Combining ability effects for seedling vigor under drought stress in maize

Agriscientia

Biasutti, C.A.¹  Peiretti, D.A.¹  Teruel, M.E.¹  Nazar, M.C.¹ 

关键词: : Vigor;    Diallel analysis;    Drought;    Corn;   

DOI  :  

学科分类：农业科学（综合）

来源: Universidad Nacional de Cordoba * Facultad de Ciencias Agropecuarias

【 摘 要 】

/font>El vigor temprano es un componente esencial del desarrollo de los cultivos en la mayoría de las condiciones ambientales. Sin embargo, no existen suficientes reportes sobre el control genético del vigor de plántula en maíz. El objetivo de este trabajo fue estimar los efectos de aptitud combinatoria para variables relacionadas con el vigor en maíz bajo estrés hídrico. Se emplearon seis líneas endocriadas de maíz: tres de ellas con alto porcentaje de germinación y las restantes con bajo porcentaje germinación bajo estrés hídrico. Semillas de las 15 cruzas posibles se evaluaron en condiciones de estrés hídrico en germinación en solución de polientilenglicol 8000 a 1,4 MPa. Se recolectaron datos sobre porcentaje de germinación, longitud de coleoptilo, número de raíces secundarias, longitud de raíz principal y radio radical. La variación debida a las cruzas simples se particionó en efectos de aptitud combinatoria general (ACG) y específica (ACE) de acuerdo al método 4, modelo 1, de Griffing. Las líneas 31B y P004 presentaron los valores más altos de ACG. Los caracteres relacionados al vigor fueron controlados principalmente por efectos aditivos; los efectos no aditivos fueron importantes también, sobretodo para longitud de coleóptilo.Palabras clave: Vigor; Análisis dialélico; Sequía;Maíz.Teruel, M.E.; C.A. Biasutti, M.C. Nazar and D.A. Peiretti 2008. Combining ability effects for seedling vigor under drought stress in maize. Agriscientia XXV (1): 27-34SUMMARYEarly vigor is an essential component of crop plant development under most environmental conditions. Nevertheless, little is known about the genetic control of characters in relation to seedling vigor in maize. The objective of this work was to estimate combining ability effects for characters in relation to seedling vigor in maize under water stress. Six maize inbred lines under drought stress, three with high germination percentage, and three with low germination percentage, were crossed to obtain 15 single crosses. Crosses were evaluated under controlled laboratory conditions in polyethylene glycol 8000 solution (1.4 MPa). Data of the following characters were recorded: germination percentage under drought, coleoptile length, root length, root number and root radius. The general combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA) information on crosses were obtained by using the method 4, Griffing's model I analysis. Inbred lines 31B and P004 showed the highest GCA estimates for the variables evaluated. The characters related to seedling vigor under drought stress were mainly controlled by additive gene effects, although non-additive effects have also shown to be important, especially for coleoptile length.Key words: Vigor; Diallel analysis; Drought; Corn.Fecha de recepción: 24/10/07;fecha de aceptación: 16/05/08INTRODUCCIÓNEl vigor temprano es considerado un componente esencial del desarrollo de los cultivos en la mayoría de las condiciones ambientales (Ludlow & Muchow, 1990). Conceptualmente, en este sentido el vigor está representado por el porcentaje de semillas que germinan bajo condiciones limitantes, diferenciándose del ensayo de germinación en condiciones normales u óptimas (Peretti, 1994). Características simples como el porcentaje de germinación y la longitud de la parte aérea, han sido identificadas como aceptables indicadores de vigor de plántula (Acevedo, et al., 1971). Heydecker (1960) indicó que el vigor de plántula es la habilidad de la planta para emerger rápidamente del suelo o del agua.Uno de los estadios clave en el desarrollo de un cultivo es el establecimiento exitoso de las plántulas (van Hoorn, 1991); consecuentemente, la falta de humedad adecuada durante o inmediatamente después de la siembra afecta la germinación y el crecimiento inicial, reduciendo la densidad de plantas e, invariablemente, el rendimiento final por unidad de área. Este efecto es especialmente marcado en maíz, donde la rápida deshidratación de las plántulas está asociada con sistemas radicales poco desarrollados (Cutforth et al., 1986). En este cultivo se ha estimado que la sequía después de la germinación puede causar pérdidas en el número de las plantas, lo que causa mermas en los rendimientos comparables, en algunos casos, con la producida por una sequía durante la etapa de floración (Edmeades et al., 1989, 1994). Según Edmeades et al. (1996), la cantidad de agua transpirada, que está directamente relacionada con la biomasa producida, es influida por caracteres que afectan la capacidad de supervivencia, como un alto porcentaje de germinación y la supervivencia de las plántulas bajo sequía. De acuerdo a ello, un ideotipo de maíz tolerante a sequía debería poseer, entre otros atributos, la capacidad de germinar en suelos con poca humedad.En los estudios de laboratorio, el déficit hídrico en el suelo se puede simular mediante el uso de soluciones con potenciales hídricos definidos (Emmerich & Hardegree, 1991). Varios estudios se han realizado para evaluar el comportamiento de distintas especies bajo deficiencia hídrica simulada con polietilenglicol (PEG), como en tomate (Bhatt & Srinivasa Rao, 1987), poroto (De & Kar, 1995), arroz (Pérez- Molphe-Balch et al., 1996), girasol (Chimenti, 1982), lupino (Perissé, 1997), trigo (Blum, 1993) y maíz (Chimenti, 1982; Trapani & Gentinetta, 1984; Biasutti y Galiñanes, 2001; Alemanno et al., 2003). Utilizando PEG como agente osmótico en pruebas de laboratorio, se ha demostrado una asociación significativa entre el porcentaje de emergencia y el de germinación en bajos potenciales agua en trigo (Thill et al., 1979) y en girasol (Somers et al., 1983). La prueba en este tipo de soluciones osmóticas sería apropiada para diferenciar materiales resistentes para ser utilizados como progenitores en cruzamientos (Blum, 1988). La identificación de genotipos con altos porcentajes de germinación bajo estrés hídrico puede mejorar el vigor de plántula, el establecimiento a campo y la competitividad intraespecífica (Willenborga, et al., 2005).En especies como el maíz, donde el objetivo del mejoramiento es el desarrollo de líneas endocriadas para la producción de híbridos, el conocimiento de los efectos génicos que rigen determinado carácter es crucial para determinar la modalidad de selección más eficiente. Se han realizado pruebas de laboratorio para los efectos génicos que rigen la tolerancia del maíz a bajas temperaturas. Maryam & Jones (1983) encontraron que el comportamiento de los híbridos podía ser predicho a partir de las líneas parentales. Hodges et al. (1997) y McConnell & Gardner (1979) hallaron que la germinación y el crecimiento de las plántulas están regidos por diferentes factores génicos tanto aditivos como no aditivos, por lo que no es posible pronosticar acertadamente el comportamiento de los híbridos a partir del conocimiento de la respuesta de las líneas parentales. Sin embargo, no existen reportes en la bibliografía sobre la acción génica que influencian determinados caracteres relacionados a la germinación y vigor de plántulas de maíz en condiciones limitantes de agua.El objetivo de este trabajo fue estimar los efectos de aptitud combinatoria para distintas variables relacionadas con la germinación y el vigor de plántulas de maíz bajo estrés hídrico.MATERIALES Y MÉ

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