Охлаждение и замерзание
Чувствительные растения повреждаются уже при низкой положительной температуре: изменяются свойства мембран, замедляются ферментативные реакции и рост. При замерзании возникают дополнительные механизмы повреждения. Температурные границы зависят от вида, состояния тканей и предшествующего закаливания, поэтому единой температуры начала холодового стресса для всех растений нет. [1]
Лёд и обезвоживание клеток
Образование льда вне клеток снижает доступность жидкой воды и вызывает её выход из клеток. Это приводит к обезвоживанию и нагрузке на мембраны. Образование льда внутри клеток обычно связано с тяжёлым повреждением. Последствия зависят от скорости охлаждения, продолжительности воздействия и условий последующего оттаивания. [1]
Нарушение обмена и защитные реакции
Холод способен нарушать согласованную работу фотосинтеза и других процессов, усиливая образование активных форм кислорода. В защитных реакциях участвуют антиоксидантные ферменты, изменения липидного состава мембран и накопление совместимых растворённых веществ. Эти реакции уменьшают повреждение, но их выраженность различается между растениями и условиями воздействия. [1][2]
Холодовое закаливание
У способных к закаливанию растений предшествующее действие низкой, ещё не повреждающей температуры повышает последующую морозоустойчивость. В эксперименте с рябчиком императорским, опубликованном в 2020 году, устойчивость к замораживанию изучали вместе с экспрессией генов, осмотическими показателями и антиоксидантной активностью. Такое исследование характеризует конкретный вид и режим опыта. [2]