Editor en jefe Dr. Stephen largo (Universidad de Illinois y Universidad de Lancaster) ha desarrollado una variedad de modelos mecánicos a diferentes escalas que relacionan el efecto ambiental sobre la fotosíntesis con la productividad de la planta. Eligió la Editorial”Los roles de la credibilidad y la transdisciplinariedad en el modelado para apoyar la mejora de cultivos en el futuro."

Él escribe:

Elegí este documento porque destaca la necesidad de modelos dinámicos de crecimiento y desarrollo de plantas/cultivos (P/CGM) para enfrentar los desafíos futuros del suministro de alimentos y el cambio climático. Estos modelos predicen trayectorias de atributos de plantas y cultivos a lo largo del ciclo de crecimiento para escenarios ExGxM. Este trabajo es un ejemplo de los objetivos de la in silico Diario de plantas.

El autor identifica tres temas que son críticos para la práctica futura de modelado de plantas para apoyar la mejora de cultivos:

• Credibilidad del modelo – Prediga resultados fenotípicos con datos de alta calidad, genere respuestas cualitativas conocidas, prediga fenotipos emergentes e interacciones asociadas con rasgos clave.
• Credibilidad del modelador – Realismo biológico basado en evidencia experimental y teórica sólida, parsimonia apropiada para la aplicación, estructurado para permitir la variación de parámetros, transparencia, repetibilidad y accesibilidad.
• Transdisciplinariedad – Necesidad urgente de capturar el nexo entre la comprensión molecular y ecofisiológica, una biología de sistemas de cultivos con la capacidad de escalar desde el fenotipo hacia abajo y molecularmente hacia arriba, lo que requiere un nuevo nivel de comunicación con los no modeladores y el reconocimiento de que los experimentadores no son simplemente recolectores de datos, sino expertos en dominios.

En el futuro, nuestra atención a estos puntos y este documento clave serán fundamentales para mover el modelado de cultivos de la periferia a la posición central que debe ocupar en el futuro de las ciencias de las plantas y sus desafíos.

Profesor Przemyslaw Prusinkiewicz (Universidad de Calgary) es pionera en el modelado computacional, la simulación y la visualización del desarrollo de plantas. Seleccionó “La variación posicional en lugar del estrés salino domina los cambios en los patrones de forma de hoja 3D en copas de pepino."

Él escribe:

Este artículo me pareció interesante porque estudio las hojas y su variabilidad, y las hojas de pepino no se han analizado tan ampliamente como las de plantas modelo como Arabidopsis, Caradamine, tomate o uva vinícola. Además, los autores consideran el estrés ambiental como un factor que puede afectar la forma de las hojas, mientras que en la mayoría de los artículos se ignora el impacto del medio ambiente.

Mediante el uso de una cuantificación detallada de la diversidad de las formas de las hojas (de pepino), los autores encontraron que la forma de la hoja depende predominantemente de la posición de la hoja en la planta. Cuando se modeló, la variación de la forma de la hoja jugó solo un papel menor en la distribución de la luz en el dosel de la planta. El (sub)modelo de hoja se puede utilizar en varios modelos de plantas computacionales y está disponible a los autores previa solicitud.

Desarrollador de modelos de sistemas multiescala, Profesor Xin-Guang Zhu (Academia de Ciencias de China) eligió “yggdrasil: un paquete de Python para integrar modelos computacionales a través de lenguajes y escalas."

Elegí este artículo porque aunque hay muchos modelos desarrollados por la comunidad de investigación; sin embargo, no se pueden usar fácilmente. Me gusta la idea de crear una herramienta que pueda ayudar a integrar los diferentes modelos computacionales para describir los procesos biológicos que gobiernan el crecimiento y desarrollo de las plantas, cubriendo escalas desde atomísticas hasta globales.

yggdrasil tiene tres características que son importantes para un uso amplio:

• Fácil de usar. Requiera la menor modificación posible del código fuente del modelo y solo en el idioma del propio modelo.
• Eficiente. Permita que los modelos se ejecuten en paralelo con comunicación asincrónica que no bloquee la ejecución del modelo cuando se envía un mensaje, pero aún no se ha recibido.
• Flexible. Proporcione la misma interfaz al usuario, independientemente del mecanismo de comunicación que se utilice o la plataforma en la que se ejecute el modelo.

El paquete está disponible en Python, C, C++ y Matlab, y se puede utilizar en los sistemas operativos Linux, Mac OS y Windows. yggdrasil es fácil de usar y se puede acceder en https://github.com/cropsinsilico/yggdrasil.