Breeding for Drought Tolerance by Monitoring Chlorophyll Content

Crop yields have increased substantially during the last 50 years, but the traits that drove these remarkable improvements, such as plant architecture, have a little remaining potential for improvement. New traits such as photosynthesis, as the ultimate determinant of yield, must be explored to support future demands. However, improving photosynthetic efficiency has played only a minor role in improving crop yield to date. Chlorophylls are the pigments allowing light to be transformed into carbohydrates, and therefore help to maintain crop yield under stress. Chlorophyll content correlates with higher yields in diverse conditions. In this review, we discuss using chlorophyll content as the basis of screens for drought tolerance. We review chlorophyll-related responses to drought in different plants and summarize the advantages and disadvantages of current methods to measure chlorophyll content, with the ultimate goal of improving the efficiency of crop breeding for drought tolerance.Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos VegetalesFil: Monteoliva, Mariela Inés. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales.; ArgentinaFil: Monteoliva, Mariela Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA); ArgentinaFil: Guzzo, María Carla. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales.; ArgentinaFil: Guzzo, María Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA); ArgentinaFil: Posada, Gisella Anabel. Instituto Superior Albert Sabin; Argentin

A brassinosteroid functional analogue increases soybean drought resilience

Drought severely affects soybean productivity, challenging breeding/management strategies to increase crop resilience. Hormone-based biostimulants like brassinosteroids (BRs) modulate growth/defence trade-off, mitigating yield losses; yet, natural molecule's low stability challenges the development of cost-effective and long-lasting analogues. Here, we investigated for the first time the effects of BR functional analogue DI-31 in soybean physiology under drought by assessing changes in growth, photosynthesis, water relations, antioxidant metabolism, nodulation, and nitrogen homeostasis. Moreover, DI-31 application frequencies' effects on crop cycle and commercial cultivar yield stabilisation under drought were assessed. A single foliar application of DI-31 favoured plant drought tolerance, preventing reductions in canopy development and enhancing plant performance and water use since the early stages of stress. The analogue also increased the antioxidant response, favouring nitrogen homeostasis maintenance and attenuating the nodular senescence. Moreover, foliar applications of DI-31 every 21 days enhanced the absolute yield by ~ 9% and reduced drought-induced yield losses by ~ 7% in four commercial cultivars, increasing their drought tolerance efficiency by ~ 12%. These findings demonstrated the practical value of DI-31 as an environmentally friendly alternative for integrative soybean resilience management under drought.Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos VegetalesFil: Perez Borroto, Lucia Sandra. Wageningen University and Research. Plant Breeding; Países BajosFil: Guzzo, María Carla. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales; ArgentinaFil: Guzzo, María Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA) ; ArgentinaFil: Posada, Gisella. Instituto Superior Albert Sabin; ArgentinaFil: Peña Malavera, Andrea Natalia. Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Peña Malavera, Andrea Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas Y Técnicas; ArgentinaFil: Castagnaro, Atilio Pedro. Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Castagnaro, Atilio Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas Y Técnicas; ArgentinaFil: Gonzalez Olmedo, Justo Lorenzo. Universidad de Ciego de Ávila “Máximo Gómez Báez”. Centro de Bioplantas; CubaFil: Coll García, Yamilet. Universidad de La Habana. Facultad de Química. Centro de Estudios de Productos Naturales; CubaFil: Pardo, Esteban Mariano. Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; ArgentinaFil: Pardo, Esteban Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas Y Técnicas; Argentin

Fast classification system for drought tolerance in peanut and soybean

PosterDrought is one of the major limitations for agriculture. The direct selection of tolerant genotypes on the fields is time consuming due to the unpredictability of the environmental conditions. Our group use a physiological approach to classify the genotypes under controlled drought at vegetative stage. We analyze several biochemical and physiological traits to classify the genotypes under stress, such as leaf relative water content (RWC) chlorophylls, and proline. The aims are to develop strategies to reduce breeding times for legumes and to identify soybean and peanut drought tolerant candidates for breeding.Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos VegetalesFil: Posada, G.A. Instituto Superior Albert Sabin; ArgentinaFil: Suarez, Paola Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales; ArgentinaFil: Suarez, Paola Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA) ; ArgentinaFil: Rosso, M. Criadero El Carmen; ArgentinaFil: Soave, S. Criadero El Carmen; ArgentinaFil: Soave, J. Criadero El Carmen; ArgentinaFil: Buteler, M. Criadero El Carmen; ArgentinaFil: Monteoliva, Mariela Ines. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales; ArgentinaFil: Monteoliva, Mariela Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA) ; ArgentinaFil: Guzzo, María Carla. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales; ArgentinaFil: Guzzo, María Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA) ; Argentin

Selección de materiales tolerantes a la sequía evaluando respuestas fisiológicas en una población de RILs con parentales silvestres

La sequía es una limitación ambiental devastadora que afecta la calidad y productividad de maní. Las áreas de cultivo propensas a sufrir sequía van en incremento, con un pronóstico de aumentos en la frecuencia y gravedad causadas por el cambio climático. Para facilitar el proceso de mejoramiento se necesitan abundantes recursos genéticos y sistemas de evaluación confiables para desarrollar e identificar nuevos genotipos tolerantes a la sequía. Desde el año 2016, venimos trabajando con el Criadero el Carmen con un sistema de clasificación de materiales tolerantes a la sequía. La evaluación de diferentes respuestas asociadas a la tolerancia es necesaria para una clasificación robusta de genotipos tolerantes. Hasta ahora, el análisis de una serie de rasgos morfológicos, bioquímicos y fisiológicos de materiales de maní bajo estrés nos han permitido desarrollar un sistema experimental modelo e identificar materiales contrastantes. El objetivo general del proyecto es la identificación de genotipos tolerantes a la sequía mediante la evaluación temprana de rasgos asociados a la tolerancia. En este estudio, se analizaron 99 materiales de una población de líneas recombinantes endocriadas (RILs) y 4 variedades comerciales pertenecientes a la colección de germoplasma del Criadero El Carmen. En una primera etapa, seleccionamos materiales contrastantes mediante el análisis de SPAD y área foliar especifica. En la segunda etapa se analizaron los niveles de prolina y clorofilas en algunos materiales seleccionados en etapas vegetativas.Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos VegetalesFil: Posada, G. Instituto Superior Albert Sabin; ArgentinaFil: Suarez, Paola Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales; ArgentinaFil: Rosso, M. Criadero El Carmen; ArgentinaFil: Soave, S. Criadero El Carmen; ArgentinaFil: Soave, J. Criadero El Carmen; ArgentinaFil: Buteler, M. Criadero El Carmen; ArgentinaFil: Monteoliva, Mariela Ines. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales; ArgentinaFil: Monteoliva, Mariela Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA) ; ArgentinaFil: Guzzo, María Carla. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales; ArgentinaFil: Guzzo, María Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA) ; Argentin

Antifungal protection by endophytic bacteria in legumes

PosterPeanut and chickpea are two of the major crops cultivated in Argentina Two different fungal diseases generate substantial yield losses annually Ascochyta rabiei causal agent of aschochyta blight and Thecaphora frezii is the causal agent of peanut smut Beneficial bacteria have the potential to provide antifungal effects that could be used as bioproducts to control these diseases Our project aims to identify endophytic bacteria with antifungal effects in vitro and in vivo.Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos VegetalesFil: Valetti, Lucio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Patología Vegetal; ArgentinaFil: Valetti, Lucio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Fitopatología y Modelización Agrícola (UFyMA); ArgentinaFil: Sardo, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Fitopatología y Modelización Agrícola (UFyMA); ArgentinaFil: Sardo, María Florencia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Patología Vegetal; ArgentinaFil: Posada, Gisella. Instituto Superior Albert Sabin; ArgentinaFil: Gonzalez, Pablo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales; ArgentinaFil: Gonzalez, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA) ; ArgentinaFil: Parola, Rodrigo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales; ArgentinaFil: Parola, Rodrigo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA) ; ArgentinaFil: Paredes, Juan Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Fitopatología y Modelización Agrícola (UFyMA); ArgentinaFil: Paredes, Juan Andrés. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Patología Vegetal; ArgentinaFil: Monguillot, Joaquín Humberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Fitopatología y Modelización Agrícola (UFyMA); ArgentinaFil: Monguillot, Joaquín Humberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Patología Vegetal; ArgentinaFil: Ruiz, O.A. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Tecnológico de Chascomús (INTECH); Argentna. Universidad Nacional de San Martín; ArgentinaFil: Guzzo, María Carla. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales; ArgentinaFil: Guzzo, María Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA) ; ArgentinaFil: Monteoliva, Mariela Ines. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales; ArgentinaFil: Monteoliva, Mariela Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA) ; Argentin

Low water availability increases susceptibility to peanut smut (Thecaphora frezzii) in peanut crop

Peanut smut (causal agent Thecaphora frezzii) and seasonal drought are the two main factors reducing peanut yields in Argentina. There are no previous studies about the effect of drought on peanut smut occurrence. We evaluated the effect of soil water limitation on smut symptoms in greenhouse and field assays. Additionally, we analysed the biochemical responses of plants to the combined stress caused by water limitation and smut infection in greenhouse experiments. We found that a moderate water deficit (30% of soil water-holding capacity) increased smut symptoms and differentially increased proline and reduced chlorophylls in the host. Subsequently, we studied the correlation between field precipitation data and smut damage from 2015 to 2020 in naturally infected fields with a high T. frezzii spore load in the soils. Strong correlations between precipitation and severely affected pods, severity disease index and incidence were found from January to March (susceptibility window for T. frezzii infections). We suggest a strategy of irrigation in a specific time frame to mitigate smut damage when there is a water deficit in the growing season.Instituto de Patología VegetalFil: Paredes, Juan Andrés. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Patología Vegetal; ArgentinaFil: Paredes, Juan Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Fitopatología y Modelización Agrícola (UFyMA); ArgentinaFil: Guzzo, María Carla. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales; ArgentinaFil: Guzzo, María Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA) ; ArgentinaFil: Monguillot, Joaquín Humberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Fitopatología y Modelización Agrícola (UFyMA); ArgentinaFil: Monguillot, Joaquín Humberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Patología Vegetal; ArgentinaFil: Asinari, Florencia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Patología Vegetal; ArgentinaFil: Asinari, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Fitopatología y Modelización Agrícola (UFyMA); ArgentinaFil: Posada, Gisella A. Instituto Superior Albert Sabin; ArgentinaFil: Oddino, Claudio M. Universidad Nacional de Río Cuarto ( UNRC). Facultad de Agronomía y Veterinaria (FAV).Instituto de Investigación en Micología y Micotoxicología (IMICO); ArgentinaFil: Giordano, Damián F. Universidad Nacional de Río Cuarto ( UNRC). Facultad de Agronomía y Veterinaria (FAV).Instituto de Investigación en Micología y Micotoxicología (IMICO); ArgentinaFil: Morichetti, Sergio A. Aceitera General Deheza (AGD); ArgentinaFil: Torres, Adriana M. Universidad Nacional de Río Cuarto ( UNRC). Facultad de Agronomía y Veterinaria (FAV).Instituto de Investigación en Micología y Micotoxicología (IMICO); ArgentinaFil: Rago, Alejandro Mario. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP); ArgentinaFil: Monteoliva, Mariela Ines. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales; ArgentinaFil: Monteoliva, Mariela Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA) ; Argentin