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Predicción y ajuste de respuestas a las estaciones de los cultivos de manzana y melocotón

El ciclo vital de los árboles frutales está estrechamente sincronizado con las estaciones, lo cual es esencial para una producción satisfactoria. Durante el otoño e invierno, los ápices se vuelven inactivos en respuesta a las bajas temperaturas y el acortamiento del día.

Esta latencia se supera mediante la exposición al frío, permitiendo que el crecimiento se reanude en primavera en respuesta a días más largos y temperaturas más cálidas. El cambio climático afecta al rendimiento de los cultivos a través de la disminución del frío invernal efectivo para la salida de latencia.

Ante este reto, nuestra capacidad para producir nuevos cultivares de frutales se ve obstaculizada por la falta de conocimiento de los mecanismos moleculares y genéticos subyacentes a estas respuestas ambientales.

El proyecto FruitFlow reúne a un consorcio internacional de cinco socios académicos y tres comerciales para abordar estos problemas en dos cultivos perennes de gran importancia: manzano y melocotonero.

Proponemos desarrollar tecnologías novedosas para predecir y promover la producción de flores y frutos. Primero, adquiriremos datos sobre el comportamiento estacional de dos paneles de variedades de manzano y melocotonero. Se obtendrán imágenes aéreas regulares mediante vehículos aéreos no tripulados, junto con medidas de espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) en hojas y yemas.

A partir de estos datos, se desarrollarán métodos analíticos utilizando modelos computacionales para predecir el comportamiento de los árboles en diferentes entornos.

En segundo lugar, se realizarán estudios de asociación genómica (GWAS) para identificar polimorfismos asociados a regiones y genes candidatos que regulan la latencia de las yemas, la brotación y el control estacional del desarrollo foliar. En tercer lugar, se analizará el contenido químico de las yemas para identificar pequeñas moléculas cuya aparición correlaciona con diferentes etapas del ciclo de latencia.

Las proteínas que interactúan con estas moléculas se identificarán mediante métodos computacionales y de coprecipitación. En cuarto lugar, se comprobará la función de estas proteínas mediante métodos de genética inversa o transgénesis.

Debido a la dificultad de generar plantas transgénicas de manzano y melocotonero, estos experimentos se realizarán utilizando modelos de árboles perennes (Populus) y modelos herbáceos perennes (Arabis alpina). Se sobreexpresarán directamente los genes candidatos de manzano y melocotonero o se inactivarán sus ortólogos en estas especies modelo. Se comprobará el comportamiento de la floración de las plantas generadas en respuesta a señales ambientales. En quinto lugar, se comprobará la capacidad de las sustancias químicas identificadas para estimular la brotación o la floración de manzano y melocotonero mediante la aplicación directa.

En conclusión, FruitFlow contribuirá a resolver un importante problema actual en la agricultura europea reuniendo a un consorcio internacional multidisciplinario para la generación de conocimiento básico sobre la latencia de la yema y la brotación en árboles frutales y probar su importancia en condiciones de campo.

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