Respuesta fisiológica de genotipos de maíz (Zea mays L.) al estrés térmico por alta temperatura durante el periodo crítico del cultivo
Resumen
El incremento de las temperaturas a nivel mundial ha demostrado ser un fenómeno cada
vez más preocupante. Numerosos trabajos enfatizan que la frecuencia con temperaturas
supra-óptimas aumentará, siendo la intensidad y la duración del estrés los que determinen
las mermas en el rendimiento en grano. El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto
del estrés térmico por altas temperaturas sobre procesos fisiológicos y la determinación
del rendimiento en diferentes genotipos de maíz. Los ensayos conducidos en este estudio
involucraron: (i) altas temperaturas generadas en invernáculos de polietileno aplicadas en
pre- y posfloración del cultivo en tres genotipos contrastantes de maíz y (ii) altas
temperaturas bajo dos condiciones hídricas en floración analizando 71 genotipos
subtropicales de maíz. La fotosíntesis de hoja, la eficiencia fotosintética y la estabilidad
de membranas fueron afectadas por las altas temperaturas y se identificaron diferencias en
tolerancia al calor en tres genotipos de genética contrastante. Las máximas reducciones en
fotosíntesis de hoja se presentaron minutos antes de liberado el estrés, obteniéndose
recuperaciones pos-estrés excepcionalmente rápidas comparadas con otras
investigaciones. La fotosíntesis de hoja medida durante el periodo crítico del cultivo
estuvo asociada con las tasas de crecimiento en dicho periodo. Además, los genotipos que
presentaron menores disminuciones en fotosíntesis de hoja fueron los que tuvieron mayor
fijación de granos. De esta manera, las reducciones en la fotosíntesis de hoja como
resultado de las altas temperaturas estuvieron directamente relacionadas con las
variaciones en la tasa de crecimiento del cultivo, el número de granos y el rendimiento.
Cuando se pretende evaluar una gran cantidad de genotipos, la temperatura de canopeo y
el NDVI (obtenidas por imágenes aéreas) demostraron ser útiles en el proceso de
selección por tolerancia a estrés térmico por altas temperaturas. Los genotipos con
canopeos más frescos y menos afectados en su índice de verdor (i.e., NDVI) tuvieron las
menores mermas en rendimiento en grano. La utilización de índices de selección en
ensayos con altas temperaturas bajo dos condiciones hídricas puede significar una
potencial mejora en el proceso de selección. Worldwide rising temperatures have proved to be an increasing concern. Various
researches highlight that the frequencies with supra-optimum temperatures will increase
being intensity and duration of heat stress the factors that determine yield losses. The
objective of this thesis was to analyze the heat stress effects on physiological processes
and yield determination in different maize genotypes. Field experiments involve: (i) high
temperatures achieved by polyethylene shelters in pre- and post-flowering and, (ii) high
temperatures under two irrigation conditions around flowering analyzing 71 subtropical
maize genotypes. Leaf photosynthesis, photosynthetic efficiency and cell membrane
stability were affected by heat stress with differences among three maize genotypes of
contrasting background. Maximum leaf photosynthesis reductions were observed minutes
before the end of the daily heat stress period. Leaf photosynthesis and others
physiological traits presented post-stress recoveries higher than those observed by other
researchers. Leaf photosynthesis measured during the critical period for yield
determination was associated with crop growth rates during the same period. Furthermore,
maize genotypes that presented lower reductions on leaf photosynthesis also presented
lower kernel abortion. In this sense, changes on leaf photosynthesis because of high
temperatures were directly related to crop growth rate, kernel number and grain yield.
Canopy temperature and NDVI (obtained by aerial images) showed to be helpful in the
selection process of tolerant maize genotypes under high temperature conditions. Based
on assessment of 71 subtropical maize genotypes, lower canopy temperatures and higher
NDVI values were associated with higher grain yields. The use of selection indices could
contribute to improve the selection process for heat stress tolerance.
Colecciones
- Tesis doctoral [27]