Grupo de Hormonas Vegetales
Proyectos de Investigación - Unión Europea
Beephen abejorros polinizadores como fenotipadores naturales para aumentar el uso eficiente de nutrientes
PDC2022-133986-I00 (BEEPHEN)/AEI/10.13039/501100011033/ Unión Europea NextGenerationEU/PRTR
Resumen BEEPHEN: La seguridad alimentaria se ve amenazada por el cambio climático y los estreses abióticos asociados como la escasez de agua, las altas temperaturas, la salinidad y el déficit nutricional. Esos factores afectan a la fisiología del cultivo durante la floración y a los servicios ecosistémicos como las interacciones planta-polinizador. Si bien es necesario aportar grandes cantidades de fertilizantes para sostener los cultivos, hay que aplicar el principio de producir más con menos para aumentar la sostenibilidad agrícola y reducir su impacto ambiental. Sin embargo, la mejora de variedades con estabilidad agronómica bajo fertilización reducida es un objetivo poco buscado. Es relevante en cultivos hortícolas de alto valor como el tomate debido a las dificultades para conciliar rendimiento y uso eficiente de fertilizantes. A pesar de la creciente relevancia de los caracteres florales, las plataformas de fenotipado tratan de identificar los rasgos genéticos de la resiliencia mediante el estado fisiológico de la planta, generalmente a partir de imágenes de las hojas, pero encuentran fuertes problemas en la cuantificación de los rasgos florales y en la predicción del fenotipo a partir del genotipo. Sin embargo, como el transporte de fotoasimilados desde la hoja (fuente) hasta la flor (sumidero) se reduce en las plantas de baja resiliencia, las flores son mejores indicadores que las hojas del bienestar de la planta. De hecho, la composición química de las flores cambia en respuesta al ambiente, al igual que la cantidad de polen y néctar que producen las flores, que sirven como alimento para los polinizadores. En el proyecto NUETOM RTI2018-099113-B-I00, que tenía el objetivo de desarrollar portainjertos para aumentar el uso eficiente de nutrientes en tomate, se observó que las decisiones de forrajeo de los polinizadores Bombus terrestris estaban influenciadas por el genotipo del portainjerto y por el régimen de fertilización, mostrando mayor preferencia por las plantas más productivas y nutritivas cultivadas con fertilización reducida. Esos resultados abren nuevas perspectivas para el uso de polinizadores como fenotipadores naturales para seleccionar los fenotipos más resistentes en condiciones subóptimas y/o genotipos que aumentan sinérgicamente la productividad y la sostenibilidad de los cultivos al promover dicho servicio ecosistémico. BEEPHEN propone validar la prueba de concepto de que la preferencia de los polinizadores es una medida precisa de la relación funcional fuente-sumidero y la resiliencia de las plantas, según la influencia del genotipo y el ambiente. Para ello, BEEPHEN desarrollará una plataforma de fenotipado y selección asistida por polinizadores para la cuantificación automatizada de las interacciones Genotipo x Ambiente x Polinizador a través de un sistema de geoposicionamiento de abejorros. Para demostrar su validez en agricultura, se generará un modelo conceptual basado en datos agronómicos, fisiológicos y multiómicos en portainjertos experimentales, vinculando rasgos florales, preferencias de polinizadores y resiliencia de las plantas frente a diferentes regímenes de aplicación de fertilizantes NPK. Este nuevo enfoque radical puede cambiar el paradigma de fenotipado y encontrar nuevos caminos para la mejora vegetal asistida por interacciones ecológicas. La validación de la prueba de concepto y de la base científica de la tecnología innovadora permitirán iniciar la exploración de nuevas oportunidades de mercado.
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RUETOM DESARROLLO DE PORTAINJERTOS PARA INCREMENTAR EL USO EFICIENTE DE AGUA Y FERTILIZANTES EN TOMATE
Coordinado: Transferencia de caracteres adaptativos ancestrales de la raíz al cultivo de tomate para mejorar el uso eficiente de recursos
TED2021-132256B-C21 (RUETOM)/AEI/10.13039/501100011033/ Unión Europea NextGenerationEU/PRTR
Resumen RUETOM: En las últimas décadas, la agricultura industrial se ha basado en sistemas altamente productivos que consumen grandes cantidades de recursos, agua y fertilizantes (N, P y K), para mantener la productividad de estos cultivos. Además, las plantas están experimentando fluctuaciones ambientales significativas debido al calentamiento global y se espera que estas fluctuaciones aumenten aún más en el futuro. El tomate es una de las especies hortícolas más importantes, y España es uno de los mayores productores a nivel mundial. La mayor parte de esta producción se concentra en la región del sureste, donde la inadecuada gestión del riego y la fertilización ha aumentado el impacto ambiental de las explotaciones agrícolas. Por tanto, para contribuir a una agricultura sostenible en general y en tomate en particular, existe una fuerte necesidad de aumentar la eficiencia en el uso de agua y fertilizantes de este cultivo y reducir la pérdida de nutrientes por lixiviación y la subsecuente contaminación. RUETOM tiene como objetivo identificar rasgos adaptativos en raíces a partir de variedades ancestrales para transferirlos a variedades modernas de alto rendimiento mediante su uso como portainjertos para aumentar la eficiencia en el uso de los recursos. El estudio de una amplia colección de entradas de tomate de diferentes regiones geográficas que representan la biodiversidad en los centros de origen y domesticación del tomate es un instrumento único y valioso para iniciar los estudios genéticos de la arquitectura del sistema radicular y su regulación hormonal en esta especie. El establecimiento de una colección de ideotipos seleccionados permitirá su caracterización como portainjertos en el rendimiento y calidad de una moderna variedad híbrida comercial cultivada con aportes reducidos de agua y nutrientes en invernadero, así como la selección de los ideotipos y líneas más más prometedoras por aumentar el uso eficiente de esos recursos. Estos experimentos servirán no solo para evaluar el impacto de estos portainjertos en la eficiencia del uso del agua y nutrientes, sino también para analizar los mecanismos locales y sistémicos asociados, mediante estudios fisiológicos y multiómicos y genéticos. El desarrollo de portainjertos basados en variedades ancestrales de tomate que conservan antiguas adaptaciones ecológicas a ambientes pobres, y cuyos ideotipos radiculares presentan una mayor eficiencia en el uso del agua y los nutrientes, permitirá incrementar el rendimiento del cultivo de tomate en condiciones climáticas adversas y con un menor aporte de fertilizantes, contribuyendo así a la seguridad alimentaria a través de la implementación de una agricultura más ecológica y sostenible en la región mediterránea, y más allá.
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ZEROPARASITIC: Innovative sustainable solutions for broomrapes: prevention and integrated pest management approaches to overcome parasitism in Mediterranean cropping systems.
PROGRAMA PRIMA UE (2018 Section 2).
Coodinador: D. Chachalis (BPI, Grecia).
IP: Francisco Perez Alfocea. (Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura). Duración: 01/06/2019-31/05/2022.
SEW-REAP: SECONDMENTS FOR SUSTAINABLE FOOD SECURITY. MAJOR PROJECT ON FOOD SECURITY RESEARCH IN CHINA.
Entidades Colaboradoras: LEC, CSIC, SCAU, UB, GIG-CAS. Está administrado por el I-RICE con base física en el renombrado JIE con sede en la SCAU, Guangzhou, China. Investigador principal: Prof. Kevin Jones Director Ejecutivo: Dr. David Tyfield Número de investigadores/as: 7
Entidad financiadora: Unión Europea.
Fecha de inicio y finalización: 2015-2019
Empowering root-targeted strategies to minimize abiotic stress impacts on horticultural crops (ROOTOPOWER) REF: 289365
Financing entity: FP7-KBBE-2011-5
Participating entities: CSIC, IVIA, UW, ULANC, UCL, WUR, CU, PER, UB, AC, INOQ, UMH
Project coordinator: F. Pérez Alfocea (CSIC)
Duration, from: 1-1-2012 until: 31-12-2015
