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Proyecto H2020 NEURICE:Nuevo ARROZ europeo comercial (Oryza sativa) que alberga alelos de tolerancia a la sal para proteger el sector arrocero contra el cambio climático y la invasión del caracol manzana (Pomacea insularum)

  • Tipo Proyecto
  • Status Completado
  • Ejecución 2016 -2020
  • Presupuesto asignado 4.608.975,00 €
  • Alcance Europeo
  • Principal fuente de financiación H2020
  • Sitio web del proyecto AUDITOR
Descripción
La producción de arroz en Europa, que actualmente representa dos tercios del arroz consumido en el continente, se ve amenazada por los efectos del cambio climático, al igual que ocurre con otros cultivos. En la zona mediterránea, el cambio climático está provocando un aumento de las temperaturas y periodos de sequía más frecuentes y severos, lo que perjudica la calidad del agua y el caudal de los ríos. Estos efectos incrementan la salinidad del suelo, lo que repercute negativamente en la productividad de los cultivos. El cambio climático también está provocando la subida del nivel del mar y un mayor incremento de la salinidad en las zonas costeras, deltas y desembocaduras de los ríos donde se cultiva arroz. Como resultado, amenaza la propia existencia del sector arrocero en la zona mediterránea. El proyecto NEURICE (Nuevo Arroz Europeo Comercial) busca obtener nuevas variedades de arroz tolerantes a la sal. De esta forma, se obtendrán variedades de arroz europeo adaptadas a las nuevas condiciones, permitiendo así que el cultivo del arroz continúe sin perder productividad y manteniendo el impacto ambiental, paisajístico y socioeconómico positivo de esta actividad. Además, en Cataluña, el Delta del Ebro lleva varios años amenazado por una especie invasora con efectos devastadores en la cosecha de arroz: el caracol manzana gigante (Pomacea maculata). Su alta capacidad reproductiva y la ausencia de depredadores naturales han hecho imposible detener su expansión en el Delta, causando daños cada vez mayores a los cultivos. Inundar los campos con agua de mar ha sido una de las pocas estrategias que ha logrado frenar la presencia del caracol manzana gigante, aprovechando su baja tolerancia a la salinidad. Desafortunadamente, la salinidad residual tras el tratamiento con agua de mar genera pérdidas en los cultivos que, en el peor de los casos, pueden afectar hasta al 30 % de la producción. Por lo tanto, el proyecto NEURICE no solo ofrece una solución para adaptar las variedades de arroz al cambio climático, sino que también permitirá combatir la invasión del caracol manzana en Europa.
Descripción de actividades
Durante el primer año del proyecto, se cruzaron diferentes cepas élite de arroz españolas, francesas e italianas con líneas asiáticas tolerantes a la salinidad. Este invierno se evaluarán en hidroponía cientos de cepas de semillas seleccionadas por su tolerancia a la salinidad. Las cepas más exitosas se probarán en campos salinos y no salinos durante las campañas de 2018 y 2019. El proyecto NEURICE también ha comenzado a monitorizar la salinidad de algunos campos salinos en España, Francia e Italia para realizar ensayos con nuevas variedades de arroz tolerantes a la sal que se están desarrollando. Durante varios meses, se monitorizará de cerca la salinidad del agua y del suelo de los arrozales, la altura de la superficie del agua y la salinidad del agua que entra y sale de los campos. Se espera que la próxima temporada las nuevas cepas de arroz estén listas para la siembra, de modo que puedan evaluarse tanto en campos salinos como no salinos. Además, se están realizando estudios paralelos del genoma y del proteoma en las variedades de arroz más tolerantes a la salinidad de todo el mundo para determinar qué mecanismos, genes y alelos permiten que esas plantas crezcan en ambientes altamente salinos.
Objetivos
Aproximadamente 2/3 del arroz consumido por los ciudadanos europeos se produce en la UE y su productividad se ve afectada por el estrés abiótico y biótico. Resulta especialmente preocupante que la temperatura global haya aumentado durante el último siglo, especialmente durante los últimos 50 años (0,13 °C/década). Una consecuencia ha sido una clara tendencia hacia la salinización, que afecta al arroz como uno de los cultivos más sensibles a la sal en la región. Asociado con los cambios de temperatura y salinidad, el estrés biótico de la especie de caracol manzana del género Pomacea ahora amenaza con destruir los arrozales al comerse las semillas sembradas y las plántulas de arroz, lo que representa una de las peores plagas introducidas en cultivos de gasterópodos en los últimos tiempos. Se calcula que hoy en día esta plaga causa daños en los arrozales de todo el mundo que se traducen en pérdidas de decenas de miles de millones de euros al año. Recientemente, se han detectado caracoles manzana en el delta del río Ebro (España), y ahora representan un hilo importante para la biodiversidad de los humedales y la producción de arroz de Europa. Hasta la fecha, las medidas adoptadas para combatir el caracol manzana han fracasado, pero en otoño de 2013, 2.500 hectáreas de campos infestados quedaron inundadas con agua de mar. Este tratamiento demostró ser 100% efectivo para destruir las infestaciones de caracoles manzana, sin embargo las concentraciones de sal residual afectaron negativamente a la productividad del arroz. Así, el objetivo general del proyecto NEURICE es identificar e introducir variación genética en variedades de arroz europeas para la obtención de variedades comerciales tolerantes a la salinidad con el fin de (i) mitigar los inminentes efectos de la salinización y el deterioro de la calidad del agua en las cuencas mediterráneas debido al cambio climático, y (ii) evitar la disminución de la producción observada después de los tratamientos con agua de mar realizados en los arrozales que controló con éxito la plaga del caracol manzana. La disponibilidad de líneas comerciales de arroz tolerantes a la sal evitará el estrés abiótico derivado del cambio climático y, al mismo tiempo, evitará la dispersión de esta plaga devastadora (estrés biótico) por toda Europa.
Resultados
El proyecto NEURICE producirá nuevas variedades de arroz europeo de élite tolerantes a la salinidad que protegerán al sector arrocero de las pérdidas de productividad causadas por los niveles de salinidad derivados del cambio climático y del tratamiento de los campos con agua de mar para frenar la infestación del caracol manzana. El conocimiento sobre el cultivo de estas nuevas variedades se incorporará a los usuarios finales de la UE, incluyendo la industria arrocera y el sector arrocero. Además, se implementarán prácticas de gestión como la siembra en seco y el uso racional del agua. Estas prácticas de gestión se mejorarán mediante la comparación de datos de ensayos de campo con diferentes concentraciones de sal y variedades de arroz, con datos de la implementación de un sistema de monitorización remota de la salinidad en desarrollo. Las nuevas variedades de arroz europeo de élite tolerantes a la salinidad se obtendrán mediante una novedosa estrategia de mejora que incluye la mejora asistida por marcadores moleculares y el rescate de embriones en semillas inmaduras. Estas nuevas variedades mejoradas tolerantes a la sal permitirán conservar el entorno natural de las regiones arroceras, así como aumentar la diversidad del arroz para una mayor adaptabilidad a entornos específicos, incluyendo la tolerancia a estreses abióticos y bióticos para afrontar un escenario climático cambiante. Curiosamente, la dispersión del caracol manzana por toda Europa puede detenerse o incluso erradicarse gracias a la disponibilidad de estas nuevas variedades europeas tolerantes a la sal, ya que los tratamientos con agua de mar en los campos infestados (que demostraron una eficacia del 100%) pueden reanudarse, evitando así estrategias químicas menos efectivas y altamente contaminantes. Además, los estudios de siembra en seco demuestran que las variedades tolerantes a la sal serán cruciales para minimizar los efectos del caracol manzana, incluso sin tratamientos con agua de mar, ya que el caracol permanece latente durante las etapas iniciales de crecimiento, cuando el arroz es vulnerable. A largo plazo, el conocimiento y las herramientas creadas respaldarán la productividad y la estabilidad del sector agrícola en Europa y posiblemente más allá. Junto con el desarrollo de nuevas variedades tolerantes a la sal, IRIS desarrollará una red inalámbrica de sensores para el monitoreo de la salinidad, que alertará a los productores de arroz y a las cooperativas sobre los aumentos de salinidad para que puedan cambiar al cultivo de las variedades tolerantes a la sal desarrolladas en el proyecto. La identificación de loci y accesiones con tolerancia moderada al estrés salino en el contexto de la japónica mediante el uso de métodos de mapeo, junto con el fenotipado no destructivo, permitirá avanzar en el conocimiento de la tolerancia a la sal del arroz y, en consecuencia, introducir otros alelos relacionados con la tolerancia aditiva a la sal para aumentar aún más la tolerancia a la sal del arroz en futuros programas de mejoramiento del arroz. Además, el proyecto NEURICE apoyará el desarrollo de un ecosistema innovador en el sector agroalimentario de la UE y el desarrollo de la Asociación Europea de Innovación para la Agricultura Productiva y Sostenible (EIP-AGRI).
Coordinadores
  • UNIVERSITAT DE BARCELONA (UB)
Colaboradores
  • CERVIGLAS S.L. (CERVIGLAS S.L.)
  • CENTRAL LABORATORY OF SOLAR ENERGY& NEW ENERGY SOURCES OF THE BULGARIAN ACADEMY OF SCIENCES
  • ETEM BULGARIA AD (ETEM)
  • ETEM BG (ETEM-BG)
  • FRAUNHOFER GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG EV (Fraunhofer)
  • ARCHITEKTONIKA STUDIO DRUZHESTVO SOGRANICHENA OTGOVORNOST (ARCHITECTONIKA)
  • HTCO GmbH (HTCO GmbH)
  • GMAE TRANSFORMA SL (SAVIOR VENTURE CAPITAL)
  • UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID (UPM)
  • BOLLINGER + GROHMANN CONSULTING GMBH (B+G)