Eficiencia transpiratoria como atributo de tolerancia al déficit hídrico en soja (Glycine max (L) Merril) : variabilidad intraespecífica y su asociación con la estabilidad del rendimiento

Abstract

Las principales zonas sojeras en el mundo están expuestas a situaciones de déficit hídrico (DH) que ocasionan importantes pérdidas de rendimiento. La eficiencia transpiratoria (ET) ha sido propuesta como criterio de selección asociado con tolerancia al DH. Sin embargo, en soja no existen antecedentes donde se haya estudiado dicho atributo y su asociación con la estabilidad del rendimiento. El objetivo general de este trabajo fue generar las primeras bases fisiológicas que permitan conocer si la ET puede ser utilizada como criterio de selección secundario en programas de mejoramiento genético de soja enfocados en la identificación de genotipos (G) con tolerancia al DH. Se realizaron dos experimentos en macetas en condiciones de campo. Experimento 1, evaluó, durante la fase vegetativa, 36 G expuestos a dos regímenes hídricos (RH) : control sin limitantes hídricas (C) y déficit hídrico (DH; 30 por ciento del consumo de controles). Experimento 2, evaluó durante la fase reproductiva, 6 G seleccionados en función de su comportamiento contrastante en la transpiración y ET durante la fase vegetativa en el Experimento 1, exponiéndolos a dos RH contrastantes (C y DH) durante el período crítico de determinación del número de semillas (NS) en soja. En soja, la ET durante la fase vegetativa es un atributo de naturaleza constitutiva que tiene variabilidad intraespecífica y que aumenta ante DH independientemente del G. Si bien la conductancia estomática fue diferente entre G, estas diferencias no explicaron la variabilidad intraespecífica encontrada en la ET. Durante la fase reproductiva, existen diferencias entre G en la ET, encontrándose diferencias en la respuesta genotípica ante DH durante el período de determinación del NS. Es posible en soja, identificar G con mayor estabilidad de rendimiento ante DH durante el período de determinación del NS, utilizando la ET como carácter de selección. A partir del análisis de los cambios de la ET durante la ontogenie del cultivo, se demostró además que evaluando la ET durante la fase vegetativa en condiciones sin limitantes hídricas, es posible identificar G de mayor ET en términos de biomasa reproductiva, rendimiento y estabilidad de rendimiento antes condiciones hídricas limitantes durante el período de determinación del NS. Esta tesis representa el primer estudio en soja de la ET durante diferentes fases de crecimiento y su asociación con la estabilidad del rendimiento, demostrándose que es posible utilizar la ET como carácter de selección secundario para identificar G con tolerancia al DH.

Water deficit produce important yield reduction on many soybean productions areas in the world. Transpiration efficiency (TE) has been proposed as a secondary trait associated with drought tolerance. However there is no information about this trait and its association with yield stability in soybean. The general objective of this study was to find out the first physiological basis that reveal if TE can be use as a secondary selection trait in soybean breeding programs, to identify genotypes (G) with water stress tolerance. Two experiments in pots under field conditions were carried out. Experiment 1, 36 G were exposed to two contrasting water regimes (WR) during the vegetative phase: control without water limitations (C) and water deficit (WD; 30% of the transpiration of controls). Experiment 2, evaluated during the reproductive phase, 6 G selected for their contrasting behavior in transpiration and TE during the growing period in Experiment 1, were exposed to two contrasting WR (C and WD) during the period of seed number determination, the critical period during the reproductive phase. In soybean, TE is a constitutive trait in nature with intraespecific variability during the vegetative phase. Regardless of genotype, TE during the vegetative phase increases with limited water conditions. Although stomatal conductance was different between G, these differences do not explain the intraespecific variability founded in TE during the vegetative phase. During the reproductive phase, there are differences between G in TE in terms of reproductive biomass, founded genotypic differences in its response to limited water conditions during the period for seed number (SN) determination. Based on this results, it is possible to identify G with higher yield stability under limited water conditions during the period of seed number determination using the TE in terms of reproductive biomass as secondary selection trait. From the analysis of TE changes during ontogeny of the crop, it was shown that evaluation of TE in the vegetative phase under good water conditions, allows identification of G with higher TE in terms of reproductive biomass, yield and yield stability under water deficit conditions during the period for SN determination. This thesis represents the first research on the relationship of TE during different phases of growth on soybean and yield stability, showing that TE can be used as a secondary selection trait to identify G tolerant to water stress.