En los últimos 70 años, la población mundial se triplicó a más de siete mil millones y la temperatura global promedio aumentó en casi un grado Celsius. El crecimiento de la población y el cambio climático están asociados con los grandes desafíos que enfrenta la agricultura moderna. El Instituto de Tecnología de Karlsruhe KIT combinainformática y biología para identificar genes que hacen que las plantas sean más resistentes a los factores de estrés, como la sequía y los suelos salinos.
"Para hacer frente a los cambios en los requisitos de la agricultura, el desarrollo de nuevas especies de plantas es indispensable. Para ello, necesitamos una mejor comprensión de cultivos importantes, como el arroz, que se considera la fuente de alimentos más importante en todo el mundo", Dr. Michael Riemannde la División de Biología Celular Molecular del Instituto Botánico de KIT explica. Junto con la startup da-cons, desarrolló el sistema RiSeGrAn Análisis de crecimiento de plántulas de arroz que analiza el crecimiento de plántulas de arroz. Al comparar especies genéticamente diferentes, se pueden sacar conclusiones conrespecto a la función de ciertos genes para la resistencia contra una variedad de factores de estrés. Dado que la investigación se concentra en las primeras fases del desarrollo de las plántulas, las variaciones genéticas se pueden clasificar más rápidamente. El sistema utiliza una cámara infrarroja para tomar fotografías de plántulas de plantas que crecen en la oscuridad. "Al principio, las plántulas tienen que crecer en la oscuridad para que se vuelvan muy sensibles a la luz. Luego, podemos medir el efecto de la luzt en las plántulas ", explica Riemann.En el siguiente paso, el sistema evalúa las fotos automáticamente.
Configuración del sistema RiSeGrAn
El sistema está alojado en una caja de 50 veces 50 centímetros de dimensión. El interior está iluminado por 20 LEDs infrarrojos. "Las plántulas cambian su apariencia según crezcan en la oscuridad o en la luz. Sin embargo, el sistema es paraobservar las plantas y no influir en ellas. Por esta razón, la caja está diseñada para evitar que la luz visible caiga sobre las plántulas ", dice Riemann. Las plántulas se colocan en una placa sellada en agar agua, un medio nutritivo transparente que suministra elplántulas con agua. Para una documentación detallada del crecimiento de las plantas, el sistema toma una fotografía cada hora durante un período de diez días de manera controlada por computadora sin que una persona tenga que mirar dentro de la caja. Se utilizan algoritmos desarrollados por da-cons GmbHpara determinar a partir de las fotos la longitud de la sesión, la primera hoja y la raíz. Además, la computadora transmite las fotos automáticamente a un servidor, donde los investigadores pueden verlas.
Un video ilustra el sistema RiSeGrAn : http://da-cons.de/uploads/images/videos/RiSeGrAn__description.mp4
"Por medio del sistema, podemos descubrir propiedades desconocidas de genes conocidos. Por ejemplo, podemos medir con precisión parámetros, como el tiempo de germinación o crecimiento de ciertos tejidos", explica Riemann. "Nuestras mediciones pueden respaldar la biología molecularestudios identificando los genes que hacen que las plantas sean más resistentes a ciertos factores de estrés, por ejemplo, suelos salinos ".
Plataforma OpenData
En el siguiente paso, los desarrolladores del proyecto RiSeGrAn planean establecer una plataforma OpenData en línea basada en los datos recopilados. Los científicos pueden publicar sus datos en esta plataforma. OpenData significa que los datos brutos obtenidos de los experimentos deben estar disponibles paraotros científicos. Los investigadores pueden verificar los resultados iniciales o estudiar los datos en busca de ciertas características. "Basándonos en los datos del sistema RiSeGrAn, ahora podemos probar cómo transferirlos a la plataforma OpenData de la mejor manera. Además,puede estimar la capacidad requerida de la computadora y estudiar varias formas de presentar los resultados ", dice el Dr. Michael Kreim, Director de Desarrollo de da-cons GmbH." En general, los procesos de base técnica y la interfaz de usuario se pueden desarrollar mejor con datos realistas quecon datos de prueba. "da-cons utiliza los conjuntos de datos del proyecto RiSeGrAn para determinar los requisitos que debe cumplir la plataforma y probar esta última.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Karlsruhe . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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