Os criadores de plantas enfrentam uma missão urgente: adaptar as colheitas às mudanças climáticas e alimentar uma população mundial cada vez maior. Os modelos de cultivo podem ajudar os criadores a selecionar cultivares e características de cultivo para diferentes ambientes-alvo. Por exemplo, modelos podem ser usados ​​para avaliar características (por exemplo, ciclos de vida, sensibilidades ao fotoperíodo, produtividades, tolerância ao calor e tamanho/taxa de crescimento da semente) para melhorar o rendimento.

Em um artigo de revisão recente, Dr. Kenneth Boote e co-autores da Universidade da Flórida exortar modeladores para representar cultivares em modelos usando genética para melhor avaliar esses efeitos ambientais. Segundo os autores, os modeladores devem ir além dos modelos específicos da espécie que simulam cultivares usando parâmetros fixos para representar diferentes características fenotípicas e, em vez disso, incorporar as informações de genética molecular de cada cultivar para avaliar como as características fenotípicas respondem ao ambiente.

Segundo os autores, o momento é propício para esses avanços na modelagem genética. O rápido desenvolvimento da genética molecular permitiu que ações gênicas fossem simuladas no nível de interações de reguladores, produtos gênicos e outros metabólitos. A maneira como o ambiente afeta a expressão de genes que diferem entre cultivares pode, portanto, ser simulada ligando marcadores QTL associados a genes a fenótipos específicos de cultivares.

É importante ressaltar que os modelos também devem incorporar fisiologia de características realistas a fatores ambientais para entender melhor como a variação genética afeta os processos de equilíbrio de carbono, água e nutrientes da cultura. Os autores destacam estudos para ilustrar os resultados emergentes simulados como resultado de combinações únicas e múltiplas de parâmetros específicos do genótipo e para ilustrar o genótipo por interações ambientais que podem ocorrer em diferentes ambientes-alvo.

De acordo com Boote, “muito trabalho é necessário para vincular os efeitos genéticos aos processos fisiológicos para aplicações de modelagem in silico. Além disso, precisamos de muito mais fenotipagem e dados de desempenho do crescimento em vários ambientes”.

Nota aos educadores: este artigo fornece uma excelente revisão dos princípios gerais dos modelos de simulação de cultivo e as etapas para simular o melhoramento genético com um modelo de cultivo.