Nemaplot Hyperspektraldaten Analyse und PopulationsmodelleEvaluation reinvented

 

Fortsetzung des zweifaktoriellen Rebenversuchs

Der Versuch wurde mit den gleichen Sorte (3 Stufen: Rebensorten Müller-Thurgau (MT), Regent (RE), Solaris (SO) 1) und dem Faktor Krankheit (Stufen: Gesund/Infiziert mit Falschem Mehltau, Plasmopara viticola) im folgenden Jahr jeweils im Frühjahr und im Herbst mit einer größeren Anzahl von Pflanzen wiederholt. Auch hier wurden die Pflanzen zu Versuchsbeginn künstlich inokuliert, wobei alle Maßstäbe einer guten Praxis berücksichtigt wurden. Im direkten Vergleich wurden hier sowohl die Inkubationstechnik verändert als auch die Inokulumsdichte verringert. Für jeweils 10 -12 Tage angesetzt, wurden wiederum täglich die Messungen wiederholt2. Interessanterweise verliefen die Versuche vollständig verschieden im Vergleich zum ersten Versuch.

Kontrolle im Frühjahr des Versuches
Abb. 1: Sortenspektren der Kontrollen nach 12 Tagen im Frühjahr
Hyperspektrale Reflexion infizierter Rebensorten
Abb. 2: Sortenspektren der befallenen Pflanzen nach 12 Tagen im Frühjahr
Effekt von Pathogen, Sorte und Wechselwirkung
Abb. 3: Score Verteilung nach 12 Tagen im Frühjahr


Mittlere kanonische Distanzen für mögliche Mittelwertvergleiche
Kombination a,
alle Faktorstufen
 Distanz Kombination b,
Pathogenität des Inokulums
 Distanz Kombination c,
genetischer Unterschied
Distanz
MT x Falscher Mehltau 1.23 MT 2.65 MT vs. RE, Kontrolle 2.08
RE x Falscher Mehltau 1.47 RE 2.43 MT vs. SO, Kontrolle 1.79
SO x Falscher Mehltau 0.64 SO 1.87 RE vs. SO, Kontrolle 2.26
        MT vs. RE, m. Pathogen 3.69
        MT vs. SO, m. Pathogen 2.51
        RE vs. SO, m. Pathogen 3.86



Infektionsverlauf von P
Abb. 4: Infektionsentwicklung der drei Sorten im hyperspektralen Signal im Frühjahr

Zusammenfassung des 2. Versuches

vine variety Regent
Abb. 5: Anthocyanbildung der Sorte Regent als Abwehrmaßnahme

Auch wenn die Hyperspektralanalyse im statistischen Sinne zu Unterschieden führt, so sind die Unterschiede eher bedingt durch ein atypisches Verhalten der Sorte Regent. An allen Blätter war eine massive Anthocyanbildung zu beobachten, auch in der unbehandelten Kontrolle. Die Ausreißer sind auch anhand der großen Streuung der hyperspektralen Signaturen von Regent zu erkennen (grüne Flächen der Signaturen). Eine ähnliche schiefe Streuung ist für MT und die P. viticola Infektion zu beobachten. Fasst man die Daten anhand ihrer Scores und kanonischen Distanzen zusammen, so zeigt sich, dass die Sorte Regent insgesamt aus dem Rahmen fällt. Die relativen Unterschiede zwischen MT und SO sind vorhanden, aber es gibt keinen oder nur einen schwachen Einfluss des Falschen Mehltaus. Dies zeigt sich auch in den Distanzwerten. Sie sind an der unteren Grenze eines Einflusses. Die Pathogenität des eingesetzten Inokulums ist um den Faktor 3 bis 4 niedriger als im ersten Versuch. Tatsächlich sind die typischen Symptome für die drei Sorten mehr oder weniger ausgeblieben, entsprechend schwach sind die aus den hyperspektralen Signaturen abgeleiteten statistischen Parameter. Anhand der kanonischen Distanzen lässt sich diesmal kein Wachstumsverhalten des Pathogen nachbilden.


Sortenversuch, der 3.

Nachdem das Inokulum trotz sorgfältiger Aufbereitung und Inkubation nicht zum gewünschten Befall geführt hat, wurde der Versuch unter den schon vorgestellten Versuchsbedingung erneut wiederholt.

Control in autumn
Fig. 6: Sortenspektren der gesunden Kontrollen nach 12 Tagen im Herbst
Reflectance of vine cultivars with P. viticola
Fig. 7: Sortenspektren der befallenen Pflanzen nach 12 Tagen im Herbst
Effect of pathogen, variety and interaction
Fig. 8: Score Verteilung nach 12 Tagen im Herbst


Mittlere kanonische Distanzen für mögliche Mittelwertvergleiche
Kombination a,
alle Faktorstufen
Distanz Kombination b,
Pathogenität des Inokulums
Distanz Kombination c,
genetischer Unterschied
Distanz
MT x Falscher Mehltau 4.3 MT 4.7 MT vs. RE, Kontrolle 1.31
RE x Falscher Mehltau 2.5 RE 3.4 MT vs. SO, Kontrolle 3.66
SO x Falscher Mehltau 1.5 SO 2.6 RE-SO, Kontrolle 2.78
        MT vs. RE, m. Pathogen 2.71
        MT vs. SO, m. Pathogen 2.93
        RE vs. SO, m. Pathogen 2.86

Disease progress curve
Abb. 9: Infektionsentwicklung der drei Sorten im hyperspektralen Signal im Herbst

Ergebnisse

Auch in der 3. Wiederholung des Versuches zeigen die verwendeten Sorten der unbehandelten Variante einen deutlichen Unterschied in ihren Spektren, die Blätter der infizierten Sorten unterscheiden sich, aber nicht so stark wie im ersten Versuch. Um das Ergebnis in seiner Relation zu den vorherigen Versuchen zu interpretieren, werden wiederum die Scoreverteilungen und kanonische Distanzen herangezogen. Sorte Solaris ist weiterhin phänologisch deutlich anders als MT oder RE, ist auf der kanonischen Distanzfläche daher auch gut von den anderen Sorten unterscheidbar. Die Sortenunterschiede werden durch den Befall verstärkt, der Befall verschiebt die Scores für alle drei Sorten nach links, die Pathogenität des Inokulums ist deutlich höher als im 2. Versuch, für SO und RE mit Distanzen von 3 zwar signifikant, aber im unteren Distanzbereich. Für MT zeigen sich deutliche Unterschiede im Distanzwertebereich von 4 bis 5. P. viticola hat hier bei einzelnen Blättern zu massiven Symptomen geführt, aber einige der inokulierten Blätter haben keine oder nur leichte Symptome gezeigt. Das Ergebnis zeigt sich auch in der Varianz für MT auf der Diskriminanzfläche. Die Scores auf der linken Seite präsentieren die befallenen Blätter, näher am Zentrum sind die MT Blattmessungen ohne Befall. Bei der Interpretation anhand der Distanzdaten der Sorten RE und SO wird in diesem Versuch bei gegebener Pathogenität die Resistenz nicht gebrochen. In beiden Versuchen hat sich der Versuch die Dynamik von P. viticola anhand der Distanzen abzubilden, als unzureichend erwiesen.


1  Sorten wurden durch das JKI Geilweiler Hof zur Verfügung gestellt.
2 In Zusammenarbeit mit Privat-Dozent Dr. E.C. Oerke, INRES, Institut für Pflanzenkrankheiten, Universität Bonn.


Zurück zur zweifaktoriellen ANOVA Zurück zur zweifaktoriellen ANOVA




Locations of visitors to this page
Akzeptieren

Nemaplot verwendet Cookies. Durch die Nutzung dieser Webseite erklären Sie sich damit einverstanden, dass Cookies gesetzt werden. Mehr erfahren