Tolerancia a la sequía

Screening for drought tolerance

La selección de especies de trigo para la tolerancia a la sequía es más difícil de lo que parece. Muchos ensayos de invernadero para detectar la sequía adolecen de problemas de confusión, como el tipo de suelo y el contenido de humedad resultante, la densidad aparente y las diferencias genéticas en rasgos como la masa radicular, la profundidad de enraizamiento y el tamaño de la planta.

Además, como es tan difícil aislar el estrés por sequía, algunos científicos creen que encontrar un método de detección repetible es casi imposible. Sin embargo, un reciente estudio piloto realizado por el investigador Andrew Green puede demostrar que están equivocados.

LA BÚSQUEDA DE LA REPETIBILIDAD

Green dice: "Ha habido intentos anteriores de estudiar intensivamente el estrés por sequía, pero es difícil aislar el estrés por sequía del calor, las enfermedades y otras cosas". Green y sus asesores, el Dr. Gerard Kluitenberg y el Dr. Allan Fritz, creen que controlar el potencial hídrico del suelo es la única forma cuantificable de imponer un tratamiento coherente y repetible. Con el desarrollo de una curva de retención de humedad del suelo para un medio de crecimiento homogéneo, creen que se podría mantener el tratamiento de humedad para aislar el estrés por sequía. Green afirma: "Nuestro objetivo es desarrollar un sistema de cribado repetible que nos permita estar seguros de que lo que estamos viendo es una respuesta real a la sequía antes de que tenga lugar el trabajo de integrar esos genes, ya que se trata de un proceso muy largo y tedioso."

¿POR QUÉ NO SE HA HECHO ESTO ANTES?

Andrew Green, como fitomejorador, cree que el problema radica en que la mayoría de los genetistas no son científicos del suelo. En experimentos anteriores, el método más sofisticado para detectar la sequía consistía en cultivar las plantas hasta cierto punto, dejar de regarlas y ver cuáles vivían más tiempo. Nunca ha habido una colaboración entre fisiólogos y edafólogos. Así que los investigadores han impuesto un estrés biológicamente irrelevante en el que básicamente se ha tratado de un estudio de desgaste". Green espera poder utilizar el suelo como mecanismo de retroalimentación para mantener un nivel de estrés similar al que existe en la naturaleza.

A photograph of a research scientist holding a TEROS 21 sensor over rows of soil in a field

EL ESTUDIO PILOTO

Green utilizó sensores de contenido volumétrico de agua METER, sensores de potencial mátrico METER, así como tensiómetros de columna para controlar las condiciones de humedad del suelo en un experimento en invernadero utilizando tubos de crecimiento de cloruro de polivinilo (PVC) de 182 cm de altura y medios de crecimiento homogéneos. Se realizaron mediciones cuatro veces al día para determinar el contenido volumétrico de agua, el potencial hídrico del suelo, la senescencia, la biomasa, la proporción de brotes y raíces, los rasgos de enraizamiento, los componentes del rendimiento, el potencial hídrico de las hojas, el contenido relativo de agua de las hojas y otras observaciones fisiológicas entre los tratamientos de humedad limitada y los de control.

MEDIOS DE COMUNICACIÓN DEL SUELO: VENTAJAS E INCONVENIENTES

Para resolver el problema de los distintos tipos de suelo, Andrew y su equipo eligieron un medio homogéneo de enmienda del suelo llamado Profile Greens Grade, que se ha estudiado ampliamente para su uso en el espacio y otras aplicaciones. Green afirma: "Es un material muy poroso con un gran tamaño de partícula. Es un gran medio de crecimiento porque al final del experimento se pueden separar las raíces de la planta del medio del suelo, y esas raíces se pueden medir, obtener imágenes y estudiar junto con los datos que se recogen." Green añade, sin embargo, que trabajar con medios de suelo no es perfecto: ha habido problemas de conductividad hidráulica y hay que vigilar de cerca los medios.

¿QUÉ TIENE DE PARTICULAR ESTE ESTUDIO?

Green cree que, como el sustrato era muy específico y sus sensores de potencial hídrico y humedad del suelo estaban situados en el mismo lugar, le permitió determinar si todas sus curvas de liberación de humedad eran coherentes. Intentamos empaquetar estas columnas con una densidad aparente uniforme y vigilar el riego, con la esperanza de que se mantenga constante a todas las profundidades. Hasta ahora ha funcionado bastante bien: el contenido de agua y el potencial hídrico son repetibles en las distintas columnas."

PLANES DE FUTURO

El estudio piloto de Green se completó en primavera, y se está preparando para la versión ampliada del proyecto: un ensayo replicado con parientes silvestres del trigo. Espera utilizar sensores de humedad del suelo para tomar decisiones automáticas de riego: es decir, el potencial hídrico de las columnas activará doce electroválvulas que dispersarán el agua para mantener los materiales en su zona de estrés objetivo, o potencial hídrico ideal. EL OBJETIVO FINAL El objetivo final de la investigación de Green es convertir las especies silvestres de trigo en formas productivas que puedan utilizarse como variedades cultivadas por los agricultores. Es optimista sobre los resultados de su estudio piloto. A partir de los escasos datos no repetidos que tenemos hasta ahora, creo que será posible desarrollar un método repetible para cribar estos materiales. Con los datos que estamos viendo ahora y la información que estamos captando sobre lo que ocurre bajo tierra, creo que va a ser posible mantener estas cosas en una zona de estrés biológicamente relevante."

Descubra los sensores de contenido de agua y de potencial hídrico METER

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