Los modelos dinámicos de simulación de cultivos son herramientas que predicen el fenotipo (es decir, las características observables) de las plantas que crecen en entornos específicos. En estos modelos, las diferencias genotípicas entre cultivares están representadas por parámetros específicos de genotipo (GSP) empíricos.

“Tradicionalmente, la información genotípica de cada cultivar debe estimarse a partir de datos experimentales que se recopilan de múltiples estudios de campo que representan diferentes entornos. Los avances en las tecnologías para identificar de forma rápida y económica la composición genética de las plantas ahora han hecho posible integrar información sobre las variaciones en los genes entre los cultivares en estos modelos”, dice el Dr. Gerrit Hoogenboom de la Universidad de Florida.

Hoogenboom dirigió un estudio publicado recientemente en in silico Plantas que incorporó un módulo dinámico basado en genes en un modelo de cultivo existente para crear un "modelo dinámico híbrido".

“Los desafíos actuales son que para cada proceso biofísico necesitamos estimar los parámetros del modelo dinámico en función de los QTL y los datos ambientales. Sin embargo, una vez hecho esto, solo necesitamos la información de QTL para nuevos cultivares o híbridos para simular el crecimiento y el desarrollo y predecir el rendimiento, en comparación con el enfoque tradicional que requiere una extensa recopilación de datos experimentales antes de cualquier aplicación modelo con nuevos cultivares”, dice. Hoogenboom.

El módulo de floración basado en genes se calibró utilizando 12 QTL (loci de rasgos cuantitativos, que son regiones de ADN) que previamente se habían detectado para controlar el tiempo de floración, creando así un módulo de floración basado en genes. El componente de floración original del modelo CSM-CROPGRO-Drybean se sustituyó por el módulo basado en genes. Se realizaron simulaciones con QTL y condiciones meteorológicas como datos de entrada para el módulo en múltiples ubicaciones con el fin de predecir el tiempo de desarrollo utilizando el módulo basado en QTL, y el modelo CSM-CROPGRO-Drybean se utilizó para predecir los demás procesos y, en última instancia, el rendimiento.

El módulo híbrido integrado basado en genes simuló los días de la primera flor que coincidieron estrechamente con los valores observados. El modelo híbrido también describió la mayoría de los efectos de la interacción gen, ambiente y gen x ambiente en el tiempo de floración y fue capaz de predecir el rendimiento final y otros resultados simulados por el modelo original.

El enfoque utilizado para integrar el módulo de la primera flor basado en genes en el modelo CSM-CROPGRO-Drybean puede usarse potencialmente para incorporar otros módulos basados ​​en genes para realizar una transición sistemática de un modelo GSP a uno basado en genes.

Actualizado a las 18:27 con un enlace corregido.