Doctorand: Mateu Fullana Pericàs
Titol: Phenotypic diversity and functional responses to water deficit across Mediterranean landraces of tomato. A resource to enhance crop’s resilience to drought
Directors: Dr. Jeroni Galmés i el Dr. Miquel Àngel Conesa Muñoz
Data: 12/03/2021
Resum:
La tomàtiga (Solanum lycopersicum L.) és el cultiu hortícola més consumit i amb el major impacte econòmic a nivell mundial. Durant les diferents etapes de domesticació i processos de selecció i millora de la tomàtiga, hi ha hagut una forta selecció dels al·lels que afavoreixen la producció de la planta i el pes del fruit en comptes de la qualitat del fruit, sempre en condicions no limitants d’aigua. No obstant, en els pròxims anys aquells genotips amb una major producció poden experimentar una gran caiguda en el seu rendiment agronòmic degut als efectes del canvi climàtic, que inclouen canvis en les temperatures i els règims de precipitacions. Així, és necessari preparar el cultiu de la tomàtiga per tal d’incrementar la resiliència de la producció i qualitat de la tomàtiga a esdeveniments climàtics extrems tals com la sequera. En aquest sentit, alguns genotips de tomatiguera del Mediterrani han estat tradicionalment cultivats en condicions de manca d’aigua i seleccionats en base a la seva eficiència en l’ús de l’aigua (EUA), però han estat omesos de manera general en els programes de millora de la tomàtiga. De manera similar, l’exploració d’altres tècniques alternatives a la millora per creuaments sexuals per incrementar la resiliència a la sequera, com pot ser l’empelt, no han estat àmpliament investigades i es desconeix el paper que hi poden jugar aquests genotips adaptats a la sequera.
Així, els objectius generals d’aquesta Tesi són: (1) estudiar la variabilitat fisiològica i agronòmica entre varietats locals de tomàtiga de la Mediterrània i la seva resposta al dèficit hídric; i (2) analitzar la resposta de varietats locals de tomàtiga a l’empelt pel que fa als seus trets fisiològics i agronòmics.
Els resultats obtinguts mostren que a la conca Mediterrània el criteris de selecció local de la tomàtiga han estat molt variable, propiciant una elevada variabilitat pel que fa a la morfologia de fruit i a la seva qualitat. En condicions de no estrès, diverses varietats locals de la Mediterrània han presentat clares diferències respecte cultivars moderns, sobretot en aquells paràmetres relacionats amb la morfologia foliar i les característiques fotosintètiques, mentre que no s’han trobat diferències relacionades amb la producció i la qualitat del fruit. Els resultats també destaquen que una millor conductància del CO2 pot ser un factor important a l’hora de determinar la millora de l’assimilació de CO2 i la EUA. La resposta de les varietats locals de la Mediterrània al dèficit hídric ha estat variable, havent-hi diferències depenent del seu tipus de fruit. Curiosament, algunes de les varietats locals han tingut un rendiment agronòmic similar a l’observat a d’altres genotips moderns altament productius en condicions de no estrès, tenint una menor reducció de la producció en condicions de dèficit hídric. S’ha observat que la composició isotòpica de carboni de la fulla (d13C), usada de manera general com un indicador de la EUA, ha determinat el límit de la producció tant en condicions de no estrès com de dèficit hídric. S’han examinat indicadors d’alt rendiment per tal de poder fenotipar de manera senzilla grans col·leccions de tomàtiga i identificar aquelles amb una millor resposta al dèficit hídric. Els resultats mostren que les diferències observades en els paràmetres fisiològics de la fulla entre genotips de tomàtiga adaptats a la sequera i genotips no adaptats es traslladaren a mesures de teledetecció aèria, donant peu a diferents models de regressió depenent del genotip observat. A més, aquesta Tesi mostra el primer intent per relacionar la qualitat del fruit de la tomàtiga amb diferents mesures de fenotipat a nivell de fulla i de planta a una col·lecció gran i variable de tomàtiga.
Pel que fa a l’ús de l’empelt per tal de millorar la resposta dels cultius a l’estrès hídric, s’ha trobat que l’empelt pot ser una tècnica útil per tal de reduir l’impacte dels estressos abiòtics sobre el rendiment fotosintètic, i que l’elecció del peu és determinant per les variacions en la fotosíntesi. Els resultats d’aquesta Tesi destaquen el potencial de l’empelt per alterar diversos paràmetres fisiològics de les varietats locals i la seva compatibilitat amb la gran majoria de peus comercials per tal millorar el seu rendiment agronòmic. Finalment, s’ha descrit el potencial de les varietats locals de tomàtiga adaptades a la sequera per ser usades com a peu per tal d’incrementar el creixement i la producció de fruit tant en condicions òptimes de reg com de dèficit hídric.