Tolerancia al estrés por alta densidad en maíz (Zea mays L.) : efecto del mejoramiento y bases genéticas determinantes de caracteres arquitecturales asociados

La densidad de plantas que maximiza el rendimiento de grano por unidad de superficie (RG) en el cultivo de maíz (Zea mays L.) se ha incrementado a través de los años, sugiriendo que los híbridos modernos toleran mejor la competencia intraespecífica que los antiguos. Resulta crucial poder conocer la conexión entre los rasgos determinantes del RG por planta (RGP) y aquellos de la arquitectura de las plantas que confieren tolerancia a la alta densidad de plantas (AD) así como sus bases genéticas, con el fin de desarrollar genotipos tolerantes a la misma. En esta tesis se analizó: i) el impacto de la densidad de plantas (baja, media y alta en híbridos) y el ambiente (dos experimentos a campo) sobre el RGP, sus componentes numéricos y fisiológicos, conjuntamente con la arquitectura de las plantas para vincular los rasgos reproductivos y los arquitecturales en híbridos argentinos liberados en diferentes épocas del mejoramiento, y ii) las bases genéticas (a través del mapeo de loci de caracteres cuantitativos o QTLs, de sus siglas en inglés) de los rasgos arquitecturales de la población pública de RILs IBM (B73×Mo17) Syn4 en baja y alta densidad en dos campañas. El incremento en la densidad de plantas impactó negativamente sobre la tasa de crecimiento de las plantas en el período crítico (i.e., alrededor de floración; TCPPC) de los híbridos evaluados. En el híbrido más moderno (DK72-10), el RGP fue explicado por un elevado número de granos por planta principalmente atribuible a aquellos presentes en la espiga apical (NGE1) a través una mayor eficiencia de la E1 para fijar granos en función de su crecimiento (NGE1 TCE1PC -1). Este híbrido presentó una estructura de planta más compacta asociada con un elevado valor de orientación de las hojas (VOH), producto de una mayor relación entre el largo al quiebre (LQH) y el largo máximo de la hoja (LMH) (LQH/LMH). Bajo condiciones ambientales favorables que generaron altos índices de área foliar; IAF (ca. de 5.6 en promedio), el VOH de los diferentes estratos foliares de las plantas en AD, se asoció directa o indirectamente con TCPPC y NGE1 TCE1PC -1. En la población de RILs numerosos QTL (49) se identificaron para los rasgos de la arquitectura de la planta y de aquellas hojas que rodean a la espiga apical. Los QTLs asociados con la AE/AP, co-localizaron con los de AE y AP, y se concentraron en el cromosoma 9 mientras que los QTLs asociados con VOH colocalizaron mayormente con los de AV principalmente en los cromosomas 4 y 5. Los QTLs de AE/AP y sus componentes resultaron ser los más estables a través de las diferentes condiciones evaluadas (i.e., densidad de plantas × ambiente), mientras que para VOH y consecuentemente AV (en los casos en los que se observó co-localización) se detectaron QTLs adicionales AD-específicos. La identificación de rasgos arquitecturales simples de fenotipificar como el LQH (componente del VOH), que está fuertemente relacionados con TCPPC y NGE1 TCE1PC-1 así como las regiones genómicas, halladas en el cromosoma 4 y 5 (para VOH y AV) y en el 9 para AE/AP y sus componentes, constituyen información potencialmente utilizable en los programas de mejoramiento para generar genotipos adaptados a altas densidades de plantas