Эрч хүчний кодыг эвдэх нь: FTIR спектроскопи нь төмсний үрийн талбайн гүйцэтгэлийн гол урьдчилсан таамаглагч болж гарч ирж байна

Төмс тариалагчид болон үр үйлдвэрлэгчдийн хувьд жигд, эрч хүчтэй ургац авах нь ашигт ажиллагааны гол тулгуур юм. Гэсэн хэдий ч зөвхөн булцууны физик шинж чанарт үндэслэн үрийн талбайн гүйцэтгэлийг урьдчилан таамаглах нь удаан хугацааны турш бэрхшээлтэй байсаар ирсэн. Олон жилийн, олон байршилд хийсэн цогц судалгаа нь одоо чухал ойлголтуудыг өгч, генетикийн хувьд ижил үрийн булцуунаас ургуулсан ургамлын эрч хүч нь системтэйгээр өөр байж болох бөгөөд зарим сортуудын хувьд биохимийн дэвшилтэт шинжилгээгээр урьдчилан таамаглаж болохыг баталж байна.

Франц, Нидерландын туршилтын талбайд гурван жилийн турш (2019-2021) явуулсан судалгаанд зургаан арилжааны сорт (Challenger, Colomba, Фестиен, Innovator, Sagitta, болон Сереста). Төрөл бүрийг өөр өөр гарал үүсэлтэй 30 өөр үрийн талбайгаар төлөөлүүлсэн. Гол олдвор нь энэ юм. Тариалснаас хойш 47 хоногийн дараа дроноор хэмжсэн оройн талбайгаар (DAP) хэмжсэн эрч хүч нь зарим сортуудын туршилтын талбайн хооронд мэдэгдэхүйц хамаарал үзүүлсэн бол зарим сортуудын хувьд хамааралгүй байв.Энэ нь хүрээлэн буй орчноос хамааран генотипийн хүчтэй харилцан үйлчлэл (GxE) байгааг харуулж байгаа бөгөөд эрч хүчний шинж чанаруудын илэрхийлэл нь генетикийн бүтэц болон ургалтын нөхцөл байдлаас хамаарна.

Судалгааны гол зорилго нь үрийн булцууны биохимийн шинж чанар нь хээрийн гүйцэтгэлийн найдвартай үзүүлэлт болж чадах эсэхийг тодорхойлох явдал байв. Хариулт нь нарийн ширийн зүйл юм:

• Урьдчилан таамаглах боломжтой сортууд: Учир нь Фестьен мөн бага хэмжээгээр Sagitta, эрч хүчийг "урьдчилан таамаглах боломжтой" байсан. Биохимийн өгөгдлийг ашиглан өгөгдөлд суурилсан загвар нь дунджаас доогуур, дундаж болон дунджаас дээш эрч хүчний ангиллыг практик нарийвчлалтайгаар ялгаж чаддаг. Энэхүү урьдчилан таамаглах чадварын түвшин нь үрийн талбайг өндөр бүтээмжтэй ангилахад хангалттай юм.
• Урьдчилан таамаглах боломжгүй сортууд: Бусад дөрвөн сортын хувьд (Challenger, Colomba, Innovatorболон Сереста), найдвартай таамаглалын загварыг тогтоож чадаагүй. Талбайн хоорондох эрч хүчний хамаарал нь тууштай бус байсан нь эдгээр генотипийн хувьд хэмжсэн биохимийн бүтцээс гадуурх хүчин зүйлс - магадгүй стохастик биологийн процессууд эсвэл хэмжигдээгүй хүрээлэн буй орчны дохионууд - давамгайлах үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг харуулж байна.

Хамгийн гол нь хувьсах сонголтын алгоритмуудын тусламжтайгаар судалгаагаар тодорхойлсон Фурье-Хөрвүүлэлтийн Хэт улаан туяаны (FTIR) спектроскопи хуурай булцууны дээжийг хамгийн хүчирхэг, үр ашигтай оношлогооны хэрэгсэл болгон ашигласан. FTIR нь хурдан, өндөр хүчин чадалтай химийн хурууны хээг өгдөг тул үйлдвэрлэлийн хэмжээнд хэрэглэхэд тохиромжтой технологи юм. Энэхүү олдвор нь удаан, илүү өртөг өндөртэй аналитик аргуудаас давж гарсан тул ач холбогдолтой юм.

Судалгаагаар мөн томоохон саад тотгорыг онцолж байна: хүрээлэн буй орчны нөлөөлөл. 2021 урьдчилан таамаглах чадвар болон талбайн хамаарлыг эрс бууруулсан сөрөг нөхцөл байдлыг харуулсан, ялангуяа Францад. Энэ нь аливаа урьдчилан таамаглах загвар нь эцэстээ GxE харилцан үйлчлэлийг харгалзан үзэхийн тулд бэлэн байгаа хүрээлэн буй орчны өгөгдлийг оруулах ёстой гэдгийг онцолж байна. Цаашдын зам нь тодорхой генотипүүдэд тохируулсан физиологийн мэдээлэлтэй өсөлтийн загварт биохимийн булцууны өгөгдлийг нэгтгэх явдал юм.

Энэхүү төсөл нь үрийн булцууны биохимийн профайл нь түүний талбайн чадавхийн талаарх үнэ цэнэтэй мэдээллийг агуулдаг гэсэн таамаглалыг амжилттай баталж байна. Гэсэн хэдий ч энэхүү мэдлэгийн хэрэглээ нь сортын онцлог шинж чанартай байдаг. Фестиен гэх мэт тогтвортой сортын хувьд FTIR спектроскопи нь үрийн талбайн чанарыг ангилах, илүү их хөдөлмөр шаардсан соёололтын туршилтыг үр дүнтэйгээр орлуулах хурдан, өргөтгөх боломжтой аргыг санал болгож, нээлт болж байна. Бусад сортуудын хувьд урьдчилан таамаглах эрэл хайгуул үргэлжилж байгаа нь хүрээлэн буй орчны хувьсах чанарыг харгалзан үздэг илүү динамик чадавхийн хэмжүүр, загваруудын хэрэгцээг харуулж байна. Үрийн үйлдвэрлэлийн хувьд шууд үр дагавар нь FTIR ашиглан сортын өвөрмөц чадавхийн гэрчилгээ авах боломжтой бөгөөд энэ нь тариалагчдад илүү мэдээлэлтэй худалдан авалтын шийдвэр гаргах, талбайн гүйцэтгэлийг оновчтой болгох боломжийг олгоно. Үрийн туршилтын ирээдүй нь өндөр хүчин чадалтай биохимийн фенотипийг хүрээлэн буй орчны загварчлалтай хослуулан үнэхээр урьдчилан таамаглах хүчийг өгөх магадлалтай.