Se espera que el déficit hídrico combinado y el estrés por calor debido al cambio climático afecten negativamente a la viticultura. Una solución a corto plazo es modificar los sistemas de conducción de la vid (es decir, la gestión de la arquitectura del dosel) para maximizar la relación entre la fotosíntesis neta y la pérdida de agua a través de la transpiración y minimizar el riesgo de estrés por calor. Con un gran número de posibles diseños de estructuras de dosel, se pueden usar modelos informáticos para predecir con precisión la influencia de la arquitectura del dosel en sus tasas de intercambio de gases y la temperatura de las hojas bajo estrés combinado de agua y calor.

Albasha y sus colegas publicaron recientemente un artículo en in silico Plantas que presentaron un nuevo modelo, que fue capaz de reproducir el efecto de la arquitectura del dosel de la vid en los procesos de intercambio de gases a escala de la planta en condiciones variables del agua del suelo. El modelo, HydroShoot, es un modelo de planta estructural funcional (FSPM) basado en la escala de la hoja que permite predecir las tasas de transpiración y fotosíntesis de toda la planta al ampliar estos procesos desde el nivel de la hoja.

HydroShoot es el primer FSMP de vid que tiene en cuenta las interacciones entre el estado del agua, el balance de energía y las tasas de intercambio de gases a escala de hoja. Estos se representan como tres módulos interactivos:

• hidráulico que calcula la distribución del potencial hídrico del xilema a través de los segmentos hidráulicos de los brotes (es decir, la estructura hidráulica de los brotes),
• energía, que calcula el presupuesto energético completo de las hojas individuales, y
• intercambio que calcula la asimilación neta de carbono y las tasas de transpiración de las hojas individuales.

“Nuestro equipo codificó HydroShoot para completar el trabajo anterior en FSPM de vid donde las simulaciones solo se podían ejecutar en condiciones de riego abundante. Asumimos que tener en cuenta con éxito las condiciones de sequía en un FSPM requiere simular tanto la estructura hidráulica del brote como el presupuesto energético de las hojas individuales”. dice Rami Albasha, modelador de cultivos en la sociedad Intelligence Technology Knowledge (itk), ex postdoctorado en ecofisiología vegetal en el Instituto Nacional Francés de Investigación Agrícola (INRA).

Los autores encontraron que, aunque se requerían simulaciones tanto de la estructura hidráulica como del balance de energía para reproducir con precisión las tasas de intercambio de gases a escala de la planta bajo el déficit de agua del suelo, la estructura hidráulica tuvo, con mucho, el efecto más grande en las tasas simuladas, al menos para las vides consideradas en este estudio.

HydroShoot está disponible a través de la plataforma OpenAlea (https://github.com/openalea/hydroshoot) como un conjunto de módulos reutilizables.