Doctorando: Mateu Fullana Pericàs
Título: Phenotypic diversity and functional responses to water deficit across Mediterranean landraces of tomato. A resource to enhance crop’s resilience to drought.
Directores: Dr. Jeroni Galmés y Dr. Miquel Àngel Conesa
Resumen: El tomate (S. lycopersicum) es el cultivo hortícola más consumido y con un mayor impacto económico en el mundo. Durante las diferentes etapas de domesticación y procesos de selección y mejora del tomate, ha habido una fuerte selección de los alelos que favorecen la producción de la planta y el peso del fruto en lugar de la calidad de éste, siempre en condiciones no limitantes de agua. No obstante, en los próximos años aquellos genotipos con una mayor producción pueden experimentar una caída en su rendimiento agronómico debido a los efectos del cambio climático, que incluyen cambios en las temperaturas y los regímenes de precipitaciones. Así, se hace necesario preparar el cultivo del tomate para el próximo escenario, incrementando la resiliencia de la producción y la calidad del tomate a eventos climáticos extremos tales como la sequía. En este sentido, algunos genotipos del Mediterráneo han sido tradicionalmente cultivados en condiciones de falta de agua y seleccionados en base a su eficiencia en el uso del agua (EUA), pero han sido omitidos de manera general en los programas de mejora del tomate. De manera similar, la exploración de otras técnicas alternativas a la mejora por cruzamientos sexuales para incrementar la resiliencia a la sequía, como puede ser el injerto, no han sido detalladamente investigadas y se desconoce el papel que pueden jugar estos genotipos adaptados a la sequía.
Así, los objetivos generales de esta Tesis son: (1) estudiar la variabilidad fisiológica y agronómica entre variedades locales de tomate del Mediterráneo y su respuesta al déficit hídrico; y (2) analizar la respuesta de variedades locales de tomate al injerto en lo que se refiere a sus características fisiológicas y agronómicas.
Los resultados muestran que en la cuenca Mediterránea el criterio de selección local del tomate ha sido muy variable, propiciando una elevada variabilidad por lo que se refiere a la morfología del fruto y a su calidad. En condiciones de no estrés, varias variedades locales del Mediterráneo han presentado claras diferencias en comparación con cultivares modernos, básicamente en parámetros relacionados con la morfología de foliar y sus características fotosintéticas, mientras que no se han encontrado diferencias relacionadas con la producción y la calidad del fruto. Los resultados también destacan que una mejor conductancia del CO2 puede ser un factor importante a la hora de determinar la mejora de la asimilación de CO2 y la EUA. La respuesta de las variedades locales de la Mediterránea al déficit hídrico ha sido variable, dependiendo de su tipo de fruto. Curiosamente, algunas de las variedades locales han tenido un rendimiento agronómico similar al observado en otros genotipos modernos altamente productivos en condiciones de no estrés, teniendo una menor reducción de la producción en condiciones de déficit hídrico. Se ha observado que la composición isotópica de carbono de la hoja (d13C), usada de manera general como un indicador de la EUA, ha determinado el límite de la producción tanto en condiciones de no estrés como de déficit hídrico. Se han examinado indicadores de alto rendimiento con el objetivo de poder fenotipar de manera sencilla grandes colecciones de tomate e identificar aquellas con una mejor respuesta al déficit hídrico. Los resultados muestran que las diferencias observadas en los parámetros fisiológicos de la hoja entre genotipos de tomate adaptados a la sequía y genotipos no adaptados se trasladan a las medidas de teledetección aérea, dando lugar a diferentes modelos de regresión dependiendo del genotipo observado. Además, esta Tesis presenta una primera aproximación para relacionar la calidad de fruto del tomate con diferentes medidas de fenotipados a nivel de hoja y de planta en una colección grande y variable de tomate.
Respecto al uso del injerto para mejorar la respuesta de los cultivos al estrés hídrico, se ha encontrado que el injerto puede ser una técnica útil para reducir el impacto de los estreses abióticos sobre el rendimiento fotosintético, y que la elección del pie es determinante para las variaciones en fotosíntesis. Los resultados de esta Tesis destacan el potencial del injerto para alterar diversos parámetros fisiológicos de las variedades locales de tomate y su compatibilidad con la mayoría de pies comerciales, que permiten aumentar su rendimiento agronómico. También ha descrito el potencial de las variedades locales de tomate adaptadas a la sequía para ser usadas como pie con el objetivo de incrementar el crecimiento y la producción de fruto tanto en condiciones óptimas de riego como de déficit hídrico.