Evaluación de dos poblaciones sintéticas de maíz mediante técnicas agronómicas y moleculares

Resumen

EL MAÍZ ES EL PRIMER CEREAL EN PRODUCCIÓN Y EL TERCERO MÁS CULTIVADO A NIVEL MUNDIAL. CONSTITUYE LA BASE DE NUMEROSOS ALIMENTOS TANTO HUMANOS COMO ANIMALES Y DE OTROS PRODUCTOS INDUSTRIALES, COMO EL ETANOL O LOS BIOPLÁSTICOS. LA MEJORA GENÉTICA Y EL ADECUADO MANEJO DEL CULTIVO HAN PROPORCIONADO EXCELENTES RENDIMIENTOS A LOS ACTUALES HÍBRIDOS DE MAÍZ. DE FORMA EMERGENTE ALGUNAS POBLACIONES MEJORADAS ESPAÑOLAS CONSTITUYEN UN MATERIAL MUY INTERESANTE PARA AGRICULTORES Y MEJORADORES, YA QUE PUEDEN APORTAR UNA BUENA ADAPTACIÓN AL MEDIO, VARIABILIDAD GENÉTICA Y DISMINUCIÓN DE LOS COSTOS DE CULTIVO, MOSTRANDO AL MISMO TIEMPO UNA BUENA HETEROSIS ENTRE SÍ Y TAMBIÉN CON GERMOPLASMA AMERICANO. EN 1986 COMENZÓ EN LA ESTACIÓN EXPERIMENTAL DE AULA DEI (CSIC) DE ZARAGOZA UN PROGRAMA DE SELECCIÓN CON EL OBJETIVO DE PODER PROPORCIONAR UNA VARIEDAD COMERCIAL EN FORMA DE HÍBRIDO INTERVARIETAL O TAMBIÉN HÍBRIDOS SIMPLES DE LÍNEAS PURAS OBTENIDAS A PARTIR DE MATERIALES MEJORADOS. EN PRIMER LUGAR SE OBSERVARON LAS RELACIONES HETERÓTICAS EXISTENTES ENTRE LOS MATERIALES ESPAÑOL Y AMERICANO DE PARTIDA, Y SE DESARROLLARON DOS POBLACIONES SINTÉTICAS: EZS1, FORMADA POR GERMOPLASMA ADAPTADO DE TIPO LISO PROCEDENTES DE VARIEDADES DE LA ESPAÑA SECA, Y EZS2, REPRESENTANTE DEL GERMOPLASMA DENTADO NORTEAMERICANO; AMBAS POBLACIONES PRESENTABAN BUENA HETEROSIS DE PARTIDA ENTRE SI. ESTAS DOS POBLACIONES SINTÉTICAS SE SOMETIERON A TRES CICLOS DE SELECCIÓN INTRAPOBLACIONAL MEDIANTE EL MÉTODO DE FAMILIAS S1, CON EL OBJETIVO DE MEJORAR PER SE SU RENDIMIENTO DE GRANO Y SANIDAD DE PLANTA. TRAS SU EVALUACIÓN AMBAS POBLACIONES FUERON RENOMBRADAS COMO EZS33 Y EZS34 Y SE INICIÓ CON ELLAS UN PROGRAMA A LARGO PLAZO DE SELECCIÓN RECURRENTE RECÍPROCA INTERPOBLACIONAL, POR EL CUAL CADA POBLACIÓN ERA MEJORADA EN FUNCIÓN DE SU COMPORTAMIENTO HETERÓTICO CON LA OTRA, DE FORMA RECÍPROCA. EN 2008 SE COMPLETÓ EN AMBAS POBLACIONES SINTÉTICAS EL C3 DE SELECCIÓN RECURRENTE RECÍPROCA INTERPOBLACIONAL. EN ESTE TRABAJO SE HAN EVALUADO ESOS TRES CICLOS DE SELECCIÓN RECURRENTE EN 5 AMBIENTES (2 AÑOS Y 3 LOCALIDADES). LOS GENOTIPOS ANALIZADOS FUERON LAS 8 POBLACIONES PER SE (EZS33C0, C1, C2, C3 Y EZS34C0, C1, C2, C3), LOS 28 CRUZAMIENTOS INTERVARIETALES, LOS 17 CRUZAMIENTOS PRUEBA CON TRES LÍNEAS PURAS PROBADORAS DE EXCELENTE APTITUD COMBINATORIA Y 4 HÍBRIDOS TESTIGO. SE ESTUDIÓ LA RESPUESTA DE LOS CRUZAMIENTOS Y DE LAS POBLACIONES PER SE PARA EL CARÁCTER RENDIMIENTO Y LAS RESPUESTAS CORRELACIONADAS EN OTROS CARACTERES AGRONÓMICOS DE INTERÉS. PARA VALORAR LOS MATERIALES OBTENIDOS Y EVALUAR LA CONTINUIDAD DEL PROGRAMA, SE ESTUDIARON LOS CAMBIOS PRODUCIDOS EN LA HETEROSIS POR LA SELECCIÓN Y LA APTITUD COMBINATORIA GENERAL Y ESPECÍFICA CON EL OBJETIVO DE DEFINIR NUEVOS PATRONES HETERÓTICOS. TAMBIÉN SE DETERMINÓ LA DEPRESIÓN CONSANGUÍNEA. PARALELAMENTE SE LLEVÓ A CABO UNA EVALUACIÓN MOLECULAR MEDIANTE MARCADORES QUE PERMITIÓ DEFINIR LOS CAMBIOS CAUSADOS POR LA SELECCIÓN EN LA ESTRUCTURA GENÉTICA DE LAS POBLACIONES, Y SE CARACTERIZARON 10 POBLACIONES CON 52 SRR. LA GANANCIA DE RENDIMIENTO DE GRANO EN LOS CRUCES INTERVARIETALES SE INCREMENTÓ DE MANERA LINEAL Y SIGNIFICATIVA EN 2.98% POR CICLO, MIENTRAS QUE EN LAS POBLACIONES PER SE FUE CONTRAPUESTA Y NO SIGNIFICATIVA, Y NO SE DIERON RESPUESTAS CORRELACIONADAS NO DESEADAS EN CARACTERES SECUNDARIOS, DESTACANDO LA REDUCCIÓN SIGNIFICATIVA DEL ENCAMADO. LA HETEROSIS RESPECTO A LA MEDIA DE AMBOS PARENTALES Y RESPECTO AL MEJOR PARENTAL AUMENTÓ CON LA SELECCIÓN, MIENTRAS QUE LA PRUEBA DE DERIVA GENÉTICA MOSTRÓ UN AUMENTO SIGNIFICATIVO DE LA FRECUENCIA DE ALELOS FAVORABLES Y PÉRDIDA EXCESIVA DE VARIABILIDAD, ESPECIALMENTE EN LA POBLACIÓN DENTADA. EN EL ESTUDIO CON LOS MARCADORES MOLECULARES SE OBSERVA UNA PÉRDIDA DE DIVERSIDAD GENÉTICA EN AMBOS SINTÉTICOS Y EZS34 HA MOSTRADO EL MENOR NÚMERO EFECTIVO DE POBLACIÓN, POR DEBAJO DEL ESPERADO. EN EL ESTUDIO DE LAS POBLACIONES, LA VARIACIÓN EN LA FRECUENCIA DEL NÚMERO DE ALELOS NO EXPLICABLE SÓLO POR EFECTOS DE DERIVA HA SIDO SIMILAR EN AMBOS SINTÉTICOS, PERO EZS34 HA SUFRIDO MAYOR EFECTO DE SELECCIÓN POR LA ADAPTACIÓN QUE EZS33. LA CARACTERIZACIÓN MOLECULAR JUNTO CON LA EVALUACIÓN AGRONÓMICA MUESTRAN QUE EL SINTÉTICO ESPAÑOL (EZS33) EN GENERAL RESPONDIÓ MEJOR A LA SELECCIÓN, MIENTRAS QUE EL AMERICANO (EZS34) ACUMULÓ GRAN CANTIDAD DE ALELOS FAVORABLES, AUNQUE REVELÓ EVIDENTES EFECTOS DE DERIVA GENÉTICA, CAUSADOS PROBABLEMENTE POR SU INICIAL DESADAPTACIÓN. SE PUEDE CONCLUIR QUE LA SELECCIÓN HA SIDO EFICAZ EN AMBAS POBLACIONES Y QUE LA MISMA SE HA REALIZADO DE MANERA CORRECTA, AUNQUE EN UN FUTURO SE PUEDEN MODIFICAR ALGUNOS ASPECTOS QUE PERMITAN MAXIMIZAR LA EXPLOTACIÓN DE LA HETEROSIS. LAS POBLACIONES EZS33C3 Y EZS34C3 SUPONEN UN MATERIAL INTERESANTE PARA LOS MEJORADORES Y PARA LOS AGRICULTORES, YA QUE EL CRUZAMIENTO ENTRE AMBOS SINTÉTICOS, O DE ÉSTOS CON LAS LÍNEAS PURAS EZ6 Y B93 PUEDEN ALCANZAR RENDIMIENTOS SEMEJANTES A ALGUNOS HÍBRIDOS COMERCIALES, APORTANDO MAYOR VARIABILIDAD AL MEDIO Y MAYORES BENEFICIOS ECONÓMICOS.