JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

Here we present a protocol that allows one to visualize sites of ice formation and avenues of ice propagation in plants utilizing high resolution infrared thermography (HRIT).

Abstract

Freezing events that occur when plants are actively growing can be a lethal event, particularly if the plant has no freezing tolerance. Such frost events often have devastating effects on agricultural production and can also play an important role in shaping community structure in natural populations of plants, especially in alpine, sub-arctic, and arctic ecosystems. Therefore, a better understanding of the freezing process in plants can play an important role in the development of methods of frost protection and understanding mechanisms of freeze avoidance. Here, we describe a protocol to visualize the freezing process in plants using high-resolution infrared thermography (HRIT). The use of this technology allows one to determine the primary sites of ice formation in plants, how ice propagates, and the presence of ice barriers. Furthermore, it allows one to examine the role of extrinsic and intrinsic nucleators in determining the temperature at which plants freeze and evaluate the ability of various compounds to either affect the freezing process or increase freezing tolerance. The use of HRIT allows one to visualize the many adaptations that have evolved in plants, which directly or indirectly impact the freezing process and ultimately enables plants to survive frost events.

Introduction

يمكن أن انخفاض درجات الحرارة التي تحدث عند النباتات تنمو بنشاط أن تكون قاتلة، لا سيما إذا كان المصنع لديه القليل أو لا تسامح التجميد. مثل هذه الأحداث الصقيع غالبا ما يكون لها آثار مدمرة على الإنتاج الزراعي ويمكن أيضا أن تلعب دورا هاما في تشكيل بنية المجتمع في السكان الطبيعية من النباتات، وخاصة في جبال الألب، والنظم الإيكولوجية جنوب القطب الشمالي والقطب الشمالي 1-6. وكان حلقة من الصقيع الشديد الربيع تأثيرات كبيرة على إنتاج الفاكهة في الولايات المتحدة الأمريكية وأمريكا الجنوبية في السنوات الأخيرة 7-9 وتفاقمت الاصابة المبكرة الطقس الحار تليها انخفاض درجات الحرارة يعني أكثر نموذجية. الحث على الطقس الحار في وقت مبكر براعم لكسر، وتفعيل نمو البراعم الجديدة، الأوراق، والأزهار وكلها لها القليل جدا من دون الصقيع التسامح 1،3،10-12. تم الإبلاغ عن مثل هذه الأنماط المناخية المتقلبة لتكون انعكاسا مباشرا لتغير المناخ الجاري، ومن المتوقع أن يكون نمط الطقس مشترك لفوريسالمستقبل eeable 13. والجهود الرامية إلى توفير تقنيات إدارة اقتصادية وفعالة وصديقة للبيئة أو المواد الكيميائية الزراعية التي يمكن أن توفر زيادة التسامح الصقيع نجاح محدود لمجموعة من الأسباب ولكن هذا يمكن أن يعزى ذلك جزئيا إلى الطبيعة المعقدة لتجميد التسامح وتجميد آليات تجنب في النباتات. 14

وقد جرت العادة على تقسيم آليات التكيف المرتبطة بقاء الصقيع في النباتات إلى فئتين، تجميد التسامح وتجميد الإبطال. ويرتبط الفئة الأولى مع الآليات البيوكيميائية التي تنظمها مجموعة محددة من الجينات التي تسمح النباتات على تحمل الضغوط المرتبطة مع وجود وتأثير dehydrative من الجليد في أنسجته. في حين أن الفئة الأخيرة هي عادة، ولكن ليس وحدها، ويرتبط مع الجوانب الهيكلية للمحطة التي تحدد إذا، متى وأين أشكال الجليد في مصنع 14. على الرغم من انتشار تجنب تجميد بمثابة إعلانآلية aptive، وقد خصص القليل من الأبحاث في الآونة الأخيرة لفهم الآليات الكامنة وتنظيم تجنب التجميد. يشار إلى القارئ إلى مراجعة حديثة 15 لمزيد من التفاصيل حول هذا الموضوع.

في حين أن تشكيل الجليد في درجات الحرارة المنخفضة قد يبدو وكأنه عملية بسيطة، وتساهم العديد من العوامل في تحديد درجة الحرارة التي الجليد nucleates في أنسجة النبات وكيفية انتشاره داخل المصنع. يمكن المعلمات مثل وجود خارجي والجليد جوهري nucleators، غير المتجانسة مقابل الأحداث التنوي متجانسة، الحرارية التباطؤ (مضاد) البروتينات، فإن وجود من السكريات محددة وosmolytes الأخرى، ومجموعة من الجوانب الهيكلية من النبات جميع تلعب كبيرة دور في عملية التجميد في النباتات. بشكل جماعي، هذه المعايير تؤثر درجة الحرارة التي يتجمد النبات، حيث يبدأ الجليد وكيف أنها تنمو. ويمكن أن يؤثر أيضا على مورفولوجية بلورات الثلج الناتجة عن ذلك.وقد استخدمت أساليب مختلفة لدراسة عملية التجميد في النباتات تحت ظروف المختبر، بما في ذلك التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي (NMR) 16، والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) 17، البرد المجهر 18-19، ودرجات الحرارة المنخفضة المجهر الإلكتروني (LTSEM ) 20 تجميد النباتات الكاملة في إعدادات المختبرية والميدانية، ومع ذلك، فقد تم رصدها بشكل رئيسي مع المزدوجات الحرارية. ويستند استخدام المزدوجات الحرارية لدراسة تجميد على تحرير الحرارة (حرارة الانصهار) عندما يمر الماء مرحلة انتقالية من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة. ثم يتم تسجيل تجميد كحدث طارد للحرارة. 21-23 على الرغم من المزدوجات الحرارية هي طريقة نموذجية من خيار في دراسة التجمد في النباتات، واستخدامها لديها الكثير من القيود التي تحد من كمية المعلومات التي تم الحصول عليها خلال الحدث التجمد. على سبيل المثال، مع المزدوجات الحرارية فمن الصعب المستحيل تقريبا لتحديد أين يبدأ الجليد في النباتات، وكيف ينتشر،إذا كان ينتشر بمعدل حتى، وإذا بقيت بعض الأنسجة خالية من الجليد.

التقدم في عالية الدقة الحراري بالأشعة تحت الحمراء (HRIT) 24-27، ومع ذلك، فقد زادت بشكل كبير من القدرة على الحصول على المعلومات حول عملية التجميد في مصانع بأكملها، خصوصا عند استخدامها في وضع التصوير التفاضلية. 28-33 وفي هذا التقرير، ونحن وصف استخدام هذه التكنولوجيا لدراسة مختلف جوانب عملية التجميد ومختلف العوامل التي تؤثر فيها، ووفي ما الجليد درجة الحرارة يبدأ في النباتات. وسيعرض البروتوكول الذي سوف تثبت قدرة الجليد التنوي النشطة (INA) بكتيريا، الزائفة syringae (CIT-7) ليكون بمثابة nucleator خارجي الشروع في تجميد نبات عشبي في العالية ودرجات الحرارة تحت الصفر.

عالية الدقة تعمل بالأشعة تحت الحمراء

البروتوكول، والأمثلة الموثقة في هذا التقرير الاستفادة دقة عالية الأشعة تحت الحمراءالاشعاع الفيديو. والاشعاع (الشكل 1) لوازم مجموعة من الصور طيف الأشعة تحت الحمراء والمرئية والبيانات درجة الحرارة. الاستجابة الطيفية للكاميرا هي في حدود 7،5 حتي 13،5 ميكرون، ويوفر 640 × 480 بكسل. صور الطيف المرئية التي تم إنشاؤها بواسطة كاميرا يمكن أن تنصهر مع IR-الصور في الوقت الحقيقي، مما يسهل تفسير المعقدة والصور الحرارية في مدمجة. وهناك مجموعة من العدسات للكاميرا يمكن أن تستخدم لجعل عن قرب والملاحظات المجهرية. ويمكن استخدام الكاميرا في وضع قائمة بذاتها، أو ربطه والتي تسيطر عليها مع جهاز كمبيوتر محمول باستخدام برنامج propietary. يمكن استخدام البرنامج للحصول على مجموعة متنوعة من البيانات الحرارية جزءا لا يتجزأ من أشرطة الفيديو المسجلة. من المهم أن نلاحظ أن مجموعة واسعة من الإشعاع الأشعة تحت الحمراء متوفرة تجاريا. وبالتالي، فمن الضروري أن الباحث مناقشة تطبيقها المقصود مع مهندس المنتج على دراية وأن الباحث اختبار قدرة أي specifiج الاشعاع لتوفير المعلومات اللازمة. يتم وضع الاشعاع التصوير المستخدمة في بروتوكول صفها في مربع الاكريليك (الشكل 2) معزول مع الستايروفوم ط ن أجل ردع التعرض لتكاثف خلال بروتوكولات التدفئة والتبريد. ليست هناك حاجة هذه الحماية لجميع الكاميرات أو التطبيقات.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

1. إعداد المواد النباتية

  1. استخدام أي أوراق أو نباتات كاملة من المواد النباتية الموضوع (Hosta النيابة. فاصيلوس أو الشائع).

2. إعداد حلول المياه التي تحتوي على الجليد في النواة النشطة (INA) البكتيريا

  1. ثقافة بكتيريا INA، الزائفة syringae (سلالة سيت-7) في أطباق بتري في 25 ° C على الزائفة آجار F أعدت مع 10 غرام / لتر من 100٪ الجلسرين في كل اتجاه الشركة المصنعة.
  2. بعد أن نمت الثقافات بما فيه الكفاية، ومكان في 4 درجات مئوية لحين الحاجة إليها ولكن الحفاظ على 4 درجات مئوية لمدة يومين السابقة لضمان مستوى عال من النشاط التنوي الجليد.
  3. تتخلص من البكتيريا من لوحة واحدة من سطح أجار مع البلاستيك يمكن التخلص منها أو إعادة استخدامها ملعقة معدنية في وقت الاستخدام والمكان في 10-15 مل من الماء منزوع الأيونات في 25 مل كفيت التخلص منها. يجب أن يكون التركيز في حدود 1 × 07-1 أكتوبر × 10 9 · مل -1. فإن الحل يبدو غائما. ليست هناك حاجة لتأكيد تركيز باستخدام عدادة الكريات أو معمل، وتركيز تحتاج فقط أن تكون تقريبية.
  4. دوامة كفيت مدة لا تقل عن 10 ثانية لتوزيع البكتيريا.
    ملاحظة: إن تركيز معين من الناتج INA خليط غير مهم وسوف بروتوكول صفها توفير أكثر من مستوى كاف من النشاط التنوي الجليد. وسيتم استخدام هذا الخليط من البكتيريا INA والماء في وقت لاحق في التجارب التنوي.

3. إعداد لتجربة التجميد

  1. وضع كاميرا الأشعة تحت الحمراء عالية الدقة (SC-660) داخل مربع الاكريليك واقية بحيث المشاريع عدسة من خلال فتحة في الجزء الأمامي من منطقة الجزاء، وأسلاك توصيل الكاميرا إلى الكمبيوتر المحمول أو الخروج تسجيل الجهاز من خلال افتتاح الخلفي من مربع . تأمين غطاء العلبة ووضع مربع داخل الغرفة البيئية أو المجمد في الموقع الذي سوف جميعآه المواد النباتية موضوع أن ينظر إليها.
    1. توفير الخلفية الداكنة حول المواد النباتية التي تبطن جدران الغرفة مع ورقة البناء السوداء لمنع التدخل من الطاقة تنعكس الأشعة تحت الحمراء.
    2. تناسب غرفة مع إضاءة LED للحد من التدفئة من مصدر الضوء عند تسجيل الصور في الأطوال الموجية المرئية هو مطلوب. سوى الحد الأدنى من الإضاءة، مثل ضوء خزانة يعمل بواسطة بطارية أو جهاز LED صغير، مطلوب للنباتات لتكون مرئية بواسطة الكاميرا.
      1. مرة واحدة يتم أخذ الصور المرئية من المواد النباتية الموضوع، إيقاف تشغيل الإضاءة LED. توزيع كافة الاتصالات السلكية الخارجية (اتصال فايرواير إلى جهاز الكمبيوتر، وسلك الكهرباء، الخ) إلى الكاميرا عبر منفذ أو فتح آخر في الغرفة.
    3. ملء أي مساحة إضافية في ميناء أو فتح مع العازلة المواد الرغوية لتجنب أو تقليل التدرجات درجة الحرارة داخل الغرفة. ضبط درجة الحرارة الأولية للغرفة في 1 ° C.
  2. محاذاة النباتات أو أجزاء النبات بحيث المواد النباتية هي في مجال الرؤية للكاميرا والمواد النباتية غير مرئية على شاشة عرض عن بعد أو في داخل البرنامج الذي تم اختياره.
  3. السماح النباتات لكي تتوازن في 1 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة إلى 1 ساعة، اعتمادا على حجم المواد النباتية، وذلك قبل الشروع في تجربة التجميد التي تسيطر عليها. وهذا يضمن أن درجة حرارة المحطة لن تتخلف عن درجة حرارة الهواء من قبل العديد من درجات مرة واحدة يتم بدء التجربة التجمد. ويتم تحقيق موازنة عندما تكون درجة الحرارة من المواد النباتية هي تقع ضمن نطاق 0.5 ° C درجة حرارة الهواء.
    1. وضع طبقة من العزل الستايروفوم على الجزء العلوي من التربة لنباتات الأصص إذا تم استخدام النباتات بوعاء. مرة واحدة وقد معايرتها النباتات، وتبدأ تبريد الغرفة.
      ملاحظة: طبقة العزل على سطح التربة في وعاء يقلل من كمية استمرار فقدان الحرارة من وعاء إلى الهواء المحيط المصنع، ويمنع الجذور من الصحائفezing، وهذا لن يحدث عادة خلال الحدث الصقيع في الطبيعة نظرا لخزان ضخم من المتبقي الحاضر الحرارة في التربة.
  4. تعيين المعلمات كاميرا المطلوب (لوحة الألوان، تتراوح درجة الحرارة، مجالات محددة من الفائدة، وما إلى ذلك)، كما نوقش في 3.4.1-3.4.4.
    1. حدد لوحة قوس قزح لعرض تغيرات درجة الحرارة أثناء عرض صورة حية.
    2. تعيين فترة درجة الحرارة إلى 5 درجات مئوية خلال تعديل شريط درجة الحرارة تقع أسفل الصورة في البرنامج.
    3. اختيار مقياس خطي (خوارزمية) لتحويل البيانات بالأشعة تحت الحمراء في الصورة اللون كاذبة على النحو المحدد في لوحة مختارة (قوس قزح) وضبط نطاق درجة الحرارة إلى 5 ° C وتتبع تلقائيا استنادا إلى صورة. بدلا من ذلك، ضبط نطاق مجموعة يدويا أثناء إجراء التجربة.
      1. استخدام درجة حرارة نقطة معينة أو يبلغ متوسط ​​درجة الحرارة داخل منطقة محددة من الفائدة التي يقدمها تحديثات برامج المزودهي. استرداد البيانات درجة حرارة جميع بكسل من تسلسل الفيديو المسجل أو من المعلومات المضمنة في ملف الصورة. ويبين الشكل 3 لقطة نموذجية من داخل البرنامج ResearchIR.
    4. ضع المؤشر على موقع على الأنسجة النباتية التي تمثل نقطة محددة من الفائدة. تحديد مجال الاهتمام كنقاط (1 -3 بكسل في الحجم)، وصناديق، وخطوط، والحذف، أو دوائر. مجموعات متعددة من النقاط أو الأشكال يمكن أن يكون موجودا فوق الصورة.
  5. تسجيل تسلسل الفيديو
    1. ضبط الكاميرا لتسجيل عند تردد 60 هرتز وللتسجيل ليتم إيقاف يدويا.
    2. إشارة إلى موقع على الكمبيوتر أو محرك أقراص خارجي حيث سيتم وضع ملف الفيديو المسجل.
    3. بدء التسجيل.
      ملاحظة: تسجيل لقرص صلب خارجي ينصح بشدة حيث سيتم إنشاء ملفات الفيديو الكبيرة. ملفات الفيديو المسجلة يمكن تحريرها في وقت لاحق لاحتواء فقط الجزء الذي يحتوي على نيمعلومات cessary. وهذا سوف يقلل كثيرا من حجم الملف.
    4. خفض درجة حرارة الغرفة تدريجيا بنسبة 0.5 -1.0 ° C. الانتظار حتى equilibrates درجة حرارة النبات مع درجة حرارة الهواء ومن ثم خفض درجة الحرارة مرة أخرى عن طريق 0،5-1،0 درجة مئوية. اعتمادا على كتلة من الأنسجة النباتية التي لوحظ والتشكل، ويمكن موازنة تأخذ 10-15 دقيقة. وهكذا، مما يعطي معدل التبريد من حوالي 4 ° C / ساعة.
    5. تستمر على هذا المنوال حتى يتجمد المصنع ويتم الانتهاء من الملاحظات. إنهاء التسجيل عندما تم الانتهاء من عملية التجميد.
      ملاحظة: تمت معايرتها والأنسجة النباتية مع درجة حرارة الهواء عندما المواد النباتية والخلفية هي نفس اللون لأنها في نفس درجة الحرارة. منذ الحرارة الخلفية ودرجة حرارة الأنسجة النباتية هي نفسها، قد يكون من الصعب تصور المواد النباتية إلى أن خفض درجة الحرارة مرة أخرى، وهناك درجة الحرارة الفرق بين الأنسجة النباتية ودرجة حرارة الأشعة تحت الحمراء.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

النشاط الايس نواة لمن الثلج + البكتيريا، الزائفة syringae (سلالة سيت-7)

انخفاض 10 ميكرولتر من الماء و 10 ميكرولتر من المياه التي تحتوي على P. syringae وضعت (CIT-7) على سطح مجافي المحور من ورقة Hosta (Hosta النيابة.) (الشكل 4). كما ?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

الماء لديه القدرة على التبريد الفائق لدرجات حرارة أقل بكثير من 0 درجة مئوية ودرجة حرارة المياه التي ستجمد يمكن أن تكون متغيرة تماما. 36 الحد الأقصى لدرجات الحرارة والبرودة الفائقة من الماء النقي حوالي -40 ° C ويتم تعريف كنقطة التنوي متجانسة. عندما يتجمد الماء عند د...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

الكتاب ليس لديهم مصالح أو تضارب في المصالح المالية المتنافسة.

Acknowledgements

وقد تم تمويل هذا البحث من قبل صندوق العلوم النمساوية (FWF): P23681-B16.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Infrared CameraFLIRSC-660Many models available depending on application
Infrared Analytical SoftwareFLIRResearchIR 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 FFisher ScientificDF0448-17-1

References

  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).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

99

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved