Ir al menú de navegación principal Ir al contenido principal Ir al pie de página del sitio

SECCIÓN B: CIENCIAS DE LA VIDA

Vol. 16 Núm. 2 (2024)

Mejoramiento de la tolerancia a estrés hídrico en maíz en un programa de mejoramiento público

Enviado
mayo 1, 2024
Publicado
2024-09-04

Resumen

A nivel global, gran parte de la producción de maíz se realiza bajo condiciones de secano, en las que la principal limitante para el rendimiento suele ser la disponibilidad hídrica. En maíz, el intervalo antesis-silking (ASI, en días) ha resultado ser un rasgo secundario útil dada su alta correlación con un mejor rendimiento en grano en ambientes propensos a estrés hídrico, su alta heredabilidad y la posibilidad de medirlo de manera rápida y precisa a campo. El objetivo de este trabajo fue caracterizar y seleccionar un conjunto de líneas endocriadas por su tolerancia al estrés hídrico. Para ello, se evaluaron a campo 240 líneas pertenecientes al Programa de Mejoramiento de Maíz Templado del INTA, en Pergamino durante la campaña 2019/20 bajo condiciones de alta densidad de siembra (16 pl.m-2) en un diseño de bloques completos al azar con 2 repeticiones. Un subconjunto de 50 líneas se evaluó nuevamente en el mismo sitio en la campaña 2020/21 (correspondiente a la fase La Niña del fenómeno ENOS). Las líneas se caracterizaron por ASI y rasgos agronómicos, como el porcentaje de vuelco y de quebrado. La alta densidad poblacional promovió la expresión de diferencias genotípicas significativas en ASI (p < 0,05, media: 2,3 días, rango: -3 a +9 días), porcentajes de vuelco (p < 0,05, media: 26,5%, rango: 0 a 100%) y quebrado (p < 0,05, media: 5,3%, rango: 0 a 80%). Los valores de heredabilidad fueron de 63, 51 y 64, para ASI, % de vuelco y % de quebrado, respectivamente. En 2020/21, se evaluaron las 50 líneas que el año previo había registrado los menores valores de ASI (media = 0,52), y que a su vez tuvieron porcentajes de vuelco menor al 20% y de quebrado de tallo menor al 5%, encontrando diferencias significativas entre líneas (para ASI: p < 0,05, media: 1,8, rango: -3 a +6 días). En base a los datos obtenidos en ambos años, se seleccionó un conjunto de líneas representativas de los diferentes grupos heteróticos del programa de mejoramiento para realizar cruzamientos biparentales y desarrollar nuevas líneas de menor ASI y, por ende, mejor comportamiento frente a situaciones de estrés. Para ello, la endocria a partir de la generación S0 y la evaluación de las líneas segregantes en combinación híbrida se realizarán bajo alta densidad de siembra (16 pl.m-2). Este método de selección permitirá el desarrollo de germoplasma tolerante a estrés.

viewed = 103 times

Citas

  1. Cirilo, A. G., & Andrade, F. H. (1994). Sowing date and maize productivity: II. Kernel number determination. Crop
  2. Science, 34(4), 1044-1046.
  3. Otegui, M. E. (1995). Prolificacy and grain yield components in modern Argentinean maize hybrids. Maydica, 40(4),
  4. -376.
  5. Fischer K.S., Palmer, A.F.E. (1984) Tropical Maize. In: P.R. Goldsworthy y N.M. Fisher (Eds.). The physiology of tropical
  6. field crops. J. Wiley & Sons Ltd., Avon. p. 213-248.
  7. Borrás, L., & Vitantonio-Mazzini, L. N. (2018). Maize reproductive development and kernel set under limited plant
  8. growth environments. Journal of Experimental Botany, 69(13), 3235-3243. https://doi.org/10.1093/jxb/erx452
  9. Andrade, F. H., Vega, C., Uhart, S., Cirilo, A. G., Cantarero, M., & Valentinuz, O. (1999). Kernel number determination in
  10. maize. Crop Science, 39(2), 453-459.
  11. Pagano, E., & Maddonni, G. A. (2007). Intra-specific competition in maize: Early established hierarchies differ in plant
  12. growth and biomass partitioning to the ear around silking. Field Crops Research, 101(3), 306-320.
  13. Borrás, L., Westgate, M. E., Astini, J. P., & Echarte, L. (2007). Coupling time to silking with plant growth rate in maize.
  14. Field Crops Research, 102(1), 73-85.
  15. Bolaños, J., & Edmeades, G. O. (1993). Eight cycles of selection for drought tolerance in lowland tropical maize. II.
  16. Responses in reproductive behavior. Field Crops Research, 31(3), 253-268.
  17. Cárcova, J., Uribelarrea, M., Borrás, L., Otegui, M. E., & Westgate, M. E. (2000). Synchronous pollination within and
  18. between ears improves kernel set in maize. Crop Science, 40(4), 1056-1061.
  19. FAOSTAT. (2024). Food and Agriculture Organization of the United Nations – Statistics Division. Disponible en: http://
  20. fao.org/faostat/es/ (Fecha de acceso: 10 de abril de 2024).
  21. Lobell, D. B., Cassman, K. G., & Field, C. B. (2009). Crop yield gaps: their importance, magnitudes, and causes. Annual
  22. Review of Environment and Resources, 34, 179-204.
  23. Hall, A. J., Lemcoff, J. H., & Trapani, N. (1981). Water stress before and during flowering in maize and its effects on yield,
  24. its components, and their determinants. Maydica, 26(1), 19-38.
  25. Grant, R. F., Jackson, B. S., Kiniry, J. R., & Arkin, G. F. (1989). Water deficit effects on yield components in maize.
  26. Agronomy Journal, 81(1), 61-65.
  27. Herrero, M. P., & Johnson, R. R. (1981). Drought stress and its effects on maize reproductive systems. Crop Science,
  28. (1), 105-110.
  29. Otegui, M. E., Andrade, F. H., & Suero, E. E. (1995). Growth, water use, and kernel abortion of maize subjected to
  30. drought at silking. Field Crops Research, 40(2), 87-94.
  31. Ludlow, M. M., & Muchow, R. C. (1990). A critical evaluation of traits for improving crop yields in water-limited
  32. environments. Advances in Agronomy, 43, 107-153.
  33. Bolaños, J., & Edmeades, G. O. (1996). The importance of the anthesis silking interval in breeding for drought tolerance
  34. in tropical maize. Field Crops Research, 48(1), 65-80.
  35. Bänziger, M., & Lafitte, H. R. (1997). Breeding tropical maize for low N environments. II. The values of secondary traits
  36. for improving selection gains under low N. Crop Science, 37(4), 1110-1117.
  37. Blum, A. (1988). Plant Breeding for Stress Environments. CRC Press Inc., Boca Raton.
  38. Falconer, D. S., & Mackay, T. F. C. (1996). Introduction to quantitative genetics (4th ed.). Pearson Education Limited,
  39. Prentice Hall, Essex, England.
  40. Rebolloza-Hernández, H., Cervantes-Adame, Y. F., Broa-Rojas, E., Bahena-Delgado, G., & Olvera-Velona, A. (2020).
  41. Fenotipeo y selección de líneas S1 segregantes de maíz tolerantes a estrés hídrico. Biotecnia, XXII(3), 20-28.
  42. Tollenaar, M., & Lee, E. A. (2002). Yield potential yield, yield stability and stress tolerance in maize. Field Crops Research,
  43. (2-3), 161-170.
  44. Mansfield, B. D., & Mumm, R. H. (2014). Survey of plant density tolerance in U.S. maize germplasm. Crop Science,
  45. (1), 157-173. https://doi.org/10.2135/cropsci2013.04.0252
  46. Lee, E., & Tollenaar, M. (2007). Physiological basis of successful breeding strategies for maize grain yield. Crop Science,
  47. (S1), S202-S215.
  48. Shull, G. H. (1908). The composition of a field of maize. American Breeders Association Report, 4, 296-301.
  49. Shull, G. H. (1909). A pureline method of corn breeding. American Breeders Association Report, 5, 51-59.
  50. Andorf, C., Beavis, W. D., Hufford, M., Smith, S., Suza, W. P., Wang, K., Woodhouse, M., Yu, J., & Lübberstedt, T. (2019).
  51. Technological advances in maize breeding: past, present and future. Theoretical Applied Genetics, 132(3), 817-849.
  52. https://doi.org/10.1007/s00122-019-03306-3
  53. Campos, H., Cooper, M., Edmeades, G. O., Löffler, C., Schussler, J. R., & Ibañez, M. (2006). Changes in drought tolerance
  54. in maize associated with fifty years of breeding for yield in the U.S. Corn Belt. Maydica, 51(3), 369-381.
  55. Welcker, C., Spencer, N. A., Turc, O., Granato, I., Chapuis, R., Madur, D., Beauchene, K., Gouesnard, B., Drayer, X.,
  56. Palaffre, C., Lorgeou, J., Melkior, S., Guillaume, C., Presterl, T., Murigneux, A. L., Wisser, R. J., Millet, E. J., van Eeuwijk,
  57. F., Charcosset, A., & Tardieu, F. (2022). Physiological adaptive traits are a potential allele reservoir for maize genetic
  58. progress under challenging conditions. Nature Communications, 13(1), 3225. https://doi.org/10.1038/s41467-022-
  59. -w
  60. Dos Santos, C. L., Miguez, F. E., King, K. A., Ruiz, A., Sciarresi, C., Baum, M. E., Danalatos, G. J. N., Stallman, M., Wiley, E.,
  61. Pico, L. O., Thies, A., Puntel, L. A., Topp, C. N., Trifunovic, S., Eudy, D., Mensah, C., Edwards, J. W., Schnable, P. S., Lamkey,
  62. K. R., Vyn, T. J., & Archontoulis, S. V. (2023). Accelerated leaf appearance and flowering in maize after four decades of
  63. commercial breeding. Crop Science, 63(3), 2750-2762. https://doi.org/10.1002/csc2.21044
  64. Echarte, L., & Tollenaar, M. (2006). Kernel set in maize hybrids and their inbred lines exposed to stress. Crop Science,
  65. (3), 870-878.
  66. Liu, W., & Tollenaar, M. (2009). Response of yield heterosis to increasing plant density in maize. Crop Science, 49(6),
  67. -1816.
  68. Araus, J. L., Sánchez, C., & Cabrera-Bosquet, L. (2010). Is heterosis in maize mediated through better water use? New
  69. Phytologist, 187(2), 392-406.
  70. Cooper, M., Messina, C., Podlich, D., Radu Totir, L., Baumgarten, A., Hausmann, N. J., Wright, D., & Graham, G. (2014).
  71. Predicting the future of plant breeding: complementing empirical evaluation with genetic prediction. Crop and
  72. Pasture Science, 65(4), 311-336. https://doi.org/10.1071/CP14007