Utilización de parientes silvestres para cultivos resistentes a la sequía

La sequía plantea un importante reto a los agricultores de todo el mundo, agravado por el cambio climático. Para alimentar a una población creciente, la agricultura sostenible debe aumentar el rendimiento de los cultivos con menos agua. Los parientes silvestres de cultivos como el trigo y la cebada ofrecen rasgos genéticos de tolerancia al estrés, pero los métodos tradicionales de selección son inadecuados.

Nuevo investigación publicado en New Phytologist propone un enfoque sistemático que utiliza técnicas de imagen de alto rendimiento para identificar rasgos beneficiosos en líneas de cultivos silvestres. Este método va más allá de las evaluaciones visuales y de rendimiento del grano, que suponen un reto para los parientes silvestres.

Las tecnologías avanzadas de teledetección detectan las longitudes de onda de la luz reflejada por las plantas, incluidas las emisiones térmicas y la fluorescencia, lo que proporciona información que va más allá de la visión humana. Combinando imágenes hiperespectrales y térmicas, los investigadores pueden evaluar la eficiencia en el uso del agua en los cultivos y descubrir características de adaptación a la sequía en líneas silvestres.

Las plantas pierden agua por transpiración, un proceso que se produce a través de los estomas y que también permite la entrada de dióxido de carbono en las hojas. Esta doble función supone un compromiso entre la conservación del agua y la entrada de carbono para la fotosíntesis. La nueva técnica de cribado tiene en cuenta esta disyuntiva e identifica las plantas que pueden soportar una escasez prolongada de agua y reanudar un crecimiento sano tras la rehidratación.

Utilizando datos de teledetección hiperespectral y térmica, los investigadores han desarrollado un índice de eficiencia de transpiración basado en imágenes (iTE). Este parámetro ayuda a identificar líneas silvestres con un uso eficiente del agua en condiciones de sequía, manteniendo al mismo tiempo su capacidad de crecimiento. El índice iTE también podría aplicarse a cultivos comerciales.

La colaboración con el Instituto de Agricultura Sostenible de España (IAS-CSIC) reveló una fuerte correlación entre el aumento del iTE en condiciones de sequía y la estabilidad del rendimiento en variedades comerciales de trigo. Esta relación pone de relieve el potencial de integrar el índice iTE con las métricas tradicionales de rendimiento para tomar decisiones de mejora más informadas.

El objetivo último es utilizar técnicas avanzadas de mejora genética, como la domesticación de novo, para modificar líneas silvestres prometedoras y hacerlas compatibles con las prácticas agrícolas habituales. Este enfoque acelera el proceso tradicional de selección y mejora de cultivos, haciendo que las plantas tolerantes al estrés sean más accesibles y deseables para los agricultores.

Aprovechando la teledetección hiperespectral y las modernas técnicas de cultivo, esta investigación pretende revolucionar el desarrollo de los cultivos, adaptando las plantas al cambio climático y satisfaciendo la creciente demanda mundial de alimentos.