Evaluación de un diseño en Lattice Square como alternativa a los métodos actuales en la mejora de líneas de arroz

Abstract

[EN] Ability for doing an effective sampling is the best characteristic to choose a field breeding design. Quantitative characters are highest inheritable when plants are cultivated in isolation conditions in fields. This work try to validate a field design for rice breeding which combines lattice design with isolation conditions. It has been used a rice double haploid (DH) population obtained from the cross between the rice varieties Benisants and Gigante Vercelli. DaRT analysis was done to obtain 465 SNPs between the two parents. DH lines, both parents and a reference variety, Gleva, were studied in two field trials. Phenotypic differences were statistically significant, even with a 66 % of repeats decrease. The association of all morphological traits was estimated by phenotypic Correlation Coefficient and showed positive relation between Total Weight of plant, Tiller Number and Total Number of grains per panicle with Grain Weight. The results of Principal Components Analysis were closely in line with Correlation Analysis. Cluster Analysis classified the totally of the lines into four distinct groups. Similar results were obtained in the DaRT representation. Six lines, both parents and the reference variety were analyzed with Lattice Design and Randomized Complete Block Design (RCBD). Coefficient of Variation of lattice design is 9,8 % while that of RCBD is 14,1 %, which proves the best efficiency of Lattice design. Also, Lattice design is more economical, using a 94 % less plants front RCBD.

[ES] El criterio básico para la elección de un diseño de selección debe ser su capacidad para poder efectuar un muestreo efectivo dentro de unas condiciones ambientales heterogéneas. La evaluación y selección en condiciones de cultivo aisladas entre plantas permite la optimización de la heredabilidad para caracteres cuantitativos. El presente trabajo trata de validar un nuevo diseño de campo para la selección de nuevas variedades de arroz en lattice square y con un marco de plantación de 0,5 x 0,5 m entre plantas, frente al diseño usualmente utilizado de bloques al azar, con marco de plantación similar a las condiciones normales de cultivo. Se utilizó una población de dobles haploides, derivada de un cruzamiento entre las variedades Benisants y Gigante Vercelli. La población de partida fue analizada genéticamente mediante un análisis DaRT que proporcionó 465 SNPs entre los dos progenitores, y que permitió su clasificación mediante un dendograma. Se realizó un ensayo principal durante dos años consecutivos en la zona de Valencia con la población total, donde se obtuvieron diferencias estadísticamente significativas en la caracterización fenotípica de las líneas. Estas diferencias significativas se mantuvieron, incluso disminuyendo en un 66 % el número de repeticiones utilizadas. El estudio de las Correlaciones entre todas las variables relacionadas con el Rendimiento en Grano mostró que este aumenta con el Peso Total de la planta y sus caracteres asociados: Número de tallos y Número de granos por panícula. El Análisis de Componentes Principales relacionó el Rendimiento en Grano fundamentalmente con el Número de Tallos por planta. El Dendograma realizado con los datos fenológicos de campo obtenidos clasificó 4 grupos de líneas de ensayo, relacionados con la expresión gráfica de los Componentes Principales y la clasificación genética efectuada a partir del análisis DaRT. En el ensayo comparativo realizado entre el diseño propuesto y un diseño en bloques al azar con una serie de líneas seleccionadas, el diseño en lattice obtuvo un Coeficiente de Variación del 9,8 % frente al 14,1 % del ensayo en bloques. Además, el número de plantas utilizado en el ensayo en lattice fue un 94 % inferior con el consiguiente ahorro económico en la evaluación de líneas de mejora.

[CA] El criteri bàsic per a la elecció d'un disseny de selecció deu de ser la seua capacitat per a poder fer un mostreig efectiu dins d'unes condicions ambientals heterogènies. La evaluació i selecció en condicions de cultiu aïllades entre plantes permet la optimització de la heretabilitat per a caràcters quantitatius. El present treball trata de validar un nou disseny de camp pera la selecció de noves varietats d'arrós en Lattice Square i amb un marc de plantació similar a les condicions normals de cultiu. Es va utilitzar una població de línies doble haploides, derivada de un creuament entre les varietats Benisants i Gigante Vercelli. A més, una varietat de referència de la zona de València, Gleva, es va cultivar als assajos. La població de partida va ser analitzada genèticament mitjançant un anàlisis DaRT que va donar 465 SNPs entre els dos progenitors, y que va permetre la seua classificació mitjançant un dendograma. Es va realitzar un assaig principal duran dos anys consecutius en la zona de València amb la població total, on s'obtingueren diferencies estadísticament significatives en la caracterització fenotípica de les línies. Aquestes diferències significatives es mantingueren, inclús disminuint en un 66 % el número de repeticions utilitzades. El estudi de les Correlacions entre totes les variables relacionades amb el Rendiment en Gra va mostrar que aquest augmenta amb el Pes Total de la planta y els seus caràcters associats: Número de tiges i Número de grans per panícula. El Anàlisi de Components Principals va relacionar el Rendiment en Gra fundamentalment amb el Número de Tiges per planta. El Dendograma realitzat amb els datos fenològics de camp obtinguts va classificar quatre grups de línies de assaig, relacionades amb la expressió gràfica del Components Principals y la classificació genètica efectuada a partir del anàlisis DaRt. A l'assaig comparatiu realitzat entre el disseny proposat i un disseny en Blocs Complets a l'Atzar amb una sis línies DH, els dos parentals y la varietat de referència, el disseny en Lattice va obtindre un Coeficient de Variació del 9,8 % front al 14,1 % de l'assaig en Blocs. A més, el número de plantes utilitzat a l'assaig en Lattice va ser un 94 % inferior amb el consegüent estalvi econòmic a la avaluació de línies de millora.