Facultad de Agronomía -  Universidad de Buenos Aires

 

Grupo ‘Maíz’
Departamento de Producción Vegetal e IFEVA-CONICET

La misión del grupo es aumentar los conocimientos sobre las bases ecofisiológicas de la determinación del rendimiento y la calidad del cultivo de maíz, con la finalidad de mejorar la toma de decisiones agronómicas y los criterios utilizados en el mejoramiento genético de la especie. Nuestro programa de investigación, consecuentemente, es fuertemente interdisciplinario, a través de proyectos que incluyen a científicos de diversas especialidades (fisiología vegetal, ecofisiología, genética y mejoramiento vegetal, bioquímica, biología molecular) e Instituciones (Universidades Nacionales de Buenos Aires, Lomas de Zamora y Rosario, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria –INTA-, empresas multinacionales como AgroFresh, Monsanto, Nidera, Pioneer y Syngenta), como también numerosos estudiantes de grado y postgrado. El desarrollo de nuestras tareas ha sido posible gracias al fuerte financiamiento público de agencias locales (Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica –ANPCyT-, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas –CONICET-, Ciencia y Técnica de la Universidad de Buenos Aires – UBACyT-) e internacionales (FONTAGRO), como también privado (empresas mencionadas).

 

La mayor parte de los trabajos tienen como escala de análisis al cultivo, de allí que predomina el uso de parcelas experimentales a campo con diverso grado de control ambiental. En ellas abarcamos evaluaciones por unidad de superficie, pero también de plantas individuales y sus órganos. En menor medida, y como consecuencia de preguntas específicas derivadas de la escala descrita, realizamos experimentos más controlados en invernáculos o cámaras de crecimiento. Si bien toda la trayectoria del grupo se ha construido utilizando como planta modelo al maíz, también desarrollamos estudios en otras especies de cultivo extensivo para grano (girasol, maní, soja).

 

 

 

 

 

 

Áreas de investigación:
Desarrollo de los cultivos
· Bases fisiológicas y genéticas
· Interrelaciones entre el desarrollo y el rendimiento

 

 

 

 

Crecimiento de los cultivos

· Rendimiento potencial: Acumulación y partición de biomasa, relaciones fuente/destino, determinación de los componentes del rendimiento (número y peso de los granos).
· Respuesta a estreses abióticos (nitrógeno, agua y golpe de calor) y su aplicación al mejoramiento genético.
· Intensificación de la agricultura: dobles cultivos e intercultivos de maíz/soja.

 

 

 

 

 

Calidad de los granos
· Respuesta a estreses ambientales
· Acumulación y proporción de distinto componentes

 

Principales líneas actuales de investigación en maíz:

Estreses abióticos: Estudios fisiológicos orientados al manejo y el mejoramiento genético del cultivo

La Argentina es uno de los principales productores y exportadores de maíz del mundo. La mayor parte de su producción tiene lugar en condiciones de secano, donde las restricciones al rendimiento del cultivo están asociadas a deficiencias hídrico-nutricionales y a la ocurrencia de temperaturas extremas. Se espera que estos efectos negativos del ambiente se acentúen en los próximos años, por lo que actualmente nuestras investigaciones están orientadas a aumentar el conocimiento eco-fisiológico sobre las respuestas del cultivo de maíz ante la ocurrencia de estreses abióticos, y también a establecer las bases genéticas del control de algunas de ellas. El proyecto principal incluye varios subproyectos, en distinto grado de avance, que se describen brevemente a continuación.

 

1. Fisiología comparada del estrés abiótico en maíz: efectos sobre el establecimiento de jerarquías entre plantas y la partición de biomasa. Este proyecto continúa una línea de investigación iniciada hace más de 10 años, orientada a interpretar la variación poblacional en respuesta a la alta densidad en maíz, incorporando ahora la incidencia de deficiencias hídricas y de nitrógeno ocurridas a partir del inicio de encañazón. Se estudia la dinámica del establecimiento de jerarquías extremas de individuos en lo referido a la generación de área foliar, el desarrollo reproductivo de la espiga, la dinámica de floración poblacional, la fijación de granos y el llenado de los granos.

 

2. Bases genéticas de la jerarquización temprana de plantas en el cultivo de maíz. En este proyecto, iniciado recientemente y vinculado al anterior, se estudian las bases genéticas de la jerarquización de plantas en respuesta al estrés por baja irradiancia promovido por alta densidad. Para ello se utilizan marcadores moleculares y cuantificación de la expresión génica diferencial en plantas dominantes y dominadas de las poblaciones. Estas incluyen isohíbridos con diferentes transformaciones genéticas (Bt, RR, etc), doble-haploides, mutantes del fitocromo, etc.

 

3. Eficiencia en el uso del N en maíz: bases fisiológicas y mejoramiento genético. En esta línea de trabajo, iniciada hace ya 10 años, se ha avanzado en la obtención de información orientada a establecer el control génico de los caracteres asociados con el uso del N en maíz, como también el efecto de la interacción genotipo por ambiente por atributo sobre la expresión de dichos caracteres. También se han desarrollado colecciones de líneas endocriadas recombinantes (RILs) para los caracteres asociados con el uso del N, habiéndose realizado ya la primera evaluación para determinación de los marcadores moleculares asociados.

 

4. Reguladores de crecimiento asociados al metabolismo del etileno: respuestas ecofisiológicas en condiciones de estrés térmico en maíz. Esta línea de investigación tiene como objetivo analizar el rol de sustancias que influyen en el metabolismo del etileno (hormona asociada al estrés) sobre aspectos ecofisiológicos referidos a la determinación del rendimiento en condiciones de estrés por alta temperatura alrededor de floración. Los estudios se iniciaron en 2006, y en su etapa final han sido parcialmente financiados por FONTAGRO.

 

5. Tolerancia a la ocurrencia de estrés térmico en genotipos templados y tropicales de maíz. Esta línea derivó de la anterior, y se ha desarrollado fuertemente con el financiamiento recibido de FONTAGRO. Aquí se analiza la sensibilidad de diversos atributos del cultivo relacionados con la determinación del rendimiento ante la ocurrencia de un estrés térmico en distintas etapas críticas del ciclo. Los atributos analizados incluyen rasgos ecofisiológicos como también la expresión de proteínas de golpe de calor (heat shock proteins –HSP-), acumulación de carbohidratos y perfiles de distribución del N en el canopeo. Es de particular interés la variabilidad genotípica existente para los rasgos evaluados, de allí la inclusión de híbridos con background genético contrastante (tropical y templado).

 

6. El estrés por alta temperatura y sus efectos sobre el rendimiento y la calidad en maíces de diferente destino de producción. Si bien existe información que describe los efectos del estrés térmico sobre los componentes del rendimiento y su calidad, no hay evidencia sobre la respuesta diferencial de genotipos con composición del grano contrastante (flint o duro, dentado, pop-corn), ni tampoco sobre las bases fisiológicas y eco-fisiológicas de las respuestas genotípicas al estrés térmico durante el llenado de los granos en maíz. En esta línea de investigación se evalúa la variabilidad genotípica a un gradiente de estrés térmico (i.e., diferentes niveles de temperatura y duración). Es un objetivo identificar las bases fisiológicas para el manejo del cultivo en función de la calidad del grano posible de ser obtenida en los distintos ambientes, orientando la producción del cultivo por parámetros de calidad según áreas homogéneas (i.e., zonificación por calidad). El presente proyecto FONTAGRO financia esta línea de trabajo.

 

 

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