Análisis ecofisiológico y molecular del impacto de la mejora genética del trigo duro en ambiente mediterráneo sobre la formación del rendimiento y la acumulación de aminoácidos y proteínas

Resumen

El trigo ocupa actualmente el tercer lugar entre las especies más cultivadas en el mundo. La creciente demanda de alimentos hace que sea necesario incrementar el rendimiento del trigo en los próximos años, sobre todo en regiones donde las condiciones de cultivo son menos favorables. La cuenca mediterránea es una de ellas ya que la impredecible duración, frecuencia e intensidad de estreses de tipo abiótico, como sequía, frío y calor, hacen fluctuar considerablemente el rendimiento del trigo. El objetivo de esta Tesis Doctoral fue aportar información útil sobre el impacto de la Mejora Genética del trigo duro (Triticum turgidum L.var. durum) llevada a cabo en Italia y España durante el último siglo sobre los caracteres fisiológicos en relación con el rendimiento en ambiente mediterráneo. El material vegetal consistió en 12 cultivares italianos y españoles agrupados según su origen y año de liberación. Los experimentos se llevaron a cabo en dos ambientes españoles contrastantes localizados en diferente latitud durante varios años. Se estudiaron los efectos directo e indirectos de los componentes del rendimiento sobre la producción de grano, así como el patrón de acumulación de proteínas y aminoácidos durante el llenado del grano; el desarrollo apical a lo largo del crecimiento de la planta; la intercepción de radiación y la eficiencia en el uso de la misma y el crecimiento del cultivo. Los resultados obtenidos demuestran que el análisis mediante coeficientes de sendero es una herramienta útil para cuantificar la magnitud de los efectos indirectos del gen Rht-B1b sobre los componentes del rendimiento y otros caracteres relacionados con la productividad del cultivo. La introducción del gen Rht-B1 provocó cambios en la duración de las distintas fases del cultivo. La fase desde zurrón hinchado hasta antesis demostró ser la más determinante para futuros aumentos del rendimiento, ya que es en ésta etapa donde se produce la máxima competencia entre tallos y espigas y porque fue la única etapa que aumentó durante el periodo de pre-anthesis como consecuencia de la mejora. El ajuste fenológico provocado por la mejora se evidenció claramente en este estudio, ya que el acortamiento ocurrido durante las primeras etapas del ciclo del cultivo fue determinante a la hora de diferenciar cultivares procedentes de distintas épocas. Como consecuencia de la incorporación del alelo Rht-B1b no se produjeron diferencias significativas en la interceptación de la radiación absorbida, ni en el coeficiente de extinción lumínica. No obstante, el gen Rht-B1b ejerció un efecto pleiotrópico sobre la eficiencia en el uso de la radiación durante la fase vegetativa y de llenado del grano. El aumento del rendimiento como consecuencia del incremento en el índice de cosecha, provocó una disminución del contenido de proteínas del grano. Los resultados de este estudio indican que la mejora ha causado una disminución de la tasa de acumulación de proteínas y aminoácidos durante el llenado del grano. El último capítulo de esta Tesis describe la puesta a punto e introducción de la técnica molecular SSRs en nuestro laboratorio de fisiología vegetal.