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Os modelos preenchem as lacunas de dados para identificar genótipos para maximizar o rendimento no cinturão de trigo do nordeste da Austrália sob mudanças climáticas.


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Prevê-se que as quebras de safra e a redução do rendimento devido ao estresse por calor e seca aumentem devido ao clima cada vez mais variável e ao aumento na frequência de eventos climáticos severos.

Em toda a Austrália, a temperatura aumentou mais de 1.4°C desde 1910 e o aquecimento continua, com mais dias extremamente quentes e menos dias extremamente frios. Grande parte da Austrália está passando por secas históricas com uma diminuição nas chuvas durante a estação de crescimento projetada para o futuro (CSIRO).

A Austrália é um contribuinte significativo no mercado mundial de alimentos. É o 12º maior produtor e o 7º maior exportador de trigo (FAO). Estima-se que as recentes perdas na produção de trigo devido ao estresse por calor e seca na Austrália sejam tão alta como 27% e a produção é projetada para continuar a diminuir no futuro com impactos na oferta global de trigo e na segurança alimentar.

Portanto, é importante desenvolver estratégias de adaptação para mitigar os impactos das mudanças climáticas na produção global de trigo.

Os genótipos variam em sua sensibilidade às condições ambientais. No entanto, não é possível cultivar todas as variedades em todos os ambientes e regiões para orientar a adaptação à seca e ao estresse térmico.

Um novo estudo liderado pela Dra. Daniela Bustos-Korts, pesquisadora da Wageningen University & Research, usa modelos para preencher as lacunas de dados para prever melhor a resposta dos genótipos aos ambientes atuais e futuros.

O rendimento é mais sensível ao estresse durante certas fases do desenvolvimento. Portanto, a escolha do genótipo pode ser usada para minimizar o impacto das mudanças climáticas. O estudo considerou 156 genótipos hipotéticos únicos para sua fenologia.

Os pesquisadores caracterizaram o genótipo pela interação do ambiente para o rendimento de grãos ao longo de 39 anos de registros climáticos históricos usando o modelo de trigo do simulador de sistemas de produção agrícola (APSIM).

Visão geral das abordagens de modelagem
Visão geral das abordagens de modelagem usadas para gerar os dados de rendimento APSIM, ajuste de P-splines e geração de previsões ao longo de toda a superfície de latitude-longitude e uso de previsões P-spline para classificar locais.

O estudo confirmou que mudança climática está afetando negativamente o rendimento, pois os anos quentes e secos estão se tornando mais frequentes. Os anos amenos tiveram uma produtividade média 2.13 vezes maior do que os anos 'quentes e secos'.

Ao simular o rendimento de cada genótipo ao longo de 39 anos em todo o cinturão de trigo do NE, os pesquisadores foram capazes de identificar o genótipo de maior rendimento para cada região sob seca e estresse térmico. Estudos como este contribuem para a segurança alimentar global ao potencializar a adoção de estratégias de adaptação e mitigação contra as mudanças climáticas. Bustos-Korts explica que “variedades futuras precisarão lidar com condições mais estressantes do que no passado, tornando importante selecionar hábitos de floração que contribuam para a adaptação à temperatura e ao estresse hídrico. Este estudo fornece informações úteis para selecionar variedades bem adaptadas às futuras condições de cultivo”.

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Este artigo é parte de uma edição especial sobre a ligação entre modelos de cultura/planta e genética. Leia os outros artigos de acesso aberto na edição especial aqui: https://academic.oup.com/insilicoplants/pages/linking-crop-plant-models-and-genetics

O modelo APSIM Wheat é de acesso aberto e está disponível gratuitamente em: https://www.apsim.info/ 

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