Editor chefe Dr. (Universidade de Illinois e Universidade de Lancaster) desenvolveu uma gama de modelos mecanísticos em diferentes escalas relacionando o efeito ambiental na fotossíntese com a produtividade da planta. Ele escolheu o Editorial “Os papéis da credibilidade e da transdisciplinaridade na modelagem para apoiar o futuro melhoramento das culturas. "

Ele escreve:

Escolhi este artigo porque ele destaca a necessidade de modelos dinâmicos de crescimento e desenvolvimento de plantas/culturas (P/CGM) para lidar com os desafios futuros de abastecimento de alimentos e mudanças climáticas. Esses modelos prevêem trajetórias de atributos de plantas e culturas ao longo do ciclo de crescimento para cenários ExGxM. Este trabalho é exemplar dos objetivos do in silico Diário de plantas.

O autor identifica três questões que são críticas para a futura prática de modelagem de plantas para apoiar a melhoria da cultura:

• Credibilidade do modelo – Preveja resultados fenotípicos com dados de alta qualidade, gere respostas qualitativas conhecidas, preveja fenótipos emergentes e interações associadas a características-chave.
• Credibilidade do Modelador – Realismo biológico embasado em sólidas evidências experimentais e teóricas, parcimônia adequada para a aplicação, estruturada para permitir variação de parâmetros, transparência, repetibilidade e acessibilidade.
• transdisciplinaridade – Necessidade urgente de capturar o nexo entre a compreensão molecular e ecofisiológica, uma biologia de sistemas de cultivo com capacidade de escalar do fenótipo para baixo e para cima molecular, exigindo um novo nível de comunicação com não-modeladores e reconhecimento de que os experimentadores não são simplesmente coletores de dados, mas especialistas do domínio.

Indo adiante, nossa atenção a esses pontos e a este documento chave será fundamental para mover a modelagem de culturas da periferia para a posição central que ela precisa ocupar no futuro das ciências vegetais e seus desafios.

Professor Przemyslaw Prusinkiewicz (Universidade de Calgary) é pioneiro na modelagem computacional, simulação e visualização do desenvolvimento de plantas. Ele selecionou “A variação posicional em vez do estresse salino domina as mudanças nos padrões de formato de folha 3D em copas de pepino. "

Ele escreve:

Achei este artigo interessante porque estudo folhas e sua variabilidade, e as folhas de pepino não foram tão amplamente analisadas quanto as de plantas modelo como Arabidopsis, Caradamine, tomate ou videira. Além disso, os autores consideram o estresse ambiental como um fator que pode afetar o formato das folhas, enquanto na maioria dos artigos o impacto do ambiente é ignorado.

Usando quantificação detalhada da diversidade de formas de folhas (pepino), os autores descobriram que a forma da folha depende predominantemente da posição da folha na planta. Quando modelado, a variação da forma da folha desempenhou apenas um papel menor na distribuição de luz no dossel da planta. O (sub)modelo folha pode ser usado em vários modelos computacionais de plantas e está disponível com os autores mediante solicitação.

Desenvolvedor de modelos de sistemas multiescala, Professor Xin-Guang Zhu (Academia Chinesa de Ciências) escolheu “yggdrasil: um pacote Python para integrar modelos computacionais entre linguagens e escalas. "

Escolhi este artigo porque embora existam muitos modelos desenvolvidos pela comunidade de pesquisa; no entanto, eles não podem ser facilmente usados. Gosto da ideia de criar uma ferramenta que possa ajudar a integrar os diferentes modelos computacionais para descrever os processos biológicos que regem o crescimento e o desenvolvimento das plantas, abrangendo escalas de atomística a global que não serão perdidas.

yggdrasil tem três características que são importantes para uso amplo:

• Fácil de usar. Exija o mínimo possível de modificações no código-fonte do modelo e apenas na linguagem do próprio modelo.
• Eficiente. Permita que os modelos sejam executados em paralelo com a comunicação assíncrona que não bloqueia a execução do modelo quando uma mensagem é enviada, mas ainda não foi recebida.
• Flexível. Fornecer a mesma interface para o usuário, independentemente do mecanismo de comunicação utilizado ou da plataforma em que o modelo está sendo executado.

O pacote está disponível em Python, C, C++ e Matlab e pode ser usado nos sistemas operacionais Linux, Mac OS e Windows. yggdrasil é amigável e pode ser acessado em https://github.com/cropsinsilico/yggdrasil.