Os modelos dinâmicos de simulação de culturas são ferramentas que preveem o fenótipo (ou seja, características observáveis) de plantas cultivadas em ambientes específicos. Nesses modelos, as diferenças genotípicas entre cultivares são representadas por parâmetros empíricos genótipo-específicos (GSPs).
“Tradicionalmente, as informações genotípicas para cada cultivar devem ser estimadas a partir de dados experimentais coletados em vários estudos de campo que representam diferentes ambientes. Avanços nas tecnologias para identificação rápida e barata da composição genética das plantas tornaram possível integrar informações sobre variações nos genes entre as cultivares nesses modelos”, diz o Dr. Gerrit Hoogenboom, da Universidade da Flórida
Hoogenboom liderou um estudo recentemente publicado na in silico Plantas que incorporou um módulo dinâmico baseado em genes em um modelo de cultura existente para criar um “modelo dinâmico híbrido”.
“Os desafios atuais são que, para cada processo biofísico, precisamos estimar os parâmetros do modelo dinâmico em função do QTL e dos dados ambientais. No entanto, uma vez feito isso, precisamos apenas das informações de QTL para novas cultivares ou híbridos para simular crescimento e desenvolvimento e prever o rendimento, em comparação com a abordagem tradicional que requer extensa coleta de dados experimentais antes de qualquer aplicação de modelo com novas cultivares”, diz Hoogenboom.
O módulo de floração baseado em genes foi calibrado utilizando 12 QTLs (loci de características quantitativas, que são regiões de DNA) previamente identificados como controladores do tempo de floração. O componente de floração original do modelo CSM-CROPGRO-Drybean foi então substituído pelo módulo baseado em genes. Simulações com QTLs e condições climáticas como entradas para o módulo foram realizadas em múltiplas localidades para predizer o momento do desenvolvimento utilizando o módulo baseado em QTLs. O modelo CSM-CROPGRO-Drybean foi utilizado para predizer os demais processos e, consequentemente, a produtividade.
O módulo híbrido baseado em gene integrado simulou os dias da primeira flor que concordaram de perto com os valores observados. O modelo híbrido também descreveu a maioria dos efeitos da interação gene, ambiente e gene x ambiente no tempo de floração e foi capaz de prever o rendimento final e outros resultados simulados pelo modelo original.
A abordagem usada para integrar o primeiro módulo de flor baseado em gene no modelo CSM-CROPGRO-Drybean pode potencialmente ser usada para incorporar outros módulos baseados em gene para fazer a transição sistemática de um GSP para um modelo baseado em gene.
Atualizado 18:27 com um link corrigido.
