Valencià:
Un estudi desenvolupat pel Grup d'Investigació en Ecofisiologia i Biotecnologia de la Universitat Jaume I de Castelló (UJI) estableix les bases per a aconseguir cultius més resistents als estressos climàtics combinats. Les conclusions d'aquest estudi s'han publicat recentment en la revista Physiologia Plantarum.
L'equip coordinat pel catedràtic Aurelio Gómez Cadenas, del Departament de Ciències Agràries i del Medi Natural, ha aconseguit esbrinar els mecanismes essencials per a obtenir plantes d'interès agronòmic amb una capacitat més gran per a fer front a variables ambientals vinculades amb el canvi climàtic, com ara l'increment de les temperatures, una irradiació solar més elevada, sequera per la falta de pluges, inundacions o, fins i tot, contaminació.
De fet, aquesta investigació sobre millora genètica forma part de la tesi doctoral desenvolupada per Damián Balfagón i dirigida conjuntament per Aurelio Gómez i Sara I. Zandalinas. Balfagón ha estudiat l'efecte de la incidència simultània de diferents estressos ambientals sobre plantes model i cultius d'interès agronòmic. Com a resultat, «s'han proposat noves vies per a la millora de cultius i l'obtenció de varietats més resistents a les combinacions d'estressos», comenta l'investigador, qui defensarà la seua tesi demà divendres a l'Escola Superior de Tecnologia i Ciències Experimentals (ESTCE).
Els investigadors de l'UJI expliquen que les plantes en la natura es poden enfrontar a nombroses condicions ambientals que són adverses per al seu creixement òptim, com ara plagues, sequera, altes o baixes temperatures, pol·lució, inundacions, etc. A més, com subratlla Aurelio Gómez Cadenas, en la majoria de les ocasions aquests factors d'estrès ocorren de manera simultània. En conseqüència, «es crea una nova situació per a la planta diferent i molt més complexa que la que provoquen els estressos de forma aïllada», apunta. No obstant això, «la majoria de les investigacions s'han centrat en l'estudi de l'efecte sobre la planta d'una única condició d'estrès, la qual cosa ens ha donat una visió incompleta o equivocada del que ocorre en els cultius», argumenta el catedràtic de l'UJI.
Les altes temperatures afecten negativament processos clau en la fisiologia de les plantes com la fotosíntesi, l'absorció de carboni o el desenvolupament dels òrgans reproductors. Altres factors abiòtics, com poden ser la sequera, inundació, contaminació o l'alta irradiació solar, en combinació amb les altes temperatures, poden exacerbar el mal produït en les plantes i augmentar les pèrdues de la producció agrícola.
UN APARELL FOTOSINTÈTIC MÉS RESISTENT
Aurelio Gómez Cadenas i Sara I. Zandalinas afirmen que els programes de millora genètica i les pràctiques agrícoles han d'anar encaminades a pal·liar els efectes negatius d'aquestes condicions, així com a millorar els diferents mecanismes fisiològics, hormonals i genètics de les plantes per a controlar i recuperar-se del mal produït per la calor. «Les noves varietats vegetals han de tenir un aparell fotosintètic més resistent enfront de les altes temperatures, han de ser capaces de mantenir o incrementar la capacitat d'assimilació de carboni i desenvolupar els seus òrgans reproductius en climes més càlids», argüeixen.
Els estudis recents realitzats pel grup d'Ecofisiologia i Biotecnologia de l'UJI en el context d'aquesta tesi mostren que un augment en la concentració i una resposta precoç de les hormones àcid abscísic i àcid jasmònic, la inducció d'unes certes famílies de gens i l'acumulació de proteïnes protectores enfront de les altes temperatures com les Heat Shock Proteins (HSPs), poden ser factors que determinen l'èxit de les plantes per a tolerar les situacions ambientals adverses en un clima més calorós.
L'AGRICULTURA DAVANT L’ESCALFAMENT GLOBAL
El canvi climàtic és una gran amenaça per a la producció agrícola global, segons els autors d'aquest treball. L'increment de la temperatura mitjana del planeta, juntament amb la freqüència més gran de fenòmens climàtics extrems i la pèrdua de terra cultivable, comprometrà la producció agrícola d'aliments en un futur immediat. «A la vista d'aquest possible escenari, es torna essencial el desenvolupament de noves varietats de cultius capaços d'aclimatar-se a aquests canvis ambientals que sovint afecten les plantes de manera simultània, i d'aquesta manera poder incrementar la producció agrícola en el futur i assegurar el proveïment d'aliments a la població global», conclouen.
El grup d'investigació multidisciplinària en Ecofisiologia i Biotecnologia, coordinat pel catedràtic del Departament de Ciències Agràries i del Medi Natural Aurelio Gómez Cadenas aborda distints aspectes de la bioquímica i biologia molecular d'espècies vegetals i animals sotmeses a condicions adverses. També estudien la repercussió del canvi climàtic sobre l'agricultura i la connexió evolutiva entre regnes biològics. Els seus membres estan analitzant el paper del canvi climàtic en la incidència de plagues i malalties vegetals i en el desenvolupament de tractaments pal·liatius enfront de danys provocats per les condicions ambientals adverses i els estressos biòtics. A més a més, cultiven in vitro espècies vegetals per a crear biofactories que produïsquen compostos d’interès agronòmic, nutricèutic o, fins i tot, farmacèutic. 
 
Més informació:
High temperatures modify plant responses to abiotic stress conditions
https://doi.org/10.1111/ppl.13151

Español:
Un estudio desarrollado por el Grupo de Investigación en Ecofisiología y Biotecnología de la Universitat Jaume I de Castelló (UJI) sienta las bases para conseguir cultivos más resistentes a los estreses climáticos combinados. Las conclusiones de este estudio se han publicado recientemente en la revista Physiologia Plantarum.
El equipo coordinado por el catedrático Aurelio Gómez Cadenas, del Departamento de Ciencias Agrarias y del Medio Natural, ha logrado averiguar los mecanismos esenciales para obtener plantas de interés agronómico con mayor capacidad para hacer frente a variables ambientales vinculadas con el cambio climático como el incremento de las temperaturas, una irradiación solar más elevada, sequía por la falta de lluvias, inundaciones, e incluso, contaminación.
De hecho, esta investigación sobre mejora genética forma parte de la tesis doctoral desarrollada por Damián Balfagón y dirigida conjuntamente por Aurelio Gómez y Sara I. Zandalinas. Balfagón ha estudiado el efecto de la incidencia simultánea de diferentes estreses ambientales sobre plantas modelo y cultivos de interés agronómico. Como resultado, «se han propuesto nuevas vías para la mejora de cultivos y la obtención de variedades más resistentes a las combinaciones de estreses», comenta el investigador, quien defenderá su tesis mañana viernes en la Escuela Superior de Tecnología y Ciencias Experimentales (ESTCE).
Los investigadores de la UJI explican que las plantas en la naturaleza se pueden enfrentan a numerosas condiciones ambientales que son adversas para su crecimiento óptimo, como pueden ser plagas, sequía, altas o bajas temperaturas, contaminación, inundaciones, etc. Además, como subraya Aurelio Gómez Cadenas, en la mayoría de las ocasiones estos factores de estrés ocurren de manera simultánea. En consecuencia «se crea una nueva situación para la planta diferente y mucho más compleja que la que provocan los estreses de forma aislada», apunta. Sin embargo, «la mayoría de las investigaciones se han centrado en el estudio del efecto sobre la planta de una única condición de estrés, lo que nos ha dado una visión incompleta o equivocada de lo que ocurre en los cultivos», argumenta el catedrático de la UJI.
Las altas temperaturas afectan negativamente a procesos clave en la fisiología de las plantas como la fotosíntesis, la absorción de carbono o el desarrollo de los órganos reproductores. Otros factores abióticos; como pueden ser la sequía, inundación, contaminación o la alta irradiación solar; en combinación con las altas temperaturas pueden exacerbar el daño producido en las plantas y aumentar las pérdidas de la producción agrícola.
UN APARATO FOTOSINTÉTICO MÁS RESISTENTE
Aurelio Gómez Cadenas y Sara I. Zandalinas afirman que los programas de mejora genética y las prácticas agrícolas deben ir encaminadas a paliar los efectos negativos de estas condiciones, así como a mejorar los diferentes mecanismos fisiológicos, hormonales y genéticos de las plantas para controlar y recuperarse del daño producido por el calor. «Las nuevas variedades vegetales deben tener un aparato fotosintético más resistente frente a las altas temperaturas, deben ser capaces de mantener o incrementar la capacidad de asimilación de carbono y desarrollar sus órganos reproductivos en climas más cálidos», arguyen.
Los estudios recientes realizados por grupo de Ecofisiología y Biotecnología de la UJI en el contexto de esta tesis muestran que un aumento en la concentración y una respuesta precoz de las hormonas ácido abscísico y ácido jasmónico, la inducción de ciertas familias de genes y la acumulación de proteínas protectoras frente a las altas temperaturas como las Heat Shock Proteins (HSPs), pueden ser factores que determinen el éxito de las plantas para tolerar las situaciones ambientales adversas en un clima más caluroso.
LA AGRICULTURA ANTE EL CALENTAMIENTO GLOBAL
El cambio climático es una gran amenaza para la producción agrícola global, según los autores de este trabajo. El incremento de la temperatura media del plantea junto con la mayor frecuencia de fenómenos climáticos extremos y la pérdida de tierra cultivable, comprometerá la producción agrícola de alimentos en un futuro inmediato. «A la vista de este posible escenario, se vuelve esencial el desarrollo de nuevas variedades de cultivos capaces de aclimatarse a estos cambios ambientales que a menudo afectan a las plantas de manera simultánea, y de esta manera poder incrementar la producción agrícola en el futuro y asegurar el abastecimiento de alimentos a la población global», concluyen.
El grupo de investigación multidisciplinaria en Ecofisiología y Biotecnología, coordinado por el catedrático del Departamento de Ciencias Agrarias y del Medio natural Aurelio Gómez Cadenas, aborda distintos aspectos de la bioquímica y biología molecular de especies vegetales y animales sometidas a condiciones adversas. También estudia la repercusión del cambio climático sobre la agricultura y la conexión evolutiva entre reinos biológicos. Sus miembros están analizando el papel del cambio climático en la incidencia de plagas y enfermedades vegetales y en el desarrollo de tratamientos paliativos frente a los daños provocados por las condiciones ambientales adversas y los estreses bióticos. Además, cultivan in vitro especies vegetales para crear biofactorías que produzcan compuestos de interés agronómico, nutracéutico o, incluso, farmacéutico.
Más información:
High temperatures modify plant responses to abiotic stress conditions
https://doi.org/10.1111/ppl.13151