Abstract

Wheat is the most widely grown food crop, with 761 Mt produced globally in 2020. To meet the expected grain demand by mid-century, wheat breeding strategies must continue to improve upon yield-advancing physiological traits, regardless of climate change impacts. Here, the best performing doubled haploid (DH) crosses with an increased canopy photosynthesis from wheat field experiments in the literature were extrapolated to the global scale with a multi-model ensemble of process-based wheat crop models to estimate global wheat production. The DH field experiments were also used to determine a quantitative relationship between wheat production and solar radiation to estimate genetic yield potential. The multi-model ensemble projected a global annual wheat production of 1050 ± 145 Mt due to the improved canopy photosynthesis, a 37% increase, without expanding cropping area. Achieving this genetic yield potential would meet the lower estimate of the projected grain demand in 2050, albeit with considerable challenges.Fil: Guarin, Jose Rafael. National Aeronautics and Space Administration; Estados Unidos. Columbia University; Estados Unidos. Florida State University; Estados UnidosFil: Martre, Pierre. Institut Agro Montpellier SupAgro; FranciaFil: Ewert, Frank. Universitat Bonn; Alemania. Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research; AlemaniaFil: Webber, Heidi. Universitat Bonn; Alemania. Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research; AlemaniaFil: Dueri, Sibylle. Institut Agro Montpellier SupAgro; FranciaFil: Calderini, Daniel Fernando. Universidad Austral de Chile; ChileFil: Reynolds, Matthew. International Maize and Wheat Improvement Center ; MéxicoFil: Molero, Gemma. KWS; FranciaFil: Miralles, Daniel Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Garcia, Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Slafer, Gustavo Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina. Universitat de Lleida; España. Institució Catalana de Recerca i Estudis Avancats; EspañaFil: Giunta, Francesco. Consiglio Nazionale Delle Ricerche. Istituto Di Scienze Dell Atmosfera E del Clima.; ItaliaFil: Pequeno, Diego N.L.. International Maize and Wheat Improvement Center; MéxicoFil: Stella, Tommaso. Universitat Bonn; Alemania. Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research; AlemaniaFil: Ahmed, Mukhtar. University Of Pakistan; PakistánFil: Alderman, Phillip D.. Oklahoma State University; Estados UnidosFil: Basso, Bruno. Michigan State University; Estados UnidosFil: Berger, Andres G.. Instituto Nacional de Investigacion Agropecuaria;Fil: Bindi, Marco. Università degli Studi di Firenze; ItaliaFil: Bracho-Mujica, Gennady. Universität Göttingen; AlemaniaFil: Cammarano, Davide. Purdue University; Estados UnidosFil: Chen, Yi. Chinese Academy of Sciences; República de ChinaFil: Dumont, Benjamin. Université de Liège; BélgicaFil: Rezaei, Ehsan Eyshi. Leibniz Institute Of Plant Genetics And Crop Plant Research.; AlemaniaFil: Fereres, Elias. Universidad de Córdoba; EspañaFil: Ferrise, Roberto. Michigan State University; Estados UnidosFil: Gaiser, Thomas. Universitat Bonn; AlemaniaFil: Gao, Yujing. Florida State University; Estados UnidosFil: Garcia Vila, Margarita. Universidad de Córdoba; EspañaFil: Gayler, Sebastian. Universidad de Hohenheim; Alemani

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