Importancia de la tolerancia a estrés versus el rendimiento potencial para explicar la mejora genética en soja

Los estudios de ganancia genética proveen información valiosa que permite separar la influencia del mejoramiento genético del manejo agronómico en el aumento de rendimiento de un cultivo. La hipótesis de trabajo de esta tesis es que los aumentos del rendimiento del cultivo de soja en los últimos 35...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: de Felipe, Matías
Otros Autores: Rotundo, José Luis
Formato: doctoralThesis Tésis de Doctorado acceptedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: 2020
Materias:
Soja
Glycine max
Estrés de sequía
Fitomejoramiento
Estrés hídrico
Tolerancia a estrés
Rendimiento de cultivos
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/2133/19041
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Aporte de:
Repositorio Hipermedial de la Universidad Nacional de Rosario (UNR) de Universidad Nacional de Rosario
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description Los estudios de ganancia genética proveen información valiosa que permite separar la influencia del mejoramiento genético del manejo agronómico en el aumento de rendimiento de un cultivo. La hipótesis de trabajo de esta tesis es que los aumentos del rendimiento del cultivo de soja en los últimos 35 años han estado asociados en parte a la mejora genética y en parte a mejoras tecnológicas y de manejo agronómico. Referido al componente genético, la acumulación de biomasa a madurez podría ser la principal causa de dicha ganancia. Esta mayor biomasa estaría explicada por aumentos en la captura y eficiencia en el uso de la radiación y nitrógeno. Sin embargo, se desconoce en qué medida esta mayor eficiencia de captura y utilización de radiación y nitrógeno podría impactar sobre el cultivo bajo condiciones de estrés hídrico. Algunos estudios sugieren que el mejoramiento aumentó tanto el rendimiento potencial como la tolerancia a estrés hídrico. Sin embargo, a la actualidad no contamos con esta información para el cultivo de soja. El objetivo general de esta tesis es evaluar la importancia relativa de la tolerancia a estrés versus aumentos en el rendimiento potencial como procesos que expliquen el impacto del mejoramiento genético sobre el rinde de soja. Los objetivos particulares fueron: (i) estimar la tasa de ganancia genética del rinde de soja en cultivares liberados desde el año 1980 hasta el 2015 para los grupos de madurez (GM) III, IV y V; (ii) evaluar cambios en biomasa total e índice de cosecha y estimar si los cambios en biomasa a madurez se deben a mejoras en la capacidad de captura de radiación y nitrógeno o en la eficiencia de su utilización y (iii) evaluar si la mejora genética promedio en rendimiento se explica mayormente por aumentos en rinde potencial o en tolerancia a estrés hídrico. Con relación al objetivo (I) se evaluaron bajo condiciones de campo 36 cultivares pertenecientes al GM III y liberados al mercado entre los años 1982 y 2013, 90 cultivares pertenecientes al GM IV liberados entre 1980 y 2014, y 55 cultivares del GM V liberados entre 1984 y 2015. Se emplearon tres ambientes de evaluación determinados por la combinación de lote x año. La ganancia genética en rendimiento, estimada como la pendiente de la regresión lineal entre rinde y año de liberación no fue significativamente diferente (P > 0.05) entre los GMs evaluados. La ganancia genética para los tres grupos fue 44.3 kg ha"1 año"1 cuando se expresó en términos absolutos, mientras que en valores relativos fue de 1.1 año-1. Con relación al objetivo (II) se observó que la radiación incidente durante el ciclo de crecimiento del cultivo se incrementó a una tasa absoluta de 2.2 y 1.7 MJ m"2 año"1 para los GMs III y IV respectivamente, o 0.16 y 0.12 año-1 cuando se expresó de forma relativa. Contrariamente, para el GM V la radiación incidente se redujo a una tasa de -1.5 MJ m-2 año-1, o -0.1 año-1, debido a acortamientos en la longitud del ciclo. La eficiencia de intercepción permaneció estable luego de 35 años de mejoramiento genético en todos los GMs. Para la eficiencia en el uso de la radiación, la ganancia genética ha sido de 0.005, 0.006 y 0.005 g MJ-1 año-1 para los GMs III, IV y V, respectivamente, o 0.5 año-1 para los GMs III y V y 0.6 año-t para el GM IV. La ganancia absoluta en la captura de nitrógeno fue de 0.23, 0.27 y 0.18 g m-2 año-1 para los GMs III, IV y V, respectivamente, mientras que la relativa fue de 0.8, 0.9 y 0.6 año-1. No se detectó correlación entre la eficiencia en el uso del nitrógeno y el año de liberación para los GMs III y IV, pero sí para el GM V. Para este último grupo, la ganancia absoluta fue -0.043 g g-1 año-1, o - 0.1 año-1 cuando se expresó en valores relativos. Para cumplimentar el objetivo (III) se evaluaron seis genotipos de diferentes años de liberación con similar duración de ciclo. Se generó un ambiente de estrés hídrico y otro con riego por goteo para lograr rindes cercanos al potencial para la fecha de siembra empleada. Los resultados demostraron ganancia genética en rendimiento para los dos ambientes. La ganancia absoluta fue de ~32 kg ha-1 año-1 (P < 0.0001) para el ambiente de buena disponibilidad hídrica mientras que para el ambiente limitado por agua la ganancia fue de ~13 kg ha-1 año-1 (P < 0.0001). No obstante, cuando los valores fueron relativizados al año inferior de la serie, la ganancia anual fue del 1 para ambas condiciones. Independientemente de la ganancia relativa, la interacción ganancia genética x ambiente fue significativa (P < 0.01), demostrando que por cada kilogramo de mejora anual en ambientes no limitados por agua el rendimiento se incrementó 0.4 kg ha-1 año-1 en ambientes sometidos a estrés hídrico. Los resultados de esta tesis muestran que el criterio histórico de selección empleado por los programas de mejora ha sido exitoso en incrementar el rendimiento potencial más que la tolerancia al estrés hídrico. Este trabajo provee nuevos conocimientos acerca de los controles fisiológicos que rigen la generación y evolución del rendimiento asociado al progreso genético. La identificación de los caracteres descriptos y su uso potencial en programas de mejoramiento son aportes novedosos debido a que abarcan un área de estudio de suma importancia y poco conocida, caracterizada por la interrelación entre el nitrógeno, eficiencia de uso de la radiación y el rendimiento.

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