植物育種家は、気候変動に作物を適応させ、増加する世界人口に食料を供給するという緊急の課題に直面しています。作物モデルは、育種家がさまざまな対象環境に合わせて栽培品種や栽培品種の特性を選択するのに役立ちます。たとえば、モデルを使用して特性 (ライフサイクル、日長感受性、生産性、耐熱性、種子のサイズ/成長率など) を評価し、収穫量を向上させることができます。
最近のレビュー記事では、フロリダ大学のケネス・ブート博士と共著者らが これらの環境影響をより適切に評価するために、遺伝学を使用してモデルに栽培品種を表現するようモデル作成者に促す著者らによると、モデル作成者は、固定パラメータを使用して異なる表現型特性を表す栽培品種をシミュレートする種固有のモデルを超えて、各栽培品種の分子遺伝学情報を組み込んで、表現型特性が環境にどのように反応するかを評価する必要がある。
著者らによると、遺伝子モデリングのこうした進歩は、まさに今が機が熟している。分子遺伝学の急速な発展により、遺伝子の作用を調節因子、遺伝子産物、その他の代謝産物の相互作用レベルでシミュレートできるようになった。したがって、栽培品種間で異なる遺伝子の発現に環境が及ぼす影響は、遺伝子に関連する QTL マーカーを栽培品種固有の表現型にリンクさせることでシミュレートできる。
重要なのは、遺伝的変異が作物の炭素、水、栄養バランスのプロセスにどのように影響するかをよりよく理解するために、モデルに環境要因に対する現実的な形質生理学も組み込む必要があることです。著者らは、遺伝子型固有のパラメータの単一または複数の組み合わせの結果としてシミュレートされた新たな結果を示し、さまざまな対象環境で発生する可能性のある遺伝子型と環境の相互作用を示す研究を強調しています。
Boote 氏によると、「in-silico モデリング アプリケーションでは、遺伝的影響を生理学的プロセスに関連付けるには多くの作業が必要です。さらに、複数の環境での成長から得られる表現型およびパフォーマンス データもさらに必要です。」
教育者への注意: この記事は、作物シミュレーション モデルの一般原則と、作物モデルを使用して遺伝的改良をシミュレートする手順について優れたレビューを提供します。
