Bases para el control genético de la tasa de secado del grano post madurez fisiológica en líneas parentales y sus híbridos derivados en maíz

• Autores: San Marco, Ignacio
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de maestría
• Colaborador/a o director/a de tesis: Gambin, Brenda; Borrás, Lucas
• Materia: Loci de rasgos cuantitativos; Fitomejoramiento; Secado; Maíz; Modelos lineales; Variación fenotípica
• Institución: Universidad Nacional de Rosario

La humedad de grano a cosecha es de vital importancia para la producción de maíz, ya que afecta la calidad de la semilla y los costos de producción. Uno de los principales objetivos del mejoramiento es reducir el contenido de agua del grano a cosecha para disminuir el impacto económico del secado artificial. Además del momento en el que tiene lugar la madurez fisiológica, la tasa de secado después de la misma tiene un alto impacto en la humedad a cosecha. La tasa de secado es de difícil fenotipificación a campo, por lo que asociar el secado con otros caracteres de fácil determinación es de gran utilidad. Asimismo, determinar las bases genéticas (QTL) de estos caracteres es de gran interés para el mejoramiento. Finalmente, evaluar estos caracteres y sus bases genéticas no sólo en líneas sino también en híbridos derivados es relevante para su aprovechamiento en mejora genética. Los objetivos de la presente tesis fueron (i) caracterizar fenotípicamente una población de líneas e híbridos derivados para tasa de secado y diversos caracteres potencialmente asociados con la tasa de secado (tiempo a antesis, stay green, largo y número de chalas), (ii) establecer la correlación entre la tasa de secado en líneas e híbridos, y su relación con los otros caracteres fenotípicos medidos, y (iii) estudiar las bases genéticas (QTLs) de la tasa de secado tanto en líneas como en híbridos. Para cumplir estos objetivos se sembró una población biparental de líneas recombinantes (RlLs, n=129) y sus híbridos derivados de la cruza por un tester (n=129) en dos ambientes (fechas de siembra temprana y tardía) en Venado Tuerto. La tasa de secado se determinó ajustando un modelo lineal a mediciones periódicas de humedad post-madurez fisiológica en cada genotipo. Para la detección de QTLs se utilizó un modelo multi-atributo multi-ambiente para el conjunto de genotipos con regresión por mapeo de intervalos compuestos (CIM) en base a un mapa con más de 3000 SNPs. La variabilidad fenotípica en líneas e híbridos para tasa de secado fue menor que para el resto de los caracteres, lo que determinó una baja heredabilidad. La influencia del ambiente en la tasa de secado fue muy importante. Se encontraron correlaciones significativas entre la tasa de secado y caracteres como el tiempo a antesis y el stay green en la fecha de siembra tardía, lo que sugiere que ciertos atributos del genotipo serían importantes en ambientes que limiten la desecación. No se pudo establecer una relación entre las líneas y sus híbridos derivados para la tasa de secado. Se encontraron QTLs para algunos caracteres estudiados como tiempo a antesis, y número de chalas, y sólo uno para tasa de secado en líneas, aunque no fue consistente entre ambientes. Se concluye que la mejora genética para tasa de secado se ve limitada por su difícil fenotipificación y fuerte interacción con el ambiente. La elección de la población de mapeo es asimismo sumamente importante para asegurar el éxito de los resultados en este tipo de atributos.
Grain moisture at harvest is important in maize seed production; it affects grain quality and production costs. One of the main objectives of breeding is reducing grain moisture at harvest to reduce the economic impact of artificial drying. Besides maturity, the grain desiccation rate after physiological maturity has an impact in grain moisture at harvest. Phenotyping for grain desiccation is laborious, and associating grain desiccation with other traits of easier determination would be very useful. Furthermore, determining the genetic basis (QTL) of these traits is relevant for breeding. Finally, studying these traits and their genetic basis not only in lines but also in hybrids is highly important for their breeding exploitation. The objectives of the present thesis were (i) to phenotype a RlLs population and derived hybrids for grain desiccation and other traits potentially associated to grain desiccation (time to anthesis, stay green, length and number of husk), (ii) to establish the correlations between grain desiccation in lines and hybrids, and the association with other measured traits, and (iii) to study the genetic basis (QTL) of grain desiccation in both lines. A biparental population of recombinant inbred lines (RlLs, n=129) and derived hybrids crossed with one tester (n=129) were shown ¡n two environments (early and late sowing date) in Venado Tuerto. Field grain drying rate was estimated adjusting a lineal mode to grain moisture concentration data after physiological maturity for each genotype. QTL detection was done following a multi-trait multi-environment model for the entire set of genotypes using a composite interval mapping procedure (CIM) based on a map with more than 3000 SNPs. Phenotypic variation in grain desiccation ¡n both lines and hybrids was lower than the rest of the traits, determining a low trait heritability. The influence of the environment on grain desiccation was very important. Significative correlations between grain desiccation and other traits such as time to anthesis and stay green were found only in late sowing date. These correlations suggest that variation of genotypes would be important in environments with a low rate of desiccation. There was no correlation for grain desiccation between lines and hybrids. QTL were detected for several of the studied traits, and one QTL was found for grain desiccation in lines, although it was not consistent between environments. It is concluded that breeding for grain desiccation is limited by the difficulties on phenotyping the trait, and the strong environmental influence. Future models for QTL detection should deal with these interactions.
Fil: Fil: Apellido, Nombre. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina
Fil: Fil: San Marco, Ignacio. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina