自适应策略在植物建模中的作用
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自适应策略在植物建模中的作用

植物建模师如何以有意义的方式将遗传维度引入不同组织规模的生理模型?

https://www.botany.one/the-role-of-adaptive-strategies-in-plant-modelling/

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答案并不需要很复杂,根据一个 François Tardieu(INRAE,蒙彼利埃)、Graeme Hammer(昆士兰大学)和合著者的新评论文章 发表于 在硅片 植物。

根据审查,这是 不可行 建立每个基因在不同环境条件下对性状的作用机制模型,以及它们对产量的综合影响。 这种结合生理机制的“自下而上”方法导致了近乎无限数量的组合和难以管理的参数数量。 例如,蛋白质丰度、酶活性和转录物丰度都对温度有不同的反应。 然而,植物协调了不同器官的生长和发育,表明综合温度反应具有共性。

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相反,在植物或树冠层级,事情会变得更简单。 作者写道,性状对环境条件的响应曲线是可遗传参数的一个例子,它是自然选择的结果,而不是温度响应之​​间基因驱动协调的结果。

这提供了简化的机会:因为综合适应性特征被进化限制在策略中,并且主要由高水平整合的反馈回路驱动,使用更简单的“元机制”:具有可遗传基因型依赖性的稳健和稳定方程可用于预测整个植物行为的遗传变异性的参数。

Tardieu 解释说,“这些元机制在各种情况下都是独一无二且可重复的,它们的参数具有与描述详细生理机制的方程式一样高的遗传力。 例如,响应曲线参数的遗传力与玉米杂交种面板中最大气孔导度的参数相似。”

虽然详细的机制模型是上游科学界的首选,但元机制的使用将植物和冠层级别的模型置于最前沿,因为它们能够稳健地模拟适应机制对环境线索的遗传变异性。

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作者

Rachel Shekar

雷切尔(Rachel)(她/她)是《 in silico Plants她拥有伊利诺伊大学植物生物学硕士学位,并有超过15年的学术期刊编辑经验。

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