Mapeo de QTLs asociados a caracteres de la captación de luz en maíz (Zea mays L.)

En maíz, bajo condiciones de alta productividad, tanto la estructura como la supervivencia del canopeo determinan el máximo aprovechamiento de la radiación incidente durante el crecimiento del cultivo. Determinados caracteres, como el número y tamaño de las hojas, su ángulo de inserción en el tallo y la altura de planta condicionan la penetración y distribución de la luz a través de los estratos foliares y así afectan la eficiencia con la cual es interceptada, mientras que el retardo en la senescencia permite prolongar la producción de fotoasimilados para el llenado de los granos. El uso de estos atributos como rasgos secundarios en la selección de genotipos mejorados para esos ambientes puede aumentar la eficiencia del proceso y el aprovechamiento de la variabilidad genética asociada a estos rasgos en conjunto con el mapeo de QTLs permitiría entender las bases genéticas que los controlan y mejorar por selección la eficiencia de la captación de luz en maíz. El objetivo de este trabajo fue estudiar las bases genéticas que controlan la variabilidad de los caracteres ecofisiológicos asociados con la captación de radiación solar en una población de líneas endocriadas recombinantes de maíz mediante la identificación de QTLs asociados a los mismos. Como material vegetal se utilizó una población de 151 RILs obtenida a partir del cruzamiento entre las líneas parentales LP179 y L5605, las cuales difieren significativamente en los valores medios de los caracteres asociados a la captura de luz. Se realizaron tres ensayos de evaluación fenotípica durante las campañas 2013/2014, 2014/2015 y 2015/2016. Se determinó la presencia de variabilidad genotípica y el efecto de la interacción genotipo x ambiente para cada uno de los caracteres evaluados y se estimaron las heredabilidades en sentido estricto en base a medias de familias endocriadas. Para la evaluación genotípica se utilizaron marcadores moleculares SSR que previamente resultaron polimórficos entre las líneas parentales. Se construyó un mapa de ligamiento genético con los SSR que presentaron segregaciones esperadas 1:1 para la población de RILs. Mediante los programas Win QTL Cartographer V 2.5 y QTL Network 2.0 se efectuó la búsqueda de QTLs siguiendo los métodos de mapeo por Intervalo Compuesto, mapeo por Intervalo Compuesto mediante un modelo lineal mixto y mapeo de caracteres múltiples. En la población de RILs existió variabilidad genotípica significativa para todos los caracteres evaluados y el efecto de la interacción genotipo x ambiente fue significativo, indicando un comportamiento diferencial de los genotipos ante los cambios de ambientes. Se obtuvieron valores de heredabilidad elevados para todos los rasgos (mayores a 0,5), indicando una importante contribución de la variabilidad genotípica a la variación fenotípica de los caracteres. VI Con los marcadores que segregaron de acuerdo a las frecuencias esperadas se construyó un mapa de ligamiento, mediante el cual se obtuvo una cobertura de 1319,9 cM y una distancia promedio entre SSR de 12,8 cM. Mediante el análisis de correlaciones y de sendero se determinó que el IAF fue el atributo asociado a la arquitectura de canopeo que mayor relevancia tuvo en la generación de biomasa y rendimiento. Sin embargo no sería conveniente emplearlo en un esquema de selección indirecta para mejorar el rendimiento, sino incorporarlo como característica secundaria en un índice de selección. La evaluación de una población de mapeo generada a partir de germoplasma local y genéticamente distante de las poblaciones reportadas en la literatura aportó nueva información acerca de la arquitectura genética que controla a los caracteres asociados con captura de luz. Los diferentes métodos de mapeo empleados permitieron identificar varias regiones genómicas, algunas de las cuales coinciden con otras previamente reportadas en trabajos previos, y nuevas regiones que no habían sido identificadas. Algunos QTLs con estabilidad en su expresión a través de ambientes, podrían elegirse en un esquema de selección asistida por marcadores orientado a aumentar la producción de biomasa y el rendimiento potencial en ambientes locales, a través del mejoramiento de los rasgos que determinan la eficiencia en la captura de luz, que se encuentran bajo un control genético complejo, compuesto por QTLs de efecto mayor en conjunto con QTLs de efecto menor.