Kvantifikace genetické variability multispektrální reflektance v rámci lokálních populací borovice lesní

Bc. Daniel Provazník

Master's thesis

Quantification of genetic variability of multispectral reflectance within local pine populations

Abstract:

Cílem práce bylo získat informace o geneticky podmíněné variabilitě multispektrální reflektance, kvalitativních parametrech a vývoji roubovanců v semenných sadech borovice lesní (Pinus sylvestris). Namísto původně plánované multispektrální reflektance, bylo využito přesnější hyperspektrální reflektance. Ta byla na vzorcích jehlic měřena ve třech semenných sadech reprezentujících tři zájmové lokální populace – Plzeňsko, Třeboňsko a Děčínsko. K demonstrování genetických rozdílů byly v práci vytvořeny dvě případové studie – případová studie porovnání proveniencí v semenném sadu Doubrava a případová studie porovnání dvou klonů v semenném sadu Holičkovna. Mezi zkoumanými semennými sady byly v hyperspektrálních vlastnostech jehlic borovice lesní prokázány statisticky významné rozdíly, které se projevily také v obsahu dusíku a fosforu v jehlicích. Porovnání odlišných populací z jednotlivých semenných sadů však nelze považovat za rigorózní. Nelze přesně a objektivně rozlišit, do jaké míry je odlišnost dána genotypem či faktory prostředí. Byl prokázán statisticky významný rozdíl v rámci spekter odrazivosti jehlic i jejich interpretací vegetačními indexy mezi některými proveniencemi. V interpretaci hyperspektrální reflektance vegetačními indexy se statisticky významně odlišovaly také dva porovnávané klony. Informace o hyperspektrální reflektanci jehlic by mohly být využity při šlechtění rezistentních jedinců v rámci zlevnění a zpřesnění stávajících metod genetické evaluace. V další studii by bylo žádoucí volit pro porovnání semenné sady obsahující stejné genotypy, což by usnadnilo získání informace o geneticky podmíněné variabilitě fyziologických znaků.

Abstract:

The aim of this study was to obtain information about genetically dependent variability of multispectral reflectance, qualitative parameters, and the development of graftings in seed orchards of Scots pine (Pinus sylvestris). Instead of originally planned multispectral reflectance, the more precise hyperspectral reflectance was used in the study. The hyperspectral reflectance of pine needles was measured in three seed orchards, each representing a single local population of interest - Plzeňsko, Třeboňsko and Děčínsko. To demonstrate the genetic differences, two case studies were arranged - a case study for the comparison of provenances in the seed orchard Doubrava and a case study for the comparison of two clones in the seed orchard Holičkovna. Statistically significant differences in spectral properties of Scots pine needles were proven between individual seed orchards. The differences also manifested itself via needle nitrogen and phosphorus content. The comparison of different seed orchards cannot be considered rigorous. The environmental and genotypic factors cannot be accurately and objectively differentiated. A statistically significant difference was proven in the case of the provenance comparison in both spectral reflectance of pine needles and its interpretation by vegetation indices. In the interpretation of hyperspectral reflectance by vegetation indices the two compared clones also appeared to be significantly different. The information about hyperspectral reflectance of tree needles could be used for breeding resistant individuals, making existing methods for genetic evaluation cheaper and more accurate. In following studies, it would be desirable to compare seed orchards containing the same genotypes which would make the process of getting the information of genetically dependent variability of physiological traits easier.

Keywords

borovice lesní, semenné sady, reflektance, chlorofyl

Keywords

Scots pine, seed orchards, reflectance, chlorophyll

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jan Stejskal, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme / field:
Forestry Engineering / Forest Engineering