Metody fenotypizace se zaměřením na odolnost k chorobám a suchu. K. Klem a kol.

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Metody fenotypizace se zaměřením na odolnost k chorobám a suchu. K. Klem a kol."

Šimon Matějka
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 Metody fenotypizce se změřením n odolnost k chorobám suchu K. Klem kol.

2 Podle odhdů FO bude nutné vyprodukovt v roce 2050 o 70 % více potrvin pro uživení populce 9.1 milirdy Změn klimtu omezuje přírůstky výnosů doshovné díky šlechtění novým technologiím

3 Proč je fenotypizce novou výzvou? Pokrok v oblsti Genomiky v posledních desetiletích měl z následek produkci velkého množství informcí. Součsně se tím le vytvořilo slbé místo v jejich využití vývoj nových genotypů není schopen držet krok s tímto obrovským množstvím informcí produkovným kždý den. Fenotypizce umožňuje překonání tohoto slbého míst, protože se jedná o technologie umožňující velmi rychlé posouzení vzthu mezi dty, které jsou výsledkem sekvenování, tedy genotypem, fenotypem včetně možné interkce s prostředím - to by mělo zjišťovt mnohem rychlejší vývoj nových odrůd

4 Genotyp (genetická konstituce) Vliv jiných genů jejich produktů (QTL) Vliv prostředí náhodných událostí v průběhu vývoje Fenotyp (projev fyzikálních biochemických znků)

5 Vícerozměrné sttistické utomtizovná fenotypizční pltform pro výběr metody genotypů pro Genotyp Prostředí se zlepšenou odolností vůči nepříznivým podmínkám vyhodnocení stbility interkce Genotyp x Prostředí Fenotyp Metody fenotypizce rostlin Zobrzovcí fluorescence chlorofylu Termální zobrzování Hyperspektrální zobrzování Fenotypizce kořenů modro-zelená zobrzovcí fluorescence Rmnov zobrzovcí spektroskopie 3 skenování fluorescence chlorofylu o Rsch 7 th dy 10 th dy

6 utomtizovná fenotypizční pltform pro výběr genotypů se zlepšenou odolností vůči nepříznivým podmínkám

7 Vývoj mobilní fenotypizční pltformy - nové senzory

8 IR Termální zobrzování vyhodnocení tolernce k suchu UV- normální srážky UV- sucho o Rsch UV+ normální srážky UV+ sucho 7 th dy 10 th dy

9 Vyhodnocení tolernce k suchu pomocí dynmického IR termálního zobrzování Temperture difference ( K) b bc bcde bcd bc byssinin 1125 e bcde e bcde ontrol rought stress e b re-wtering cde de b cde bc bcde bcd bcd bc bcdef b cdef W30 bcd bcde ontrol rought stress f ef b re-wtering def bcd bcd y y

10 Temperture difference ( K) bcd bcd bcd b cd bcd ojos cd bcd cd bcd re-wtering d bc cd bc ontrol rought stress bcd bcd bcd bc bcdef bc bc Sr def f def cdef bcde re-wtering ef bc b b bc bcde y

35 30 25 ontrol Wter deficit Fit control

11 Nedosttek vody zvyšuje teplotu klsu v době kvetení o Tobk Spike temperture ( ) ontrol Wter deficit Fit control Fit wter deficit ir temperture ( )

Number of pixels E F Npdení pdlím zvyšuje teplotu listů E F 1000 900 Lef

12 Number of pixels E F Npdení pdlím zvyšuje teplotu listů E F Lef temperture histogrms F mx ( mol m -2 s -1 ) R 2 =0.55** = T ,4 26,9 27,4 27,9 28,4 28,9 29,4 29,9 30,4 Lef temperture ( ) Lef temperture ( )

Termální zobrzování 25 P00 P02 24 K 5435 7777 virulent Teplot - listu se zvyšovl v průběhu inkubční doby Průkzný vliv infekce byl pozorován již

virulent Náchylný k oběm izolátům Rezistentní k jednomu izolátu virulent virulent 21 Rezistentní k jednomu izolátu Rezistentní k jednomu izolátu

13 Termální zobrzování 25 P00 P02 24 K virulent Teplot - listu se zvyšovl v průběhu inkubční doby Průkzný vliv infekce byl pozorován již 3 den po infekci Rozlišení genotypů n rezistentní náchylné bylo možné teprve 4-6 den po infekci Lef temperture ( ) P08 P virulent Náchylný k oběm izolátům Rezistentní k jednomu izolátu virulent virulent 21 Rezistentní k jednomu izolátu Rezistentní k jednomu izolátu 25 P22 P Rezistentní k oběm izolátům Rezistentní k jednomu izolátu le vysoký rekční typ y fter inocultion

14 Number of pixels Modro-zelená fluorescence 450 Histogrms of fluorescence intensity E UV excitovná modro-zelená fluorescence Fluorescence intensity

Excitce 365 nm - Emise 530 nm 200 E 150 100

15 Number of pixels Rez plevová (Puccini striiformis) E F Histogrms of blue-green fluorescence Zobrzovcí modro-zelená fluorescence - Excitce 365 nm - Emise 530 nm 200 E Fluorescence intensity

16 2m LE Pnel for sturting flshes Imging mer LE Pnels generting MF nd ctinic light Zobrzovcí fluorescence chlorofylu stres such využití zobrzovcí fluorescence chlorofylu umožňuje rozlišeni rozdílů mezi genotypy tolerntními citlivými k suchu již 7 dní od zčátku such 7 th dy ontrol ontrol Te 24 Rsch o n ol Nd rought rought Te 24 Rsch o n ol Nd 9 th dy 11 th dy 18 th dy

ynmické vyhodnocení chlorofylové fluorescence v utomtizovné fenotypizční pltformě byssinin 1125 W30 (rel. units) PSII 0.6 0.4 0.2 0.

17 ynmické vyhodnocení chlorofylové fluorescence v utomtizovné fenotypizční pltformě byssinin 1125 W30 (rel. units) PSII c c c c c bc c bc ontrol rought stress c c c b b b re-wtering c d d d d d d d d d d bc ontrol rought stress b d re-wtering d d d y y

18 ojos Sr 0.6 b b b b b b b b c c c bc c c c bc (rel. units) PSII b b b b re-wtering bc bc bc bc b ontrol rought stress bc re-wtering bc y

19 FLuorescence intensity (rel. inits) E F etekce pdlí pomocí zobrzovcí fluorescence F 0 800,00 hlorophyll fluorescence kinetics F P 700,00 600,00 500,00 400,00 F V/ F M 300,00 200,00 F 100,00 0, Time (µs) NPQ

20 etekce infekce listů vinné révy Plsmopr viticol pomocí zobrzovcí fluorescence chlorofylu Visul symptoms 4 5 dpi F V /F M nd F II mximum nd effective quntum yield of PSII

21 2m LE Pnel for Zobrzovcí fluorescence chlorofylu vyhodnocení tolernce k nízkým teplotám sturting flshes Imging mer LE Pnels generting MF nd ctinic light

22 1 - Untreted Využití zobrzovcí fluorescence chlorofylu pro vyhodnocení plikční techniky (typ trysky, objem postřikové kpliny) nebo djuvntů 3 flt fn nozzles, single cp, 150 l.h-1 Již několik hodin po plikci je možné vyhodnocení plošné distribuce postřiku, rychlosti příjmu, účinku smáčedel, dávky postřikové kpliny pod. 6 IK nozzles, single cp, 150 l.h-1 10 flt fn nozzles, twin cp, 150 l.h-1 + Silwet 13 IK nozzles, twin cp, 150 l.h-1 + Silwet

23 Spektrální odrzivost - detekce npdení pdlím trvním list bez npdení list npdený pdlím trvním Reflektnce (r.u.) Npdení pdlím trvním (%) Vlnová délk (nm) R 2 =0.87** R 2 =0.89** NM ZM

Spektrální odrzivost vegetční index ZM (jednoduchý poměr R750/R710) 6. den po infekci 1.75 Náchylný k oběm izolátům Rezistentní k jednomu izolátu Rezistentní k oběm izolátům 1.

24 Spektrální odrzivost vegetční index ZM (jednoduchý poměr R750/R710) 6. den po infekci 1.75 Náchylný k oběm izolátům Rezistentní k jednomu izolátu Rezistentní k oběm izolátům 1.70 control ZM mx ( mol m -2 s -1 ) R 2 =0.55** = ZM 1.40 P00 P02 P08 P20 P22 P Vegettion index ZM

25 Metody fenotypizce rchitektury kořenového systému odolnost k suchu, zlepšený příjem živin

26 3 skenovcí systém Kombinuje vyhodnocení fyziologické morfologické odezvy npř. n sucho Morfologie rostliny listová ploch, úhel sklonu listu td. Fluorescence chlorofylu fyziologická rekce rostliny

Perspektivy dálkového průzkumu kombince metod

8 Grin protein content (%) 18 16 14 12 N0 N0 W

8 NRERI Reflectnce (r.u.) 0.6 0.4 0.2 0.

(mol H 2 O m -2 s -1 ) 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.

0 WSI N0 N0 W N140 N140 W Fit ll Výnos zrn

27 Perspektivy dálkového průzkumu kombince metod Spektrální odrzivost Termální zobrzování 0.8 Grin protein content (%) N0 N0 W 10 N140 N140 W 8 fit fit W NRERI Reflectnce (r.u.) Wvelength (nm) Gs mx (mol H 2 O m -2 s -1 ) WSI N0 N0 W N140 N140 W Fit ll Výnos zrn Obsh bílkovin Struktur porostu Fyziologie Výživ dusíkem ostupnost vody usík Vod

Perspektivy dálkového průzkumu - dynmik Lukvec - winter whet O24 O23 O26 O25 O22 O21 O14 O13 O16 O15 O12 O11 Pšenice ozimá 0.8 0.35 O16 O15 O12 O11 O14 O13 O22 O21 O24 O23 O26 O25 NVI (FS) 0.6 0.4 0.

28 Perspektivy dálkového průzkumu - dynmik Lukvec - winter whet O24 O23 O26 O25 O22 O21 O14 O13 O16 O15 O12 O11 Pšenice ozimá O16 O15 O12 O11 O14 O13 O22 O21 O24 O23 O26 O25 NVI (FS) NRERI (S2 6) O22 O21 O12 O11 O24 O23 O14 O13 O26 O25 O16 O15 O16 O15 O26 O25 O12 O11 O22 O21 O14 O13 O24 O OY NRERI slope (between OY ) O24 O O26 O25 O22 O21 O14 O13 O16 O15 O12 O11 Řepk ozimá N uptke by boveground biomss (kg N h -1 ) 400 R 2 =0.81** R 2 =0.92** LI mx (m 2 m -2 ) R 2 =0.93** 8 R 2 =0.78** R 2 =0.93** R 2 =0.72* Grin yield (t h -1 ) 6 Grin protein content (%) R 2 =0.81** R 2 =0.82** N uptke by grin (kg h -1 ) R 2 =0.97** R 2 =0.93** O16 O15 O22 O21 O12 O11 O12 O11 O24 O23 O14 O13 O14 O13 O26 O25 O16 O15 O22 O21 O16 O15 O26 O25 O24 O23 O12 O11 O22 O21 O26 O25 O14 O13 O24 O NRERI U (between OY )

30 ěkuji z pozornost!

Podobné dokumenty

nový postřikový fungicid se zcela unikátním mechanismem účinku a bezkonkurenčně dlouhodobým účinkem na ochranu pšenice a ječmene proti padlí travnímu

Talius nový postřikový fungicid se zcela unikátním mechanismem účinku a bezkonkurenčně dlouhodobým účinkem na ochranu pšenice a ječmene proti padlí travnímu 1 Přednosti použití dlouhodobá účinnost na padlí