Tres siglos de Genética Forestal: situación actual, retos e incertidumbres

  1. Voltas, J. 1
  1. 1 Departamento de Ciencia e Ingeniería Forestal y Agrícola, Universitat de Lleida
Revista:
Cuadernos de la Sociedad Española de Ciencias Forestales

ISSN: 1575-2410 2386-8368

Año de publicación: 2023

Número: 49

Páginas: 101-116

Tipo: Artículo

Otras publicaciones en: Cuadernos de la Sociedad Española de Ciencias Forestales

Resumen

Este artículo de revisión describe sucintamente la situación, retos e incertidumbres de la Genética Forestal dentro del marco amplio de la Ciencia Forestal. Tras una breve contextualización y exposición histórica de la disciplina, se aborda la situación presente ubicándola en la coyuntura actual de inestabilidad climática y pérdida de biodiversidad asociadas a la actividad antrópica. Se incide en el desarrollo y disponibilidad de herramientas de genotipado y fenotipado masivos como ejes del avance de la misma para responder a los retos que presenta la gestión sostenible de los bosques. Estos retos comprenden, por una parte, la actualización de los criterios de selección y uso de los materiales forestales de reproducción para incorporar adecuadamente la capacidad adaptativa de las poblaciones frente a escenarios ambientales futuros; y por otra, la necesidad de integrar indicadores de diversidad genética en las actuaciones de gestión forestal adaptativa, incluyendo aquellas que tengan por objeto asistir al flujo genético natural. Finalmente, se incide en la idea de que las aplicaciones de la disciplina a la gestión sostenible de los bosques son numerosas y presentan un potencial para mitigar los efectos del calentamiento global y facilitar la adaptación de los sistemas forestales a condiciones futuras bajo escenarios de emisiones no críticos.

Referencias bibliográficas

  • Ahmadi, N., Bartholomé, J., 2022. Genomic Prediction of Complex Traits: Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology, vol. 2467, Springer, New York. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2205-6
  • Burley, J., 2004. A historical overview of forest tree improvement. In: Burley, J. (ed.), Tree Breeding, Principles. Encyclopaedia of Forest Sciences. Elsevier, Amsterdam, pp. 1532-1538. https://doi.org/10.1016/B0-12-145160-7/00073-9
  • Cappa, E.P., Chen, C., Klutsch, J.G., Sebastián-Azcona, J., Ratcliffe, B., Wei, X., Da Ros, L., Ullah, A., Liu, Y., Benowicz, A., Sadoway, S., Mansfield, S.D., Erbilgin, N., Thomas, B.R., El-Kassaby, Y.A., 2022. Multiple-trait analyses improved the accuracy of genomic prediction and the power of genome-wide association of productivity and climate change-adaptive traits in lodgepole pine. BMC Genomics 23, 536. https://doi.org/10.1186/s12864-022-08747-7
  • Climent, J., Prada, M.A., Calama, R., Chambel, M.R., De Ron, D.S., Alía, R., 2008. To grow or to seed: Ecotypic variation in reproductive allocation and cone production by young female Aleppo pine (Pinus halepensis, Pinaceae). Am. J. Bot. 95, 833-842. https://doi.org/10.3732/ajb.2007354
  • DeMarche, M.L., 2020. Moving forecasts forward. New Phytol. 228: 403-405. https://doi.org/10.1111/nph.16838
  • FAO, 2014. The state of the world's forest genetic resources. FAO, Roma.
  • Grattapaglia, D., Silva-Junior, O.B., Resende, R.T., Cappa, E.P., Müller, B.S.F., Tan, B., Isik, F., Ratcliffe, B., El-Kassaby, Y.A., 2018. Quantitative genetics and genomics converge to accelerate forest tree breeding. Front. Plant Sci. 9, 1693. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01693
  • Giertych, M., Oleksyn, J., 1992. Studies on genetic variation in Scots pine (Pinus sylvestris L.) coordinated by IUFRO. Silvae Genet. 41, 133-143.
  • Hillman, G.C., Davies, M.S., 1990. Measured domestication rates in wild wheats and barley under primitive cultivation, and their archaeological implications. J. World Prehist. 4, 157-222. https://doi.org/10.1007/BF00974763
  • Knipper, C., Rihuete-Herrada, C., Voltas, J., Held, P., Lull, V., Micó, R., Risch, R., Alt, K.W., 2020. Reconstructing Bronze Age diets and farming strategies at the early Bronze Age sites of La Bastida and Gatas (southeast Iberia) using stable isotope analysis. PLoS ONE 15, e0229398. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0229398
  • Konnert, M., Fady, B., Gömöry, D., A'Hara, S., Wolter, F., Ducci, F., Koskela, J., Bozzano, M., Maaten, T., Kowalczyk, J., 2015. Use and transfer of forest reproductive material in Europe in the context of climate change. European Forest Genetic Resources Programme (EUFORGEN). Bioversity International, Roma.
  • Lombardi, E., Ferrio, J.P., Rodríguez-Robles, U., Resco de Dios, V., Voltas, J., 2021. Ground-Penetrating Radar as phenotyping tool for characterizing intraspecific variability in root traits of a widespread conifer. Plant Soil 468, 319-336. https://doi.org/10.1007/s11104-021-05135-0
  • Lombardi, E., Rodríguez-Puerta, F., Santini, F., Chambel, M.R., Climent, J., Resco de Dios, V., Voltas, J., 2022. UAV-LiDAR and RGB imagery reveal large intraspecific variation in tree-level morphometric traits across different pine species evaluated in common gardens. Remote Sens. 14, 5904. https://doi.org/10.3390/rs14225904
  • Matesanz, S., Blanco-Sánchez, M., Ramos-Muñoz, M., de la Cruz, M., Benavides, R., Escudero, A., 2021. Phenotypic integration does not constrain phenotypic plasticity: differential plasticity of traits is associated to their integration across environments. New Phytol. 231: 2359-2370. https://doi.org/10.1111/nph.17536
  • MIMAM, 2006. Estrategia de conservación y uso sostenible de los recursos genéticos forestales. DGB, Madrid.
  • Montesinos-López, O.A., Montesinos-López, A., Pérez-Rodríguez, P., Barrón-López J.A., Martini, J.W.R., Fajardo-Flores S.B., Gaytan-Lugo, L.S., Santana-Mancilla, P.C., Crossa, J., 2021. A review of deep learning applications for genomic selection. BMC Genomics 22, 19. https://doi.org/10.1186/s12864-020-07319-x
  • Notivol, E., Santos-del-Blanco, L., Chambel, R., Climent, J., Alía, R., 2020. Seed sourcing strategies considering climate change forecasts: A practical test in Scots Pine. Forests 11, 1222. https://doi.org/10.3390/f11111222
  • Patsiou, T.S., Shestakova, T.A., Klein, T., di Matteo, G., Sbay, H., Chambel, M.R., Zas, R., Voltas, J., 2020. Intraspecific responses to climate reveal nonintuitive warming impacts on a widespread thermophilic conifer. New Phytol. 228, 525-540. https://doi.org/10.1111/nph.16656
  • Petit-Cailleux, C., Davi, H., Lefèvre, F., Verkerk, P.J., Fady, B., Lindner, M., Oddou-Muratorio, S., 2021. Tree mortality risks under climate change in Europe: Assessment of silviculture practices and genetic conservation networks. Front. Ecol. Evol. 9, 706414. https://doi.org/10.3389/fevo.2021.706414
  • Pourkheirandish, M., Dai, F., Sakuma, S., Kanamori, H., Distelfeld, A., Willcox, G., Kawahara, T., Matsumoto, T., Kilian, B., Komatsuda, T., 2018. On the origin of the non-brittle rachis trait of domesticated einkorn wheat. Front. Plant Sci. 8, 2031. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.02031
  • Ramírez-Valiente, J.A., Solé-Medina, A., Pyhäjärvi, T., Savolainen, O., Cervantes, S., Kesälahti, R., Kujala, S.T., Kumpula, T., Heer, K., Opgenoorth, L., Siebertz, J., Danusevicius, D., Notivol, E., Benavides, R., Robledo-Arnuncio, J.J., 2021. Selection patterns on early-life phenotypic traits in Pinus sylvestris are associated with precipitation and temperature along a climatic gradient in Europe. New Phytol. 229, 3009-3025. https://doi.org/10.1111/nph.17029
  • Sáenz-Romero, C., Kremer, A., Nagy, L., Újvári-Jármay, É., Ducousso, A., Kóczán-Horváth, A., Hansen, J.K., Mátyás C., 2019. Common garden comparisons confirm inherited differences in sensitivity to climate change between forest tree species. PeerJ 7, e6213. https://doi.org/10.7717/peerj.6213
  • Serra-Varela, M.J., Grivet, D., Vincenot, L., Broennimann, O., Gonzalo-Jiménez, J., Zimmermann, N.E., 2015. Does phylogeographical structure relate to climatic niche divergence? A test using maritime pine (Pinus pinaster Ait.). Glob. Ecol. Biogeogr. 24, 1302-1313. https://doi.org/10.1111/geb.12369
  • The Arabidopsis Genome Initiative, 2000. Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana. Nature 408, 796-815. https://doi.org/10.1038/35048692
  • Voltas J, Lucabaugh D, Chambel MR, Ferrio JP (2015) Intraspecific variation in the use of water sources by the circum-Mediterranean conifer Pinus halepensis. New Phytol. 208, 1031-1041. https://doi.org/10.1111/nph.13569
  • Vourlaki, IT., Castanera, R., Ramos-Onsins, S.E., Casacuberta J.M., Pérez-Enciso, M., 2022. Transposable element polymorphisms improve prediction of complex agronomic traits in rice. Theor. Appl. Genet. 135, 3211-3222. https://doi.org/10.1007/s00122-022-04180-2
  • Zas, R., Touza, R., Sampedro, L., Lario, F.J., Bustingorri, G., Lema, M., 2020. Variation in resin flow among Maritime pine populations: Relationship with growth potential and climatic responses. For. Ecol. Manag. 474, 118351. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118351