Durante la última década, la actividad investigadora en fenotipado de plantas aumentó exponencialmente. Esto se puede atribuir en gran medida a la aparición de nuevas plataformas de fenotipado, la aparición de tecnologías más complejas y la creciente disponibilidad de sensores potentes.
Se cree que combinar la información extraída de los datos de fenotipado con modelos matemáticos y computacionales ayudará a los científicos a abordar la necesidad urgente de mejorar los rasgos de las plantas para garantizar la seguridad alimentaria en las próximas décadas.
En un nuevo estudio publicado en in silico Plants, Clément Saint Cast, entonces investigador posdoctoral en UCLouvain, y colegas exploró cómo conectar la fenómica y las comunidades de modelado. En primer lugar, cuantificaron en qué medida las comunidades de modelado y fenómica intercambian conjuntos de datos y los usan juntos. Luego sugirieron cómo se podría facilitar esto.
Determinar la conexión establecida y potencial entre las comunidades
Después de identificar más de 4,000 artículos científicos relacionados con el fenotipado de plantas, herramientas de software de análisis de imágenes de plantas, modelos de cultivo basados en procesos y modelos individuales basados en plantas, los autores asignaron artículos a temas de investigación según su contenido. Los términos que aparecen en los títulos, resúmenes y palabras clave se extrajeron de los artículos y se analizaron para identificar la distribución de frecuencia de los términos clave asociados con los artículos.
Usando el Visor de VOS software, pudieron visualizar las conexiones entre los documentos de las comunidades de fenómica y modelado. El software calcula las similitudes entre los artículos en función del número de referencias citadas que tienen en común. Cuanto mayor sea el número de artículos de referencia citados que tengan en común, más fuertes estarán los artículos relacionados entre sí.
A pesar de la superposición de temas abordados por las comunidades modelo y fenotipadora, el número y la proporción de referencias citadas en común entre las comunidades son bajos, lo que destaca un bajo nivel de conexión entre estas comunidades.
Según Clément Saint Cast, “este resultado probablemente se deba a los diferentes objetivos científicos de estas comunidades, la falta de conciencia de los beneficios que promueve cada comunidad, la terminología heterogénea utilizada por las comunidades y la falta de plataformas comunes para permitir datos transparentes. intercambio."
Los autores presentan una estrategia de tres partes para avanzar hacia una mejor conexión y colaboración entre las comunidades de fenotipado y modelado.
1. Dar a conocer la diversidad de modelos, conjuntos de datos fenómicos y plataformas de fenotipado que existen.
El portal en línea “Planta Cuantitativa” (cuantitativa-planta.org) permite a los usuarios explorar más de 100 modelos diversos de simulación de plantas y cultivos y sus aplicaciones. Ayuda a los investigadores a buscar software de análisis de imágenes para sus experimentos de fenotipado para encontrar posibles aplicaciones de modelos que cambien el juego en la página web de modelos de plantas o cultivos asociados.
La IPPN (https://www.plant-phenotyping.org/infrastructure_map) y ÉNFASIS (https://emphasis.plant-phenotyping.eu/emphasis_infrastructure_map) cuentan con bases de datos de plataformas de fenotipado. Proporcionan información sobre las plataformas de fenotipado existentes y futuras, así como sus características y usos.
2. Estandarizar la terminología utilizada por las comunidades.
Clément Saint Cast explica, “actualmente, la terminología utilizada por las comunidades de fenotipado y modelado puede ser muy heterogénea según la disciplina de investigación, la escala, los objetivos e incluso entre los grupos de investigación. Esto limita la capacidad de relacionar con precisión la información dentro y entre las comunidades. Sugerimos una solución para facilitar la conexión y el intercambio de información: el uso de un diccionario controlado y estandarizado de términos comunes y reconocidos internacionalmente que puedan ser compartidos entre las comunidades.”
Si bien la comunidad de fenotipado ha realizado algo de trabajo para abordar estos problemas, es necesario realizar un trabajo adicional por parte de las comunidades de modelado de plantas y cultivos.
3. Desarrollar plataformas comunes para permitir el intercambio transparente de datos.
La cooperación a largo plazo entre las comunidades de fenómica y modelado requerirá el desarrollo de plataformas comunes diseñadas para permitir el intercambio transparente de datos de modelos a experimentos y viceversa. El desarrollo de una plataforma de alojamiento común debe considerar (i) datos fenómicos con sus metadatos asociados, (ii) datos fenómicos en un formato armonizado y (iii) modelos con sus traductores y conectores asociados para permitir la conexión entre datos fenómicos y otros modelos.
“Hemos emprendido este trabajo porque creemos que la comunicación y la colaboración entre comunidades y los datos y modelos de código abierto brindan una gran oportunidad para un rápido avance en la biología de las plantas”.
LEE EL ARTÍCULO:
Clément Saint Cast, Guillaume Lobet, Llorenç Cabrera-Bosquet, Valentin Couvreur, Christophe Pradal, François Tardieu, Xavier Draye, Conectando comunidades de modelado y fenotipado de plantas: lecciones del mapeo científico y perspectivas operativas, in silico Plants, Volumen 4, Número 1, 2022, diac005, https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diac005
Puedes leer más sobre la Planta Cuantitativa sitio web en Botany One.
