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Test de procedencias de Pinos marítimos instalados en el emplazamiento del INRA de Pierroton (Gironda) en 2011. Contiene 512 genotipos (representados en promedio por 8 copias clonales) de 35 poblaciones del conjunto del área natural de la especie.. © Christophe Plomion (Inra)

La variabilidad de las secuencias del ADN permite predecir la vulnerabilidad del Pino marítimo al cambio climático

Un consorcio de investigadores del INRA, formado por españoles, italianos y franceses, ha demostrado que la vulnerabilidad a la sequía del Pino marítimo puede predecirse gracias a la información genética que guardan algunos de sus genes. Publicados en la revista Genetics, estos resultados deberían mejorar los modelos de predicción del área potencial de distribución de esta especie en función de la evolución del clima. De este modo, los gestores forestales podrían anticipar los efectos del cambio climático mediante la elección de árboles adaptados e identificar las zonas más propicias al cultivo de la especie.

Actualización: 21/06/2017
Publicación: 09/03/2015
Palabras clave: PIN - cambio climático

Plantado en una superficie de 4 Test de procedencias de Pinos marítimos instalado en Calcena, noreste de España. Este dispositivo incluía inicialmente 6200 árboles plantados en 2004. Su supervivencia se midió en el año 2009. © Santiago C. González-Martínez (INIA)
Test de procedencias de Pinos marítimos instalado en Calcena, noreste de España. Este dispositivo incluía inicialmente 6200 árboles plantados en 2004. Su supervivencia se midió en el año 2009. © Santiago C. González-Martínez (INIA)
millones de hectáreas, el Pino marítimo es una especie forestal de gran importancia para el suroeste de Europa. En Aquitania, es objeto de una silvicultura intensiva mediante un sector forestal y maderero muy dinámico. No obstante, El Pino marítimo podría estar amenazado por el cambio climático que afectará a las temperaturas y a los regímenes de precipitaciones durante su período de crecimiento, lo que perjudicará, por tanto, a su productividad. 
 

Con el fin de predecir las futuras áreas de repartición de especies forestales a partir de las áreas actuales y de la evolución del clima, los investigadores recurren a la modelización. La mayoría de los modelos actuales no toman en cuenta los dos principales factores que influencian el devenir de las poblaciones de árboles: su composición genética y su evolución. Ahora bien, estos efectos genéticos podrían cambiar radicalmente las predicciones. El objetivo de este estudio ha sido la cuantificación de estos efectos genéticos para incorporarlos posteriormente a los modelos

Las diferencias genéticas entre poblaciones de Pinos implican que sus respuestas fisiológicas sean distintas en caso de una sequía crónica o de un acontecimiento extremo – como por ejemplo la canícula del año 2003. La evolución de las poblaciones de árboles influencia la prevalencia de estas diferencias genéticas. De este modo, los árboles que posean mutaciones favorables para hacer frente a episodios de sequía se volverán más corrientes según transcurra el cambio climático y la frecuencia de estas mutaciones debería, por tanto, ir en aumento.  
 

Con el fin de detectar mutaciones que afecten a la supervivencia del Pino marítimo en diversas condiciones climáticas, los investigadores seleccionaron en primer lugar, entre miles de polimorfismos del ADN, 300 mutaciones nucleotídicas – o SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) – localizadas en 220 genes potencialmente implicados en mecanismos moleculares que afectan especialmente a la respuesta de las plantas al déficit de abastecimiento de agua. En segundo lugar, estudiaron la covariación entre el clima de origen de 36 poblaciones de Pino marítimo cosechadas en Túnez, Marruecos, Portugal, España y Francia, y la frecuencia de estas SNPs estimada mediante el genotipado de los descendientes de estos árboles.

Conservaron 18 mutaciones cuya frecuencia presentaba una correlación significativa con el clima de origen de las poblaciones. A continuación, verificaron si estas mutaciones presentaban una ventaja adaptativa. Para ello, plantaron 19 de estas poblaciones en el noreste de España, en un emplazamiento con un clima mucho más seco que el de las Landas de Gascuña, y evaluaron su supervivencia cinco años después. Gracias a la reagrupación de las distintas poblaciones en este emplazamiento ha sido posible comparar su potencial genético en un entorno idéntico. A los cinco años, los árboles que presentaban mutaciones ventajosas de cara al clima del emplazamiento de la instalación gozaban de la tasa de supervivencia más elevada; y cuanto más se alejaba la frecuencia de las mutaciones ventajosas del nivel óptimo local, más se veía afectada la supervivencia de los árboles.

Test de procedencias de Pinos marítimos instalados en el emplazamiento del INRA de Pierroton (Gironda) en 2011. Contiene 512 genotipos (representados en promedio por 8 copias clonales) de 35 poblaciones del conjunto del área natural de la especie. © Christophe Plomion (Inra)
Test de procedencias de Pinos marítimos instalados en el emplazamiento del INRA de Pierroton (Gironda) en 2011. Contiene 512 genotipos (representados en promedio por 8 copias clonales) de 35 poblaciones del conjunto del área natural de la especie. © Christophe Plomion (Inra)

Estos resultados muestran que el clima ha moldeado la diversidad genética del Pino marítimo y que, de ahora en adelante, resultará posible predecir el valor adaptativo de los árboles en un entorno climático determinado gracias a esta información genética.

Actualmente, los investigadores están estudiando la variabilidad de 10 000 mutaciones localizadas en miles de genes, utilizando la misma colección de árboles plantada en cinco emplazamientos repartidos entre tres países (España, Francia y Portugal). Para comprender mejor el funcionamiento del Pino marítimo de cara a la sequía, han ampliado la gama de caracteres adaptativos, de los que están estudiando el vínculo con estas mutaciones, considerando la fenología del brote, los resultados de crecimiento y de los rasgos de respuesta a un déficit de abastecimiento de agua.

Contacto
Contacto científico:

  • Christophe Plomion (+33 (0) 5 57 12 27 65 ) Unidad de Biodiversidad, Genes y Comunidades (INRA, Universidad de Burdeos)
Contacto de prensa:
Servicio de prensa del INRA (+33 (0) 1 42 75 91 86)

Referencia

Jaramillo-Correa J. P., Rodríguez-Quilón I., Grivet D., Lepoittevin C., Sebastiani F., Heuertz M., Garnier-Géré P. H., Alía R., Plomion C., Vendramin G. G., González-Martínez S. C. (2015) "Molecular Proxies for Climate Maladaptation in a Long-Lived Tree (Pinus Pinaster Aiton, Pinaceae)", Genetics, March 1, 2015 vol. 199, no. 3, 793-807. doi: 10.1534/genetics.114.173252

Este estudio ha sido coordinado por Santiago González-Martínez, del Centro de Investigación Forestal (CIFOR) de Madrid, que se unirá en 2015 al UMR BIOGECO (INRA Universidad de Burdeos) como Director de Investigación. Este trabajo ha sido financiado por la Comisión Europea, el plan nacional de investigación español, el ministerio de investigación italiano, el proyecto ERA-Net BiodivERsA y el INRA.