Repository Faculty of Agriculture University of Zagreb
Not a member yet
3827 research outputs found
Sort by
Inbriding i selekcija na X kromosomu u populacijama domaćih životinja
No full textIn domestic animals, genomic studies of inbreeding and selection have mainly focused on autosomes, neglecting the X chromosome. This neglect is significant as the X chromosome influences many important traits and has unique characteristics that may lead to more pronounced effects of inbreeding and positive selection. In addition, in its small part, PAR, inbreeding avoidance might occur. Furthermore, hemizygous haplotypes on nonPAR in males clearly reveal haplotype structure, enabling detection of positive selection signals and investigation of phylogenetic relationships. Therefore, the main objectives of this dissertation were to evaluate and compare F on the X chromosome and autosomes in domestic animal populations with special focus on PAR and to develop a new method for identifying positive selection signals based on the difference in haplotype richness of nonPAR in males. Each population used was represented by high density Illumina genotypes with an adequate number of both males and females. Five different inbreeding coefficients were used on two distinct populations for cattle (Croatian cattle breeds and Nellore), dogs (Labrador Retriever and Patagonian Sheepdog) and sheep (Croatian sheep breeds and Soay). Conversely, a new method called Haplotype Richness Drop (HRiD) was established and tested alongside classical methods (eROHi, iHS, and nSL) in metapopulation of native Croatian sheep breeds. Each identified signal underwent functional characterization, gene annotation and MJN. Higher inbreeding was found on the X chromosome compared to autosomes in all populations using FROH_SVS and FROH_RZooROH (most reliable), while no differences were found using FLH1, FVR1 and FYA2, with greater variability observed using all five coefficients. No difference in F between sexes at PAR or compared to autosomes was found. Using HRiD, four signals were identified and consistently validated, with the same most significant signal across all four methods (from 13.04 to 13.62 Mb). Overall, 14 positive selection signals (12 regions) were identified with 34 genes, with high concordance (86%) with other studies of sheep. The results demonstrate the high accuracy and reliability of HRiD and show that HRiD can be used comprehensively or in scenarios where only male genotypes are available, which is common in livestock where genomic breeding values are predominantly performed for males. Moreover, MJN is shown to provide useful additional information when analysing haplotypes identified as selection signals (derived versus ancestral haplotype or control for population structure-induced disorders). In general, the results emphasize the importance of including the X chromosome in inbreeding estimation and selection identification in domestic animal populations, while the new HRiD method opens up new possibilities in identifying signals using heterogametic sex haplotypes.Inbriding i selekcija temeljni su genetski procesi koji oblikuju genetsku osnovu populacija, duboko utječući na njihovu genetsku raznolikost i definirajuća svojstva. Kod domaćih životinja ti su procesi posebno izraženi zbog težnje za većom produktivnošću. Razvoj molekularnih markera, posebice SNP-ova, doveo je do stvaranja različitih metoda za procjenu inbridinga i identifikaciju pozitivnih selekcijskih signala, koji se obično primjenjuju i na populacije divljih i domaćih životinja. Međutim, istraživanja genomskog inbridinga i selekcije primarno su usredotočena na autosome, uvelike zanemarujući X kromosom unatoč njegovoj značajnoj ulozi u utjecaju na ekonomski i evolucijski važna svojstva. Važnost X kromosoma dodatno je istaknuta njegovim posebnim karakteristikama u usporedbi s autosomima, koji mogu dovesti do izraženijih učinaka inbridinga i pozitivne selekcije. Nasuprot tome, PAR, mali dio X kromosoma gdje se još uvijek događa rekombinacija između mužjaka i ženke, ako je relativno velik (kod domaćih životinja), sugerira prisutnost sila koje pogoduju rekombinaciji, kao što je izbjegavanje inbridinga. Nadalje, hemizigotni haplotipovi na nonPAR području kod muških jedinki daju jasnu sliku strukture haplotipa, omogućujući razvoj novih metoda za otkrivanje pozitivnih selekcijskih signala i proučavanje filogenetskih odnosa. Stoga su glavni ciljevi ove disertacije bili procijeniti i usporediti razine genomskog inbridinga na X kromosomu i autosomima u populacijama domaćih životinja s posebnim osvrtom na PAR, te uspostaviti novu metodu za identifikaciju pozitivnih selekcijskih signala na temelju razlike u bogatstvu haplotipova nonPAR područja kod muških jedinki. Svaka korištena populacija bila je predstavljena visoko kvalitetnim (dokazano nakon QC-a) Illumina SNP čip genotipovima visoke gustoće s odgovarajućim brojem muških i ženskih jedinki. Korišteno je pet različitih inbriding koeficijenata (FROH_SVS, FROH_RZooROH, FLH1, FVR1 i FYA2) na dvije različite populacije goveda (metapopulacija autohtonih hrvatskih pasmina goveda i nellore), pasa (labrador retriver i patagonijski ovčar) i ovaca (metapopulacija autohtonih hrvatskih pasmina ovaca i soay). Nadalje, uspostavljena je nova metoda nazvana „Haplotype Richness Drop” (HRiD) i testirana u kombinaciji s klasičnim metodama (eROHi, iHS i nSL) u metapopulaciji autohtonih hrvatskih pasmina ovaca. U svakom identificiranom signalu provedena je detaljna funkcionalna karakterizacija, anotacija gena i filogenetska analiza (MJN). Kao osnova za obje analize, PAR je lokaliziran u svakoj vrsti, u rasponu od 133,20 do 139,00 Mb u goveda, od 0,00 do 6,59 Mb u pasa i od 0,00 do 7,04 Mb u ovaca, što je u skladu s njihovim referentnim genomima. Na X kromosomu utvrđen je veći inbriding u odnosu na autosome u svim populacijama upotrebom koeficijenata FROH_SVS i FROH_RZooROH (najpouzdaniji koeficijenti), dok nisu pronađene razlike upotrebom koeficijenata FLH1, FVR1 i FYA2. Pouzdanost prve skupine koeficijenata (FROH_SVS i FROH_RZooROH) pripisuje se njihovoj
osnovi u IBD statusu, za razliku od druge skupine koja se temelji na IBS statusu alela. Veća varijabilnost u inbridingu pronađena je na X kromosomu u usporedbi s autosomima upotrebom svih pet koeficijenata u svim populacijama, sa specifičnim obrascima uočenim na X kromosomu. Ova povećana varijabilnost i veći inbriding na X kromosomu mogu biti posljedica njegovih jedinstvenih obrazaca nasljeđivanja i smanjene efektivne veličine populacije. Nikakva razlika u inbridingu između spolova u PAR-u ili prilikom njihove usporedbe s autosomnim vrijednostima nije pronađena ni u jednoj populaciji korištenjem bilo kojeg koeficijenta, što ukazuje na njihovu sličnu genetsku dinamiku. U metapopulaciji izvornih hrvatskih pasmina ovaca identificirano je ukupno 14 pozitivnih selekcijskih signala (u 12 regija) koji obuhvaćaju ukupno 34 kandidat gena, uz visoku podudarnost (86%) s drugim studijama na ovcama. Novom HRiD metodom identificirana su četiri signala: od 13,04 do 13,62 Mb, od 56,64 do 58,09 Mb, od 73,57 do 74,54 Mb (podijeljeno u dva signala), te od 115,30 do 115,73 Mb. Najznačajniji signal je također bio najznačajniji prema drugim metodama, a sva četiri identificirana signala dosljedno su validirana. Filogenetski odnosi unutar ovih signala, analizirani korištenjem MJN-ova, pokazuju da su najčešći haplotipovi unutar signala HRiD_w1 i HRiD_w3,4 haplotipovi predaka koji su podložni pozitivnoj selekciji, dok su derivirani haplotipovi favorizirani u signalima HRiD_w2 i HRiD_w5. Rezultati pokazuju visoku točnost i pouzdanost HRiD metode te da se HRiD može učinkovito koristiti uz eROHi, iHS i nSL metode ili u scenarijima u kojima su dostupni samo muški genotipovi, što je uobičajeno u stočarstvu gdje se pretežno provode procjene genomskih uzgojnih vrijednosti kod muških jedinki. Štoviše, pokazalo se da filogenetske analize mogu pružiti korisne dodatne informacije u analizi haplotipova identificiranih kao selekcijski signali, bilo u smislu povijesnih ili deriviranih statusa favoriziranih haplotipova ili kontroliranjem potencijalnih problema uzrokovanih strukturom populacije koji se mogu pojaviti pri analizi metapopulacija. Općenito, rezultati naglašavaju važnost uključivanja X kromosoma u procjenu inbridinga i identifikaciju selekcije u populacijama domaćih životinja, dok nova HRiD metoda otvara nove mogućnosti u identificiranju pozitivnih signala selekcije korištenjem heterogametskih spolnih haplotipova
Economic characteristics of grape varieties 'Pinot Sivi' and 'Riesling Rajnski' in the "guyot" and "dvokrak" cultivation systems
No full textGrožđe je razlog zbog čega se uzgaja vinova loza, a vino je krajnji proizvod u kojem uživamo. U ovom diplomskom radu promatralo se utjecaj na gospodarske karakteristike dviju sorata kod dva različita uzgojna oblika. Cilj istraživanja bio je istražiti utjecaj uzgojnog oblika na gospodarske karakteristike sorata. Pokus je odrađen u pokusnom nasadu sorata 'Rizing Rajnski' i 'Pinot Sivi' gdje su se odabrani trsovi formirali u dva uzgojna oblika, „dvokrak“ i „Guyot“. Pokus je odrađen u istim uvjetima kako bi rezultati bili što vjerodstojniji. Nakon berbe provela su se neka istraživanja poput određivanja kiselina, pH, uvometrija, šećeri. Istraživanjem je dokazano da je pH vrijednost veća kod „dvokraka“ unatoč većem sadržaju kiselina što je suprotno od očekivanog. Broj grozdova, prinos je veći kod dvokraka te se značajno razlikuje od „Guyota“. Masa grozda između „Guyota“ i „dvokraka“ kod sorte `Rizling rajnski` ima značajne razlike dok kod sorte `Pinot sivi` nema značajnih razlika u masi grozda kao ni veličinu.Grapes are the reason vines are grown, and wine is the end product we enjoy. In this diploma thesis, the influence on the economic characteristics of two cultivars in two different cultivation forms was observed. The goal of the research was to investigate the influence of the cultivation form on the economic characteristics of the variety. The experiment was carried out in an experimental plantation of the cultivars 'Rizing Rajnski' and 'Pinot Sivi', where the selected vines were formed into two growing forms, "dvokrak" and "Guyot". The experiment was carried out under the same conditions in order to make the results as reliable as possible. After the harvest, some research was carried out. Research has proven that the pH value is higher in "dvokrak" despite the higher content of acids, which is the opposite of what was expected. The number of grapes, the yield is higher in “dvokrak” and significantly different from "Guyota". There are significant differences in grape weight between "Guyota" and "dvokrak" variety ‘Rizling Rajnski’, while there are no significant differences in grape weight or size in ``Pinot sivi'' variety
Estimating nitrogen concentration in winter wheat leaves using multispectral imaging
No full textNitrogen (N) fertilization is key for maintaining high and stable yields. However, the nitrogen use efficiency (NUE) of winter wheat (Triticum aestivum L.) is only 30-50%. To ensure sufficient yield, some farmers overfertilize their fields. The excess N causes pollution and an increase in costs. For optimal fertilization, the plant N status should be monitored. Most of the existing methods are destructive and time-consuming. Multispectral imaging is a promising technology to estimate the N content of crops by using the leaf spectral reflectance.
This study aims to assess the efficiency of multispectral imaging in the determination of N content in winter wheat leaves. A field trial was set up with a split-plot design in four replications. N-treatments, (80 kg N/ha), 300kg NPK applied at seeding + 130 kg of Urea (46% N) and N+ included additional 120kg calcium ammonium nitrate (27%N) split into three applications, representing a main plot. The subplot was represented as ten different wheat varieties. During a heading stage (GS50) ten flag leaves have been collected per N-treatment x wheat variety x replication. Multispectral images in six different wavelengths were acquired, and different vegetation indexes were calculated for each leaf. Total leaf N was determined using the Kjeldahl method. Data were analysed using a general linear regression model with multispectral data as a predictor and N leaf content as a response. In addition, machine learning techniques were used: Multiple Linear Regression, Random Forest Algorithm, Partial Least Squared Regression and Support Vector Regression as well Lasso-Regression.
The Highest relationship for leaf N content was found with an Anthocyanin Index (R2=0,779), Excess Green Index, (R2= 0,726 ), and Chlorophyll Index (R2=0,639) for Linear Regression. The best model to predict leaf nitrogen concentration was the Multiple Linear Regression with R2= 0,867 but it did not show any significant independent variables. The rest of the machine learning algorithms showed similar results: the Random Forest Algorithm (R2= 0,762), Partial Least Squared Regression (R2= 0,763), and Support Vector Regression (R2= 0,747).
This study shows that N content in leaves can be estimated using multispectral imaging and that ML can help to deal with high-dimensional datasets. Nevertheless, further data must be provided to develop a more accurate model
Effect of inactive dry yeasts on aromatic profile of cv. 'Pošip' wine
No full textOvaj rad istraživao je utjecaj inaktivnih kvasaca (IDY) na osnovni fizikalno-kemijski sastav,
aromatski profil i senzorna svojstva vina sorte 'Pošip'. Poznato je da oksidacija vrlo brzo dovodi
do degradacije primarnih i sekundarnih aroma. Inaktivni kvasci posjeduju sposobnost
apsorpcije kisika te sprječavaju oksidaciju spojeva arome. Djelotvornost IDY pripravaka
pripisuje se glutationu, ali i ostalim spojevima koje nalazimo u stanicama kvasaca. Istraživanje
je provedeno s dva tretmana, Pošip-SO2 i Pošip-PL uz korištenje komercijalnog enološkog IDY
preparata. Rezultati istraživanja pokazali su da postoje značajne razlike u aromatskom profilu
vina različitih tretmana. Razlike su zamijećene i kod senzornih svojstava vina, pri čemu je vino
tretmana Pošip-SO2 bolje ocijenjeno, a pozitivna uloga IDY nije potvđena.This research paper investigates the influence of inactive yeasts (IDY) on the physicochemical
composition, preservation of the aromatic profile and sensory properties of the ‘Pošip’ wine.
It is known that oxidation very quickly leads to the degradation of primary and secondary
aromas. Inactive yeasts can absorb oxygen and prevent the oxidation of aroma compounds.
The effectiveness of IDY preparations is attributed to glutathione and other compounds found
in yeast cells. The research was carried out with two treatments, Pošip-SO2 and Pošip-PL with
the use of commercial oenological IDY preparation. The research results showed that there
were significant differences in the aromatic profile of wines from different treatments.
Differences were also observed in the sensory properties of the wine, whereby the wine PošipSO2
was rated better and the positive role of IDY was not confirmed
Disanje tla pšenice, kukuruza i ječma u kontinentalnoj Hrvatskoj
No full textSoil respiration (Rs) in croplands is of primary importance in understanding C cycle mechanism and C balance of agroecosystem. This study aims to examine the Rs in three predominant crops in continental Croatia: maize, wheat and barley. The study was conducted at the experimental station of Agricultural Institute Osijek during the growing season 2021/2022. Rs was determined by in situ closed static chamber method. The study found that crop type plays a prominent role in dynamics of Rs, while temperature and moisture could play limiting roles. Significant temporal variation of Rs between months was found and was in the range of 8.07 - 23.5; 8.27 - 41.02 and 7.09 - 33.66 kg C – CO2 ha-1 day-1 in wheat, barley and maize respectively. Mean seasonal Rs for wheat, barley and maize was respectively 14.73, 19.64 and 12.72 kg C – CO2 ha-1 day-1. Cropped fields had 2-3 times higher Rs than no vegetation/fallow, which indicated the importance of autotrophic respiration in cropped fields.Disanje tla (Rs) na obradivim površinama je od primarne važnosti za razumijevanje mehanizma kruženja i bilance ugljika agroekosustava. Ovo istraživanje ima za cilj istražiti disanje tla kod tri najzastupljenije žitarice u kontinentalnoj Hrvatskoj: kukuruzu, pšenici i ječmu, te njegovu sezonsku varijaciju. Istraživanje je provedeno na pokusnim površinama Poljoprivrednog instituta Osijek tijekom vegetacijske sezone 2021./2022. Disanje tla je utvrđeno in situ metodom zatvorenih statičkih komora. Istraživanjem je utvrđeno kako vrsta usjeva ima istaknutu ulogu u dinamici disanja tla, dok temperatura i vlaga tla mogu biti ograničavajući čimbenici. Istraživanjem je utvrđena značajna sezonska varijabilnost disanja tla koje se kretalo u rasponu 8,07 – 23,5; 8,27 – 41,02 i 7,09 – 33,66 kg C – CO2 ha-1 dan-1 za pšenicu, ječam i kukuruz redom. Prosječno sezonsko disanje tla za pšenicu, ječam i kukuruz iznosi redom 14,73; 19,64 i 12,72 kg C – CO2 ha-1 dan-1. Disanje tla je na površinama pod usjevom bilo 2-3 puta veće u odnosu na površine bez vegetacije/crni ugar, što ukazuje na važan doprinos autotrofnog disanja
Revitalization of the brownfield area of Badel Sesvete
No full textBrownfield površine napušteni su industrijski kompleksi unutar urbanih jezgri današnjih gradova, a predstavljaju prostore visoke vrijednosti koji nude niz potencijala i mogućnosti za razvoj gradova. Njihov značaj prepoznali su mnogi svjetski gradovi, koji su ostvarili nove i funkcionalne prostore, implementirane u postojeći krajobraz i time povećali kvalitetu suvremenog i urbanog života. U Hrvatskoj važnost ovih prostora nije dovoljno prepoznata, te su kao takvi često prepušteni propadanju. U ovome radu prikazan je primjer revitalizacije zagrebačkog brownfield područja Badel Sesvete. Područje je inventarizirano i analizirano prvenstveno s aspekta prostorno krajobraznih odrednica i obilježja područja te su analizirana natječajna rješenja urbanističkoga uređenja istog područja. Na temelju tih rezultata formirane su smjernice za uređenje prostora te konceptualni plan revitalizacije zone Badel Sesvete.Brownfield areas are abandoned industrial complexes within the urban cores of today's cities, and they represent spaces of high value that offer a number of potentials and opportunities for the development of cities. Their significance has been recognized by many world cities, which have created new and functional spaces, implemented in the existing landscape and thereby increased the quality of modern and urban life. In Croatia, the importance of these spaces is not sufficiently recognized, and as such they are often left to decay. This paper presents an example of the revitalization of the Badel Sesvete brownfield area in Zagreb. The area was inventoried and analyzed primarily from the aspect of spatial landscape determinants and characteristics of the area, and competitive solutions for the urban development of the same area were analyzed. On the basis of these results, guidelines for the arrangement of the space and a conceptual plan for the revitalization of the Badel Sesvete zone were formed
Marigold extract (Tagetes erecta L.) in the feeding of laying hens: influence on carotenoid content and yolk color
No full textKarotenoidi su izvor pigmenta za boju žutanjka jajeta, ali su skloni degradaciji. Jedan
od načina da ih se zaštiti je inkapsulacija, koja je vrlo česta tehnologija u industriji
hrane. Cilj ovoga istraživanja bio je ispitati mogućnost upotrebe ekstrakta kadifice
inkapsuliranog s kalcijevim alginatom kao izvora pigmenata u proizvodnji jaja
Karotenoidi cvijeta kadifice ekstrahirani su acetonom i otopljeni u suncokretovom ulju,
te inkapsulirani ionskim geliranjem kalcijevim alginatom. Nakon sušenja, mikrokapsule
su dodane u potpunu krmnu smjesu za kokoši nesilice u udjelima od 0,5% i 1%. Pokus
s nesilicama proveden je prema potpuno nasumičnom rasporedu s 3 tretmana [T0 –
kontrola, standardna smjesa, T1– 0,5%, T2 – 1% (3 tretmana × 5 kaveza, 3 kokoši u
svakom)]. Jaja su sakupljena četvrtog tjedna pokusa, a žutanjci su analizirani za profil
i učinkovitost deponiranja karotenoida te boju (CIE L*a*b*). Dodatak mikrokapsula u
smjese je povećao sadržaj svih karotenoida u žutanjku u usporedbi s kontrolom
[P<0,01; ukupni karotenoidi (μg/g): T0 – 17,17, T1 – 23,16, T2 – 28,13]. Suprotno tome,
učinkovitost deponiranja karotenoida smanjila se s povećanjem sadržaja u smjesi
[P<0,01; ukupni karotenoidi (%): T0 – 13,23, T1 – 7,02, T2 – 5,35]. Također, smanjio
se i intenziteti boje žutanjka u usporedbi s kontrolom (a* vrijednost 19,52 vs. 7,18).
Zaključno, dodatak mikrokapsula kalcijevog alginata koji sadrži karotenoide kadifice u
potpune krmne smjese kokoši nesilica povećao je sadržaj karotenoida u žutanjku, ali
ne u očekivanom omjeru, što je rezultiralo niskim intenzitetom boje.Carotenoids are sources of pigments for egg yolk colouration, but they are susceptible
to degradation. One of the approaches to protect them is encapsulation, a coating
technology widely used in the food and feed industry. The aim of the present study
was to investigate the use of marigold extract encapsulated with calcium alginate as a
pigment source in egg production. Carotenoids from marigold flowers were extracted
with acetone and dry extract was dissolved in sunflower oil. Carotenoids in oil were
encapsulated by the ionic gelation method using sodium alginate and calcium chloride.
After drying, the capsules were added to the maize-soybean laying hen diet in
proportions of 0.5 and 1%. The laying hen trial was conducted in a completely
randomized design with 3 treatments [(T0 – control, standard laying hen diet, T1– 0.5%
and T2 – 1% (3 treatments×5 cages, 3 hens in each)]. Eggs were collected in 4th week
and yolks were analysed for carotenoid profile and deposition efficiency and colour
(CIE L*a*b*). The addition of microcapsules increased contents of all carotenoids in
yolks compared to control [P<0.01; total carotenoids (µg/g): T0 – 17.17, T1 – 23.16,
T2 – 28.13]. Contrarily, carotenoid deposition efficiency decreased with increasing
content in the diet [P<0.01; total carotenoids (%): T0 – 13.23, T1 – 7,02, T2 – 5.35].
Also, it resulted in yolk colour intensity considerably lower than the control (a* value
19.52 vs. 7.18). The addition of calcium alginate microcapsules containing marigold
carotenoids in the hen diet increased carotenoid content in yolks but not to the extent
expected, resulting in low colour intensity
Acceptability of mousse with added sweet potato paste
No full textMousse je jedan od najpopularnijih ne zamrznutih mliječnih deserata, a osim kod mlađe populacije prihvatljiva je namirnica i u osoba starije životne dobi. Mousse, kao i mliječni deserti općenito, posljednjih godina bilježe porast konzumacije zbog prisutnosti visokovrijednih proteina, masti, ugljikohidrata, vitamina i minerala u njihovom sastavu. Tome doprinose i sastojci poput kakaa, voća, žitarica, probiotika koji se mogu dodavati s ciljem povećanja nutritivne vrijednosti i poboljšanja senzorskih svojstava mousse-a.
Sukladno tome, provedeno je istraživanje o prihvatljivosti mousse-a s dodatkom paste od batata, povrća bogatog dijetalnim karotenoidima i polisaharidima koji imaju pozitivan utjecaj na ljudsko zdravlje. Rezultati istraživanja pokazali su da su sve tri kombinacije moussa: 1) mousse vanilija uz dodatak naranče s pastom od batata sa začinima za medenjake, 2) mousse vanilija s pastom od batata sa mješavinom začina za medenjake te 3) mousse vanilija s pastom od batata sa mješavinom začina za medenjake i narančom dobro prihvaćena od strane potrošača te da nema razlike u senzorskim svojstvima osim za svojstvo dopadljivosti mousse-a s dodatkom narančinog soka. Proizvodi u koje je dodan narančin sok slabije su ocijenjeni dok je proizvod u kojem se nalaze samo vanilija i začini za medenjake, koji su baza sva tri proizvoda bolje prihvaćeni od strane potrošača. Najbolje je ocijenjen uzorak 2 koji ne sadrži naranču ocjenom 7,60, zatim uzorak 1 ocjenom 7,51 dok je uzorak 3 ocijenjen ocjenom 7,48.Mousse is one of the most popular non-frozen dairy desserts, and in addition to the younger population, it is also an acceptable food for the elderly. Mousse, as well as dairy desserts in general, have seen an increase in consumption in recent years due to the presence of high-value proteins, fats, carbohydrates, vitamins and minerals in their composition. Ingredients such as cocoa, fruit, cereals, and probiotics contribute to this, which can be added with the aim of increasing the nutritional value and improving the sensory properties of the mousse. Accordingly, research was conducted on the acceptability of mousse with the addition of sweet potato paste, a vegetable rich in dietary carotenoids and polysaccharides that have a positive impact on human health. The results of the research showed that all three mousse combinations: 1) vanilla mousse with the addition of orange with sweet potato paste with gingerbread spices, 2) vanilla mousse with sweet potato paste with a mixture of gingerbread spices, and 3) vanilla mousse with sweet potato paste with a mixture of gingerbread spices and orange are well accepted by consumers and that there is no difference in organoleptic properties except for the likability property of mousse with the addition of orange juice. Products to which orange juice has been added are rated less, while the product containing only vanilla and gingerbread spices, which are the base of all three products, is better accepted by consumers. The best rated is sample 2 which does not contain orange with a score of 7.60, followed by sample 1 with a score of 7.51, while sample 3 is rated with a score of 7.48
Učinkovitost analitičkih modela na bazi umjetnih neuronskih mreža u praćenju jabukova savijača te moljca kružnih mina i njegovih šteta
No full textCurrent climate change situation is putting increasing pressure on agricultural systems, particularly on pest phenology. The frequent spread of invasive species, unexpected pest outbreaks, and the development of additional generations are some of the current problems. Integrated Pest Management (IPM) strategies therefore need to be changed, as do current monitoring techniques, which are increasingly unreliable and outdated. The need for more sophisticated, accurate, and efficient monitoring techniques is particularly necessary for economically important crops grown on large areas, such as apples. Apple production is threatened by numerous pests, the most important of which are from the butterfly order (Lepidoptera). Recently, artificial neural networks (ANN) have been increasingly used as a tool to build analytical models for automatic pest monitoring.
In this dissertation, ANNs are used as a tool to build analytical models for monitoring the most important apple pests from the order Lepidoptera, codling moth (Cydia pomonella(Linnaeus, 1758)) and pear leaf blister moth (Leucoptera malifoliella(O. Costa, 1836)), as well as the damage caused by pear leaf blister moth on apple leaves.
To develop the analytical models, datasetsof adhesivepads from traps and vegetation photos were collected in three apple orchards. The photos were annotated, resulting in 8142 annotations of codling moths, 4700 annotations of pear leaf blister moths, and 1880 annotations of damage to apple leaf (mines) by pear leaf blister moth. The results were statistically analyzed using the confusion matrix (CM).
The main results of the dissertation are that the developed analytical models based on ANNs showed excellent detection results with 99.3% accuracy in detecting codling moth, 98.13% in detecting pear leaf blister moth and 94.6% in detecting damage to apple leaves caused by pear leaf blister moth. With an accuracy in detecting and counting individuals of codling moth, pear leaf blister moth and its damage higher than > 90% compared to an expert, the developed models proved to be effective and the established hypotheses were confirmed. These developed models contribute to the introduction of new technologies involving analytical models based on ANNs in the field of crop protection. The use of these models provides comprehensive insight into the orchard situation, reliable monitoring of pests and their damage in real time, leading to targeted pest control, reduction of pesticide residues, and a lower ecological footprint.Klimatske promjene uzrokuju probleme u svim aspektima poljoprivredne proizvodnje, pa tako i u praćenju i suzbijanju štetnika. Fenologija kukaca pod velikim je utjecajem klimatskih promjena. Promjene u temperaturi zraka izravno utječu na njihovu biologiju i ekologiju, dovode do povećanja reprodukcije, što uzrokuje pojavu dodatnih generacija kod brojnih štetnika, a time i posljedično većih šteta na usjevima. Osim sve većeg širenja invazivnih vrsta na nova područja, klimatske promjene imaju izravan utjecaj i na širenje neinvazivnih vrsta štetnika. S obzirom da se uvjeti pojave štetnika stalno mijenjaju, potrebno je prilagoditi metode njihovog praćenja. Metode integrirane zaštite bilja razvijene su kako bi se smanjili negativni utjecaji poljoprivrede na okoliš, a povećali prinosi i ekonomska isplativost proizvodnje. Međutim, ovakav pristup u posljednje vrijeme postaje sve manje praktičan i pouzdan, stoga se razvijaju prilagođene strategije za praćenje i suzbijanje štetnika, kako bi se odgovorilo na promjene klimatskih uvjeta. U posljednje vrijeme, sve više se primjenjuju umjetne neuronske mreže (eng. artificial neural network, ANN) kao alati za izradu modela za automatsko praćenje štetnika. Danas se neuronske mreže primjenjuju u mnogim segmentima života poput medicine, strojarstva i poljoprivrede. Većina modela dubokog učenja temelji se na umjetnim neuronskim mrežama, a korištenje dubokog učenja za automatsku detekciju štetnika putem fotografija sve se više primjenjuje u svrhu pravovremenog otkrivanja napada.
Potreba za korištenjem automatskih sustava za praćenje štetnika osobito se ističe kod kultura koje se uzgajaju na velikim površinama, poput jabuke. Najznačajniji štetnici jabuke su kukci iz reda Lepidoptera - jabukov savijač (Cydia pomonella (Linnaeus, 1758)) čije se gusjenice razvijaju u plodu i moljac kružnih mina (Leucoptera maifoliella (O. Costa, 1836)) čije se gusjenice razvijaju u listu jabuke. Populacija navedenih vrsta kukaca prati se pomoću feromona te se temeljem njihove brojnosti i pogodnosti klimatskih uvjeta za razvoj donose odluke o suzbijanju. U suzbijanju se najčešće koriste kemijske mjere što je dovelo do pojave rezistentnosti, stoga postoji opravdanost za razvojem i implementacijom automatskih sustava za praćenje navedenih štetnika jabuke.
Uzevši u obzir važnost ovih štetnika u proizvodnji jabuke, do sada je razvijeno nekoliko modela za praćenje jabukova savijača, međutim za razvoj učinkovitog analitičkog modela za praćenje štetnika potrebno je fotografije prikupljati na terenu, kako bi one predstavljale što pouzdaniji materijal za učenje i izradu modela. Kod svakog od do sada razvijenih modela za praćenje jabukova savijača potrebna su značajna poboljšanja u vidu točnosti, preciznosti i osjetljivosti, kao i u vidu manje potrošnje energije. Razvijeno je također i nekoliko modela za detekciju šteta od moljca kružnih mina. Da bi navedeni model bio potpuno učinkovit u pravovremenom otkrivanju napada, ključno je da uz štete na listovima, model prati i brojnost populacije odraslih jedinki moljca kružnih mina, jer se na taj način može ranije intervenirati i spriječiti nastanak oštećenja. Takav sustav za praćenje moljca kružnih mina do sada nije razvijen i ne postoji na tržištu. Nadalje, prema podacima iz literature, do sada razvijeni modeli za detekciju štetnika razvili su točnost detekcije veću od 90 % u odnosu na vizualni pregled stručnjaka, stoga se takvi modeli smatraju učinkovitima.
S obzirom na navedeno, postavljene su sljedeće hipoteze istraživanja : 1. Analitički model na bazi umjetnih neuronskih mreža u odnosu na vizualni pregled stručnjaka ima točnost prepoznavanja i prebrojavanja jedinki jabukova savijača i moljca kružnih mina višu od 90 %. 2. Analitički model na bazi umjetnih neuronskih mreža u odnosu na vizualni pregled stručnjaka ima točnost prepoznavanja i prebrojavanja šteta na listu od moljca kružnih mina višu od 90 %.
Stoga su ciljevi istraživanja u sklopu disertacije bili: 1. Izraditi analitički model za prepoznavanje i prebrojavanje jedinki jabukova savijača i moljca kružnih mina te utvrditi njegovu učinkovitost. 2. Izraditi analitički model za prepoznavanje i prebrojavanje šteta od moljca kružnih mina te utvrditi njegovu učinkovitost
Tijekom istraživanja u svrhu razvoja analitičkih modela podaci su prikupljani u tri voćnjaka jabuke. Tijekom jedne vegetacijske sezone prikupljeno je 430 fotografija ljepljivih ploča jabukova savijača, 400 fotografija ljepljivih ploča moljca kružnih mina i 400 fotografija krošnje jabuke u svrhu detekcije šteta na listu. Prikupljene fotografije su zatim označavane (anotirane), što je rezultiralo s 8142 anotacija jabukova savijača, 4700 anotacija moljca kružnih mina i 1880 šteta na listu (mina).
Nakon prikupljanja svih potrebnih podataka pristupilo se izradi analitičkih modela. Izrada modela na bazi umjetnih neuronskih mreža započinje definiranjem seta ulaznih i izlaznih varijabli te prilagodbom podataka potrebama razvoja modela. Ulazne varijable su prikupljene i označene fotografije manjih dimenzija 640x640 piksela, od originalne fotografije dimenzija 4000 x 3900 piksela. Kako bi se povećao broj fotografija na ulazu u umjetnu neuronsku mrežu, koristile su se i transformacije ulazne fotografije. Arhitektura umjetne neuronske mreže korištena u istraživanju u sklopu ove disertacije je EfficientDet 4 koja pokazuje najbolju kvalitetu detekcije objekata u fotografiji. Za izradu modela korišten je programski jezik Python 3.6 i biblioteka za umjetne inteligencije Tensorflow.
Baza podataka, odnosno označenih fotografija podijeljena je na tri seta: set za trening, set za validaciju i set za test modela. Za trening modela koristilo se 80-95 % nasumično odabranih fotografija, preostalih 5-20 % fotografija koristilo se za validaciju (provjeru kvalitete modela tijekom same izrade), a za test modela koristilo se 30 novih fotografija, koje nisu korištene u prethodnim fazama razvoja. Validacija modela provodi se korištenjem različitih osnovnih statističkih elemenata koji definiraju preciznost detekcije objekata, kao i određenih statističkih indikatora. Testiranje modela, tj. provjera njegove kvalitete nakon ukupne izrade, provodi se zbog važnosti rada modela u praksi. Dobiveni rezultati testiranja modela statistički su se analizirali primjenom matrice zabune (eng. confusion matrix). Matrica se sastoji od 4 kategorije (TP - true positive, TN - true negative, FP - false positive i FN – false negative).
Glavni rezultati disertacije pokazali su da razvijeni analitički modeli pokazuju izvrsne rezultate detekcije s 99,3 % točnosti u detekciji jabukova savijača, 98,13 % točnosti u detekciji moljca kružnih mina i 94,6 % točnosti u detekciji oštećenja listova jabuke od moljca kružnih mina. Uzevši u obzir da je točnost prepoznavanja i prebrojavanja jedinki jabukova savijača, moljca kružnih mina i šteta na listu od moljca kružnih mina veća od 90 % u odnosu na vizualni pregled stručnjaka, razvijeni modeli pokazali su se učinkovitima, a postavljene hipoteze prihvaćene.
Primjenom ovih modela, omogućava će se detaljan i sveobuhvatan uvid u stanje voćnjaka jabuke. Model za praćenje odraslih oblika moljca kružnih mina, kao i modeli koji omogućuju kompletan uvid u situaciju u voćnjaku jabuke do sada ne postoje na tržištu i prvi put su predstavljeni u sklopu ove disertacije. Razvijeni modeli doprinose automatskom praćenju štetnika i održivoj proizvodnji jabuke. A znanstveni doprinos ove disertacije je u implementaciji novih tehnologija koje uključuju analitičke modele na bazi umjetnih neuronskih mreža u području zaštite bilja. Što se odnosi na razvoj sustava ranog uočavanja štetnika i primjenu analitičkih modela na bazi umjetnih neuronskih mreža u detekciji ekonomskih štetnika jabuke (jabukova savijača te moljca kružnih mina i njegovih šteta). Primjenom navedenih tehnologija unaprijedila bi se zaštita bilja, te smanjio ekološki otisak u voćarskoj proizvodnji
Genetic and pomological identification of fig cultivars (Ficus carica L.)
No full textSmokva je jedna od najstarijih voćnih vrsta svijeta ĉiji je intezitet uzgoja u Hrvatskoj varirao od potpune zanemarenosti do postupne revitalizacije i popularizacije ĉime se postavlja pitanje strukture i pouzdanosti postojećeg sortimenta. Izbor i dostupnost razliĉitih sorata smokve danas je usko povezan s ponudom rasadnika koji garantiraju genotip soritmenta. MeĊutim, u sluĉaju smokve vidljiva je fenotipska neujednaĉenost novih nasada, a u struĉnoj literaturi navode se tek osnovni opisi sorata. Brojni sluĉajevi sinonima i homonima upućuju na neusustavljenost sortimenta, odnosno na mogućnost heterogenosti populacija sorata. Cilj ovog istraţivanja bio je primjenom metoda genetiĉke i pomološke identifikacije provjeriti status jedinstvenosti i genetske uniformnosti tri ekonomski vaţne sorte smokve u Hrvatskoj. Analizom genotipa pomoću mikrosatelitskih markera na sedam lokusa i izabranim IPGRI deskriptorima, utvrĊena je heterogenost sorata unutar i izmeĊu proizvodnih i matiĉnih nasada, otvorena su pitanja identiteta pojedinih sorti i vjerodostojnosti drţavnih kolekcijskih nasada smokve. UtvrĊena je potreba za opseţnijim istraţivanjem na većem broju sorata i većem uzorku, a uz genotipizaciju molekularnim markerima nuţno je provesti i temeljite pomološke analize kako bi se ustanovio osnovni genotip i glavno ime sorata te pratećih sinonima gospodarski vaţnih sorata smokve.The fig is one of the oldest fruit species in the world, the intensity of cultivation in Croatia varied from complete neglect to gradual revitalization and popularization, which raises the question of the structure and reliability of the existing variety lists. The choice and availability of different varieties of figs today is closely related to the offer of nurseries that guarantee the true-to-type genotype of the variety. However, in the case of figs, the phenotypic unevenness of the new plantings is visible, and only basic descriptions of the cultivars are given in the professional literature. Numerous cases of synonyms and homonyms point to the non-consistency of variety genotype, that is, to the possibility of heterogeneity of the variety populations. The goal of this research was to verify the status of genetic uniqueness, distinctness and uniformity of three economically important fig varieties in Croatia by applying genetic and pomological identification methods. Genotype analysis using microsatellite markers at seven loci and selected IPGRI descriptors determined the heterogeneity of cultivars within and between production and mother plantations, opened questions about the identity of individual cultivars and the credibility of national fig collections. There is need for more extensive research on a larger number of cultivars and based on larger sample. Both, molecular marker genotyping, as well as appropriate pomological analyzes would be necessary in order to establish the true-to-type genotypes and prime names of the economically relevant fig cultivars