Selecció clonal de les varietats de raïm autòctones majoritàries de les Balears: manto negro, callet i moll (premsal blanc)

La selecció clonal constitueix actualment el mètode de millora de varietats regionals més àmpliament utilitzat i es basa en l'elevada variabilitat genètica produïda per successives mutacions somàtiques que s'acumulen i que es mantenen en les diferents poblacions del cultiu malgrat la seva propagació vegetativa per empelt. Així, la selecció sobre un elevat nombre d'individus permetrà identificar- ne alguns amb les característiques desitjades. La forta interacció genotip ambient en els caràcters relacionats amb la producció i la qualitat de la collita fa necessària l'observació en anys successius dels mateixos caràcters. Les varietats de vinya autòctones majoritàries de les Balears callet, manto negro i moll (premsal blanc) no han estat objecte de selecció clonal, i el seu registre i certificació no han estat abordats amb anterioritat. L'apreciació progressiva pels cellers, junt amb el protagonisme que han de mantindre en la tipificació dels vins de les Balears, van aconsellar l'inici de treballs de selecció que permetessin identificar i propagar clons de més interès agronòmic i enològic. La disponibilitat de clons que millorin la qualitat genètica de les vinyes d'aquestes varietats és una de les vies més prometedores per a assegurar vins de qualitat sense perdre la tipicitat pròpia de les Balears. Hi ha una demanda creixent en el sector de material vegetal clonal autòcton certificat a fi de millorar la producció, la qualitat i l'homogeneïtat de les collites. Paral·lelament al procés de selecció clonal, s'ha establert un reservori genètic a fi de conservar tota la variabilitat disponible actualment sobre cada varietat.La selección clonal constituye en la actualidad el método de mejora de variedades locales más ampliamente utilizado y se basa en la elevada variabilidad genética producida por sucesivas mutaciones somáticas que se acumulan y que se mantienen en las diferentes poblaciones del cultivo a pesar de su propagación vegetativa por injerto. Así, la selección sobre un elevado número de individuos permitirá identificar algunos de ellos con las características deseadas. La fuerte interacción genotipo ambiente en los caracteres relacionados con la producción y la calidad de cosecha hace necesaria la observación en años sucesivos de los mismos caracteres. Las variedades de vid autóctonas mayoritarias de Baleares callet, manto negro y moll (premsal blanc) no han sido objeto de selección clonal, ni su registro y certificación han sido abordados con anterioridad. La apreciación progresiva de las mismas por las bodegas, junto con el protagonismo que deben mantener en la tipificación de los vinos de las Baleares, aconsejan el inicio de los trabajos de selección que permitan identificar y propagar clones de mayor interés agronómico y enológico. La disponibilidad de clones que mejoren la calidad genética de las vides de estas variedades es una de las vías más prometedoras para asegurar vinos de calidad sin perder la tipicidad propia de Baleares. Hay una creciente demanda en el sector de material vegetal clonal autóctono certificado con el fin de mejorar la producción, calidad y homogeneidad de las cosechas. Paralelamente al proceso de selección clonal, se ha establecido un reservorio genético con el fin de conservar toda la variabilidad disponible en la actualidad en cada variedad

Selecció clonal de les varietats de raïm autòctones majoritàries de les Balears: manto negro, callet i moll (premsal blanc)

La selecció clonal constitueix actualment el mètode de millora de varietats regionals més àmpliament utilitzat i es basa en l'elevada variabilitat genètica produïda per successives mutacions somàtiques que s'acumulen i que es mantenen en les diferents poblacions del cultiu malgrat la seva propagació vegetativa per empelt. Així, la selecció sobre un elevat nombre d'individus permetrà identificar- ne alguns amb les característiques desitjades. La forta interacció genotip ambient en els caràcters relacionats amb la producció i la qualitat de la collita fa necessària l'observació en anys successius dels mateixos caràcters. Les varietats de vinya autòctones majoritàries de les Balears callet, manto negro i moll (premsal blanc) no han estat objecte de selecció clonal, i el seu registre i certificació no han estat abordats amb anterioritat. L'apreciació progressiva pels cellers, junt amb el protagonisme que han de mantindre en la tipificació dels vins de les Balears, van aconsellar l'inici de treballs de selecció que permetessin identificar i propagar clons de més interès agronòmic i enològic. La disponibilitat de clons que millorin la qualitat genètica de les vinyes d'aquestes varietats és una de les vies més prometedores per a assegurar vins de qualitat sense perdre la tipicitat pròpia de les Balears. Hi ha una demanda creixent en el sector de material vegetal clonal autòcton certificat a fi de millorar la producció, la qualitat i l'homogeneïtat de les collites. Paral·lelament al procés de selecció clonal, s'ha establert un reservori genètic a fi de conservar tota la variabilitat disponible actualment sobre cada varietat.La selección clonal constituye en la actualidad el método de mejora de variedades locales más ampliamente utilizado y se basa en la elevada variabilidad genética producida por sucesivas mutaciones somáticas que se acumulan y que se mantienen en las diferentes poblaciones del cultivo a pesar de su propagación vegetativa por injerto. Así, la selección sobre un elevado número de individuos permitirá identificar algunos de ellos con las características deseadas. La fuerte interacción genotipo ambiente en los caracteres relacionados con la producción y la calidad de cosecha hace necesaria la observación en años sucesivos de los mismos caracteres. Las variedades de vid autóctonas mayoritarias de Baleares callet, manto negro y moll (premsal blanc) no han sido objeto de selección clonal, ni su registro y certificación han sido abordados con anterioridad. La apreciación progresiva de las mismas por las bodegas, junto con el protagonismo que deben mantener en la tipificación de los vinos de las Baleares, aconsejan el inicio de los trabajos de selección que permitan identificar y propagar clones de mayor interés agronómico y enológico. La disponibilidad de clones que mejoren la calidad genética de las vides de estas variedades es una de las vías más prometedoras para asegurar vinos de calidad sin perder la tipicidad propia de Baleares. Hay una creciente demanda en el sector de material vegetal clonal autóctono certificado con el fin de mejorar la producción, calidad y homogeneidad de las cosechas. Paralelamente al proceso de selección clonal, se ha establecido un reservorio genético con el fin de conservar toda la variabilidad disponible en la actualidad en cada variedad

Differences in metabolic and physiological responses between local and widespread grapevine cultivars underwater deficit stress

Climate change forecasts suggest temperature increases and lower rainfall rates, both of which challenge viticulture, particularly in semi-arid areas where water availability is critical. In this scenario, tlx-use of tlx-genetic variability in grapevine varieties reported around the world represents an important strategy for the selection of climate-resilient cultivars. In this work, physiological and metabolomics analyses were conducted to Compare the water deficit stress (VVIJS) responses of red and white, local and widespread grapevines cultivars. Leaf gas exchange, water use efficiency (WUK) and water relation parameters were determined in plants under well-watered and WDS conditions alongside assessment of the levels of foliar primary metabolites using gas-chromatography coupled to mass-spectrometry. Results denote that red and white local cultivars displayed more adapted physiological performance under WDS as Compared to the widely-distributed ones. Multivariate analyses and specific changes in leaf primary metabolites indicate genotype-specific responses of local cultivars as Compared to widespread ones. Differences in ascorbate-related and shikimate/phenylpropanoid metabolism could explain the better physiological performance under WDS in red local as Compared to widespread cultivars. On the other hand, coordinated changes in respiratory- A nd stress-related sugars and amino acids Could underlie the better WUK under WDS in tlx-white local Cultivar. All these results suggest several metabolic targets that Could be useful as metabolic markers or for metabolic engineering in grapevine breeding programs to improve drought tolerance

Efficiency of water usage in plants

La disponibilidad de agua es el principal factor limitante de la producción agrícola y ganadera en ambientes de clima mediterráneo. Limitación que, ante las previsiones de Cambio Climático Global realizadas por organismo internacionales, serán mucho mayores en los próximos años. En este escenario, la eficiencia en el uso de los recursos hídricos debe ser un aspecto transversal de las políticas públicas que debe, por tanto, ser afrontado desde diversos puntos de vista. En este sentido, uno de los temas claves a considerar es la eficiencia con la que las plantas usan el agua. El objetivo de este trabajo es hacer una revisión de los diferentes aspectos relacionados con este tema, considerando las diferentes escalas a las que se estudia la eficiencia en el uso del agua por las plantas (EUA), desde la hoja hasta el cultivo o el ecosistema. Así, se abordan las dificultades técnicas que existen para medir, de una forma precisa, la EUA de un cultivo o de un ecosistema, la importancia del ambiente y de las prácticas agronómicas como determinantes de la EUA, la diversidad genética inter e intraespecífica, y las implicaciones prácticas de estos factores a la hora de incrementar la EUA.Water availability is the most important limiting factor in plant and animal production under Mediterranean conditions. In a Global Climate Change scenario, this limitation will be even greater in the following years, according to the International Institutions predictions. In this sense, the efficiency of water resources utilization should be a key point of public policies that must be discussed from different points of view. One of these is Plant Water Use Efficiency (WUE). The objective of this paper is to review the different aspects related to WUE, considering the approach levels, from leaf to crop or ecosystem. The technical difficulties to measure accurately WUE at crop or ecosystem level, the environment and agronomical practices importance in WUE determination, the inter and intraspecific plant genetic diversity, as well as the practical implications of each factor to increase WUE are discussed.Los trabajos realizados por el Grup de Biologia de les plantes en condicions mediterrànies sobre eficiencia en el uso del agua forman parte de los proyectos: PRIB-2004-10144, financiado por el Govern de les Illes Balears, e INCO-PERMED (PL 509140), financiado por la Unión Europea

Lignocellulosic biomass production and persistence of perennial grass species grown in mediterranean marginal lands

© 2021 by the authors.Biomass production in marginal lands represents one of the most challenging and promising alternatives to sustainably produce biofuels. Native species seem to be the most adequate option to obtain a profitable output when low-input techniques are applied, and biomass is grown in depleted soils and harsh climatic conditions. In this study, a 5-year field trial in the island of Majorca served to investigate different autochthonous and naturalized Mediterranean perennial grasses as novel candidate lignocellulosic bioenergy crops for the semi-arid Mediterranean area and compare them with commercial ones (both Mediterranean and non-Mediterranean). Species and growing season had a significant effect on biomass production, perennialism and biomass quality. Arundo donax (winter crops) and Piptatherum miliaceum (autumn crops) performed better than the commercial species tested (Panicum virgatum for winter crops and Festuca arundinacea for autumn crops) in biomass production and perennialism. In terms of biomass quality, Panicum virgatum was the best species, having high structural content (mainly cellulose and hemicellulose), low non-structural content and the lowest ash. However, Ampelodesmos mauritanicus and Arundo donax rendered similar results, with no significant difference in terms of cellulose production for this latter but with higher lignin content. For the autumn species, Festuca arundinacea was the species with the best biomass quality but with the highest ash production for all the species considered. Hence, both for winter or autumn regimes, native or naturalized plants seem to be better suited than the commercial commonly used for biomass production with energy-producing purposes. Further research must be conducted in terms of seed biology and physiology, seedbed preparation methods, sowing time, seedling density and weed control before they can firmly be proposed as adequate alternatives for energy purposes.This research work was funded by the FP7 OPTIMA project “Optimization of Perennial Grasses for Biomass production (Grant Agreement 289642)”

Ecophysiology of the endemic plants of the Balearic Islands in the Mediterranean context

Muchas de las especies endémicas del mediterráneo occidental habitan preferentemente ambientes rocosos, abiertos, con elevado grado de estrés y baja competencia interespecífica. En el caso de las Islas Baleares, a esta dimensión geológico-edáfica característica del endemismo mediterráneo, se le suma la dimensión de aislamiento geográfico. Para cualquiera de estas dos dimensiones, geológico-edáfica y geográfica, resulta sorprendente la escasez de estudios que apunten a factores fisiológicos como causantes generales de la limitada distribución de las especies endémicas. Esta escasez de evidencias sugiere que la distribución de endemismos de Baleares en su dimensión geográfica viene limitada principalmente por filtros históricos, mientras que su dimensión geológico-edáfica se adecuaría a la hipótesis de ‘refugio’. Según esta hipótesis, las especies endémicas habitan únicamente ambientes en los que su elevado grado de estrés excluye la presencia de especies generalistas. La baja competencia interespecífica en estos ambientes permite la supervivencia de algunas especies endémicas con rasgos específicos, que resultarían desfavorables fuera del ambiente en el que habitan. Finalmente, se demuestra mediante el análisis de tres casos concretos de endemicidad (Crepis triasii, Lysimachia minoricensis y Digitalis minor), que la hipotética baja plasticidad fenotípica de las especies endémicas no es generalizable, y que algunos endemismos de Baleares presentan una elevada capacidad de adaptación a las condiciones cambiantes del medio, en especial en relación a la disponibilidad hídrica. Un mejor conocimiento de las bases fisiológicas de la falta de éxito ecológico de las especies endémicas es esencial para una correcta gestión de la biodiversidad.Many endemic species in the West Mediterranean usually inhabit rocky, open, and highly stressful environments with low interespecific competition. In the Balearic Islands, in addition to such geologic-edaphic dimension, endemic species are subject to geographic isolation. Regardless of these two constraints, geologic-edaphic distribution and geographic restriction, studies reporting physiological factors as being the general causes of the limited distribution of endemic species are scarce. This fact suggests that the geographic distribution of endemisms of the Balearic Islands is mainly limited by historical filters, whereas their habitat distribution would fit a ‘refugee hypothesis’, i.e. the endemic species only inhabit environments whose high level of stress excludes the presence of generalist species. The low interespecific competence in these environments permits the survivorship of certain endemic species with particular traits, which would be potentially disadvantageous in other environments. Finally, the analysis of three specific cases of endemicity (Crepis triasii, Lysimachia minoricensis and Digitalis minor) illustrates that low phenotypic plasticity of endemic species is not a general trend, and that some of the Balearic endemisms present a high capacity to adapt to changing environments, in particular to water stress. An improved knowledge of the physiological basis for the lack of ecological success of endemic species may be necessary as a tool for a correct management of biodiversity in these areas

Incidence of virus infection in old vineyards of local grapevine varieties from Majorca: implications for clonal selection strategies

Three autochthonous grapevine varieties of Majorca (Spain) were analyzed for the presence of viruses listed by the international certification programs. Enzyme-Linked Immuno-Sorbent Assay (ELISA) screenings were performed in 193 vines from 46 vineyards included in a clonal selection. Virus-free vines were only 6.4%, 9.6% and 11.5%, in Manto Negro, Callet and Moll, respectively. Infections by grapevine leafroll associated viruses (GLRaVs) were ascertained in 71%, 78% and 60% of Manto Negro, Callet and Moll vines, respectively. Each variety was also highly infected by Grapevine fanleaf virus (GFLV) and Grapevine fleck virus (GFkV). The percentage of plants displaying multiple infections was 58.4% in Manto Negro, 63.8% in Callet and 42.6% in Moll. Thus, it was very difficult to identify virusfree clones with suitable agronomic characteristics to be considered as a reference for the grape market. In order to obtain certified propagation material under such conditions of endemic viral infection, sanitation should be the main focus in clonal selection processes. However, the time and financial requirements for proper sanitation process bring to consideration the need to use, at least temporarily, standard multiplication material while certified clones are achieved.En este estudio se analizó la presencia de las virosis contempladas por las leyes internacionales en tema de certificación en tres variedades de vid autóctonas de Mallorca. Para ello se realizó el test ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) sobre 193 cepas procedentes de 46 viñedos incluidos en un programa de selección clonal. Las cepas que resultaron libres de los virus analizados fueron el 6,4% en Manto Negro, el 9,6% en Callet y el 11,5% en Moll. Los porcentajes de cepas infectadas por los virus asociados al síndrome del enrollado de la vid (GLRaVs) fueron 71% en Manto Negro, 78% en Callet y 60% en Moll. Se detectaron también altas tasas de infecciones para el virus del entrenudo corto infeccioso de la vid (GFLV) y el virus del jaspeado de la vid (GFkV) en las tres variedades. Los porcentajes de cepas sujetas a infecciones múltiples fueron 58,4% en Manto Negro, 63,8% en Callet y 42,6% en Moll. Por tanto fue difícil encontrar cepas que cumpliesen tanto los requisitos sanitarios para la certificación como aquellos agronómicos necesarios según las exigencias del mercado vitivinícola. En tales condiciones de infecciones víricas endémicas, el saneamiento debería ser el primer objetivo a seguir con el fin de obtener material de propagación certificado. Sin embargo, el tiempo y los recursos económicos necesarios para llevar a cabo el proceso de saneamiento conllevan la necesidad de considerar el uso temporal de material de propagación estándar hasta que se obtengan clones certificados

Differences in metabolic and physiological responses between local and widespread grapevine cultivars underwater deficit stress

Climate change forecasts suggest temperature increases and lower rainfall rates, both of which challenge viticulture, particularly in semi-arid areas where water availability is critical. In this scenario, tlx-use of tlx-genetic variability in grapevine varieties reported around the world represents an important strategy for the selection of climate-resilient cultivars. In this work, physiological and metabolomics analyses were conducted to Compare the water deficit stress (VVIJS) responses of red and white, local and widespread grapevines cultivars. Leaf gas exchange, water use efficiency (WUK) and water relation parameters were determined in plants under well-watered and WDS conditions alongside assessment of the levels of foliar primary metabolites using gas-chromatography coupled to mass-spectrometry. Results denote that red and white local cultivars displayed more adapted physiological performance under WDS as Compared to the widely-distributed ones. Multivariate analyses and specific changes in leaf primary metabolites indicate genotype-specific responses of local cultivars as Compared to widespread ones. Differences in ascorbate-related and shikimate/phenylpropanoid metabolism could explain the better physiological performance under WDS in red local as Compared to widespread cultivars. On the other hand, coordinated changes in respiratory- A nd stress-related sugars and amino acids Could underlie the better WUK under WDS in tlx-white local Cultivar. All these results suggest several metabolic targets that Could be useful as metabolic markers or for metabolic engineering in grapevine breeding programs to improve drought tolerance

Influence of non-irrigation and seasonality on wine colour, phenolic composition and sensory quality of a grapevine (Vitis vinifera cv. callet) in a mediterranean climate

Most vineyards in Mediterranean areas are cultivated using a training system and drip irrigation. However, the increasing risk of water deficit stress due to global warming will mean that viticulture need to adapt to a tougher water-saving policy. Thus, we investigated the effects of total suppression of irrigation on a grapevine (Vitis vinifera cv. Callet) and the phenolic composition and sensory quality of this native red variety wine from the Balearic Islands over three seasons. Significant yield reductions of up to 15.6%, 17.2% and 22.2% were observed in non-irrigated (NI) plants in 2016, 2017 and 2018 respectively, compared to irrigated plants (I); however, wine quality parameters improved. In the years with the highest rainfall (715 mm in 2016 and 799 mm in 2017), NI favoured the enrichment of sugars, anthocyanins and phenolic compounds in the wine and enhanced the development of aromatic components. However, with lower rainfall (524 mm in 2018), the NI treatment appeared to diminish the quality of the wine, particularly affecting the global sensory quality of the wines. Thus, development of specific water strategies tailored to the vineyard, year, vintage and grape variety may regulate the phenolic composition of red wines to meet production goals and reduce total water consumption.The authors wish to thank the staff of Finca Can Axartell S.L. for their support in all the field and winery work