Identificación y uso de la alogamia residual en arroz (Oryza sativa L.) para el mejoramiento de la producción de semilla híbrida

Abstract

La baja alogamia del arroz cultivado (Oryza sativa L.) limita la producción de semilla híbrida, proceso clave para la adopción de materiales híbridos, sin que exista un sistema concreto para su evaluación y mejoramiento genético. Con el fin de evaluar la alogamia residual en O. sativa y su uso potencial para mejorar la producción de semilla híbrida, se desarrolló un método de evaluación de alogamia usando androesterilidad genética, integrado a pruebas de progenies y cruzamientos de prueba, donde el peso de granos de plantas androestériles se consideró un estimativo de alogamia absoluta (ALOA) y su proporción con el peso fértil de la progenie (PFP), como una medida de alogamia relativa (ALOR). Se analizó la variación fenotípica de ALOA y ALOR en descendientes S1 recombinantes de genotipos cultivados contrastante para alogamia, y se evaluó la respuesta de ALOA a la selección masal disruptiva partiendo de una población recombinada. Se encontró una alta variabilidad para ALOA y ALOR (p 0,0001) en líneas recombinantes de genotipos contrastantes, con heredabilidades entre 65 % ± 4 % 82 % ± 2 %. La selección masal generó cambios en los promedios de ALOA de las poblaciones disruptivas, alcanzando diferencias significativas entre ellas (α = 0,01). El método de evaluación de alogamia fue consistente y preciso, revelando una alta variabilidad genética para alogamia residual en poblaciones cultivadas de base genética estrecha. La rápida respuesta de ALOA a la selección masal fue coherente con la alta heredabilidad observada. Con la existencia de variabilidad genética para ALOA y ALOR en genotipos cultivados y la disponibilidad de un método simple y rápido para evaluar alogamia en generaciones tempranas, se espera un avance rápido en el mejoramiento de la producción de semilla híbrida de parentales de híbridos, evitando introgresiones con materiales silvestres y evaluaciones dispendiosas.

//Abstract: The low outcrossing in cultivated rice (Oryza sativa L.) limits the hybrid seed production, a key process for adoption of hybrid materials, and there is no a concrete system for its evaluation and breeding. In order to evaluate the residual outcrossing in O. sativa and its potential use for hybrid seed production improvement, an outcrossing evaluation method was developed using genetic male sterility, applying progeny test and test crosses. Seed weight of male sterile plants was considered as an estimate of absolute outcrossing (ABOUT) and its ratio with fertile progeny production (FPP) as a measure of relative outcrossing (ROUT). Phenotypic variation of ABOUT and ROUT in S1 offspring of cultivated genotypes contrasting for outcrossing were analyzed, and ABOUT response to mass selection in a recombined population was evaluated. A high variability for ABOUT and ROUT (p 0.0001) was found in recombinant lines of contrasting genotypes, with heritabilities between 65% ±4% and 82% ±2%. The mass selection generated changes in the ALOA averages of disruptive populations, reaching significant differences between them (α = 0.01). The outcrossing evaluation method was consistent and accurate, revealing high genetic variability for residual outcrossing in cultivated rice populations with narrow genetic base. ABOUT's rapid response to mass selection was consistent with the high heritability observed. The existence of genetic variability for ABOUT and ROUT in cultivated genotypes and the availability of a simple and fast method for evaluating genotypes in early generations, a rapid advance in seed production improvement of parental lines of hybrid rice can be expected, avoiding complex introgressions from wild materials and costly evaluations.