Proxecto H2020 Plant.ID: Identificación Molecular de Plantas
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2018 -2021
- Orzamento asignado 4.062.035,52 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto Proyecto Plant.ID
Necesítanse con urxencia enfoques de identificación molecular precisas e rápidas para axudar aos científicos a identificar e caracterizar as plantas e os seus produtos para aplicacións que van desde a medicina ata o comercio ilegal de especies ameazadas. Durante a última década, innumerables avances nos datos xenómicos, a secuenciación do ADN e os métodos de identificación molecular puxeron en mans dos científicos moitas novas ferramentas para abordar unha variedade de aplicacións.
Apoiado polo programa Marie Skododowska-Curie Actions, o proxecto Plant.ID preparará unha nova xeración de biosistemáticos para explotar ao máximo o potencial destes e outros novos métodos. O equipo centrarase no desenvolvemento da identificación molecular de plantas mediante a delimitación de especies, a metabarcodificación, a captura de xenes e a codificación de barras xenómica. Mostrar o obxectivo do proxecto
Os datos masivos de secuenciación de ADN proporcionan novos coñecementos sobre a biodiversidade a varias escalas diferentes. A niveis filoxenéticos pouco profundos, ofrécenos a capacidade de descubrir liñaxes a nivel poboacional e así desenvolver aínda máis un modelo filoxenético que teña en conta os fenómenos a nivel poboacional así como a migración de alelos entre poboacións.
- No WP1, os desenvolvementos teóricos e experimentais neste campo foron revisados e desenvolvidos e probados por ESR 1 utilizando especies de sileno ártico. Os exemplares de herbario proporcionan aos científicos material vexetal para estudos filoxenéticos. ESR3 utilizou este tipo de datos para avaliar a delimitación de especies así como patróns filoxenéticos máis profundos no xénero hemiparasitario Euphrasia. Noutro nivel, a secuenciación masiva de ADN recollido a partir de mostras de solo permite aos científicos identificar a diversidade taxonómica para avaliar con precisión a rotación ecolóxica e os gradientes tanto a escala espacial como temporal, algo que ESR 2 contribuíu a utilizar o ADN das plantas recollidas a partir de mostras de solo. A metabarcodificación do ADN é un método de investigación desenvolvido para a avaliación da biodiversidade a partir de substratos que conteñen ADN. Para a identificación das plantas é moi prometedor, pero hai que desenvolver máis marcadores para a identificación precisa das especies.
- Os ESR de WP2 traballaron no desenvolvemento e proba de novos enfoques para avaliar a diversidade molecular das plantas que van máis aló da secuenciación baseada en amplicóns e, no seu lugar, usan a secuenciación de escopetas, a metaxenómica, a intelixencia artificial e a aprendizaxe automática. Estes métodos permiten a identificación precisa e a cuantificación relativa das especies vexetais nos substratos, e melloran a capacidade de examinar, autenticar e controlar tales substratos, incluíndo suplementos de herbas, produtos alimenticios, trampas de pole, sedimentos do solo, mostras de auga e madeira. Os datos de secuenciación do xenoma están codificados por metabarras, xa que evitan o sesgo de amplificación e permiten a cuantificación dos constituíntes.
- Polo tanto, o WP3 tiña como obxectivo desenvolver novos enfoques xenéticos e moleculares para a identificación de plantas. Cada proxecto seguiu facendo un seguimento dos traballos realizados durante o primeiro período de memoria e fixo un seguimento dos obxectivos marcados no segundo ciclo de memoria. Para iso, desenvolvéronse métodos químicos e moleculares para a planta medicinal de importancia histórica, a quina. Desenvolvéronse paneis de cebo de captura de obxectivos personalizados para o Aloe comercialmente valioso, o que leva ao maior conxunto de datos producido ata a data sobre os valores de isótopos de carbono do aloe. Desenvolveuse a captura de obxectivos e a secuenciación metaxenómica de mostras comerciais de salesp en po de provedores e mercados en liña para probar a súa composición e procedencia. Probáronse unha serie de ferramentas bioinformáticas contra unha poboación de begonia cunha composición xenética coñecida co fin de establecer fluxos de traballo para analizar a begonia a partir de radiacións de diferentes especies. Cada vez son máis as organizacións que aplican rutineiramente técnicas baseadas no ADN con fins de seguimento e avaliación da calidade. En canto á identificación de plantas, as aplicacións a medida para os usuarios finais na sociedade aínda están na súa infancia.
- Polo tanto, todos os proxectos de ESR do WP4 tiñan como obxectivo desenvolver solucións para presentar resultados de investigación que fosen fáciles de interpretar para os usuarios finais. Así, por ESR12 analizáronse mostras de frondosas africanas importantes no comercio, o que deu lugar a novos marcadores para discriminar entre os que se poden comerciar legalmente e os que o son. ESR13 desenvolveu unha nova pipelina bioinformática para analizar o nivel de adulteración en herbas medicinais e alimentos. ESR14 desenvolveu métodos para comprender a xeografía histórica e a liñaxe de importantes plantas medicinais en África. ESR15 desenvolveu métodos de IA para analizar o ébano comercializado e identificar as especies protexidas das non protexidas. Este traballo foi difundido a través de 42 presentacións orais e póster, 11 artigos en revistas revisadas por pares e chegou a 6.800 membros da comunidade científica. Os esforzos de divulgación mediante diversas formas de difusión tamén deron como resultado chegar a 470.000 membros do público en xeral.
As plantas proporcionan alimentos, alimento para animais, medicamentos e materiais de construción. Pero tamén nos afectan negativamente a través de alerxias ao pole, especies velenosas, especies invasoras e como adulterantes en herbas medicinais. Non obstante, as plantas son o recurso biolóxico máis prometedor para o noso futuro. Os riscos actuais de extinción e o declive do coñecemento taxonómico requiren enfoques de identificación precisos e rápidos para comprender e mellorar a biodiversidade botánica. Os avances nos datos xenómicos e na secuenciación do ADN están a revolucionar a sistemática das plantas, e os modernos métodos de identificación molecular permiten identificar con precisión as plantas de formas que eran tecnicamente imposibles hai só unha década.
Recentemente, fíxose posible detectar a substitución en produtos farmacéuticos a base de plantas, controlar especies exóticas invasoras, rastrexar fragmentos como pole e esporas, descubrir o comercio ilegal de especies ameazadas, realizar avaliacións rápidas e precisas da biodiversidade molecular e estudar a diversidade vexetal histórica a través do ADN en exemplares de museos. Non obstante, para explotar de forma eficiente as oportunidades potenciais que ofrecen as novas técnicas xenómicas, a sociedade actual precisa con urxencia de biosistemáticos adestrados con experiencia tanto en taxonomía como na xestión de grandes cantidades de datos xenómicos. Plant.ID abordou estes desafíos reunindo socios académicos e non académicos, incluíndo axencias reguladoras, industria, pemes e ONG, para desenvolver a identificación molecular de plantas a través de enfoques personalizados que inclúen a delimitación de especies, a metabarcodificación, a captura de xenes e a codificación de barras xenómica, co fin de capacitar ás partes interesadas coa identificación de plantas moleculares simplificada.
Ao combinar a experiencia taxonómica clásica con enfoques xenómicos de vangarda, Plant.ID reuniu unha rede de investigadores e institucións en biodiversidade para abordar os obstáculos apremiantes para describir e avaliar a biodiversidade vexetal ameazada; formou unha nova xeración de 15 investigadores con relevancia inmediata para aproveitar o papel central das plantas no mundo moderno; e construíu unha rede para futuras colaboracións dentro e fóra de Plant.ID.
Moitas das case 400.000 especies vexetais proporcionan alimentos, alimento para animais, medicamentos e materiais de construción. Ademais destes impactos positivos, as plantas tamén nos afectan negativamente a través de alerxias ao pole, especies velenosas, especies invasoras e adulterantes en herbas medicinais. Non obstante, as plantas son o recurso biolóxico máis prometedor para o noso futuro. Os riscos actuais de extinción da flora global e o importante descenso da experiencia taxonómica requiren enfoques de identificación rápidos e precisos para comprender e avaliar a biodiversidade botánica. Os avances nos datos xenómicos e na secuenciación do ADN están a revolucionar a sistemática das plantas, e os modernos métodos de identificación molecular permiten unha identificación precisa das plantas de xeitos que eran tecnicamente imposibles hai só unha década.
Recentemente, fíxose posible detectar substitucións en produtos farmacéuticos a base de plantas, controlar especies exóticas invasoras, rastrexar fragmentos como pole e esporas, descubrir o comercio ilegal de especies ameazadas, realizar avaliacións rápidas e precisas da biodiversidade molecular e estudar a diversidade vexetal histórica a través do ADN en exemplares de museo. Non obstante, para explotar de forma eficiente as oportunidades potenciais que ofrecen as novas técnicas xenómicas, a sociedade actual precisa con urxencia de biosistemáticos adestrados con experiencia tanto en taxonomía como na xestión de grandes cantidades de datos xenómicos. Plant.ID abordará estes desafíos de forma innovadora reunindo socios académicos e non académicos, incluíndo axencias reguladoras, industrias, pemes e ONG interesadas, para desenvolver a identificación molecular de plantas mediante enfoques personalizados para a delimitación de especies, a metabarcodificación, a captura de xenes e a codificación de barras xenómica, potenciando así as partes interesadas cunha identificación de plantas moleculares simplificada. Ao combinar a experiencia taxonómica clásica con enfoques xenómicos de vangarda, Plant.ID potenciará unha nova xeración de ESR que terán unha relevancia inmediata para aproveitar o papel central das plantas no mundo moderno.
As plantas son un recurso crucial para o noso planeta, proporcionando alimentos, medicamentos e materiais de construción. Porén, tamén nos poden afectar negativamente, como plantas velenosas, alerxias ao pole, entre outras. Por iso, é importante poder identificar as plantas; Non obstante, o proceso de facelo non sempre é sinxelo.
O obxectivo do proxecto Plant.ID financiado pola UE, apoiado polo programa Marie Skłodowska-Curie Actions, era abordar os retos da identificación das plantas. Plant.ID, unha rede de colaboración dentro de Europa, reuniu socios académicos e non académicos para desenvolver métodos novos e escalables para a identificación de plantas baseada no ADN. "Isto pode parecer disparar a unha mosca cun canón, pero o ADN ofrece formas robustas e simplificadas de identificar as plantas", di Hugo de Boer, coordinador do proxecto. O proxecto tamén apoiou o desenvolvemento profesional e a formación da próxima xeración de investigadores que desenvolverán estas solucións de vangarda para a identificación de plantas. "Unha motivación fundamental para este proxecto foi para min ofrecer unha oportunidade de formación a 15 mozos con talento neste campo. O máis inspirador e gratificante da ciencia é contratar persoas intelixentes, moitas veces persoas máis intelixentes, e axudalas a alcanzar os seus obxectivos de desenvolvemento profesional", reflexiona de Boer. Descrición e valoración da diversidade vexetal Para cumprir co obxectivo xeral, o proxecto estruturouse en catro paquetes de traballo.
O primeiro centrouse na definición de especies como entidades taxonómicas como requisito básico para identificar especies a partir do ADN.
O segundo e terceiro paquetes de traballo centráronse en enfoques específicos da identificación baseada no ADN. Na cuarta sesión examináronse as aplicacións prácticas da identificación de plantas baseada en ADN. "Como equipo, o proxecto avanzou no campo en varias áreas clave, incluíndo a identificación molecular do pole, a metaxenómica de plantas para a análise dietética, a filoxenómica de poliploides, a museomica vexetal e a avaliación da diversidade vexetal a partir do ADN ambiental do solo", confirma de Boer. Por exemplo, no primeiro paquete de traballo, probáronse os desenvolvementos teóricos e experimentais na secuenciación masiva de ADN utilizando especies de Arctic Silenus. Este traballo pode axudar a proporcionar información subxacente para unha taxonomía actualizada do grupo.
No paquete de traballo dous, os investigadores en fase inicial traballaron no desenvolvemento e proba de novos enfoques para avaliar a diversidade molecular das plantas que van máis alá da secuenciación baseada en amplicóns. "Estes métodos permiten unha identificación precisa, así como a cuantificación relativa das especies vexetais en substratos", engade de Boer. Tamén melloran a capacidade de filtrar, autenticar e supervisar tales substratos.
No paquete de traballo tres, desenvolvéronse novos enfoques xenéticos e moleculares para a identificación de plantas. Mentres no paquete de traballo catro, o obxectivo era desenvolver solucións para presentar os resultados da investigación que fosen fáciles de interpretar para os usuarios finais. Na páxina web Plant.ID pódese atopar máis información sobre o traballo realizado no proxecto. Que segue para Plant.ID? "O proxecto reuniu a un grupo de científicos pouco organizado nunha sólida rede de colaboración.
Aínda queda moito por facer no campo da identificación de plantas moleculares, pero a rede pode aproveitar os seus logros construíndo gradualmente a base innovadora que estableceu", informa de Boer. O proxecto identificou lagoas e desafíos adicionais que agora se están explorando. "Estamos a buscar ampliar a nosa colaboración e solicitar financiamento para a investigación de Horizonte Europa para desenvolver novos enfoques, así como traballar coas partes interesadas para lograr estes métodos de impacto".
Mobilizando o noso equipo de beneficiarios e socios, Plant.ID estivo a traballar para traducir innovacións empíricas de vangarda en investigación aplicada e desenvolvemento, con actores clave na delimitación de especies, codificación de barras de ADN e identificación molecular. Isto permítenos abordar cuestións de biosistemática que antes non se podían abordar. A proposta sentou as bases para un proxecto que avanzaría no estado da arte, pero o máis importante é que tamén contemplaba que o consorcio iniciase novas colaboracións sinérxicas entre os proxectos de ESR. Esta apertura á innovación é clave para os proxectos que buscan capitalizar os desenvolvementos científicos que se producen despois da presentación de propostas ou durante o inicio e a posta en marcha do proxecto.
A medio prazo, podemos ver claramente que todos os proxectos son específicos, medibles, alcanzables, relevantes e con límite de tempo, e os nosos ESR están a traballar en entregas específicas relevantes para o proxecto e os seus doutores. Ademais, moitos ESR adoptaron e incorporaron desenvolvementos de vangarda nos seus proxectos para aumentar a relevancia científica e social de Plant.ID. Ademais, están en marcha varias colaboracións entre ESR e proxectos para axudar a Plant.ID a acadar a súa visión máis aló das sinerxías de vangarda.
- UNIVERSITETET I OSLO (UNIVERSITY OF OSLO)