A otimização das representações do modelo no nível da fotossíntese, do dossel ou do sistema radicular já levou a melhorias no nível da planta e do campo. Os exemplos incluem um Redução de 25% na perda de água no tabaco modelo cultivado em campo (através da superexpressão de PsbS), um 15% (via resposta acelerada a eventos de sombreamento natural) e 24% aumento da biomassa de tabaco cultivada no campo (vias fotorrespiratórias mais eficientes) e 40% no rendimento do trigo cultivado em estufa (através do aumento da atividade SBPase).
Para continuar esse progresso, não é apenas necessário que os modelos aproveitem os rápidos desenvolvimentos em fenotipagem de alto rendimento, aprendizado de máquina, genômica, metabolômica e computação de alto desempenho, mas também devem ser integrados para incluir os mecanismos subjacentes de resposta , abrangendo desde redes de genes e vias metabólicas até a organização celular, desenvolvimento de tecidos e órgãos e captura de recursos em ambientes competitivos dinâmicos e ecossistemas.
Modelos que abrangem níveis biológicos por meio de modelagem multiescala integrativa têm o potencial de acelerar ainda mais a engenharia direcionada e o melhoramento de ideótipos de culturas que resultarão em produção e sustentabilidade aprimoradas em condições ambientais futuras desafiadoras.
Por esta razão, in silico A Plants está solicitando artigos para uma edição especial sobre modelagem integrativa e multiescala. Esta edição especial terá como objetivo publicar pesquisas descrevendo modelos e ferramentas multiescala aprimorados e recém-desenvolvidos.
O escopo da Edição Especial de Modelagem Integrativa e Multiescala inclui:
- Modelos multiescala que incluem regulação metabólica em escalas biológicas, incluindo regulação transcricional, pós-transcricional, translacional e pós-traducional e a conexão entre microescala (celular) e macroescala (órgão e/ou ecossistema), e
- As ferramentas e recursos computacionais para o desenvolvimento de modelos multiescala incluem estruturas, mecanismos e linguagens.
O editor convidado para esta edição especial será o Dr. Amy Marshall-Colón, Professor Associado de Biologia Vegetal na Universidade de Illinois e Editor fundador de in silico Plantas. Todos os tipos de artigos – Artigos Originais (que inclui pesquisa & desenvolvimento, teoria, métodos, software e ferramentas computacionais), Avanços Técnicos, Revisões, Opiniões, Editoriais, Cartas ao Editor e Comentários – são bem-vindos e serão submetidos a avaliação completa por pares. processo de revisão de in silico Plants.
Se você gostaria de enviar um manuscrito para inclusão na edição especial, envie um e-mail para office@insilicoplants.org com sua lista de autores, título e mensagem principal para indicar seu interesse e reservar seu lugar. O prazo para submissão de manuscritos é 30 de outubro de 2022.
O Número Especial será editado em conjunto com o 6th anual Simpósio e Hackathon Crops in silico a ser realizada virtualmente de 11 a 13 de maio de 2022 por meio do National Center for Supercomputing Applications (NCSA) da University of Illinois Urbana-Champaign. O programa do Simpósio inclui palestras, discussões e apresentações de pôsteres interativos sobre modelagem matemática e software/ferramentas computacionais associadas. O Hackathon contará com tutoriais interativos para 5 modelos e estruturas e ferramentas de modelagem:
- BioCro II - Uma estrutura de modelo de crescimento dinâmico semi-mecanicista.
- OpenSimRoot - Um modelo funcional estrutural 3D que simula o crescimento da raiz, arquitetura e aquisição de recursos.
- Helios - Uma planta 3D e uma estrutura de modelagem ambiental.
- CPlantBoxGenericName– Um modelo funcional estrutural 3D com foco na arquitetura da raiz e na interação raiz-solo.
- OpenAlea - Um ambiente de modelagem multiparadigma para plantas.
Mais informações sobre a edição especial estão disponíveis aqui..
O editor da edição especial e os organizadores da conferência aguardam suas contribuições para a edição especial e para recebê-lo para participar do 6th anual Simpósio e Hackathon Crops in silico.
Leia mais sobre modelagem multiescala
Bedrich Benes, Kaiyu Guan, Meagan Lang, Stephen P. Long, Jonathan P. Lynch, Amy Marshall-Colón, Bin Peng, James Schnable, Lee J. Sweetlove, Matthew J. Turk (2020), Modelos computacionais multiescala podem orientar a experimentação e medições direcionadas para o melhoramento da cultura. The Plant Journal, 103: 21-31. https://doi.org/10.1111/tpj.14722
Megan L. Matthews, Amy Marshall-Colón (2021) Modelagem de plantas em multiescala: do genoma ao fenômeno e além. Tópicos emergentes em ciências da vida, 5 (2): 231–237. https://doi.org/10.1042/ETLS20200276
