Diferencias e importancia de la duración del periodo a floración y del periodo reproductivo en sojas con similar longitud de ciclo

Rendimientos altos y estables son desafíos necesarios para sostener la demanda futura del cultivo en un contexto de cambio climático y declinación de los rendimientos promedios.Tanto la agricultura de precisión, como el mejoramiento genético, podrían reducir estas pérdidas de rendimiento por superficie de forma sostenible y sustentable. En este sentido, la adaptación a cambios moderados en el clima y de carácter transitorios, puede ser lograda seleccionando cultivares con periodos de floración y duración de ciclo apropiados. La plasticidad de la floración en un cultivo representa una estrategia de escape al estrés (hídrico-térmico, en adelante estrés), principalmente en ambientes donde la disponibilidad de agua en este periodo es incierta o variable. En soja múltiples factores genéticos interactúan entre sí y con el ambiente (principalmente fotoperiodo y temperatura), dando como resultado distintas longitudes de ciclo, adaptándose su cultivo a distintas regiones. De acuerdo a la información disponible, la etapa menos afectada por estrés es aquella comprendida entre el inicio de floración hasta el comienzo del llenado de grano, atribuido a la alta plasticidad de la planta para la formación de nuevas flores y frutos. Y el período de llenado de grano es considerada la etapa más crítica debido a su robusta relación positiva con el rendimiento. Numerosos trabajos sugieren que prolongar el período reproductivo junto al hábito de crecimiento indeterminado, podrían mantener el número de nudos, ramas, vainas, flores y frutos, dando estabilidad a los cultivares de soja, compensando la pérdida causada por algún estrés transitorio. En estudios preliminares en otras localidades en Argentina, se ha observado que algunos cultivares expresan períodos reproductivos más prolongados que el resto de los cultivares con la misma longitud de ciclo, e incluso, algunos de estos genotipos han mostrado mayor estabilidad en ensayos comparativos de rendimiento.Fil: Vicentin, Ignacio Gabriel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Entre Ríos. Estación Experimental Agropecuaria Paraná; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Ghione, Celina Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Córdoba. Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Cuatrin, A.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Entre Ríos. Estación Experimental Agropecuaria Paraná; ArgentinaFil: Gilli, Javier Ramon. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Córdoba. Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; Argentin

Comparación del progreso del cultivo de soja en los ciclos agrícolas 2021/22 y 2022/23 (ciclo agrícola con evento “La Niña”).

La soja es el principal cultivo oleaginoso a nivel país en superficie implantada y producción. El registro de la producción y comportamiento de los cultivares en diferentes zonas de producción como en distintos ciclos agrícolas permite obtener información esencial del comportamiento de cada cultivar, para su uso por los productores y para el progreso del cultivo en general. En este trabajo se planteó como objetivo analizar, con imágenes, con los datos de producción y de calidad de grano el efecto climático sobre diferentes genotipos agrupados según su Grupo de Madurez (GM), comparando el presente ciclo agrícola 2022/23 con el ciclo agrícola 2021/22.EEA ParanáFil: Vicentin, Ignacio Gabriel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Paraná. Departamento Mejoramiento; ArgentinaFil: Cuatrin, Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Paraná. Departamento Economía Agraria; ArgentinaFil: Santos, Diego Jose. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Paraná. Departamento de Producción; ArgentinaFil: Gallardo, Maricel Andrea. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Paraná. Departamento Mejoramiento; ArgentinaFil: Politi, Mariangeles. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Paraná. Departamento Mejoramiento; ArgentinaFil: Formento, Angela Norma. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Paraná. Departamento de Producción; Argentin

Identificación de genes y/o alelos que determinan el tiempo a floración y la longitud de distintas fases del periodo reproductivo en soja a través de mapeo asociativo

La soja es una planta anual con respuesta cuantitativa a días cortos, ampliamente cultivada en el mundo y uno de los principales cultivos en la Argentina por sus múltiples usos. En los últimos años el cambio climático ha condicionado la producción y estabilidad de los cultivos, principalmente por eventos transitorios de estrés hídrico y/o térmico. En este sentido, estudios previos sugieren que la adaptación a estos cambios, puede lograrse modificando el tiempo a floración y prolongando el período reproductivo y que existen en grupos de genotipos con igual duración de ciclo, algunos que se destacan con periodos reproductivos y/o sus diferentes fases prolongadas y con mayor estabilidad de rendimiento. Con el objetivo de identificar marcadores moleculares y genes asociados a diferentes longitudes de la fase días a floración y diferentes fases del periodo reproductivo en germoplasma de soja mediante el uso de mapeo asociativo, se utilizó un set de 94 genotipos de soja compuesto por cultivares y líneas experimentales de Argentina y germoplasma exótico, con diferente duración de ciclo y características agronómicas. Los ensayos se realizaron en condiciones de campo, en tres localidades y seis ciclos agrícolas. Los genotipos se agruparon de acuerdo a su duración de ciclo (Ciclo) y se estudiaron las variables días a floración (E-R1) y las fases desde inicio de floración a inicio de fructificación (R1-R3), días desde inicio de fructificación a pleno llenado de granos (R3-R6) y días desde inicio de fructificación a madurez fisiológica (R3-R7). Se seleccionaron los genotipos con E-R1 cortos (E-R1c) y R1-R3, R3-R6p y R3-R7 prolongados (R1-R3p, R3-R6p y R3-R7p). Se determinó la estructura poblacional con 14 marcadores SSR y se realizó una genotipificación a alta escala con marcadores DarTs y SNPs para identificar genes candidatos por mapeo asociativo. La búsqueda de genes candidatos se realizó en los genotipos que se seleccionaron por presentar E-R1c, R1-R3p, R3-R6p o R3-R7p o una combinación de éstas. Luego se seleccionaron los genes con procesos biológicos o anotaciones Gene Onthology (GO) coincidentes con genes descriptos previamente asociados a floración y periodo reproductivo en soja y A. thaliana, así como genes con distinta función, pero conteniendo marcadores asociados en su secuencia. Los resultados mostraron una importante variación fenotípica en la población estudiada, incluyendo la variación de los genotipos, los ambientes y su interacción significativas para Ciclo. Se agruparon los genotipos por Ciclo en cada localidad y se identificaron 37, 19 y 5 genotipos en Paraná, Marcos Juárez y Cerro Azul respectivamente, por poseer una o más de las características buscadas, cinco genotipos se destacaron por combinar E- R1c, R1-R3p, R3-R6p y R3-R7p y dos por combinar E-R1c, R1-R3p y R3-R6p. Se analizaron 7125 SNPs y 6465 DArTs y la estructura de la población que mejor ajustó fue K=2, que correspondió al origen y al grado de mejoramiento que presentó el germoplasma. El rango de selección de genes candidatos fue de 100 Kb a ambos lados de cada marcador seleccionado. Para un total de 209 marcadores seleccionados por estar asociados a E-R1c y/o R1-R3p, R3-R6p y R3-R7p, se identificaron 1252 genes candidatos que poseían GO iguales a los de los genes descriptos en estudios previos asociados a floración y periodo reproductivo, de los cuales 11 genes ya habían sido citados previamente y 31 genes contenían el marcador en su secuencia. Por otro lado, se identificaron 45 genes conteniendo los marcadores, con distinto GO a los descriptos en la bibliografía, de los cuales 3 estaban asociados a crecimiento, desarrollo y cambio de fases fenológicas. La separación del periodo reproductivo en fases permitió detectar variabilidad a lo largo del periodo reproductivo. Los genes candidatos se asociaron en forma individual o en diferentes combinaciones con las fases estudiadas y con los marcadores. Se comprobó la existencia dentro de germoplasma con similar Ciclo, de genotipos con floraciones anticipadas y fases prolongadas del periodos reproductivo que resulta de alto interés y puede ser explotada. Del gran número de genes identificados, 95 podrían seleccionarse para su validación y posterior estudio, lo que permitiría incorporarlos como herramienta en los programas de mejoramiento para acelerar la selección en busca de genotipos con estas caracterísiticas.Soybean is widely cultivated in the world and one of the main crops in Argentina. In recent years, climate change has conditioned crop production and stability, mainly due to temporal stress. Adaptation can be achieved by modifying flowering time and lengthening the reproductive period. With the aim of identifying molecular markers and genes associated with different lengths of days to flowering and in reproductive period phases through the use of association mapping, a set of 94 soybeans was used. The trials were carried out under field conditions, at three locations and six years. The genotypes were grouped according to their duration cycle (Cycle) and the following variables were analyzed: days from emergence to beginning bloom (E-R1), days from beginning bloom to beginning pod (R1-R3) days from beginning pod to full seed (R3-R6) and days from beginning pod to physiological maturity (R3-R7), selecting the genotypes with short E-R1 (E-R1c) and prolonged R1-R3, R3-R6 and R3-R7 (R1-R3p, R3-R6p and R3-R7p). Significant variation of the genotypes, the environments and their interaction for Cycle was observed. Genotypes were grouped by Cycle in each locality and 61 genotypes were identified with 1 or more of the traits sought. For the association mapping 7125 SNPs and 6465 DArTs were analyzed and the population structure determined with 14 SSR markers that best adjusted was K = 2. Candidate genes were selected in a range of 100 Kb at both sides of a selected marker. For a total of 209 markers associated with E-R1c, R1-R3p, R3-R6p and R3-R7p, 1252 candidate genes were identified, being only 11 of them previously cited. Splitting the reproductive period in different phases allowed the detection of variability through it. Candidate genes were associated individually or in different combinations with the traits and with the markers. It was verified the existence of genotypes with early blooms and or prolonged phases of the reproductive periods within germplasm with similar Cycle. Of the large number of genes identified, 95 could be selected for validation and subsequent study, which would allow their incorporation as a tool in breeding programs to accelerate the selection in search of genotypes with these characteristics.Fil: Vicentin, Ignacio Gabriel. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentin

Association mapping to identify molecular markers associated with resistance genes to stink bugs in soybean

Damage generated by insects is one of main restricting factors for soybean production. Stink bugs are a great threat within pests because, by feeding mainly on pods, they cause direct and irreversible damage to developing seeds. Thus, plant resistance is an important management strategy to reduce insect population impact on yield losses. Association mapping can be used as a powerful tool for dissecting resistance mechanisms in soybean, more specifically to recover functional loci involved in plant defense against herbivorous insects; and can also provide valuable markers for the development of soybean cultivars with resistance. The purpose of this study was to identify molecular markers associated with resistance genes to stink bugs in a collection of soybean germplasm, using the association mapping strategy. According to the decline value in the linkage disequilibrium, an accurate power of mapping resolution was predicted in this population. Four associated markers located in chromosomes 6 and 15 were identified. Out of the 112 candidate genes close to them, 31 would encode proteins related to defense pathways triggered by the attack of herbivorous insects. The proteins encoded by these candidate genes could be associated to the jasmonic acid pathway. The main contribution of this study was the identification of molecular markers associated with resistance genes to stink bugs. These markers will be a useful tool for marker-assisted selection applied to soybean genetic breeding.EEA Marcos JuárezFil: Ghione, Celina Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Lombardo, Lucio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Vicentin, Ignacio Gabriel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Paraná; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina

Identification of Molecular Markers and Candidate Genes Associated with Time to Flowering and Length of Reproductive Period in Soybean Through Association Mapping

Adaptation to temporal stress can be achieved by modifying flowering time and lengthening the reproductive period. To identify genotypes, molecular markers, and genes related with these traits, a set of 94 soybeans were genotyped using 7125 SNPs and 6465 DArTs. The genotypes were grouped according to their duration cycle (cycle) and were analyzed, days from emergence to beginning bloom (E–R1), days from beginning bloom to beginning pod (R1–R3), and days from beginning pod to full seed (R3–R6), identifying fifty-six genotypes with short E–R1 (Sh.E–R1) and/or prolonged R1–R3 and R3–R6 (L.R1–R3 and L.R3–R6). The population structure determined with 14 SSR markers that best adjusted was K = 2. For a total of 203 markers associated with Sh.E–R1, L.R1–R3, and L.R3–R6, 1221 candidate genes were identified, of which 17 were previously cited and/or containing markers located in their sequence and were selected for future studies. Splitting the reproductive period in two phases allowed the detection of variability through it. It was verified the existence of genotypes with early bloom and/or prolonged reproductive period within germplasm with similar cycle. The genotypes identified, molecular markers, and associated genes can be used in breeding programs to extend the reproductive period in soybean.EEA ParanáFil: Vicentin, Ignacio Gabriel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Paraná; ArgentinaFil: Ghione, Celina Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Cuatrin, Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Paraná; Argentina.Fil: Gilli, Javier Ramon. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Bernardi, Clarisa Noelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: De Lucia, Adrían Darío. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Cerro Azul; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina