L'optimisation des représentations des modèles au niveau de la photosynthèse, de la canopée ou du système racinaire a déjà conduit à des améliorations au niveau de la plante et du champ. Les exemples incluent un 25% de réduction des pertes d'eau dans le tabac de culture modèle cultivé en plein champ (via la surexpression de PsbS), un 15 % (via une réponse accélérée aux événements d'ombrage naturels) et 24 % augmentation de la biomasse du tabac cultivé au champ (voies photorespiratoires plus efficaces), et une 40 % du rendement du blé cultivé en serre (via une activité SBPase accrue).

Pour poursuivre ces progrès, il est non seulement nécessaire que les modèles tirent parti des développements rapides du phénotypage à haut débit, de l'apprentissage automatique, de la génomique, de la métabolomique et du calcul haute performance, mais ils doivent également être intégratifs pour inclure les mécanismes de réponse sous-jacents. , allant des réseaux de gènes et des voies métaboliques à l'organisation cellulaire, au développement des tissus et des organes et à la capture des ressources dans des environnements et des écosystèmes compétitifs dynamiques.

Les modèles qui couvrent tous les niveaux biologiques grâce à une modélisation intégrative et multi-échelles ont le potentiel d'accélérer davantage l'ingénierie dirigée et la sélection d'idéotypes de cultures qui se traduiront par une amélioration de la production et de la durabilité des cultures dans des conditions environnementales futures difficiles.

Pour cette raison, in silico Plants lance un appel à contributions pour un numéro spécial sur la modélisation intégrative et multi-échelle. Ce numéro spécial visera à publier des recherches décrivant des modèles et des outils multi-échelles améliorés et nouvellement développés.

La portée du numéro spécial sur la modélisation intégrative et multi-échelle comprend :

• Modèles multi-échelles qui incluent la régulation métabolique à travers les échelles biologiques, y compris la régulation transcriptionnelle, post-transcriptionnelle, translationnelle et post-traductionnelle et la connexion entre la micro-échelle (cellulaire) et la macro-échelle (organe et/ou écosystème), et
• Les outils et ressources informatiques pour le développement de modèles multi-échelles comprennent des cadres, des moteurs et des langages.

L'éditeur invité pour ce numéro spécial sera le Dr. Amy Marshall-Colon, professeur agrégé de biologie végétale à l'Université de l'Illinois et rédacteur fondateur de in silico Végétaux. Tous les types d'articles - articles originaux (qui incluent la recherche et le développement, la théorie, les méthodes, les logiciels et les outils informatiques), les avancées techniques, les critiques, les opinions, les éditoriaux, les lettres à l'éditeur et les commentaires - sont les bienvenus et seront soumis à l'examen complet par les pairs. processus d'examen de in silico Plants.

Si vous souhaitez soumettre un manuscrit pour inclusion dans le numéro spécial, veuillez envoyer un e-mail à bureau@insilicoplants.org avec votre liste d'auteurs, titre et message clé pour indiquer votre intérêt et réserver votre place. La date limite de soumission des manuscrits est le 30 octobre 2022.

Le numéro spécial sera édité conjointement avec le 6^th annuel Colloque Cultures in silico & Hackathon qui se tiendra virtuellement du 11 au 13 mai 2022 par l'intermédiaire du National Center for Supercomputing Applications (NCSA) de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign. Le programme du symposium comprend des exposés, des discussions et des présentations d'affiches interactives sur la modélisation mathématique et les logiciels/outils informatiques associés. Le Hackathon proposera des tutoriels interactifs pour 5 modèles et frameworks et outils de modélisation :

• Biocro II - Un cadre de modèle semi-mécaniste de croissance dynamique des cultures.
• OuvrirSimRoot - Un modèle fonctionnel structurel 3D qui simule la croissance des racines, l'architecture et l'acquisition des ressources.
• Helios - Un cadre de modélisation 3D des plantes et de l'environnement.
• CPlantBox– Un modèle fonctionnel structurel 3D axé sur l'architecture racinaire et l'interaction racine-sol.
• OuvrirAlea - Un environnement de modélisation multi-paradigme pour les plantes.

Plus d'informations sur le numéro spécial sont disponibles ici.

L'éditeur du numéro spécial et les organisateurs de la conférence se réjouissent de vos contributions au numéro spécial et de vous accueillir pour participer au 6^th annuel Colloque Cultures in silico & Hackathon.

En savoir plus sur la modélisation multi-échelle

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), Les modèles informatiques multi-échelles peuvent guider l'expérimentation et mesures ciblées pour l'amélioration des cultures. Le journal des plantes, 103 : 21-31. https://doi.org/10.1111/tpj.14722

Megan L. Matthews, Amy Marshall-Colón (2021) Modélisation végétale multi-échelle : du génome au phénome et au-delà. Sujets émergents en sciences de la vie, 5 (2): 231–237. https://doi.org/10.1042/ETLS20200276