Fourier transform infrarød spektroskopi modeller optrævler cellevægs sammensætning og ernæringsmæssig kvalitet i buffelgræs

Et forskerhold udviklede Fourier transform infrarød (FTIR) spektroskopi-baserede partiel mindste kvadraters regression (PLSR) modeller for at vurdere Cenchrus spp (buffel grass) accessions, og opdagede signifikante korrelationer mellem cellevægs sammensætning og fordøjelighedsmålinger som neutral detergent fiber (NDF) og ufordøjelig NDF (iNDF).

Den vellykkede anvendelse af disse modeller til at forudsige vævsspecifikke egenskaber og virkningen af ​​miljøforhold over forskellige år fremhæver deres potentiale for at forbedre avlsstrategier og landbrugspraksis. Denne tilgang lover væsentligt at forbedre effektiviteten af ​​udvælgelse og avl af buffelgræs med ønskværdige agronomiske egenskaber.

Buffelgræsser (Cenchrus ciliaris, Cenchrus pennisetiformis og Cenchrus setiger) blev introduceret til Australien i begyndelsen af ​​det tyvende århundrede og er værdsat for deres modstandsdygtighed over for tørke og saltholdighed og høj biomasseproduktion, hvilket gør dem fremragende til græsning og miljørehabilitering.

Deres robusthed fører dog også til økologiske udfordringer, da de kan blive invasive i ikke-landbrugsområder. Nuværende forskning om buffelgræs er i høj grad rettet mod at forbedre foderkvaliteten gennem undersøgelser af vomfordøjelighed under varierende miljøforhold. Traditionelle metoder har begrænset disse undersøgelser på grund af deres kapacitetsbegrænsninger.

En undersøgelse offentliggjort i Grass Research den 17. januar 2024, bruger kemometriske regressionsmodeller til at analysere en mangfoldig samling af Cenchrus-accessioner. Den fokuserer på at forstå sammenhængen mellem cellevægssammensætning, fordøjelighed og plantestruktur for at forbedre græsningsstyring og foderkvalitetsevaluering.

Ved at bruge FTIR-spektroskopi sammen med PLSR udviklede denne forskning modeller til at vurdere cellevægskomponenter i buffelgræs, hvilket opnåede krydsvaliderede R2-værdier over 0,80 og lav RMSE, hvilket indikerer robust forudsigelsesevne. Disse modeller skelnede med succes vævstyper og lagniveauer i græsset og identificerede specifikke cellevægssammensætninger såsom højere lignin og kulhydrater i stængelvævet sammenlignet med bladvæv.

Forskellene var bemærkelsesværdige mellem høsten i 2019 og 2021, hvilket afspejlede miljøpåvirkninger på plantebiokemi. Det er bemærkelsesværdigt, at NDF- og iNDF-værdier var konsekvent højere i stamvæv, især i de lavere lag, hvilket passede med den forventede biomassesammensætning.

Modellerne viste også betydelige variationer fra år til år, hvilket tyder på miljømæssige og metodiske påvirkninger på planteegenskaber.

Ifølge undersøgelsens ledende forsker, Christopher W. Brown, "Denne undersøgelse har med succes demonstreret et kraftfuldt værktøj, der har været i stand til dygtigt at karakterisere cellevægssammensætningen af ​​buffel i forskellige væv og langs dens lodrette baldakin, hvilket giver større indsigt i fordøjelighed."

Denne undersøgelse giver en hurtig og effektiv måde at analysere plantemateriale på, hvilket øger forståelsen af ​​foderkvalitet og understøtter bedre beslutninger om græsningsforvaltning.

Flere oplysninger: Christopher W. Brown et al., Anvendelse af FTIR-spektrometri til vurdering af cellevægssammensætning og ernæringskvalitet af Cenchrus spp-tilslutninger, Græsforskning (2024). DOI:10.48130/grares-0023-0029

Leveret af Chinese Academy of Sciences