Gefrierverhalten und Schädigungen in überwinternden Knospen

Das Überleben überwinternder Knospen ist entscheidend für Fortpflanzung, Wachstum, Artenverteilung und Ernteproduktivität. Knospen haben vielfältige Architekturen, aber ihre Rolle bei der Kältebeständigkeit ist noch wenig verstanden. Klimaerwärmung erhöht das Frostrisiko, da die Knospen keine ausreichende Kältehärte ohne Kältesignale entwickeln. In diesem Projekt werden die Überlebenstypologien des Einfrierens neu bestimmt und strukturelle und chemische Merkmale identifiziert, die eine Überkühlung oder Eissegregation ermöglichen. Es wird ermittelt, ob eine Verletzung durch intrazelluläres Eis oder Dehydration entsteht. Holzartige Arten werden an drei Standorten mit unterschiedlichen Temperaturregimen unter derselben Photoperiode angebaut. Kältehärte wird mit strukturellen und funktionalen Eigenschaften verbunden. Die Gefrierdynamik (Eisbildung, Überkühlung vs. Gefrierdehydrierung, gefrorenes Wasser pro Temperatur) wird mit Differential-Scanning-Kalorimetrie und Psychrometrie untersucht. Subletale und tödliche Eismassen werden mit Thermografie und Kryomikroskopie visualisiert. Regionen, in denen sich Eis bildet oder gehemmt wird, werden mit quantitativer Mikroskopie, Raman-Mikroskopie und Rasterkraftmikroskopie analysiert. Die saisonale Kohlenhydratablagerung wird kartiert, um ihre Rolle beim Überkühlen zu bewerten. Differenzielle Scan-Kalorimetrie- und Kältehärtetests bestimmen, ob intrazelluläres Einfrieren oder kritische Dehydration eine Verletzung verursacht. Die Ergebnisse werden schützende Metaboliten und strukturelle Eigenschaften für die Zucht widerstandsfähiger Pflanzen und Bäume identifizieren und Modelle verbessern, die Frostschäden, Biodiversitätsverschiebungen und Waldstabilität unter Klimawandel vorhersagen.