Person: González Torralba, Jon
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González Torralba
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Jon
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Producción Agraria
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0000-0002-4689-7832
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8691
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Publication Open Access Multiscale assessment of ground, aerial and satellite spectral data for monitoring wheat grain nitrogen content(Elsevier, 2022) Segarra, Joel; Rezzouk, Fatima Zahra; Aparicio, Nieves; González Torralba, Jon; Aranjuelo Michelena, Iker; Gracia-Romero, Adrian; Araus, José Luis; Kefauver, Shawn C.; Ciencias; Zientziak; Gobierno de Navarra / Nafarroako Unibertsitate PublikoaWheat grain quality characteristics have experienced increasing attention as a central factor affecting wheat end-use products quality and human health. Nonetheless, in the last decades a reduction in grain quality has been observed. Therefore, it is central to develop efficient quality-related phenotyping tools. In this sense, one of the most relevant wheat features related to grain quality traits is grain nitrogen content, which is directly linked to grain protein content and monitorable with remote sensing approaches. Moreover, the relation between nitrogen fertilization and grain nitrogen content (protein) plays a central role in the sustainability of agriculture. Both aiming to develop efficient phenotyping tools using remote sensing instruments and to advance towards a field-level efficient and sustainable monitoring of grain nitrogen status, this paper studies the efficacy of various sensors, multispectral and visible red–greenblue (RGB), at different scales, ground and unmanned aerial vehicle (UAV), and phenological stages (anthesis and grain filling) to estimate grain nitrogen content. Linear models were calculated using vegetation indices at each sensing level, sensor type and phenological stage. Furthermore, this study explores the up-scalability of the best performing model to satellite level Sentinel-2 equivalent data. We found that models built at the phenological stage of anthesis with UAV-level multispectral cameras using red-edge bands outperformed grain nitrogen content estimation (R2 = 0.42, RMSE = 0.18%) in comparison with those models built with RGB imagery at ground and aerial level, as well as with those built with widely used ground-level multispectral sensors. We also demonstrated the possibility to use UAV-built multispectral linear models at the satellite scale to determine grain nitrogen content effectively (R2 = 0.40, RMSE = 0.29%) at actual wheat fields.Publication Open Access Influencia de la fertilización nitrogenada y la conservación post-cosecha sobre las proteínas del gluten la calidad harinopanadera del trigo blando(2014) González Torralba, Jon; Arregui Odériz, Luis Miguel; Farrán Blanch, Inmaculada; Producción Agraria; Nekazaritza EkoizpenaLas proteínas del gluten, compuestas por gliadinas y gluteninas, son las responsables de que la masa elaborada con harina de trigo posea unas propiedades viscoelásticas que la distinguen con respecto a la de otros cereales. A su vez, la fertilización nitrogenada, además de su relación con el rendimiento del cultivo, influye de manera fundamental en la síntesis y acumulación de estas proteínas en el endospermo del grano. El aporte de N por encima de la dosis óptima para el rendimiento en Triticum aestivum L. cv. Berdún incrementó la concentración de N en grano y harina, los contenidos de gliadinas y gluteninas, así como la extensibilidad (L) y la fuerza (W) de la masa. Los contenidos de gamma-gliadinas y de gluteninas (tanto de alto (HMW) como de bajo peso molecular (LMW)) fueron los que mejor estimaron L y W, respectivamente, independientemente de la campaña y otras condiciones de cultivo. El cultivo de trigo en regadío permite obtener altos rendimientos pero, sin embargo, puede suponer una reducción de la calidad harino-panadera debido al efecto de dilución de la proteína. A pesar de la aplicación de dosis altas de N, las pérdidas de N por lixiviación de nitratos fueron en todos los casos inferiores al 5% del N total disponible para la planta, debido a que la moderada lluvia invernal y el ajuste del riego a las necesidades del cultivo limitaron el volumen de drenaje. En general, la eficiencia del N tendió a empeorar al aplicar dosis muy altas, si bien se observaron variaciones entre años de cultivo relacionadas con el aporte de N por el propio suelo. Tomando las cuatro variedades del ensayo en conjunto, ni el contenido de gamma- gliadinas, que se había mostrado como un buen estimador inter-campaña en el caso de cv. Berdún, ni cualquiera de los otros tipos proteicos resultaron de utilidad para explicar el valor de L. Sin embargo, se consiguió mejorar dicha estimación a través de cálculos basados en el contenido de cada una de la tres subfracciones (gammaA, gammaB, gammaC) que componen las gamma-gliadinas. El contenido de HMW-gluteninas se comportó como un buen estimador de W, a pesar de las diferencias entre variedades en su composición alélica. Además, las omega- gliadinas mostraron también una buena correlación con W, que podría estar relacionada con la estrecha asociación entre los loci Gli-1 y Glu-3. Gracias a dicha correlación, las omega-gliadinas podrían tener utilidad como marcador en programas de mejora genética. Una composición particular de las gamma-gliadinas que sea especialmente favorecedora de las propiedades extensibles de la masa podría estar relacionada así mismo con valores bajos de W, aun cuando la composición alélica de las HMWgluteninas de dicha variedad presente a priori una gran aptitud para destacar por sus cualidades de fuerza. La humedad del grano de trigo varió durante su almacenamiento hasta alcanzar la humedad de equilibrio en función de la temperatura y humedad relativa de la atmósfera circundante. Condiciones simultáneas de alta temperatura (30ºC) y alta humedad relativa (75%) provocaron un importante descenso del peso específico del grano, así como de L, mientras que ocasionaron un aumento de la tenacidad (P) y W. Estos cambios en la calidad harino-panadera pueden estar relacionados con las reacciones de intercambio disulfuro-sulfhidrilo en los polímeros de gluteninas. Además, la actividad alfa-amilásica disminuyó bajo cualquier condición de almacenamiento, pero especialmente cuando el grano se mantuvo a una alta temperatura. Por otro lado, el grano almacenado durante varios meses en las condiciones habituales presentes en un clima mediterráneo no experimentó modificaciones de importancia en su calidad harinopanadera.Publication Open Access Photosynthetic metabolism under stressful growth conditions as a bases for crop breeding and yield improvement(MDPI, 2020) Morales Iribas, Fermín; Ancín Rípodas, María; Fakhet, Dorra; González Torralba, Jon; Gámez Guzmán, Angie Lorena; Seminario Huárriz, Amaia; Soba Hidalgo, David; Ben Mariem, Sinda; Garriga, Miguel; Aranjuelo Michelena, Iker; Agronomia, Bioteknologia eta Elikadura; Institute for Multidisciplinary Research in Applied Biology - IMAB; Agronomía, Biotecnología y AlimentaciónIncreased periods of water shortage and higher temperatures, together with a reduction in nutrient availability, have been proposed as major factors that negatively impact plant development. Photosynthetic CO2 assimilation is the basis of crop production for animal and human food, and for this reason, it has been selected as a primary target for crop phenotyping/breeding studies. Within this context, knowledge of the mechanisms involved in the response and acclimation of photosynthetic CO2 assimilation to multiple changing environmental conditions (including nutrients, water availability, and rising temperature) is a matter of great concern for the understanding of plant behavior under stress conditions, and for the development of new strategies and tools for enhancing plant growth in the future. The current review aims to analyze, from a multi-perspective approach (ranging across breeding, gas exchange, genomics, etc.) the impact of changing environmental conditions on the performance of the photosynthetic apparatus and, consequently, plant growth.Publication Open Access Durum wheat grain yield and quality under low and high nitrogen conditions: insights into natural variation in low- and high-yielding genotypes(MDPI, 2020) Mariem, S.B.; González Torralba, Jon; Collar, Concha; Aranjuelo Michelena, Iker; Morales Iribas, Fermín; Agronomía, Biotecnología y Alimentación; Agronomia, Bioteknologia eta Elikadura; Gobierno de Navarra / Nafarroako Gobernua, 0011-1365-2019-000112The availability and management of N are major determinants of crop productivity, but N excessive use has an associated agro-ecosystems environmental impact. The aim of this work was to investigate the influence of N fertilization on yield and grain quality of 6 durum wheat genotypes, selected from 20 genotypes as high-and low-yielding genotypes. Two N levels were applied from anthesis to maturity: high (1/2 Hoagland nutrient solution) and low (modified 1/2 Hoagland with one-third of N). Together with the agronomic characterization, grain quality analyses were assessed to characterize carbohydrates concentration, mineral composition, glutenin and gliadin concentrations, polyphenol profile, and anti-radical activity. Nitrogen supply improved wheat grain yield with no effect on thousand-grain weight. Grain soluble sugars and gluten fractions were increased, but starch concentration was reduced, under high N. Mineral composition and polyphenol concentrations were also improved by N application. High-yielding genotypes had higher grain carbohydrates concentrations, while higher concentrations in grain minerals, gluten fractions, and polyphenols were recorded in the low-yielding ones. Decreasing the amount of N to one-third ensured a better N use efficiency but reduced durum wheat agronomic and quality traits.