Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Феномика – это систематическое изучение признаков, составляющих фенотип. Этот термин был предложен Стивом А. Гараном, ученым из Калифорнийского университета в Беркли и LBNL. Таким образом, это междисциплинарная область исследований, объединяющая биологию, науку о данных, инженерию и другие дисциплины. Феномика занимается измерением фенотипа, при этом феномом является совокупность признаков (физических и биохимических), которые организм может проявлять в процессе развития и в ответ на генетические мутации и влияние окружающей среды. Важно помнить, что фенотип организма изменяется со временем. Взаимосвязь между фенотипом и генотипом позволяет исследователям изучать и понимать плейотропию. Концепции феномики применяются в функциональной геномике, фармацевтических исследованиях, метаболической инженерии, сельскохозяйственных исследованиях и, все чаще, в филогенетике. Технические задачи включают в себя повышение качественной и количественной эффективности измерения феномов. В Марикопе, штат Аризона, создана платформа для измерения полевых фенотипов. К системам с контролируемой средой относятся Enviratron в Университете штата Айова, строящийся Зал культивирования растений в IPK, а также платформы в Центре наук о растениях имени Дональда Дэнфорта, Университете Небраски-Линкольна и других учреждениях.
Phenomics is the systematic study of traits that make up a phenotype. It was coined by UC Berkeley and LBNL scientist Steven A. Garan. As such, it is a transdisciplinary area of research that involves biology, data sciences, engineering and other fields. Phenomics is concerned with the measurement of the phenotype where a phenome is a set of traits (physical and biochemical traits) that can be produced by a given organism over the course of development and in response to genetic mutation and environmental influences. It is also important to remember that an organism's phenotype changes with time. The relationship between phenotype and genotype enables researchers to understand and study pleiotropy. Phenomics concepts are used in functional genomics, pharmaceutical research, metabolic engineering, agricultural research, and increasingly in phylogenetics. Technical challenges involve improving, both qualitatively and quantitatively, the capacity to measure phenomes. in Maricopa, Arizona is a platform developed to measure field phenotypes. Controlled environment systems include the Enviratron at Iowa State University, the Plant Cultivation Hall under construction at IPK, and platforms at the Donald Danforth Plant Science Center, the University of Nebraska Lincoln, and elsewhere.
Стандарты, методы, инструменты и приборы
Стандарт "Минимальная информация об эксперименте по фенотипированию растений" (MIAPPE) доступен и используется многими исследователями, собирающими и систематизирующими данные по феномике растений. Существует широкий спектр методов компьютерного зрения для анализа 2D и 3D изображений растений. Эти методы доступны сообществу в различных реализациях – от готовых к использованию облачных киберплатформ, таких как DIRT и PlantIt, до программных фреймворков для разработчиков, таких как PlantCV. Многие исследовательские группы сосредоточены на разработке систем с использованием Breeding API, стандартизированной спецификации RESTful API веб-сервиса для обмена данными о селекции растений. Австралийский центр феномики растений (APPF), являющийся инициативой правительства Австралии, разработал ряд новых инструментов для комплексных и быстрых измерений фенотипов как в лабораторных, так и в полевых условиях.
A Minimal Information About a Plant Phenotyping Experiment (MIAPPE) standard is available and in use among many researchers collecting and organizing plant phenomics data. A diverse set of computer vision methods exist to analyze 2D and 3D imaging data of plants. These methods are available to the community in various implementations, ranging from end user ready cyber platforms in the cloud such as DIRT and PlantIt to programming frameworks for software developers such as PlantCV. Many research groups are focused on developing systems using the Breeding API, a Standardized RESTful Web Service API Specification for communicating Plant Breeding Data. The Australian Plant Phenomics Facility (APPF), an initiative of the Australian government, has developed a number of new instruments for comprehensive and fast measurements of phenotypes in both the lab and the field.
Координация исследований и сообщества
Международная сеть фенотипирования растений (IPPN) – это организация, стремящаяся содействовать обмену знаниями, информацией и опытом между различными дисциплинами, участвующими в феномике растений, посредством создания сети, объединяющей участников, операторов платформ, пользователей, исследовательские группы, разработчиков и лиц, определяющих политику. В число региональных партнеров входят Европейская сеть фенотипирования растений (EPPN), Североамериканская сеть фенотипирования растений (NAPPN) и другие. Европейская исследовательская инфраструктура для фенотипирования растений EMPHASIS предоставляет исследователям доступ к оборудованию, услугам и ресурсам для многомасштабного фенотипирования растений по всей Европе. EMPHASIS нацелена на укрепление продовольственной безопасности и развитие сельскохозяйственного бизнеса в условиях меняющегося климата, позволяя ученым глубже понимать характеристики растений и применять эти знания на практике.
The International Plant Phenotyping Network (IPPN) is an organization that seeks to enable exchange of knowledge, information, and expertise across many disciplines involved in plant phenomics by providing a network linking members, platform operators, users, research groups, developers, and policy makers. Regional partners include, the European Plant Phenotyping Network (EPPN), the North American Plant Phenotyping Network (NAPPN), and others. The European research infrastructure for plant phenotyping, EMPHASIS, enables researchers to use facilities, services and resources for multi scale plant phenotyping across Europe. EMPHASIS aims to promote future food security and agricultural business in a changing climate by enabling scientists to better understand plant performance and translate this knowledge into application.