Thinopyrum intermedium -Thinopyrum intermedium

Thinopyrum intermedium
clasificación cientifica
Reino:	Plantae
Clade :	Traqueofitos
Clade :	Angiospermas
Clade :	Monocotiledóneas
Clade :	Commelínidos
Pedido:	Poales
Familia:	Poaceae
Subfamilia:	Pooideae
Género:	Thinopyrum
Especies:	T. intermedium
Nombre binomial
Thinopyrum intermedium (Anfitrión) Barkworth y DR Dewey

Thinopyrum intermedium , conocido comúnmente como hierba de trigo intermedia , es un césped -Formar perenne hierba en el triticeae tribu de Pooideae originaria de Europa y Asia occidental . Es parte de un grupo de plantas comúnmente llamadas pasto de trigo debido a la similitud de sus cabezas de semillas u espigas con el trigo común. Sin embargo, los pastos de trigo generalmente son perennes, mientras que el trigo es anual. Se ha ganado la Royal Horticultural Society 's Premio de Mérito del jardín .

Los ensayos con pasto de trigo intermedio, cuyo producto está registrado por el Land Institute como "Kernza", muestran que se puede cultivar como un cultivo "multifuncional", que produce diversos productos básicos y servicios de los ecosistemas . Mientras que las plantas anuales como el maíz tienden a agotar la materia orgánica del suelo y requieren insumos, un grano perenne como el pasto de trigo intermedio puede producir cosechas mientras se construye materia orgánica del suelo .

Sinónimos

Nombres cientificos

Se han dado muchos nombres binomiales científicos a la especie Thinopyrum intermedium. Se han descrito múltiples especies o subespecies en función de diferentes morfologías, como la presencia o ausencia de pubescencia . Aquí hay una lista parcial de los sinónimos binomiales de Thinopyrum intermedium :

Agropyron aucheri

Agropyron ciliatiflorum

Agropyron gentryi

Agropyron glaucum

Agropyron intermedium

Agropyron podperae

Agropyron pulcherrimum

Agropyron trichophorum

Elymus hispidus

Elytrigia intermedia

Nombres comunes

El pasto de trigo intermedio es el nombre común más utilizado para Thinopyrum intermedium en los Estados Unidos. El nombre "intermedio" probablemente se refiere a la altura de la planta, que generalmente es algo más corta que Thinopyrum ponticum conocida con el nombre común de "pasto de trigo alto".

Triga salvaje es el nombre común que los investigadores del Instituto Rodale le dieron a Thinopyrum intermedium . El nombre tenía por objeto distinguir las variedades de la especie desarrolladas para su uso como cultivo de cereales perennes de los cultivares forrajeros que se identifican con el nombre común "pasto de trigo intermedio".

Kernza es un nombre de marca registrada del Land Institute para los granos procesados ​​de pasto de trigo intermedio.

Origen y distribución

El rango nativo de pasto de trigo intermedio se extiende desde el centro y sureste de Europa hasta Asia Menor . Aunque se trajo por primera vez a los Estados Unidos en 1907, la primera introducción exitosa fue de la región del Cáucaso en 1932. La planta ahora se puede encontrar creciendo de manera silvestre en todo el oeste de los Estados Unidos y el oeste de Canadá .

Thinopyrum intermedium se adapta mejor a:

• Regiones con precipitaciones anuales entre 12 y 30 pulgadas (30 y 76 cm)
• Suelo con un pH entre 5.6 y 8.4
• Lugares con exposición total al sol
• Una amplia gama de suelos pero con una profundidad mínima de 16 pulgadas (41 cm)
• Lugares donde la temperatura mínima supera los -38 ° F (-39 ° C)

Usos

Forraje

Thinopyrum intermedium se encuentra entre las especies forrajeras más productivas del oeste de Estados Unidos. Debido a que brota relativamente tarde, se puede cultivar eficazmente en mezcla con alfalfa para aumentar su productividad, longevidad y calidad del forraje. Vuelve a crecer lentamente después del pastoreo o el corte, lo que lo hace más adecuado para el manejo con una sola cosecha por año. Si se necesitan múltiples cosechas por año, otras especies serán más productivas. Si se maneja bien, los rodales pueden persistir hasta 50 años.

Habitat

Hábitat para la vida silvestre : el pasto de trigo intermedio puede ser una excelente fuente de alimento para los animales que pastan y ramonean . Si no se cosecha, la vegetación es un buen hábitat de anidación para algunas aves y aves acuáticas . Generalmente, no es una planta invasora y convive bien con especies de plantas nativas.

Manejo del suelo

La gestión del suelo mediante el control de la erosión y la rehabilitación de la tierra son usos adicionales de esta planta. Se establece rápidamente para formar una estera protectora de raíces y rizomas , incluso cuando se planta en suelos degradados por el movimiento de tierras o la minería . En cinco años, los rodales han producido hasta 7,000 libras por acre (7,800 kg / ha) de masa de raíces secas en las 8 pulgadas superiores (20 cm) de suelo. La producción abundante de raíces mantiene el suelo en su lugar y restaura su fertilidad natural al aumentar el carbono del suelo .

Grano

Thinopyrum intermedium es un cultivo de cereales perenne . En 1983, el Centro de Investigación de Rodale evaluó cerca de 100 especies de gramíneas perennes para identificar aquellas con buen potencial para convertirse en cultivos de granos perennes. Intermedio hierba de trigo fue seleccionado como las especies más prometedoras en base a sabor, facilidad de trillado, de gran tamaño de la semilla, la resistencia a la rotura , alojamientos resistencia, facilidad de cosecha, y el crecimiento perenne. El pasto de trigo intermedio es nutricionalmente similar al trigo, y el grano se puede moler en harina y usarse para productos alimenticios, incluidos muffins, tortillas, panqueques, galletas, galletas saladas, pan, cerveza y whisky. Algunos productos se han comercializado con el nombre comercial de Kernza .

Producción de semillas

Aunque el uso principal de Thinopyrum intermedium es como forraje , la producción de semillas es esencial porque los agricultores y ganaderos continúan estableciendo nuevos rodales plantando la semilla. En 1988 se cosecharon más de 500 toneladas métricas (550 toneladas cortas) de semillas solo en Saskatchewan , aunque más recientemente la cosecha ha caído a menos de 225 toneladas métricas (248 toneladas cortas) en esa provincia canadiense . Los rendimientos promedio de semillas son de aproximadamente 330 libras por acre (370 kg / ha), pero se han logrado rendimientos en la finca de hasta 880 libras por acre (990 kg / ha). La semilla generalmente se produce en hileras espaciadas de 30 a 36 pulgadas (76 a 91 cm). El amplio espacio entre hileras (en relación con cultivos de cereales como el trigo ) permite rendimientos sostenidos de semillas durante cinco a diez años. Sin espaciamiento y labranza ocasional entre las hileras, los rendimientos disminuyen rápidamente a medida que la población de plantas se vuelve cada vez más densa a través de la propagación de rizomas . A pesar de esto, algunos todavía consideran que Thinopyrum intermedium es menor que el trigo, ya que sus semillas son comparativamente pequeñas.

Mejoramiento para la producción de granos

El pasto de trigo intermedio, Thinopyrum intermedium , se ha hibridado ampliamente con el trigo en un esfuerzo por transferir rasgos como la resistencia a enfermedades o la perenneidad. La transferencia de la resistencia a la roya de la hoja y al mildiú polvoriento al trigo ha sido de especial interés. Pero los intentos de domesticar directamente la especie en un cultivo de granos no comenzaron hasta que los trabajadores del Centro de Investigación de Rodale comenzaron a evaluar las colecciones en 1983. En 1989, después de evaluar 300 colecciones, los trabajadores seleccionaron las mejores veinte en función del rendimiento del grano y la calidad de la semilla. . Se permitió que las colecciones seleccionadas se interrelacionaran y se evaluaron 380 progenies entre 1991 y 1994. Las mejores once plantas, más tres de otra evaluación, se habían entremezclado, lo que provocó el inicio de un segundo ciclo. Las semillas de las mejores plantas del segundo ciclo se pasaron a los científicos del Land Institute , donde la investigación ha continuado.

En 2001 y 2002, la semilla del primer y segundo ciclo de mejoramiento del Centro de Investigación Rodale se plantó en The Land Institute. En el otoño de 2003, se desenterraron 1000 plantas individuales y se propagaron vegetativamente para obtener tres clones de cada planta. Las 3000 plantas resultantes se trasplantaron al azar al campo en una cuadrícula de tres pies por tres pies. De esta manera, las diferencias genéticas entre plantas se separaron de las influencias ambientales. En 2005, se recolectaron espigas de todas las plantas y se trillaron para eliminar las semillas. Las semillas se contaron y se pesaron para determinar el rendimiento por cabeza de semilla y el peso por semilla. Las cincuenta plantas con el mayor rendimiento y la semilla más grande se seleccionaron para intercalar en 2004.

En el otoño de 2004, se sembraron 4000 descendientes para establecer el segundo ciclo de reproducción en The Land Institute. En 2008, estas plantas se cosecharon por separado utilizando una guadaña eléctrica y se trillaron en una cosechadora. Nuevamente se seleccionaron las mejores 50 plantas, esta vez con base en el rendimiento por cabeza, el tamaño de la semilla, el tamaño corto y la capacidad de trilla libre.

Los métodos de selección descritos anteriormente han aumentado el tamaño de la semilla y el rendimiento en aproximadamente un 10 a un 18% por ciclo. Pero quizás de mayor importancia ha sido el descubrimiento de dos rasgos mendelianos . El primero es el enanismo, que da como resultado tallos unos 30 cm más cortos que las plantas de tipo silvestre y hojas cortas y erectas (ver foto). El segundo es un cambio más sutil en la forma de la cabeza que da como resultado cabezas gruesas, no quebradizas y semillas un poco más grandes (ver imagen). Ambos rasgos parecen estar controlados por genes dominantes.

Todo el proceso mencionado anteriormente se llama selección masiva, que consiste en criar y seleccionar los mejores individuos para engendrar la próxima generación. Sin embargo, la cría en masa es un proceso mediante el cual se producen grandes cantidades de individuos genéticamente diversos. Debido a las estructuras de hierba de Thinopyrum intermedium , algunos creen que todavía necesita ser domesticado tanto como sea posible para que se parezca al trigo.

El hecho de que Thinopyrum intermedium sea ​​una hierba perenne es importante con respecto a su uso como grano. La planta persiste y se puede cosechar año tras año, y su domesticación produciría tres meses adicionales de agricultura; sus hojas son más activas en los meses en los que el trigo blando no está activo: julio a septiembre. A pesar de la promesa, el rendimiento por acre de Thinopyrum intermedium es el 26% del rendimiento del trigo tradicional. Debido a esto, algunos se están esforzando en hibridar trigo y Thinopyrum intermedium en lugar de intentar domesticar Thinopyrum intermedium para obtener un rendimiento más aceptable.

Hibridación con trigo

También se han realizado intentos de hibridar Thinopyrum intermedium con trigo . Esto tiene algunas ventajas distintas. Primero, existe una amplia evidencia de que la hibridación de Thinopyrum intermedium con trigo es un método para conferir resistencia fúngica a las plantas de trigo domésticas. Sin embargo, no se ha estudiado tan bien qué genes específicos que protegen contra qué hongo específico. Thinopyum elongatum y Thinopyrum intermedium imparten un total de cuatro genes de resistencia a la roya de la hoja, mientras que Thinopyrum intermedium confiere dos genes de mildiú polvoriento. Existe evidencia de que Thinopyrum intermedium también tiene resistencia al virus del mosaico del rayado del trigo , el ácaro Aceria tosichella , la enana amarilla de cebada y otros. Estos genes conferidos al trigo ayudan a aumentar el rendimiento y la resistencia en épocas de tensión ambiental. En segundo lugar, Thinopyrum intermedium también tiene genes que mejoran la producción de pan cuando se hibrida con trigo común. Si bien esto puede no parecer una característica importante, un mejor pan puede significar más calorías, alimentando a más personas. Además, el pan que permanece fresco por más tiempo puede brindar más oportunidades para que las personas se alimenten adecuadamente y / o el pan se pueda transportar a áreas sin mucho acceso a los alimentos.

Estrategias de domesticación

El Land Institute ha estado trabajando para desarrollar híbridos viables de trigo y Thinopyrum intermedium desde 2001, y ha habido varias cepas exitosas que compartieron 14 cromosomas de Thinopyrum intermedium y 42 cromosomas de trigo. Estos híbridos se desempeñan mejor en rendimiento y resistencia que cualquiera de sus padres, pero no pueden generalizarse debido a los cambios climáticos en todo el mundo. Además, la perenneidad se pierde con estos híbridos. Esta pérdida de perenneidad es un problema común con los intentos de hibridación. Todas las demás características deseadas están presentes en los híbridos (semillas grandes, buenos rendimientos, etc.) excepto que las plantas han adquirido demasiadas características del trigo: son anuales. Sin embargo, los cruces entre trigo duro y Thinopyrum intermedium han dado como resultado híbridos que exhiben perenneidad además de otras características deseadas (mayor vigor, resistencia en climas más fríos, buen rendimiento).

Hay tres estrategias generales para la domesticación de Thinopyrum intermedium con el propósito de crear un cultivo de grano alternativo:

1) Una estrategia es domesticar Thinopyrum intermedium mediante el mejoramiento y la selección en masa para crear una cepa que imite el tamaño y el rendimiento de la semilla del trigo, pero que conserve las resistencias naturales, la dureza y la perenneidad de Thinopyum intermedium . En otras palabras, esta estrategia le da a Thinopyrum intermedium características más similares al trigo;

2) Una segunda estrategia es hibridar trigo con Thinopyrum intermedium para crear una cepa de trigo que imite la resistencia y perenneidad de Thinopyrum intermedium pero que conserve el tamaño y el rendimiento de la semilla del trigo. En otras palabras, esta segunda estrategia le da al trigo más características similares a Thinopyrum intermedium . Los investigadores esperan que estas dos estrategias progresen y se encuentren en el medio;

3) Una tercera estrategia es beneficiarnos de lo que sabemos sobre los eventos moleculares que llevaron a la domesticación de gramíneas relacionadas evolutivamente como el trigo y la cebada. Las mutaciones en los llamados genes de domesticación en ancestros silvestres llevaron a los fenotipos de domesticación que caracterizan a estos cultivos en la actualidad. Si se pueden identificar genes relacionados en Thinopyum intermedium , puede ser posible mutarlos mediante nuevas tecnologías de reproducción, y de esta manera acelerar la domesticación.

Galería

Referencias

enlaces externos