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En la tesis, se exploran también posibles estrategias de adaptación para zonas con contaminación crónica por ozono troposférico, como la cuenca mediterránea. Entre las conclusiones más destacadas de este trabajo se ha encontrado que los procesos de selección de variedades modernas para aumentar el rendimiento de trigo han derivado en su mayor susceptibilidad al ozono. Sin embargo, los genotipos tradicionales, menos productivos, presentaron una mayor tolerancia al contaminante, por lo que se pone en valor su necesidad de conservación como recurso genético valioso para programas de mejora orientados a la resistencia a estreses abióticos.

Los resultados de los ensayos también indican que la fertilización nitrogenada puede limitar los efectos del ozono en trigo bajo niveles del contaminante moderados, siendo por tanto el manejo de la fertilización una herramienta potencial de adaptación a la contaminación crónica por ozono; pero esta protección desaparece cuando las concentraciones del contaminante son elevadas. Además, el ozono provoca una reducción en la eficiencia en el uso del nitrógeno por el cultivo, incluso bajo los niveles actuales de ozono. Se trata de una consecuencia importante, ya que esta menor eficiencia estaría provocando un mayor aporte de nitrógeno al cultivo para mantener la productividad, incrementando los insumos por parte del agricultor, a la vez que puede contribuir a problemas ambientales relacionados con un uso excesivo de nitrógeno, como el mayor deposito atmosférico de nitrógeno en ecosistemas que afecta a su biodiversidad, la contaminación de acuíferos y ríos por exceso de nitratos, o el aumento de las emisiones de óxido nitroso del suelo, un potente gas de efecto invernadero.

Se destaca del trabajo el empleo de las señales isotópicas de carbono y nitrógeno como herramientas para la evaluación del estrés por ozono acumulado en la planta y para el seguimiento de los procesos metabólicos afectados por el contaminante. En concreto, se pone de manifiesto el valor como indicador de estrés de la señal isotópica de carbono en grano, mientras que el isótopo de nitrógeno proporciona información esencial sobre la dinámica de este elemento dentro de la planta.

Finalmente, también se destaca la importancia de la interacción encontrada entre el ozono y el patógeno Puccinia striiformis, un hongo foliar que afecta al trigo provocando la roya amarilla, una enfermedad muy extendida del trigo. Los resultados indican que los niveles actuales de ozono estarían contribuyendo a limitar la severidad de la roya. Sin embargo, si estos niveles se elevan por encima de la situación actual, el impacto del ozono sobre la planta eliminaría cualquier ventaja sobre la roya. Este resultado abre una línea de investigación, el de las interacciones entre los patógenos y plagas que afectan a los cultivos agrícolas y la calidad del aire. Se trata de una investigación clave para comprender cómo los sistemas agrícolas responden en condiciones reales a factores de estrés simultáneos, un tipo de conocimiento que resulta relevante en el contexto del cambio global que está afectando a la productividad agrícola.

Tres capítulos de esta tesis han sido ya publicados en revistas científicas, reflejando su valor y reconocimiento por la comunidad académica.

La investigadora del grupo de Ecotoxicología de la Contaminación Atmosférica del CIEMAT, Melissa Chang Espino, ha defendido su tesis doctoral en la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona, titulada The effects of ozone on Mediterranean wheat in a changing environment (Efectos del ozono en trigo mediterráneo en un entorno cambiante), obteniendo la calificación de excelente cum laude. Esta investigación, co-dirigida por Victoria Bermejo, del CIEMAT, José Luis Araus, de la Universidad de Barcelona, explora el impacto del ozono en variedades de trigo mediterráneo, analizando la susceptibilidad de genotipos modernos y tradicionales, la fertilización nitrogenada como estrategia de adaptación, y los efectos del ozono sobre el desarrollo una infección fúngica frecuente del trigo (la roya amarilla, Puccinia striiformis).

Esta tesis es el resultado de la colaboración entre el Grupo de Fisiología Integral de Cultivos de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona, y la Unidad de Ecotoxicología de la Contaminación Atmosférica del Departamento de Medio Ambiente del CIEMAT, combinando las capacidades experimentales del CIEMAT, las capacidades de analíticas de la UB, y las competencias expertas de ambos grupos de investigación en sus respectivos campos de investigación. Los estudios se desarrollaron en el marco del proyecto AGRISOST-CM (S2018/BAA-4330), el Grupo Operativo OZOCAM (PDR Comunidad de Madrid 2014-2020, MAPAMA/FEADER) y el proyecto europeo ERANET/SUSCROP SUSCAP (PCI2019-103521/AEI y ERA-NET SUSCROP -FACCEJPI Horizon 2020, con fondos UE).

Los ensayos experimentales se realizaron en la Instalación de Cámaras de Techo Descubierto (Open Top Chambers, OTCs) del CIEMAT, ubicada en la Estación de Investigación Agraria La Higueruela del MNCN-CSIC (Toledo), en un entorno típico de producción cerealista de la Península Ibérica. La instalación experimental dispone de 15 parcelas experimentales, 12 de ellas dotadas con OTCs, invernaderos circulares (3x3 m diámetro x altura) que permiten crecer al cultivo en condiciones cercanas a campo, pero bajo concentraciones de ozono controladas. En los ensayos de la tesis, se expuso el trigo a niveles de ozono crecientes, desde niveles pre-industriales, que reproducen el fondo natural actualmente desaparecido, hasta concentraciones propias de una atmósfera con alta contaminación por ozono que reproduce los niveles esperados del contaminante hacia final de siglo (mientras no se produzca una reducción masiva en la emisión de precursores de ozono).

Los resultados de esta tesis doctoral contribuyen de forma relevante al conocimiento de la sensibilidad de los cultivos agrícolas mediterráneos al ozono troposférico, uno de los contaminantes atmosféricos con mayor presencia en entornos rurales de la cuenca mediterránea, y que presenta de forma crónica niveles por encima de los valores definidos para la protección de la vegetación en las Directivas europeas de Calidad del Aire. El ozono troposférico es un potente oxidante, con capacidad para alterar la fisiología y el crecimiento vegetal y reducir la productividad de los cultivos y su calidad. Conocer la sensibilidad al ozono de las variedades de trigo mediterráneas es fundamental también para poder realizar análisis adecuados del riesgo de efectos por contaminación del aire en la productividad agrícola para el entorno mediterráneo. Este tipo de análisis se emplean, en el marco de la Convención del Aire de Naciones Unidas (ONU-CEPE) y las Directivas europeas de calidad del aire, para detectar zonas bajo riesgo, evaluar el desarrollo de políticas de reducción de emisiones contaminantes o realizar un seguimiento a largo