Использование высокого разрешения ИК термографии (HRIT) для изучения ледовой зарождения и распространения ледникового у растений

Introduction

Замораживание температур, которые возникают, когда растения активно растут может быть смертельным, особенно если растение имеет мало или вообще не морозостойкость. Такие события часто мороз иметь разрушительные последствия для сельскохозяйственного производства, а также может играть важную роль в формировании структуры сообщества в природных популяциях растений, особенно в альпийских, субарктических и арктических экосистем ^1-6. Эпизоды тяжелых весенних заморозков имели серьезные последствия для производства фруктов в США и Южной Америке в последние годы ^7-9 и усугубляется ранним началом теплой погоды следует более типичных средних низких температурах. Рано теплая погода вызывает почки сломать, активируя рост новых побегов, листьев, цветов и все из которых имеют очень мало No Frost толерантности ^1,3,10-12. Такие неустойчивые погодные сообщалось быть прямым отражением продолжающегося изменения климата и, как ожидается, будет общий шаблон Прогноз погоды на Форесeeable будущее ^13. Усилия по обеспечению экономических, эффективных и экологически чистых методов управления или агрохимикатов, которые могут обеспечить повышенную толерантность мороз имели ограниченный успех для целого ряда причин, но это может быть частично связано со сложным характером замораживания терпимости и замораживания механизмы уклонения в растениях. ¹⁴

Адаптивные механизмы, связанные с мороза выживания растений традиционно делятся на две категории, морозостойкость и замораживания избежать. Первая категория связана с биохимических механизмов, регулируемых определенного набора генов, которые позволяют растения переносят стрессы, связанные с наличием и дегидратационной эффект льда в его тканях. В то время как последняя категория обычно, но не исключительно, связана со структурными аспектами растения, которые определяют, если, когда и где образуется лед на заводе ^14. Несмотря на распространенность замораживания избежания как с объявлениемaptive механизм, мало исследований было посвящено в последнее время к пониманию основных механизмов и регулирование замораживания избегания. Мы отсылаем читателя к недавнему обзору ¹⁵ для более подробно по этому вопросу.

В то время как образование льда при низких температурах может показаться простой процесс, многие факторы способствуют определения температуры, при которой лед зарождается в растительных тканях и как он распространяется внутри растения. Такие параметры, как наличие внешней и внутренней льда Структурообразователи, гетерогенных против однородных событий зародышей, тепловой гистерезиса (антифриз) белков, наличием специфических сахаров и других осмолитов, и множество структурных аспектов завода все могут играть значительную роль в процессе замораживания в растениях. В совокупности эти параметры влияют на температуру, при которой растение замерзает, где лед образуется и как он растет. Они также могут влиять на структуру полученных кристаллов льда.Различные методы были использованы для изучения процесса замерзания в растениях в лабораторных условиях, в том числе ядерного магнитного резонанса (ЯМР) ^16, магнитно-резонансная томография (МРТ), ¹⁷ крио-микроскопии ^18-19 и низкотемпературной сканирующей электронной микроскопии (LTSEM ). ²⁰ Замораживание целых растений в лабораторных и полевых условиях, однако, в основном, были проверены с термопар. Использование термопар для изучения замораживание основан на выделении тепла (энтальпии плавления), когда вода претерпевает фазовый переход из жидкого состояния в твердое. Замораживание затем записывается в случае экзотермической. ^21-23 Даже если термопары типичным методом выбора в изучении замораживания в растениях, их использование имеет много ограничений, которые ограничивают количество информации, полученной в ходе замораживания случае. Например, с помощью термопар трудно почти невозможно определить, где лед инициируется в растениях, как он распространяется,если она распространяется на равномерной скоростью, и если некоторые ткани остаются свободными от льда.

Достижения в инфракрасной термографии с высоким разрешением (HRIT) ^24-27, однако, существенно увеличили возможность получения информации о процессе замораживания в целые растения, особенно при использовании в режиме дифференциального изображения. ^28-33 В настоящем докладе мы описывают использование этой технологии для изучения различных аспектов процесса замораживания и различные параметры, которые влияют на том, где и и на то, что температура льда, начатые в растениях. Протокол будет представлен, которые демонстрируют способность льда зарождение активных (ИНА) бактерии Pseudomonas syringae, (CIT-7) выступать в качестве внешнего зародышей инициирующего замораживания в травянистых растений на высоком, отрицательной температуры.

Высокое разрешение Инфракрасная камера

Протокол и примеры в настоящем докладе использовать высокое разрешение инфракрасныевидео радиометр. Радиометр (Рисунок 1) обеспечивает сочетание инфракрасного и видимого изображений спектра и температурных данных. Спектральный отклик камеры находится в диапазоне от 7,5 до 13,5 мкм и обеспечивает 640 х 480 пикселей резолюции. Видимые изображения спектра, порождаемые встроенной камеры могут быть слиты с ИК-изображений в реальном времени, что облегчает интерпретацию сложных тепловых изображений. Диапазон линз для камеры можно использовать, чтобы сделать крупный план и микроскопические наблюдения. Камера может быть использована в автономном режиме, или сопряжено и контролируется с ноутбуком, используя программное обеспечение propietary. Программное обеспечение может быть использовано для получения различных тепловых данных, внедренных в записанных видео. Важно отметить, что широкое разнообразие инфракрасных радиометров являются коммерчески доступными. Таким образом, важно, что исследователь обсудить их предполагаемого применения со знающим инженером продукции и исследователь проверить способность любого УдельныйС радиометр, чтобы обеспечить необходимую информацию. Радиометр изображений в описанном протоколе находится в акриловой коробке (рисунок 2) изолированный пенополистиролом I N порядка, чтобы удержать воздействие конденсата во время потепления и охлаждения протоколов. Эта защита не требуется для всех камер или приложений.

Protocol

1. Подготовка растительных материалов

1. Используйте либо листья или целые растения материала подлежит растений (Хоста SPP., Или Phaseolus обыкновенная).

2. Подготовка водных растворов, содержащих лед зарождения активных (INA) бактерий

1. Культура бактерия INA, синегнойная syringae (штамм чит-7) в чашках Петри при 25 ° С на Pseudomonas Agar F подготовлен с 10 г / л 100% глицерина в направлении производителя.
2. После культуры выросли достаточно, место на 4 ° С до необходимости, но сохранить при 4 ° С в течение двух дней до обеспечения высокого уровня льда зарождения деятельности.
3. Собрать бактерии из одной пластины с поверхности агара с пластика, одноразовые или повторного использования металлического шпателя во время использования и место в 10-15 мл деионизированной воды в 25 мл одноразовой кювете. Концентрация должна быть в диапазоне от 1 х 10 ⁷ до 1 · 10 ^{9 ·} -1. Решение появится облачность. Там нет необходимости, чтобы подтвердить концентрацию с помощью гемоцитометра или спектрофотометр, а концентрация должна быть только приблизительным.
4. Vortex кювету в течение как минимум 10 секунд, чтобы распределить бактерии.
   Примечание: удельная концентрация полученного INA смеси не важно и протокол, описанный будут обеспечивать более адекватный уровень льда зарождения деятельности. Эта смесь INA бактерий и воды будут использованы в дальнейшем в нуклеации экспериментов.

3. Настройка Холодильные эксперимент

1. Поместите инфракрасную камеру высокого разрешения (SC-660) внутри защитной акриловой коробки так, что проекты объектив через отверстие в передней панели и провода, соединяющие камеру к выходу ноутбук или записи устройства через заднее отверстие в коробке , Закрепите крышку коробки, и поставьте флажок в окружающей камере или морозильной камере в таком месте, что будет всевл материал, подлежащий завод будет видно.
   1. Обеспечить темный фон вокруг растительного материала футеровки стенок камеры с черной плотной бумаги, чтобы предотвратить помехи от отраженного инфракрасного излучения.
   2. Установите камеру со светодиодной подсветкой, чтобы свести к минимуму нагрев от источника света при записи изображения в видимом диапазоне требуется. Только минимум освещения, как с батарейным питанием шкаф света или другого небольшого светодиодного устройства, требуется для растения, чтобы быть видимыми камерой.
      1. После того, как видимые изображения материала при условии установки будут приняты, выключите светодиодное освещение. Вы распространяете все внешние проводные соединения (FireWire подключения к компьютеру, кабель питания и т.д.) к камере через порт или другое отверстие в камере.
   3. Заполните все дополнительное пространство в порту или открытия с изолирующей пены материал, чтобы избежать или уменьшить температурные градиенты в камере. Установить начальную температуру в камере на 1 ° C.
2. Совместите растений или частей растений, так что растительный материал в поле-обзора камеры и растительный материал виден на экране пульта наблюдения или в выбранном программном обеспечении.
3. Разрешить растения для уравновешивания при 1 ° С в течение 30 мин до 1 ч, в зависимости от размера растительного материала, до начала контролируемого эксперимента замерзания. Это гарантирует, что температура на заводе не будет отставать от температуры воздуха с большим числом степеней когда замораживание эксперимент инициирован. Уравновешивание достигается, когда температура растительного материала находится в пределах 0,5 ° C от температуры воздуха.
   1. Поместите слой пенополистирола изоляции в верхней части почвы в горшках при использовании растения в горшках. После того, как заводы, уравновешенную, начать охлаждение камеры.
      Примечание: слой изоляции на поверхности почвы в горшке уменьшает количество продолжает потери тепла из горшка в воздухе вокруг завода, и предотвращает корни от Freezing, а это не будет, как правило, происходят во время события замерзания в природе в связи с массовым резервуар остаточного тепла, присутствующего в почве.
4. Установите желаемые параметры камеры (цветовая палитра, диапазон температур, конкретных областях интереса, и т.д.), как описано в 3.4.1-3.4.4.
   1. Выберите радуги палитру для отображения изменения температуры во время просмотра живого изображения.
   2. Установите интервал температур до 5 ° С, регулируя температуру бар, расположенный непосредственно под изображением в программном обеспечении.
   3. Выберите линейную шкалу (алгоритм) для преобразования данных в инфракрасный ложного цветного изображения, как определено выбранной палитры (радужной) и установить диапазон температуры до 5 ° С и автоматически отслеживать на основе изображения. Также можно настроить множество диапазон вручную при проведении эксперимента.
      1. Используйте температуру в конкретной точке или средней температуры в определенной области интереса, предоставленной менаходятся. Извлечение данных о температуре всех пикселей с записанной видеопоследовательности или из информации, встроенной в файле изображения. 3 показан типичный снимок изнутри программного обеспечения ResearchIR.
   4. Поместите курсор на месте на растительной ткани, что представляет определенную точку интереса. Определите область интереса как точки (1 -3 пикселов), коробки, линии, эллипсы, или кругов. Разнообразные комбинации точек или формы могут быть расположены на изображение.
5. Запись видеопоследовательности
   1. Установите камеру записывать при 60 Гц и для записи будет остановлен вручную.
   2. Укажите место на компьютере или внешнем диске, где будут размещены видео файл.
   3. Начать запись.
      Примечание: Запись на внешнем жестком диске, настоятельно рекомендуется, так как большие видео файлы будут генерироваться. Записанные видео файлы могут быть позже отредактирован, чтобы содержать только часть, содержащую пеобходимости информация. Это позволит значительно уменьшить размер файла.
   4. Чем ниже температура в камере постепенно на 0,5 -1.0 ° C. Подождите, пока температура не уравновешивается завода с температурой воздуха, а затем опустите снова температуры на 0,5-1,0 ° С. В зависимости от массы ткани растений соблюдаться и его морфологии, уравновешивание можно принять от 10 до 15 мин. Таким образом, давая скорость охлаждения примерно 4 ° С / ч.
   5. Продолжайте в том же порядке, пока растение не замерзает и наблюдения будут завершены. Конец записи при процесс замораживания был завершен.
      Примечание: растительные ткани имеет уравновешенную температуры воздуха, когда растительный материал и фон того же цвета, так как они при той же температуре. Поскольку температура фона и температура растительной ткани такие же, это может быть трудно представить себе растительный материал до тех пор, пока снова понизить температуру и существует разность температур между растительной ткани и АИК температуры.

Representative Results

Лед-Нуклеирующий деятельность Ice + бактерии, синегнойная syringae (штамм чит-7)

Падение 10 мкл воды и 10 мкл воды, содержащие P. syringae (Соч-7) были размещены на абаксиальной поверхности листа (Хоста Хоста SPP.) (Рисунок 4). Как показано, капля воды, содержащей бактерии INA замер первый и был ответственным за индукции лист заморозить, а капли воды на поверхности листьев остается незамерзшей.

Замораживание и льда Распространение в Вуди завод

Рисунок 5 иллюстрирует как лед инициирования и распространения льда в стволе дуба (Quercus Robur). Образование льда был инициирован в камбий флоэмы области ствола и распространяется по окружности вокруг штока. Скорость распространения льда в древесной стеблей растений в продольном направлении значительно больше, чем в боковых и circumferential направление. ³¹

Курсы Ice распространения и барьеры на лед распространения

Лед был инициирован в стебель фасоли завода (П. обыкновенный) на месте, где INA бактерии были помещены (рис 6A, стрелка). После первоначального случае замерзания, лед распространяются вверх и вниз штока (6В-С). Использование видео последовательность, которая имеет метку времени и измерения расстояния на стебле, позволяет вычислить скорость распространения льда на заданном расстоянии. График на рисунке 6 представлены скорости распространения льда вверх по стеблю боба завода с точки первоначального замораживания и иллюстрирует пониженную скорость распространения льда в лед проходит через узловую области завода. Использование инфракрасная термография позволяет также определить наличие каких-либо физических барьеров, препятствующих распространению льда в определенных тканях. Рисунок 7 </ STRONG> иллюстрирует замораживания в альпийских видов, Loiseleuria ргоситЬепз, где вегетативная часть (стебель и листья) из замороженных завод, но терминал бутоны остаются разморожены. Образование льда не происходит до 126-164 мин после замораживания в стебель и листья произошло и в результате экзотермической реакции рассеялись. Как репродуктивные побеги альпийских видов древесных мерзнут чувствительны ^3,33, замораживание избежать Крайне важно, чтобы репродуктивного успеха.

Возможность гидрофобных барьерам в блок Внешняя льда Зарождение индуцированного Замораживание

Растение томата (Solanum Lycopersicum) была покрыта гидрофобной каолиновой материала на основе (фиг.8А), чтобы определить, если гидрофобный барьер может блокировать примесный льда нуклеации индуцированную замораживание. Степень контакта капель жидкости с поверхности листьев было значительно выше в непокрытых листьев ( (8с). Как показано на рисунке 8D, непокрытые растений (справа) выставлены экзотермической событие типичную для замораживания случае, в то время как с покрытием растения (слева) оставалась незамерзшей и переохлажденной примерно -6.0 ° C. Подробная информация об этих экспериментах можно найти в Вишневски и др. ³⁴ тенденция большей гидрофобности в структуре листьев аборигенных видов растений вдоль высотного градиента было отмечено Aryal и Нойнер. ³⁵

Рисунок 1. Высокое разрешение инфракрасный радиометр. Модель проиллюстрирована камеры FLIR SC-660 Инфракрасный видео.

Рисунок 2. Защитные корпуса для инфракрасной камеры. акриловой окно используется для размещения камеры и предотвращения образования конденсата на инфракрасной камеры в процессе замораживания и оттаивания эксперименты. () Коробка с верхней удалены. (B) камеры, установленной в акриловой коробке и крышка закрыта.

Рисунок 3. Просмотр и анализ инфракрасных изображений и удаленного управления камерой. Снимок экрана с помощью программного обеспечения ResearchIR. Программное обеспечение используется для просмотра живого изображения, изменять настройки камеры, записывать отдельные изображения, видеозаписи, и анализировать данные о температуре в изображениях. Вставьте прямо показывает опции для изменения настроек камеры в то время как вставка на нижней слева показывает гистограмму температуры живого изображения.

Рисунок 4. Внешняя зарождение индуцированных замораживания Хоста Хоста лист (SPP.). Размороженных капельки воды и INA бактерии, синегнойная syringae (штамм чит-7), присутствуют на абаксиальной поверхности листа (A). INA капель замерзает первый (В) и инициирует замораживание листа (С). Лед распространяется по всей листовой (D) и, несмотря на замораживание листа, капли воды остается незамерзшей (Е). Капли воды на поверхности листа зависает после весь лист заморозил и начинает остывать на его краях (F).

Рисунок 5. Лед инициирования и распространения в стебель древесных растений (Quercus Robur) Левая панель:. Сечение древесной ствола дуба. (АГ) Инициирование замораживания событие в области флоэмы и камбий (А) и прогрессирование образования льда вокруг штока (B - H). Куприян и Нойнер, неопубликованными.

Рисунок 6. Скорость распространения льда в фасоль (Phaseolus обыкновенная), рассчитанной с использованием высокого разрешения инфракрасная термография. () Лед начато в стволовых (стрелка). (В - С) распространение льда вверх и вниз по стеблю. График в верхней части рисунка показаны темпы распространения льда представлены как расстояние льда путешествовал в течение долгого времени, как она переехала на шток с оригинального сайта замерзания. Задержка в IРаспространение CE произошло в лед, перемещаемых через узловой части стебля растений. Эта цифра была изменена с Вишневски и др. ²⁴

Рисунок 7. барьер для образования льда в древесных растений альпийской Loiseleuria ргоситЬепз (альпийская азалия). () Видимый свет образ стебля альпийской азалии, показывая центральную стебель, листья, прикрепленные, и верхушечные почки. (В - С) Замораживание начинается в стволе и льда распространяется из листьев в. Терминальные бутоны остаются разморожены. (D - E) терминалов почки заморозить независимо 126-164 мин после первоначального замораживания стебель и листья. За это время тепло энтальпии производимого замораживания стебля и листьев уже рассеялись. Куприян и Нойнер, уnpublished.

Рисунок 8. гидрофобные барьеры блокировать внешнюю зарождения индуцированных замораживания томатного (Solanum Lycopersicon). () Гидрофобный каолин материал на основе применяется к растений томата. (В - С). Пониженный уровень контакта между поверхностью листа и капель жидкости, содержащей бактерии на INA покрытием (В) против без покрытия (C) листья. (Д) без покрытия завода (справа) подвергается экзотермической реакции, связанные с замораживанием завода в то время как с покрытием завод остается переохлажденной, и разморожены примерно -6 ° С. Эта цифра была изменена с Вишневски и др. ³⁴

Discussion

Вода обладает способностью к Supercool температуре ниже 0 ° С, а температура, при которой вода замерзнет может быть весьма переменной. ³⁶ предел температуры переохлаждения чистой воды составляет около -40 ° С и определяется как однородной точки образования ядра. Когда вода замерзает при температуре теплее, чем -40 ° C, что вызвано присутствием гетерогенным структурообразователи, что дает небольшим эмбрионов льда с образованием, которые затем служат в качестве катализатора для образования льда и роста. ³⁷ Есть множество молекул, которые в природе выступать в качестве очень эффективных агентов льда зародыши, таким образом, наиболее замерзания воды в природе происходит при температурах чуть ниже 0 ° С. Возможность регулировать или оказывать влияние на деятельность гетерогенных зародышеобразователей имеет значительный потенциал в качестве нового подхода к обеспечению защиты от замерзания для растений. Понимание хау формы льда и распространяется в замораживании чувствительных и замораживания растений, толерантных важно переменного токаhieving этой цели.

Как указано во введении, различные методы были использованы для изучения процесса замерзания в растениях в лабораторных условиях, однако, замораживание растений в природе в основном были проверены с использованием термопар. Термография высокого разрешения (ХРИТ) ^24-28,34, предлагает несколько различных преимуществ в качестве метода для изучения процесса замерзания в растениях. ХРИТ позволяет наблюдать начальный участок образования льда, количество морозильных событий, необходимых для заморозить весь завод, на самом деле наблюдать, как лед распространяется в растении, и если какие-либо барьеры на пути распространения льда присутствуют, и определить, если любые части Завод остаются лед бесплатно. Самое главное, она позволяет наблюдать за процессом замораживания в целых растений, а не маленьких, изолированных участков завода, которые были удалены из материнского растения.

В настоящем докладе излагаются применение HRIT к изучению FreezING в интактных растений или частей растений, и приводится несколько примеров того, как эта технология может быть использована для изучения несколько параметров, которые могут повлиять, как и когда лед формы растений, и как лед распространяется. Критические аспекты проведения таких исследований включают чувствительность и точность инфракрасной камеры, параметры, используемые при настройке камеры и записи видео последовательностей, скорость охлаждения, структуры / морфологический сложность субъекта рассматривается, и знания о Инфракрасный наука. Эти предметы будут решаться в индивидуальном порядке.

Чувствительность и точность инфракрасной камеры (радиометр)

Экзотермические события во время замораживания растительных тканей, которые в настоящее время визуализированных очень малы, от <0,1 до приблизительно 0,5 ° С. Поэтому инфракрасная камера должна быть достаточно чувствительным, чтобы легко отличить небольшие изменения в температуре. Точность измерения температуры также важный аспект итребует, чтобы камера откалиброван на регулярной основе (по крайней мере, один раз в год). В то время как это может быть сделано пользователем, что требует использования нескольких черных тел, охватывающих широкий диапазон температур. Поэтому, лучше всего, чтобы иметь камеру на заводе. Если высокий уровень точности температуры является абсолютно необходимым, то настоятельно рекомендуется, что термопары можно использовать в связке с инфракрасной камерой. Это может быть установлен рядом с объектом изучается, чтобы дать точную оценку температуры воздуха.

Параметры камеры

Хост параметров может быть настроен на передовых, высококачественных инфракрасных камер. При использовании камеры для просмотра и / или записи замораживания события, важно, чтобы изображение усреднение быть использованы для того, чтобы уменьшить шумный изображение, таким образом, делает его легче визуализировать части растений и события замерзания. Усреднение изображения происходит, когда изображение высокого качества выбран в настройках камеры. С незначительной экзотермой замерзанияс ожидается, также важно при просмотре процесс замораживания, чтобы установить промежуток Temperture камеры, чтобы покрыть небольшой температурный диапазон (2-5 ° С). Это необходимо потому, что программное обеспечение будет распространять выбранный цвет палитру по всей продолжительности, установленной для камеры. Поэтому, если есть 10 цветов в палитре и каждый имеет промежуток установлен на 100 ° С, их будет только изменение цвета, если бы был 10 ° С изменения температуры. Высокая скорость захвата (десять кадров в секунду), должны быть использованы так, что небольшие экзотермические события, которые рассеивают быстро, не пропустил. Различные цветовые палитры и серые шкалы могут быть выбраны из выпадающего меню. Выбор наиболее подходящего палитре должны быть основаны на или не дает это лучший вариант для визуализации тепловых события, представляющие интерес. Расширенный камеры также предлагаем несколько вариантов для записи последовательности видео и / или захвата отдельных изображений. Конкретное количество кадров в течение периода времени набор может быть выбран.Это лучше для записи последовательностей короткий срок (минут), а не часов. Кроме того, количество кадров в секунду может быть указано, и камера установлена, чтобы остановить запись вручную или после определенного количества кадров. Расширенный камеры также предлагают возможность для записей начинать или конце, основанных на предопределенных триггеров (температуры или времени).

Скорость охлаждения

Важно, чтобы температура растительного материала рассматривается не резко отличается от температуры воздуха во время охлаждения. Если температура опускается слишком быстро, растения переохлаждения и замерзает при более низкой температуре воздуха, чем они были бы в естественных скоростях охлаждения. Большинство исследований рекомендуется скорость охлаждения 1-2 ° C ч ^-1, особенно при температуре выше -5 ° С, что обеспечивает достаточное время для растения прийти к равновесию с температурой воздуха. В действительности, растительный материал может прийти в равновесие гораздо быстрее. Этоможет быть определена путем сравнения температуры материала растений с температурой фона вокруг завода. Если растение находится в равновесии, то это будет трудно различить растение из фона в инфракрасном изображении, как это будет при той же температуре в качестве фона и изображение появится, почти однородная в цвете.

Структурный морфологическое сложность объекта рассматривается

Поскольку изображения рассматривается представляют образы температуры, объекты, которые перекрывают появится в смежных объектов, а не дискретными объектами. Это может сделать взыскательных где события морозильные которые происходя очень трудно, а также увеличить сложность в определении того, как лед, распространяющихся на заводе. Лучший способ справиться с этой проблемой, чтобы первая работа с простыми объектами (отдельных листьев, стеблей, и т.д.), а затем построить до более сложных объектов. Опыт работы с конкретной мариал имеет большое значение в решении этой проблемы. Кроме того, возможность наложить на инфракрасное изображение поверх цифровой, видимого света изображения может также существенно помочь в анализе и понимании инфракрасные данные.

Знание инфракрасного науки

Хотя было бы выгодно, чтобы иметь возможность просто наведите камеру на объект и знать, что данные, полученные температуры на 100% точным, понимание того, как инфракрасная энергия взаимодействует с окружающей средой может значительно увеличить одни понимание того, как лучше всего использовать научно-класс инфракрасные камеры и интерпретировать данные. Один должен стать немного знакомы с терминами излучательной, отражения, поглощения и. По большей части, камера может быть использована, не беспокоясь об этих параметров, однако, они могут помочь объяснить природу изображения, отображаемого и его общее качество и точность. Вкратце, когда инфракрасная энергия парад объект может быть либо гeflected или поглощается и затем выводится. Характер изучаемого объекта, поэтому, может повлиять на точность данных, полученных. Если объект имеет высокую отражательную способность, он будет получать изображения более представительным окружающих предметов, которые излучающих энергию инфракрасного излучения, чем сам объект. Поглощение инфракрасной энергии без испускания энергии инфракрасного также может привести к получению ложных данных о температуре от изучаемого объекта. Датчики камеры обнаруживать испускается инфракрасное излучение, поэтому, наиболее точные температуры, полученной от объектов, которые имеют высокий уровень излучения. К счастью, растения этого есть высокий уровень излучения, позволяющего точные измерения температуры. Более низкие уровни излучения могут быть компенсированы путем регулировки этого параметра в настройках камеры, которая будет использовать алгоритм, чтобы сделать соответствующую корректировку в показания температуры.

Способность точно определить, как и когда растения заморозитьимеет важное значение для понимания эволюции механизма замораживания уклонения и роль структуры растений в процессе замерзания. Замораживание, несмотря на его кажущуюся простоту, это сложный процесс, и растения развивались множество структурных приспособлений, чтобы избежать замерзания, устроены образование льда и предотвращения распространения льда. Высокое разрешение ИК-термографии является новым и мощным инструментом, который может быть использован для изучения сложности процесса замораживания в растениях и привести к развитию новых эффективных методов защиты от замерзания. Лучшее понимание сублимационной избежании также может помочь нам понять, как эти механизмы адаптивных развивались, и роль, которую они играют в биологии и выживания различных видов растений.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Infrared Camera	FLIR	SC-660	Many models available depending on application
Infrared Analytical Software	FLIR	ResearchIR 4.10.2.5	$3,500
Pseudomonas syringae (strain Cit-7)			Kindly provided by Dr. Steven Lindow, University of California  Berkeley icelab@berkeley.edu
Pseudomonas Agar F	Fisher Scientific	DF0448-17-1