在植物抗寒鉆研的范圍中，細胞深渡過冷現象已引起人們的高度看重和普遍鉆研。細胞過冷(supercooling)是細胞的水分在低于冰點以下仍堅持液體狀態的現象。深渡過冷(deep supercooling)是指細胞水分在較后一次結冰放熱前所處的液體狀態。許多原產在溫帶和暖溫帶的樹木以細胞和組織水分的深渡過冷來阻止細胞結冰，以到達抗凍的目的。因此，細胞過冷在植物阻止凍害的機制方面起側重要的作用。蘇聯tumanov和krasavtsev首先察看到低溫放熱引起植物的凍害，以為櫟屬(quercus)、樺木屬(betula)、冷杉屬(abies)和松屬(pinus)等一些種類的放熱是由細胞過冷水結冰發生的。自2021年quamme用差熱分解鉆研蘋果莖組織的凍害與低溫放熱關系以來，許多學者對此舉行了普遍的鉆研。從不同方面探討了過冷機制在木本植物抗凍越冬方面的重要性。
作者在梅花抗寒育種中，從2021年劈頭，對梅花及其一些近緣種舉行了差熱分解，對梅花在抗寒越冬中細胞過冷現象作了一些試探，以求弄清梅花抗寒機制，為育種引種供應理論基本。 資料與方式
‘淡豐后’、‘北京玉蝶’取自于中國科學院北京植物園，其它均取自武漢磨山植物園以及北京林業大學。
差熱分解：差熱分解參照了quamme(1972)方式(張啟翔，1985，1988)，枝條長3cm，徑0.5cm，從節間切開，用自制的0.08mm?_銅一鎳鉻熱電偶的一端插入樣品枝條，另一端插入同樣大小的干燥枝條，這對熱電偶用來測定細胞過冷水放熱現象。由于在降溫歷程中，超低溫冰箱中的溫場溫度與枝條溫度紛歧致，因此，必須用另一對熱電偶來紀錄在降溫歷程中的枝條溫度。其方式是將一端插入干燥枝條，另一端插入冰點器中，枝段裝于鋁筒中，兩臺ac19型微檢流計分辨測定細胞結冰溫度和枝條溫度，兩臺儀器上都分辨連上補償電位器(可調)，熱電偶在低溫酒精槽中進分標定和分度。
凍害測定：凍害測定采取了組織變褐和生長恢復方式(張啟翔，1985)。由于抗凍性與枝條取樣時的狀態及運輸狀態有關，為獲較大的抗凍性，在實驗前，先將枝條置于冰箱中舉行預處理，以引誘較大的抗寒性。
原生質膜透性的測定：枝條在不同低溫處理后，分辨置于0℃條件下融冰。將枝條切成2cm長的節段，稱重后加無離子水3ml/g組織。置于真空滲入半小時，取出后，在20℃條件下靜置15小時，用dds-11電導儀測其電導值。隨后將樣品置于滾水浴40分鐘，再測其電導值。
ht：第一次放熱lt低溫放熱
圖1 北京玉蝶枝條的過冷與放熱
圖2 淡豐后枝條的過冷與放熱
成果與討論
一、梅花枝條與花芽的過冷現象與凍害的關系
通過差熱分解，察看到在經過自然低溫磨煉的梅花枝條均有二次放熱(有時為多次放熱)。在通常情況下，第一次放熱發生在-4～-9℃，這是此論文在陳俊愉教授領導下完成一次較大的放熱，含水量高的枝條可使枝條在放熱的瞬間增高3～4℃。這種放熱是由細胞間隙和導管重力水結冰引起的，從圖1～2中可以看到‘北京玉蝶’和‘淡豐后’在降溫歷程中都有二次放熱，‘北京玉蝶’的第一次放熱為-5.5～-9℃。‘淡豐后’為-9℃～-13.5℃，在這種溫度條件下，梅花的枝段沒有發生任何凍害，由此可見，梅花發生的凍害并不是由細胞這部門水結冰引起的。當溫度降到的-18℃時，‘北京玉蝶’發生了第二次放熱，這次放熱量較小，同樣，‘淡豐后’在-26.5℃時發生了第二次放熱。‘北京玉蝶’的凍害發生在-20℃，而淡豐后發生在-29.5℃，由此可見，梅花的凍害是這部門深渡過冷水結冰造成的。上述兩個品種都是對比抗寒的品種。‘北京玉蝶’是真梅系的品種，其抗寒性比杏梅弱，‘淡豐后’是從日本‘豐后’中選育出來的品種，是梅與杏的雜種，其抗寒性較強。從這二個品種的差熱分解可以看出，細胞過冷的程度與抗凍性是呈正相關的，即細胞具有深渡過冷的才能越強，其莖木質部薄壁細胞的抗凍才能也就越強。
梅花的花原基也有深渡過冷現象，‘北京玉蝶’為-17℃，‘淡豐后’為-28℃。當溫度降蒞臨界溫度時，花原基內的細胞水分結冰，細胞逝世亡。
二、梅花不同類型及其遠緣雜種過冷的換取
不同類型的梅花莖枝條均有過冷現象的發生，江梅型枝條劈頭低溫放熱的均值溫度為-19.5℃，綠萼型為-19.0℃，宮粉型為-19.0℃，玉蝶型為-18.5℃，朱砂型為-18.0℃，黃香型(僅測一個品種)為-18.0℃，經過t測定，上述類型間的不同性不顯著，說明上述類型的不同沒有統計學意義，過冷狀態基礎為種型的性子。但‘龍游型’無低溫放熱現象。雖然‘龍游梅’也是屬于真梅系統，但其進化程度高，高度種植化，且枝條纖細，這可能是其在梅花中為較不抗寒的品種的重要緣故原因。
‘淡豐后’、‘單瓣杏梅’是梅花與杏或山杏的雜種，其抗寒性大大跨越了真梅系的品種，‘淡豐后’低溫放熱溫度為-26.5℃，杏的低溫放熱為-24.0～-33.0℃(張啟翔，2021年)，又如山桃(prunus davidiana)是一個相當抗寒的合適于作梅花抗寒育種的親本，其低溫放熱溫度為-31.0～-42.5℃，山桃與花的雜交種其低溫放熱溫度為-23℃，由此可見，梅梅花的雜種的深渡過冷有向著抗寒親本偏移的現象。
三、梅花不同組織的抗凍機制
通過幾年的試驗，察看到梅花的枝條的抗凍機制是不相同的，將梅花的木質部(包羅木質部薄壁細胞和髓射線薄壁細胞)及皮部(包羅韌皮部和形成層)劃脫離來舉行分解。成果解釋：梅花的木質部有2次放熱現象，一次在較高的溫度下的大批放熱和一次在較低溫度下的少量放熱。劃分后的木質部，其過冷與完全的枝段基礎類似(圖3-4)。由此可見，木質部的薄壁細胞及髓射線的薄壁細胞由于深渡過冷水的結冰而引起凍害。以前的鉆研解釋，梅花木質部薄壁細胞的凍害與降溫速度無關，與深渡過冷水結冰前的臨界溫度處理的時光的是非也無顯明相關。梅花木質部的細胞是以深渡過冷來阻止細胞內結冰的機制來到達抗凍目的的。而皮部則不同，皮部只有一次放熱，高溫放熱與凍害無關。皮部由于細胞間隙結冰，一方面由于冰晶發生的壓力，另一方面由于氣壓虧缺，冰晶會不停地吸收胞內水分子，使細胞脫水造成生理代謝平衡的雜亂或在體內蘊蓄有毒物資而致其逝世亡。梅花木質部與皮部在抗凍機制上的另一個不同點是木質部，一旦跨越深渡過冷水結冰的低溫，細胞馬上結冰、組織逝世亡，不能恢復，為不能逆的凍害。而韌皮部則可以經得住平衡冰凍，即韌皮部能忍受結冰，在凍害發生的臨界點前，只要溫度回升，組織可以恢復，它可以忍受重復冰凍一融冰歷程。梅花在東北，西北及北京地域自然越冬的抗凍試驗解釋，上述不同組織凍害簡直是不相同的。梅花的這種抗凍機制也說明晰植物抗寒性并不是一個簡略的問題，而是一個由多因素制約和控制的相當龐雜的問題。
圖3 小綠萼梅木質部低溫放熱與膜透性關系及其木質部與皮部結冰歷程對比
圖4 杏×粉紅梅f1雜種木質部低溫放熱與膜透性的關系及木質部與皮部結冰歷程對比
四、不同緯度地域梅花過冷水的換取
在冬季，從種植于廣州、武漢、杭州、青島及北京地域梅花的試驗中察看到：廣東羅岡的黃梅和綠萼梅沒有低溫放熱現象，采自肇慶的果梅也沒有低溫放熱。它們凍害的溫度分辨為-10℃、-10℃和-9℃。采自武漢磨山、浙江杭州和山東青島的果梅均勻低溫放熱起始溫度為-18.6℃。凍害在-20℃左右。廣東的梅花為何在冬季沒有深渡過冷？通過察看鉆研，分解其緣故原因，可能是廣州氣象較溫暖，雖然仍是冬季，但羅岡梅區許多梅花枝條已經萌芽、長葉，少量有花，有的經冬不落葉，由于植物并沒有進入休眠期或已從休眠到達生長期間，梅花的組織生長不足夠還沒有能形成一種過冷機制。由此可見，縱然統一個種或品種，所處的緯度如不同較大，過冷狀態也有不同的換取。
五、梅花低溫放熱與細胞原生質膜透性的關系
從試驗中察看到，梅花木質部的低溫放熱與原生質膜透性有關，從圖3-4中可看到，小綠萼梅的低溫放熱為18.5℃左右，其原生質膜透性在-25℃時急劇增添，-30℃時為較高，與枝條受凍溫度平等。杏×青島粉紅梅的雜種苗在-26℃時發生在低溫放熱，其相對電導值在-35℃時到達較高。一般來說，原生質膜透性的急劇增添總是發生在低溫放熱后。
對于低溫放熱與膜透性的關系，不同的學者有不同的看法。quamme(1973)在鉆研蘋果凍害機制時，將蘋果枝條用氯仿殺逝世，仍察看到過冷現象存在，故以為過冷與原生質膜無關，而與組織有關。由于研碎了的組織沒有深渡過冷現象存在。ashworth(1983)察看到杏和桃的木質部組織過冷水低溫放熱，膜透性急劇增添，并以此作為凍害指標。簡直，低溫放熱后，膜透性急劇增添是事實，是否為因果關系還不明了。但過冷與膜性子的關系卻不容疏忽。由于膜是細胞之間的屏障，是具有選擇性的，縱然是純水同質晶核為其過冷機制，也與膜的性子有關，有關這方面的鉆研還待于今落伍一步深刻地探討。
總而言之，雖然幾年來對梅花的過冷水方面作了一些鉆研，但遠不夠。現在，天下其它國家在此方面也沒有重大突破。今后