Evaluación de rasgos morfo-fisiológicos y asociados al rendimiento de variedades locales de arroz (L.) combinados con selección asistida por marcadores bajo estrés por altas temperaturas y niveles elevados de CO en la atmósfera
Autores: Mollier, Merentoshi; Roychowdhury, Rajib; Tzudir, Lanunola; Sharma, Radheshyam; Barua, Ujjal; Rahman, Naseema; Pal, Sikandar; Gogoi, Bhabesh; Kalita, Prakash; Jain, Devendra; Das, Ranjan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Evaluación de rasgos morfo-fisiológicos y asociados al rendimiento de variedades locales de arroz (L.) combinados con selección asistida por marcadores bajo estrés por altas temperaturas y niveles elevados de CO en la atmósfera
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Arroz
Variedades locales
Altas temperaturas
CO elevado
Tolerancia al estrés
Variación genética
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
El arroz (L.) es un cultivo cereal importante en todo el mundo debido a su larga historia de domesticación. El noreste de India (NEI) es uno de los orígenes del arroz y contiene diversas razas nativas que pueden resistir cambios climáticos. El presente estudio comparó las razas de arroz de NEI con una variedad de control en cuanto a rasgos fenológicos, morfo-fisiológicos y asociados al rendimiento bajo altas temperaturas (HT) y niveles elevados de CO (eCO) utilizando marcadores moleculares. El primer experimento evaluó 75 razas de arroz para la tolerancia a HT. Siete razas de mejor rendimiento y la variedad de control (N22) fueron evaluadas para los rasgos mencionados en biorreactores durante dos años (2019 y 2020) bajo control (T1) y dos tratamientos de estrés [estrés leve o T2 (eCO 550 ppm + 4 grados C más que la temperatura ambiente) y estrés severo o T3 (eCO 750 ppm + 6 grados C más que la temperatura ambiente)]. Los hallazgos mostraron que el estrés moderado (T2) mejoró la altura de la planta (PH), el número de hojas (LN), el área foliar (LA), los espiguillas por panícula (S/P), el peso de mil granos (TGW), el índice de cosecha (HI) y la producción de granos. HT y eCO en T3 disminuyeron significativamente las métricas de todos los genotipos, incluido el rendimiento de granos (GY). Los rasgos de polen están fuertemente y positivamente asociados con la fertilidad de las espiguillas en madurez y GY bajo condiciones de estrés. La biomasa aérea afectó positivamente los rasgos asociados al rendimiento, incluidos S/P, TGW, HI y GY. Este estudio registró una reducción promedio del 8.09% en GY a lo largo de dos temporadas en respuesta a las condiciones simuladas en T3. En general, se encontró que dos razas -Kohima especial y Lisem- eran más responsivas en comparación con otras razas así como N22 bajo condiciones de estrés, con un mayor rendimiento y aumento de biomasa. La genotipificación asistida por marcadores SCoT amplificó 77 alelos, 55 de los cuales eran polimórficos, con valores de contenido de información de polimorfismo (PIC) de 0.22 a 0.67. El estudio revela variación genética entre las líneas de arroz y apoya la estrecha relación entre Kohima Special y Lisem. Estas dos razas de arroz de mejor rendimiento son recursos útiles de pre-mejoramiento para futuros programas de mejoramiento de arroz para aumentar la tolerancia al estrés, especialmente a HT y altos niveles de eCO bajo situaciones climáticas cambiantes.
Descripción
El arroz (L.) es un cultivo cereal importante en todo el mundo debido a su larga historia de domesticación. El noreste de India (NEI) es uno de los orígenes del arroz y contiene diversas razas nativas que pueden resistir cambios climáticos. El presente estudio comparó las razas de arroz de NEI con una variedad de control en cuanto a rasgos fenológicos, morfo-fisiológicos y asociados al rendimiento bajo altas temperaturas (HT) y niveles elevados de CO (eCO) utilizando marcadores moleculares. El primer experimento evaluó 75 razas de arroz para la tolerancia a HT. Siete razas de mejor rendimiento y la variedad de control (N22) fueron evaluadas para los rasgos mencionados en biorreactores durante dos años (2019 y 2020) bajo control (T1) y dos tratamientos de estrés [estrés leve o T2 (eCO 550 ppm + 4 grados C más que la temperatura ambiente) y estrés severo o T3 (eCO 750 ppm + 6 grados C más que la temperatura ambiente)]. Los hallazgos mostraron que el estrés moderado (T2) mejoró la altura de la planta (PH), el número de hojas (LN), el área foliar (LA), los espiguillas por panícula (S/P), el peso de mil granos (TGW), el índice de cosecha (HI) y la producción de granos. HT y eCO en T3 disminuyeron significativamente las métricas de todos los genotipos, incluido el rendimiento de granos (GY). Los rasgos de polen están fuertemente y positivamente asociados con la fertilidad de las espiguillas en madurez y GY bajo condiciones de estrés. La biomasa aérea afectó positivamente los rasgos asociados al rendimiento, incluidos S/P, TGW, HI y GY. Este estudio registró una reducción promedio del 8.09% en GY a lo largo de dos temporadas en respuesta a las condiciones simuladas en T3. En general, se encontró que dos razas -Kohima especial y Lisem- eran más responsivas en comparación con otras razas así como N22 bajo condiciones de estrés, con un mayor rendimiento y aumento de biomasa. La genotipificación asistida por marcadores SCoT amplificó 77 alelos, 55 de los cuales eran polimórficos, con valores de contenido de información de polimorfismo (PIC) de 0.22 a 0.67. El estudio revela variación genética entre las líneas de arroz y apoya la estrecha relación entre Kohima Special y Lisem. Estas dos razas de arroz de mejor rendimiento son recursos útiles de pre-mejoramiento para futuros programas de mejoramiento de arroz para aumentar la tolerancia al estrés, especialmente a HT y altos niveles de eCO bajo situaciones climáticas cambiantes.