Plantas resistentes al estrés: el desafío de las múltiples tensiones ambientales en la agricultura.
Hay una necesidad urgente de un cambio de enfoque en la investigación del estrés de las plantas, a fin de comprender la naturaleza de las múltiples respuestas al estrés y para crear vías para el desarrollo de plantas que sean resistentes a los múltiples tipos de estrés pero que mantengan altos rendimientos.
La mayoría de las plantas de cultivo crecen en ambientes que son subóptimos, lo que impide que las plantas alcancen su potencial genético completo para el crecimiento y la reproducción. Esto se resalta mediante el análisis de la diferencia entre los rendimientos máximos y el rendimiento promedio para ese cultivo. Por ejemplo, los rendimientos de trigo de EE.UU. En un año récord pueden ser hasta ocho veces más altos que el rendimiento promedio. La diferencia de rendimiento puede explicarse en gran medida por condiciones ambientales desfavorables, que, al crear cambios fisiológicos potencialmente dañinos dentro de las plantas, se conocen como estrés.
Los factores de estrés abiótico, como el calor, el frío, la sequía, la salinidad y el estrés de los nutrientes tienen un gran impacto en la agricultura mundial, y se ha sugerido que reducen los rendimientos promedio en > 50% para la mayoría de las principales plantas de cultivo. Además, las plantas deben defenderse del ataque de una amplia gama de plagas y patógenos, que incluyen hongos, bacterias, virus, nematodos e insectos herbívoros. Cada estrés provoca un complejo sistema de respuesta celular y molecular implementado por la planta para prevenir daños y asegurar la supervivencia, pero a menudo en detrimento del crecimiento y el rendimiento.
Los modelos actuales de predicción del clima indican que las temperaturas promedio de la superficie aumentarán en 3–5 ° C en los próximos 50 a 100 años, lo que afectará drásticamente los sistemas agrícolas mundiales. Esto será concurrente con una mayor frecuencia de olas de sequía, inundación y calor (IPCC, 2008). En particular, se pronostican veranos más cálidos y secos en las regiones continentales medias, como Europa central y África central, junto con una reducción de la temporada de crecimiento en muchas regiones, una extensa salinización a medida que aumenta el nivel del mar y una disminución de la tierra adecuada para la agricultura. Un cambio en la variabilidad de la lluvia y la temperatura puede afectar los rendimientos y afectar la calidad nutricional de los cultivos.
El cambio climático también influirá en el rango de hábitat de plagas y patógenos, con un aumento de la temperatura que facilita la propagación de patógenos. Por lo tanto, es probable que las plantas de cultivo encuentren un mayor rango y número de tensiones ambientales, que al producirse simultáneamente pueden tener graves consecuencias. Las condiciones climáticas cambiantes, combinadas con una creciente presión sobre la productividad mundial de los alimentos debido al aumento de la población, dan como resultado una demanda de variedades de cultivos que toleran el estrés, que nunca ha sido mayor. Por lo tanto, comprender los mecanismos de las respuestas de las plantas a múltiples estreses simultáneos es crucial para brindar oportunidades para el desarrollo de cultivos tolerantes al estrés de amplio espectro.