WikiDer > Онтология фенологии растений

Plant Phenology Ontology

В Онтология фенологии растений (PPO) представляет собой набор OBO Foundry онтологии которые облегчают интеграцию разнородных данных о семенное растение фенология из разных источников.[1] Эти источники данных включают сети наблюдений, такие как Национальная сеть экологических обсерваторий[2] (НЕОН), Национальная фенологическая сеть[3] (NPN), а Панъевропейская фенологическая база данных[4] (PEP725), дистанционное зондирование, гербарий образцы, и гражданская наука наблюдения. Первоначальное внимание при разработке онтологии было направлено на сбор фенологических данных об одном растении или популяции растений, наблюдаемых человеком, и это позволило интегрировать данные из разрозненных источников сети наблюдения.[1] Поскольку фенологические оценки различаются по методам и отчетности, это позволяет агрегировать и сравнивать эти данные. Изменения в фенологии растений могут быть связаны с различными климатическими факторами в зависимости от вида, такими как осадки или же дни повышения степени[5]. Агрегированные данные о времени стадий жизненного цикла растений в разных местах и ​​в разное время могут предоставить информацию о пространственно-временные модели внутри и между видами, и потенциально могут дать представление о том, как растения могут изменять или сдвигать свои жизненные циклы в ответ на изменение климата.[6] Эти сдвиги могут иметь последствия для сельское хозяйство и различные биоразнообразие направления исследования, такие как сдвиги в опылитель и жизненные циклы хоста.[7][8][9]

Общая структура

Структура онтологии фенологии растений опирается на интегрированные термины из других онтологий, особенно Базовая формальная онтология,[10] то Онтология растений,[11] то Онтология информационных артефактов,[12] и Онтология биологических коллекций.[13] Базовая структура PPO моделирует 'процесс наблюдения'(BCO: 0000003), который имеет вход'целое растение'(PO: 0000003) и вывод'точка измерения'(IAO: 0000109). Ценность 'точка измерения'определяется тем, что наблюдалось или не наблюдалось на растении. Данные измерений в PPO - это числа верхних и нижних значений для некоторыхструктура завода'(ПО: 0009011) на наблюдаемом заводе. Когда верхний и нижний счетчики равны нулю, онтология делает вывод об отсутствии этого признака с использованием HermiT рассуждающий.[1][14] Онтология растений анатомия термины использовались для того, чтобы онтология могла сделать вывод о наличии или отсутствии иерархических фенологических признаков с помощью аргументации. Например, если пыльца-выпуск цветочные головки присутствуют (PPO: 0002340) с верхним счетом пять и нижним счетом пять (это означает, что на наблюдаемом растении имеется ровно пять цветочных головок, выделяющих пыльцу), обоснованная онтология может также сделать вывод, что цветочные структуры присутствуют (PPO: 0002026) на заводе.[1]

Последние достижения

Поскольку большинство сетей наблюдения были созданы только в начале 2000-х годов,[4][15][16] они содержат множество фенологических данных по растениям для 21 века, но не дают представления об исторических исходных данных. Образцы гербария по своей сути фиксируют фенологические признаки растения в определенном месте в определенное время.[17][18][19] Поскольку некоторые гербарные коллекции датируются 17 веком,[20] гербарные образцы представляют собой огромное количество исторических данных по фенологии. Эти данные позволят исследователям ответить на новые вопросы о том, насколько климат сдвинулся с исторических базовых линий.

Были предприняты попытки расширить объем онтологии, включив в нее наблюдения, сделанные на гербарных образцах.[17] Поскольку основа существующего PPO построена на концепции целых растений, пришлось добавить новую логику, чтобы можно было рассуждать о данных, полученных от частей растений, потому что это обычно, хотя и не всегда, то, что фиксируется образцом гербария. Концепция чего-либо 'часть растения'был добавлен в онтологию, и новое отношение'является или был частью'был добавлен, чтобы описать, как'часть растения'относится к'целое растение'.[17] В новый выпуск PPO позволяет интегрировать фенологические данные из гербарных образцов при условии, что наблюдения или фенологические оценки образцов уже существуют.

Портал глобальных данных по фенологии растений

В Портал глобальных данных по фенологии растений является интерфейс это позволяет пользователям видеть данные, которые были получены PPO.[1][17] Это дает возможность тем, кто не знаком с онтологией, искать и загружать интересующие данные фенологии растений. Он также служил доказательство концепции во время разработки онтологии и как средство проверки этих данных.

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Стаки, Брайан Дж .; Гуралник, Роб; Колода, Джон; Денни, Эллен Дж .; Больмгрен, Кьелл; Стены, Рамона (2018-05-01). "Онтология фенологии растений: новый информационный ресурс для крупномасштабной интеграции данных фенологии растений". Границы науки о растениях. 9: 517. Дои:10.3389 / fpls.2018.00517. ISSN 1664-462X. ЧВК 5938398. PMID 29765382.
  2. ^ Келлер, Майкл; Schimel, David S .; Харгроув, Уильям В .; Хоффман, Форрест М. (2008). «Континентальная стратегия Национальной сети экологических обсерваторий». Границы экологии и окружающей среды. 6 (5): 282–284. Дои:10.1890 / 1540-9295 (2008) 6 [282: ACSFTN] 2.0.CO; 2. ISSN 1540-9309.
  3. ^ Betancourt, Julio L .; Шварц, Марк Д .; Бреширс, Дэвид Д.; Cayan, Daniel R .; Деттингер, Майкл Д .; Иноуэ, Дэвид В .; Пост, Эрик; Рид, Брэдли С. (2005). «Внедрение Национальной сети фенологии США». Eos, Transactions American Geophysical Union. 86 (51): 539. Bibcode:2005EOSTr..86..539B. Дои:10.1029 / 2005EO510005. ISSN 2324-9250.
  4. ^ а б Темпл, Барбара; Кох, Элизабет; Больмгрен, Кьелл; Унгерсбёк, Маркус; Пол, Анита; Шайфингер, Хельфрид; Рутисхаузер, Это; Бусто, Монтсеррат; Хмелевский, Франк-М. (2018). «Панъевропейская фенологическая база данных (PEP725): единая точка доступа к европейским данным». Международный журнал биометеорологии. 62 (6): 1109–1113. Bibcode:2018IJBm ... 62.1109T. Дои:10.1007 / s00484-018-1512-8. ISSN 1432-1254. PMID 29455297.
  5. ^ Шуин, Изабель; де Кортасар-Атаури, Иньяки Гарсия; Крамер, Коэн; Ханнинен, Хейкки (2013), Шварц, Марк Д. (редактор), «Модели развития растений», Фенология: комплексная наука об окружающей среде, Springer, Нидерланды, стр. 275–293, Дои:10.1007/978-94-007-6925-0_15, ISBN 9789400769250
  6. ^ Cleland, E; Чуин, я; Menzel, A; Муни, H; Шварц, М (2007). «Изменение фенологии растений в ответ на глобальные изменения». Тенденции в экологии и эволюции. 22 (7): 357–365. Дои:10.1016 / j.tree.2007.04.003. PMID 17478009.
  7. ^ Уинфри, Рэйчел; Корнблут, Сара; Колла, Шейла; Данфорт, Брайан Н .; Вагнер, Давид; Ашер, Джон С .; Бартомеус, Игнаси (20 декабря 2011 г.). «Связанные с климатом фенологические достижения в области пчеловодства и опыления пчелами». Труды Национальной академии наук. 108 (51): 20645–20649. Bibcode:2011ПНАС..10820645Б. Дои:10.1073 / pnas.1115559108. ISSN 0027-8424. ЧВК 3251156. PMID 22143794.
  8. ^ Burkle, L.A .; Marlin, J.C .; Найт, Т. М. (29 марта 2013 г.). «Взаимодействие растений и опылителей в течение 120 лет: утрата видов, одновременное появление и функции». Наука. 339 (6127): 1611–1615. Bibcode:2013Научный ... 339.1611B. Дои:10.1126 / science.1232728. ISSN 0036-8075. PMID 23449999.
  9. ^ Меммотт, Джейн; Craze, Пол Дж .; Васер, Николас М .; Цена, Мэри В. (2007). «Глобальное потепление и нарушение взаимодействия растений и опылителей». Письма об экологии. 10 (8): 710–717. Дои:10.1111 / j.1461-0248.2007.01061.x. ISSN 1461-0248. PMID 17594426.
  10. ^ Арп, Роберт; Смит, Барри; Спир, Эндрю Д. (2015-08-24). Построение онтологий с помощью базовой формальной онтологии. MIT Press. Дои:10.7551 / mitpress / 9780262527811.001.0001. ISBN 9780262527811.
  11. ^ Стены, Рамона Л .; Атрейя, Баладжи; Купер, Лорел; Эльзер, Джастин; Гандольфо, Мария А .; Джайсвал, Панкадж; Mungall, Christopher J .; Прис, Джастин; Ренсинг, Стефан (2012). «Онтологии как интегративные инструменты для науки о растениях». Американский журнал ботаники. 99 (8): 1263–1275. Дои:10.3732 / ajb.1200222. ISSN 1537-2197. ЧВК 3492881. PMID 22847540.
  12. ^ Цеустерс, Вернер (2012). «Электронные книги IOS Press - онтология информационных артефактов с точки зрения сбора данных и связанных репрезентативных артефактов». Исследования в области технологий здравоохранения и информатики. 180 (Качество жизни через качество информации). Дои:10.3233/978-1-61499-101-4-68.
  13. ^ Вули, Джон; Whitacre, Джейми; Вечорек, Джон; Томер, Андреа; Стаки, Брайан Дж .; Смит, Барри; Шильдхауэр, Марк; Туама, Эамонн Ó; Моррисон, Норман (2014-03-03). «Семантика в поддержку открытия знаний о биоразнообразии: введение в онтологию биологических коллекций и связанные с ней онтологии». PLOS ONE. 9 (3): e89606. Bibcode:2014PLoSO ... 989606W. Дои:10.1371 / journal.pone.0089606. ISSN 1932-6203. ЧВК 3940615. PMID 24595056.
  14. ^ Glimm, Birte; Хоррокс, Ян; Мотик, Борис; Стоилос, Гиоргос; Ван, Чжэ (2014-10-01). "HermiT: рассудитель OWL 2". Журнал автоматизированных рассуждений. 53 (3): 245–269. Дои:10.1007 / s10817-014-9305-1. ISSN 1573-0670.
  15. ^ "Наша история | Национальная фенологическая сеть США". www.usanpn.org. Получено 2019-02-09.
  16. ^ «История | NSF NEON | Открытые данные для понимания наших экосистем». www.neonscience.org. Получено 2019-02-09.
  17. ^ а б c d Бренскелле, Лаура; Стаки, Брайан; Колода, Джон; Стены, Рамона; Гуралник, Роберт (2019). «Интеграция наблюдений за гербарными образцами в глобальные системы фенологических данных». Приложения в науках о растениях. 7 (3): e01231. Дои:10.1002 / aps3.1231. ЧВК 6426164. PMID 30937223.
  18. ^ Джонс, Кейси А .; Дэлер, Кертис К. (2018-04-03). «Образцы гербария могут выявить влияние изменения климата на фенологию растений; обзор методов и применения». PeerJ. 6: e4576. Дои:10.7717 / peerj.4576. ISSN 2167-8359. ЧВК 5888139. PMID 29632745.
  19. ^ Йост, Дженнифер М .; Суини, Патрик В .; Гилберт, Эд; Нельсон, Гил; Гуралник, Роберт; Gallinat, Amanda S .; Ellwood, Elizabeth R .; Россингтон, Натали; Уиллис, Чарльз Г. (2018). «Протокол оцифровки для оценки репродуктивной фенологии гербарных образцов семенных растений». Приложения в науках о растениях. 6 (2): e1022. Дои:10.1002 / aps3.1022. ISSN 2168-0450. ЧВК 5851559. PMID 29732253.
  20. ^ Мюллер-Вилле, Стаффан (01.06.2006). «Гербарный шкаф Линнея: предмет мебели и его назначение». Стараться. 30 (2): 60–64. Дои:10.1016 / j.endeavour.2006.03.001. ISSN 0160-9327. PMID 16600379.

внешняя ссылка