Pérdida de tolerancia a la desecación durante la imbibición-germinación en semillas de maíz

Orthodox seeds near maturity acquire desiccation tolerance, however during this imbibition-germination is lost. The time that occurs between species even between batches of the same species is variable. When the loss of desiccation tolerance in maize seeds during imbibition, germination occurs is determined, and also the behavior of lipid bodies relative to the loss of tolerance was observed. Maize seeds of line 231 were imbibed in water and with various concentrations of polyethylene glycol 8 000. The imbibition kinetics was quantified in periods of eight hours to 40 hours and the loss of tolerance to desiccation is estimated by testing standard germination, conductivity electrical and accelerated aging. Embryonic axes were processed and observed in the transmission electron microscope. The loss of desiccation tolerance was presented at 32 h of imbibition water contents of 300 g H2O kg1 and 520 g H2O kg1 seed and embryo respectively. At this time the conductivity increases from 7.26 to 15.63 g µSm-1g-1 while the germination viability decreased 27 and 84% respectively. The movement of lipid bodies during imbibition-germination occurs between 24 h and 32 h, causing changes to the membrane with dried, so the role of these, besides being a source of energy during germination, provide membrane protection during desiccation.Las semillas ortodoxas cerca de la madurez adquieren tolerancia a la desecación; sin embargo, durante el proceso de imbibición-germinación ésta se pierde. El tiempo en que ocurre entre especies, incluso entre lotes de la misma especie es variable. Se determinó el momento en que ocurre la pérdida de tolerancia a la desecación en semillas de maíz durante la imbibición-germinación, además se observó el comportamiento y relación de cuerpos lípidos con la pérdida de tolerancia. Semillas de maíz de la línea 231 fueron imbibidas en agua y con diferentes concentraciones de polietilenglicol 8 000. La cinética de imbibición se cuantifico en periodos de ocho horas hasta las 40 h y la pérdida de tolerancia a desecación se estimó con pruebas de germinación estándar, conductividad eléctrica y envejecimiento acelerado. Ejes embrionarios fueron procesados y observados en el microscopio electrónico de transmisión. La pérdida de tolerancia a la desecación se presentó a las 32 h de imbibición a contenidos de agua de 300 g H2O kg1 y 520 g H2O kg1 en semilla y embrión respectivamente. En este momento la conductividad aumenta de 7.26 a 15.63 µSm-1g-1 mientras la germinación y viabilidad se redujeron 27 y 84% respectivamente. El movimiento de los cuerpos lípidos durante la imbibición-germinación se presenta entre las 24 h y 32 h, provocando alteraciones a la membrana con los secados, por lo que el papel que juegan éstos, además de ser fuente de energía durante la germinación, proveen de protección a las membranas durante la desecación

Características físicas y químicas de la raza de maíz Palomero Toluqueño

Accessions of the Palomero Toluqueño maize race do not have information on their capacity for expansion and the physicochemical properties of the grain related to this characteristic. Therefore, the objective of the present was to determine the relationship between the capacity of grain expansion and physical variables (hardness, density, hectoliter weight and thickness of pericarp) and chemical (content of total starch, amylose and amylopectin) in accessions of the Palomero Toluqueño maize race. 18 accessions of this race seven pre-improved materials were evaluated. The materials were cultivated in the spring-summer 2014 agricultural cycle in Montecillo, State of Mexico and Santa María Zacatepec, Puebla. As a witness, a commercial palomero of the brand ‘Valle Verde’ was used. The data of the variables evaluated were analyzed in a completely randomized design, comparison of means and correlation between the variables studied. The average hectolitre weight of the pre-improved materials exceeded by 3.9 kg hL-1 that of the accessions of Palomero Toluqueño. With respect to hardness, the pre-improved materials were statistically similar to the control. The Palomero Toluqueño breed and the pre-improved materials showed pericarp thickness less than 0.6 μm while the control showed 0.9 μm of the control. No statistical difference was observed in the chemical variables evaluated. The hectoliter weight and pericarp thickness were positively correlated with the volume of expansion, which will allow its use as indirect tests in the genetic improvement for the expansion capacity of the Palomero Toluqueño breed. Keywords: amylose, hardness, hectoliter weight, pericarp, starchLas accesiones de la raza de maíz Palomero Toluqueño no cuentan con información de su capacidad de expansión y las propiedades fisicoquímicas del grano relacionadas con esta característica. Por lo anterior, el objetivo del presente fue determinar la relación que existe entre la capacidad de expansión del grano y variables físicas (dureza, densidad, peso hectolítrico y espesor de pericarpio) y químicas (contenido de almidón total, amilosa y amilopectina) en accesiones de la raza de maíz Palomero Toluqueño. Se evaluaron 18 accesiones de esta raza y siete materiales premejorados. Los materiales se cultivaron en el ciclo agrícola primavera-verano 2014 en Montecillo, Estado de México y Santa María Zacatepec, Puebla. Como testigo, se utilizó un palomero comercial de la marca ‘Valle Verde’. Los datos de las variables evaluadas se analizaron en un diseño completamente al azar, comparación de medias y de correlación entre las variables estudiadas. La media del peso hectolitrico de los materiales premejorados superó por 3.9 kg hL-1 a la de las accesiones de Palomero Toluqueño. Con respecto a la dureza, los materiales premejorados fueron estadísticamente similares al testigo. La raza Palomero Toluqueño y los materiales premejorados presentaron el grosor de pericarpio menor a 0.6 µm mientras que el testigo mostró 0.9 µm del testigo. No se observó diferencia estadística en las variables químicas evaluadas. El peso hectolítrico y el grosor de pericarpio tuvieron correlación positiva con el volumen de expansión, lo que permitirá su uso como pruebas indirectas en el mejoramiento genético para la capacidad de expansión de la raza Palomero Toluqueño. Palabras clave: almidón, amilosa, dureza, pericarpio, peso hectolítric

Textural, chemical and sensorial properties of maize tortillas fortified with nontoxic Jatropha curcas L. flour

Hunger and malnutrition still affecting part of the Mexican population, for whom the tortilla is a staple food. However, maize tortillas are high in calories but deficient in proteins; therefore, studies have been conducted to fortify tortillas, with protein-rich nonconventional sources. This study examines the physicochemical and rheological characteristics of dough and maize tortillas fortified with nontoxic Jatropha curcas flour. Fortified maize doughs were prepared with 0%, 5%, 10%, 15% and 20% J. curcas nontoxic flour, which contains 55% protein. Tortillas were made and their chemical profile and tortilla quality were quantified and subjected to sensorial analysis. Rheological characteristics of dough were slightly modified but the protein in the tortillas increased 10.8% with treatment T20. They did not change in color, were soft, and consumer acceptance was not affected. It is concluded that nontoxic J. curcas flour is an excellent option for increasing the protein value of tortillas

Híbridos y progenitores de Sorgo tolerantes al frío, II: efecto de Fusarium verticillioides (Sacc.) Nirenberg en el rendimiento de semilla y sus componentes en condiciones de campo

The expansion of sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) crop to the Central High Valleys of México, where cold tolerant experimental sorghum hybrids (CTESH) are already available, is limited by their susceptibility to stem and head blight (Fusarium verticillioides) and by the small seed size. The tolerance to this pathogen of new CTESH and some of their parental lines, to which this trait had been incorporated, was evaluated. In 2003, an experiment was established under field and irrigation conditions at Montecillo, State of México, in which 12 hybrids, 3 A-lines, 5 B-lines, 3 R-lines and the open pollinated variety VA-110 were evaluated. Three inoculation treatments at the onset of flowering, were applied per genotype: 1) injection of a pathogen suspension (5×104 conidia mL-1); 2) injection with sterile water; and 3) control without inoculum or injection. A complete randomized blocks design with three replicates, in a factorial arrangement, was used. The variables analyzed were: induced, natural and total damage caused by the pathogen on the vascular tissue, and its effect on dry matter production and distribution, and on seed yield and its components (100-seeds weight and number of seeds per panicle). The average temperature and relative humidity were favourable to the disease expression. On the average, the hybrids group produced more dry matter, higher seed yield per panicle and of its components than the groups of parental lines. The average values of heterosis and heterobeltiosis for seed yield per panicle were 35 and 22%. Some hybrids, and B and R-lines were found with less severe damage to vascular tissue and with lower yield and seed components reductions caused by the pathogen infection. The yield average and the seed size of the new parental lines were higher than those of VA-110. The results indicate that tolerance to F. verticillioides and greater seed size were traits successfully incorporated to new parental lines of cold tolerant sorghum hybridsLa expansión del cultivo del sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) a los Valles Altos Centrales de México, donde ya existen sorgos híbridos experimentales tolerantes al frío (SHETF), está restringida por la susceptibilidad de éstos al tizón del tallo y de la panoja (Fusarium verticillioides) y su reducido tamaño de semilla. Se evaluó la tolerancia a este patógeno de nuevos SHETF y algunos de sus progenitores, a los cuales se había incorporado este carácter. En 2003 se estableció un experimento en Montecillo, Estado de México, en condiciones de campo y con riego, en el que se evaluaron 12 híbridos, 3 líneas A, 5 líneas B, 3 líneas R y la variedad VA-110; y tres tratamientos de inoculación al inicio de la floración: 1) inyección del patógeno en suspensión (5×104 conidios mL-1); 2) inyección con solamente agua estéril y 3) testigo sin inóculo ni inyección. El diseño fue bloques completos al azar con tres repeticiones, en arreglo factorial. Las variables analizadas fueron el daño artificial, natural y total originado por el patógeno al tejido vascular y su efecto en la producción y distribución de la materia seca y en el rendimiento de semilla y en sus componentes (peso de 100 semillas y número de semillas por panoja). Los promedios de temperatura y humedad relativa fueron favorables para la expresión del hongo. En promedio, el grupo de híbridos produjo más materia seca, mayor rendimiento de semilla por panoja y de sus componentes que los grupos de sus progenitores. Los valores promedio de heterosis y heterobeltiosis para rendimiento de semilla por panoja fueron 35 y 22%. Se identificaron híbridos y líneas B y R cuyos daños al tejido vascular provocados por la infección fueron menos severos y con menores reducciones en el rendimiento y en sus componentes. El promedio del rendimiento y del tamaño de semilla de los nuevos progenitores fue mayor que el de VA-110. Los resultados indican que la incorporación de tolerancia a F. verticillioides y de mayor tamaño de semilla, a las nuevas líneas progenitoras de híbridos de sorgo tolerantes al frío, ha sido satisfactoria

Rendimiento y capacidad de expansión del grano de maíz en la raza Palomero Toluqueño

It has been suggested that the Palomero Toluqueño corn racecontributed to the origin of other races and despite having the capacity to burst, this quality has not been enhanced. The objective of the present study was to evaluate the yield and expansion capacity of accessions of this racekept in germplasm banks. 47 accessions of Palomero Toluqueño were evaluated, three materials in the process of genetic improvement for trapping and a commercial material as a reference. The experiments were established in a randomized complete block design with two repetitions in the spring-summer 2014 agricultural cycle in Montecillo, State of Mexico and Santa MariaZacatepec, Puebla. The variables evaluated weregrain yield, expansion volume, percentage of grains without popping, rosette shape, pericarp spray and volume of popcorn per hectare. The general average yield was 3.38 t ha-1and the volume of popcorn per hectare was 8.86 m3 ha-1, while the volume of expansion per sample, percentage of unpopped grains and the pulverized pericarp had averages of 2.73 cm³ g-1, 67.59% and 3.2 (visual scale 1-5), respectively; in contrast, the commercial control, for the same variables, showed values of 19.33 cm³ g-1, 27.49% and 1.6. Only the butterfly rosette shape was featured. The results indicate that the Palomero Toluqueño racehas a low expansion capacity in relation to the commercial material; however, its grain yield exceeded the national average. The variables evaluated demonstrate the diversity that exists within the raceSe ha planteado que la raza de maíz Palomero Toluqueño contribuyó en el origen de otras razas y pese a tener capacidad de reventar no se ha potenciado dicha cualidad. El objetivo del presente estudio fue evaluar el rendimiento y la capacidad de expansión de accesiones de esta raza resguardadas en bancos de germoplasma. Se evaluaron 47 accesiones de Palomero Toluqueño, tres materiales en proceso de mejoramiento genético para reventado y como referencia un material comercial. Los experimentos se establecieron en un diseño de bloques completos al azar con dos repeticiones en el ciclo agrícola primavera-verano 2014 en Montecillo, Estado de México y Santa María Zacatepec, Puebla. Las variables evaluadas fueron: rendimiento de grano, volumen de expansión, porcentaje de granos sin reventar, forma de la roseta, pulverización del pericarpio y volumen de palomitas por hectárea. El promedio general de rendimiento fue de 3.38 t ha-1 y el volumen de palomitas por hectárea de 8.86 m3 ha-1 mientras que el volumen de expansión por muestra, porcentaje de granos sin reventar y el pericarpio pulverizado tuvieron medias de 2.73 cm³ g-1, 67.59% y 3.2 (escala visual 1-5), respectivamente; en contraste, el testigo comercial, para las mismas variables, mostró valores de 19.33 cm³ g-1, 27.49 % y 1.6. Sólo se presentó la forma de roseta tipo mariposa. Los resultados indican que la raza Palomero Toluqueño tiene una baja capacidad de expansión en relación con el material comercial; sin embargo, su rendimiento de grano superó a la media nacional. Las variables evaluadas demuestran la diversidad que existe dentro de la raza

Híbridos y progenitores de sorgo tolerantes al frío. i: calidad de la semilla y su influencia en el establecimiento de plántulas

En parcelas de demostración establecidas en los Valles Altos Centrales de México, la emergencia de las plántulas de un primer grupo de sorgos híbridos tolerantes al frío fue lenta, lo que se atribuyó a las bajas temperaturas al inicio de la estación de crecimiento y al reducido peso de la semilla. En este estudio se evaluó la asociación entre algunas características de calidad de la semilla de nuevas líneas e híbridos experimentales de sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) con las relacionadas con el establecimiento de las plántulas en campo, en 32 genotipos, agrupados en híbridos y sus progenitores: líneas A, B y R; y la variedad VA-110. En el laboratorio, la calidad de la semilla se evaluó con base en características fisiológicas (germinación y vigor de plántulas normales y anormales, entre otras); físicas (como peso de 100 semillas y peso volumétrico) y sanitarias (porcentaje de plántulas enfermas). En el campo, se consideró los días al inicio y al final de la emergencia, altura de plántula, velocidad de emergencia y porcentaje final de plántulas emergidas. En el laboratorio se estableció un diseño experimental completamente al azar y en campo se empleó un diseño de bloques completos al azar; en ambos casos se utilizaron tres repeticiones y los métodos propuestos por la ISTA para ensayos de semillas. El grupo de nuevos híbridos de sorgo presentó mayor peso de 100 semillas que el promedio de los grupos de progenitores, pero esa variable no mostró relación directa con mejores características de calidad de las líneas progenitoras. El menor peso de la semilla tampoco estuvo asociado con pobres atributos de germinación de la semilla, ni de emergencia de las plántulas en el campo. La mayoría de las variables medidas en las pruebas de laboratorio no correlacionaron linealmente con las variables de emergencia en campo. La temperatura del suelo no afectó la germinación de la semilla y emergencia de la plántula en campo en este estudio

Diagnóstico ecológico para la conservación de Jatropha spp. (Euphorbiaceae) y sus hábitats, en la Reserva Tehuacán-Cuicatlán, México

Jatropha spp., es un importante recurso fitogenético usado como alimento, medicina y biocombustible. En este estudio verificamos la identidad taxonómica de las especies de Jatropha para la Reserva de la Biosfera Tehuacán-Cuicatlán, y las unidades ambientales (UA) que ocupan. Evaluamos el estado de conservación de sus hábitats y la vulnerabilidad de las poblaciones de Jatropha. Los sitios de muestreo seleccionados en la Reserva fueron 15. El trabajo taxonómico estuvo basado en especímenes, descripciones originales y material tipo de herbarios y aquellos en línea. Las UA fueron clasificadas mediante variables biofísicas y el software gvSIG. Los atributos ecológicos fueron determinados con análisis cuantitativo por el método de cuadrado centrado en un punto; el disturbio fue estimado a través de indicadores de sitio, y el estado de conservación de las poblaciones de Jatropha con el Método para la Evaluación de Riesgo de Extinción de Plantas en México (MER). Jatropha frecuentemente dominó la fisonomía de las comunidades vegetales. La distribución actual de las especies de Jatropha en la Reserva estuvo principalmente determinada por las variables altitud, temperatura y precipitación. Las especies confirmadas fueron: Jatropha ciliata Sessé ex Cerv., Jatropha neopauciflora Pax, Jatropha oaxacana J. Jiménez Ram. & R. Torres, Jatropha rufescens Brandegee, y Jatropha rzedowskii J. Jiménez Ram., las cuales estuvieron distribuidas en cuatro de las seis UA definidas. J. neopauciflora y J. rzedowskii son las especies más ampliamente distribuidas; estas últimas especies concurrieron en cuatro, J. oaxacana en dos, mientras que J. rufescens y J. ciliata en una UA, siendo ésta la especie más restringida. La riqueza de géneros en las comunidades asociadas varió entre 16 y 42. Los máximos y mínimos Índices de Valores de Importancia fueron observados en San Nicolás Tepoxtitlan para J. neopauciflora (53.75%) y J. rzedowskii (1.50%). El índice de disturbio varió entre 0.22 y 0.82, con promedio de 0.51, mientras que la variable ganado tuvo mayor contribución. Considerando las categorías de riesgo del MER, concluimos que J. oaxacana requiere protección especial, mientras que J. ciliata y J. rufescens fueron especies en riesgo de extinción. El estado de conservación de los hábitats ocupados por poblaciones de Jatropha spp. es moderado, tomando en cuenta la tasa de disturbio. Los principales factores que afectan a los hábitats de Jatropha son el ganado y las actividades humanas; la composición florística de las comunidades vegetales tuvo baja riqueza. Estos resultados apoyan la necesidad de establecer estrategias de conservación para evitar la pérdida de importantes poblaciones silvestres de Jatropha

Popping patterns in F2 segregant progenies from popcorn × non-popcorn crosses

The most important commercial feature in popcorn (Zea mays L.) is the expansion of the starch contained in the endosperm; however, little has been studied about the underlying genetic basis of this quantitative trait, for which the development of segregating populations is required. The first step is the selection of the most appropriate contrasting parents for popping capacity to create these populations. The objectives of this study were, 1) to analyze the popping patterns of F2 populations derived from crosses between popcorn × nonpopcorn inbred lines to identify the most divergent cross for future molecular analysis in search of alleles-related to popping capacity,  and 2) to estimate the number of genes responsible for popping expansion volume based on the tails of segregation. Seven biparental crosses of popcorn × non-popcorn were performed to obtain F2 populations, and those were phenotypedfor popping expansion volume. Phenotypes were analyzed by the H test, Lilliefors normality-test, Fisher’s coefficient of skewness, and kurtosis level. The number of genes estimation was made with X2 and (1/4)n tests. The popping patterns indicated that popcorn × flint corn was the most divergent cross, with the most symmetrical distribution, and therefore, the best suitable population to be used for molecular analysis. Results indicated the existence of three to five major genes related to popping expansion volume. Transgressive segregation was present in all populations, showing individuals whit a popping expansion volume higher or lower than the parental ones, suggesting that non-popcorn lines contain variation for alleles that promote popping.Keywords: Popcorn, popping expansion volume, popping patterns, transgressive segregation, Zea mays L