Caracterización de entradas de Gossypium hirsutum L. a través de variables asociadas al uso del agua

Abstract

El estrés hídrico limita la productividad de los cultivos, unas de las estrategias para minimizar el impacto producido es la selección de variedades agronómicamente más eficientes en la utilización del agua. En el presente estudio se planteo la hipótesis que los genotipos representativos coleccionados y conservados en el banco de germoplasma de INTA difieren en su tolerancia al estrés hídrico. Como objetivo general fue caracterizar 20 entradas de algodón Gossypium hirsutum L. del banco de germoplasma del INTA Sáenz Peña por la tolerancia al estrés hídrico en dos períodos fenológicos utilizando variables asociadas al uso del agua. Los objetivos específicos: i) evaluar el efecto del estrés hídrico sobre caracteres fisiológicos y morfológicos tales como altura, área foliar, biomasa área y de raíces, producción de fibra, semilla y número de estructuras retenidas; ii) determinar la existencia de diferencias genéticas para las variables asociadas al uso del agua mediante la estimación del Grado de Determinación Genética (GDG) o heredabilidad en sentido amplio (H2), e iii) identificar entradas con mayor tolerancia al estrés hídrico. La respuesta de 20 entradas de algodón al suministro normal y con limitación de agua fueron examinadas bajo condiciones de cámara de crecimiento e invernáculo durante el período 2013-2015 en las EEA INTA Sáenz Peña y Las Breñas, Provincia de Chaco, Argentina. Se diseñaron dos experimentos: en el primero se midieron temperatura foliar, conductancia estomática y contenido de agua relativo en etapa vegetativa y en el segundo se midieron las variables agronómicas en el ciclo completo de la planta. Se utilizó un diseño experimental bifactorial. El factor A: tratamiento principal: sin estrés o sin limitaciones de agua y con estrés o con suspensión de la oferta de agua a partir de la tercera hoja verdadera en el experimento 1, y en el experimento 2, se generaron tres episodios de estrés hídrico a los 30, 70 y 120 días después de la siembra con una duración de diez días a partir del 50% de agua útil. Luego de los episodios de estrés hídrico se mantuvieron las macetas por encima del 50% del agua útil. El factor B fue el correspondiente a las 20 entradas caracterizadas. Mediante el análisis inferencial con modelos generales lineares y mixtos se evaluó el efecto del estrés hídrico sobre los caracteres fisiológicos y morfoproductivos, determinando que el 50% de las entradas no fueron afectadas por el estrés y que el 80% de estas reanudaron su crecimiento después de los episodios de estrés inducidos. Para la identificación de entradas con mayor tolerancia al estrés hídrico se procedió a efectuar un análisis multivariado en forma conjunta para las variables medidas. La determinación de diferencias genéticas solo en las variables que presentaron diferencias significativas para los tratamientos (con y sin estrés) mediante la estimación de la heredabilidad en sentido amplio. Los resultados indicaron que las diferencias genéticas en las variables fisiológicas y agronómicas son bajas debido a la presencia de interacciones (Tratamiento*Entrada) y un fuerte efecto ambiental causado por las contrastantes condiciones de estrés y sin estrés hídrico, que enmascararon la variancia genética. En primer lugar se realizó un Análisis de Componentes Principales (ACP) para todos los datos, luego nuevamente un ACP solamente con los datos del tratamiento de estrés hídrico. Con los datos del ACP se procedió a realizar un análisis de conglomerados que se representó con un dendrograma. En ambos experimentos las variables pudieron separar a los tratamientos significativamente y el análisis de conglomerado clasificó a las entradas en tres grupos bien contrastantes en los experimentos. Así el experimento uno casificó las entradas con mayor tolerancia al estrés hídrico en relación al contenido de agua relativo y conductancia estomática (BGSP 765, BGSP 463, BGSP 735, BGSP 804, BGSP 803, BGSP 67, BGSP 514, BGSP 475, BGSP 507, SP48114) y el experimento 2, las entradas (BGSP 765, BGSP 514, BGSP 52, BGSP 750, BGSP 803, SP48114, BGSP 463 y BGSP 716) que presentaron mejores características en porcentaje de frutos fijados del total diferenciados en la planta, total de puntos fructíferos, altura de planta, biomasa aérea, rendimiento en algodón en bruto, semillas y número de capullos. La altura de planta y biomasa área fueron las que más se correlacionaron positivamente con el uso del agua. Esta identificación se refuerza aún más debido a que los genotipos seleccionados (BGSP 765, BGSP 463, BGSP 803, BGSP 514 y SP 48114) provienen de los dos mejores grupos tanto para atributos fisiológicos como agronómicos. Los resultados obtenidos proveen la primera caracterización del banco de germoplasma por la tolerancia al estrés hídrico, iniciando así, el primer paso en la contribución con germoplasma disponible para el programa de mejoramiento genético en el desarrollo de líneas o variedades más adaptadas al estrés hídrico. En respuesta a la hipótesis de investigación planteada podemos concluir que los genotipos representativos coleccionados y conservados en el banco de germoplasma del INTA difieren en su tolerancia al estrés hídrico. Como perspectiva, se pretende evaluar las entradas que mostraron mejores atributos al estrés hídrico en distintos ambientes para mejorar las estimaciones genéticas.

Responses of 20 accessiones cotton to normal and limited water supply were examined under growth chamber and greenhouse conditions during the period from 2013 to 2015 in the EEA INTA Sáenz Peña and Las Breñas (Chaco, Argentina). The characterization was made on physiological variables in the early stages of cultivation, and agronomic variables associated with the use of water during the entire cycle. Accessiones under stress showed different responses, but water consumption was similar. While the existence of genetic differences estimated through broad-sense heritability was low, it was possible to identify varieties with greater tolerance to water stress by principal components analysis and clustering. The selected entries BGSP 765, BGSP 463, BGSP 803, BGSP 514 and SP 48114 showed better physiological and agronomic characteristics under stress conditions. The existence of variability in the germplasm of cotton suggests that genetic improvement can be made through the selection of the most tolerant accessiones.