EFECTOS DEL ESTRÉS COMBINADO DE ALTA TEMPERATURA Y DEFICIENCIA DE AGUA EN LA FLORACIÓN FEMENINA, MASCULINA Y EL NÚMERO DE GRANOS EN MAÍZ.
Palabras clave:
NG, estrés térmico, híbrido subtropical, deficiencia hídrica, polen, floresResumen
Las temperaturas extremadamente altas y el déficit hídrico comúnmente afectan la productividad de los cultivos en el mundo (Prasad et al., 2008; Lobell et al., 2013). La frecuencia de estos eventos puede aumentar como resultado del calentamiento global (Rezaei et al., 2015; IPCC, 2023; Heino et al., 2023) impactando en mayor medida en latitudes bajas con alta probabilidad de golpes de calor durante el crecimiento y desarrollo de los cultivos (Easterling et al., 1997). Feng et al. (2020), en un análisis global, determinaron que Argentina se encuentra dentro de los siete países productores que presentan una mayor probabilidad de ocurrencia de eventos con altas temperaturas y déficit hídrico. Así, el aumento de la frecuencia y la magnitud del estrés térmico (ET) por alta temperatura y déficit hídrico (DH) son unas de las principales limitantes abióticas con efectos adversos considerables en el rendimiento de maíz (Lobell y Field, 2007; Hatfield et al., 2011). El número de granos (NG) es el componente que explica en mayor medida las variaciones en rendimiento de maíz (Tollenaar et al., 1992). El momento más crítico para la determinación del NG en maíz es alrededor de su floración (e.g., Tollenaar et al., 1992; Carrera et al., 2023). En particular se demostró que los efectos del ET sobre la reducción en NG fueron mayores entre la emisión de estigmas y 15-17 días posteriores a la misma (Rattalino Edreira y Otegui, 2013; Neiff et al., 2016; Shim et al., 2017), coincidente con el periodo de máxima susceptibilidad al DH (Ouattar et al., 1987). Tanto la ocurrencia de ET o DH a menudo producen el desfase entre el intervalo antesis-estigmas (Cairns et al., 2013; Trachsel et al., 2016; Wang et al. 2019), lo cual conlleva a disminuciones del NG. Episodios de ET a menudo reducen el periodo de liberación de polen (PLP) y su producción diaria (Wang, 2019), como así también el % de granos de polen viables (Alam et al., 2017). Además, se han reportado reducciones del número total de flores pistiladas y disminuciones de estigmas exertos por fuera de las chalas atribuibles a episodios de ET con diferencias genotípicas (Rattalino Edreira et al. 2011; Liu et al., 2020). A menudo, los genotipos con germoplasma tropical han presentado una mayor tolerancia al ET (Rattalino Edreira y Otegui, 2012; Mayer et al., 2016) que los híbridos templados. Sin embargo, gran parte de los híbridos sembrados en el Nordeste Argentino poseen genética de origen templada. Por su parte, el DH durante el PC también produce importantes reducciones en el NG como consecuencia del
retraso en la emergencia de los estigmas y el fallo en el cuaje de los granos (i.e., aborto; Westgate y Boyer, 1986; Bassetti y Westgate, 1993). La principal causa de aborto de granos ocurre por la escasez de asimilados hacia los ovarios fecundados (Westgate y Boyer 1986; McLaughlin y Boyer, 2004) que son resultado de las bajas tasas de crecimiento (Andrade et al., 2002; Nagore et al., 2017). Más aún, la aparición y el número total de estigmas y su relación con el porcentaje de cuaje fueron estudiados para estreses individuales por ET (Rattalino et al., 2011), DH (Otegui et al., 1995) y nitrógeno (Rossini et al., 2020), no existiendo estudios a campo que proporcionen información bajo ET*DH y que contrasten genotipos de distinto origen (templado vs. subtropical). La mayoría de los estudios en maíz se han centrado en los efectos del ET y DH como factores de estrés individuales. Sin embargo, varios estudios revelan que los efectos combinados del ET*DH reducen en mayor medida el rendimiento del cultivo maíz respecto a estreses individuales (Neiff et al., 2015; Meseka et al., 2018; Hussain et al., 2019; Nelimor et al., 2019). Además, la tolerancia de híbridos de maíz a estreses individuales no confirió tolerancia al ET*DH combinado (Mittler et al., 2006; Cairns et al., 2013). Por lo tanto, y considerando la escasez de estudios en condiciones de campo que combinen la incidencia de ET*DH y que contrasten genotipos de distinto origen, este trabajo tiene como objetivos: (i) caracterizar la floración masculina (período de liberación, producción y viabilidad de polen) y femenina (número de estigmas totales y exertos), (ii) cuantificar el intervalo antesis-emisión estigmas y (iii)
establecer el impacto en el número de granos y su relación con las variables mencionadas.
Referencias
Alam MA, Seetharam K, Zaidi PH, et al (2017) Field Crops Research. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2017.01.006
Andrade FH, Echarte L, Rizzalli R, et al (2002) Crop Science. https://doi.org/10.2135/cropsci2002.1173
Bassetti, P., & Westgate, M. E. (1993). Crop Science https://doi.org/10.2135/cropsci1993.0011183X003300020011x
Cairns JE, Crossa J, Zaidi PH, et al (2013) Crop Science https://doi.org/10.2135/cropsci2012.09.0545
Cárcova, J., Uribelarrea, M., Borrás, L., Otegui, M. E., & Westgate, M. E. (2000). https://doi.org/10.2135/cropsci2000.4041056x
Carrera, C. S., Savin, R., & Slafer, G. A. (2023). Trends in Plant Science. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2023.08.012
Cicchino M, Edreira JIR, Otegui ME (2010a) Crop Science https://doi.org/10.2135/cropsci2009.07.0400
Commuri, P. D., & Jones, R. J. (2001). Crop Science. https://doi.org/10.2135/cropsci2001.4141122x
Easterling DR, Horton B, Jones PD, et al (1997) Science https://doi.org/10.1126/science.277.5324.364
Feng, S., & Hao, Z. (2020). Science of the Total Environment. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135250
Fonseca, A. E., & Westgate, M. E. (2005). Field crops research. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2004.12.001
Hatfield, J. L., Boote, K. J., Kimball, B. A., Ziska, L. H., Izaurralde, R. C., Ort, D., & Wolfe, D. (2011). Agronomy journal. https://doi.org/10.2134/agronj2010.0303
Heino, M., Kinnunen, P., Anderson, W., Ray, D. K., Puma, M. J., Varis, O., & Kummu, M. (2023). Scientific Reports. https://doi.org/10.1038/s41598-023-29378-2
Herrero, M. P., & Johnson, R. R. (1980). Crop science. https://doi.org/10.2135/cropsci1980.0011183X002000060030x
Hussain, H. A., Men, S., Hussain, S., Chen, Y., Ali, S., Zhang, S., & Wang, L. (2019). Scientific reports. https://doi.org/10.1038/s41598-019-40362-7
IPCC Climate Change: Summary for Policymakers. In: Climate Change (2023): Synthesis Report.
Iqbal, M., Ul-Allah, S., Naeem, M., Ijaz, M., Sattar, A., & Sher, A. (2017). Euphytica. https://doi.org/10.1007/s10681-017-1916-2
Liu, X., Wang, X., Wang, X., Gao, J., Luo, N., Meng, Q., & Wang, P. (2020). Environmental and Experimental Botany. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2020.104213
Lobell, D. B., & Field, C. B. 2007. Environmental research letters. 10.1088/1748-9326/2/1/014002
Lobell DB, Hammer GL, McLean G, et al (2013) Nature Climate Change https://doi.org/10.1038/nclimate1832
Martins, E. S., Davide, L. M. C., Miranda, G. J., Barizon, J. D. O., Souza, F. D. A., Carvalho, R. P. D., & Gonçalves, M. C. (2016). Ciencia Rural. https://doi.org/10.1088/1748-9326/2/1/014002
Mayer, L. I., Savin, R., & Maddonni, G. A. (2016). Crop Science. https://doi.org/10.2135/cropsci2015.09.0537
McLaughlin, J. E. & Boyer, J. S. (2004). Annals of Botany. https://doi.org/10.1093/aob/mch193
Meseka, S., Menkir, A., Bossey, B., & Mengesha, W. (2018). Agronomy. https://doi.org/10.3390/agronomy8120274
Mittler, R. (2006). Trends in plant science. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2005.11.002
Nagore, M. L., Della Maggiora, A., Andrade, F. H., & Echarte, L. (2017). Field Crops Research. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2017.09.013
Neiff N, Dhliwayo T, Suarez EA, et al (2015) Journal of Crop Improvement. https://doi.org/10.1080/15427528.2015.1073643
Neiff N, Trachsel S, Valentinuz OR, et al (2016) Crop Science https://doi.org/10.2135/cropsci2015.12.0755
Nelimor, C., Badu-Apraku, B., Tetteh, A. Y., & N’guetta, A. S. (2019). Plants. https://doi.org/10.3390/plants8110518
Otegui, M. E., Andrade, F. H. & Suero, E. E. (1995). Field Crops. https://doi.org/10.1016/0378-4290(94)00093-R
Ouattar, S., Jones, R. J. & Crookston, R. K. (1987). Crop Science. https://doi.org/10.1016/0378-4290(94)00093-R
Parco, M., D’ Andrea, K. E. & Maddonni, G. Á. (2022). Field Crops Research. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2022.108553
Prasad PVV, Staggenborg SA, Ristic Z, et al (2008) In: Adv. in Agr. Sys. Modeling. American Society of Agronomy, CSSA, SSSA.
Rattalino Edreira, J. I., Budakli Carpici, E., Sammarro, D. & Otegui, M. E. (2011). Field Crops https://doi.org/10.1016/j.fcr.2011.04.015
Rattalino Edreira, J. I., & Otegui, M. E. (2012). Field Crops. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2012.02.009
Rattalino Edreira, J. I., & Otegui, M. E. (2013). Field Crops. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2012.11.009
Rezaei, E. E., Webber, H., Gaiser, T., Naab, J., & Ewert, F. (2015). European Journal of Agronomy. https://doi.org/10.1016/j.eja.2014.10.003
Ritchie, S. W., Hanway, J. J., Benson, G. O., Herman, J. C., & Lupkes, S. J. (1993). State Univ. Coop. Ext. Serv., Ames. 3. https://doi.org/10.1104/pp.104.900138
Rossini, M. A., Hisse, I. R., Otegui, M. E., & D ́ Andrea, K. E. (2020). Crop Science. https://doi.org/10.1002/csc2.20123
Schoper, J. B., Lambert, R. J., & Vasilas, B. L. (1987). Crop science. https://doi.org/10.2135/cropsci1987.0011183X002700010007x
Shim, D., Lee, K. J., & Lee, B. W. (2017). The Crop Journal. https://doi.org/10.1016/j.cj.2017.01.004
Sinclair, T. R., Bennett, J. M. & Muchow, R. C. (1990). Crop Science. https://doi.org/10.2135/cropsci1990.0011183X003000030043x
Trachsel S, Sun D, SanVicente FM, et al (2016) PLOS ONE 11:e0149636. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0149636
Tollenaar, M., Dwyer, L. M., & Stewart, D. W. (1992). Crop Science. https://doi.org/10.2135/cropsci1992.0011183X003200020030x
Wang, Y., Tao, H., Tian, B., Sheng, D., Xu, C., Zhou, H., Shoubing, H., & Wang, P. (2019). Environmental and Experimental Botany. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2018.11.007
Westgate, M. E., & Boyer, J. S. (1986). Crop Science. https://doi.org/10.2135/cropsci1986.0011183X002600050023x
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