Variabilidad del trigo en respuesta al déficit hídrico bajo CO2 y temperatura elevados: impacto en el metabolismo primario, secundario y antioxidante y la calidad del grano
Referencia: PID2019-107154RB-100
Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación. Ayudas a Proyectos de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad, Convocatoria 2019
Investigadores principales: Morcuende, R. y Arellano, J.B.
Participantes: Usadel, B.; Vicente, R.; Perez de Souza, L.; Miranda Apodaca, J.; Marcos-Barbero, E.; Verdejo, A.; Boyero, M. A.
Duración: 01/06/2020 – 31/05/2024
Resumen
Junto a los aumentos en la concentración atmosférica de CO2 y la temperatura media de la superficie terrestre asociados al cambio climático global, es previsible un incremento de la frecuencia e intensidad de los episodios de sequía. Estos cambios ambientales, que a menudo ocurren simultáneamente, pueden afectar negativamente a la producción agrícola a nivel mundial, en particular en regiones más vulnerables, como las mediterráneas.
El trigo es uno de los cereales más cultivados en estas regiones, donde los cultivos frecuentemente están expuestos a la incidencia simultánea de la sequía y las temperaturas altas. La necesidad de desarrollar cultivos más tolerantes a la combinación de factores ambientales, que pueden ocurrir de forma natural en el campo, podría abordarse aprovechando el uso de técnicas moleculares así como la exploración de la variabilidad de las especies de trigo con el fin de mitigar los efectos negativos del cambio climático en el rendimiento y la calidad del grano.
El equipo de investigación ha estudiado, en el marco de un proyecto nacional anterior (Ref. AGL2016-79589-R), la variación natural en la adaptación al CO2 elevado y la temperatura alta en función de la disponibilidad de nitrato de diez genotipos de trigo blando seleccionados de una colección de trigos del CIMMYT adaptados a temperaturas altas. La identificación en el proyecto de un genotipo estable de alto rendimiento ofrece ventajas como fuente de germoplasma para abordar nuevos desafíos en la situación actual de escasez de agua y reducción de las precipitaciones en comparación con otras especies de trigo blando y duro.
En respuesta a estos desafíos, el objetivo general de este proyecto de investigación es generar nuevos conocimientos sobre la reprogramación del metabolismo primario, secundario y antioxidante inducida por la sequía a nivel de planta entera en condiciones de CO2 elevado y temperatura alta, mediante la integración del análisis del transcriptoma con atributos fisiológicos y bioquímicos, así como su repercusión en el rendimiento potencial y en la calidad nutricional y antioxidante del grano del trigo.
Para lograr este objetivo, se investigará (i) la variabilidad entre las especies de trigo en el metabolismo primario y secundario, y su dependencia de la disponibilidad de agua en condiciones de CO2 y temperatura elevados, (ii) la variabilidad en la capacidad y actividad antioxidante para comprender la adaptación de la planta a los factores ambientales señalados, así como (iii) la variación en el rendimiento potencial y la calidad nutricional y antioxidante del grano.
Esta investigación puede contribuir a la comprensión de los factores asociados con una producción más estable y eficiente para una mejora en la eficiencia en el uso del agua y la adaptación del trigo al cambio climático. Este objetivo es una prioridad para los proyectos «Retos Investigación» del Programa Estatal de I+D+i centrados en el Reto Social 2 con especial interés en el uso y la conservación de recursos genéticos en agricultura con una mejor adaptación al cambio climático.
