Development of methods for characterizing plant and stand architectures and for model comparisons

Diese Arbeit steht im Kontext der individuenbasierten Baumbestandesmodellierung mit vereinfachten Kronenarchitekturen. Die klassische Forstwirtschaft hat in der Vergangenheit sehr einfach strukturierte Bestände erzeugt, die man mit einfachen Modellen wie Ertragstafeln sehr präzise abbilden kann. Individuenbasierte Modelle mit vereinfachten Architekturen haben dagegen zum Ziel, die klassischen statistischen Ansätze zu ersetzen, da diese das Wachstum von heterogenen Beständen, die teilweise einer sich ver andernden Umgebung ausgesetzt sind, nicht mehr präzise vorhersagen k onnen. Ziel dieser Arbeit ist es, in diesem Bereich der Bestandesmodellierung regelbasierte Sprachen f ur ihre Umsetzung einzuführen. Hierdurch wird die Transparenz bei der Umsetzung und Publikation verbessert. Eine weitere Zielsetzung betrifft die Modellierung bzw. Simulation von Naturverjüngung. Die Problematik bei der Modellierung von Naturverjüngung im Allgemeinen ist die Parametrisierung mit Realdaten: Die Datenaufnahme ist sehr aufwändig. Diese Arbeit zeigt auf, dass es möglich ist, derartige Modelle unter Zuhilfenahme von komplexeren Struktur-Funktions-Modellen (hier das finnische Modell LIGNUM) am Beispiel von jungen Kiefern (Pinus sylvstris L.) zu parametrisieren. Das Beispiel umfasst ein einfaches Modell für das Wachstum von Jungkiefern unter lichtreduzierendem Einfluss einer Schirmlücke. Die Parametrisierung geschieht über einen Aggregationsprozess der LIGNUM-Ergebnisse, der die Grundlage für das vereinfachte, regelbasierte Modell liefert

Two Loci, RiAF3 and RiAF4, Contribute to the Annual-Fruiting Trait in Rubus

Most Rubus species have a biennial cycle of flowering and fruiting with an intervening period of winter dormancy, in common with many perennial fruit crops. Annual-fruiting (AF) varieties of raspberry (Rubus idaeus and Rubus occidentalis L.) and blackberry (Rubus subgenus Rubus) are able to flower and fruit in one growing season, without the intervening dormant period normally required in biennial-fruiting (BF) varieties. We used a red raspberry (R. idaeus) population segregating for AF obtained from a cross between NC493 and ‘Chilliwack’ to identify genetic factors controlling AF. Genotyping by sequencing (GBS) was used to generate saturated linkage maps in both parents. Trait mapping in this population indicated that AF is controlled by two newly identified loci (RiAF3 and RiAF4) located on Rubus linkage groups (LGs) 3 and 4. The location of these loci was analyzed using single-nucleotide polymorphism (SNP) markers on independent red raspberry and blackberry populations segregating for the AF trait. This confirmed that AF in Rubus is regulated by loci on LG 3 and 4, in addition to a previously reported locus on LG 7. Comparative RNAseq analysis at the time of floral bud differentiation in an AF and a BF variety revealed candidate genes potentially regulating the trait.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

A manually annotated Actinidia chinensis var. chinensis (kiwifruit) genome highlights the challenges associated with draft genomes and gene prediction in plants

Most published genome sequences are drafts, and most are dominated by computational gene prediction. Draft genomes typically incorporate considerable sequence data that are not assigned to chromosomes, and predicted genes without quality confidence measures. The current Actinidia chinensis (kiwifruit) 'Hongyang' draft genome has 164\ua0Mb of sequences unassigned to pseudo-chromosomes, and omissions have been identified in the gene models

Enhanced Possibilities for Analyzing Tree Structure as Provided by an Interface between Different Modelling Systems

In recent years, many different advanced mathematical models and simulation systems for tree and forest growth have been developed. We show a possibility to extend analysis tools for measured and simulated plants using a data interface between the simulation model LIGNUM and the multifunctional software system GROGRA. Both systems were developed by different teams. To demonstrate the enhanced possibilities for analyzing a LIGNUM tree, several examples are given. In these examples three different approaches for analysis are applied to measured and simulated trees: Fractal dimension, deduction of tapering laws, and water potential patterns obtained from simulation of waterflow by the specialized software HYDRA. Conclusions for the interfacing and comparison of different modelling tools are drawn

Structure and fractal dimensions of root systems of four co-occurring fruit tree species from Botswana

Coarse root systems of four different fruit tree species from southern Africa were completely excavated and semi-automatically digitized. Spatial distributions of root length were determined from the digitally-reconstructed branching systems. Furthermore, the fractal characteristic of the coarse root systems was shown by determining the box-counting dimensions. These quantitative methods revealed architectural differences between the species, probably due to different ecophysiological strategies. For fine root samples, which were taken before digging out the whole systems, fractal analysis of the planar projections showed no significant inter-species differences. Methodologically, the study underlines the usefulness of digital 3-D reconstruction in root research.Structures et dimensions fractales des systèmes racinaires provenant de quatre espèces d'arbres fruitiers de Botswana. Des systèmes de grosses racines, provenant de quatre espèces différentes d'arbres fruitiers d'Afrique du Sud, ont été complètement déterrés et digitalisés semi-automatiquement. Les distributions spatiales des longueurs de racines ont été calculées à partir des maquettes informatiques reconstituées. En outre, le caractère fractal des systèmes de grosses racines a été prouvé par une détermination de dimensions utilisant la méthode du comptage de boites. Ces méthodes quantitatives révèlent des différences architecturales entre les espèces, résultant probablement de différentes stratégies écophysiologiques. Pour les échantillons de racines fines, obtenus avant l'excavation des systèmes complets, l'analyse fractale des projections planes n'a pas montré de différences significatives entre les espèces. Concernant la méthode, l'étude fait apparaître l'apport de la reconstruction digitale 3-D dans le domaine de la recherche sur les appareils racinaires

© INRA, EDP Sciences Original article

Structure and fractal dimensions of root systems of four co-occurring fruit tree species from Botswan