El estrés térmico post - floración y sus efectos sobre el peso y la calidad de los granos en maíces de diferente destino de producción

En maíz, los golpes de calor (días con temperaturas menor a 35 grados C) ocurridos tempranamente durante el período post-floración pueden afectar negativamente el peso individual de los granos, a traves de limitaciones del crecimiento del cultivo. El conocimiento que existe respecto a las bases eco-fisiológicas de la respuesta de la calidad de los granos a la incidencia de este estres durante el llenado efectivo es prácticamente nulo. El objetivo de este trabajo fue analizar en condiciones a campo el impacto de los golpes de calor durante las etapas tempranas y tardías del llenado efectivo sobre el peso, la calidad general y específica de la industria de los granos en híbridos de maíz de diferente destino de producción (colorado duro o flint, pisingallo y semi-dentad). Los golpes de calor, especialmente aquellos ocurridos durante las etapas tempranas del llenado, redujeron el crecimiento de los cultivos por caídas de la eficiencia en el uso de la radiacion interceptada. Esto produjo un desbalance entre la disponibilidad de asimilados y el requerimiento de estos por parte de los granos que se tradujo en una interrupción prematura del llenado. Consecuentemente, se obtuvieron granos mas livianos con concentraciones mas bajas de aceite y mas altas de proteína. Estas respuestas fueron acompanadas de alteraciones en la composición específica de las proteínas de reserva, incrementándose la abundancia relativa de glutelinas, y ƒÀ- y ƒÁ- zeinas, en detrimento de aquella de ƒ¿-zeinas. Asimismo, los golpes de calor provocaron efectos negativos sobre los diversos parámetros de calidad industrial de los granos, asociados principalmente a disminuciones en la abundancia relativa de ƒ¿-zeínas. Para la mayoría de los rasgos mencionados, los híbridos semi-dentados tuvieron una respuesta mas pronunciada al estrés que los híbridos colorado duro y pisingallo, aparentando ser sensibles a temperaturas del aire incluso inferiores a 35 grados C.

Estrés por golpe de calor en maíz : diferencias en las respuestas ecofisiológicas entre genotipos templados y tropicales

El golpe de calor afecta el rendimiento de maíz al influir negativamente sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas. Existe escasa información sobre las bases ecofisiológicas de la respuesta a este estrés, y ninguna referida a diferencias genotípicas en la tolerancia a las temperaturas supraóptimas en condiciones de cultivo. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del golpe de calor en distintos momentos del ciclo de maíz sobre los determinantes ecofisiológicos (radiación interceptada, eficiencia en el uso de la radiación (EUR), índice de cosecha) y numéricos (número de granos por planta (NGP), peso de granos (PG) ) del rendimiento en tres híbridos de fondo genético contrastante (templado, tropical, y templado × tropical) creciendo a campo. El golpe de calor provocó reducciones severas de rendimiento, especialmente cuando ocurrió alrededor de floración y sobre el híbrido templado. Las pérdidas de rendimiento estuvieron principalmente asociadas a caídas en índice de cosecha, y en menor medida a reducciones en la producción de biomasa. Esta última fue mayormente afectada por caídas en la EUR. Golpes de calor alrededor de floración causaron fuertes pérdidas del NGP, atribuibles a incrementos en el aborto de grano, y no a problemas en el desarrollo de flores femeninas o emisión de estigmas. Se desarrolló una nueva aproximación para identificar las causas subyacentes a la caída del NGP, cuya aplicación permitió dilucidar que bajo condiciones de golpe de calor (i) el aborto de granos estuvo altamente correlacionado con la disponibilidad de asimilados en la espiga, y (ii) las diferencias genotípicas en el NGP se debieron a efectos directos del estrés sobre el cuaje de granos. Las caídas del NGP incrementaron la disponibilidad de asimilados por grano alrededor de floración y durante el llenado efectivo de granos, sin embargo se observaron caídas en el PG atribuidas a efectos directos del estrés sobre el PG potencial. Por su parte, golpes de calor durante la primer mitad del llenado efectivo de granos redujeron la disponibilidad de asimilados por grano, determinando interrupciones en el llenado de granos. Esta respuesta fue acompañada de un mayor uso de asimilados de reservas e incrementos en la pérdida de agua del grano. Se encontraron diferencias genotípicas en la respuesta al estrés para la mayoría de los rasgos analizados, siendo el híbrido templado el genotipo con mayor sensibilidad al golpe de calor.

Operating water balance model for agriculture (OWBA)

p.31-47

Variabilidad en la distribución de semillas de maíz : una revisión

p.101-121

Algunas observaciones sobre el barrenador del tallo de maíz (Diatraea saccharalis F.) en Rojas

p.83-93

Algunas consideraciones sobre la selección de híbridos de maíz

p.81-92

El estrés térmico post - floración y sus efectos sobre el peso y la calidad de los granos en maíces de diferente destino de producción

En maíz, los golpes de calor (días con temperaturas menor a 35 grados C) ocurridos tempranamente durante el período post-floración pueden afectar negativamente el peso individual de los granos, a traves de limitaciones del crecimiento del cultivo. El conocimiento que existe respecto a las bases eco-fisiológicas de la respuesta de la calidad de los granos a la incidencia de este estres durante el llenado efectivo es prácticamente nulo. El objetivo de este trabajo fue analizar en condiciones a campo el impacto de los golpes de calor durante las etapas tempranas y tardías del llenado efectivo sobre el peso, la calidad general y específica de la industria de los granos en híbridos de maíz de diferente destino de producción (colorado duro o flint, pisingallo y semi-dentad). Los golpes de calor, especialmente aquellos ocurridos durante las etapas tempranas del llenado, redujeron el crecimiento de los cultivos por caídas de la eficiencia en el uso de la radiacion interceptada. Esto produjo un desbalance entre la disponibilidad de asimilados y el requerimiento de estos por parte de los granos que se tradujo en una interrupción prematura del llenado. Consecuentemente, se obtuvieron granos mas livianos con concentraciones mas bajas de aceite y mas altas de proteína. Estas respuestas fueron acompanadas de alteraciones en la composición específica de las proteínas de reserva, incrementándose la abundancia relativa de glutelinas, y ƒÀ- y ƒÁ- zeinas, en detrimento de aquella de ƒ¿-zeinas. Asimismo, los golpes de calor provocaron efectos negativos sobre los diversos parámetros de calidad industrial de los granos, asociados principalmente a disminuciones en la abundancia relativa de ƒ¿-zeínas. Para la mayoría de los rasgos mencionados, los híbridos semi-dentados tuvieron una respuesta mas pronunciada al estrés que los híbridos colorado duro y pisingallo, aparentando ser sensibles a temperaturas del aire incluso inferiores a 35 grados C.

BR 5011 Sertanejo - variedade de milho de dupla aptidão (milho em grãos e milho-verde) para o Amazonas.

Histórico da cultivar. Característica da Cultivar. Desempenho produtivo. Recomendações para cultivo.

Un rôle pour les protéines de la famille Whirly dans le maintien de la stabilité du génome des organelles chez Arabidopsis thaliana

Le maintien de la stabilité du génome est essentiel pour la propagation de l’information génétique et pour la croissance et la survie des cellules. Tous les organismes possèdent des systèmes de prévention des dommages et des réarrangements de l’ADN et nos connaissances sur ces processus découlent principalement de l’étude des génomes bactériens et nucléaires. Comparativement peu de choses sont connues sur les systèmes de protection des génomes d’organelles. Cette étude révèle l’importance des protéines liant l’ADN simple-brin de la famille Whirly dans le maintien de la stabilité du génome des organelles de plantes. Nous rapportons que les Whirlies sont requis pour la stabilité du génome plastidique chez Arabidopsis thaliana et Zea mays. L’absence des Whirlies plastidiques favorise une accumulation de molécules rearrangées produites par recombinaison non-homologue médiée par des régions de microhomologie. Ce mécanisme est similaire au “microhomology-mediated break-induced replication” (MMBIR) retrouvé chez les bactéries, la levure et l’humain. Nous montrons également que les organelles de plantes peuvent réparer les bris double-brin en utilisant une voie semblable au MMBIR. La délétion de différents membres de la famille Whirly entraîne une accumulation importante de réarrangements dans le génome des organelles suite à l’induction de bris double-brin. Ces résultats indiquent que les Whirlies sont aussi importants pour la réparation fidèle des génomes d’organelles. En se basant sur des données biologiques et structurales, nous proposons un modèle où les Whirlies modulent la disponibilité de l’ADN simple-brin, régulant ainsi le choix des voies de réparation et permettant le maintien de la stabilité du génome des organelles. Les divers aspects de ce modèle seront testés au cours d’expériences futures ce qui mènera à une meilleure compréhension du maintien de la stabilité du génome des organelles.

Leguminous cover crops differentially affect maize yields in three contrasting soil types of Kakamega, Western Kenya

Maize production in smallholder farming systems in Kenya is largely limited by low soil fertility. As mineral fertilizer is expensive, green manuring using leguminous cover crops could be an alternative strategy for farmers to enhance farm productivity. However due to variability in soil type and crop management, the effects of green manure are likely to differ with farms. The objectives of this study were to evaluate Mucuna pruriens and Arachis pintoi on (i) biomass and nitrogen fixation (^15N natural abundance), (ii) soil carbon and nitrogen stocks and (iii) their effects on maize yields over two cropping seasons in Kakamega, Western Kenya. Mucuna at 6 weeks accumulated 1–1.3 Mg ha^{-1} of dry matter and 33–56 kg ha^{-1} nitrogen of which 70% was nitrogen derived from the atmosphere (Ndfa). Arachis after 12 months accumulated 2–2.7 Mg ha^{-1} of dry matter and 51–74 kg N ha^{-1} of which 52-63 % was from Ndfa. Soil carbon and nitrogen stocks at 0–15 cm depth were enhanced by 2-4 Mg C ha^{-1} and 0.3–1.0 Mg N ha^{-1} under Mucuna and Arachis fallow, irrespective of soil type. Maize yield increased by 0.5-2 Mg ha^{-1} in Mucuna and 0.5–3 Mg ha^{-1} in Arachis and the response was stronger on Nitisol than on Acrisol or Ferralsol. We concluded that leguminous cover crops seem promising in enhancing soil fertility and maize yields in Kenya, provided soil conditions and rainfall are suitable.

Enhanced phytoextraction: In search of EDTA alternatives

Enhanced phytoextraction proposes the use of soil amendments to increase the heavy-metal content of above-ground harvestable plant tissues. This study compares the effect of synthetic aminopolycarboxylic acids [ethylenediamine tetraacetatic acid (EDTA), nitriloacetic acid (NTA), and diethylenetriamine pentaacetic acid (DTPA)] with a number of biodegradable, low-molecular weight, organic acids (citric acid, ascorbic acid, oxalic acid, salicylic acid, and NH4 acetate) as potential soil amendments for enhancing phytoextraction of heavy metals (Cu, Zn, Cd, Pb, and Ni) by Zea mays. The treatments in this study were applied at a dose of 2 mmol/kg(-1) 1 d before sowing. To compare possible effects between presow and postgermination treatments, a second smaller experiment was conducted in which EDTA, citric acid, and NH4 acetate were added 10 d after germination as opposed to 1 d before sowing. The soil used in this screening was a moderately contaminated topsoil derived from a dredged sediment disposal site. This site has been in an oxidized state for more than 8 years before being used in this research. The high carbonate, high organic matter, and high clay content characteristic to this type of sediment are thought to suppress heavy-metal phytoavailability. Both EDTA and DTPA resulted in increased levels of heavy metals in the above-ground biomass. However, the observed increases in uptake were not as large as reported in the literature. Neither the NTA nor organic acid treatments had any significant effect on uptake when applied prior to sowing. This was attributed to the rapid mineralization of these substances and the relatively low doses applied. The generally low extraction observed in this experiment restricts the use of phytoextraction as an effective remediation alternative under the current conditions, with regard to amendments used, applied dose (2 mmol/kg(-1) soil), application time (presow), plant species (Zea mays), and sediment (calcareous clayey soil) under study.

Climate change and the flowering time of annual crops

Crop production is inherently sensitive to variability in climate. Temperature is a major determinant of the rate of plant development and, under climate change, warmer temperatures that shorten development stages of determinate crops will most probably reduce the yield of a given variety. Earlier crop flowering and maturity have been observed and documented in recent decades, and these are often associated with warmer (spring) temperatures. However, farm management practices have also changed and the attribution of observed changes in phenology to climate change per se is difficult. Increases in atmospheric [CO2] often advance the time of flowering by a few days, but measurements in FACE (free air CO2 enrichment) field-based experiments suggest that elevated [CO2] has little or no effect on the rate of development other than small advances in development associated with a warmer canopy temperature. The rate of development (inverse of the duration from sowing to flowering) is largely determined by responses to temperature and photoperiod, and the effects of temperature and of photoperiod at optimum and suboptimum temperatures can be quantified and predicted. However, responses to temperature, and more particularly photoperiod, at supraoptimal temperature are not well understood. Analysis of a comprehensive data set of time to tassel initiation in maize (Zea mays) with a wide range of photoperiods above and below the optimum suggests that photoperiod modulates the negative effects of temperature above the optimum. A simulation analysis of the effects of prescribed increases in temperature (0-6 degrees C in + 1 degrees C steps) and temperature variability (0% and + 50%) on days to tassel initiation showed that tassel initiation occurs later, and variability was increased, as the temperature exceeds the optimum in models both with and without photoperiod sensitivity. However, the inclusion of photoperiod sensitivity above the optimum temperature resulted in a higher apparent optimum temperature and less variability in the time of tassel initiation. Given the importance of changes in plant development for crop yield under climate change, the effects of photoperiod and temperature on development rates above the optimum temperature clearly merit further research, and some of the knowledge gaps are identified herein.

Quantitative response of the longevity of seed of twelve crops to temperature and moisture in hermetic storage

Seeds of 39 seed lots of a total of twelve different crops were stored hermetically in a wide range of air-dry environments (2-25% moisture content at 0-50 degrees C), viability assessed periodically, and the seed viability equation constants estimated. Within a species, estimates of the constants which quantify absolute longevity (K-E) and the relative effects on longevity of moisture content (C-W) and temperature (C-H and C-Q) did not differ (P >0.05 to P >0.25) among lots. Comparison among the 12 crops provided variant estimates of K-E and C-W (P< 0.01), but common values of C-H and C-Q (0.0322 and 0.000454, respectively, P >0.25). Maize (Zea mays) provided the greatest estimate of K-E (9.993, s.e.= 0.456), followed by sorghum (Sorghum bicolor) (9.381, s.e. 0.428), pearl millet (Pennisetum typhoides) (9.336, s.e.= 0.408), sugar beet (Beta vulgaris) (8.988, s.e.= 0.387), African rice (Oryza glaberrima) (8.786, s.e.= 0.484), wheat (Triticum aestivum) (8.498, s.e.= 0.431), foxtail millet (Setaria italica) (8.478, s.e.= 0.396), sugarcane (Saccharum sp.) (8.454, s.e.= 0.545), finger millet (Eleusine coracana) (8.288, s.e.= 0.392), kodo millet (Paspalum scrobiculatum) (8.138, s.e.= 0.418), rice (Oryza sativa) (8.096, s.e.= 0.416) and potato (Solanum tuberosum) (8.037, s.e.= 0.397). Similarly, estimates of C-W were ranked maize (5.993, s.e.= 0.392), pearl millet (5.540, s.e.= 0.348), sorghum (5.379, s.e.=0.365), potato (5.152, s.e.= 0.347), sugar beet (4.969, s.e.= 0.328), sugar cane (4.964, s.e.= 0.518), foxtail millet (4.829, s.e.= 0.339), wheat (4.836, s.e.= 0.366), African rice (4.727, s.e.= 0.416), kodo millet (4.435, s.e.= 0.360), finger millet (4.345, s.e.= 0.336) and rice (4.246, s.e.= 0.355). The application of these constants to long-term seed storage is discussed.

Effect of corn silage from an herbicide-tolerant genetically modified variety on milk production and absence of transgenic DNA in milk

Data from 60 multiparous Holstein cows were used in a 12-wk continuous design feeding trial. Cows were allocated to 1 of 4 experimental treatments (T1 to T4). In T1 and T2, the total mixed ration (TMR) contained either corn silage from the genetically modified (GM) variety Chardon Liberty Link, which is tolerant to the herbicide glufosinate ammonium, or its near isogenic nonGM counterpart, whereas the TMR used in T3 and T4 contained corn silage from the commercially available nonGM varieties Fabius and Antares, respectively. The objectives of the study were to determine if the inserted gene produced a marked effect on chemical composition, nutritive value, feed intake, and milk production, and to determine if transgenic DNA and the protein expressed by the inserted gene could be detected in bovine milk. The nutritive value, fermentation characteristics, mineral content, and amino acid composition of all 4 silages were similar. There were no significant treatment effects on milk yield, milk composition, and yield of milk constituents, and the dry matter (DM) intake of the GM variety was not significantly different from the 2 commercial varieties. However, although the DM intake noted for the nonGM near-isogenic variety was similar to the commercial varieties, it was significantly lower when compared with the GM variety. Polymerase chain reaction analyses of milk samples collected at wk 1, 6, and 12 of the study showed that none of the 90 milk samples tested positive, above a detection limit of 2.5 ng of total genomic DNA/mL of milk, for either tDNA (event T25) or the single-copy endogenous Zea mays gene, alcohol dehydrogenase. Using ELISA assays, the protein expressed by the T25 gene was not detected in milk.

Effect of corn silage from an herbicide-tolerant genetically modified variety on milk production and absence of transgenic DNA in milk

Data from 60 multiparous Holstein cows were used in a 12-wk continuous design feeding trial. Cows were allocated to 1 of 4 experimental treatments (T1 to T4). In T1 and T2, the total mixed ration (TMR) contained either corn silage from the genetically modified (GM) variety Chardon Liberty Link, which is tolerant to the herbicide glufosinate ammonium, or its near isogenic nonGM counterpart, whereas the TMR used in T3 and T4 contained corn silage from the commercially available nonGM varieties Fabius and Antares, respectively. The objectives of the study were to determine if the inserted gene produced a marked effect on chemical composition, nutritive value, feed intake, and milk production, and to determine if transgenic DNA and the protein expressed by the inserted gene could be detected in bovine milk. The nutritive value, fermentation characteristics, mineral content, and amino acid composition of all 4 silages were similar. There were no significant treatment effects on milk yield, milk composition, and yield of milk constituents, and the dry matter (DM) intake of the GM variety was not significantly different from the 2 commercial varieties. However, although the DM intake noted for the nonGM near-isogenic variety was similar to the commercial varieties, it was significantly lower when compared with the GM variety. Polymerase chain reaction analyses of milk samples collected at wk 1, 6, and 12 of the study showed that none of the 90 milk samples tested positive, above a detection limit of 2.5 ng of total genomic DNA/mL of milk, for either tDNA (event T25) or the single-copy endogenous Zea mays gene, alcohol dehydrogenase. Using ELISA assays, the protein expressed by the T25 gene was not detected in milk.