Estudios genéticos en genotipos de agropiro alargado creciendo bajo condiciones halomórficas

Tesis para obtener el grado de Doctor en Ciencias Agrarias, de la Universidad Nacional de Rosario, en 2019Los suelos afectados por la salinidad se encuentran ampliamente distribuidos a nivel mundial y Argentina es el tercer país que presenta suelos con problemas de halomorfismo. Adicionalmente la creciente expansión agrícola en áreas no tradicionales, desplazó a la ganadería hacia suelos restrictivos con problemas de salinidad y sodicidad. El agropiro alargado (Thinopyrum ponticum) es una de las especies forrajeras perennes con mayor adaptación a este tipo de ambientes, pero su productividad es afectada por el tipo de suelo halomórfico en el que crece. El objetivo de la presente tesis fue analizar fenotípica y genéticamente el crecimiento de genotipos y familias de medio hermanos (FMH) de agropiro alargado en condiciones halomórficas. Para esto se condujeron cuatro experimentos. El primero estudió la variabilidad genética de la población naturalizada a nivel morfológico y molecular; el segundo y tercer experimento estudiaron la respuesta al halomorfismo en hidroponia simulando distintos tipos de suelo (control, salino, sódico, salino-sódico) a nivel poblacional y a nivel de familias de medio hermanos, a través de variables morfológicas, fisiológicas y bioquímicas. El cuarto experimento estudió el comportamiento agronómico de las familias tolerantes a campo. Se estimó el Índice de tolerancia relativo de los genotipos y las familias (IT) a los estreses ambientales, se estimó la relación K+ /Na+ y se aplicó AMMI, para seleccionar los de mejor y peor comportamiento en halomorfismo. En todos los estudios se estimaron los componentes de varianza fenotípica y la heredabilidad en sentido amplio y en sentido estricto en los diferentes ambientes. Los resultados obtenidos en el primer experimento detectaron una importante variabilidad fenotípica y genética dentro de la población a nivel molecular y a nivel morfológico en caracteres de interés agronómico a campo. Los estudios de halomorfismo en hidroponía (experimentos 3 y 4) detectaron una respuesta diferencial de la población (genotipos) y de las familias a los ambientes impuestos, que permitió agruparlos en tolerantes y susceptibles. El ambiente salino-sódico fue el que mayor reducción del crecimiento produjo en los genotipos y en las FMH. La variabilidad fenotípica observada en la población expresó un elevado componente plástico heredable. Las familias mostraron un componente genético aditivo elevado aplicable para seleccionar por ambiente halomórfico. La producción de materia seca, el índice de tolerancia y la relación K+ /Na+ , fueron variables indicadoras de tolerancia aplicables como criterios de selección en programas de mejoramiento de la especie. Los resultados obtenidos en el último experimento a campo, detectaron un muy buen comportamiento agronómico, en producción de forraje y de semilla de las familias seleccionadas como tolerantes. En términos generales la presente tesis doctoral generó conocimientos y aportó germoplasma utilizable en futuros programas de selección y obtención de cultivares de agropiro alargado tolerantes al halomorfismo que resulten productivamente útiles en diferentes sistemas ganaderos de la Argentina.Soils affected by salinity are widely distributed in worldwide and Argentina is the third country with halomorphism problems soils. In addition, the agricultural expansion in non- traditional areas displaced livestock to restrictive soils with problems of salinity and sodicity. Tall wheatgrass (Thinopyrum ponticum) is one of the most adapted perennial forage species to this type of environment. The aim of this thesis work was to analyze phenotypically and genetically the growth of genotypes of a population and half-sib families of Tall wheatgrass under halomorphic conditions. For this, four experiments were performed. The first one studied the genetic variability at morphological and molecular level within the naturalized population; the second and third experiments studied the growth of genotypes and families in simulated hydroponic soils (control, saline, sodic, saline-sodic), through morpho- physiological and biochemical characters. The fourth experiment studied the agronomic behavior of tolerant families in the field. The Relative Tolerance Index, the K+ /Na+ ratio and AMMI were used to select tolerant genotypes and families. In all the studies the phenotypic variance and the broad and narrow sense heritability were estimated at each environment. The results in the first experiment detected an important phenotypic and genetic variability within the population at molecular and morphological level. Experiments 3 and 4 detected significant genotypes and families halomorphic soils interactions, that allowed to grouped them into tolerant and susceptible. The sodium saline soil was the most restricted environment for genotypes and family growth. The population showed high significant plastic component and the families showed additive genetic component to select in halomorphism. Dry matter production, tolerance index and K+ /Na+ ratio were all tolerance variables to be used in breeding programs. The tolerant families showed an outstanding agronomic performance at the field. This thesis contributed to increase the knowledge of Tall wheatgrass tolerance under halomorphic soil conditions.Estación Experimental Agropecuaria PergaminoFil: Acuña, Mariela Luciana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Pergamino; Argentin