Investigadores del Centro de Investigación en Genómica Agrícola CRAG y la Universidad La Salle-Ramon Llull, ambos en Barcelona, España, han desarrollado un software que, a través del procesamiento de imágenes y el aprendizaje automático, permite a los investigadores semiautomatizar el análisis decrecimiento de la raíz de plántulas de Arabidopsis thaliana que crecen directamente en placas de agar. El software, llamado MyRoot, se ha puesto a disposición de la comunidad de investigación de forma gratuita. Los investigadores de CRAG ya han ahorrado mucho trabajo y tiempo utilizando MyRoot. La alta eficiencia y precisión que ofrece MyRootse ha demostrado en un artículo publicado recientemente en El diario de la planta .
La raíz: un elemento clave para la agricultura
La raíz, que es responsable de anclar la planta al suelo, es un órgano esencial para el crecimiento y desarrollo general de la planta. Las raíces proporcionan el soporte estructural y funcional necesario para la incorporación de nutrientes y agua del suelo. Caracterización de diferentes raícesPor lo tanto, los rasgos son importantes no solo para comprender el crecimiento de los órganos, sino también para evaluar el impacto de las raíces en la agricultura. En CRAG, el grupo de investigación dirigido por Ana I. Caño-Delgado estudia los efectos de señalización de la hormona esteroidea en el desarrollo de las raíces, utilizando la planta modelo pequeñaArabidopsis thaliana. Para ello, los investigadores en el laboratorio de Caño-Delgado deben medir la longitud de la raíz de una gran cantidad de plántulas de arabidopsis con diferentes modificaciones genéticas y expuestas a diferentes condiciones. Gracias a estas investigaciones, recientemente descubrieron cómo crear plantas resistentes a la sequía,sin afectar su crecimiento.
Isabel Betegón-Putze ha pasado tres años haciendo su tesis doctoral en CRAG, y durante este tiempo ha pasado muchas horas midiendo las raíces de arabidopsis con las fotos que toma. "Probé algunos softwares de análisis semiautomáticos, pero no fueron precisosfue suficiente y muy difícil de usar ", explica Betegón-Putze. Su directora de tesis, Ana I. Caño-Delgado, propuso colaborar con el ingeniero Xavier Sevillano, del Grupo de Investigación en Tecnologías de Medios en La Salle, para desarrollar un nuevo softwareque simplificó este proceso.
MyRoot: inteligencia artificial para ahorrar tiempo
Siguiendo las indicaciones de Caño-Delgado, Isabel Betegón-Putze trabajó de la mano con el ingeniero informático Alejandro González, del equipo de Sevillano, para diseñar un software fácil de usar. "Una de las fortalezas de MyRoot es que, además de ser muy preciso, es muy útil para el usuario final. Para esto, ha sido clave incluir biólogos de plantas como Isabel en el proceso de desarrollo, teniendo en cuenta sus opiniones y necesidades ", explica Alejandro González.
Uno de los desafíos que el nuevo software tuvo que superar fue reemplazar a un investigador capacitado para diferenciar los tallos de las raíces en las pequeñas plántulas de arabidopsis, ya que en esta etapa su apariencia es muy similar. Para hacerlo, los investigadores utilizaron la máquinaaprendiendo técnicas, entrenando el algoritmo con plántulas de diferentes edades y características. "Hemos entrenado el sistema exponiéndolo a muchas situaciones diferentes", explica Xavier Sevillano. "Gracias al uso del aprendizaje automático en MyRoot, el software es muy preciso cuandomedir raíces ", agrega.
En el artículo publicado en El diario de la planta , el equipo de CRAG y La Salle comparó el tiempo necesario para las mediciones manuales con el de MyRoot, lo que demuestra que MyRoot reduce el tiempo requerido para medir una placa aproximadamente a la mitad. MyRoot también proporciona las mediciones de longitud de raíz más precisas en comparación con softwares similares, lo que sugiere que podría convertirse en una herramienta ampliamente utilizada por la comunidad de investigación para realizar experimentos de alto rendimiento de una manera que requiera menos tiempo.
El futuro: una herramienta al servicio de la agricultura
"Estamos muy satisfechos con los resultados obtenidos gracias a esta colaboración con los ingenieros de La Salle, y ya estamos pensando en extender el proyecto, llevándolo más lejos de la esfera académica", explica Ana I. Caño-Delgado. En realidad, ellos investigadores ya están pensando en automatizar aún más este proceso mediante la construcción de un robot, lo que limitaría aún más la intervención del investigador y permitiría analizar una gran cantidad de muestras en poco tiempo ". Lo siguiente que queremos hacer es agregar hardware ael software diseñado ", dice Caño-Delgado." Si también ampliamos y entrenamos el software para usarlo con raíces de diferentes especies de plantas, también podría ser una herramienta muy útil en el campo agrícola ", agrega.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro de Investigación en Genómica Agrícola CRAG . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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