Abiotski stresovi kao što su toplota i mraz ozbiljno ograničavaju rast biljaka, posebno utičući na zimske useve kao što je pšenica kroz starenje i smanjenje površine listova. Savremene metode fenotipizacije, posebno visokopropusna terenska fenotipizacija (HTFP), napravile su značajan napredak u praćenju i analizi ovih efekata.
Trenutna istraživanja se fokusiraju na korišćenje detaljnih slika visoke rezolucije za kvantifikaciju osobina rasta i procenu štete od stresa kao što je mraz. Međutim, ostaju izazovi u preciznom modeliranju oštećenja od mraza i razumevanju otpornosti specifične za genotip. Izazov je poboljšati tačnost otkrivanja i kvantifikacije odgovora useva na abiotičke stresove, posebno mraz, kako bi se poboljšala otpornost i prinos u različitim klimatskim uslovima.
U oktobru 2023. godine, Plant Phenomics objavila je istraživački članak pod naslovom „Indeks oštećenja od mraza: Antipod rastućih dana stepena“.
Ovo istraživanje je kvantifikovalo smanjenje rasta biljaka izazvano mrazom praćenjem promena u pokrivaču krošnje trideset šest genotipova ozime pšenice tokom nekoliko godina koristeći vremensko rešene slike polja visoke rezolucije. Novi koncept, Indeks oštećenja od mraza (Frost Damage Indek, FDI), razvijen je da kumulativno sumira događaje mraza, slično rastućim danima stepena.
Osetljivost genotipova na SDI je u korelaciji sa tradicionalnim vizuelnim ocenama koje se koriste za procenu zimske otpornosti, što ukazuje na njihovu potencijalnu prilagodljivost drugim stresovima kao što su suša ili toplota. Studija je trajala tri godine, svaka sa različitim temperaturnim režimima i hladnim periodima.
Fokus je bio na prvih 150 dana nakon setve, što predstavlja zimu, a svake godine su primećeni različiti obrasci gubitka pokrivača krošnje (ΔCC) i dinamika temperature. Pronađena je umerena do jaka korelacija između ΔCC i ručnih ocena mraza nakon hladnih perioda, što ukazuje na efikasnost SDI u hvatanju osetljivosti na mraz specifičnu za genotip.
Proces istraživanja je uključivao optimizaciju različitih parametara, uključujući vreme kašnjenja od tri dana između hladnoće i vidljivih oštećenja, faktor izravnavanja podataka o temperaturi i osnovnu temperaturu (Tbase) od -9°C ispod koje dolazi do vidljivih oštećenja od mraza. Faktor(i) osetljivosti specifični za genotip je takođe izračunat i značajno je poboljšao tačnost predviđanja ΔCC kada se koristi.
Studija je potvrdila da je uključivanje faze kašnjenja i izglađivanje temperaturnih krivulja značajno poboljšalo tačnost predviđanja. Takođe je istakla genotip-specifičnu prirodu osetljivosti na oštećenja od mraza, što zahteva prilagođavanje parametara kao što je faktor osetljivosti za svaki genotip.
Sve u svemu, rezultati su istakli potencijal SDI u poboljšanju predviđanja performansi biljaka pod stresom od mraza, sugerišući njegovu upotrebu u oplemenjivanju genotipova otpornih na mraz i poboljšanje modela useva uključivanjem efekata oštećenja.
Ova studija predstavlja metodološki napredak u razumevanju i predviđanju interakcija genotip-po-sredine, posebno u vezi sa oštećenjem od mraza, korišćenjem visokopropusnih metoda fenotipizacije na terenu.
