Proyecto H2020 BRESOV: Mejoramiento genético para una producción vegetal orgánica resiliente, eficiente y sostenible
- Tipo Proyecto
- Estado Completado
- Ejecución 2018 -2023
- Presupuesto asignado 5.962.019,75 €
- Alcance Europeo
- Principal fuente de financiación Horizonte 2020
- Sitio web del proyecto Proyecto BRESOV
El proyecto aborda la urgente necesidad de proporcionar cultivares resilientes al clima para sistemas de producción de hortalizas orgánicas. Estos nuevos cultivares beneficiarán a los agricultores orgánicos y a la industria de semillas orgánicas, proporcionando la seguridad necesaria ante el cambio climático actual y futuro. En este proyecto, se explotará la variación genética del brócoli, el colirrábano, la judía y el tomate para mejorar la productividad, aprovechando el conocimiento actualizado sobre la estructura y función del genoma. Este trabajo se verá reforzado por la participación activa de agricultores, servicios de asesoramiento, institutos de investigación, empresas de mejoramiento genético y procesadores de alimentos de diversos contextos geográficos y climáticos de Europa y países no pertenecientes a la UE. La selección de líneas de premejoramiento/mejoramiento para las tres especies se realizará en sistemas de cultivo de hortalizas orgánicas, utilizando un sistema de rotación anual de cultivos.
Se seleccionarán nuevos cultivares por su eficiencia en el cultivo bajo estrés hídrico, térmico y de nitrógeno, por su resistencia a ciertas plagas y enfermedades, y por sus características de calidad deseables, como el sabor, la apariencia visual y el rendimiento poscosecha. La Junta de Partes Interesadas contribuirá a los resultados esperados del proyecto. La diversidad genética de los cultivos será amplia, ya que utilizaremos diversas razas locales (LR) y parientes silvestres de cultivos (CWR) proporcionados por nuestros socios para las actividades de premejoramiento y mejoramiento previstas. Adoptaremos un enfoque innovador, donde se buscan rasgos vegetales relacionados con la zona radicular, el crecimiento radicular y la arquitectura que permitan una mejor interacción con el suelo orgánico y su microbioma, en beneficio de los usuarios finales.
Este enfoque garantizará que los recursos genéticos disponibles y el germoplasma mejorado, combinados con las mejores prácticas de gestión en la finca, mejoren la eficiencia y la productividad del uso de los recursos. El germoplasma de este proyecto impulsará la producción de nuevas semillas para el sector de la agricultura orgánica y también servirá de modelo para la mejora de otros cultivos.
BRESOV se propuso mejorar la agricultura orgánica mediante el suministro de nuevas líneas de premejoramiento/mejoramiento y OHM resilientes y eficientes, seleccionadas por su producción sostenible y su capacidad para mejorar las técnicas agronómicas para aumentar el rendimiento y la calidad de la producción de semillas y productos relacionados. Se identificaron 274 genotipos/fuentes de características importantes para la producción orgánica (85 para cultivos de Brassica oleracea L. y sus parientes silvestres, 134 para frijol y 55 para tomate) por su resistencia a estreses bióticos y abióticos específicos, y sus interesantes características organolépticas y nutracéuticas.
Estas solicitudes ya están disponibles para las partes interesadas de BRESOV o cualquier otro actor del sector de la agricultura orgánica. La gran diversidad de genotipos/fuentes de caracteres importantes disponibles para la producción orgánica permite mejorar la resistencia a estreses bióticos (sequía, salinidad, inundaciones, senescencia luz-oscuridad, altas temperaturas) y abióticos (diversas enfermedades de las plantas), así como los caracteres organolépticos (sólidos solubles, acidez, firmeza, color, aroma) y nutracéuticos (capacidad antioxidante, polifenoles, glucosinolatos, compuestos volátiles, vitaminas) de los productos. Aumentar el conocimiento de la diversidad y estructura del genoma de los tres cultivos para identificar QTL, genes y marcadores moleculares, incluyendo el uso de enfoques innovadores, como GWAS, facilitó la individualización de 275 nuevas herramientas genéticas (frijol 133, brócoli 84 y tomate 58). Evaluamos la densidad de cultivo y los protocolos nutricionales para aumentar la cantidad y calidad de la producción de semilla orgánica, mejorando la fertilidad del suelo y la interacción planta-microbioma del suelo.
El análisis de los métodos de detección de patógenos disponibles y mejorados podría ser utilizado por la industria de semillas y por la Organización Norteamericana de Protección a las Plantas (NAPPO). Varios métodos moleculares basados en qPCR permiten la identificación y cuantificación de los patógenos transmitidos por las semillas. La evaluación de microorganismos benéficos (MC) y compuestos naturales bioactivos (NC), con el objetivo de reducir los insumos químicos para la nutrición de las plantas y mejorar el microbioma del suelo, puede aumentar la resiliencia, como se observó en el cultivo de judía verde cultivada bajo regímenes de riego deficientes. Los MC y NC se pueden aplicar para proteger directamente las plantas orgánicas de brócoli, tomate y judía verde contra patógenos, pero también pueden inducir respuestas de defensa de las plantas, como se observó con productos a base de quitosano. La reducción del título de patógenos bacterianos y fúngicos y de la gravedad de la enfermedad en plantas obtenidas de semillas inoculadas con patógenos sugieren un papel en la reducción directa del inóculo primario.
El biocebado de semillas mediante MC y NC redujo en algunos casos la gravedad de la enfermedad cuando el patógeno y el tratamiento se inocularon en diferentes órganos de la planta. La efectividad del tratamiento de semillas para contener enfermedades bacterianas y fúngicas del tomate, sin embargo, no excluye la optimización de estrategias basadas en la selección de cultivares resistentes y al mismo tiempo orientadas a aumentar las referencias de las plantas y reducir la propagación del inóculo secundario.
BRESOV aborda la urgente necesidad de proporcionar cultivares resilientes al clima para la producción de hortalizas orgánicas, como: productores y consumidores orgánicos y sus asociaciones; industrias de semillas, agrícolas y alimentarias; técnicos e investigadores; organismos públicos, como funcionarios provinciales, regionales y nacionales, miembros de consejos y funcionarios de reservas naturales. El nuevo conjunto de líneas de premejora/mejora de élite de BRESOV y los materiales heterogéneos orgánicos (OHM) ofrecerán alternativas seguras en los escenarios actuales y futuros de cambio climático. BRESOV aprovechó la variación genética de brasicáceas, frijol y tomate para mejorar la productividad mediante el nuevo conocimiento adquirido sobre la estructura y función genómica. La selección de las líneas de premejora/mejora para las tres especies se realizó en sistemas de cultivo de hortalizas orgánicas.
Se seleccionaron nuevos cultivares, representados por los OHM, por su mayor rendimiento en condiciones de sequía, altas temperaturas y bajo estrés por nitrógeno, por su resistencia a algunas enfermedades clave y por sus características de calidad deseables, como el sabor, la apariencia visual, los compuestos bioactivos o el rendimiento poscosecha. La diversidad genética de cultivos analizada incluyó varias razas locales (LR) y parientes silvestres de cultivos (CWR) proporcionados por socios para premejoramiento/mejoramiento. Los ensayos en fincas en múltiples ubicaciones mostraron que existen buenas variedades alternativas, especialmente para brócoli y frijoles. Las características de las plantas relacionadas con la zona radicular y el crecimiento radicular, y los análisis de la arquitectura, como la interacción con el suelo orgánico y su microbioma, beneficiarán a la agricultura orgánica.
Al adoptar los nuevos OHM proporcionados por BRESOV en combinación con las mejores prácticas de manejo en finca, los agricultores orgánicos pueden mejorar la eficiencia en el uso de recursos y la productividad, proporcionando así una alta cantidad y calidad de semillas orgánicas. BRESOV ayudará a aumentar la producción de nuevas semillas para brócoli, judía verde y tomate, y puede servir como modelo para la mejora de otros cultivos.
El proyecto aborda la urgente necesidad de proporcionar cultivares resilientes al clima dirigidos a sistemas de producción de hortalizas orgánicas. Estos nuevos cultivares beneficiarán a los productores orgánicos y a la industria de semillas orgánicas, brindando la seguridad que tanto se necesita en los escenarios actuales y futuros de cambio climático. En este proyecto, explotaremos la variación genética del brócoli, el colinabo, el frijol y el tomate para mejorar la productividad, aprovechando el conocimiento actualizado sobre la estructura y función del genoma.
Este trabajo se verá reforzado por la participación activa de agricultores, servicios de asesoramiento, institutos de investigación, empresas de mejoramiento y procesadores de alimentos de diversos contextos geográficos/climáticos en Europa y países no pertenecientes a la UE. La selección de líneas de premejoramiento/mejoramiento para las tres especies se llevará a cabo en sistemas de cultivo orgánico de hortalizas, utilizando un esquema de rotación anual de cultivos. Se seleccionarán nuevos cultivares por su eficiencia cuando se cultivan bajo estrés hídrico, de temperatura y nitrógeno, por su resistencia a algunas plagas y enfermedades, por características deseables de calidad del producto, como sabor, apariencia visual y desempeño poscosecha. La Junta de Partes Interesadas contribuirá a los resultados esperados del proyecto.
La diversidad genética de los cultivos será amplia, ya que utilizaremos varias variedades locales (LR) y cultivos parientes silvestres (CWR) proporcionados por los socios para las actividades de premejoramiento y mejoramiento previstas. Adoptaremos un enfoque innovador, donde se buscarán rasgos de las plantas relacionados con la zona de las raíces y con el crecimiento de las raíces, y una arquitectura que permita una mejor interacción con el suelo orgánico y su microbioma, para beneficiar a los usuarios finales. Este enfoque garantizará que los recursos genéticos y el germoplasma mejorado disponibles, combinados con las mejores prácticas de gestión en las explotaciones agrícolas, mejoren la eficiencia y la productividad en el uso de los recursos. El germoplasma de este proyecto actuará para impulsar la producción de nuevas semillas para el sector de cultivo orgánico y también servirá como modelo para la mejora de otros cultivos.
Para abordar los desafíos nutricionales de una población mundial en crecimiento en un contexto de condiciones climáticas cambiantes, el proyecto BRESOV, financiado por la UE, tuvo como objetivo mejorar la productividad de los cultivos de hortalizas en la agricultura orgánica. La agricultura orgánica debe aumentar y evolucionar para enfrentar estos desafíos. Los agricultores necesitarán cultivos que mantengan el valor nutricional y sean capaces de lidiar con múltiples factores de estrés sin precedentes en las próximas décadas. Sin nuevos cultivos resilientes al clima, muchos pequeños agricultores de la UE cerrarán sus negocios a medida que sus plantas dejen de producir semillas.
El proyecto BRESOV (Breeding for Resilient, Efficient and Sustainable Organic Vegetable production), que durará hasta abril de 2023, está trabajando para descubrir y mejorar los recursos genéticos de la producción de cultivos orgánicos para los agricultores de toda la UE y más allá. A través de programas de mejoramiento, BRESOV está explorando la diversidad genética de tres cultivos económicamente significativos: brócoli, judía verde y tomate, mejorando la competitividad de estos cultivos para su uso en la agricultura orgánica. “El objetivo general del consorcio BRESOV es aumentar la tolerancia de las plantas al estrés biótico y abiótico y adaptar estas variedades a los requisitos específicos de los procesos de producción orgánicos y de bajos insumos”, explica Ferdinando Branca , profesor asociado de Horticultura y Floricultura en la Universidad de Catania en Italia, y coordinador del proyecto BRESOV.
Encontrar los recursos genéticos adecuados Antes de poder desarrollar cultivos resilientes al clima, el equipo de BRESOV tuvo que encontrar los genes adecuados. El consorcio reunió una serie de colecciones de cultivos, incluyendo numerosos morfotipos diferentes de cada uno. Posteriormente, los investigadores analizaron y recopilaron los datos genéticos de cada uno de estos cultivos para identificar las partes del código relacionadas con características específicas. Estas características incluyen buen sabor, alto valor nutricional y resistencia no solo a patógenos y plagas, sino también a diversos estreses abióticos como olas de calor y sequías. Con esta información, BRESOV pudo comenzar a desarrollar cultivares de cultivos orgánicos para evaluar sus características en condiciones reales. Mejorando la resiliencia climática En una serie de ensayos, los miembros del consorcio BRESOV cultivaron miles de plantas, incluyendo variedades locales (cultivos domesticados), líneas endogámicas, cultivares comerciales y sus parientes silvestres. Otras fueron seleccionadas e introducidas por sus características cualitativas, como el color, el tamaño y la estructura, y su valor nutricional (cantidad de antioxidantes, polifenoles y glucosinolatos).
Los resultados clave del proyecto incluyen el desarrollo de nuevos cultivares y cultivos resilientes, con mejores cualidades organolépticas y nutricionales, afirma Branca. El trabajo de BRESOV también contribuirá a las prácticas agronómicas orgánicas, al aumentar la producción de semillas orgánicas de alta calidad. Además, el equipo desarrolló herramientas avanzadas para controlar la calidad sanitaria de los lotes de semillas orgánicas de brócoli, judía verde y tomate. «Nuestra selección mostró valiosas características sensoriales, nutritivas y nutracéuticas para los tres cultivos considerados y contribuirá a garantizar la seguridad alimentaria en Europa y el resto del mundo», concluye Branca. Contribuyendo a asegurar el futuro de los alimentos El consorcio BRESOV está formado por 22 socios de nueve Estados miembros de la UE, además de miembros de China, Corea del Sur, Suiza y Túnez. Los resultados de las actividades de BRESOV y los genotipos de cultivos élite se difundirán hasta la finalización del proyecto y durante la conferencia final, prevista para finales de marzo de 2023. «Esperamos que los resultados de nuestro proyecto contribuyan significativamente al desarrollo de sistemas de producción orgánica resilientes al clima, adaptados a cada contexto, ante los inminentes escenarios de cambio climático», concluye Branca.
Los resultados del proyecto ayudan a mejorar la competitividad del brócoli, la judía verde y el tomate orgánicos. Se genotiparon y fenotiparon alrededor de 2000 accesiones de las colecciones centrales de BRESOV y conjuntos de cría de las tres especies. Se seleccionaron y liberaron 274 genotipos (líneas de pre-mejora/mejora, OHM) de brócoli, judía verde y tomate, algunos de los cuales están listos para registrarse en el Catálogo de la UE de variedades orgánicas (Reg. UE 848/2018). Para estos nuevos materiales, la interacción con las condiciones ambientales de varios países europeos evaluados permite la mejora de los rendimientos agronómicos de los cultivos y la calidad de la producción.
BRESOV proporcionó recomendaciones a los obtentores, agricultores y cultivadores sobre líneas de pre-mejora/mejora y OHM, adaptadas localmente en lugar de globalmente a la agricultura orgánica. El futuro mejoramiento orgánico en los países de la UE y en el extranjero se beneficiará también de 275 nuevas herramientas de genotipado (marcadores moleculares, QTL y genes) detectados, desde la resistencia mejorada a varios estreses bióticos (por ejemplo, sequía, salinidad, altas temperaturas, etc.) y abióticos (tomate: Fusarium oxysporum f.sp. radicis lycopersici, TSWV y ToMV; brócoli: Xanthomonas campestris pv. campestris, Alternaria spp. y mildiu; judía verde: Colletotrichum lindemuthianum, Pseudomonas savastanoi pv. phaseolicola y Fusarium solani f.sp phaseoli), y la calidad organoléptica (tamaño, sólidos solubles, acidez, firmeza, parámetros cromáticos) y nutracéutica (polifenoles, glucosinolatos, carotenoides, compuestos volátiles, capacidad antioxidante) de los productos correspondientes.
BRESOV publicó protocolos sobre genotipos, fecha de siembra, densidad de cultivos, cosecha de frutos, bioinoculantes y nutrición vegetal para aumentar la cantidad y calidad de la producción de semillas de los tres cultivos, así como para detectar y proteger las semillas contra once enfermedades clave. Los resultados de BRESOV aumentarán la disponibilidad de semillas orgánicas de alta calidad y fortalecerán la accesibilidad y la confianza en los sistemas de agricultura orgánica actuales y futuros, tanto dentro como fuera de la UE. BRESOV también se esforzó por ampliar la adaptabilidad de los cultivos de brócoli, judía verde y tomate en sistemas de cultivo de hortalizas orgánicas y por mejorar la interacción entre los nuevos cultivares y el microbioma del suelo. BRESOV estableció colaboraciones útiles entre obtentores, viveros, agricultores, industrias agrícolas y alimentarias, consumidores e investigadores (enfoque multiactor), con eventos que difundieron los resultados del proyecto e impulsaron la competitividad de los cultivos de brasicáceas, judía verde y tomate. BRESOV colaboró activamente con los proyectos H2020 LIVESEEDS y ECOBREED.
- UNIVERSITA DEGLI STUDI DI CATANIA (UNICT)
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