{rfName}
Ce

Llicència i ús

Icono OpenAccess

Citacions

Altmetrics

Grant support

This research was funded by Comunidad de Madrid within the framework of the Convenio Plurianual con la Universidad Politecnica de Madrid en la linea de actuacion Programa de Excelencia para el Profesorado Universitario (E.M., M190020074BEMV). We also acknowledge financial support from the Universidad Politecnica de Madrid through the projects VAGI23JPMC and VAGI24JPMC. C.K. was funded by the Algerian government (057Bis/PG/Espagne/2020-2021). J.G. and J.M.P. were funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation (MICINN) through the ChaSisCOMA (PID2021-122711NB-C21) project. K.V. was supported by the University of Antwerp (BOF-NOI) and the Research Foundation Flanders (FWO, grant G013023N).

Anàlisi d'autories institucional

Khoulali, CeliaAutor o coautorPastor, Juan ManuelAutor o coautorGaleano, JavierAutor o coautorMiedes, EvaAutor (correspondència)

Compartir

Publicacions
>
Article

Cell Wall-Based Machine Learning Models to Predict Plant Growth Using Onion Epidermis

Publicat a:International Journal Of Molecular Sciences. 26 (7): 2946- - 2025-03-24 26(7), DOI: https://doi.org/10.3390/ijms26072946

Autors: Khoulali, Celia; Pastor, Juan Manuel; Galeano, Javier; Vissenberg, Kris; Miedes, Eva

Afiliacions

Grp Interdisciplinar Sistemas Complejos GISC, Madrid, Spain - Autor o coautor
Hellen Mediterranean Univ, Dept Agr, Iraklion 71410, Crete, Greece - Autor o coautor
Univ Antwerp, Fac Sci, Dept Biol, B-2020 Antwerp, Belgium - Autor o coautor
Univ Politecn Madrid, Biodivers & Conservat Plant Genet Resources UPM Re, Madrid 28040, Spain - Autor o coautor
Univ Politecn Madrid, Escuela Tecn Super Ingn Agron Alimentaria & Biosis, Complex Syst Res Grp UPM, Madrid 28040, Spain - Autor o coautor
Univ Politecn Madrid, Escuela Tecn Super Ingn Agron Alimentaria & Biosis, Dept Biotechnol Plant Biol, Madrid 28040, Spain - Autor o coautor
Veure més

Resum

The plant cell wall (CW) is a physical barrier that plays a dual role in plant physiology, providing structural support for growth and development. Understanding the dynamics of CW growth is crucial for optimizing crop yields. In this study, we employed onion (Allium cepa L.) epidermis as a model system, leveraging its layered organization to investigate growth stages. Microscopic analysis revealed proportional variations in cell size in different epidermal layers, offering insights into growth dynamics and CW structural adaptations. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) identified 11 distinct spectral intervals associated with CW components, highlighting structural modifications that influence wall elasticity and rigidity. Biochemical assays across developmental layers demonstrated variations in cellulose, soluble sugars, and antioxidant content, reflecting biochemical shifts during growth. The differential expression of ten cell wall enzyme (CWE) genes, analyzed via RT-qPCR, revealed significant correlations between gene expression patterns and CW composition changes across developmental layers. Notably, the gene expression levels of the pectin methylesterase and fucosidase enzymes were associated with the contents in cellulose, soluble sugar, and antioxidants. To complement these findings, machine learning models, including Support Vector Machines (SVM), k-Nearest Neighbors (kNN), and Neural Networks, were employed to integrate FTIR data, biochemical parameters, and CWE gene expression profiles. Our models achieved high accuracy in predicting growth stages. This underscores the intricate interplay among CW composition, CW enzymatic activity, and growth dynamics, providing a predictive framework with applications in enhancing crop productivity and sustainability.

Paraules clau

<italic>allium cepa</italic> l.Allium cepa l.Allium cepalAllium-cepa l.ArabidopsisCell wallCell wall compositionCell wall enzymesCelluloseComponentFlavonoidsGene expression regulation, plantIdentificationMachine learningMechanicsMetabolismModelinModelingOnion epidermisOnionsPectinPlant epidermisPlant growthSpectroscopy, fourier transform infraredSupport vector machineXthXyloglucan endotransglucosylase

Indicis de qualitat

Impacte bibliomètric. Anàlisi de la contribució i canal de difusió

El treball ha estat publicat a la revista International Journal Of Molecular Sciences a causa de la seva progressió i el bon impacte que ha aconseguit en els últims anys, segons l'agència WoS (JCR), s'ha convertit en una referència en el seu camp. A l'any de publicació del treball, 2025, es trobava a la posició 68/231, aconseguint així situar-se com a revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoria Chemistry, Multidisciplinary.

Impacte i visibilitat social

És fonamental presentar evidències que recolzin l'alineació plena amb els principis i directrius institucionals sobre Ciència Oberta i la Conservació i Difusió del Patrimoni Intel·lectual. Un clar exemple d'això és:

  • El treball s'ha enviat a una revista la política editorial de la qual permet la publicació en obert Open Access.
  • Assignació d'un Handle/URN com a identificador dins del Dipòsit en el Repositori Institucional: https://oa.upm.es/88492/

Com a resultat de la publicació del treball en el repositori institucional, s'han obtingut dades estadístiques d'ús que reflecteixen el seu impacte. En termes de difusió, podem afirmar que, fins a la data

  • Visualitzacions: 42
  • Descàrregues: 14

Anàlisi del lideratge dels autors institucionals

Aquest treball s'ha realitzat amb col·laboració internacional, concretament amb investigadors de: Belgium; Greece.

Hi ha un lideratge significatiu, ja que alguns dels autors pertanyents a la institució apareixen com a primer o últim signant, es pot apreciar en el detall: Primer Autor (KHOULALI, CELIA) i Últim Autor (MIEDES VICENTE, EVA).

l'autor responsable d'establir les tasques de correspondència ha estat MIEDES VICENTE, EVA.