|
|
Design of analysis and measurement methodology for evaluation of dynamic physiological changes in plants
Rumlerová, Tereza ; Provazník, Valentine (referee) ; Kolář, Radim (advisor)
Tato diplomová práce s názvem „Návrh analýzy a metodiky měření pro hodnocení dynamických fyziologických změn rostlin“ zkoumá vývoj a aplikaci inovativního algoritmu pro frekvenční analýzu oscilačních signálů odpovědi rostlin na dynamicky se měnící světlo s využitím Fourierovy transformace. Algoritmus, speciálně přizpůsobený pro použití v prostředí C# a integrovaný do softwarové sady FluorCam10 od společnosti Photon Systems Instruments (PSI), významně zlepšuje schopnosti zobrazování chlorofylové fluorescence – zásadního ukazatele zdraví rostlin a fotosyntetické efektivity. Výzkum zakládá pevný teoretický základ v fenotypizaci rostlin a zobrazování chlorofylové fluorescence, přezkoumává stávající metodologie a připravuje půdu pro pokročilé prozkoumání dynamiky fotosyntézy. Jádro práce se zabývá technickými detaily aplikace Fourierovy transformace pro dekompozici oscilačních signálů za účelem posouzení fyziologických dopadů environmentálních změn na mechanismy rostlin. To zahrnuje důkladné hodnocení několika knihoven FFT, aby bylo možné identifikovat nejefektivnější a nejpřesnější integraci algoritmu, což zajišťuje optimální výkon při zpracování fyziologických dat rostlin. Praktické aplikace jsou demonstrativně prezentovány integrací algoritmu s softwarem FluorCam10 (FC10), vyvinutým společností PSI. Tato integrace umožňuje detailní analýzu na úrovni pixelů a oblastí zájmu, rozšiřuje funkcionalitu softwaru a umožňuje podrobné zkoumání reakcí rostlin v dynamických environmentálních podmínkách. Kromě toho rozšiřuje funkčnost softwaru FC10 o spolupráci s nástrojem PlantScreen SW, který podporuje vysoce výkonná měření a řízení složitých, víceprotokolových experimentů v plně automatizovaném rámci. Práce rovněž popisuje komplexní metodiku pro standardizaci experimentálních nastavení pro studium odpovědí rostlin na dynamicky se měnící světlo, detailně rozpracovává vývoj protokolů měření a akvizice za účelem zajištění robustního sběru dat, která přesně odrážejí fyziologické změny způsobené definovanými environmentálními proměnnými. Experimentální validace je poskytována prostřednictvím studií na rostlinách Arabidopsis thaliana a rajčat, které demonstrují účinnost algoritmu při detekci významných fyziologických odpovědí na různé frekvence světelné oscilace a přispívají k poznatkům o genetické variabilitě v podmínkách environmentálního stresu. Tato práce posouvá obor dynamických fyziologických studií rostlin integrací akademického výzkumu s praktickými průmyslovými aplikacemi. Klade základ pro budoucí výzkumné spolupráce zaměřené na další prozkoumání a zpřesnění našeho porozumění dynamickým odpovědím rostlin. Tato úsilí mají potenciál významně zvýšit přesnost a použitelnost měření fotosyntézy v reálných podmínkách. Práce zdůrazňuje vznikající obor dynamické fenotypizace s výkonným měřením jako slibnou oblast studia s významnými důsledky jak pro akademický výzkum, tak pro praktické zemědělské aplikace.
|
guest ::
