New germplasm for barley hybrid breeding in Spain: yield and phenological adaptation

Abstract

Les varietats híbrides es cultiven de manera creixent atesa la seva capacitat per prosperar en ambients dinàmics, resultat de més estabilitat i potencial. Particularment, el cultiu de ceba híbrida ha guanyat terreny en els darrers anys. Tot i això, en el cas d'Espanya, un dels principals consumidors de ceba farratgera, el potencial de la ceba híbrida no s'ha llegat a explotar. Això és perquè els cultivars actuals no han estat optimitzats per a l'adaptació local. Per això, aquesta tesi pretén explorar, comprendre i facilitar l'explotació del germoplasma espanyol i els seus caràcters adaptatius per millorar la ceba híbrida en les condicions del sud d'Europa.

El treball presentat en aquesta tesi mostra una àmplia gamma d'efectes al·lèlics, els quals proporcionen una enorme plasticitat en el temps a floració de l'ordi, i que estan disponibles per als milloradors per tal d'optimitzar la fenologia del cultiu. A més, confirma un risc real de pèrdua de gra als híbrids amb mutacions alternatives als gens non-brittle rachis. D'altra banda, els nostres resultats conclouen que les combinacions híbrides ofereixen més oportunitats per afinar la durada del creixement total i fàsic, més enllà del que és actualment factible a les línies pures. Finalment, aquesta tesi mostra una estratègia d'explotació d'èxit del germoplasma local per al desenvolupament d'híbrids adaptats a noves zones objectiu.

Las variedades híbridas se cultivan de manera creciente dada su capacidad para prosperar en ambientes dinámicos, resultado de una mayor estabilidad y potencial. Particularmente, el cultivo de cebada híbrida ha ganado terreno en los últimos años. Sin embargo, en el caso de España, uno de los principales consumidores de cebada forrajera, el potencial de la cebada híbrida no se ha llegado a explotar. Esto es debido a que los cultivares actuales no han sido optimizados para la adaptación local. Por ello, esta tesis pretende explorar, comprender y facilitar la explotación del germoplasma español y sus caracteres adaptativos, para la mejora de la cebada híbrida en las condiciones del sur de Europa.

El trabajo presentado en esta tesis muestra una amplia gama de efectos alélicos, los cuales proporcionan enorme plasticidad en el tiempo a floración de la cebada, y que están disponibles para los mejoradores con el fin de optimizar la fenología del cultivo. Además, confirma un riesgo real de pérdida de grano en los híbridos con mutaciones alternativas en los genes non-brittle rachis. Por otro lado, nuestros resultados concluyen que las combinaciones híbridas ofrecen más oportunidades para afinar la duración del crecimiento total y fásico, más allá de lo que es actualmente factible en las líneas puras. Por último, esta tesis muestra una estrategia exitosa de explotación del germoplasma local para el desarrollo de híbridos adaptados a nuevas zonas objetivo.

Hybrids are increasingly cultivated for their ability to cope with dynamic environments through their improved stability and potential. In particular, hybrid barley cultivation is gaining ground in recent years. However, in the case of Spain, the potential of hybrid barley has not been exploited. This is because the current cultivars have not been optimised for local adaptation. Thus, this thesis seeks to explore, understand, and facilitate the exploitation of Spanish germplasm for the improvement of hybrid barley under Southern European conditions.

The work reported in this thesis shows the wide variety of allelic effects that provide enormous plasticity in barley flowering behaviour, and are available to breeders for fine-tuning barley phenology. Moreover, it confirms an actual risk of grain loss in hybrid cultivars with alternative brittle mutations. Furthermore, our results conclude that hybrid combinations provide further opportunities for fine-tuning total and phasal growth duration, beyond what is currently feasible in inbred cultivars. Lastly, this thesis shows a successful strategy of exploiting local germplasm for the development of hybrids adapted to new target areas.