Incidencia del ambiente y el tipo de híbrido en la composición y la dureza del grano de maíz

• Autores: Aníbal Alejandro Cerrudo
• Directores de la Tesis: Fernando Héctor Andrade (dir. tes.), Natalia G Izquierdo (codir. tes.), Alfredo Gabriel Cirilo (tut. tes.)
• Lectura: En la Universidad Nacional de Mar del Plata ( Argentina ) en 2018
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: María Elena Otegui (presid.), Sergio Adolfo Uhart (secret.), Jose Beltrano (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  hdl.handle.net  intrabalc.inta.gob.ar (pdf) 
• Resumen
  • español

    En esta tesis se presenta y discute evidencia acerca de cómo el ambiente en que se desarrolla el cultivo y el tipo de híbrido empleado se relacionan con la dureza del grano de maíz (indicada por la relación de molienda) y cuál es el rol de las zeínas en el establecimiento de dichas relaciones. El primer objetivo fue evaluar la contribución del tipo de híbrido y del ambiente sobre la dureza del grano para el área maicera argentina. Se dispuso una red experimental combinando localidades x años (sitios) sobre una transecta norte-sur, dos fechas de siembra, dos manejos de fertilización y tres híbridos comerciales representativos del rango disponible de dureza de grano. El ambiente (i.e., la combinación entre cada sitio, fecha de siembra y manejo de la fertilización) explicó la mayor parte (77%) de la variación en dureza. Asimismo, el sitio y el manejo de la fecha de siembra fueron los principales factores ambientales que contribuyeron a la determinación de la dureza de grano. El segundo objetivo fue generar un modelo predictivo de la dureza del grano de maíz basado en la integración de variables ambientales. La relación fuente-destino estimada como el cociente entre el crecimiento potencial acumulado durante el período de llenado de granos y el crecimiento potencial acumulado alrededor de la floración explicó la mayor parte de la variación registrada en la relación de molienda de la red experimental. Dicho indicador fue útil para analizar la probabilidad de alcanzar niveles de dureza adecuados para la industria en distintas localidades y bajo distintas fechas de siembra. Se determinó que la ventana de siembra para producir grano de calidad superior se reduce con el incremento en la latitud. A continuación, en un tercer objetivo, se propuso estudiar la base de los mecanismos que subyacen a la asociación entre la relación fuente-destino y la dureza del grano de maíz. La dureza del grano de maíz se atribuye principalmente a la interacción de distintas fracciones de zeínas. El rol de las zeínas se ha establecido en gran medida utilizando distintos híbridos. No había estudios del efecto de la relación fuente-destino sobre dicha asociación entre la composición de zeínas y dureza de grano. La tesis pudo establecer asociaciones funcionales entre la relación fuente-destino durante el período de llenado de granos y la concentración de zeínas y además se estableció que estas asociaciones son dependientes del tipo de híbrido. Sin embargo, los resultados encontrados indican que el efecto de la relación fuente-destino sobre la dureza de grano no estaría determinado por su efecto sobre la composición de las zeínas. Se propone entonces que el efecto de la relación fuente-destino sobre la dureza de grano podría estar ligado a aspectos estructurales del grano a mayor escala que la composición de la malla proteica que conforman las zeínas. La información generada es relevante para el diseño de sistemas de cultivo orientados a producir granos de calidad acorde al requerimiento de la industria de molienda seca. Futuros trabajos deberán identificar características estructurales del grano implicadas en el establecimiento del efecto del ambiente sobre de la dureza del mismo.

  • English

    In this thesis I present prsent and discuss evidence on how the crop environment and the hybrid are related to maize kernel hardness (indicated by the coarse-to-fine ratio) and the role of the zeins in the establishment of such relationships. The first objective was to evaluate the contribution of the hybrid type and the environment to kernel hardness of Argentine maize production area. An experimental network was set up combining locations x year (site) on a north-south transect, two sowing dates, two fertilization treatments and three commercial hybrids representative of the available range of kernel hardness. The environment (i.e., the combination between each site, sowing date and management of fertilization) explained most (77%) of the variation in kernel hardness. Also, the site and the sowing date management were the main environmental factors that contributed to the kernel hardness determination. The second objective was to generate a predictive model of corn kernel hardness based on the integration of environmental variables. The source-sink ratio estimated as the quotient between the accumulated potential growth during the grain filling period and the accumulated potential growth around flowering explained most of the variation recorded in the coarse-to-fine ratio of the experimental network. This environmental indicator was useful to analyze the probability of attaining a hardness level suitable for the industry in different locations and under different sowing dates. It was determined that the sowing window to produce superior quality grain is progressively reduced with the increase in latitude. Next, in a third objective, the thesis covered the study of the mechanisms that underlie the association between this source-sink ratio and the hardness of maize kernel.

    Maize kernel hardness is attributed mainly to the interaction of different fractions of zeins.

    The role of zeins has been established to a large extent using different hybrids. There were no studies on the effect of the source-sink ratio on this association between zein composition and kernel hardness. Functional associations between the source-sink ratio during the period of grain filling and the concentration of zeins were established. It was further established that these associations are dependent on the hybrid type. However, the results found indicate that the effect of the source-sink ratio on kernel hardness would not be determined by its effect on zein composition. It is then proposed that the effect of the source-sink ratio on kernel hardness could be linked to structural aspects of the kernel at a larger scale than the composition of the protein matrix that make up the zeins.

    The information generated is relevant for the design of cropping systems oriented to produce kernel quality according to the requirements of the dry milling industry. Future works should identify structural characteristics of the grain involved in establishing the effect of the environment on this trait.