El trigo es un alimento básico que proporciona el 20% de todas las calorías y proteínas del mundo. Si bien el objetivo principal de la selección del trigo ha sido mejorar los niveles de rendimiento para satisfacer las necesidades de una población en crecimiento, garantizar la estabilidad en el rendimiento también es de suma importancia.

La variabilidad del rendimiento de un año a otro tiene un impacto directo en los ingresos de los agricultores y, particularmente en el caso de los cultivos básicos, contribuye a la inseguridad alimentaria tanto a nivel nacional como familiar. de acuerdo con la FAO. El cambio climático aumenta la variabilidad del rendimiento en

• hacer que los entornos en los que se cultivan las plantas sean menos predecibles: las condiciones a las que normalmente se dirigen los obtentores pueden ya no ser consistentes o confiables debido a las fluctuaciones climáticas y
• alterar la productividad regional: el rendimiento en diferentes áreas puede cambiar debido a cambios en la temperatura, patrones de lluvia u otros factores climáticos. Esto puede complicar aún más los esfuerzos de mejoramiento, ya que los rasgos que antes eran beneficiosos en una región pueden ya no ser tan exitosos.

Es necesario identificar nuevos cultivares con productividad mejorada que también tengan una alta estabilidad en climas futuros. Sin embargo, es un desafío identificar rasgos superiores porque los rasgos de las plantas (fenotipos) están influenciados tanto por su composición genética (genotipos) como por las condiciones ambientales en las que crecen. Los modelos de cultivos pueden respaldar el mejoramiento de cultivos al proporcionar una manera de cuantificar las interacciones entre rasgos del cultivo y factores climáticos que afectan el rendimiento en condiciones futuras.

A la luz de esta, un nuevo estudio profundiza en el examen de la estabilidad del rendimiento en líneas de trigo de alto rendimiento ante el cambio climático. La Dra. Heidi Webber del Centro Leibniz para la Investigación del Paisaje Agrícola (ZALF) y sus colegas utilizaron una solución de modelo de simulación de cultivos en el SIMPLE marco para explorar la sensibilidad del rendimiento para seleccionar características de rasgos en 34 ubicaciones que representan los entornos productores de trigo del mundo.

Se centraron en la influencia de tres rasgos que se sabe que aumentan el potencial de rendimiento: la eficiencia en el uso de la radiación, el coeficiente de extinción de la luz y la eficiencia de la fructificación.

• La eficiencia en el uso de la radiación se refiere a la eficiencia con la que las plantas capturan y utilizan la radiación solar para la fotosíntesis y el posterior crecimiento. Esto, a su vez, se traduce en mayores rendimientos.
• El coeficiente de extinción de la luz representa la velocidad a la que la intensidad de la luz disminuye a medida que viaja a través del dosel de la planta. Al aumentar este coeficiente, puede llegar más luz a las capas inferiores de las hojas, lo que promueve la fotosíntesis y, en última instancia, conduce a un mejor rendimiento.
• La eficiencia de fructificación se refiere a la cantidad de granos producidos por espiga.

Para identificar candidatos potenciales para el mejoramiento genético en diferentes escenarios climáticos, los investigadores emplearon un enfoque de simulación para modelar el crecimiento y desarrollo del trigo. Crearon 1782 genotipos virtuales por sitio combinando varios valores de rasgos y luego identificaron qué genotipos se adaptaban mejor a ubicaciones y condiciones ambientales específicas.

En un experimento, los investigadores examinaron el impacto de diferentes valores de rasgos tanto en el rendimiento como en la estabilidad del rendimiento en las condiciones climáticas actuales. Entre las diferentes ubicaciones, una mayor eficiencia en el uso de la radiación tuvo el mayor efecto en el rendimiento de los genotipos virtuales, seguida de una mayor eficiencia de fructificación y luego un mayor coeficiente de extinción de la luz. En general, el aumento de los valores de los rasgos dio lugar a mayores rendimientos, pero también a una mayor variabilidad del rendimiento.

En otro experimento, los investigadores probaron la influencia de los valores de los rasgos en el rendimiento y la estabilidad del rendimiento en condiciones climáticas futuras. Descubrieron que el cambio climático proyectado condujo a una mejora general en el rendimiento promedio y a una disminución de la estabilidad del rendimiento de los genotipos virtuales en aproximadamente la mitad de los sitios.

Los autores identificaron una combinación de un solo rasgo (un aumento del 34 % en la eficiencia del uso de la radiación, un aumento del 10 % en la eficiencia de la fructificación y un aumento del 20 % en el coeficiente de extinción de la luz) que tuvo el mayor rendimiento de todos los genotipos virtuales en la mayoría de los sitios. bajo los climas de referencia y escenario.

Si bien los mayores rendimientos resultantes de las características mejoradas a menudo se correlacionaban con una mayor variabilidad del rendimiento de un año a otro, no hubo diferencias notables en la variabilidad del rendimiento entre los genotipos base y los genotipos mejorados. Esto implica que los genotipos mejorados no demostraron un grado desproporcionadamente mayor de variabilidad del rendimiento en comparación con los genotipos base, a pesar de que lograron rendimientos más altos. Esta observación fue válida tanto para las condiciones climáticas presentes como para las futuras proyectadas.

Webber concluye: “nuestro estudio sugiere que aumentar la expresión de rasgos en el trigo para lograr mayores rendimientos no plantearía riesgos climáticos adicionales para los agricultores en términos de temperaturas más cálidas y sequía. Además, la adopción de cultivares con estas características no daría como resultado una mayor variabilidad del rendimiento”.

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Tommaso Stella, Heidi Webber, Ehsan Eyshi Rezaei, Senthold Asseng, Pierre Martre, Sibylle Dueri, Jose Rafael Guarin, Diego NL Pequeno, Daniel F Calderini, Matthew Reynolds, Gemma Molero, Daniel Miralles, Guillermo García, Gustavo Slafer, Francesco Giunta, Yean-Uk Kim, Chenzhi Wang, Alex C Ruane, Frank Ewert, Las características del cultivo de trigo que confieren un alto potencial de rendimiento también pueden mejorar la estabilidad del rendimiento. bajo el cambio climático, in silico Plants, Volumen 5, Número 2, 2023, diad013, https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diad013