En un nuevo artículo publicado en la revista BMC Plant Methods, el socio de VIRTIGATION, Stichting Wageningen Research (WR), presenta una nueva herramienta de software innovadora, Eggsplorer, para facilitar el recuento de moscas blancas y la determinación de resistencia de plantas a insectos.
Conteo de moscas blancas: actualmente un proceso lento y laborioso
El método habitual para evaluar la resistencia de las plantas a insectos como la mosca blanca es medir la reproducción u oviposición de los insectos. Las moscas blancas son vectores de enfermedades virales de importancia económica, como las enfermedades causadas por los virus vegetales ToLCNDV o TYLCV. Habitualmente, en sus ensayos, los científicos colocan las moscas blancas en las plantas utilizando jaulas de clip, donde pueden poner cientos de huevos en unos pocos días. Al cuantificar los huevos de la mosca blanca, la mayoría de los investigadores realizan manualmente mediciones oculares utilizando una lupa binocular. En comparación con los huevos de otros insectos, los huevos de la mosca blanca son más abundantes y más pequeños, normalmente de 0,2 mm de largo y 0,08 mm de ancho; por lo tanto, este proceso requiere mucho tiempo y esfuerzo, tanto con cómo sin conocimiento experto previo. Debido a que los experimentos de resistencia de plantas a insectos requieren múltiples réplicas de diferentes muestras de plantas, un método rápido y automatizado para cuantificar los huevos de insectos puede ahorrar tiempo y recursos humanos, según los autores de WR, entre los que se incluyen a las científicas titulares de VIRTIGATION, Micha Gracianna Devi y Lotte Caarls.
La metodología de la nueva herramienta de software Eggsplorer de WR
En su artículo metodológico, los investigadores de WR presentan una novedosa herramienta de software para el recuento automatizado y rápido de huevos de mosca blanca, con el fin de acelerar la determinación de la resistencia y susceptibilidad de los insectos en plantas. Primero, se recolectaron imágenes de hojas con huevos de mosca blanca de un microscopio comercial y de un sistema de imágenes personalizado. Luego, los científicos de WR utilizaron las imágenes recopiladas durante los ensayos de un modelo de detección de objetos basado en el aprendizaje profundo. A continuación, se incorporó este modelo en un algoritmo automatizado de cuantificación de huevos de mosca blanca, que fue instalado en una herramienta de software basada en internet llamada Eggsplorer. Tras la evaluación de un conjunto de datos de prueba, el algoritmo desarrollado por los investigadores de WR pudo lograr una precisión de conteo de hasta 0,94, un coeficiente de determinación r 2 de 0,99 y un error de conteo de ± 3 huevos en relación con el número real de huevos contados a ojo. A continuación, se utilizaron los resultados del recuento recopilados automáticamente para la determinación de resistencia y susceptibilidad vegetal. Los autores de WR descubrieron que su novedosa herramienta de software Eggsplorer ofrecía resultados significativamente comparables en el recuento de moscas blancas, a los que obtenían cuando se utilizaban los recuentos recopilados manualmente para el análisis.
Allanando el camino para una determinación rápida de resistencia y susceptibilidad de plantas a insectos-plaga con la herramienta Eggsplorer
La novedosa herramienta de software Eggsplorer de WR es el primer trabajo que presenta un método integral paso a paso para la determinación rápida de resistencia y susceptibilidad de plantas a insectos-plaga, mediante el uso de un instrumento automatizado de conteo de mosca blanca. Sus resultados muestran que la herramienta Eggsplorer podría contar huevos de mosca blanca obtenidos de dos configuraciones de imágenes diferentes. Los resultados de las pruebas del algoritmo también mostraron que Eggsplorer se puede utilizar en imágenes generadas por varios microscopios. Los autores de WR afirman que incluso los usuarios de otros microscopios pueden cargar sus propias imágenes en la aplicación web y cuantificar los huevos de mosca blanca encontrados en sus muestras de hojas. Alternativamente, los investigadores de WR sugieren que también se puede utilizar una configuración de imágenes personalizada, como “AutoEnto” para la adquisición y muestreo de imágenes más rápidos.
En el marco de su publicación, los científicos de WR proponen que su metodología puede servir de referencia a otros investigadores para la determinación de resistencia y susceptibilidad de plantas a insectos-plaga de manera cuantitativa y práctica. En el futuro, el equipo de WR espera poder obtener imágenes de otras hojas para formar nuevos modelos y hacer que la aplicación web sea aún más versátil. Esto podría hacerse incorporando imágenes de huevos de otros insectos, como ácaros, trips y otras plagas de insectos plaga, con el fin de transformar la novedosa herramienta de software Eggsplorer en una plataforma universal para determinar la resistencia de plantas a insectos.
Más información sobre la nueva herramienta de software Eggsplorer de WR
La versión completa del artículo metodológico de WR en la revista BMC Plant Methods titulado “Eggsplorer: una herramienta rápida de determinación de resistencia de plantas a insectos utilizando un algoritmo automatizado de cuantificación de huevos de mosca blanca” está disponible en línea aquí. Los autores son dos investigadoras principales de WUR en el proyecto VIRTIGATION, Micha Gracianna Devi y Lotte Caarls. El conjunto de datos subyacente a la publicación científica de acceso abierto y revisada por pares de WR está disponible en la comunidad VIRTIGATION Zenodo. Descubra más sobre las publicaciones científicas de VIRTIGATION en nuestra web aquí.
Noticia publicada en la web de VIRTIGATION aquí.
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José Antonio Arcos