L’OR3 impiega tecnologie di fenotipizzazione ad elevata efficienza (High Throughput Phenotyping: HTP) mediante imaging delle piante, al fine di superare i limiti del telerilevamento imaging in grado di rilevare stress generici utilizzando indici vegetazionali (es NDVI). L’attività vuole produrre librerie di fenotipi “digitali” su linee di frumento e pomodoro sottoposte a stress, nonché costruire legami inferenziali tra variabili misurate con diverse tecnologie e fenotipi digitali.
PRINCIPALI ATTIVITÀ
Esperimenti di stress biotico e abiotico in piattaforma HTP
Saranno individuati e preparati i materiali dei genotipi/linee/varietà di pomodoro e frumento, utili a rappresentare una buona variabilità genetica ed a massimizzare la risposta agli stress biotici ed abiotici da impiegare. Saranno valutati almeno 20 genotipi per ciascuna specie, con almeno sei repliche biologiche, e l’applicazione di almeno 8 tipologie/livelli di stress. Immagini multi sorgente RGB, NIR, ed UV verranno acquisite nelle diverse fasi dello sviluppo della pianta. Per rilevare e definire le condizioni disfunzionali della pianta saranno anche monitorati marker biochimico-molecolari della risposta a stress abiotici e biotici. Per l’approfondimento sui tratti fenotipici di dettaglio, non individuabili attraverso la sensoristica delle piattaforme HTP, ci si avvarrà del Laboratorio di Microtomografia a raggi X.
Analisi quantitative e qualitative delle produzioni
Questa attività ha l’obiettivo di valutare lo stato fisiologico della pianta nelle varie condizioni controllo e di stress (a)biotico alla fine del ciclo colturale, mediante analisi distruttive per la determinazione ad esempio del peso secco, della biomassa epigea e il contenuto totale in N ed altri composti sulla granella, nel caso del frumento. I dati qualitativi saranno inoltre correlati con i dati di trascrittomica e fenotipici. Inoltre si prevede la valutazione di parametri indicativi dello stato fisiologico della pianta quali dimensione del fusto, dimensione, morfologia, colore, efficienza fotosintetica delle foglie bandiera e analisi dell’apparato radicale.
Sviluppo di metodologie di inferenza su fenotipi digitali
Questa attività intende impiegare un approccio inferenziale al fine di sviluppare modelli in grado di legare tre sorgenti informative: i) variabili fenotipiche restituite dalle prove HTP tramite tecniche imaging, ii) variabili misurate con tecniche state-of-art in grado di classificare e quantificare livelli di stress e produzioni, iii) variabili fenotipiche rilevate dalle tecnologie di telerilevamento che verranno poi impiegate nelle implementazioni pilota. A questo scopo i sensori multispettrali ed iperspettrali installati su piattaforme UGV ed UAV verranno affiancati ai sensori della piattaforma HTP e su questa validati e confrontati con i sensori propri della piattaforma. Questa attività ha lo scopo di creare modelli inferenziali da validare in fase di pieno campo negli esperimenti di Field Phenotyping previsti in OR4.
