Phenetic and genetic relationships among late landraces of maize (Zea mays ssp. mays) from Misiones (Argentina)
DOI:
https://doi.org/10.31055/1851.2372.v55.n1.22126Keywords:
Diallel crosses, evolution, germplasm of maize, breeding, maize landraces, numerical taxonomy, maize breedingAbstract
Background and aims: Although the races of maize native to the Northeast of Argentina (Misiones) have been described and a work on phenetic relations has been published, nevertheless little is known about genetic relationships, this being the main objective of this work.
M&M: A group of 6 races of maize and the “F1” offspring of crosses derived from a diallel scheme have been evaluated on the basis of 21 morphological vegetative, reproductive and phenological quantitative traits using ANOVA and multivariate statistical methods (discriminant canonic analysis and cluster analysis).
Results: The ANOVA showed highly significant differences among parental races and progeny for almost all the variables. The first two canonical variables (cv) explain almost 67% of overall variation. The most important discriminating characters associated with the first cv correspond to dimensions of ears and grains, while the traits contributing to the second cv are related mainly to vegetative and reproductive morphology. Racial groups defined by cluster analysis were described.
Conclusions: Cluster analysis allowed distinguishing related racial groups. The genetic relationships observed from diallel crosses are different according to the parameter considered for regrouping. The results obtained are important from the taxonomic and evolutionary point of view and facilitate the choice of material to be used in breeding programs.
References
ABIUSSO, A. & J. CÁMARA HERNÁNDEZ. 1974. Los maíces autóctonos de la Quebrada de Humahuaca (Jujuy, Argentina). Revista Fac. Agron. 50: 1-25.
BIANCHI, A. & F. SALAMINI. 1973. Il mais, Quaderno II (59 págs), in Trattato di Genetica Agraria Speciale, Edagricole.
BRACCO, M. 2008. Variabilidad microsatelite en maíces reventadores autóctonos. Tesis de Licenciatura. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - Universidad de Buenos Aires. 141.
BRACCO, M. 2012. Caracterización genética del germoplasma de razas de maíz autóctonas provenientes del noreste argentino. Tesis Doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - Universidad de Buenos Aires.
BRACCO, M., V. LIA, A. M. GOTTLIEB, J. CÁMARA HERNÁNDEZ & L. POGGIO. 2008. Genetic diversity in maize landraces from indigenous settlements of Northeastern Argentina. Genetica 135: 39-49.
BRACCO, M., V. LIA , J. CÁMARA HERNÁNDEZ, L. POGGIO, A. M. GOTTLIEB. 2012. Genetic diversity of maize landraces from lowland and highland agroecosystems of Southern South America: implications for the conservation of native resources. Ann. Appl. Biol. 160: 308-321.
BRACCO M., J. CASCALES, J. CÁMARA HERNÁNDEZ, L. POGGIO, A. M. GOTTIEB & V. LIA. 2016. Dissecting maize diversity in lowland South America: genetic structure and geographic distribution models. BMC Plant Biology 16: 186. 10.1186/s12870-016-0874-5.
BRIEGER, F. G., J. T. A.GURGEL, E. PATERNIANI, A. BLUMENSCHEIN & M. R. ALLEONI. 1958. Races of maize in Brazil and other eastern South American countries. Nat. Acad. Sci. Nat. Res. Council. Publ. 593. Washington.
CÁMARA HERNÁNDEZ, J. & A. M. MIANTE ALZOGARAY. 1979. Las razas de maíz de la provincia de Salta. Resúmenes XVII Jorn. Arg. de Botánica, Santa Rosa, Argentina.
CÁMARA HERNÁNDEZ, J. & A. M. MIANTE ALZOGARAY. 1981. Razas de maíz (Zea mays L.) nativas de Tucumán y Catamarca. Resúmenes XVIII Jorn. Arg. de Botánica. Tucumán, Argentina.
CÁMARA HERNÁNDEZ, J. & A. M. MIANTE ALZOGARAY. 2003. Caracterización y clasificación, en razas, de maíces nativos de la provincia de Misiones. Argentina. Libro de resúmenes IV Simposio de recursos genéticos para América latina y el Caribe. Mar de Plata, Argentina.
CÁMARA HERNÁNDEZ, J., A. M. MIANTE ALZOGARAY, R. BELLÓN & A. J. GALMARINI. 2012. Razas de maíz nativas de la Argentina. Editorial Facultad de Agronomía UBA.
CAMUSSI, A. & E. OTTAVIANO. 1979. Uso degli effetti genetici di caratteri metrici a scopo tassonomico. Quaderni di epidemiologia (supp. 1). De Bona, Milano.
CAMUSSI, A., P. L. SPAGNOLETTI ZEULI & P. MELCHIORRE. 1983. Numerical taxonomy of Italian maize populations: genetic distances on the basis of heterotic effects. Maydica 28: 411-424.
CAMUSSI, A., E. OTTAVIANO, T. CALINSKI & Z. KACZMAREK. 1985. Genetic distances based on quantitative traits. Genetics 111: 945-962.
CATÁLOGO INTA. 1997. Catálogo de Germoplasma de maíz. Argentina. Biblioteca Agraria Tropicale. Instituto Agronomico per L´ultramare. Firenze.
CRESS, C. E. 1966. Heterosis of the hybrid related to gene frequency differences between two populations. Genetics 53: 269-274.
EYHERABIDE, G. H. 2004. Incorporación de germoplasma indígena de maíz en materiales elite. Revista IDIA 21: 105-110.
FALCONER, D. S. & T. MACKAY. 1996. Introduction to quantitative genetics (2nd ed.) Longman, London.
FRAYSSINET, N, S. CARDONE, I. FURLAN, N. BARTOLONI & C. BANCHERO. 2001. Genic male sterility in native maize populations. J. Basic & Appl Genetics 14: 25-31.
FOURASTIÉ, M. F. 2010. Caracterización de razas nativas de maíz del Noroeste argentino mediante citogenética clásica y molecular (FISH). Tesis de Licenciatura. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, UBA. Argentina.
FOURASTIÉ, M. F. 2015. Estudios citogenéticos en razas de maíz del NOA: Caracterización cariotípica, evaluación del tamaño del genoma y frecuencia de cromosomas B. Tesis doctoral de la UBA. Argentina.
FOURASTIE, M. F., A. M. GOTTIEB, L. POGGIO & G. E. GONZALEZ. 2017. Are cytological parameters of maize landraces (Zea mays ssp. mays) adapted along and altitudinal cline?. J. Plant Res. 131: 285-296.https://doi. org/10.1007/s10265-017- 0996-3.
GARDNER, C. O. & S. A. EBERHARDT. 1966. Analysis and interpretation of the variety cross diallel and related populations. Biometrics 22: 439-452.
GIROLA, C. D. 1919. Variedades de maíz cultivadas en Argentina. Talleres Gráficos J. Weiss y Preusche. Buenos Aires. Argentina.
GRIFFING, B. 1956. Concept of general and specific combining ability in relation to diallel crossing system. Aust. J. Bioi. Sci. 9: 463-493.
HIORTH, G. E. 1985. Genética Cuantitativa. I: Fundamentos Biológicos. Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Ciencias Agropecuarias. Córdoba, Argentina.
HOROVITZ, S. 1935. Distribución geográfica de factores genéticos en maíces autóctonos del norte argentino. Rev. Arg. Agr. 2: 133-135.
HOURQUESCOS, M. J., G. H. EYHERABIDE & M. E. FERRER. 2003. Utilización de poblaciones locales en premejoramiento de maíz Libro de resúmenes IV Simposio de recursos genéticos para América latina y el Caribe. Mar de Plata. Argentina.
LÍA, V. 2004. Diversidad genética y estructura poblacional en razas nativas de maíz (Zea mays ssp. mays) del Noroeste Argentino: presente y pasado del germoplasma autóctono. Tesis Doctoral. Laboratorio de Genética. Depto. de Ecología, Genética y Evolución UBA. Argentina.
LUNA, J. T., W. F. KUGLER, E. F. GODOY & L. E. MAZZONI. 1964. Maíz (Zea mays L.) en PARODI, L. Enciclopedia Argentina de Agricultura y Jardinería Vol. II. ACME, Buenos Aires. Argentina.
MELCHIORRE, P. 1992. Phenetic relationships among different races of maize (Zea mays ssp. mays) from Salta (Argentina). Maydica 37: 329-338.
MELCHIORRE, P., N. BARTOLONI, & J. CÁMARA HERNÁNDEZ. 2006. Phenetic relationships among native races of maize (Zea mays ssp. mays) from North-eastern Argentina (Misiones). J. Genet. & Breed. 60: 173-182.
MELCHIORRE, P., N. BARTOLONI & J. CÁMARA HERNÁNDEZ. 2017. Relaciones fenéticas entre razas de maíz (Zea mays ssp. mays) nativas de la provincia de Jujuy (Argentina). Bol. Soc. Argent. Bot. 52: 717-735.
MIANTE ALZOGARAY, A. M., A. J. GALMARINI & J. CÁMARA HERNÁNDEZ. 1996. Razas de maíz (Zea mays ssp. mays) nativas de Catamarca (Argentina). Resúmenes XXV Jorn. Arg. de Botánica, Mendoza.
MOLL, R. H., J. H. LONQUIST, J. VELEZ FORTUNO & E. C. JOHNSON. 1965. The relationship of heterosis and genetic divergence in maize. Genetics 52: 139-144.
OTTAVIANO, E. & A. CAMUSSI. 1981. Phenotypic and genetic relationships between yield components in maize. Euphytica 30: 601-9.
PARODI, L. R. 1935. Relaciones de la agricultura prehispánica con la agricultura actual. Argentina actual. An. Acad. Nac. Agr. y Vet. 1: 115-168. Buenos Aires.
PARODI, L. R. 1947. Los maíces indígenas de la república argentina. Anales. Acad. Nac. Ci. Exact. Buenos Aires. XII: 9-14.
PARODI, L. R. 1966. La agricultura aborigen argentina. EUDEBA. Argentina.
POGGIO L., M. ROSATO, A.M. CHIAVARINO & C.A. NARANJO. 1998. Genome size and environmental correlations in maize (Zea mays ssp. mays, Poaceae). Ann. Bot. 82: 107-115.
REALINI, M. F. 2017. Variabilidad citogenética de los maíces guaraníes del Noreste de Argentina: Caracterización cariotípica, tamaño del genoma y correlatos fenotípicos. Tesis Doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales-Universidad de Buenos Aires. Argentina.
REALINI, M. F., L. POGGIO, J. CÁMARA HERNÁNDEZ, G. E. GONZÁLEZ. 2016. Intra-specific variation in genome size in maize: cytological and phenotypic correlates. AoB PLANTS 8: plv138. http://doi:10.1093/aobpla/plv138.
REALINI, M. F., L. POGGIO, J. CÁMARA HERNÁNDEZ, G. E. GONZÁLEZ. 2018. Exploring karyotype diversity of Argentinian Guaranı maize landraces. Relationship among South American maize. PLoS ONE 13(6) e0198398. http://doi.org/10.1371/journal.pone.019839.
REYES CASTAÑEDA, P. 1990. El maíz y su cultivo. México, D.F. A.G.T. Editor S.A.
ROBUTTI, J. L., F. S. BORRÁS, M. E. FERRER & A. BIETZ. 2000. Grouping and Identification of Argentine Maize Races by Principal Component Analysis of Zein Reversrd-Phase HPLC Data. Cereal Chem. 77: 91-95.
RODRÍGUEZ, A., J. ROMERO, G. AVILA & A. BRANDOLINI. 1968. Maíces bolivianos. FAO. Rome, Italy.
ROHLF, F. J. 1993. NTSYS (Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis) System). Version 1.80. Exeter software. New York.
ROSATO, M., A. M. CHIAVARINO, C. A. NARANJO, J. CÁMARA HERNÁNDEZ & L. POGGIO. 1998. Genome size and numerical polymorphism for the B chromosome in races of maize (Zea mays ssp. mays, Poaceae). Am. J. Bot. 85:168-174.
SOTELLO, M. G. 1983. Estadística. 3 C. Editores, Buenos Aires.
SNEATH, P. H. A. & R. R. SOKAL. 1973. Numerical Taxonomy. The principles and practice of numerical classification. Freeman and Co., San Francisco. USA.
TORREGROSA, M., J. CÁMARA HERNÁNDEZ, L. SOLARI, J. SAFONT LIS & O. CAVALLIERI. 1980. Clasificación preliminar de las formas raciales de maíz y su distribución geográfica en la República Argentina. Asoc. Ing. Agr. Zona Norte Prov. Buenos Aires. II Congreso Nacional de Maíz 7: 5-17.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Provides immediate and free OPEN ACCESS to its content under the principle of making research freely available to the public, which fosters a greater exchange of global knowledge, allowing authors to maintain their copyright without restrictions.
Material published in Bol. Soc. Argent. Bot. is distributed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International license.
