Les modèles de simulation dynamique des cultures sont des outils qui prédisent le phénotype (c'est-à-dire les caractéristiques observables) des plantes cultivées dans des environnements spécifiques. Dans ces modèles, les différences génotypiques entre les cultivars sont représentées par des paramètres empiriques spécifiques au génotype (GSP).
«Traditionnellement, les informations génotypiques de chaque cultivar doivent être estimées à partir de données expérimentales collectées à partir de plusieurs études sur le terrain représentant différents environnements. Les progrès des technologies permettant d'identifier rapidement et à moindre coût la composition génétique des plantes ont désormais permis d'intégrer des informations sur les variations des gènes parmi les cultivars dans ces modèles », déclare le Dr Gerrit Hoogenboom de l'Université de Floride.
Hoogenboom a mené une étude récemment publiée dans in silico Des plantes qui incorporé un module dynamique basé sur les gènes dans un modèle de culture existant pour créer un «modèle dynamique hybride».
« Les défis actuels sont que pour chaque processus biophysique, nous devons estimer les paramètres du modèle dynamique en fonction des QTL et des données environnementales. Cependant, une fois que cela a été fait, nous n'avons besoin que des informations QTL pour les nouveaux cultivars ou hybrides pour simuler la croissance et le développement et prédire le rendement, par rapport à l'approche traditionnelle qui nécessite une vaste collecte de données expérimentales avant toute application de modèle avec de nouveaux cultivars », déclare Hoogenboom.
Le module de floraison basé sur les gènes a été calibré à l'aide de 12 QTL (loci de caractères quantitatifs, régions d'ADN) précédemment identifiés comme contrôlant la date de floraison. Le composant de floraison initial du modèle CSM-CROPGRO-Drybean a ensuite été remplacé par ce module. Des simulations, intégrant les QTL et les données météorologiques comme entrées du module, ont été réalisées pour plusieurs sites afin de prédire le calendrier de développement. Le modèle CSM-CROPGRO-Drybean a quant à lui servi à prédire les autres processus et, finalement, le rendement.
Le module hybride intégré basé sur les gènes a simulé des jours de première floraison qui correspondaient étroitement aux valeurs observées. Le modèle hybride a également décrit la plupart des effets de l'interaction gène, environnement et gène x environnement sur le délai de floraison et a pu prédire le rendement final et d'autres résultats simulés par le modèle original.
L'approche utilisée pour intégrer le module de première fleur basé sur les gènes dans le modèle CSM-CROPGRO-Drybean peut potentiellement être utilisée pour incorporer d'autres modules basés sur les gènes afin de passer systématiquement d'un modèle GSP à un modèle basé sur les gènes.
Mis à jour 18:27 avec un lien corrigé.
