Fenotipagem de alto rendimento durante o desenvolvimento de plantas e produção de sementes de soja sob deficiência hídrica

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Rego, Carlos Henrique Queiroz
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Glycine max (L.) Merril; Artificial intelligence; Hyperspectral images; Imagens hiperespectrais; Inteligência artificial
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11136/tde-09052024-082609/

O objetivo desse estudo foi observar o efeito do estresse hídrico no desenvolvimento de plantas, nos componentes de produção e na qualidade fisiológica de sementes, além de verificar a eficácia do uso de imagens hiperespectrais em conjunto com técnicas quimiométricas para avaliar a dissimilaridade fenotípica entre cultivares de soja submetida ao déficit hídrico. Para tal, foram utilizados dois cultivares, que diferem em suas respostas quanto ao estresse hídrico, sendo BRASMAX COMPACTA IPRO (suscetível) e DM 66I68 IPRO (tolerante). O ensaio foi realizado em vasos e cultivados em casa de vegetação, onde foram aplicadas as seguintes condições de restrição hídrica: controle (65 % da capacidade de retenção de água do substrato - CRAS); déficit moderado (50 % da CRAS) em V2; déficit severo (30 % da CRAS) em V2; déficit moderado em R6; déficit severo em estádio R6; déficit moderado em V2 e R6; déficit severo em V2 e R6. No primeiro experimento, as plantas de soja oriundas das diferentes condições de restrição hídrica foram amostradas em diversos estádios fenológicos e, partir destas, foram realizadas as seguintes análises: massa de matéria seca; teor de açúcar solúvel; teor de proteínas; teor de lipídeos; avaliação dos componentes de produção; análise do teor de água e da qualidade fisiológica das sementes. No segundo experimento: as plantas (folhas e sementes) coletadas em diferentes estádios de desenvolvimento foram destinadas para aquisição de imagens hiperespectrais, por meio do sensor Sisuchema. Posteriormente, as imagens foram submetidas à análise exploratória de dados e utilizadas em modelos quimiométricos, incluindo Suporte de Vetor de Máquinas e K-vizinho mais distante. Em suma, os resultados demonstraram que o estresse hídrico durante a fase vegetativa afeta negativamente o crescimento e desenvolvimento das plantas do cultivar suscetível, bem como o rendimento. Em contrapartida, o cultivar tolerante manteve seu rendimento apesar das condições adversas. Entretanto, quando o déficit hídrico ocorreu tanto nos estádios vegetativo quanto reprodutivo, o desenvolvimento das plantas, os componentes de produção e a qualidade das sementes foram afetados, independente da suscetibilidade dos cultivares. Além disso, a qualidade das sementes foi mais prejudicada quando o déficit hídrico ocorreu no estádio reprodutivo, influenciando também a composição química das sementes. Por outro lado, as imagens hiperespectrais se mostraram promissoras para realização da fenotipagem de plantas; os modelos de predição baseados em dados foliares apresentaram resultados de classificação excelentes, proporcionando a avaliação da dissimilaridade fenotípica por meio de sensores hiperespectrais, sendo que os modelos delineados a partir dos dados oriundos das sementes não foram consistentes na classificação dos cultivares.