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Valoración Agronómica y Genética de Híbridos Triples de Maíz a través de Ambientes

DANIEL SÁMANO GARDUÑO HUMBERTO DE LEÓN CASTILLO GUSTAVO ALFONSO BURCIAGA VERA MARÍA ELENA GONZÁLEZ GUAJARDO ALFREDO DE LA ROSA LOERA MARTHA ALICIA JARAMILLO SANCHEZ (2008)

"Cuando se desea explotar el vigor híbrido se debe contar con líneas con buen comportamiento agronómico y excelente aptitud combinatoria estimada por el diseño línea x probador. El objetivo de esta investigación fue estudiar el comportamiento agronómico y genético de una serie de cruzas triples de maíz, considerando la interacción genotipo-ambiente para la identificación y selección del material con excelente potencial de rendimiento y adaptabilidad. Se evaluaron 60 híbridos triples formados entre el cruzamiento de 15 líneas con cuatro cruzas simples. La evaluación fue en el 2008 en tres localidades. La variable estudiada fue rendimiento de mazorca. Se hizo un análisis de varianza en forma combinada a través de localidades y el modelo línea x probador. Las interacciones genotipo x ambiente y línea x probador se analizaron siguiendo el modelo multiplicativo “análisis de regresión de los sitios” (sreg) originando el gráfico biplot gge. Se estimó la acg de líneas y probadores. Los resultados indicaron diferencias significativas (p≤0.01) para localidades, híbridos, líneas, probadores y en línea x probador. La diferencia en las líneas indicó que la población de origen presentó una amplia variabilidad genética. Mientras que en los probadores se debió a que representan a una población tropical y una población exótica. Contribuyendo a la variación de los híbridos los efectos genéticos aditivos y de dominancia en proporciones similares. Existió interacción híbridos x localidad. La gráfica biplot gge mostró que las localidades representaron a un mismo mega-ambiente, existiendo mayor relación entre n.l. y gto. Mientras que hgo. Tuvo el mayor poder de discriminación. Los híbridos de mejor potencial de rendimiento y estabilidad fueron el 37, 3, 22 y 43. Los probadores no presentaron interacción cruzada, siendo el probador 3 el de mayor poder de descriminación. Las mejores líneas en acg fueron la 13, 7, 11 y 3"

"When you want to exploit the hybrid force must be lined with good agronomic performance and excellent combining ability estimated by the line x tester design. The objective of this research was to study the genetic and agronomic performance of a series of triple crosses of maize, considering the genotype-environment interaction for identification and selection of material with excellent yield potential and adaptability. 60 triple hybrids were evaluated formed between the crossings of 15 lines with four simple crosses. The evaluation was in 2008 at three locations. The studied variable was performance cob. It was an analysis of variance combined across locations and the line x tester model. Genotype x environment interactions and line x tester were analyzed following the model multiplicative regression analysis of sites "(sreg) causing the gge biplot graph. It was estimated gca of lines and testers. The results indicated significant differences (p ≤ 0.01) for locations, hybrids, lines, testers and line x tester. The difference in the lines indicated that the source population presented a wide genetic variability. While testers were due to a population representing a population of tropical and exotic. Contributing to the variation of the hybrid additive genetic effects and dominance in similar proportions. There was interaction hybrid x location. The gge biplot graphically showed that the localities represented the same mega-environment a greater relationship between nl and guanajuato. While hidalgo. Had the highest discriminatory power. The best hybrid yield potential and stability were the 37, 3, 22 and 43. The testers did not have interaction cross, where the tester 3, the greater power of discrimination. The best lines in gca were 13, 7, 11 and 3"

Article

Biplot GGE Estabilidad Línea x probador CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Combinación de Estrategias Estadísticas para la Selección de Híbridos de Maíz

BEATRIZ EUGENIA TREVIÑO CUETO DANIEL SÁMANO GARDUÑO HUMBERTO DE LEÓN CASTILLO JOSÉ ESPINOZA VELAZQUEZ RAUL GANDARA HUITRON GRACIELA VÁZQUEZ ROSALES (2008)

"Siendo necesario que el fitomejorador no descuide su programa de mejoramiento genético y tenga avances significativos en la formación e identificación de individuos cada vez mejores. En este proceso, el verdadero reto al que él se enfrenta es en la selección de los materiales más prometedores; por lo que tiene que utilizar nuevas y mejores técnicas de selección. Por lo cual el objetivo principal de este trabajo fue valorar el comportamiento agronómico de híbridos de maíz para seleccionar aquellos con mejores atributos para varios caracteres agrupados en un índice de selección (IS) y los más estables para un mega-ambiente y regiones de altitudes intermedias. El presente trabajo consistió en evaluar 13 características agronómicas fenotípicas de 220 híbridos; de los cuales 200 fueron híbridos experimentales y 20 híbridos testigos; en tres localidades bajo un diseño de bloques incompletos con dos repeticiones; para luego calcular su IS en base a estas. Luego se procedió a realizar la interacción genotipo-ambiente a través de un biplot GGE para establecer los mejores híbridos según su IS y estabilidad en las localidades. Los híbridos que presentaron un mejor IS y estabilidad fueron: 12, 49, 11 y 186. Los híbridos superiores por poseer atributos agronómicos deseables fueron: 28, 193, 143. El ambiente de Celaya, Gto., mostró el mayor poder discriminatorio de híbridos; Tlahuelilpan, Hgo. y El Prado, N.L., clasificaron de manera similar a los híbridos evaluados. Con el uso tanto de IS y el modelo SREG es posible la identificación eficiente y confiable de híbridos sobresalientes; así como la clasificación de las localidades"

"The use of maize hybrids is a cue element in many developing countries to reach competitive levels in production being a necessity for the plant breeder not to neglect his improving genetical program as well as signifant improvements on the formation and identification of better individuals. In this process the real challenge he has to face is the selection of the most promising materials therefore the use of new and better techniques would be essential. Consequently, the main goal of the present work was to evaluate the agronomical behavior of some hybrids of maize in order to select those with the best attributes for several grouped characters in a rate of selection and the most stable ones for a mega-environment and intermediate altitude regions. The present work consisted in evaluating 13 agronomical phenotypical characteristics of 220 hybrids from which 200 were experimental hybrids and 20 witness hybrids, in three communities under an incomplete blocks design with two repetitions, to calculate afterwards its IS based on these. Later on, the interaction genotype-environment took place through a biplot GGE to determine the best hybrids according to their IS and stability in the communities. The hybrids presenting the best IS and stability were: 12, 49, 11 and186. The superior hybrids possessing desiring agronomical attributes were: 28, 193, 143. The Celaya, Gto. environment showed the biggest discriminatory power of hybrids; Tlahuelipan , Hgo. and El Prado, N.L., classified in a similar way the evaluated hybrids. With the use of either IS or the SREG model the efficient and trustable identification of significant (or important) hybrids is possible as well as the communities"

Article

Biplot GGE Índice de selección Híbridos de maíz CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Estudio y clasificación de grupos germoplásmicos para la constitución de patrones heteróticos en maíz

HUMBERTO DE LEÓN CASTILLO (2005)

"Se exploró el comportamiento genético y agronómico de cinco grupos germoplásmicos [Enano, Ideotipo, Exótico, QPM (quality protein maize) y Tropical] y de sus respectivas combinaciones a través de ambientes, con los objetivos: i) Definir estrategias de mejoramiento e identificar cuales pueden ser considerados grupos heteróticos; ii) Identificar patrones heteróticos potenciales. Los materiales en evaluación se dividieron en: dialélicos; combinaciones germoplásmicas (CG) versión cruzas simples y cruzas triples. Los experimentos fueron establecidos en un diseño de bloques incompletos, la parcela experimental fue de un surco con 21 plantas por ambiente. Los resultados muestran que genes de acción aditiva fueron más importantes en la expresión de las variables evaluadas, con excepción del rendimiento de mazorca, donde el comportamiento estuvo determinado por la acción de genes no aditivos. Lo anterior permitió sugerir programas de selección recurrente para mejorar las variables controladas por genes aditivos y de selección recíproca recurrente para el rendimiento. De los grupos germoplásmicos, el ideotipo fue estadísticamente el más rendidor (p≤0.05). Por su clara diferenciación del resto y por sus respuestas en heterosis, los grupos enano, QPM y tropical se pueden considerar grupos heteróticos; por su superioridad estadística en rendimiento, se identificaron como potenciales patrones heteróticos las cruzas de maíz, enano x tropical y enano x QPM. Con base en los modelos AMMI y SREG, se corroboró que el ambiente de Celaya es el más representativo del área de El Bajío. "

"The genetic and agronomic performance of five germplasm groups [Enano, Ideotipo, Exótico, QPM (quality protein maize) and Tropical] and their combinations were explored across environments with the objectives: i) to define breeding strategies and to define heterotic groups, and (ii) to identify potential heterotic patterns. The genetic material was set as dialleles, germplasm combinations (GC), simple and triple-crosses version. Field experiments were carried out through an incomplete block design, with single row experimental plots and 21 plants per environment. The results showed that genes with additive effects were the most important for the expression of most evaluated traits, except ear yield where the behavior was determined by non-additive effects. These results suggested recurrent selection schemes to improve those traits controlled by additive gene effects, and reciprocal recurrent selection to improve yield. The Ideotipo group was statistically the highest yielding (p ≤ 0.05) among germplasm groups. Due to their clear differentiation, and heterosis response, the Enano, QPM and Tropical groups can be considered as actual heterotic groups. According to its highly statistically yielding, crosses Enano x Tropical and Enano x QPM were identified as potential heterotic patterns. Based on the models AMMI and SREG, Celaya was confirmed as the most representative environment for the El Bajío region."

Doctoral thesis

Zea mays L. Modelos mixtos Biplot El Bajío CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Evaluación agronómica e interacción genotipo-ambiente en poblaciones de maíz de la raza Jala

JESUS ASUNCION LOPEZ GUZMAN (2013)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Genética).- Colegio de Postgraduados, 2013.

La raza Jala de maíz (Zea mays L.) es una de las más importantes de México. Ésta ha sido cultivada durante siglos en el Valle de Jala, Nayarit, y su mazorca se reconoce mundialmente como la de mayor tamaño; no obstante, esta raza ha sufrido “erosión genética” grave que le ha provocado una reducción en longitud de mazorca y producción de grano. Para contribuir a su conservación y mejoramiento genético, en este trabajo se estudiaron su potencial productivo (RGp) y atributos agronómicos, en especial la longitud de mazorca (LMZ). Por otro lado, los productores citan con frecuencia la confianza que tienen en los maíces criollos por ser opciones resistentes y predecibles en su comportamiento agronómico, en comparación con las variedades “modernas” producto del mejoramiento formal. En este sentido, los estudios de la interacción genotipo-ambiente proveen información sobre el comportamiento de cada genotipo frente a variaciones ambientales. Con el objetivo de hacer una evaluación agronómica del maíz raza Jala y de estudiar su interacción genotipo por ambiente para RGp y LMZ, en este trabajo se evaluaron 14 poblaciones, de las cuales cinco fueron colectas de la región de Jala, siete fueron poblaciones semimejoradas, y dos fueron híbridos varietales con 50 % de germoplasma de Jala. El experimento se estableció bajo condiciones de temporal o secano en cinco localidades: San José de Mojarras, Ixtlán de Río, Jala, y Xalisco, Nayarit, y Colegio de Postgraduados, Estado de México, en un diseño experimental de bloques completos al azar con tres repeticiones. El análisis de varianza combinado detectó significancia (p≤0.01) entre poblaciones y entre localidades para RGp y LMZ. La interacción Loc x Pob resultó significativa solamente para RGp. La población P5 tuvo un promedio de LMZ de 20.6 cm, y un promedio de RGp de 131 g, por lo que ésta representa una buena base genética para intentar recuperar la longitud de mazorca y mejorar el rendimiento de grano en la raza Jala mediante selección recurrente. Por otro lado, la población que presentó menor interacción fue P3, y la que contribuyó más a la misma fue P5. Para rendimiento de grano por planta el modelo Biplot GGE-SREG identificó a la población UAN-2010 como la de mayor adaptación. En tanto que para longitud de mazorca el modelo Biplot GGE-SREG se identificó a la población P3 como la mejor. La localidad que mejor discriminó a los genotipos fue San José de Mojarras, y donde mejor rindieron los genotipos fueron L1 y L4. No se encontró una población que tuviera alta capacidad de adaptación tanto para rendimiento de grano por planta como para longitud de mazorca. _______________ AGRONOMIC EVALUATION AND GENOTYPE x ENVIRONMENT INTERACTION IN MAIZE POPULATIONS OF THE JALA RACE. ABSTRACT: The Jala race of maize (Zea mays L.) is one of the most important maize races in México. For centuries, this race has been exclusively cultivated in the Jala Valley in Nayarit, Mexico. The Jala ear has been worldwide recognized as the largest one, but nowadays this race has undergone severe genetic erosion which has caused it a great reduction in ear length and yield production. In order to contribute to its conservation and genetic improvement, in this work it was studied its yield potential (RGp) and agronomic attributes, specially the ear length (LMZ). On the other hand, small farmers in México frequently quote the confidence they have in cultivating landraces of maize, as this type of materials are resistant to adverse factors and have a predictable agronomic performance in comparison with the modern maize varieties generated by conventional plant breeding. In this regard, genotype x environment interaction studies provide information about the performance of each genotype in front of environmental fluctuations. In order to agronomically evaluate the Jala race of maize and to study its genotype x environment interaction for RGp and LMZ, in this work we evaluated 14 populations, from which five populations were collections from the Jala region, seven populations were semi-improved populations, and two populations were intervarietal hybrids containing 50% of Jala germplasm. The experiment was carried out under rainfall conditions at five locations: San José de Mojarras, Ixtlán de Río, Jala, and Xalisco, State of Nayarit, and the Colegio de Postgraduados, State of México. A randomized complete block design with three blocks was used in each location. Results showed significance among populations and among locations for the two traits. The interaction Locations x Populations was significant only for RGp. Population P5 had an average of 20.6 cm for LMZ and yielded (RGp) on average 131 g, therefore it is a good genetic population to be used to try recovering the typical Jala ear size and to improve its grain yield by recurrent selection. On the other hand, Population P3 had the smallest contribution to the interaction for RGP and LMZ, whereas population P5 had the largest one. The Biplot GGE-SREG identified to population UAN-2010 as the one having the largest adaptation for RGp and to population P3 as the one having the largest adaptation for LMZ. The environment that better discriminated the genotypes was San Jose de Mojarras, and the best environments for RGp were L1 and L4. No population was found to have a high capacity of adaptation for both RGp and LMZ.

Master thesis

Zea mays L. Interacción genotipo por ambiente Poblaciones raza Jala Rendimiento Longitud de mazorca Biplot Genotype x environment interaction Populations Jala race Grain yield Ear length Genética Maestría CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Selección de híbridos simples e identificación de líneas parentales de maíz genéticamente superiores, con base en índices de selección

CARLOS MIGUEL RUIZ GONZALEZ (2019)

"El maíz en México es un cultivo básico de gran importancia para la sociedad y para mejorar la producción el mejoramiento genético es una estrategia viable y rentable; con base en esto, el proyecto de investigación consistió en la evaluación de la expresión agronómica de 611 híbridos de cruza simple establecidos en el Campo Experimental “El Bajío” de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro en los ciclos agrícolas 2017 y 2018. Los objetivos fueron los siguientes: I) Estudiar la variabilidad genética entre los híbridos de cruza simple través del efecto genético sobre la expresión de 13 características agronómicas, II) Desarrollar un índice de selección básico para seleccionar híbridos de cruza simple superiores y un índice de selección modificado para la identificación de líneas sobresalientes construido a través de los efectos de aptitud combinatoria general obtenidos mediante el diseño línea x probador, III) Predecir la formación de cruzas simples como poblaciones de mejoramiento, formadas con líneas que se complementen en características con efectos favorables en ACG. Los genotipos se evaluaron en 13 experimentos e incluyeron tres testigos; el diseño experimental fue en bloques incompletos en un arreglo alfa-látice con dos repeticiones. La unidad experimental consistió de 23 plantas donde se midieron 13 características agronómicas. Los resultados mostraron variación significativa en las características estudiadas asociada con las diferencias genéticas entre los híbridos. Para la determinación de los índices de selección, se empleó un análisis de dispersión gráfico obtenido de los vectores característicos del análisis de componentes principales de donde se definieron aquellas características que explicaron la mayor variación y con las cuales se construyeron los índices de selección: básico para la selección de híbridos superiores y el modificado para líneas sobresalientes. Con el valor de índice de selección obtenido en el análisis se identificaron como superiores a los híbridos 14, 60, 13, 38, 31,36, 6, 76,195 y 45 y como sobresalientes las líneas 47, 24, 82, 27, 11, 49, 36, 14, 35 y 12. El análisis línea x probador predijo como poblaciones de mejoramiento las cruzas entre las líneas 47 y 67, 4 y 63, 21 y 48, 23 y 195, 24 y 58"

"Corn in Mexico is a basic crop of great importance for society and to improve grain production, genetic improvement is a viable and profitable strategy; Based on this, the research project consisted of the evaluation of the agronomic expression of 611 single-cross hybrids established in the Experimental Field “El Bajío” of the Antonio Narro Autonomous Agrarian University in the agricultural cycles 2017 and 2018. The objectives were the following: I) Study the genetic variability among single cross hybrids through the genetic effect on the expression of 13 agronomic characteristics, II) Develop a basic selection index to select superior single cross hybrids and a modified selection index for identification of outstanding lines constructed through the effects of general combinatorial aptitude obtained through the line x tester system, III) Predict the formation of simple crosses as breeding populations, formed with lines that complement features with favorable ACG effects. Genotypes were evaluated in 13 experiments and included three controls; the experimental design was in incomplete blocks in an alpha-latex arrangement with two repetitions. The experimental unit consisted of 23 plants where 13 agronomic characteristics were measured. The results showed significant variation in the characteristics studied associated with genetic differences between hybrids. For the determination of the selection indices, a graphic dispersion analysis obtained from the characteristic vectors of the principal component analysis was used, from which those characteristics that explained the greatest variation were defined and with which the selection indices were constructed: basic for the selection of superior hybrids and the modified one for outstanding lines. With the value of the selection index obtained in the analysis, the superiors hybrids 14, 60, 13, 38, 31, 36, 6, 76,195 and 45 were identified and lines 47, 24, 82, 27, 11, 49, 36, 14, 35 and 12 were outstanding. The line x tester analysis predicted as improvement populations the crosses between lines 47 and 67, 4 and 63, 21 and 48, 23 and 195, 24 and 58"

Master thesis

Mejoramiento genético Gráfico Biplot Poblaciones de mejoramiento Cultivo CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Análisis Dialélico Basado en Índices de Selección y Enfoque Biplot para Identificar Grupos y Patrones Heteróticos en Poblaciones de Maíz

HUMBERTO DE LEÓN CASTILLO RICARDO CUELLAR FLORES ALFREDO DE LA ROSA LOERA DANIEL SÁMANO GARDUÑO FRANCISCO JAVIER CÁRDENAS FLORES (2008)

"En los cruzamientos dialélicos ordinariamente el rendimiento u otros parámetros de impacto son empleados de forma individual para generar información de efectos genéticos de los progenitores y de sus cruzamientos, no obstante que para la elección de cruzas y progenitores se considera varios parámetros. En el presente trabajo se usó un análisis dialélico donde el criterio de selección fueron los valores relativos al mérito de cada genotipo al considerar simultáneamente 8 parámetros: rendimiento, floración macho, sincronía floral, acame de raíz, mala cobertura, plantas con Fusarium, calificación de mazorca y relación mazorca planta, englobados en un índice de selección (IS). El material genético empleado fueron las cruzas posibles de once poblaciones F2 de híbridos comerciales para las regiones entre 1000 y 2000 msnm, obtenidas para el método II de Gardner y Eberhart (II de G y E). Los objetivos del estudio fueron clasificar progenitores y cruzamientos con base en el valor de sus IS, atendiendo su desempeño per se, así como por sus efectos genéticos, e identificar posibles grupos y patrones heteróticos. Las 55 F1 y los 11 progenitores fueron evaluados en Celaya, Gto., El Prado, N.L. y Tlajomulco de Zúniga, Jal., durante el año 2006. Los resultados del dialélico II de G y E indican diferencias en: cruzas, siendo las de índice superior las cruzas 1x8 1x3, 4x5, 6x8 y 1x5 ; en poblaciones, las de mejores índices fueron la 2, 9 y la 3; con mayor efecto varietal sobresalieron estadísticamente las poblaciones 9, 2 y 3; en heterosis varietal sobresalen las poblaciones 11 y la 10; mientras que en heterosis específica las cruzas mejores fueron la 9x10, 2x10, 4x5 y la cruza 1x8. El gráfico biplot permitió que se identificaran dos potenciales grupos heteróticos, el primero formado por las poblaciones 1, 2, 4, 6 y 9 el segundo con la población 3, 5 y 8"

"In the diallel cross ordinarily the yield or another parameters of impact are used as individual form to generate information of combinatory aptitude of the parents and its crossovers. Even though for the selection of parents and combinations is important to consider several parameters. In this work it was to run a diallel analysis where the selection criterion are the values related to the merit of each genotype when considering simultaneously 8 parameters: yield, male flowering, plant-ears relation, lodging by root, bad coverage, plants with Fusarium, qualification ears, included in a selection index (SI). The work material was the possible combinations between eleven F2 populations representative of the commercial hybrids recommended to be exploded in regions between 1000 and 2000 masl, obtained by method II of Gardner and Eberhart. The objectives of the study were to classify parents and crossovers with base in the value of the SI, Considering their performance “per se”, as well as their genetic effects; and to identify possible groups and heterotic patterns. The 55 F1 and the 11 parents were evaluated in Celaya, Gto., Prado N.L and Tlajomulco de Zuniga, Jal., during the 2006. The results detected differences in: combinations, being those of superior index combinations 1x8, 1x3, 4x5, 6x8 y 1x5 ; in populations, where those of better index were the 2, 9 and the 3; in GCA, populations 9, 2 and 3; and in heterosis (SCA) the combinations 9x10, 2x10, 4x5 and 1x8 were the best. In addition, the biplot graphical allowed to indentify two potential heterotic groups, the first one formed by populations 1, 2 4, 6 and 9; the second one with populations 3, 5 and 8"

Article

Índices de selección Dialélicos y gráficos biplot CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA