Conectando comunidades de modelado y fenotipado de plantas
Mary Lederman
Un nuevo estudio destaca áreas de compatibilidad y estrategias para una mejor comunicación y colaboración.
Durante la última década, la actividad investigadora sobre el fenotipado de plantas se ha incrementado exponencialmente. Esto se puede atribuir en gran medida a la aparición de nuevas plataformas de fenotipado, la aparición de tecnologías más complejas y la creciente disponibilidad de sensores potentes.
Se cree que la combinación de la información extraída de los datos de fenotipado con modelos matemáticos e informáticos ayudará a los científicos a abordar la urgente necesidad de mejorar las características de las plantas para garantizar la seguridad alimentaria en las próximas décadas.
En un nuevo estudio publicado en en silico Plants, Clément Saint Cast, entonces becario postdoctoral en UCLouvain, y sus colegas exploraron cómo conectar fenómenos y modelar comunidades. Primero, cuantificaron la medida en que los fenómenos y las comunidades de modelado intercambian y comparten conjuntos de datos. Luego sugirieron cómo se podría facilitar esto.
Determinar el vínculo establecido y potencial entre las comunidades
Después de identificar más de 4000 artículos científicos sobre fenotipado de plantas, herramientas de software para analizar imágenes de plantas, modelos de plantas basados en procesos y modelos de plantas individuales, los autores asignaron artículos a temas de investigación según el contenido. Los términos que aparecen en los títulos, resúmenes y palabras clave se extrajeron de los artículos y se analizaron para determinar la distribución de frecuencia de los términos clave asociados con los artículos.
Usando el software VOSviewer, pudieron visualizar conexiones entre artículos de comunidades tanto fenomenológicas como de modelado. El software calcula las similitudes entre los artículos en función del número de referencias citadas que tienen en común. Cuanto mayor es el número de referencias citadas de trabajos conjuntos, más estrechamente se relacionan los trabajos entre sí.
A pesar de la superposición de temas cubiertos por las comunidades modelo y de fenotipado, el número y la proporción de referencias comunes citadas entre comunidades son pequeños, lo que indica un bajo nivel de conectividad entre estas comunidades.
Según Clément Saint Cast, “Este resultado probablemente se deba a los diferentes objetivos científicos de estas comunidades, la falta de conocimiento de los beneficios que promueve cada comunidad, la terminología heterogénea utilizada por las comunidades y la falta de plataformas comunes para proporcionar información transparente. los datos permiten el intercambio”.
Los autores presentan una estrategia triple para lograr una mejor conexión y colaboración entre las comunidades de modelado y fenotipado.
1. Crear conciencia sobre la diversidad de modelos existentes, conjuntos de datos fenomenales y plataformas de fenotipado.
El portal en línea Quantitative Plant (quantitative-plant.org) permite a los usuarios explorar más de 100 modelos diferentes de simulación de plantas y cultivos y sus aplicaciones. Ayuda a los investigadores que buscan software de análisis de imágenes para sus experimentos de fenotipado a encontrar posibles aplicaciones de modelos innovadores en el sitio web de modelos de plantas o cultivos relacionados.
La IPPN (https://www.plant-phenotyping.org/infrastructure_map) y EMPHASIS (https://emphasis.plant-phenotyping.eu/emphasis_infrastructure_map) tienen bases de datos de plataformas de fenotipado. Proporcionan información sobre las plataformas de fenotipado existentes y futuras, así como sus propiedades y posibles usos.
2. Unificación de la terminología utilizada por las comunidades.
Clément Saint Cast explica: “Actualmente, la terminología utilizada por las comunidades de fenotipado y modelado puede ser muy heterogénea según la disciplina de investigación, el alcance, los objetivos e incluso entre grupos de investigación. Esto limita la capacidad de relacionar con precisión la información dentro y entre las comunidades. Proponemos una solución para facilitar la conexión y el intercambio de información: el uso de un diccionario controlado y estandarizado de términos comunes y reconocidos internacionalmente que pueden ser compartidos por las comunidades”.
Si bien la comunidad de fenotipado ha realizado algo de trabajo para abordar estos problemas, las comunidades de plantas y de modelado de plantas deben realizar un trabajo adicional.
3. Desarrollar plataformas comunes para permitir el intercambio transparente de datos.
La colaboración a largo plazo entre las comunidades fenomenal y de modelado requiere el desarrollo de plataformas comunes que deberían permitir el intercambio transparente de datos de modelos a experimentos y viceversa. El desarrollo de una plataforma de alojamiento común debe tener en cuenta (i) datos fenoménicos con sus metadatos asociados, (ii) datos fenoménicos en un formato armonizado y (iii) modelos con sus traductores y conectores asociados para facilitar la conexión entre datos fenoménicos y otros modelos permiten.
“Llevamos a cabo este trabajo porque creemos que la comunicación y la colaboración entre las comunidades y los datos y modelos de código abierto presentan una gran oportunidad para avances rápidos en la biología de las plantas”.
LEER EL ARTÍCULO:
Clément Saint Cast, Guillaume Lobet, Llorenç Cabrera-Bosquet, Valentin Couvreur, Christophe Pradal, François Tardieu, Xavier Draye, Connecting Plant Phenotyping and Modeling Communities: Lessons from Science Mapping and Operational Perspectives, in silico Plants, volumen 4, número 1, 2022 , diac005, https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diac005
Puede leer más sobre el sitio web de Quantitative Plant en Botany One.
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