Pieces of the PuzzleSónia Dias

Bioversity International

Pieces of the Puzzle

Bioversity Internationals.dias@cgiar.org

Joint PGR Secure/ECPGR workshop   ‐ Conservation strategies for European crop wild relative and landrace diversity7–9 September 2011, Palanga, Lithuania

PURPOSE Pest andPest andPest and Pest and diseases diseases resistance, resistance, 

AbioticAbiotic stresses stresses including droughtincluding droughtLink to Link to 

Th fTh f

including drought,including drought,frost susceptibility frost susceptibility and other traits of and other traits of importance to importance to 

breedersbreeders

characterization characterization data (data (phenomicphenomic, , genomic and genomic and transcriptomictranscriptomic)) The purpose of The purpose of 

TIP is to provide TIP is to provide breeders with breeders with 

information about information about 

breedersbreederspp ))

where individual where individual traits can be traits can be 

locatedlocatedAvailable Available 

information of the information of the mentioned traits mentioned traits 

Link toLink to thethe from existing from existing information sources information sources about  gene bank about  gene bank accessions or accessions or 

Link to Link to the the CWR and LR CWR and LR inventoriesinventories

populationspopulationsSpecifically within Specifically within the project, the project, 

information on information on resistance to sap resistance to sap feeding insects will feeding insects will be evaluated in WP1 be evaluated in WP1 

OBJECTIVESO J C S•To produce a web‐based CWR and LR Trait Information Portal – TIP (Task 2.1)

Conceptualization of TIP

Identification of Information sources

TIP preliminary version ‐ beta version

Testing TIP ‐ silver version

Final version of TIP ‐Golden candidate

TIP infrastructure  CRWIS/PLIS Testing with core data sets 

Testing with all data sets available

Final web enabling 

technical specifications

BrasEDB evaluationTesting with the other WP leaders 

and

users requirements and data providers 

survey

MedicagoDBpreliminary 

testing with the other WP leaders

preliminary

Collaborating breeders

Revising of TIP todata types definition

Tools for data providers

EURISCO & GENESYS

National focal

preliminary testing with collaborating breeders

Revising of TIP to

Revising of TIP to ensure it meets the breeders’ demands

providers ‐intranet, upload system, data quality checks, data analysis

National focal points and project 

partners 

EMBL

Revising of TIP to ensure it meets the breeders’ demands

Tools for users –search, 

download, mapping 

EMBL

Some of the main sources of information identifiedSome of the main sources of information identified 

EURISCOEURISCO

ECCDB ECCDB ‐‐AvenaAvena, , BetaBeta, , 

Crop Wild Crop Wild Relative Relative InformatiInformati

CWRISCWRIS––AEGROAEGRO––Population Population 

CWRIS/PLIS          CWRIS/PLIS           &&GENESYSGENESYS

BrassicaBrassicaand and 

MedicagoMedicagodatabasesdatabases

EMBLEMBLInformatiInformation System on System (CWRIS)(CWRIS)((PGRForumPGRForum))

Level Level Information Information System (PLIS)System (PLIS)

databasesdatabases (( ))

Users requirements and data providers survey Survey results

Plant breeders

‐ Survey results ‐

• Which are the CWR/LR of Medicago that bear specific traits (one ore more traits together)? Where are they maintained? Who is the contact person for information or seed samples? Are seed sample freely available?

• Where does the material originate What is the fenotype of the material (including photo's if possible) How to find material with specific traits (diseases, pests etc)

• Location of origin (country map) Phenotype (photo) Any self‐incompatibility (seed testing) Used in genetic studies

Use in plant improvement – other information type on the accession/population 

• Location of origin (country, map) Phenotype (photo) Any self incompatibility (seed testing) Used in genetic studies (genetic maps available?) Availability of seeds

• Data about seed sample quantity and quality (germinability, purity) Uniformity and stability of the genotype Cross compatibility

B i dM di T it f i t t• Brassica‐ Disease resistance, insect resistance, drought tolerance, salt tolerance, stress tolerance, new morphological characters

• Medicago‐ origin (geographic, environment); ploidy; plant size; growth habit; dormancy; pest and pathogen i t fl l t i d fib t t h ti i d ti k

Brassica and Medicago – Traits of interest

resistances; flower colour; protein and fiber content; phenotipic and genetic markers

• It could  be interesting to have the opportunity to receive and test a choice of the available genotypes, to see 

Other ideas

characteristics and performances in the different areas; results could be returned and used to enrich the information on the portal

what services should the TIP be providingp g

What we need is thist l i‐ ontologies ‐

From the paper to thepaper to the computer 

Wine ontologygy

Ontologies for PGRSecure

A CWR ontology

gTriontology

• A CWR ontology• If needed work on the existing CWR Ontology defining the CWR inventory 

• LR ontologygy• Ontology defining the LR inventory 

• CROP ontologies –Trait ontology• Avena ontology• Beta ontology• Brassica ontology

d l• Medicago ontology

The goal is to:• Develop a controlled vocabulary (ontology) that describes Develop a controlled vocabulary (ontology) that describes the crops, themes, traits, anatomical and morphological the crops, themes, traits, anatomical and morphological structures and growth and developmental stages etcstructures and growth and developmental stages etcstructures and growth and developmental stages, etc. structures and growth and developmental stages, etc. 

•• To establish a semantic framework for meaningful crossTo establish a semantic framework for meaningful cross‐‐To establish a semantic framework for meaningful crossTo establish a semantic framework for meaningful crossspecies queries across crops, inventories and traits species queries across crops, inventories and traits (genotyping and phenotype datasets). (genotyping and phenotype datasets). 

•• Describe crops, CWR and LR structures and entities and the Describe crops, CWR and LR structures and entities and the relationships between themrelationships between themrelationships between them. relationships between them. 

Examples :P l ti it it h l l t ti f• Population, site, unit, whole plant, portion of plant tissue, vascular system, seedling growth, plant growth, leaf development stages embryo development stages flowerstages, embryo development stages, flower development stages, etc.

Ontology Curation tool GCP SampleOntology Curation tool ‐ GCP Sample 

Demo 

http://www.cropontology‐curationtool.org/

In situ and on farm conceptsp

In situIn situ

OnOn‐‐farmfarm

NIs NIs NIs NIs NIs

Special resources available

Curation & Annotation tool CWR descriptors (PGRFORUM and CWR UNEP project CWR descriptors (PGRFORUM and CWR UNEP project LR descriptors (developed under the ECPGR network) CWR ontologyCWR ontology Trait ontology Plant ontology Ex situ platform Etc…

To complement the special resources available need to establish:

PGRSECURE Crop ontology group Avena Brassica Beta Medicago CWR LR Links to Trait ontology

What we proposeD ft TIP tDraft TIP concept

• Database - Mongo, Google, …• Upload system – CSV, Template

driven (customized template driven (customized template options).

• Annotation tool- Use GCP curation/annotation tool for developing PGRSECURE

lontologies.• Data views – data types• Web-enabled (internal and external Web-enabled, (internal and external

links).

TraitsTraits

GENESYS

GBIF

NI NI NI NI NINIs NIs NIs NIs NIs

Will TIP be a part of or linked to these? How?

EURISCO, l ifi ECCDB (i Arelevant crop specific ECCDB (i.e., Avena, 

Beta, Brassica and Medicago databases)  EMBLCrop Wild Relative Information System (CWRIS) (http://www pgrforum org/cwris/cwris asp)(http://www.pgrforum.org/cwris/cwris.asp) CWRIS–AEGRO–Population Level Information System (PLIS) GENESYS (http:/www.genesys‐pgr.org ) 

This system has firstly to serve you, the data provider, so it can efficiently serve the users. Think about this we need your ideas and thoughts on it.

i ?OUR questions?1. Who will be hosting the TIP?1. Who will be hosting the TIP?2. How do you see the links? Are they just re‐directing the 

users to other sources? 3. Or  are the links providing direct access to further 

information?4 Is the proposed concept what you looking for?4. Is the proposed concept what you looking for?5. What features besides the indicated ones 

would be needed (take into account the (data types provided)?

6. Which data types should be downloadable? On which formats?

7. What data sources are missing?8 What kind of access to analysis tools is8. What kind of access to analysis tools is 

needed?

ConclusionConclusionConclusionConclusion

At the end of this workshop should have have an At the end of this workshop should have have an ppunderstanding on:understanding on:Data types to be used?Data types to be used?ypypFeatures envisaged ?Features envisaged ?Meaning and relation of the links ?Meaning and relation of the links ?Meaning and relation of the links ?Meaning and relation of the links ?Hosting of the TIP?Hosting of the TIP?TIP general concept endorsedTIP general concept endorsedTIP general concept endorsed TIP general concept endorsed Ontology groups establishedOntology groups established

Feedback and guidance on the TIPFeedback and guidance on the TIP

Elizabeth ArnaudElizabeth Arnaud

Lucca MatteisLucca Matteis

T h ill ll i fMilko SkoficMilko Skofic

Together we will put all pieces of the puzzle in place.p p