La creación de variedades que sean tolerantes a la sequía y al estrés hídrico es actualmente una alta prioridad para los mejoradores, incluidos los mejoradores de trigo y remolacha de Florimond Desprez. La lucha contra la sequía es parte de un enfoque agroecológico en curso. Entonces, ¿cómo puede el fitomejoramiento aportar soluciones a este problema?
¿Cuáles son los diferentes tipos de sequía?
¿Cuáles son las causas y consecuencias de las sequías?
Las sequías a menudo se asocian con calor intenso o alta irradiación, los cuales pueden ser dañinos para las plantas. La falta de lluvia también conduce a la deficiencia de nutrientes o la toxicidad de los nutrientes, porque los nutrientes no están suficientemente diluidos en el suelo.
Sin embargo, cabe señalar que el calor intenso no siempre es la causa de una sequía, en particular en el caso de los cultivos de regadío, aunque las consecuencias pueden ser igual de desastrosas, ya que una ola de calor intenso acabará con la fertilidad de una planta bien regada.
Todos estos factores se tienen en cuenta al cultivar plantas para desarrollar variedades que sean más resistentes a la sequía y a los efectos de la sequía.
Trigo
¿Cuáles son los efectos de la sequía en las plantas?
En 2013, Arash Nezhadahmadi compiló una tabla de los diversos efectos del estrés hídrico en el trigo:
¿Hay alguna variedad que sea naturalmente tolerante a la sequía?
En el caso del trigo, se puede notar que las variedades más recientes son generalmente más tolerantes a la sequía. Los mejoradores eligen las líneas de acuerdo a su comportamiento en condiciones climáticas específicas. Como un ciclo de mejoramiento dura entre ocho y diez años, esto hace posible para elegir las mejores líneas de reproducción en función de varios criterios, incluida la sequía, si hay al menos un período de sequía durante el período de reproducción pertinente.
La literatura científica especifica multitud de genes de interés relacionados con el estrés hídrico. Sin embargo, existen pocas variedades que sean naturalmente tolerantes a la sequía. Recurrir a las variedades exóticas es una vía de investigación que se puede seguir: por ejemplo, hay algunas variedades australianas que son particularmente interesantes en términos de resistencia a la sequía. Estas variedades no tienen necesariamente el mejor rendimiento y no están adaptadas a nuestras zonas de cultivo, pero el material es interesante para el cruce.
¿Existe un gen de sequía para el trigo?
El programa francés BreedWheat fue un programa nacional de 10 años que tenía como objetivo identificar la base genética del trigo según ciertos criterios, incluida la tolerancia a la sequía. Esto confirmó lo que muchos investigadores ya habían establecido: no solo un gen, sino no menos de 20 cromosomas. ¡Las regiones son responsables de la tolerancia a la sequía!
Este programa continúa ejecutándose en el marco de los proyectos FSOV, poniendo este conocimiento en uso práctico.
El ciclo de producción de trigo es un ciclo largo, por lo que varias regiones genómicas están involucradas en diferentes etapas de desarrollo. Además, en caso de estrés hídrico, varias funciones de la planta se ven afectadas: enraizamiento, superficie foliar, apertura estomática, etc.
Se han identificado dos objetivos de investigación diferentes: el primero es desarrollar resistencia a varios estreses, porque cada gen tiene un efecto más o menos importante. Hay muchos genes de bajo efecto, por lo que es importante centrarse en los genes con efectos aditivos y combinarlos para lograr un mayor nivel de tolerancia a la sequía. También hay un gran número de factores reguladores de genes en juego en esta tolerancia. El segundo objetivo es identificar las etapas durante las cuales el estrés hídrico tiene el mayor impacto y ajustar las estrategias de reproducción en consecuencia: por ejemplo, si el estrés hídrico es más frecuente al final del ciclo de producción de trigo, después de la floración, necesitaremos reproducir aquellas líneas que se comportan mejor durante esta etapa en condiciones de estrés hídrico.
Cómo obtener variedades de trigo tolerantes a la sequía
El enfoque para el mejoramiento de variedades de trigo tolerantes a la sequía ampliamente adoptado en los últimos años es desarrollar una estrategia de evitación: se cultiva material con una fase crítica de maduración del grano que no coincide con un período de sequía frecuente en el lugar de cultivo. Estas variedades maduran antes , y por lo tanto se ven menos afectados por la sequía, porque han pasado la etapa de desarrollo cuando ocurre la sequía.
Por lo tanto, el objetivo de los criadores es criar plantas con un sistema de raíces más avanzado y funcional, y limitar la evapotranspiración en la medida de lo posible. También pueden intentar crear tolerancia a la deshidratación al promover el cierre de estomas o al tener una hoja bandera más orientada verticalmente para limitar la exposición a la luz solar.
Por lo tanto, hay varios criterios que deben analizarse y varias regiones genómicas que deben estudiarse en lo que respecta a la tolerancia a la sequía.
¿Qué técnicas se pueden utilizar para acelerar el proceso de mejoramiento de variedades tolerantes a la sequía?
Además de las estrategias tradicionales de cruzamiento, los criadores disponen de otras herramientas, en particular, las Nuevas Técnicas Genómicas (NGT). Esta técnica tan novedosa es una especie de microcirugía que permite modificar una secuencia de ADN para ver el efecto de esta modificación en un rasgo determinado. Esto permite, por ejemplo, confirmar o refutar el papel de QTL o genes, como los identificados en el programa BreedWheat. El material resultante de estas técnicas es actualmente difícil de comercializar en Europa. Sin embargo, sigue siendo una de varias herramientas para los criadores, que debe usarse con prudencia y moderación.
Remolacha
¿Qué pasa con las variedades de remolacha tolerantes a la sequía?
La remolacha es una planta de verano que se adapta a las condiciones secas más fácilmente que el trigo. Sin embargo, el estrés hídrico alto hará que la planta se vuelva amarilla y resulte en un menor rendimiento. Los científicos han realizado menos investigaciones sobre los efectos de la sequía en la remolacha, porque es una especie menos cultivada En Florimond Desprez, la remolacha es una especie muy importante, por lo que nuestros programas de mejoramiento incluyen la evaluación de la tolerancia a la sequía.
Las nuevas tecnologías, como los drones, permiten realizar un fenotipado de alto rendimiento e identificar a los individuos mejor adaptados a la sequía. Las imágenes capturadas en diferentes etapas del desarrollo de la remolacha se analizan para identificar plantas con tolerancia a la sequía.
Se utilizan las mismas técnicas que para el trigo (en particular, NGT) para identificar genes de interés en relación con el estrés hídrico y crear nuevas fuentes de tolerancia.
En conclusión, está claro que el fitomejoramiento será una de las soluciones al problema del estrés hídrico. Gracias a los avances tecnológicos, ahora es posible crear una sequía funcional para pruebas utilizando, por ejemplo, invernaderos móviles. También es posible probar material prometedor en lugares donde la sequía y el estrés hídrico son relativamente comunes y, fuera de temporada, en otros países o hemisferios.
Es importante recordar que elegir la variedad correcta debe ser parte de un enfoque agronómico más global. Por ejemplo, la cosecha anterior puede afectar la tolerancia a la sequía. En el caso del trigo, una cosecha previa de guisantes puede tener un efecto positivo.
La sequía y el estrés hídrico son temas de gran actualidad y, como tales, se han convertido en prioridades para la comunidad científica y los criadores. Sin embargo, buscar desarrollar variedades adaptadas a un suelo en particular parecería un enfoque más sensato. Una gran cantidad de factores externos pueden afectar la tolerancia a la sequía. ¡No existe tal cosa como una variedad milagrosa!
