Availability of Small Unmanned Aerial Vehicle for Phenotyping Selection in Cereal Breeding Nurseries

Abstract

It is necessary to have productive and true phenotyping to bring out the usefulness of breeding studies. Phenotyping is the main reason of the obstructions experienced during breeding studies. Despite the fact that, current methods that are used for phenotyping selection are still too slow, overcosting, manpower based and generally very destructive. Plant phenotype is formed from plant genome and environmental (biotic/abiotic) interactions. During the phenotyping studies many plant specifications are measured such as, following the plant growing, canopy structure, physiology, productivity, resistancy against diseases and pests. Considering these information, it is not possible to reach fast and precise results by using traditional methods, that includes visual and manual measurements. To succeed of thousands parcel breeding programs are depending on using high throughput phenotyping (HTP). It is an opportunity to use the small unmanned aerial vehicle for high throughput phenotyping selection with many advantages like to put the device into use very fast and low cost for multiple times, to set the altitude and flight time according the user’s needs, to take high resolution images, and to be available for small scale studies. By using small unmanned aerial vehicle it will be possible to eliminate the obstacles for developing varieties and determining the super genotype specifications. At the same time, there will be new opportunities for plant breeders and agronomists to improve the new methods. This study will shed light on the elimination of problems in cereal phenotyping studies, one of the biggest obstacles to breeding trials.

Keywords

• Cereal breeding
• Phenotyping
• Small unmanned aerial vehicle (sUAV)

Mini İnsansız Hava Aracının Tahıl Islah Parsellerinde Fenotipik Seleksiyonda Kullanılabilirliği

Abstract

Islah çalışmalarının faydalılığını ortaya çıkarmak için verimli ve doğru fenotiplendirme gereklidir. Bitki ıslahı çalışmalarında yaşanılan tıkanıklıkların en önemli nedeni fenotiplendirmedir. Buna rağmen fenotipik seleksiyonda kullanılan mevcut metotlar hala yavaş, maliyetli, iş gücüne dayalı ve sıklıkla tahrip edici durumdadır. Bitki genomu ve çevresel (biyotik/abiyotik) interaksiyonların sonucu bitki fenotipi oluşmaktadır. Fenotiplemede bitki büyümesinin takibi, kanopi yapısı, fizyoloji, hastalık ve zararlılara karşı dayanıklılık ve verim gibi çok çeşitli bitki özelliklerinin ölçümü yapılmaktadır. Bu bağlamda görsel ve manuel ölçümlerden oluşan geleneksel metotlarla hızlı ve hassas fenotipleme yapmak ulaşılabilir bir sonuç değildir. Binlerce parsellerden oluşan ıslah programlarının başarıya ulaşabilmesi yüksek verimli fenotipleme (HTP) kullanımına bağlıdır. İnsansız hava araçlarının (İHA) hızlıca ve defalarca düşük maliyetlerle devreye alınabilmeleri, uçuş yükseklik ve zamanlarının kullanıcıya uygun ayarlanabilmeleri, yüksek çözünürlüklü görüntü alabilmeleri ve küçük ölçekli araştırmalarda kullanılabilmeleri gibi avantajları ile mini insansız hava araçları yüksek verimli fenotipik seleksiyon için bir fırsat oluşturmaktadır. Böylece çeşit geliştirme ve ıslah çalışmalarında süper genotip özellikleri belirlemede yaşanan engeller ortadan kaldırılabilecektir. Aynı zamanda bu çalışmalar bitki ıslahçıları ve agronomistler için yeni metot geliştirmeye yönelik fırsatlar oluşturacaktır. Bu çalışma tahıl ıslah çalışmaları önünde en büyük engellerden biri olan fenotipleme çalışmalarında yaşanan problemlerin ortadan kaldırılmasına ışık tutacaktır.

Keywords

• Tahıl ıslahı
• Fenotipleme
• Mini insansız hava aracı