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

1. إعداد المواد النباتية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام أي أوراق أو نباتات كاملة من المواد النباتية الموضوع (Hosta النيابة. فاصيلوس أو الشائع). </li></ol> 2. إعداد حلول المياه التي تحتوي على الجليد في النواة النشطة (INA) البكتيريا <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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 · </sup&gt; مل -1. فإن الحل يبدو غائما. ليست هناك حاجة لتأكيد تركيز باستخدام عدادة الكريات أو معمل، وتركيز تحتاج فقط أن تكون تقريبية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li></ol> 3. إعداد لتجربة التجميد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> توفير الخلفية الداكنة حول المواد النباتية التي تبطن جدران الغرفة مع ورقة البناء السوداء لمنع التدخل من الطاقة تنعكس الأشعة تحت الحمراء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حدد لوحة قوس قزح لعرض تغيرات درجة الحرارة أثناء عرض صورة حية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين فترة درجة الحرارة إلى 5 درجات مئوية خلال تعديل شريط درجة الحرارة تقع أسفل الصورة في البرنامج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسجيل تسلسل الفيديو <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط الكاميرا لتسجيل عند تردد 60 هرتز وللتسجيل ليتم إيقاف يدويا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إشارة إلى موقع على الكمبيوتر أو محرك أقراص خارجي حيث سيتم وضع ملف الفيديو المسجل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 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. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Taschler, D., Beikircher, B., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frost+resistance+and+ice+nucleation+in+leaves+of+five+woody+timberline+species+measured+in+situ+during+shoot+expansion.">Frost resistance and ice nucleation in leaves of five woody timberline species measured in situ during shoot expansion.</a> Tree Physiol. 24, 331-337 (2004).</li><li>Neuner, G., Hacker, J., L&#252;tz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice+formation+and+propagation+in+alpine+plants.">Ice formation and propagation in alpine plants.</a> Plants in alpine regions: Cell Physiology of adaptation and survival strategies. , 163-174 (2012).</li><li>Ladinig, U., Hacker, J., Neuner, G., Wagner, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+endangered+is+sexual+reproduction+of+high-mountain+plants+by+summer+frosts?+-+Frost+resistance,+frequency+of+frost+events+and+risk+assessment.">How endangered is sexual reproduction of high-mountain plants by summer frosts? - Frost resistance, frequency of frost events and risk assessment.</a> Oecologia. 171, 743-760 (2013).</li><li>Wisniewski, M. E., Gusta, L. V., Fuller, M. P., Karlson, D., Gusta, L. V., Wisniewski, M. E., Tanino, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice+nucleation,+propagation+and+deep+supercooling:+the+lost+tribes+of+freezing+studies.">Ice nucleation, propagation and deep supercooling: the lost tribes of freezing studies.</a> Plant Cold Hardiness: from the laboratory to the field. , 1-11 (2009).</li><li>Bokhurst, S., Bjerke, J. W., Davey, M. P., Taulavuori, K., Taulavuori, E., Laine, K., Callaghan, T. V., Phoenix, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impacts+of+extreme+winter+warming+events+on+plant+physiology+in+a+sub-Arctic+heath+community.">Impacts of extreme winter warming events on plant physiology in a sub-Arctic heath community.</a> Physiol. Plant. 140, 128-140 (2010).</li><li>Taulavuori, K., Laine, K., Taulavuori, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+studies+on+Vaccinium+myrtillus.and+Vaccinium+vits-idea.in+relation+to+air+pollution+and+global+change+at+northern+high+latitudes:+A+review.">Experimental studies on Vaccinium myrtillus.and Vaccinium vits-idea.in relation to air pollution and global change at northern high latitudes: A review.</a> Env. Exp. Bot. 87, 191-196 (2013).</li><li>Wisniewski, M., Glenn, D. M., Gusta, L., Fuller, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+infrared+thermography+to+study+freezing+in+plants.">Using infrared thermography to study freezing in plants.</a> HortScience. 43, 1648-1651 (2008).</li><li>Gu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+2007+eastern+US+spring+freeze:+increased+cold+damage+in+a+warming+world.">The 2007 eastern US spring freeze: increased cold damage in a warming world.</a> BioScience. 58, 253-262 (2008).</li><li>Augspurger, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spring+warmth+and+frost:+phenology,+damage,+and+refoliation+in+a+temperate+deciduous+forest.">Spring warmth and frost: phenology, damage, and refoliation in a temperate deciduous forest.</a> Func. Ecol. 23, 1031-1039 (2007).</li><li>Neuner, G., Erler, A., Hacker, J., Ladinig, U., Wagner, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frost+resistance+of+reproductive+tissues+in+various+reproductive+stages+of+high+alpine+plant+species.">Frost resistance of reproductive tissues in various reproductive stages of high alpine plant species.</a> Physiol. Plant. 147, 88-100 (2013).</li><li>Skre, O., Taulavuori, K., Taulavuori, E., Nilsne, J., Igeland, B., Laine, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+importance+of+hardening+and+winter+temperature+for+growth+in+mountain+birch+populations.">The importance of hardening and winter temperature for growth in mountain birch populations.</a> Env. Exp. Bot. 62, 254-266 (2008).</li><li>H&#228;nninen, H., Tanino, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tree+seasonality+in+a+warming+climate.">Tree seasonality in a warming climate.</a> Trends in Plant Science. 16, 412-416 (2011).</li><li>Katz, R. W., Brown, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extreme+events+in+a+changing+climate:+variability+is+more+important+than+averages.">Extreme events in a changing climate: variability is more important than averages.</a> Climate Change. 21, 289-302 (1992).</li><li>Wisniewski, M., Gusta, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+plant+cold+hardiness:+an+opinion.">Understanding plant cold hardiness: an opinion.</a> Physiol. Plant. 147, 4-14 (2013).</li><li>Wisniewski, M., Gusta, L., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptive+mechanisms+of+freeze+avoidance+in+plants.+A+brief+update.">Adaptive mechanisms of freeze avoidance in plants. A brief update.</a> Env. Exp. Bot. 99, 133-140 (2014).</li><li>Burke, M. J., Gusta, L. V., Quamme, H. A., Weiser, C. J., Li, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Freezing+and+injury+in+plants.">Freezing and injury in plants.</a> Annu. Rev. Plant Physiol. 27, 507-528 (1976).</li><li>Ishikawa, M., Price, W. S., Ide, H., Arata, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+freezing+behaviors+in+leaf+and+flower+buds+of+full-moon+maple+by+nuclear+magnetic+resonance+microscopy.">Visualization of freezing behaviors in leaf and flower buds of full-moon maple by nuclear magnetic resonance microscopy.</a> Plant Physiol. 115 (4), 1515-1524 (1997).</li><li>Ishikawa, M., Sakai, A., Li, P. H., Sakai, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+of+freezing+avoidance+in+comparison+with+freezing+tolerance:+a+demonstration+of+extra-organ+freezing.">Characteristics of freezing avoidance in comparison with freezing tolerance: a demonstration of extra-organ freezing.</a> Plant cold hardiness and freezing stress. , 325-340 (1982).</li><li>Buchner, O., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Freezing+cytorrhysis+and+critical+temperature+thresholds+for+photosystem+II+in+the+peat+moss+Sphagnum+capillifolium.">Freezing cytorrhysis and critical temperature thresholds for photosystem II in the peat moss Sphagnum capillifolium.</a> Protoplasma. 243 (1), 63-71 (2010).</li><li>Pearce, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+ice+and+cell+shape+in+frost-stressed+cereal+leaves:+A+low+temperature+scanning+electron+microscopy+study.">Extracellular ice and cell shape in frost-stressed cereal leaves: A low temperature scanning electron microscopy study.</a> Planta. 175, 313-324 (1988).</li><li>Ashworth, E. N., Anderson, J. A., Davis, G. A., Lightner, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice+formation+in+Prunus+persica.+under+field+conditions.">Ice formation in Prunus persica. under field conditions.</a> J. Am. Soc. Hort. Sci. 110 (3), 322-324 (1985).</li><li>Ashworth, E. N., Davis, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice+formation+in+woody+plants+under+field+conditions.">Ice formation in woody plants under field conditions.</a> HortSci. 21, 1233-1234 (1986).</li><li>Pramsohler, M., Hacker, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Freezing+pattern+and+frost+killing+temperature+of+apple+(Malus+domestica.)+wood+under+controlled+conditions+and+in+nature.">Freezing pattern and frost killing temperature of apple (Malus domestica.) wood under controlled conditions and in nature.</a> Tree Physiol. 32 (7), 819-828 (2012).</li><li>Wisniewski, M., Lindow, S. E., Ashworth, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observations+of+ice+nucleation+and+propagation+in+plants+using+infrared+video+thermography.">Observations of ice nucleation and propagation in plants using infrared video thermography.</a> Plant Physiol. 113 (2), 327-334 (1997).</li><li>Lutze, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elevated+atmospheric+[CO2]+promotes+frost+damage+in+evergreen+tree+seedlings.">Elevated atmospheric [CO2] promotes frost damage in evergreen tree seedlings.</a> Plant Cell Environ. (6), 631-635 (1998).</li><li>Ball, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Space+and+time+dependence+of+temperature+and+freezing+in+evergreen+leaves).">Space and time dependence of temperature and freezing in evergreen leaves).</a> Func. Plant Biol. 29 (11), 1259-1272 (2002).</li><li>Sekozawa, Y., Sugaya, S., Gemma, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observations+of+ice+nucleation+and+propagation+in+flowers+of+Japanese+Pear+(Pyrus+Pyrifolia).">Observations of ice nucleation and propagation in flowers of Japanese Pear (Pyrus Pyrifolia).</a> Nakai) using infrared video. 73 (1), 1-6 (2004).</li><li>Hacker, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice+propagation+in+plants+visualized+at+the+tissue+level+by+IDTA+(infrared+differential+thermal+analysis).">Ice propagation in plants visualized at the tissue level by IDTA (infrared differential thermal analysis).</a> Tree Physiol. 27, 1661-1670 (2007).</li><li>Hacker, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice+propagation+in+dehardened+alpine+plant+species+studied+by+infrared+differential+thermal+analysis+(IDTA).">Ice propagation in dehardened alpine plant species studied by infrared differential thermal analysis (IDTA).</a> Arc. Antarc. Alp. Res. 40 (4), 660-670 (2008).</li><li>Hacker, J., Spindelb&#246;ck, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesophyll+freezing+and+effects+of+freeze+dehydration+visualized+by+simultaneous+measurement+of+IDTA+and+differential+imaging+chlorophyll+fluorescence.">Mesophyll freezing and effects of freeze dehydration visualized by simultaneous measurement of IDTA and differential imaging chlorophyll fluorescence.</a> Plant Cell Environ. 31, 1725-1733 (2008).</li><li>Neuner, G., XU, B., Hacker, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Velocity+and+pattern+of+ice+propagation+and+deep+supercooling+in+woody+stems+of+Castanea+sativa.,+Morus+nigra.+and+Quercus+robur.+measured+by+IDTA.">Velocity and pattern of ice propagation and deep supercooling in woody stems of Castanea sativa., Morus nigra. and Quercus robur. measured by IDTA.</a> Tree Physiol. 30, 1037-1045 (2010).</li><li>Hacker, J., Ladinig, U., Wagner, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflorescences+of+alpine+cushion+plants+freeze+autonomously+and+may+survive+subzero+temperatures+by+supercooling.">Inflorescences of alpine cushion plants freeze autonomously and may survive subzero temperatures by supercooling.</a> Plant Sci. 180, 149-156 (2011).</li><li>Kuprian, E., Briceno, V., Wagner, J., Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice+barriers+promote+supercooling+and+prevent+frost+injury+in+reproductive+buds,+flowers+and+fruits+of+alpine+dwarf+shrubs+throughout+the+summer.">Ice barriers promote supercooling and prevent frost injury in reproductive buds, flowers and fruits of alpine dwarf shrubs throughout the summer.</a> Env. Exp. Bot. 106, 4-12 (2014).</li><li>Wisniewski, M., Glenn, D. M., Fuller, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+a+hydrophobic+particle+film+as+a+barrier+to+extrinsic+ice+nucleation+in+tomato+plants.">Use of a hydrophobic particle film as a barrier to extrinsic ice nucleation in tomato plants.</a> HortScience. 127, 358-364 (2002).</li><li>Aryal, B., &amp;Neuner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leaf+wettability+decreases+along+an+extreme+altitudinal+gradient.">Leaf wettability decreases along an extreme altitudinal gradient.</a> Oecologia. 162, 1-9 (2010).</li><li>Wisniewski, M., Fuller, M. P., Margesin, R., Schinner, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ice nucleation and deep supercooling in plants: new insights using infrared thermography. In: Cold adapted organisms. Ecology, physiology, enzymologyandmolecularbiology. , 105-118 (1999).</li><li>Franks, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biophysics and biochemistry at low temperatures. , (1985).</li><li>Neuner, G., Kuprian, E., Hincha, D., Zuther, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infrared+thermal+analysis+of+plant+freezing+processes.">Infrared thermal analysis of plant freezing processes.</a> Methods in Molecular Biology: Plant Cold Acclimation. , 91-98 (2014).</li></ol>

الكتاب ليس لديهم مصالح أو تضارب في المصالح المالية المتنافسة.

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...

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.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Infrared Camera</td>
			<td>FLIR</td>
			<td>SC-660</td>
			<td>Many models available depending on application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infrared Analytical Software</td>
			<td>FLIR</td>
			<td>ResearchIR 4.10.2.5</td>
			<td align="right">$3,500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">Pseudomonas syringae (strain Cit-7)</td>
			<td rowspan="2"></td>
			<td rowspan="2"></td>
			<td rowspan="2"><a href="mailto:icelab@berkeley.edu">Kindly provided by Dr. Steven Lindow, University of California&#160; Berkeley icelab@berkeley.edu</a></td>
		</tr>
		<tr>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pseudomonas Agar F</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>DF0448-17-1</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the use of high-resolution infrared thermography (hrit) for the study of ice nucleation and ice propagation in plants

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.

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 ?...

Watch this Scientific Journal Video about The Use of High-resolution Infrared Thermography HRIT for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants at JoVE.com

The Use of High-resolution Infrared Thermography HRIT for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants

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).

استخدام عالية الدقة الأشعة تحت الحمراء الحراري (HRIT) لدراسة الجليد في النواة والجليد نشر في النباتات

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 ...

the-use-high-resolution-infrared-thermography-hrit-for-study-ice

Research

JoVE Journal

Environment

The Use of High-resolution Infrared Thermography (HRIT) for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants

9.5K Views.  Agricultural Research Service (USDA-ARS), Kearneysville, WV. 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).

Video: The Use of High-resolution Infrared Thermography HRIT for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants

Expression of Recombinant Cellulase Cel5A from Trichoderma reesei in Tobacco Plants

Cellulose degrading enzymes, cellulases, are targets of both research and industrial interests. The preponderance of these enzymes in difficult-to-culture organisms, such as hyphae-building fungi and anaerobic bacteria, has hastened the use of recombinant technologies in this field. Plant expression methods are a desirable system for large-scale production of enzymes and other industrially useful proteins. Herein, methods for the transient expression of a fungal endoglucanase, Trichoderma reesei Cel5A, in Nicotiana tabacum are demonstrated. Successful protein expression is shown, monitored by fluorescence using an mCherry-enzyme fusion protein. Additionally, a set of basic tests are used to examine the activity of transiently expressed T. reesei Cel5A, including SDS-PAGE, Western blotting, zymography, as well as&#160;fluorescence and dye-based substrate degradation assays. The system described here can be used to produce an active cellulase in a short time period, so as to assess the potential for further production in plants through constitutive or inducible expression systems.

Expression of Recombinant Cellulase Cel5A from Trichoderma reesei in Tobacco Plants

Tobacco plants were used to produce a fungal cellulase, TrCel5A, via a transient expression system. The expression could be monitored using a fluorescent fusion protein, and the protein activity was characterized post-expression.

التعبير عن المؤتلف سلولاز Cel5A من<em&gt; الترايكوديرما reesei</em&gt; في نباتات التبغ

Cellulose degrading enzymes, cellulases, are targets of both research and industrial interests. The preponderance of these enzymes in difficult-to-culture ...

Enhancement of the Initial Growth Rate of Agricultural Plants by Using Static Magnetic Fields

Electronic devices and high-voltage wires induce magnetic fields. A magnetic field of 1,300-2,500 Gauss (0.2 Tesla) was applied to Petri dishes containing seeds of Garden Balsam (Impatiens balsamina), Mizuna (Brassica rapa var. japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. perviridis), and Mescluns (Lepidium sativum). We applied magnets under the culture dish. During the 4 days of application, we observed that the stem and root length increased. The group subjected to magnetic field treatment (n = 10) showed a 1.4 times faster rate of growth compared with the control group (n = 11) in a total of 8 days (p &#60;0.0005). This rate is 20% higher than that reported in previous studies. The tubulin complex lines did not have connecting points, but connecting points occur upon the application of magnets. This shows complete difference from the control, which means abnormal arrangements. However, the exact cause remains unclear. These results of growth enhancement of applying magnets suggest that it is possible to enhance the growth rate, increase productivity, or control the speed of germination of plants by applying static magnetic fields. Also, magnetic fields can cause physiological changes in plant cells and can induce growth. Therefore, stimulation with a magnetic field can have possible effects that are similar to those of chemical fertilizers, which means that the use of fertilizers can be avoided.

The goal of this protocol is to demonstrate the acceleration of the initial growth rate of plants by applying static magnetic fields with no external energy.

تعزيز معدل النمو الأولي من النباتات الزراعية باستخدام حقول مغناطيسية ساكنة

Electronic devices and high-voltage wires induce magnetic fields. A magnetic field of 1,300-2,500 Gauss (0.2 Tesla) was applied to Petri dishes containing ...

Use of a Battery of Chemical and Ecotoxicological Methods for the Assessment of the Efficacy of Wastewater Treatment Processes to Remove Estrogenic Potency

Endocrine Disrupting Compounds pose a substantial risk to the aquatic environment. Ethinylestradiol (EE2) and estrone (E1) have recently been included in a watch list of environmental pollutants under the European Water Framework Directive. Municipal wastewater treatment plants are major contributors to the estrogenic potency of surface waters. Much of the estrogenic potency of wastewater treatment plant (WWTP) effluents can be attributed to the discharge of steroid estrogens including estradiol (E2), EE2 and E1 due to incomplete removal of these substances at the treatment plant. An evaluation of the efficacy of wastewater treatment processes requires the quantitative determination of individual substances most often undertaken using chemical analysis methods. Most frequently used methods include Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GCMS/MS) or Liquid Chromatography-Mass Spectrometry (LCMS/MS) using multiple reaction monitoring (MRM). Although very useful for regulatory purposes, targeted chemical analysis can only provide data on the compounds (and specific metabolites) monitored. Ecotoxicology methods additionally ensure that any by-products produced or unknown estrogenic compounds present are also assessed via measurement of their biological activity. A number of in vitro bioassays including the Yeast Estrogen Screen (YES) are available to measure the estrogenic activity of wastewater samples. Chemical analysis in conjunction with in vivo and in vitro bioassays provides a useful toolbox for assessment of the efficacy and suitability of wastewater treatment processes with respect to estrogenic endocrine disrupting compounds. This paper utilizes a battery of chemical and ecotoxicology tests to assess conventional, advanced and emerging wastewater treatment processes in laboratory and field studies.

Endocrine Disrupting Compounds (EDC) pose a substantial risk to the aquatic environment. Municipal wastewater treatment plants are major contributors to the estrogenic potency of surface waters. The methodology provided in this paper allows for an assessment of the efficacy and suitability of wastewater treatment processes with respect to EDC removal.

استخدام البطارية من الطرق الكيميائية والسمية الإيكولوجية لتقييم فاعلية عمليات معالجة مياه الصرف الصحي لإزالة استروجين الفعالية

Endocrine Disrupting Compounds pose a substantial risk to the aquatic environment. Ethinylestradiol (EE2) and estrone (E1) have recently been included in ...

Empirical, Metagenomic, and Computational Techniques Illuminate the Mechanisms by which Fungicides Compromise Bee Health

Growers often use fungicide sprays during bloom to protect crops against disease, which exposes bees to fungicide residues. Although considered &#34;bee-safe,&#34; there is mounting evidence that fungicide residues in pollen are associated with bee declines (for both honey and bumble bee species). While the mechanisms remain relatively unknown, researchers have speculated that bee-microbe symbioses are involved. Microbes play a pivotal role in the preservation and/or processing of pollen, which serves as nutrition for larval bees. By altering the microbial community, it is likely that fungicides disrupt these microbe-mediated services, and thereby compromise bee health. This manuscript describes the protocols used to investigate the indirect mechanism(s) by which fungicides may be causing colony decline. Cage experiments exposing bees to fungicide-treated flowers have already provided the first evidence that fungicides cause profound colony losses in a native bumble bee (Bombus impatiens). Using field-relevant doses of fungicides, a series of experiments have been developed to provide a finer description of microbial community dynamics of fungicide-exposed pollen. Shifts in the structural composition of fungal and bacterial assemblages within the pollen microbiome are investigated by next-generation sequencing and metagenomic analysis. Experiments developed herein have been designed to provide a mechanistic understanding of how fungicides affect the microbiome of pollen-provisions. Ultimately, these findings should shed light on the indirect pathway through which fungicides may be causing colony declines.

Microbial consortia within bumble bee hives enrich and preserve pollen for bee larvae. Using next generation sequencing, along with laboratory and field-based experiments, this manuscript describes protocols used to test the hypothesis that fungicide residues alter the pollen microbiome, and colony demographics, ultimately leading to colony loss.

التجريبية ومواد وتقنيات حسابية إلقاء الضوء على الآليات "مبيدات الفطريات وسط النحل الصحية"

Growers often use fungicide sprays during bloom to protect crops against disease, which exposes bees to fungicide residues. Although considered ...

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) are a family of atmospheric trace gases that have great impact on the environment. NOx concentrations directly influence the oxidizing capacity of the atmosphere through interactions with ozone and hydroxyl radicals. The main sink of NOx is the formation and deposition of nitric acid, a component of acid rain and a bioavailable nutrient. NOx is emitted from a mixture of natural and anthropogenic sources, which vary in space and time. The collocation of multiple sources and the short lifetime of NOx make it challenging to quantitatively constrain the influence of different emission sources and their impacts on the environment. Nitrogen isotopes of NOx have been suggested to vary amongst different sources, representing a potentially powerful tool to understand the sources and transport of NOx. However, previous methods of collecting atmospheric NOx integrate over long (week to month) time spans and are not validated for the efficient collection of NOx in relevant, diverse field conditions. We report on a new, highly efficient field-based system that collects atmospheric NOx for isotope analysis at a time resolution between 30 min and 2 hr. This method collects gaseous NOx in solution as nitrate with 100% efficiency under a variety of conditions. Protocols are presented for collecting air in urban settings under both stationary and mobile conditions. We detail the advantages and limitations of the method and demonstrate its application in the field. Data from several deployments are shown to 1) evaluate field-based collection efficiency by comparisons with in situ NOx concentration measurements, 2) test the stability of stored solutions before processing, 3) quantify in situ reproducibility in a variety of urban settings, and 4) demonstrate the range of N isotopes of NOx detected in ambient urban air and on heavily traveled roadways.

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Previous work suggests that the nitrogen isotopic composition of atmospheric nitrogen oxides might distinguish the influence of different sources in the environment. We report on an automated, mobile, field-based method for the high collection efficiency of atmospheric NOx for N isotopic analysis at an hourly time resolution.

الآلي، وعالية الدقة موبايل نظام جمع لتحليل النيتروجين النظائر من NO<sub&gt; س</sub

Nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) are a family of atmospheric trace gases that have great impact on the environment. NOx concentrations directly influence ...

The Calibration and Use of Capacitance Sensors to Monitor Stem Water Content in Trees

Water transport and storage through the soil-plant-atmosphere continuum is critical to the terrestrial water cycle, and has become a major research focus area. Biomass capacitance plays an integral role in the avoidance of hydraulic impairment to transpiration. However, high temporal resolution measurements of dynamic changes in the hydraulic capacitance of large trees are rare. Here, we present procedures for the calibration and use of capacitance sensors, typically used to monitor soil water content, to measure the volumetric water content in trees in the field. Frequency domain reflectometry-style observations are sensitive to the density of the media being studied. Therefore, it is necessary to perform species-specific calibrations to convert from the sensor-reported values of dielectric permittivity to volumetric water content. Calibration is performed on a harvested branch or stem cut into segments that are dried or re-hydrated to produce a full range of water contents used to generate a best-fit regression with sensor observations. Sensors are inserted into calibration segments or installed in trees after pre-drilling holes to a tolerance fit using a fabricated template to ensure proper drill alignment. Special care is taken to ensure that sensor tines make good contact with the surrounding media, while allowing them to be inserted without excessive force. Volumetric water content dynamics observed via the presented methodology align with sap flow measurements recorded using thermal dissipation techniques and environmental forcing data. Biomass water content data can be used to observe the onset of water stress, drought response and recovery, and has the potential to be applied to the calibration and evaluation of new plant-level hydrodynamics models, as well as to the partitioning of remotely sensed moisture products into above- and belowground components.

The hydraulic capacitance of biomass is a key component of the vegetation water budget, which serves as a buffer against short and long-term drought stresses. Here, we present a protocol for the calibration and use of soil moisture capacitance sensors to monitor water content in the stems of large trees.

معايرة واستخدام أجهزة الاستشعار السعة لرصد محتوى الماء الجذع في الأشجار

Water transport and storage through the soil-plant-atmosphere continuum is critical to the terrestrial water cycle, and has become a major research focus ...

Stress Distribution During Cold Compression of Rocks and Mineral Aggregates Using Synchrotron-based X-Ray Diffraction

We report detailed procedures for performing compression experiments on rocks and mineral aggregates within a multi-anvil deformation apparatus (D-DIA) coupled with synchrotron X-radiation. A cube-shaped sample assembly is prepared and compressed, at room temperature, by a set of four X-ray transparent sintered diamond anvils and two tungsten carbide anvils, in the lateral and the vertical planes, respectively. All six anvils are housed within a 250-ton hydraulic press and driven inward simultaneously by two wedged guide blocks. A horizontal energy dispersive X-ray beam is projected through and diffracted by the sample assembly. The beam is commonly in the mode of either white or monochromatic X-ray. In the case of white X-ray, the diffracted X-rays are detected by a solid-state detector array that collects the resulting energy dispersive diffraction pattern. In the case of monochromatic X-ray, the diffracted pattern is recorded using a two-dimensional (2-D) detector, such as an imaging plate or a charge-coupled device (CCD) detector. The 2-D diffraction patterns are analyzed to derive lattice spacings. The elastic strains of the sample are derived from the atomic lattice spacing within grains. The stress is then calculated using the predetermined elastic modulus and the elastic strain. Furthermore, the stress distribution in two-dimensions allow for understanding how stress is distributed in different orientations. In addition, a scintillator in the X-ray path yields a visible light image of the sample environment, which allows for the precise measurement of sample length changes during the experiment, yielding a direct measurement of volume strain on the sample. This type of experiment can quantify the stress distribution within geomaterials, which can ultimately shed light on the mechanism responsible for compaction. Such knowledge has the potential to significantly improve our understanding of key processes in rock mechanics, geotechnical engineering, mineral physics, and material science applications where compactive processes are important.

We report detailed procedures for compression experiments on rocks and mineral aggregates within a multi-anvil deformation apparatus coupled with synchrotron X-radiation. Such experiments allow quantification of the stress distribution within samples, that ultimately sheds light on compaction processes in geomaterials.

توزيع الإجهاد أثناء ضغط الباردة من الصخور والركام المعدنية باستخدام المستندة إلى السنكروتروني حيود الأشعة السينية

We report detailed procedures for performing compression experiments on rocks and mineral aggregates within a multi-anvil deformation apparatus (D-DIA) ...

Protocol for Producing Three-Dimensional Infrared Video of Freezing in Plants

Freezing in plants can be monitored using infrared (IR) thermography, because when water freezes, it gives off heat. However, problems with color contrast make 2-dimensions (2D) infrared images somewhat difficult to interpret. Viewing an IR image or the video of plants freezing in 3 dimensions (3D) would allow a more accurate identification of sites for ice nucleation as well as the progression of freezing. In this paper, we demonstrate a relatively simple means to produce a 3D infrared video of a strawberry plant freezing. Strawberry is an economically important crop that is subjected to unexpected spring freeze events in many areas of the world. An accurate understanding of the freezing in strawberry will provide both breeders and growers with more economical ways to prevent any damage to plants during freezing conditions.
The technique involves a positioning of two IR cameras at slightly different angles to film the strawberry freezing. The two video streams will be precisely synchronized using a screen capture software that records both cameras simultaneously. The recordings will then be imported into the imaging software and processed using an anaglyph technique. Using red-blue glasses, the 3D video will make it easier to determine the precise site of ice nucleation on leaf surfaces.

Here, we present a protocol to image a strawberry plant freezing in 3 dimensions. Two infrared cameras positioned at slightly different angles are used to produce a red-blue anaglyph video to observe the freezing of the plant in 3 dimensions.

بروتوكول لإنتاج فيديو ثلاثي الأبعاد الأشعة تحت الحمراء للتجمد في النباتات

Freezing in plants can be monitored using infrared (IR) thermography, because when water freezes, it gives off heat. However, problems with color contrast ...

Long-term Video Tracking of Cohoused Aquatic Animals: A Case Study of the Daily Locomotor Activity of the Norway Lobster (Nephrops norvegicus)

We present a protocol related to a video-tracking technique based on the background subtraction and image thresholding that makes it possible to individually track cohoused animals. We tested the tracking routine with four cohoused Norway lobsters (Nephrops norvegicus) under light-darkness conditions for 5 days. The lobsters had been individually tagged. The experimental setup and the tracking techniques used are entirely based on the open source software. The comparison of the tracking output with a manual detection indicates that the lobsters were correctly detected 69% of the times. Among the correctly detected lobsters, their individual tags were correctly identified 89.5% of the times. Considering the frame rate used in the protocol and the movement rate of lobsters, the performance of the video tracking has a good quality, and the representative results support the validity of the protocol in producing valuable data for research needs (individual space occupancy or locomotor activity patterns). The protocol presented here can be easily customized and is, hence, transferable to other species where the individual tracking of specimens in a group can be valuable for answering research questions.

Long-term Video Tracking of Cohoused Aquatic Animals: A Case Study of the Daily Locomotor Activity of the Norway Lobster Nephrops norvegicus

Here we present a protocol to individually track animals over a long period of time. It uses computer vision methods to identify a set of manually constructed tags by using a group of lobsters as case study, simultaneously providing information on how to house, manipulate, and mark the lobsters.

تتبع الفيديو الطويلة الأجل من الحيوانات المائية كوهوسيد: دراسة حالة من "النشاط الحركي اليومي" "النرويج جراد البحر" (النرويجي نيفروبس)

We present a protocol related to a video-tracking technique based on the background subtraction and image thresholding that makes it possible to ...

Single-throughput Complementary High-resolution Analytical Techniques for Characterizing Complex Natural Organic Matter Mixtures

Natural organic matter (NOM) is composed of a highly complex mixture of thousands of organic compounds which, historically, proved difficult to characterize. However, to understand the thermodynamic and kinetic controls on greenhouse gas (carbon dioxide [CO2] and methane [CH4]) production resulting from the decomposition of NOM, a molecular-level characterization coupled with microbial proteome analyses is necessary. Further, climate and environmental changes are expected to perturb natural ecosystems, potentially upsetting complex interactions that influence both the supply of organic matter substrates and the microorganisms performing the transformations. A detailed molecular characterization of the organic matter, microbial proteomics, and the pathways and transformations by which organic matter is decomposed will be necessary to predict the direction and magnitude of the effects of environmental changes. This article describes a methodological throughput for comprehensive metabolite characterization in a single sample by direct injection Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FTICR-MS), gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS), and proteomics analysis. This approach results in a fully-paired dataset which improves statistical confidence for inferring pathways of organic matter decomposition, the resulting CO2 and CH4 production rates, and their responses to environmental perturbation. Herein we present results of applying this method to NOM samples collected from peatlands; however, the protocol is applicable to any NOM sample (e.g., peat, forested soils, marine sediments, etc.).

This protocol describes a single throughput for complementary analytical and omics techniques culminating in a fully-paired characterization of natural organic matter and microbial proteomics in different ecosystems. This approach permits robust comparisons for identifying metabolic pathways and transformations important for describing greenhouse gas production and predicting responses to environmental change.