AgriSafe tanulmányút School of Agriculture, Policy and Development, University of Reading

AgriSafe tanulmányút 2010. 09. 15 – 2011. 01. 15. School of Agriculture, Policy and Development, University of Reading

2011. június 2. Karsai Ildikó

School of Agriculture, Policy and Development, University of Reading •

Department of Agriculture, Crop Science Unit (Dr. Mike Gooding, Dr Hannah Jones) – – – –

•

Plant Environmental Laboratory Crop Research Unit Seed Science Laboratory Crop Protection Research Unit

Kutatási területek: – – –

Hőstressz hatása a búza virágzására és a termésképzésére Búza törpésítő gének egyedfejlődést befolyásoló hatása Genotípus, éghajlati tényezők és az agrotechnika hatása a kalászos gabonafélék termésképzésére


Elvégzett feladatok

• Hőstressz hatása a csírázásra, és a csíranövény fejlődésére • Egyedfejlődési fázisok meghatározása kalászos gabonafélékben – módszer fejlesztés • Egyéb tudományos tevékenység 2011. június 2. Karsai Ildikó

Hőstressz hatása a csírázásra, és a csíranövény fejlődésére • Virágzás és szemtelítődés során fellépő hőstressz okozta negatív változások típusa és mértéke jelentősen függ a fejlődési stádiumtól • Mag forrás: hőstressz kezelt tavaszi búzafajta növényeinek szemterméséből – – – – – – –

T0: kontroll növény T1: 35oC-os hőstressz a virágzást követő 1 – 7 nap között T2: 35oC-os hőstressz a virágzást követő 8 – 14 nap között T3: 35oC-os hőstressz a virágzást követő 15 – 21 nap között T4: 35oC-os hőstressz a virágzást követő 22 – 28 nap között T5: 35oC-os hőstressz a virágzást követő 29 – 35 nap között T6: 35oC-os hőstressz a virágzást követő 36 – 42 nap között

• Csíráztatás és kezdeti fejlődés:

– kontroll (15 oC) és magas (30 oC) hőmérsékleten

• Mért paraméterek – Levélszám változás, gyökér hossz; hajtás és gyökér friss és száraztömeg


Hőstressz hatása a csírázásra, és a csíranövény fejlődésére Vízkultúra


Hőstressz hatása a csírázásra, és a csíranövény fejlődésére Hőstressz hatása a kontroll %-ban

Szign

Levélszám 10 napos növény

155,6

***


118,8

***


96,0

ns


103,2

ns

Gyökérhossz 22 napos növény

52,6

***

Hajtás frisstömeg

49,3

***

Gyökér frisstömeg

69,4

***

Hajtás száraztömeg

81,8

*

Gyökér száraztömeg

100,0

ns

Tulajdonság

Seed source

90 80

Temperature Interaction

70 60 50 40 30 20

.29

.28 20

10

.1 1

.27 20

10

.1 1

.26 20

10

.1 1

.25 20

10

.1 1

.24

10

.1 1

.23

.1 1

10

20

20

.22 20

10

.1 1

.21 20

10

.1 1

.20 20

10

.1 1

.19 20

10

.1 1

.18

10

.1 1

.17

.1 1

10

20

20

.16 20

10

.1 1

.15 20

10

.1 1

.14 20

10

.1 1

.13 20

10

.1 1

.12

.1 1

10

.1 1

10

20

20

10

.1 1

.11

10 0

20

Variance component (SS%)

100


Hőstressz hatása a csírázásra, és a csíranövény fejlődésére 115

b) 140

110

120

105 100

15oC 30oC

95 90

% of the control (T0)


a)

60

20

80 T1

T2 T3 T4 T5 leaf number after 22 days of development

T1

T6

140

d) 130

130

120

120

110

110 100

o 15 C o 30 C

90 80 70



o 15 C o 30 C

80

40

85

c)

100

T2 T3 T4 T5 root length after 22 days of development

T6

100 o 15 C 30oC

90 80 70 60

60

50

50

40 30

40 T1

T2

T3

T4

leaf crown dry weight

T5

T6

T1

T2

T3

T4 root dry weight

T5


T6

Hőstressz hatása a csírázásra, és a csíranövény fejlődésére Következtetések • •

•

•

Szemfejlődés során alkalmazott hőstressz károsító hatást gyakorol a stressznek kitett szemekből fejlődő csíranövények növekedési erélyére Legérzékenyebb a virágzást követő 8 – 14 nap közötti szemtelítődési szakasz

Egyes hősztressz kezelésből származó magtételek csíranövény kori növekedési erélye szignifikánsan nagyobb volt a kontrollnál, amikor csíranövény korban magas hőmérsékleten fejlődtek. Különöses jellemző volt ez a virágzást követő 15 – 21 és 22 – 35 napos hőstressz kezelésekből származó magtételekre.


Egyedfejlődési fázisok meghatározása kalászos gabonafélékben Módszer fejlesztés • •

• •

Fenológiai fázisok kezdete és hossza az adaptáció és a termésképzés meghatározó komponensei Kiemelt fontosságú fázisok: csúcs merisztéma vegetatív – generatív átmenete, kalászkezdemény kialakulása, első szárcsomó megjelenése, intenzív szárnövekedés, kalászolás, virágzás, érés Kezdeti fázisok vizsgálatai destruktív módszerekkel Módszer fejlesztéssel célunk: egyes fenológiai fázisok meghatározása nagyszámú növényegyed fejlődésének folyamatos nyomon követésével


Egyedfejlődési fázisok meghatározása kalászos gabonafélékben Módszer fejlesztés Növény felvételezések • • •

3 – 4 napos rendszerességgel: főhajtás levélszáma, magassága, mellékhajtások száma Kiemelt fázisok meghatározása: szárcsomó megjelenés (DEV31), kalász hasban (DEV49), kikalászolás (DEV59) Érett növények aratása: növénymagasság és a termés komponenseinek feldolgozása

Adatmátrix értelmezése •

Fejlődési paraméterek, fenológiai fázisok meghatározása


Egyedfejlődési fázisok meghatározása kalászos gabonafélékben Növénymagasság változása az idő függvényében 60

Növénymagasság (cm)

50 40 30 20

Morex Dicktoo

10

Kompolti korai 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

napok




60

yini = 0,41x - 0,51

ymax = 2,36x - 117,34

R2 = 0,988

R2 = 0,989 yend = 0,142x + 45,80

50

R2 = 0,993

40 30 20 10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

kísérlet kezdetétől eltelt napok száma




60

yini = 0,41x - 0,51

ymax = 2,36x - 117,34

R2 = 0,988

R2 = 0,989 yend = 0,142x + 45,80

50

Intenzív szárnövekedés

2

R = 0,993

40

kezdete

30

vége

20 10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

kísérlet kezdetétől eltelt napok száma

Megállapítható fejlődési fázisok és növekedési paraméterek - intenzív szárnövekedés kezdete (DEV30); intenzív szárnövekedés vége (DEV_SEend), végső növénymagasság elérése (DEV_PHfinal) - szárnövekedési ráták, intenzív szárnövekedés hossza, növénymagasság szárcsomó megjelenésekor, növénymagasság kalász hasban fázisánál, végső növénymagasság


Egyedfejlődési fázisok meghatározása kalászos gabonafélékben Levélszám változása az idő függvényében 14

yKomp korai = 0,17x + 1,50

yMorex = 0,21x + 0,84 12

2

2

R = 0,990

R = 0,994

Levélszám

10 8 6 Morex 4

Kompolti kor.

2 0 0

10

20

30

40 napok

50

60

70

80

Megállapítható fejlődési fázisok és növekedési paraméterek - zászlóslevél megjelenése (DEV37); zászlóslevél teljes kifejlődése (DEV39) - kilevelesedési ráta, fillokron, levélszám és arány a szárcsomó megjelenésekor, valamint az intenzív szárnövekedés során, végső levélszám


Egyedfejlődési fázisok meghatározása kalászos gabonafélékben Mellékhajtás szám változása az idő függvényében 20 18

yMorex = 0,18x - 1,48

16 Mellékhajtás szám

yKompolti = 0,48x - 5,16

2

2 R = 0,989

R = 0,985

14 Morex

12

Kompolti

10 8 6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

napok

Megállapítható fejlődési fázisok és növekedési paraméterek - bokrosodás kezdete (DEV21); bokrosodás vége (DEV29) - bokrosodási ráta, bokrosodás hossza, mellékhajtások száma szárcsomó megjelenésekor és kalász hasban fázisánál, produktív mellékhajtások száma és aránya a teljes mellékhajtásokhoz viszonyítva


Egyedfejlődési fázisok meghatározása kalászos gabonafélékben 1,0

MSeedwAveseedno MSeedno

bphmax

0,5 bflapp

LastInt DEV21 yield

PHfin PHdev49

AveInt bphint

bphini

0,0

LFdev31%

Eardens Sseedno

AveTKW STKW

LSE Sseedw

Factor 2 : 13,86%

MTKW

DEV37 DEVPHm DEV30 DEV49 DEV39 DEVSEe DEV29 LTILL TLdev31

TLmax btill TLdev49

MFertil

RT(%)

-0,5

PHdev31 LFdev31 LEVmax DEV31 Node

Earlength

Spikno

RT

-1,0 -1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

Factor 1 : 37,63%


Egyedfejlődési fázisok meghatározása kalászos gabonafélékben MSeedw MSeedno Aveseedno

1,0

bphmax

0,5

LastInt

bflapp

PHfin PHdev49

yield AveInt DPHSE

0,0

D2131

bphini AveTKW STKW

D4939 bphint

D3730

Factor 2 : 14,61%

MFertil RT(%)

LFdev31 LEVmax

DEV31

Eardens

D3031 DSE49

MTKW

-0,5

PHdev31 LFdev31% Node

Sseedw

D3937

Earlength

Sseedno LSE

LTILL

TLdev31

TLdev49TL max btill

Spikno

RT

-1,0 -1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

Factor 1 : 28,59%


Egyedfejlődési fázisok meghatározása kalászos gabonafélékben Alkalmazási lehetőségek Fajták egyedfejlődési mintázatának összehasonlítása

Kompolti kor.

DEV31 DEV30 DEV37

Dicktoo

DEV39 DEV49 DEV_SEend DEV_PHfinal

Morex

0

200

400

600

800

1000

1200

Növekedési hőösszeg (napi átlagos °C x nap)


Egyedfejlődési fázisok meghatározása kalászos gabonafélékben Alkalmazási lehetőségek

Kompolti

Különböző kezelések által kiváltott egyedfejlődési mintázatok összehasonlítása 13C 18C 23C

Dicktoo

DEV31 DEV30

13C

DEV37

18C

DEV39 DEV49

23C

DEV_SEend

Morex

DEV_PHfinal 13C 18C 23C 0

200

400

600 800 Hőösszeg (napi átlagos °C x nap)

1000

1200


1400

Egyéb tudományos tevékenység

•

Szakmai látogatás a John Innes Centre-ben, Norwich

•

FP7-es EU pályázat készítésében részvétel „ADAPTAWHEAT”: Genetics and physiology of wheat development to flowering: tools to breed for improved adaptation and yield potential

•

Tudományos cikk készítése: Karsai et al: Assessment of the spatial genotypic and phenotypic diversity present in the various winter wheat breeding programmes of Southeast Europe. Euphytica (bírálat alatt)


Köszönöm a lehetőséget! 2011. június 2. Karsai Ildikó

Köszönöm a figyelmet!


AgriSafe tanulmányút School of Agriculture, Policy and Development, University of Reading

Recommend Documents