白桦树茎的冻结过程中木质部栓塞和气泡形成表明压力-张力在其内的动态非常复杂
摘要：冻融引起的栓塞是霜冻环境中多年生植物的一个关键限制因素。冻结过程中形成气泡，解冻过程中气泡膨胀引起木质部栓塞。然而，当水冻结时，其体积增加9\%，产生局部压力，可能影响气泡的形成。为了表征冻融循环过程中的压力紧张局部动态和汁液的物理状态，我们同时使用超声波声发射分析和同步辐射高分辨率计算机断层扫描技术对散木材种白桦进行了研究。通过可视化空气充填的单个导管，测量了在叶落和有叶期间进行的连续冻融循环下-10°C或-20°C温度下的栓塞情况。我们还测量了白桦冻结木质部中气泡的分布，并使用专用冷却系统对一个冻融循环中的栓塞扩展进行连续监测，该系统允许在冷冻和解冻过程中进行X射线扫描。实验证实，在冰的形成开始后，超声波发射与气泡形成同时发生，而栓塞的形成在所有情况下都发生在解冻后。冻结组织的图像表明，由于冰的体积增加引起的正压力可以导致细胞壁向导管腔的内部流动。我们没有发现更宽的导管在组织内更容易发生栓塞的证据，尽管较大导管中气泡的出现会使其更容易发生早期栓塞。这些结果强调了在了解霜冻引起的栓塞机制时，需要监测局部压力以及木质部冻结过程中的冰和气体分布的必要性。
作者：Katline Charra-Vaskou, Anna Lintunen, Thierry Am''eglio, Eric Badel, Herv''e Cochard, Stefan Mayr, Yann Salmon, Heikki Suhonen, Mahaut van Rooij and Guillaume Charrier
论文ID：2212.06490
分类：Tissues and Organs
分类简称：q-bio.TO
提交时间：2023-07-18