Los esfuerzos para crear cultivos más adaptables se benefician al probar lugares con una amplia gama de condiciones climáticas, según un equipo de investigación dirigido por un profesor de la Universidad Estatal de Iowa.
por la Universidad Estatal de Iowa
El estudio publicado recientemente en el Journal of Experimental Botany es el último trabajo del profesor de agronomía Jianming Yu que explora la plasticidad fenotípica, las formas dispares en que las plantas responden en diferentes entornos. Una mejor comprensión de las bases genéticas y ambientales de la plasticidad puede ayudar a los científicos y a los criadores a crear híbridos adaptados a su ubicación y capaces de adaptarse a condiciones difíciles.
«Nuestra investigación realmente tiene amplias implicaciones para el cambio climático , la sostenibilidad y la agricultura de precisión», dijo Yu, titular de la Cátedra Pionera Distinguida en Mejoramiento de Maíz y director del Centro Raymond F. Baker para el Mejoramiento de Plantas.
Hasta cierto punto, el estudio confirmó que el Medio Oeste es una región ideal para experimentar con nuevos cultivares, gracias en parte a su clima errático, dijo Yu.
«Las empresas de semillas tienen lugares de cultivo en todo el Cinturón del Maíz y, históricamente, sabemos que algunos sitios de prueba parecen tener más éxito y no terminaron en la lista de eliminación cuando las empresas se fusionaron. No ha habido mucha investigación real al respecto. Solo se ha supuesto», dijo. «Pero si desea obtener la mayor variabilidad posible, ese es un buen lugar para obtener datos. La ubicación importa».
El estudio examinó datos de 174 plantas de arroz cultivadas en nueve combinaciones diferentes de sitios y temporadas de crecimiento en Asia entre 2007 y 2009 y 237 plantas de sorgo en nueve entornos de sitios y temporadas diferentes en Iowa, Kansas y Puerto Rico entre 2011 y 2016.
En análisis previos de los mismos datos, incluidos estudios de 2018 , 2020 y 2022 , Yu y sus colegas buscaron señales ambientales relacionadas con las características de las plantas. Por ejemplo, los investigadores establecieron para ambos cultivos un índice ambiental que predice el tiempo de floración , un análisis en el que se basa el nuevo artículo.
«Esta vez cambiamos el enfoque a si lo que observas podría depender de los ejemplos específicos que encuentras en términos de entorno», dijo Yu.
Al comparar pequeños subconjuntos de datos con la muestra general, un análisis que incorporó muchas simulaciones, los investigadores descubrieron que podían extrapolar con precisión los datos a cuatro o más entornos. Pero el rango medio ambiental, un indicador de la variabilidad de las condiciones, sirvió como un indicador aún mejor.
«Si bien ambos factores son críticos, nuestros resultados indican que las consideraciones que conducen a un aumento del rango medio ambiental deberían tener prioridad en el diseño del estudio «, dijo Tingting Guo, profesor de la Universidad Agrícola de Huazhong, codirector del estudio.
Los investigadores descubrieron que incluso dos sitios de prueba podrían ofrecer predicciones precisas si sus condiciones ambientales son diversas y extremas. Se utilizaron simulaciones adicionales basadas en registros meteorológicos históricos y fechas de plantación variables para mostrar las distribuciones de la variabilidad ambiental potencial para cada sitio.
«Esto ofrece a los criadores una orientación práctica para la asignación de recursos y la optimización del sitio de prueba», dijo Yu.
Yu dijo que su grupo de investigación seguirá estudiando la plasticidad fenotípica , principalmente mediante un análisis más detallado de los resultados de las pruebas de campo existentes. Considera que aprovechar la plasticidad es esencial para lograr que la agricultura sea más resistente frente al cambio climático.
«Estamos analizando datos de diferentes maneras y desde diferentes perspectivas para generar conocimiento que se aplique a la toma de decisiones en el mundo real», dijo.
Más información: Tingting Guo et al., Contexto ambiental de la plasticidad fenotípica en el momento de la floración en sorgo y arroz, Journal of Experimental Botany (2023). DOI: 10.1093/jxb/erad398
