Mejora del desempeño invernal de setaria sphacelata (Schumach.) a través de selección fenotípica

Abstract

La generación de poblaciones con mayor tolerancia a estrés por frío y crecimiento a bajas temperaturas es uno de los objetivos del programa de mejoramiento de Setaria sphacelata en INTA. Esto es de importancia tanto para obtener pasturas más persistentes, con mayor rendimiento de forraje invernal como para incrementar la adecuación de la especie a regiones más templadas. Mediante la selección fenotípica es posible incrementar los caracteres relacionados al desempeño invernal generando poblaciones mejoradas a través de índices de selección y cuyos parámetros genéticos deben ser estimados para determinar el avance en las distintas generaciones. La selección por estrés a bajas temperaturas puede ser realizada eficientemente en condiciones controladas evitando largos períodos de ensayos a campo y muchas veces con condiciones ambientales que no permiten discriminar entre materiales. Este trabajo comprende dos capítulos, el primero aborda la comparación entre poblaciones con y sin proceso de selección, la estimación de sus componentes genéticos, la detección de variables correlacionadas y el uso de BLUP (Best Linear Unbiased Prediction) como estimador para los índices de selección. En el segundo capítulo se evaluó el comportamiento de los genotipos en condiciones invernales simuladas en cámaras de crecimiento. En el primer capítulo se detectaron diferencias significativas entre una población de base genética amplia sin proceso de selección (PBA) y otra de base genética estrecha proveniente de un ciclo de selección (PBE), esta última tuvo mejor comportamiento invernal, definido a través del rendimiento de forraje acumulado durante el invierno (27,0 g*planta-1 en PBE vs 20.7 en PBA), de la altura (28,5 cm en PBE vs 23,9 en PBA), del diámetro de mata (17,4 cm en PBE vs 16,2 en PBA) y del rebrote invernal (3,3 vs 3,1 en PBA), siendo las diferencias estadísticas significativas al 5 %. Las variables diámetro de mata y rebrote invernal (variables con distribución Normal) tuvieron valores moderados a altos de heredabilidad en sentido amplio (H2) en el germoplasma inicial, intermedios en PBE y los más bajos en PBA. En la PBE se estimó la heredabilidad en sentido estricto (h2) a través de distintos métodos y la heredabilidad realizada (h2r) para el carácter rebrote invernal. Esta última arrojó un valor de 0,48, similar a la H2 y cercana a la h2 obtenida en base individual en dicha población. Con el método de regresión se obtuvieron los menores valores de h2 en PBE. Todas las variables evaluadas en PBA y PBE tuvieron correlaciones positivas y significativas. Se estimó un posible incremento del 12,5 del rebrote invernal en la población que se generaría por la selección del 15 de los genotipos superiores por este carácter en la PBE de acuerdo a la h2? Las h2 en base individual obtenidas sugieren realizar selección masal considerando los valores de BLUPs para mejorar el rebrote invernal y el diámetro de mata en la PBE. Debido a que el rebrote invernal estuvo altamente correlacionado y de manera positiva con el rendimiento de forraje (r=0,68 en PBA y r= 0,66 en PBE) y la altura (r = 0,64 en PBA y 0,48 en PBE), se considera su aplicación para realizar selección indirecta. El segundo capítulo se dividió en 2 ensayos, en el primero simulando las temperaturas invernales del centro-sur correntino se detectaron materiales de crecimiento más rápido a temperaturas medias de 17,5°C, las cuales rindieron más por macollo principalmente debido al incremento en el largo y el ancho de hojas. Se obtuvieron correlaciones positivas y significativas entre rebrote invernal, altura y rendimiento de materia seca evaluadas a campo durante 2015 con el rendimiento obtenido en cámara durante 35 días. El segundo ensayo permitió discriminar los genotipos por su tolerancia a heladas. Los resultados obtenidos indican que el mejoramiento genético del desempeño invernal de S. sphacelata a través de selección fenotípica se puede realizar mejorando la selección con la inclusión de los valores de BLUPs en los índices y lograr incrementos del rebrote invernal del orden del 12,5 en función de la intensidad de selección y la h2 del carácter, y que se podría utilizar la selección individual por rendimiento en cámaras de crecimiento aunque el avance podría diferir con respecto a las poblaciones generadas a través de la selección a campo.

Populations of S. sphacelata with higher winter yield and more adapted to winter stress can be achieved through phenotypic selection. Selection for some characteristics can increase others making the process simpler and effective, even with controlled environmental genotypes tests could be made by its performance on winter stress and conditions. We tested in field experiment variables related with the winter performance on a population with wide base (bulk of seeds of germplasm polycross denominated PBA) and other with narrow base (Half sib-families generated by the polycross of selected genotypes of germplasm denominated PBE) to evaluate differences between populations due to phenotypic selection, genetic and statistics parameters and correlations between characters. In controlled environments in two assays simulating winter conditions we test the methodology to detect more yielding at low temperatures and tolerant to frost genotypes. In field experiment performance of PBE was superior to PBA in each character used in the selection index. High and moderate heritability in width sense (H2) were estimated on germplasm population in winter regrowth (WR) and crown diameter (CD) with 0,61 and 0,71 1st and 2nd year in WR respectively and 0,59 in CD, moderate values on PBE (0,48 in WR and 0,41 in CD) and lowest on PBA with 0,34 in WR and 0,28 in CD. On PBE we estimate narrow sense heritability (h2) on individual pant basis, on phenotypic mean basis considering family mean as a selection unit and the parent-offspring relationships, modérate valúes were obtained with individual plant basis, followed with phenotypic mean and lowest valúes with the regression parent- offspring. WR and CD were correlated with the others characters evaluated on winter suggesting its use to increase winter performance using the Best Linear Unbiased Prediction estimator obtained. We estimated response to selection of 12,5% more winter regrowth selecting the 15 % superior genotypes on PBE. In controlled conditions we discriminate between genotypes by its yield at winter mean temperature of the south región of Corrientes province and a good screening simulating frost conditions. We propose a breeding scheme for improve winter performance of S. sphacelata selecting individuals yield in controlled conditions nevertheless, the genetic gain could be different than the obtained through field selection.