میرورز (آینه‌ها): تحقیق مدل‌های تخمینی

پروژه میرورز (مدل‌سازی محصول در برابر تنش‌های تکرارشونده): رفتار دانه‌های کلزا و سورگوم را در برابر آسیب‌های اقلیم‌های مختلف به دقت بررسی می‌کند و برای کنترل این رفتارها برنامه‌ریزی می‌کند. کریستین گرانیر، مدیر تحقیقات اکوفیزیولوژی در اینرا(مؤسسه ملی تحقیقات کشاورزی، غذا و محیط زیست)، پذیرفت که به سوالات ما پاسخ دهد.

منشأ پروژه سورگوم – آی دی – میرورز چه بود؟

کریستین گرانیر – در سال‌های اخیر، برآورد مدل‌سازی محصولات تولیدی، به دلیل مواجهه با تنش‌های مکرر دشوارتر شده است. امروزه نه تنها با تغییرات اقلیمی شدید بلکه با تغییر فواصل مشاهده این تغییرات نیز روبرو هستیم. دمای پایین در ابتدای چرخه، دمای بالا در پایان چرخه و یا خشکسالی: این رویدادها، خواه تکرار شوند یا نشوند، برای گیاهان استرس زا هستند و نوع و کیفیت برداشت را تغییر می‌دهند. میرورز، جمع دانشمندان INRAE(مؤسسه ملی تحقیقات کشاورزی، غذا و محیط زیست)، CIRAD (مرکز همکاری‌های بین المللی در تحقیقات کشاورزی برای توسعه) و INRIA (موسسه ملی تحقیقات علوم و فناوری دیجیتال)، با گرد هم آوردن 4 واحد تحقیقاتی[1]، بر بهبود پیش‌بینی رفتار محصول در شرایط اقلیمی تکرارشونده تمرکز دارد.

سورگوم – آی دی: چگونه می‌توان عدم تطابق مشاهده شده بین پیش بینی‌ها و آنچه که روی داده است را در طول تنش‌های  تکرارشونده توضیح داد؟

ک. گ : فرضی که باید روی آن کار کرد این است: تأثیر رویدادهای تکرارشونده به دو دلیل اصلی با مجموع تأثیرات خاص هر رویداد برابر نیست.

این دو رویداد بستگی به شدت و مدت تنش‌ها، مرحله رشد گیاه در زمان وقوع آنها و فاصله زمانی بین دو رویداد استرس زا دارد. از سوی دیگر، مواردی هم وجود دارد که فرضیه قابل پذیرش نیست: در این حالت، تأثیر رویدادهای استرس زای متوالی با مجموع اثرات خاص رویدادها برابر نیست.

محورهای تحقیقاتی پروژه سورگوم – آی دی – میرورز چیست؟

ک. گ:  ما دو رویکرد مکمل داریم: اولی رویکرد داده محور (کاوش در داده‌ها) و دوم رویکرد فرآیند محور (مشاهده فرآیندها). ما بر تنش‌های ناشی از دمای بالا که در طول دوره تولید مثل رخ می‌دهد تمرکز می‌کنیم.

رویکرد اول شامل بررسی مجموعه داده‌های موجود بدون پیش داوری، به لطف روش‌های آماری تحقیق داده‌ها است. محققان به پایگاه داده CTPS دسترسی دارند که عملکرد پانزده گونه سورگوم را در بیست منطقه در فرانسه به مدت 20 سال نشان می‌دهد، همراه با داده‌های هواشناسی ایستگاه‌های واقع در این مناطق یا نزدیک آن. به این ترتیب سناریوهای تغییرات دما «نوع» تعیین و با بازده به‌ دست ‌آمده مقایسه شدند.

رویکرد دوم انجام آزمایش‌های هدفمند در محیط‌های کنترل‌شده را برای آزمایش تأثیر تنش‌های منفرد یا تکرارشونده دما بر تولید بذر در مرحله خاصی از توسعه محصول (اتاق‌های کشت تعدیل‌شده و گلخانه‌ها) در نظر می‌گیرد. به این ترتیب هم اجزای عملکرد و هم کیفیت بذرها را بررسی می‌کنیم. با تنش‌های منفرد یا تکرارشونده دما در طول چرخه، سناریوهایی را ایجاد می‌کنیم که از طریق تحقیقات داده تعیین می‌شود.

سورگوم – آی دی: در این مرحله چه اطلاعاتی را می‌توان از پروژه استخراج کرد؟

ک.گ: آزمایشات اولیه نشان داده است که با توجه به سناریوی حرارتی و ارقام، اختلاف زیادی در پاسخ گیاهان بین تنش‌های منفرد و تکرارشونده وجود دارد.

هدف این پروژه کمک به درک بهتر پاسخ گیاهان به تنش‌های منفرد و تکرارشونده و به کارگیری مدل‌های اکوفیزیولوژیکی است. این مدل‌ها امکان در نظر گرفتن انطباق سودمند احتمالی اولین توالی تنش در دمای بالا را در پاسخ تنش دوم از همان نوع و یا یک اثر نامطلوب بزرگ‌تر، بسته به مورد، فراهم می‌کند.

این کار نقطه شروعی برای یک پروژه چند شاخه بلندپروازانه تر است که هزینه‌های آن توسط ANR تأمین می‌شود، جایی که مهارت‌های اکوفیزیولوژی و مدل سازی توسط بیولوژی مولکولی، بیوشیمی و مهارت‌های تصویربرداری تقویت می‌شود.

تماس : christine.granier@inrae.fr

[1] واحدهای مرتبط:

EVAواحد تحقیقات متنوع واقع در کان (متخصص در اکوفیزیولوژی کلزا)

AGAPواحد تحقیقات متنوع واقع در مونپلیه (متخصص در ژنتیک، اکوفیزیولوژی و مدل سازی سورگوم)

ISPAواحد تحقیقات متنوع واقع در بوردو (متخصص در مدل سازی اکوفیزیولوژیک)

LORIAواحد تحقیقات متنوع واقع در نانسی (مدل سازی آماری، تخصص تحقیق داده‌ها)