EFFECTS OF COMBINED STRESS OF HIGH TEMPERATURE AND WATER DEFICIENCY ON FEMALE AND MALE FLOWERING AND KERNEL NUMBER IN MAIZE.

Extremely high temperatures and water deficits commonly affect crop productivity worldwide (Prasad et al., 2008; Lobell et al., 2013). The frequency of these events may increase as a result of global warming (Rezaei et al., 2015; IPCC, 2023; Heino et al., 2023) impacting to a greater extent in low l...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores principales: Boscarino, S., Neiff, N., Namtz, Y., Nalli Sonzogni, F. D., Kettler, B. A., Echarte, L.
Formato: Artículo revista
Lenguaje:Español
Publicado: Faculta de Ciencias Agropecuarias. Secretaría de Ciencia y Tecnología. 2024
Materias:
NG
hydric stress
subtropical hybrid
water deficiency
pollen
flowers
estrés térmico
híbrido subtropical
deficiencia hídrica
polen
flores
Acceso en línea:https://revistas.unc.edu.ar/index.php/nexoagro/article/view/45134
Aporte de:
Nexo agropecuario de Universidad Nacional de Córdoba
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description Extremely high temperatures and water deficits commonly affect crop productivity worldwide (Prasad et al., 2008; Lobell et al., 2013). The frequency of these events may increase as a result of global warming (Rezaei et al., 2015; IPCC, 2023; Heino et al., 2023) impacting to a greater extent in low latitudes with high probability of heat stress during crop growth and development (Easterling et al., 1997). Feng et al. (2020), in a global analysis, determined that Argentina is among the seven producing countries with the highest probability of occurrence of events with high temperatures and water deficit. Thus, the increase in the frequency and magnitude of heat stress (TS) due to high temperature and water deficit (DH) are among the main abiotic constraints with considerable adverse effects on maize yield (Lobell and Field, 2007; Hatfield et al., 2011). The number of grains (NG) is the component that explains most of the variations in maize yield (Tollenaar et al., 1992). The most critical time for NG determination in maize is around flowering (e.g., Tollenaar et al., 1992; Carrera et al., 2023). In particular, it was shown that the effects of ET on NG reduction were greatest between stigma emission and 15-17 days after stigma emission (Rattalino Edreira and Otegui, 2013; Neiff et al., 2016; Shim et al., 2017), coinciding with the period of maximum susceptibility to DH (Ouattar et al., 1987). Both the occurrence of ET or DH often result in the lag between the anthesis-stigmas interval (Cairns et al., 2013; Trachsel et al., 2016; Wang et al. 2019), leading to NG declines. Episodes of ET often reduce the pollen release period (PLP) and its daily production (Wang, 2019), as well as the % of viable pollen grains (Alam et al., 2017).
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(2020), in a global analysis, determined that Argentina is among the seven producing countries with the highest probability of occurrence of events with high temperatures and water deficit. Thus, the increase in the frequency and magnitude of heat stress (TS) due to high temperature and water deficit (DH) are among the main abiotic constraints with considerable adverse effects on maize yield (Lobell and Field, 2007; Hatfield et al., 2011). The number of grains (NG) is the component that explains most of the variations in maize yield (Tollenaar et al., 1992). The most critical time for NG determination in maize is around flowering (e.g., Tollenaar et al., 1992; Carrera et al., 2023). In particular, it was shown that the effects of ET on NG reduction were greatest between stigma emission and 15-17 days after stigma emission (Rattalino Edreira and Otegui, 2013; Neiff et al., 2016; Shim et al., 2017), coinciding with the period of maximum susceptibility to DH (Ouattar et al., 1987). Both the occurrence of ET or DH often result in the lag between the anthesis-stigmas interval (Cairns et al., 2013; Trachsel et al., 2016; Wang et al. 2019), leading to NG declines. Episodes of ET often reduce the pollen release period (PLP) and its daily production (Wang, 2019), as well as the % of viable pollen grains (Alam et al., 2017). Las temperaturas extremadamente altas y el déficit hídrico comúnmente afectan la productividad de los cultivos en el mundo (Prasad et al., 2008; Lobell et al., 2013). La frecuencia de estos eventos puede aumentar como resultado del calentamiento global (Rezaei et al., 2015; IPCC, 2023; Heino et al., 2023) impactando en mayor medida en latitudes bajas con alta probabilidad de golpes de calor durante el crecimiento y desarrollo de los cultivos (Easterling et al., 1997). Feng et al. (2020), en un análisis global, determinaron que Argentina se encuentra dentro de los siete países productores que presentan una mayor probabilidad de ocurrencia de eventos con altas temperaturas y déficit hídrico. Así, el aumento de la frecuencia y la magnitud del estrés térmico (ET) por alta temperatura y déficit hídrico (DH) son unas de las principales limitantes abióticas con efectos adversos considerables en el rendimiento de maíz (Lobell y Field, 2007; Hatfield et al., 2011). El número de granos (NG) es el componente que explica en mayor medida las variaciones en rendimiento de maíz (Tollenaar et al., 1992). El momento más crítico para la determinación del NG en maíz es alrededor de su floración (e.g., Tollenaar et al., 1992; Carrera et al., 2023). En particular se demostró que los efectos del ET sobre la reducción en NG fueron mayores entre la emisión de estigmas y 15-17 días posteriores a la misma (Rattalino Edreira y Otegui, 2013; Neiff et al., 2016; Shim et al., 2017), coincidente con el periodo de máxima susceptibilidad al DH (Ouattar et al., 1987). Tanto la ocurrencia de ET o DH a menudo producen el desfase entre el intervalo antesis-estigmas (Cairns et al., 2013; Trachsel et al., 2016; Wang et al. 2019), lo cual conlleva a disminuciones del NG. Episodios de ET a menudo reducen el periodo de liberación de polen (PLP) y su producción diaria (Wang, 2019), como así también el % de granos de polen viables (Alam et al., 2017). Además, se han reportado reducciones del número total de flores pistiladas y disminuciones de estigmas exertos por fuera de las chalas atribuibles a episodios de ET con diferencias genotípicas (Rattalino Edreira et al. 2011; Liu et al., 2020). A menudo, los genotipos con germoplasma tropical han presentado una mayor tolerancia al ET (Rattalino Edreira y Otegui, 2012; Mayer et al., 2016) que los híbridos templados. Sin embargo, gran parte de los híbridos sembrados en el Nordeste Argentino poseen genética de origen templada. Por su parte, el DH durante el PC también produce importantes reducciones en el NG como consecuencia delretraso en la emergencia de los estigmas y el fallo en el cuaje de los granos (i.e., aborto; Westgate y Boyer, 1986; Bassetti y Westgate, 1993). La principal causa de aborto de granos ocurre por la escasez de asimilados hacia los ovarios fecundados (Westgate y Boyer 1986; McLaughlin y Boyer, 2004) que son resultado de las bajas tasas de crecimiento (Andrade et al., 2002; Nagore et al., 2017). Más aún, la aparición y el número total de estigmas y su relación con el porcentaje de cuaje fueron estudiados para estreses individuales por ET (Rattalino et al., 2011), DH (Otegui et al., 1995) y nitrógeno (Rossini et al., 2020), no existiendo estudios a campo que proporcionen información bajo ET*DH y que contrasten genotipos de distinto origen (templado vs. subtropical). La mayoría de los estudios en maíz se han centrado en los efectos del ET y DH como factores de estrés individuales. Sin embargo, varios estudios revelan que los efectos combinados del ET*DH reducen en mayor medida el rendimiento del cultivo maíz respecto a estreses individuales (Neiff et al., 2015; Meseka et al., 2018; Hussain et al., 2019; Nelimor et al., 2019). Además, la tolerancia de híbridos de maíz a estreses individuales no confirió tolerancia al ET*DH combinado (Mittler et al., 2006; Cairns et al., 2013). Por lo tanto, y considerando la escasez de estudios en condiciones de campo que combinen la incidencia de ET*DH y que contrasten genotipos de distinto origen, este trabajo tiene como objetivos: (i) caracterizar la floración masculina (período de liberación, producción y viabilidad de polen) y femenina (número de estigmas totales y exertos), (ii) cuantificar el intervalo antesis-emisión estigmas y (iii)establecer el impacto en el número de granos y su relación con las variables mencionadas. Faculta de Ciencias Agropecuarias. Secretaría de Ciencia y Tecnología. 2024-05-28 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf https://revistas.unc.edu.ar/index.php/nexoagro/article/view/45134 Nexo agropecuario; Núm. Edición Especial (2024): "12° Jornada de Intercambio Público-Privado (JIAPP)"; 7-12 2346-917X 2346-9110 spa https://revistas.unc.edu.ar/index.php/nexoagro/article/view/45134/45141 Derechos de autor 2024 S. Boscarino, N. Neiff, Y. Namtz, F. D. Nalli Sonzogni, B. A. Kettler, L. Echarte https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0

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