Variability for salt tolerance in a collection of Panicum coloratum var. makarikariense during early growth stages = Variabilidad en tolerancia a la salinidad en una colección de Panicum coloratum var. makarikariense durante las etapas tempranas de crecimiento

Abstract

Our aim was to investigate variability for salt tolerance in a collection of Panicum coloratum var. makarikariense of INTA EEA Rafaela, Argentina. Panicum coloratum is a C4 perennial grass to be potentially used to increase forage production in areas affected by abiotic factors which reduce their productivity. We evaluated the response of half-sib families from different accessions to increasing salt concentrations under growth chamber conditions. Germination percentage (GP), GP (% of control) and index of germination decreased with increasing salinity, while mean germination time increased (P˂0.001). After being exposed to saline conditions ungerminated seeds were able to recover in distilled water and many germinated. Salt tolerance was more variable between families within accessions than between accessions in all evaluated variables. At the seedling stage, morphological and physiological variables allowed differentiation among families on the basis of salt tolerance. Molecular characterization by ISSR molecular markers demonstrated variability within parent material and grouped families by accessions. A positive but low correlation between morphological and molecular distances was detected (r = 0.24; P = 0.032). Nonetheless, even after selection, enough molecular variability remained within tolerant families grouped by principal components analysis. In summary, materials of P. coloratum var. makarikariense from INTA EEA Rafaela showed both morphological and genetic variability for salinity tolerance and the contrasting genotypes could be used as parent materials to conduct breeding studies to improve salt tolerance in this species.

El objetivo del trabajo fue determinar la variabilidad en tolerancia a la salinidad en una colección de Panicum coloratum var. makarikariense existente en la estación experimental (EEA) Rafaela, INTA, Argentina. Panicum coloratum es una gramínea perenne tipo C4 con potencial para incrementar la productividad ganadera en zonas afectadas por factores abióticos. En el estudio se evaluó la respuesta de familias de medios hermanos de diferentes accesiones de P. coloratum al incremento de la concentración salina. El porcentaje de germinación, la germinación con respecto al tratamiento control y el índice de germinación, disminuyeron con el incremento de la salinidad mientras el tiempo medio de germinación se incrementó (P<0.001). Las semillas sobrevivieron en agua destilada luego de ser expuestas a condiciones salinas. En salinidad, la variabilidad entre las familias dentro de las accesiones fue mayor que entre las accesiones, en todas las variables evaluadas. En estado de plántula, las variables morfológicas y fisiológicas mostraron diferencias entre las familias por tolerancia a la salinidad. La caracterización molecular mediante marcadores moleculares ISSR demostró la existencia de variabilidad en el material parental y agrupó las familias por accesiones. Entre las distancias morfológicas y moleculares se detectó una correlación positiva pero baja (r = 0.24; P = 0.032). No obstante, aún después de la selección, las familias agrupadas como tolerantes por el análisis de componentes principales mantuvieron suficiente grado de variabilidad. En conclusión, el material de P. coloratum var. makarikariense del INTA EEA Rafaela mostró variabilidad tanto morfológica como genética en tolerancia a la salinidad para ser utilizado como material parental para programas de selección.