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

Abstract

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.

World maize production is mainly carried out in rainfed systems in which the main limitation to grain yield is usually water availability. In maize, the anthesis-silking interval (ASI, in days) is proved to be a useful secondary trait as it is highly correlated with improved grain yield in drought-prone environments, has high heritability and can be fast and accurately measured in the field. The objective of this work was to characterize and select a set of inbred lines for their tolerance to water stress. To achieve this, 240 inbred lines of the INTA Pergamino Temperate Maize Breeding Program were grown in the field during the 2019-20 season at high planting density (16 pl.m-2) in a randomized complete block design with 2 replicates. A subset of 50 inbreds was sown in the same site during the dry 2020-21 growing season. Inbreds were characterized for ASI and defensive traits, such as root and stalk lodging. High stand density promoted the expression of significant genotypic differences in ASI (p < 0.05, mean: 2.3 d, range: -3 to +9 d), root (p < 0.05, mean: 26.5%, range: 0 to 100%) and stalk lodging (p < 0.05, mean: 5.3%, range: 0 to 80%). Heritabilities values were 63, 51 and 64 for ASI, root and stalk lodging, respectively. In 2020-21, the 50 inbreds with the lowest ASI values (mean = 0.52), and with less than 20% and 5% root and stalk lodging, respectively were evaluated again, finding significant differences between inbreds (for ASI: p<0.05, mean: 1.8, range: -3 to +6 days). Based on the data obtained in both years, a set of inbreds representative of the different heterotic groups of the breeding program was selected to make biparental crosses and develop new inbreds with shorter ASI, and therefore, with better performance under stressful conditions. For this, the inbreeding from the S0 generation and the evaluation of inbreds in hybrid combination will be carried out at high planting density (16 pl.m-2). This selection method will allow the development of stress-tolerant germplasm.