Variabilidad genética de la termosensibilidad en poblaciones de maíz nativo de México: una aportación al reto del cambio climático

Abstract

El presente estudio se realizó para conocer la variabilidad genética del maíz nativo de diferente origen ecológico (frío, templado y subtropical) para responder ante condiciones de temperatura alta, principalmente; considerando esta como uno de los principales escenarios provocados por el cambio climático que actualmente amenaza a la diversidad del maíz nativo. La valoración del efecto de temperaturas contrastantes sobre la germinación mostró que afectaron la duración del proceso más no la germinación total. La dinámica de acumulación de biomasa en la plántula (BP), mediante la cuantificación de la biomasa en la parte aérea (BPa), en la raíz (BRa), en el mesocótilo (BMe), la biomasa consumida en la respiración (BCR), el pericarpio más los restos del endospermo (P+E) y el peso seminal inicial (PSI), fue afectada de manera diferencial dependiendo del tratamiento de temperatura, encontrando que la BCR fue la característica más afectada. La estabilidad de la membrana celular evaluada mediante 1) las diferencias conductimétricas, obtenidas de la diferencia entre la conductividad del tejido expuesto a temperatura alta (50 ± 1 °C) y del que permaneció a temperatura ambiente, y 2) el daño de la membrana celular (DMC). Los resultados entre ambas metodologías mostraron cierta discrepancia principalmente entre las poblaciones que presentaron mayor variabilidad genética (frías). De acuerdo al comportamiento de las poblaciones en el resto de las evaluaciones se consideró que la DMC fue más precisa en la determinación de la termoestabilidad de las poblaciones. El ensayo de rendimiento en campo en condiciones templadas, mostró, que las poblaciones de este origen, tal como se esperaba, mostraron mayor rendimiento (RG) debido a su mejor adaptación, expresada en los componentes de rendimiento superiores con respecto a las poblaciones frías y subtropicales. El ambiente templado provocó que las poblaciones de frío presentaran un ciclo precoz, mientras que en las subtropicales fue tardío. La altura de la planta, la sanidad de las mazorcas y la susceptibilidad a enfermedades también fueron afectadas por el ambiente. De acuerdo con los resultados de las diferentes evaluaciones, se encontró que las poblaciones con mayor potencial para aportar a la base germoplásmica para el desarrollo de materiales mejorados son Hgo4, Hgo5, Hgo8, Hgo9, Hgo11 de la región fría, Poxtla y Tlapala de la región tempada, Tam1 y Tam2 de la región subtropical. _______________ GENETIC VARIABILITY OF THERMOSENSITIVITY OF NATIVE MAIZE POPULATIONS OF MEXICO: A CONTRIBUTION TO TO THE CLIMATE CHANGE CHALLENGE. ABSTRACT: Considering that the increase of temperatures is one of the main scenarios expected as an effect induced by climate change and that this fact threatens the diversity of native maize, this research was done in order to examine the genetic variability of native maize populations from different ecological origin (cold, temperate and subtropical) and mainly observe how do they respond to high temperature conditions. An evaluation of the effects caused by different temperatures (optimal, suboptimal and supraoptimal) on germination showed that the length of this process was affected by different temperatures but the total germination rate was kept in acceptable values. The dynamic of biomass accumulation of the seedling (BP) was analyzed through the quantification of the aboveground biomass (BPa), root biomass (Bra), mesocotyl biomass (BMe), the biomass consumed during the breathing process (BCR), the pericarp and the remains of the endosperm (P + E) and the initial seed weight (PSI), which were affected differentially depending on the temperature treatment, finding out that the BCR was the feature more affected. The cell membrane stability was evaluated by two mechanisms: 1) Conductivity differences and 2) Cell membrane damage (DMC). The results of both methodologies showed differences, especially among the cold region populations that had the highest genetic variability. According to the performance of the populations on the other evaluations it was considered that the DMC methodology was more accurate in the determination of their thermostability. In the field, the yield test, done under template weather conditions, showed that the populations from this ecological region, as it was expected, obtained the highest yield (RG) and the superior yield components compared to the cold and subtropical populations due to the fact that they were suited to those weather conditions. The temperate weather caused that the populations from cold weather turned into an early cycle, meanwhile subtropical populations became belayed. The plant height, the health of the cobs and the susceptibility to illnesses were also affected by the environment. According to the results of the different evaluations it was found that populations with more potential to be part of the germplasm used to develop breeding materials were Hgo4, Hgo5, Hgo6, Hgo9, Hgo11 from the cold region, Poxtla and Tlapala from the temperate region and Tam1 and Tam2 from the subtropical region.