Evaluación de la eficiencia de marcadores moleculares para la formación de híbridos en maíz.

Abstract

El aspecto práctico del mejoramiento genético del maíz (Zea mays L.) por hibridación está basado en el desarrollo y evaluación de líneas para obtener combinaciones de alto rendimiento; sin embargo, ésto implica invertir muchos recursos para evaluar el desempeño de las progenies. El objetivo del presente estudio fue predecir las combinaciones híbridas mediante marcadores moleculares con base en la divergencia entre pares de líneas y evaluar la eficiencia en comparación a los métodos genotécnicos tradicionales. Se realizó un estudio molecular utilizando 22 marcadores SSR para determinar el perfil genético de 37 líneas, con las cuales se estimaron las distancias genéticas (DG) modificadas de Rogers entre pares de líneas, las cuales se utilizaron para estimar el grado de asociación entre éstas y el desempeño de los híbridos; adicionalmente, los híbridos generados con información molecular se compararon contra aquellos generados por evaluación de líneas per se y por aptitud combinatoria general mediante prueba de mestizos. Los híbridos se evaluaron en el ciclo otoño-invierno de 2020 bajo un diseño látice 10 × 10 con tres repeticiones. Se evaluaron las variables de rendimiento de grano (REND), porcentaje de desgrane en mazorca (PDG), porcentaje de humedad de grano (PHU), número de hileras (NH), diámetro y longitud de mazorca (DMZ, LMZ), días a floración masculina y femenina (DFM, DFF), altura de planta y de mazorca (ALPL, ALMZ). Se detectó significancia estadística entre genotipos para todas las variables. El análisis de regresión lineal reveló una asociación baja de DG vs. REND y PDG, con coeficientes de regresión de 4.77 t ha-1 y 7.13 %, y coeficientes de determinación de 0.14 y 0.06, y relación moderada en DG vs ALPL y ALMZ, con significancia y coeficientes de regresión de 84.15 y 42.39 cm y coeficientes de determinación de 0.28 y 0.26. Hubo diferencias significativas entre los genotipos, ambiente e interacción genotipo × ambiente en su mayoría de las variables. Tres testigos comerciales y el híbrido experimental LEARB9 × UAY113 tuvieron rendimiento superior a 9 t ha-1. Los contrastes ortogonales mostraron diferencias estadísticas del método molecular vs per se y mestizo en las variables de REND, DMZ, ALPL y ALMZ. Se concluyó que los SSRs tienen un poder predictivo útil en la formación de híbridos con perspectivas de ser utilizado como auxiliares en programas de hibridación tradicional. _______________ EVALUATION OF THE EFFICIENCY OF MOLECULAR MARKERS FOR THE DEVELOPMENT OF HYBRIDS IN MAIZE. ABSTRACT: The practical aspect of maize (Zea mays L.) breeding by hybridization is based on the development and evaluation of lines to obtain high yielding combinations; however, this implies investing a lot of resources to predict the performance of the progenies. The objective of this study was to predict hybrid combinations using molecular markers based on the divergence between pairs of lines and to evaluate the efficiency compared to traditional breeding methods. A molecular study was carried out using 22 SSR markers to determine the genetic profile of 37 lines, and to estimate Rogers' modified genetic distances (GD) between pairs of lines which were used to estimate the degree of association between GD and the performance of the hybrids; in addition, the hybrids generated with molecular information were compared to those developed from per se inbreds evaluation and from general combining ability through topcrosses test. Hybrids were evaluated during the 2020 Spring-Summer cycle under a 10 × 10 lattice design with three replications. The variables evaluated were grain yield (GRY), percent ear shelling (PGE), percent grain moisture (PHU), number of rows (KRN), ear diameter and length (DE, LE), days to male and female flowering (DMF, DFF), plant and ear height (PLH, EH). Statistica significance was detected between genotypes for all variables. The linear regression analysis revealed a low association of GD vs. GRY and PGE with regression coefficients of 4.77 t ha-1 and 7.13 %, and determination coefficients of 0.14 and 0.06 as well as a moderate relationship of GD vs PLH and EH with significance and regression coefficients of 84.15 and 42.39 cm and determination coefficients of 0.28 and 0.26. There were significant differences between genotypes, environments and genotype × environment interaction in most of the traits. Three commercial hybrids and the experimental hybrid LEARB9 × UAY113 presented a grain yield higher than 9 t ha-1. Orthogonal contrasts showed statistical differences of the molecular vs. per se and topcrosses method for the variables of GRY, DE, PLH and EH. It was concluded that SSRs have useful predictive power for hybrid formation with prospects to be used for assistance in traditional hybridization programs.