Desarrollo de variedades de maíz con doble aprovechamiento en escenario de cambio climático
Referencia: TED2021-129405B-100.
Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación. Proyectos de Transición Ecológica y Transición Digital 2021.
Investigadora principal 1: Ana Butrón Gómez (Misión Biológica de Galicia, MBG-CSIC).
Investigador principal 2: Rogelio Santiago Caravelos.
Participantes del IRNASA-CSIC: Rosa Morcuende y Juan B. Arellano.
Entidades participantes: Misión Biológica de Galicia (MBG-CSIC), Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC), Instituto de Agrobiotecnología (IdAB-CSIC).
Duración: 01/12/2022 – 30/11/2024
Presupuesto total: 218.500 €
Resumen:
Hoy en día, el mercado mundial de combustibles renovables está dominado por el etanol y el biodiésel de primera generación derivados de cultivos alimentarios; sin embargo, para que los biocombustibles incrementen su impacto beneficioso para la sociedad deberían derivarse de plantas o partes de plantas no aptas para la producción de alimentos y/o piensos para no comprometer la seguridad alimentaria. Los combustibles de segunda generación, que utilizan residuos de cultivos, son una alternativa prometedora porque la lignocelulosa vegetal representa el depósito más grande del mundo en cuanto a energía renovable susceptible de ser convertida en combustibles líquidos.
En este contexto, los cultivos alimentarios y forrajeros económicamente importantes, como el maíz (Zea mays L.), tienen cadenas de producción y distribución bien establecidas que podrían suministrar grandes cantidades de residuos agrícolas; pero, hasta ahora, los esfuerzos de mejora del maíz se han centrado predominantemente en mejorar el rendimiento del grano y pocos mejoradores están especializados en explotar las características útiles de la biomasa. Además, el progreso en el desarrollo de maíz para la producción de combustible celulósico no debe limitarse a la utilización exclusiva de germoplasma comercialmente disponible porque las ganancias genéticas podrían ser limitadas y la erosión genética continuaría siendo una amenaza. Ciertamente, con una riqueza inigualable de recursos agronómicos y genómicos, el maíz es un modelo excelente para estudiar características complejas de la pared celular y optimizar las estrategias de mejora en cultivos C4.
Las variedades con doble aprovechamiento deben ser estables en diferentes escenarios, incluyendo aquellos altamente probables debido al cambio climático, para contribuir mejor de este modo a la sostenibilidad del cultivo; ya que la incorporación de resiliencia al cambio climático en los materiales con doble aprovechamiento permitirá, entre otros efectos, reducir la huella de gases de efecto invernadero. Este es un tema preocupante porque el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático prevé que, en las próximas décadas, los cultivos se enfrenten a una menor disponibilidad de agua y mayor temperatura y [CO2].
En este contexto, es crucial la identificación de marcadores fisiológicos y moleculares que confieran una producción más sostenible en diferentes condiciones de cultivo. Por lo tanto, la presente propuesta contribuirá a: (1) estudiar la variabilidad para un doble aprovechamiento del maíz en diferentes regímenes hídricos y a (2) identificar metabolitos o caracteres fisiológicos que sirvan para una mejora indirecta de la cantidad y calidad de biomasa. Específicamente, dentro del primer objetivo, se evaluará una colección de variedades locales con una amplia diversidad genética y adaptadas a las condiciones europeas para identificar variedades resilientes y con doble aprovechamiento que amplíen la estrecha base genética del cultivo de maíz. El segundo objetivo perseguirá la generación de conocimientos básicos sobre la respuesta fisiológica y bioquímica del maíz a la sequía y a las altas temperaturas bajo diferentes [CO2] y sobre la capacidad de los dispositivos espectrorradiométricos para predecir la resiliencia de los cultivares a dichos estreses. Estos conocimientos ayudarán a construir modelos de predicción de la respuesta de adaptación y a diseñar programas de mejora más eficientes para la adaptación al cambio climático.
