Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Fouriertransformatie-infraroodspectroscopiemodellen ontrafelen de celwandsamenstelling en voedingskwaliteit in buffelgras

Buffel accessies werden geoogst, de zaadkoppen verwijderd, verdeeld in bovenste en onderste lagen, in de oven gedroogd en elke laag gescheiden in blad- en stengelweefsel. De vier weefsels zijn met kleur aangegeven; onderstam (rood), onderblad inclusief schede (groen), bovenstam (blauw), en bovenblad inclusief schede (oranje). Credit:Grasonderzoek (2024). DOI:10.48130/grares-0023-0029

Een onderzoeksteam ontwikkelde op Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopie gebaseerde Partial Least Squares Regressie (PLSR)-modellen om Cenchrus spp (buffelgras) toetredingen te beoordelen, waarbij significante correlaties werden ontdekt tussen celwandsamenstelling en verteerbaarheidsmetrieken zoals neutrale wasmiddelvezels (NDF) en onverteerbare NDF (iNDF).



De succesvolle toepassing van deze modellen bij het voorspellen van weefselspecifieke kenmerken en de impact van omgevingsomstandigheden over verschillende jaren benadrukt hun potentieel voor het verbeteren van fokstrategieën en landbouwpraktijken. Deze aanpak belooft de efficiëntie van het selecteren en kweken van buffelgras met gewenste agronomische eigenschappen aanzienlijk te verbeteren.

Buffelgrassen (Cenchrus ciliaris, Cenchrus pennisetiformis en Cenchrus setiger) werden in het begin van de twintigste eeuw in Australië geïntroduceerd en worden gewaardeerd vanwege hun veerkracht tegen droogte en zoutgehalte en hun hoge biomassaproductie, waardoor ze uitstekend geschikt zijn voor begrazing en herstel van het milieu.

Hun robuustheid leidt echter ook tot ecologische uitdagingen, omdat ze invasief kunnen worden in niet-agrarische gebieden. Het huidige onderzoek naar buffelgras is grotendeels gericht op het verbeteren van de voerkwaliteit door middel van onderzoeken naar de verteerbaarheid van de pens onder wisselende omgevingsomstandigheden. Traditionele methoden hebben deze onderzoeken beperkt vanwege hun capaciteitsbeperkingen.

Een onderzoek gepubliceerd in Grass Research gebruikt op 17 januari 2024 chemometrische regressiemodellen om een ​​diverse verzameling Cenchrus-toetredingen te analyseren. Het richt zich op het begrijpen van de relaties tussen celwandsamenstelling, verteerbaarheid en plantstructuur om het begrazingsbeheer en de evaluatie van de voerkwaliteit te verbeteren.

Door gebruik te maken van FTIR-spectroscopie naast PLSR, ontwikkelde dit onderzoek modellen om celwandcomponenten in buffelgras te beoordelen, waarbij kruiselings gevalideerde R2-waarden boven 0,80 en een lage RMSE werden bereikt, wat wijst op een robuust voorspellend vermogen. Deze modellen konden met succes weefseltypen en strataniveaus in het gras onderscheiden, waardoor specifieke celwandsamenstellingen werden geïdentificeerd, zoals hogere lignine en koolhydraten in het stengelweefsel vergeleken met bladweefsel.

Er waren opmerkelijke verschillen tussen de oogsten van 2019 en 2021, die de milieueffecten op de biochemie van planten weerspiegelen. Met name waren de NDF- en iNDF-waarden consistent hoger in stamweefsel, vooral in de lagere strata, wat overeenkomt met de verwachte biomassasamenstelling.

De modellen lieten ook aanzienlijke variaties van jaar tot jaar zien, wat erop wijst dat er ecologische en methodologische invloeden zijn op de eigenschappen van planten.

Volgens de hoofdonderzoeker van de studie, Christopher W. Brown, "demonstreerde deze studie met succes een krachtig hulpmiddel dat in staat was om de celwandsamenstelling van buffel in verschillende weefsels en langs het verticale bladerdak vakkundig te karakteriseren, waardoor meer inzicht werd verkregen in de verteerbaarheid." /P>

Deze studie biedt een snelle, efficiënte manier om plantmateriaal te analyseren, waardoor het inzicht in de kwaliteit van het voer wordt vergroot en betere beslissingen over weidebeheer worden ondersteund.

Meer informatie: Christopher W. Brown et al, Toepassing van FTIR-spectrometrie voor de beoordeling van de celwandsamenstelling en voedingskwaliteit van Cenchrus spp-toetredingen, Grassonderzoek (2024). DOI:10.48130/grares-0023-0029

Aangeboden door de Chinese Academie van Wetenschappen