Heat stress effects on crop performance and tools for tolerance breeding

Abiotic stress is one of the most common causes of crop deficit and loss and hence an important area of study. Moreover, concerns regarding global climate change over past decades mean the study of different abiotic stresses appears to be essential if its effects are to be mitigated. The current review covers the effects of heat stress on crop performance, the response crops make when subjected to this stress and the development of tools designed to breed for stress tolerant crops. Distinct levels of the problem are considered, from the morphological/anatomical, through the physiological and to the biochemical/molecular. The study of heat shock proteins (HSPs), quantitative trait loci (QTLs) identification and the relationship between metabolomics (OMICS) and heat stress are given special consideration.Considerando el estrés abiótico como una de las causas más comunes de déficit y las pérdidas de las cosechas resulta muy importante investigar a fondo esta temática. Por otra parte, teniendo en cuenta que los cambios climáticos globales son uno de los problemas que se enfrentan en las últimas décadas, el estudio de los diferentes tipos de estrés abiótico es esencial. La presente revisión se refiere a los efectos del estrés por calor sobre la performance de los cultivos, la respuesta generada por ellos sujetos a este estrés y el desarrollo de herramientas diseñadas para el mejoramiento genético de cultivos tolerantes al mismo. Se consideran distintos niveles de la problemática, desde lo morfológico/anatómico, a través de lo fisiológico y a lo bioquímico/molecular. Se presta especial consideración al estudio de las proteínas de choque térmico (HSPs), a la identificación de los loci de caracteres cuantitativos (QTLs) y a la relación entre la metabolómica (OMICS) y el estrés térmico

Caracterización genotípica, fenotípica y metabolómica de calidad, rendimiento y adaptación en trigo asociado al cambio climático

En trigo, caracteres de interés agronómico como calidad, rendimiento y adaptación a distintos ambientes, se explican desde los componentes genéticos, ambientales y también desde la interacción genotipo-ambiente. En un escenario de cambio climático, se modifica el efecto de estos componentes sobre los caracteres mencionados, entre otros. Resulta imprescindible conocer qué subyace en la determinación de estos caracteres para poder mejorarlos, más aún, teniendo en cuenta los ambientes futuros a los que se someterá el cultivo. El objetivo de este grupo de trabajo, es evaluar con ensayos en campo y en cámaras climatizadas, el comportamiento de diferentes cultivares de trigo pan y candeal, frente a estreses ambientales asociados al cambio climático, como lo es el estrés por alta temperatura en la etapa de llenado de grano y en plántulas, y en relación con el status nitrogenado. La evaluación contempla el relevamiento de variables fenotípicas asociadas a calidad, rendimiento y adaptación, cuantificación del daño celular, determinación de los metabolitos presentes en exudados floemáticos y en granos, y cuantificación y caracterización de las proteínas presentes en el gluten, las cuales son las principales responsables de la calidad panadera. Se pretende aportar conocimiento sobre los principales efectos del estrés térmico en los caracteres mencionados y, de ser posible, encontrar metabolitos de estrés y de calidad, que permitan actuar como marcadores bioquímicos en la selección de cultivares. Además, se buscan genes asociados a calidad, rendimiento y adaptación mediante el mapeo por asociación, que se basa en el desequilibrio por ligamiento. De este modo, se pretende caracterizar desde varios enfoques, el efecto del estrés térmico por alta temperatura sobre los componentes de calidad panadera, rendimiento y adaptación en trigo, en pos de aportar en la selección de cultivares tolerantes y de buena calidad. Hasta el momento, se han encontrado en los exudados floemáticos, masas metabólicas que difieren significativamente entre cultivares, como así también, entre los distintos grupos de calidad panadera. Se está avanzando en la identificación de esas masas dentro de un conjunto de metabolitos candidatos. También se conocen las combinaciones alélicas de gluteninas y algunas gliadinas, que contribuyen a aumentar el score de calidad panadera. Se va a relevar cuales de estas variantes están presentes en la población bajo estudio y como es su comportamiento bajo estrés térmico. Además, por mapeo por asociación, se han encontrado asociaciones significativas entre genes candidatos y algunas de las variables fenotípicas medidas. Entre la oferta tecnológica que desarrolla este grupo se puede mencionar: determinación de las variantes alélicas de gluteninas y gliadinas por geles de poliacrilamida en una dimensión; estudios asociativos de componentes de rendimiento, adaptación y calidad en trigo; determinación del perfil metabolómico presente en muestras de exudados floemáticos y del daño oxidativo.Fil: Basile, Silvana Marisol Lujan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Cientifico Tecnolológico Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología. Laboratorio de Biología Funcional y Biotecnología; ArgentinaFil: Peverelli, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Cientifico Tecnolológico Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología. Laboratorio de Biología Funcional y Biotecnología; ArgentinaFil: Dalla Valle, Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Cientifico Tecnolológico Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología. Laboratorio de Biología Funcional y Biotecnología; ArgentinaFil: Tognetti, Jorge Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; ArgentinaFil: Rogers, William John. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Cientifico Tecnolológico Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología. Laboratorio de Biología Funcional y Biotecnología; Argentin