania. Gwarantuje to, że temperatura rośliny nie będzie opóźniona w stosunku do temperatury powietrza o wiele stopni po rozpoczęciu eksperymentu zamrażania. Równowagę osiąga się, gdy temperatura materiału roślinnego mieści się w zakresie 0,5 °C od temperatury powietrza.
    1. Umieść warstwę izolacji styropianowej na glebie roślin doniczkowych, jeśli używane są rośliny doniczkowe. Gdy rośliny osiągną równowagę, rozpocznij chłodzenie komory.
      Uwaga: Warstwa izolacji na powierzchni gleby doniczki zmniejsza ilość ciągłej utraty ciepła z doniczki do powietrza otaczającego roślinę i zapobiega zamarzaniu korzeni, ponieważ zwykle nie występuje to podczas mrozów w naturze ze względu na ogromny zbiornik ciepła resztkowego obecnego w glebie.
  4. Ustaw żądane parametry kamery (paleta kolorów, zakres temperatur, określone obszary zainteresowania itp.), jak omówiono w 3.4.1-3.4.4.
    1. Wybierz paletę tęczy, aby wyświetlić zmiany temperatury podczas oglądania obrazu na żywo.
    2. Ustaw zakres temperatur na 5 °C, regulując pasek temperatury znajdujący się tuż pod obrazem w oprogramowaniu.
    3. Wybierz skalę liniową (algorytm) do konwersji danych w podczerwieni na obraz w fałszywych kolorach, zgodnie z wybraną paletą (tęcza) i ustaw zakres temperatury na 5 °C i śledź automatycznie na podstawie obrazu. Alternatywnie, dostosuj ustawiony zakres ręcznie podczas przeprowadzania eksperymentu.
      1. Użyj temperatury określonego punktu lub średniej temperatury w zdefiniowanym obszarze zainteresowania dostarczonym przez oprogramowanie. Pobierz dane o temperaturze wszystkich pikseli z nagranej sekwencji wideo lub z informacji osadzonych w pliku obrazu. Rysunek 3 przedstawia typowy zrzut ekranu z poziomu oprogramowania ResearchIR.
    4. Umieść kursor w miejscu w tkance roślinnej, które reprezentuje określony punkt zainteresowania. Zdefiniuj obszar zainteresowania jako punkty (o rozmiarze od 1 do 3 pikseli), pola, linie, elipsy lub okręgi. Nad obrazem może znajdować się wiele kombinacji punktów lub kształtów.
  5. Nagrywanie sekwencji wideo
    1. Ustaw aparat tak, aby nagrywał z częstotliwością 60 Hz i aby nagrywanie zostało zatrzymane ręcznie.
    2. Wskaż lokalizację na komputerze lub dysku zewnętrznym, w której zostanie umieszczony nagrany plik wideo.
    3. Rozpocznij nagrywanie.
      Uwaga: Nagrywanie na zewnętrzny dysk twardy jest wysoce zalecane, ponieważ generowane są duże pliki wideo. Nagrane pliki wideo mogą być później edytowane tak, aby zawierały tylko część zawierającą niezbędne informacje. To znacznie zmniejszy rozmiar pliku.
    4. Stopniowo obniżaj temperaturę komory o 0,5 -1,0 °C. Poczekaj, aż temperatura rośliny zrówna się z temperaturą powietrza, a następnie ponownie obniż temperaturę o 0,5-1,0 °C. W zależności od masy obserwowanej tkanki roślinnej i jej morfologii, równowaga może trwać od 10 do 15 minut. W ten sposób uzyskuje się szybkość chłodzenia około 4 °C/h.
    5. Kontynuuj w ten sposób, aż roślina zamarznie i obserwacje zostaną zakończone. Zakończ nagrywanie po zakończeniu procesu zamrażania.
      Uwaga: Tkanka roślinna zrównoważyła się z temperaturą powietrza, gdy materiał roślinny i tło mają ten sam kolor, ponieważ mają tę samą temperaturę. Ponieważ temperatura tła i temperatura tkanki roślinnej są takie same, wizualizacja materiału roślinnego może być trudna, dopóki ponownie nie obniżysz temperatury i nie wystąpi różnica temperatur między tkanką roślinną a temperaturą powietrza.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Aktywność nukleująca lód bakterii Ice+, Pseudomonas syringae (szczep Cit-7)

Kroplę 10 µl wody oraz 10 µl wody zawierającej P. syringae (Cit-7) nanieśiono na powierzchnię spodnią liścia hosty (Hosta spp.) (Rycina 4). Jak pokazano, kropla wody zawierająca bakterie INA zamarzła jako pierwsza i wywołała zamarzanie liścia, podczas gdy kropla wody na powierzchni liścia pozostała niezamarznięta.

Zamrażanie i propagacja lodu w roś...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Woda ma zdolność przechłodzenia do temperatur znacznie poniżej 0 °C, a temperatura, w której woda zamarza, może być dość zmienna. 36 Temperatura graniczna dla przechłodzenia czystej wody wynosi około -40 °C i jest zdefiniowana jako jednorodny punkt zarodkowania. Kiedy woda zamarza w temperaturach wyższych niż -40 °C, jest to spowodowane obecnością heterogenicznych nukleatorów, które umożliwiają tworzenie małych zarodków lodu, które następnie służą jako katalizator tworzenia i wzrostu lodu. 37 W przy...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają konkurencyjnych interesów finansowych ani konfliktów interesów.

Podziękowania

To badanie zostało sfinansowane przez Austriacki Fundusz Naukowy (FWF): P23681-B16.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Kamera termowizyjnaFLIRSC-660Wiele modeli dostępnych w zależności od zastosowania
Oprogramowanie analityczne na podczerwieńFLIRResearchIR 4.10.2.5$3,500
Pseudomonas syringae (szczep Cit-7)Uprzejmie dostarczone przez Dr. Steven Lindow, Uniwersytet Kalifornijski  Berkeley icelab@berkeley.edu
Pseudomonas Agar FFisher ScientificDF0448-17-1

Bibliografia

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

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Zamra anie ro linnukleatory zewn trznenukleatory wewn trznetolerancja na zamarzanieochrona przed mrozemekologia wysokog rskaobrazowanie termiczne
Wykorzystanie termografii w podczerwieni o wysokiej rozdzielczości (HRIT) do badania zarodkowania i propagacji lodu w roślinach
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki Korzystania

Zasady

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.