Determinantes de la resistencia a estrés biótico en una especie forestal modelo: una nueva herramienta para la gestión adaptativa de los parques nacionales

Parque Nacional:

Aigüestortes i Estany de Sant Maurici

Cabañeros

Monfragüe

Ordesa y Monte Perdido

Picos de Europa

Sierra de Guadarrama

Sierra Nevada

Área de Conocimiento:

Biología y ecología vegetal

Año:

2013

Título del Programa:

Determinantes de la resistencia a estrés biótico en una especie forestal modelo: una nueva herramienta para la gestión adaptativa de los parques nacionales

Investigador Principal:

Fernando Pulido Díaz - Universidad de Extremadura

Inicio:

29/11/2013

Fin:

29/11/2016

Los bosques mediterráneos, incluyendo los de la Red de Parques Nacionales españoles, han experimentado síntomas de decaimiento por factores de estrés climáticos y bióticos en las tres últimas décadas. Aunque la intensidad e importancia relativa de la sequía y los daños por insectos o patógenos varían entre regiones y poblaciones, el decaimiento condiciona la persistencia de los bosques, y su incidencia es previsible que aumente con el abandono de las prácticas silvopastorales, con efectos potencialmente negativos sobre su resiliencia y biodiversidad asociada. En particular, los bosques de Quercus se han visto seriamente afectados, con la sequía y los agentes bióticos como principales ejecutores en bosques y dehesas, respectivamente.

Los estudios sobre distintos procesos de decaimiento han abordado el problema considerando la respuesta conjunta del bosque de forma homogénea, es decir, ignorando las diferencias entre individuos, poblaciones y regiones en la susceptibilidad a los agentes de estrés. Estas diferencias tienen una importante base genética, por lo que sólo con herramientas de ecología molecular aplicadas a distintas escalas espaciales es posible conocer y predecir la resistencia al estrés. En este proyecto se propone examinar los factores genéticos y ambientales que determinan la resistencia biótica de los bosques y diseñar una herramienta para su gestión en el ámbito de los parques nacionales terrestres. Para ello se utiliza la encina (Quercus ilex) como especie forestal modelo ampliamente estudiada y única presente en todos los parques ibéricos terrestres y su entorno (Monfragüe, Cabañeros, Sierra Nevada, Picos de Europa, Ordesa, Aigüestortes y Guadarrama).

Dado que la resistencia biótica en Quercus está mediada por la síntesis de taninos como principal defensa química de probados efectos sobre insectos y patógenos, el proyecto pondrá a punto una técnica específica de determinación de los niveles de resistencia a las dos escalas relevantes y para distintos órganos (hojas, frutos, tronco y raíces). Para evaluar la resistencia constitutiva e inducida en las diferentes regiones objetivo, las plántulas en invernadero se someterán a dos tipos de estrés biótico (defoliación por orugas e inoculación del patógeno Phytophthora cinnamomi) y a estrés abiótico por sequía. La respuesta en términos de producción de defensas se evaluará en función de la región geográfica, el tipo de manejo (bosque/dehesa) de las poblaciones y el genotipo de los árboles.

Paralelamente, y utilizando técnicas de genética molecular aplicadas a los reguladores de la biosíntesis de taninos, se identificarán los genes implicados, analizándose su expresión y polimorfismo. El nivel de polimorfismo genético y fenotípico se caracterizará en las diferentes regiones y poblaciones para evaluar los efectos microevolutivos, ecológicos y antropogénicos sobre el sistema de defensas. Por último, la covariación entre variables morfológicas de hojas y frutos y los atributos defensivos servirá para el diseño de una herramienta de campo de detección de árboles resistentes y preservación de la diversidad de genotipos y ecotipos.