Análisis de parámetros genéticos en caracteres morfoagronómicos en Triticale (X Triticosecale W.)

Abstract

El triticale (x Triticosecale W.) es un cereal obtenido por el hombre de la cruza entre trigo (Triticum spp) y centeno (Secale cereale L.), se emplea en Argentina como pastura estacional de invierno y para doble propósito (pasto y grano forrajero). Los intensos esfuerzos de la mejora genética han permitido lograr variedades con un potencial de rendimiento de grano similar a los de trigo en ambientes favorables y superiores en ambientes marginales. A pesar de ser una especie autógama, estudios recientes sugieren la posibilidad de aumentar el rendimiento a través de la obtención de variedades hibridas. El rendimiento de grano es un carácter cuantitativo con múltiples componentes morfo- fisiológicos e influenciado por el ambiente, y en el que numerosos caracteres contribuyen a su expresión. Cada uno de esos componentes tiene su propia base genética, además de la influencia ambiental. Un programa de mejoramiento depende de la base genética de aquellos caracteres a seleccionar y el análisis de la naturaleza y magnitud de sus efectos genéticos ayuda al mejorador a formularlo con mayor eficiencia. El objetivo de esta investigación fue caracterizar fenotípica y genotípicamente caracteres morfo-agronómicos relacionados con el rendimiento en triticale. Se realizó un análisis de medias generacionales, con los materiales P1 (CIMMYT 820), P2 (Don Santiago INTA), F1, F2, RC1 y RC2. El experimento se llevó a cabo durante el año 2014 en la Facultad de Agronomía de La Universidad Nacional de La Pampa, ubicada en Santa Rosa, La Pampa, Argentina. Se determinaron los efectos genéticos: medio (m), aditividad (a), dominancia (d), aditividad x aditividad (i), aditividad x dominancia (j) y dominancia x dominancia (l), a partir del análisis de prueba de escalas agrupadas. Además se calculó el grado de heterosis relativa (HR) y heterobeltiosis (HB), y se estimó heredabilidad en sentido estricto y ganancia genética. Los resultados revelaron que el modelo de mejor ajuste para el carácter peso de 1000 granos fue el de tres parámetros (m, a, d). El modelo de cuatro parámetros fue satisfactorio para explicar los caracteres peso hectolítrico (m, a, d, i), altura de planta (m, a, d, j), longitud de espiga (m, a, d, l), número de granos por espiga (m, a, d, l), peso de espiga (m, a, d, l) y rendimiento de grano (m, a, d, l). Una herencia más compleja, con un ajuste al modelo de cinco parámetros, fue detectado para días a espigazón (m, a, d, i, j), número de espigas (m, a, d, j, l), número espiguillas por espiga (m, a, d, j, l) y biomasa (m, a, d, j, l). Excepto días a espigazón y número de espigas por planta, los demás caracteres manifestaron HR positivas, pero solamente altura de planta generó HB positiva. El híbrido nunca superó al mejor de los progenitores en el resto de los caracteres. Se detectaron altos valores de heredabilidad y ganancia genética para altura de planta, rendimiento de grano y número de espiguillas por espiga; valores moderados a bajos para número de espigas, peso hectolítrico, biomasa, peso de espiga y longitud de espiga, y bajos para número de granos por espiga, peso de 1000 granos y días a espigazón. En generaciones tempranas resultaría eficiente la selección por el peso de 1000 granos, dada la simplicidad del modelo de efectos genéticos y la contribución de los efectos aditivos. La misma consideración sería válida para el peso hectolítrico, debido a sus efectos genéticos aditivos, interacción aditividad x aditividad y alta heredabilidad. Para el resto de los caracteres se recomendaría postergar la selección en generaciones avanzadas, debido a su baja heredabilidad, efectos epistáticos y epistasis del tipo duplicada. Los progenitores CIMMYT 820 y Don Santiago INTA no se recomendarían para la obtención de híbridos, debido a que solamente el carácter altura de planta presentó heterobeltiosis positiva, al menos en ambientes similares al de este análisis.

Triticale (x Triticosecale W.) is a cereal obtained by man from the cross between wheat (Triticum spp) and rye (Secale cereale L.), is used in Argentina as seasonal winter forage and for double purpose (grass and grain fodder). The intense efforts of genetic improvement have allowed to reach varieties with a grain yield potential similar to those of wheat in favorable and superior environments in marginal environments. Despite being a self-pollinating species, recent studies suggest the possibility of increasing yield through the production of hybrid varieties.Grain yield is a quantitative trait with multiple morpho- physiological components and influenced by the environment, and in which numerous traits contribute to its expression. Each of these components has its own genetic basis, in addition to environmental influence. A breeding program depends on the genetic basis of those traits to select and the analysis of the nature and magnitude of its genetic effects helps the breeder to formulate it more efficiently. The objective of this research was to characterize phenotypic and genotypic morpho-agronomic traits related to triticale yield. An analysis of generational averages was performed, with materials P1 (CIMMYT 820), P2 (Don Santiago INTA), F1, F2, RC1 and RC2. The experiment was performed during the year 2014 in the Faculty of Agronomy of the National University of La Pampa, located in Santa Rosa, La Pampa, Argentina. Were determined the genetic effects: average (m), additive (a), dominance (d), additive x additive (i), additive x dominance (j) and dominance x dominance (l), from the joint scaling test. Also, the degree of relative heterosis (HR), heterobeltiosis (HB), narrow heritability and genetic gain were estimated. The results showed that the fit best model for the 1000 grains weight traits was the three parameters (m, a, d). The four-parameter model was satisfactory for explaining the characteristics of the hectoliter weight (m, a, d, i), plant height (m, a, d, j) and spike length, number of grains per spike and grain yield (m, a, d, l). A more complex inheritance, with a five-parameter fit model, was detected for heading days (m, a, d, i, j), spike number (m, a, d, j, l), spikelet per spike (m, a, d, j, l) and biomass (m, a, d, j, l). Except heading days and spikes per plant, the other traits showed positive HR, but only plant height generated positive HB. The hybrid never overcame the best progenitor in the other traits. High values of heritability and genetic gain were detected for plant height, grain yield and spikelets per spike; moderate to low values for spike per plant, hectoliter weight, biomass, spike weight and spike length, and low values for grains per spike, thousand kernel weight and heading days. In early generations the selection of thousand kernel weight would be efficient, given the simplicity of the genetic model and the contribution of additive effects. The same consideration would be valid for hectoliter weight, due to its additive effects, additive x additive genetic interaction and high heritability. For the rest of the traits would be advisable to carry over the selection in advanced generations, due to low heritability, epistatic effects and epistasis of duplicated type. The parents CIMMYT 820 and Don Santiago INTA would be not recommended to obtain hybrids, because only the height plant show positive heterobeltiosis, at least in environments similar to this analysis.