Barcelona, Spain
July 5, 2016
According to a study by the Universitat Autònoma de Barcelona and the International Center for Tropical Agriculture in Colombia a combination of characteristics is the key to success for the genetic improvement of beans to make them resistant to droughts. The research can improve crop yield in Central and South America, Africa and Mexico.
The common bean (Phaseolus vulgaris L.) is the most important food legume in the tropics. It is an inexpensive source of proteins and minerals for almost 400 million people, mainly from Africa and Latin America. It is generally cultivated by small farmers and subject to conditions limiting their productivity. Drought affects 60% of bean crops around the world and can cause from 10% in productivity losses to a total of 100% in some cases.
Researchers from the Universitat Autònoma de Barcelona and the Bean Programme at the International Center for Tropical Agriculture (CIAT) in Colombia have identified drought-resistant genotypes and the morpho-physiological characteristics related to this resistance. The experiments were conducted in Palmira, Colombia, from June to September in 2012 and 2013, and the results were recently published in Frontiers in Plant Science.
For researcher at the UAB Plant Physiology Laboratory and the International Centre for Tropical Agriculture José Arnulfo Polanía, "the experiments demonstrate that there is no dominant morph-physiological characteristic but rather a strategic combination of several characteristics which confers this resistance to drought onto specific varieties of beans". Polanía adds that "we determined which specific characteristics belonged to each area, depending on whether or not the land retained moisture and whether the droughts were intermittent or ongoing".
The study has revealed this strategic combination of characteristics, the key to succeeding in the genetic improvement of drought resistance. After evaluating 36 advanced bean lines, obtained by crossing different varieties, and taking into account the results of different parameters related to the use of water, growth and production, the lines of drought-resistant beans were classified into two groups: water "savers" and "spenders".
The "water saver" genotypes were identified for having several morpho-physiological characteristics which allow them to save water: less opening of the stomas, small leaves, moderate growth, and efficiency in remobilising carbon from the leaves and stems to the formation of sheath and grain. These genotypes correspond to the bean lines SER 16, ALB 60, ALB 6, BFS 10, BFS 29 and G40001, suitable for cultivation in semi-arid regions where extreme droughts are common and the land does not retain much moisture, as can be found in areas of Central America, Africa and the south of Mexico.
In contrast, the "water spender" genotypes include a system of deep roots which maximise water extraction, allowing them to grow more, combined with an efficient remobilisation of their reserves through the stem and leaves to the formation of sheath and grains, thus producing more grain even under stressful drought conditions. These correspond to the lines NCB 280, NCB 226, SEN 56, SCR 2, SCR 16, SMC 141, RCB 593 and BFS 67, and are appropriate for areas with intermittent droughts, on soils which can retain moisture. These areas correspond to Central America, South America and Africa.
The study "Effective Use of Water and Increased Dry Matter Partitioned to Grain Contribute to Yield of Common Bean Improved for Drought Resistance" was recently published in Frontiers in Plant Science and included the financial support of the Bill and Melinda Gates Foundation (BMGF) and the CGIAR research project into grain legumes. The research forms part of the PhD thesis of José Polanía (UAB's PhD programme in Biology and Biotechnology), co-directed by I. Rao and S. Beebe from the CIAT in Cali, Colombia, and by Charlotte Poschenrieder, professor of the UAB Department of Animal Biology, Plant Biology and Ecology.
Full bibliographic informationPolania JA, Poschenrieder C, Beebe S, Rao IM; Effective Use of Water and Increased Dry Matter Partitioned to Grain Contribute to Yield of Common Bean Improved for Drought Resistance. Frontiers in Plant Science. 2016;7:660; doi:10.3389/fpls.2016.00660.
Identifiquen les característiques que milloren la resistència de les mongetes a la sequera
Un estudi de la UAB i el Centre Internacional d'Agricultura Tropical (Colòmbia) ha determinat les varietats òptimes de mongeta per a cada zona agroecològica. La investigació pot millorar el rendiment del cultiu a Amèrica Central, Amèrica del Sud, Àfrica i Mèxic.
La mongeta comuna o fesol (Phaseolus vulgaris L.) és la lleguminosa alimentària més important en els tròpics. És una font poc costosa de proteïnes i minerals per a prop de 400 milions de persones, principalment a Àfrica i Amèrica Llatina. Es conrea generalment per petits agricultors i està sotmesa a condicions que limiten el seu rendiment. La sequera afecta el 60% de les àrees cultivades amb fesols al món i pot causar pèrdues en la producció des d'un 10% a, fins i tot, el 100% de la plantació en alguns casos.
Investigadors de la Universitat Autònoma de Barcelona i del Programa de Frijol del Centre Internacional d'Agricultura Tropical (CIAT), a Colòmbia, han identificat els genotips resistents a la sequera i les característiques morfofisiològiques relacionades amb aquesta resistència. Els experiments es van dur a terme a Palmira, Colòmbia, entre juny i setembre de 2012 i 2013, i han estat publicats ara a la revista Frontiers in Plant Science.
Per a José Arnulfo Polania, investigador del Laboratori de Fisiologia Vegetal de la UAB i del Centre Internacional d'Agricultura Tropical "els experiments han demostrat que no hi ha una característica morfofisiològica dominant, sinó que és la combinació estratègica de diverses característiques el que confereix la resistència a la sequera de determinades varietats de fesols". "Nosaltres hem determinat quines són aquestes característiques específiques per a cada zona, segons si els sòls retenen o no la humitat i de si les sequeres són intermitents o contínues", afegeix Polania.
L'estudi ha determinat aquesta combinació estratègica de característiques, clau de l'èxit en la millora genètica per a la resistència a la sequera. Després d'avaluar 36 línies avançades de fesols, obtingudes a partir d'encreuaments entre diferents varietats, tenint en compte resultats de diferents paràmetres relacionats amb l’ús de l'aigua, el creixement i la producció, es van classificar les línies de fesol resistents a la sequera en dos grups: "estalviadors" i "gastadors" d'aigua.
Els genotips "estalviadors d'aigua" s'identifiquen per tenir diverses característiques morfofisiològiques que li permeten estalviar aigua: tenen menor obertura d'estomes, fulles petites, creixement moderat, i són eficients per remobilitzar el carboni des de les fulles i tiges a la formació de beina i gra. Aquests genotips corresponen a les línies de mongeta SER 16, ALB 60, ALB 6, BFS 10, BFS 29 i G40001, apropiades per a ser cultivades en ambients semiàrids on predominen sequeres extremes, sòls poc retenidors d'humitat, com els que es poden trobar a zones de l'Amèrica Central, Àfrica i del sud de Mèxic.
Per contra, els genotips "consumidors d'aigua" compten amb un sistema d'arrels profundes que maximitzen l'extracció d'aigua, que els permet un major creixement vegetatiu, combinat amb una eficient remobilització d'aquestes reserves en tiges i fulles a la formació de beines, tot produint més gra en condicions d'estrès per sequera. Corresponen a les línies NCB 280, NCB 226, SEN 56, SCR 2, SCR 16, SMC 141, RCB 593 i BFS 67, i són apropiats per a ser cultivats en àrees amb presència de sequeres intermitents, amb sòls que retenen la humitat. Es tracta de zones presents a Amèrica Central, Sud-amèrica i Àfrica.
L'estudi, Effective use of water and Increased dry matter Partitioned to grain Contribute to yield of common bean improved for drought resistance, publicat a Frontiers in Plant Science, ha comptat amb el suport de la Fundació Bill i Melinda Gates (BMGF) i del Programa d'investigació de CGIAR en lleguminoses de gra. El treball forma part de la tesi doctoral de José Polanía (programa de doctorat en Biologia y Biotecnologia de la UAB), codirigida per I. Rao i S. Beebe del CIAT de CAli Colmbia, y per Charlotte Poschenrieder, professora del Departament de Biologia Animal, Vegetal i Ecologia de la UAB.
Identifican las características que mejoran la resistencia de las judías y fríjoles a la sequía
Un estudio de la UAB y el Centro Internacional de Agricultura Tropical (Colombia) ha determinado las variedades óptimas de judías y fríjoles para cada zona agroecológica. La investigación puede mejorar el rendimiento del cultivo en Centroamérica, Sudamérica, África y Méjico.
La judía común o fríjol (Phaseolus vulgaris L.) es la leguminosa alimentaria más importante en los trópicos. Es una fuente poco costosa de proteínas y minerales para cerca de 400 millones de personas, principalmente en África y América Latina. Se cultiva generalmente por pequeños agricultores y está sometida a condiciones que limitan su rendimiento. La sequía afecta al 60% de las áreas cultivadas con fríjol en el mundo y puede causar pérdidas en la producción desde un 10% hasta incluso el 100% de la plantación en algunos casos.
Investigadores de la Universitat Autònoma de Barcelona y del Programa de Fríjol del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), en Colombia, han identificado los genotipos resistentes a la sequía y las características morfofisiológicas relacionadas con esta resistencia. Los experimentos se llevaron a cabo en Palmira, Colombia, entre junio y septiembre de 2012 y 2013, y han sido publicados ahora en la revista Frontiers in Plant Science.
Para José Arnulfo Polania, investigador del Laboratorio de Fisiología Vegetal de la UAB y del Centro Internacional de Agricultura Tropical “los experimentos han demostrado que no existe una característica morfofisiológica dominante, sino que es la combinación estratégica de varias características lo que confiere la resistencia a la sequía de determinadas variedades de fríjoles”. “Nosotros hemos determinado cuáles són estas características específicas para cada zona, según si los suelos retienen o no la humedad y de si las sequías son intermitentes o contínuas”, añade Polania.
El estudio ha determinado esa combinación estratégica de características, clave del éxito en la mejora genética para la resistencia a la sequía. Tras evaluar 36 líneas avanzadas de fríjol, obtenidas a partir de cruces entre diferentes variedades, y con base en resultados de diferentes parámetros relacionados con uso del agua, crecimiento y producción, se clasificaron las líneas de fríjol resistentes a la sequía en dos grupos: “ahorradores” y “gastadores” de agua.
Los genotipos “ahorradores de agua” se identifican por tener varias características morfofisiológicas que le permiten ahorrar agua: tienen menor apertura de estomas, hojas pequeñas, crecimiento moderado, y son eficientes para removilizar el carbono desde las hojas y tallos a la formación de vaina y grano. Estos genotipos corresponden a las líneas de judía SER 16, ALB 60, ALB 6, BFS 10, BFS 29 y G40001, apropiadas para ser cultivadas en ambientes semiáridos donde predominan sequias extremas, suelos poco retenedores de humedad, como los que se pueden encontrar en zonas de Centroamérica, África y del sur de Méjico.
Por el contrario, los genotipos “gastadores de agua” cuentan con un sistema de raíces profundas que maximizan la extracción de agua, que les permite un mayor crecimiento vegetativo, combinado con una eficiente removilización de estas reservas en tallos y hojas a la formación de vainas, produciendo más grano en condiciones de estrés por sequía. Corresponden a las líneas NCB 280, NCB 226, SEN 56, SCR 2, SCR 16, SMC 141, RCB 593 y BFS 67, y son apropiados para ser cultivados en áreas con presencia de sequías intermitentes, con suelos que retienen la humedad. Se trata de zonas presentes en Centroamérica, Sudamérica y África.
El estudio, Effective use of water and increased dry matter partitioned to grain contribute to yield of common bean improved for drought resistance, publicado en Frontiers in Plant Science, ha contado con el apoyo de la Fundación Bill y Melinda Gates (BMGF) y el Programa de investigación de CGIAR en leguminosas de grano. El trabajo forma parte de la tesis doctoral de José Polanía (programa de doctorado en Biología y Biotecnología de la UAB), codirigida por I. Rao y S. Beebe del CIAT de Cali, Colombia, y por Charlotte Poschenrieder, profes
Species
