Resposta de les espècies silvestres de tomàquet a la sequera: acceleració de la floració

Abstract

This work addresses the impact of water stress on genotypes of wild species related to cultivated tomato (Solanum pimpinellifolium, Solanum lycopersicum var. cerasiforme), with an analysis of the escape mechanism, understood as the alteration of the flowering cycle of individuals under water stress conditions. The main objective is to evaluate the diversity in adaptive responses to drought, such as the alteration of earliness (days elapsed from sowing to anthesis of each inflorescence) and flowering speed (days elapsed between two consecutive inflorescences). The experiment was carried out using an interspecific mapping population of the Multiparent Advanced Generation Inter-Cross (MAGIC) type, consisting of 127 genotypes, as well as the parental lines, which were subjected to two irrigation treatments: normal irrigation (RN) and deficit irrigation (RD). The methodology included the evaluation of flowering-related traits (earliness and speed) in six consecutive inflorescences, in addition to reproductive parameters such as the number of flowers, fruits and the percentage of setting. Water stress was applied in two periods of plant development. The results show that water stress significantly reduces the earliness and speed of flowering in most genotypes. The genotype*irrigation interaction was significant in all the parameters evaluated, indicating a high genetic diversity in the response to water stress in the studied population, with some lines showing an acceleration of flowering under RD conditions, indicating a possible escape mechanism. A significant decrease in the parameters number of flowers, fruits and percentage of setting was also observed under RD conditions, although certain genotypes maintained a satisfactory agronomic behavior. To continue the study, two groups of 5 lines have been selected that show antagonistic responses to water stress in terms of alteration of reproductive cycles. This work shows that the escape mechanism is present in some wild lines, a response that has not been described so far in the tomato gene pool. This adaptation could be a character of interest for the genetic improvement of the cultivated species for adaptation to the phenomenon of climate change.

Aquest treball aborda l'impacte de l'estrès hídric en genotips d'espècies silvestres emparentades amb el tomàquet cultivat (Solanum pimpinellifolium, Solanum lycopersicum var. cerasiforme), amb una anàlisi del mecanisme d'escapament, entès com l'alteració del cicle de floració dels individus en condicions d'estrès hídric. L'objectiu principal és avaluar la diversitat en les respostes adaptatives a la sequera, com l'alteració de la precocitat (dies transcorreguts des de la sembra fins a l'antesi de cada inflorescència) i velocitat de floració (dies transcorreguts entre dos inflorescències consecutives). L'experiment es va dur a terme utilitzant una població de mapeig inter-específica de tipus Multiparent Advanced Generation Inter-Cross (MAGIC), consistent en 127 genotips, així com les línies parentals, la qual es va sotmetre a dos tractaments de reg: reg normal (RN) i reg deficitari (RD). La metodologia va incloure l'avaluació dels trets relacionats amb la floració (precocitat i velocitat) en sis inflorescències consecutives, a més de paràmetres reproductius com el nombre de flors, fruits i el percentatge de quallat. L'estrès hídric es va aplicar en dos períodes del desenvolupament de les plantes. Els resultats mostren que l'estrès hídric redueix significativament la precocitat i velocitat de floració en la majoria dels genotips. La interacció genotip*reg va ser significativa en tots els paràmetres avaluats, indicant una elevada diversitat genètica en la resposta a l'estrès hídric en la població estudiada, amb algunes línies mostrant una acceleració de la floració sota condicions de RD, indicant un possible mecanisme d'escapament. També es va observar una disminució significativa en els paràmetres número de flors, fruits i percentatge de quallat sota condicions de RD, tot i que certs genotips van mantenir un comportament agronòmic satisfactori. Per continuar amb l'estudi, s'han seleccionat dos grups de 5 línies que manifesten respostes antagòniques a l'estrès hídric en termes d'alteració dels cicles reproductius. Aquest treball mostra que el mecanisme d'escapament és present en algunes línies silvestres, una resposta que no ha estat descrita fins al moment en el pool genètic del tomàquet. Aquesta adaptació podria ser un caràcter d'interès per la millora genètica de l'espècie cultivada per adaptació al fenomen del canvi climàtic.

Este trabajo aborda el impacto del estrés hídrico en genotipos de especias silvestres emparentadas con el tomate cultivado (Solanum pimpinellifolium, Solanum lycopersicum var. cerasiforme), con un análisis del mecanismo de escape, entendido como la alteración del ciclo floración de los individuos en condiciones de estrés hídrico. El objetivo principal es evaluar la diversidad en las respuestas adaptativas a la sequía, como la alteración de la precocidad (días transcurridos desde la siembra hasta la antesis de cada inflorescencia) y velocidad de floración (días transcurridos entre dos inflorescencias consecutivas). El experimento se llevó a cabo utilizando una población de mapeo interespecífica de tipo Multiparent Advanced Generation Inter-Cross (MAGIC), consistente en 127 genotipos, así como las líneas parentales, la cual se sometió a dos tratamientos de riego: riego normal (RN) y riego deficitario (RD). La metodología incluyó la evaluación de los rasgos relacionados con la floración (precocidad y velocidad) en seis inflorescencias consecutivas, además de parámetros reproductivos como el número de flores, frutos y porcentaje de cuajado. El estrés hídrico se aplicó en dos períodos del desarrollo de las plantas. Los resultados muestran que el estrés hídrico reduce significativamente la precocidad y la velocidad de floración en la mayoría de los genotipos. La interacción genotipo riego fue significativa en todos los parámetros evaluados, indicando una elevada diversidad genética en la respuesta al estrés hídrico en la población estudiada, con algunas líneas mostrando una aceleración de la floración bajo condiciones de RD, indicando un posible mecanismo de escape. También se observó una disminución significativa en los parámetros número de flores, frutos y porcentaje de cuajado bajo condiciones de RD, aunque ciertos genotipos mantuvieron un comportamiento agronómico satisfactorio. Para continuar con el estudio, se han seleccionado dos grupos de cinco líneas que manifiestan respuestas antagónicas al estrés hídrico en términos de alteración de los ciclos reproductivos. Este trabajo muestra que el mecanismo de escape está presente en algunas líneas silvestres, una respuesta que no ha sido descrita hasta el momento en el pool genético del tomate. Esta adaptación podría ser un carácter de interés por la mejora genética de la especie cultivada por adaptación al fenómeno del cambio climático.