Evaluación de los componentes de variancia genética asociados al efecto del golpe de calor en cruzamiento dialélico de un grupo de líneas de maíz

Abstract

El Clima futuro se verá afectado por una mayor variabilidad en la temperatura y el aumento de la frecuencia de días calientes. El maíz es uno de los cultivos base para satisfacer las demandas crecientes de la alimentación humana y animal además de su importancia socio-económica y cultural. Ante este escenario, el desafío futuro será producir más en ambientes con limitaciones para el cultivo (mayor temperatura, sequías, suelos marginales, etc.), poniendo mayor énfasis en incrementar los pisos de producción que en los techos en ambientes favorables. Comprender el comportamiento de ciertos caracteres en líneas endocriadas y sus híbridos y su correlación con el rendimiento, identificando alelos deseables puede agregar eficiencia a la mejora del rendimiento (Rend) bajo estrés por altas temperaturas. Este trabajo propone caracterizar el germoplasma de maíz utilizado por el programa de mejoramiento del Instituto de Investigación Animal del Chaco Semiárido (IIACS) y del INTA Pergamino en cuanto a la tolerancia a estrés por temperaturas supra-óptimas durante el periodo crítico de fijación de granos (PC) e identificar caracteres asociados a rendimiento que permitan la selección indirecta en dicho germoplasma. Se realizaron dos experimentos en el campo del INTA Leales, localidad Leales-Provincia de Tucumán (27 ° 03 'S, 64 ° 15' O, 330 msnm) durante la campaña 2015-2016. Un experimento corresponde a híbridos (Exp. 1) y otro a líneas (Exp. 2), cada uno de ellos conducidos en dos ambientes térmicos independientes diferenciados por la temperatura máxima diaria alcanzada durante el periodo crítico de fijación de granos. En el primer experimento los tratamientos incluyeron un arreglo factorial de dos ambientes térmicos (control y estrés) y 15 híbridos de maíz (resultantes del cruzamiento dialélico parcial de las 6 líneas), mientras que en el segundo experimento los tratamientos incluyeron un arreglo factorial de dos ambientes térmicos (control y estrés) y 6 líneas endocriadas (Ll, L2, L3, L4 de origen tropical; L5, L6 de origen templado). En cada experimento los tratamientos se distribuyeron en un diseño de bloque completo al azar, con tres repeticiones dentro de cada ambiente. Tanto en híbridos como líneas evaluadas en el presente trabajo se encontró variabilidad fenotípica en la mayoría de los caracteres estudiados para estrés por temperaturas supra-óptimas en periodo crítico de fijación de grano. El estrés por altas temperaturas durante el periodo crítico disminuyó el rendimiento, sin embargo, esta modificación del rendimiento dependió del genotipo. En general los híbridos tropicales presentaron mayores rendimientos en ambiente estresado comparado con los híbridos templado x tropical y templado. Se pudieron identificar los híbridos tropicales HS9 y HS10como tolerantes al golpe de calor en periodo crítico. Mientras que como susceptibles se identificaron los híbridos con fondo genético templado x tropical y templado. En cuanto a las líneas, la tropical L3 se comportó como tolerante a temperaturas supra-óptimas en periodo crítico de fijación de grano, por el contrario, la línea templada L5 fue muy susceptible a este estrés. Altos rendimiento en grano estuvieron asociados a mayores NG, PG, DE, LE, prolificidad, biomasa en madurez fisiológica, TCC en llenado de grano, TCC en periodo crítico, IC y SPAD_postesp, así como también a menores valores de ASI, acartuchamiento y UAR (este último en líneas). De estos caracteres asociados a rendimiento, PG, prolificidad, DE, LE y SPAD_postesp presentaron baja plasticidad fenotípica, seguidos por acartuchamiento y biomasa_mf con plasticidad intermedia, por lo tanto, podrían ser considerados caracteres secundarios. Si bien sería conveniente contar con la información de otra campaña de evaluación, la información obtenida en el presente ensayo permite establecer una estrategia de uso del germoplasma evaluado para iniciar un programa de mejoramiento de germoplasma de maíz con elevada tolerancia al golpe de calor en periodo crítico de fijación de grano, teniendo en cuenta que las interpretaciones se limitan a los genotipos evaluados y los ambientes específicos de este trabajo. En un programa de mejoramiento se podría utilizar la línea L3 como dadora de genes responsables de tolerancia a temperaturas supra-óptimas durante el periodo crítico de fijación de granos. Además, combinar esta línea tolerante con otra cuya combinación sea heterótica puede ser relevante para generar un híbrido tolerante a temperaturas supra-óptimas en periodo crítico de fijación de grano y con alto potencial de rendimiento. En condiciones de estrés por altas temperaturas el rendimiento y la mayoría de los caracteres relacionados con éste estuvieron controlados por efectos aditivos, por lo tanto, sería conveniente evaluarlos durante el desarrollo de las líneas per se. Por el contrario, los caracteres ASI y largo de espiga estuvieron controlados por efectos no aditivos, es decir que en este caso habría que evaluarlos en los híbridos experimentales producidos por las líneas mejoradas de los diferentes patrones heteróticos.

The future challenge will be to produce more, in stressed environments. Two experiments were carried out at IIACS-INTA, Leales, Tucumán, during 2015-2016 seasons. The treatments included a factorial arrangement of two thermal environments (control and stress) and 6 inbred lines (Exp.2) or 15 hybrids (diallel cross ofthe inbred lines) (Exp.l). The hybrids and lines showed phenotypic variability in most ofthe evaluated traits for heat stress during PC. The tropical hybrids (HS9 and HS10) and inbred line (L3) were identified as tolerant. Hybrids with a temperate x tropical and temperate background and inbred line L5 were identified as susceptible. High grain yields were associated with higher grain number, grain weight, ear diameter, ear length, prolificacy, biomass at physiological maturity, crop growth rate during PC, crop growth rate during grain filling, harvest Index and leaves green Index post stress in ear leaf, as well as lower values of antesis-silking interval, leaf rolling and apparent use of reserves (only in inbred lines). Therefore, a breeding program focused on the development of hybrids adapted to the NOA región could be initiated.