From model to crop: root functional analysis of Medicago forage legumes to face drought stress at the whole plant level

Abstract

Las leguminosas son el segundo cultivo más importante en la Tierra y ocupan alrededor del 15% del área total cultivada. Son ecológicamente importantes debido a su capacidad de fijar nitrógeno atmosférico y representan una de las mayores fuentes de proteínas para la dieta humana y animal. Entre las diferentes especies, la alfalfa (Medicago sativa, Ms) es una de las más conocidas y más ampliamente cultivada a lo largo del mundo, mientras que Medicago truncatula (Mt), que esta filogenéticamente relacionada con la alfalfa, se puede encontrar en la zona semiárida del Mediterráneo. En el escenario actual de cambio climático, donde la sequía es cada vez más intensa, y la población mundial aumenta año a año, existe una preocupación global por la disponibilidad de alimento para los seres humanos y las especies animales. Es aquí donde el papel de estas dos especies de leguminosas cobra gran importancia para afrontar los requerimientos nutricionales de la población mundial. El estudio de las respuestas de las plantas frente a la sequía es fundamental para lograr estos objetivos en seguridad alimentaria. El objetivo general de este trabajo es entender las respuestas de Ms y Mt en condiciones de sequía en relación con el metabolismo del carbono a nivel global de planta y con especial atención al órgano radicular. En este contexto hemos incluido el estudio de varias parcelas de alfalfa de secano en Bardenas reales que nos gustaría utilizar en el futuro para valorar marcadores de estrés identificados en condiciones controladas bajo condiciones naturales.

Legumes are the second most important crop family in the world representing around the 15% of the cultivated area. They are ecologically relevant because its capacity to fix atmospheric nitrogen and represent one of the most relevant inputs of protein for human and animal feed. Between them, alfalfa (Medicago sativa, Ms) is one of the most well-known and widely cultivated worldwide, while Medicago truncatula (Mt), which is phylogenetically related to alfalfa is naturally present in the Mediterranean semiarid area. In a climate change scenario, where drought is becoming more serious, and world population increases year by year, there is a concern for food availability both for humans and animals, and these two species are key in reaching this food requirements. To meet food security goals is important to know plant responses under drought stress. The general aim of this work is to understand the responses of Ms and Mt to drought conditions, focusing mainly in carbon metabolism at root level. In this context, we included a rainfed alfalfa study at the field level in Bardenas Reales.