高分辨率红外热成像（HRIT）的冰核和冰传播的植物研究中的应用

冷冻时植物生长活跃时发生的温度可以是致命的，特别是如果植物具有很少或没有冰冻耐受性。这样的事件霜冻往往会对农业生产造成破坏性影响，也可以在植物自然种群形成群落结构发挥了重要作用，特别是在高山，亚寒带和寒带生态系统^1-6。严重的春季霜冻事件在最近几年^7-9对水果生产在美国和南美洲的重大影响，并加剧了发病初期温暖的天气其次是较典型的平均气温低。早期的温暖的天气诱使芽突破，激活新枝，叶和花所有这些都很少无霜容忍^1,3,10-12增长。这种变化无常的天气模式已经被报道正在发生的气候变化的直接反映，并预计将在FORES一个共同的天气模式eeable未来的^13。努力提供经济，有效和环境友好的管理技术或农用化学品，可以提供增加的冰冻耐受性取得了有限的成功为宿主的原因，但是这可以部分地归因于耐冻性和冰冻避免机制在植物的复杂性。 ¹⁴

霜存活于植物相关联的自适应机制已经传统上被分为两类，耐冻性和冰冻回避。前一类与由一组特定的基因是允许植物容忍与存在和冰在其组织的脱水作用有关的应力的调节生化机制相关联。而在后一类通常是，但不是唯一，与植物中的植物¹⁴结构方面确定是否，何时，何地冰形成有关。尽管冻结回避的患病率作为广告aptive机制，一些研究一直致力于在近期了解的底层机制和冻结规避监管。读者可以参考最近¹⁵检讨关于这个主题的更详细。

而形成的冰在低温下可能看起来像一个简单的过程中，许多因素有助于确定在哪些冰成核在植物组织和它如何在植物内扩散的温度。如外在和内在冰的存在下成核，异质与均相成核事件，热滞后（防冻剂）的蛋白质，具体糖和其它渗透剂的存在下，和一台主机的植物的结构方面参数都可以发挥显著在植物冷冻过程中的作用。总的来说，这些参数影响在哪个工厂结冰，冰的地方开始以及如何成长的温度。它们也可以影响所得冰晶体的形态。各种方法已被用于研究在植物冷冻过程在实验室条件，包括核磁共振谱^{（NMR）16，}磁共振成像^{（MRI）17，}冷冻显微镜^18-19，和低温扫描电子显微镜下（LTSEM ^）。20冻结在实验室和现场设置整株植物，然而，主要被监测热电偶。使用热电偶来研究冷冻的是基于热解放（熔化焓）当水经历从液体到固体的相变。冷冻，然后被记录作为一个放热事件^。21-23即使热电偶是选择在研究中的植物冷冻的典型方法，它们的使用有很大的局限性，限制了冷冻事件期间所获得的信息的量。例如，用热电偶就很难几乎不可能确定在何处开始在植物中的冰，它是如何传播，如果它在传播的速度，甚至，如果某些组织保持无冰。

高分辨率红外热^{（HRIT）24-27}进展，然而，有显著增加，以获取有关整个植物冷冻处理信息的能力，在差分成像模式下使用时尤其如此^。28-33在本报告中，我们描述了使用该技术的研究冷冻过程的各个方面，该影响在哪里和以什么样的温度冰在植物中被启动的各种参数。的协议将被呈现，将展示冰核活性（INA）细菌作为一个非本征成核启动在高温，零下温度在一种草本植物冷冻能力， 丁香假单胞菌 （CIT-7）。

高分辨率红外摄像机

该协议和实例本报告中采用红外线高分辨率视频辐射计。所述辐射计（ 图1）提供的红外和可见光谱图像和温度数据的组合。照相机的光谱响应是在7.5至13.5微米的范围内，并提供640×480像素的分辨率。所产生的可见光谱图像的内置相机可以与红外图像进行实时，这有利于复杂，热图像的解释是稠合的。透镜用于摄像机A范围可以被用来制造特写和显微镜观察。该相机可以在一个独立的模式下使用，或接口和控制使用的专有软件的笔记本电脑。该软件可以被用来获得各种嵌入在录制的视频热数据。要注意的是各种各样的红外线辐射计是市售的是重要的。因此，至关重要的是，研究者讨论一个知识渊博的产品工程师其预期应用和研究人员测试任何specifi的能力ç辐射计，以提供所需的信息。在所描述的协议中使用的成象辐射计被放置在丙烯酸类盒（ 图2）绝缘的聚苯乙烯泡沫塑料I N为了在升温和冷却的协议，以防止暴露于冷凝。无需对所有摄像机或应用这种保护。