Presentación de PowerPoint. Peso... · Bs. As. Scarlet 7,2 17104 40,6 300“ 9,2 24581 37,8 300...

07/12/2012

1

Paysandú, diciembre 2012

Red 110RT0394 METRICE Mejorar la eficiencia en el uso de insumos y el

ajuste fenológico en cultivos de trigo y cebada

Daniel F. Calderini

Universidad Austral de Chile

Determinación del Rendimiento

Peso del grano: determinantes genéticas y

ambientales del peso potencial

Peso final de los granos: Dinámicas de agua

y materia seca en respuesta a las condiciones

ambientales durante el llenado

Rendimiento Granos m-2 = Peso de

Grano x

0

2

4

6

8

10

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Número de granos (10-3 m-2)

Rendim

iento

(M

g h

a-1

)

r= 0,88; p<0,001

Relación entre el Rendimiento y el Número de Granos

Calderini et al. (1999)

Wheat. Ecology and Physiology

Argentina

Australia

India

Italia

México

Reino Unido

RENDIMIENTOS de TRIGO

0

2

4

6

8

10

12

14

C. Obregón Bs. As. Valdivia

Bacanora

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000


Número de Granos

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45


Peso de Granos

Re

nd

imie

nto

(M

g h

a-1

)

Nú

me

ro d

e G

ran

os (

m-2

)

Pe

so

de

Gra

no

s (

g)

100%

60% 26%

07/12/2012

2

Sitio Genotipo Rendimiento NG PG

(Mg ha-1) (g)

Bs. As. Scarlet 7,2 17104 40,6

“ 9,2 24581 37,8

Valdivia “ 12,5 26773 46,6

Rendimientos de Cebada

74% 36%

57% 9%

15% 23%

y = -4E-06x2 + 0.1419x - 565.55 R² = 0.41

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 5000 10000 15000 20000 25000

Gra

in y

ield

(g

m-2

)

Grain number (# m-²)

BEDS

y = -3E-06x2 + 0.1295x - 531.82 R² = 0.36

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 5000 10000 15000 20000 25000

Grain number (# m-2)

FLATS

Relationship between yield and grain number

Genotipos CIMCOG

Re

nd

imie

nto

(K

g h

a-1

)

Número de granos (m-2)

Año 1 Año 2

Año 3

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 10000 20000 30000 40000

Grain number (m -2

)

Gra

in y

ield

(g m

-2 )

y = -1E-06x 2 + 0.1022x - 422.19

R 2 = 0.99

The need of increasing grain weight

106 DH (Bacanora x Weevil)

Hasan & Calderini (un published)

07/12/2012

3

Trade off entre peso y número de granos en

genotipos CIMCOG

R² = 0,45 20

25

30

35

40

45

50

55

60

10000 13000 16000 19000 22000 25000

Th

ou

san

d g

rain

weig

ht

(g)

Grain number (# m-²)

BEDS

R² = 0,50 20

25

30

35

40

45

50

55

60

10000 13000 16000 19000 22000 25000


FLATS TGW


Pe

so

de

gra

no

(g

)

Genotipos CIMCOG

Relación entre peso y número de granos

y = -0,01x + 147,27 R² = 0,61

0

20

40

60

80

100

120

140

0 1000 2000 3000 4000 5000

E2, MIELERO

E3, MIELERO

E1, JUNO

E2, JUNO

E3, JUNO

E1, LEGAT

E2, LEGAT

E1, MIELERO

y = -0,00x + 4,82 R² = 0,71

0

1

2

3

4

5

0 50000 100000 150000

Grain number m-2

E2, GLADIATOR

E3, GLADIATOR

E1, HYOLAB

E2, LYCOLLY

E3, LYCOLLY

E1, HYOLAA-bra

E2, GLADIATOR-bra

E1, HYOLAA

y = -0,00x + 59,17 R² = 0,73

0

10

20

30

40

50

60

0 10000 20000 30000 40000 Th

ou

san

d g

rain

weig

ht

(g)

E2, TOQUIFEN

E3, TOQUIFEN

E1, BLR19

E2, BLR19

E3, BLR19

E1, BLR19-till

E2, BLR19-till

E1, TOQUIFEN

Trigo Canola Lupino

Miralles & Slafer (1995)

Field Crops Research

G1 G2

Standard height (rht1 rht2)

Isogenic lines for height

G1 G2

G3 G4

Semidwarf (Rht1 rht2)

07/12/2012

4

Relación entre el Peso y Número de Granos en Trigo

Acreche & Slafer (2006)

Field Crops Res.

Relación entre el Peso y Número de Granos en Trigo en

Posiciones de Grano

Acreche & Slafer (2006)

Field Crops Res.

Trade off between grain weight

of G2 and GN G1

G2 G3

G4

R² = 0,32 20

30

40

50

60

70

80

10000 13000 16000 19000 22000 25000

Gra

in w

eig

ht

"G

2” (

mg

)


BEDS

R² = 0,42 20

30

40

50

60

70

80

10000 13000 16000 19000 22000 25000


FLATS

TGW

G2


Pe

so

de

gra

no

(g

/ m

g)

Genotipos CIMCOG

07/12/2012

5

Ciclo Peso de Grano (g)

1 37.2

2 40.0

3 41.2

4 42.9

5 45.6

6 46.8

7 47.9

8 48.9

Selección Recurrente para Peso de Grano en Trigo

Wiersma et al. (2001)

Crop Science

Rendimiento (kg ha-1)

4065

4142

3888

3845

3797

3855

3920

3968

PG

NG

Wiersma et al. (2001)

Crop Science

Efecto de la Selección Recurrente para Peso de Grano

Sobre los Componentes del Rendimiento

Fe, Zn and

anthocyanin

Protein

Protein, micronutrients and anthocyanin in wheat grains

Calderini & Ortiz-Monasterio (2003)

Crop Science

Uneven Distribution of Nutrients Within the Spike

-35

-25

-15

-5

5

1 2 3 4 1 2 3 4

Grain position within the spikelet

Bacanora T88 Rayón F89 Synthetic line

1 2 3 4

K S

P

Mg

Ca different ( P <0.05) from G 1

Rela

tive n

utr

ient

concentr

ation (

%)

07/12/2012

6

Micronutrients (Fe and Zn) concentration in different grain positions

-25

-15

Grain position within the spikelet

Bacanora T88 Rayón F89 Synthetic line

Fe Zn

-5

5

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Rela

tive n

utr

ient

concentr

atio

n (

%)

Calderini & Ortiz-Monasterio (2003)

Crop Science

ANTIOXIDANT COMPOUNDS

White wheat Red wheat Purple wheat

ANTHOCYANINS

Cyanidin 3-glucoside

Peonidin-3-glucoside

0

10

20

30

40

50

60

70

G1 G2 G3 G4

Anth

ocyanin

s c

oncentr

ation

(mg k

g-1

)

ANTHOCYANINS CONCENTRATION IN GRAINS

Bustos & Calderini (2011)

G1 G2

G3 G4

Sensibilidad de las antocianinas a relaciones fuente-destino

Bustos, Riegel & Calderini (2012)

Journal of Cereal Science

07/12/2012

7

Adaptado de Slafer y Rawson (1994)

S Em At MP Esp Co Tiempo DL IF ET

Peso granos Granos por m-2

Fa

ses Llenado de grano Fase Reproductiva

Fase

vegetativa

RENDIMIENTO

Ciclo del Cultivo de Trigo

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60

days after anthesis

Gra

in w

eig

h o

r w

ate

r co

nte

nt (m

g)

Phase I Phase II Phase III Phase IV

Fases del Crecimiento de los granos

Dorsal view of whole grains at 24 and 48 hours after fertilization. The

female stigmas have collapsed and the maternal tissue is swelling rapidly.

Whole grains at 6, 8 and 10 days after pollination. Between 6 and 8 days

after flowering there is very rapid growth of both the outer maternal tissues

and the liquid-filled embryo sac inside. At 10 days after flowering the

'Water-ripe' grain is ready to start the grain filling stages.

07/12/2012

8

Pericarpio, Endosperma y Embrión

durante el Crecimiento de Grano

Grain Filling

Cellular Division

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

10

20

30

40

50

Time after anthesis (days)

Dry

wei

gh

t (m

g)

1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

Relative duration to maturity

Total Grain

Endosperm

Pericarp

Embryo

Savin. (1996)

Ph D. Thesis

Tiempo (días desde antesis)

P

eso d

e g

rano (

mg)

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50

Tasa de llenado

Duración de llenado

Llenado de Granos

Duración de la etapa floración-madurez fisiológica

Temperatura

Temperatura (ºC)

Temperatura (ºC) Tb To

TT-1

DDF (días)

alta

moderada

baja

for example Sofield et al.

1977

Slafer (2004)

Chowdhury & Wardlaw (1978)

Aust. J. Agric. Res.

Respuesta del Peso de Grano a la Temperatura

07/12/2012

9

Pe

so

de

gra

no

Temperatura durante

el llenado de grano (°C)

Efecto de la temperatura sobre el peso de grano

18 13

Adaptado de Chowdhury & Wardlaw (1978)

Australian Journal of Agricultural Research

Asociaciones entre el peso de grano y

otros caracteres

Hasan & Calderini (2011)


Relación entre Peso y Volumen de Grano

Millet & Pinthus (1984)


Peso Seco, Contenido Hídrico y Volumen de los Granos

VM

VM

07/12/2012

10

Importancia del Número de Células

Endospermáticas

Gleadow et al. (1982)

Aust. J. Plant Physiol.

Brocklehurst (1977) mostró que existe relación entre el peso final de los

granos de cebada y el número de células del endosperma

r = 0.58, p<0.05

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 50000 100000 150000 200000

Número de células endospermáticas

Peso d

e g

ran

o (

mg

)

Pandora

Huañil

Huayún

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 50000 100000 150000 200000

Número de células endospermáticas

Peso d

e g

ran

o (

mg

)

Bacanora 2006/07 Huañil 2006/07

Huayún 2006/07 Huayún 2007/08

Pandora 2006/07 Pandora 2007/08

a b

Peso de Grano y Células

Endospermáticas

Lizana & Calderini (datos no publicados)

Efecto de la Temperatura en pre-Antesis

Cebada

Peso de carpelos en ant.

Peso

de g

ran

o

Scott et al. (1983)

0

20

40

60

80

15.5 24.5

Temperatura en pre-anthesis (°C)

Pe

so

de

gra

no

(m

g)

Wardlaw (1994)

Trigo

Algunos estudios muestran que el período pre-antesis puodría tener importancia para el peso de los granos

07/12/2012

11

Rendimiento

S Em Antesis MF Espzn. Cos. Time DL IF ET

Peso de Grano Granos m-2

Determinación de los componentes del rendimiento

?

Evaluación del efecto de las temperaturas

previas a la antesis sobre el rendimiento y

sus componentes numéricos en cereales

de invierno

Tratamientos:

- Genotipo: (1 cv. Trigo, 1 de cebada y 1 de triticale)

- Tratamientos térmicos

- Testigo

- Bota-Antesis

- Espigamiento-Antesis

- Inicio Encañado-Bota

S Em Antesis MF Espzn. Cosecha

Tiempo

DL ET Boota

B-A

Esp.-A

Enc.-B

Ugarte, Calderini & Slafer (2007)


Estructuras para Incrementar

la Temperatura



07/12/2012

12

Cultivo Exp. Rendimiento (Mg ha-1)

Testigo B-A Esp.-A Enc.-A

Trigo 1 10,4 8,0 9,6 -

3 9,1 6,3 - 5,0

Cebada 1 6,5 5,9 6,1 -

3 6,1 4,4 - 3,6

Triticale 1 7,9 5,7 6,6 -

3 8,9 5,7 - 4,3

Rendimientos de Trigo, Cebada y Triticale


Field Crops Research Ugarte, Calderini & Slafer (2007)


Reducción del Peso de Granos

Esp.-A -9%

B-A -14% -19%

Trigo Enc.-B -7%

Exp. 1 Exp. 3

Esp.-A -8%

B-A -13% -21%

Cebada Enc.-B -8%

Esp.-A -9%

B-A -15% -23%

Triticale Enc.-B -6%





07/12/2012

13

15 20 25 30 35 40 45 50 55

Testigo

Esp.-Antesis

Bota-Antesis

Peso de Grano (Posiciones Individuales)

Peso de grano (mg)

Posic

ión d

e la e

spig

uill

a

G1

1

5

9

13

17

21

25

29

33

0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 0.045 0.050 0.055

Peso de grano (mg)

Posic

ión d

e e

spig

uill

a

Testigo

Esp.-Antesis

Bota-Antesis

datos no publicados

G1

1

5

9

13

17

21

25

0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 0.045 0.050 0.055

weight (gr)

positio

ns

Peso de Grano (Posiciones Individuales)

Testigo

Enc.-Bota

Bota-Antesis

Posic

ión d

e la e

spig

uill

a

15 20 25 30 35 40 45 50 55

Peso de grano (mg)

G1

datos no publicados

Experimentos donde se incrementaron las temperaturas 6 días previos a antesis


Journal of Agricultural Science

El incremento de temperatura redujo el peso de grano

Peso

de g

ran

o (

mg

)

0

10

20

30

40

50

Testigo Testigo

Cultivar 1 Cultivar 2

+ Temp. + Temp.

G1 G2 G3 G1 G2 G3 G1 G2 G3 G1 G2 G3



07/12/2012

14

Ferrise et al. (2010)


Temperaturas pre- y post-antesis se asocian con el peso final de los granos en trigo

Lizana & Calderini (2013)


Temperatura (ºC)

Peso d

e g

rano (

mg)

40

45

50

55

60

12 16 20 24 28

y = -0.6756x + 63.178

R2 = 0.961

Pre-An

Post-An

y = -0.5754x + 20.742

r2 = 0.83

0

2

4

6

8

10

12

14

12 16 20 24 28

Mean temperature (ºC)

Bo

-At

du

rati

on

(d

ay

s)

Pandora

Huayún

y = -0.5205x + 19.904

r2 = 0.89

0

2

4

6

8

10

12

14

12 16 20 24 28


BG

F d

ura

tio

n (

da

ys

)

y = -0.2647x + 16.321

r2 = 0.89

0

2

4

6

8

10

12

14

12 16 20 24 28


MG

F d

ura

tio

n (

da

ys

)



y = -0.35x + 30.3

r² = 0.79, P<0.01

Huayún

y = -0.85x + 32

r² = 0.99, P<0.01

0

5

10

15

20

25

30

Gra

in n

um

be

r (t

ho

usa

nd

m

-2)

Pandora

y = -0.68x + 63.2

r² = 0.96, P<0.01

0

10

20

30

40

50

60

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28


Gra

in w

eig

ht (m

g)

Bo-A

BGF

AGF

y = -0.51x + 51.9

r² = 0.98, P<0.01

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Mean Temperature (ºC)



Efecto de la Relaciones Fuente-Destino en

pre-Antesis

07/12/2012

15

Degraining treatments at pre- and post-anthesis

G1 G2

G3

control

G1 G2

G3

- G3

G1 G2

G3

- G1 and G2

Degraining treatments

- at heading

- at 7 daa

Calderini & Reynolds (2000)

Australian Journal of Plant Physiology

Grain weight (mg)

G 3

Genotype

Pre Post

1 52,5** 47,0 NS

2 72,9*** 60,8 NS

3

G 1

Pre Post

49,8 NS

49,2 NS

69,3*** 66,3**

71,0** 64,1 NS

G 2

Pre Post

51,6 NS

52,5 NS

70,4 NS

66,1 NS

74,1 NS

70,6 NS

71,2*** 59,8 NS

Degraining treatments at pre- and post-anthesis

NS, ** (p<0.05) and *** (p<0.01) with respect to the control

G1 G2

G1 G2

G3

Duggan & Fowler (2006)

Crop Science

Efecto de la remoción de flores/espiguillas

en espigazón o antesis sobre el peso del G3

Anthesis

-20

-10

0

10

20

30

40

50

-30 -20 -10 0 10

días desde antesis

Ca

mb

io e

n e

l p

eso

de

gra

no

(%

)

S. Arana (datos no publicados)

Efecto de la remoción de plantas vecinas en distintos

momentos del ciclo sobre el peso del G2

Vástago principal

Macollos primarios

Macollos secundarios

07/12/2012

16

Estadios de desarrollo de espigas y flores de trigo

Bota Espigadura Antesis

Zadoks et al., 1974

Waddington et al., 1983

Carpelos florales en

diferentes estadios

de desarrollo

Peso de los carpelos en antesis (mg)

Peso

de g

ran

o (

mg

)

0

20

40

60

80

0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4

G1 G2 G3

Control

De-graining

Buenos Aires

Relación entre el peso de grano y el peso

de los carpelos florales en antesis

(datos de distintos experimentos)

Calderini & Reynolds (2000)

Australian Journal of Plant Physiology

07/12/2012

17

Rendimiento

S Em Antesis MF Espzn. Cos. Time DL IF ET

Peso de Grano Granos m-2

Determinación de los componentes del rendimiento

Bota

Relationship between grain weight and crop growth

rate in different crops

Gambín & Borrás (2010)

Annals of Applied Biology

y = 550,85x + 23,12 R² = 0,70

0

10

20

30

40

50

60

70

0 0,02 0,04 0,06 0,08

TG

W (g

)

y = 526,18x + 24,47 R² = 0,73

0

10

20

30

40

50

60

70

0 0,02 0,04 0,06 0,08

GW

G2 (

mg

)

Crop growth rate per grain (g m -2 d-1 grain-1)

Relationship between grain weight and crop growth

rate bracketing anthesis

C. Obregón 2010-11

La densidad y el arreglo espacial del cultivo

afectan el peso potencial de los granos

07/12/2012

18

Convencional 45 pl m-2

Convencional

45 pl m-2

Respuesta del número y el peso de grano

a la densidad y arreglo espacial

0

10

20

30

40

50

60

Kambara Bacanora

Cultivar

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

Kambara Bacanora

Cultivar

Número de Granos P1000

Hasan & Calderini (datos no publicados)

Cultivar F:D G1 G2 G3 G4

Testigo 48.94 53.70 48.79 39.34

Rem. flores 56.37 50.89

Bacanora Densidad 57.97 62.94 56.77 50.07

10 DDA 52.59 58.73 52.44 44.16

Testigo 64.15 67.94 60.96 45.96

Kambara Rem. flores 70.37 59.27

Densidad 73.38 76.21 70.41 62.36

10 DDA 66.86 69.85 63.74 51.55

Peso de grano (mg)

Peso de grano en respuesta a tratamientos fuente-destino

Hasan & Calderini (enviado a Field Crops Res.)

X X

X X

y = 96.067x + 17.696

r² = 0.91; P<0.001

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 0.2 0.4 0.6 0.8

y = 111.12x + 9.7968

r² = 0.90; p<0.001

0 0.2 0.4 0.6 0.8

y= 1.0607x + 14.601

r² = 0.90; P<0.001

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 20 40 60 80

Fin

al gra

inw

eig

ht(m

g)

Stabilized grain water content (mg)

y = 1.1394x + 3.2262

r² = 0.91;P<0.001

0 20 40 60 80

y= 26.051x - 123.6

r² = 0.92; P<0.0010

10

20

30

40

50

60

70

80

90

5 6 7 8

Grain length (mm)

y = 23.69x - 112.17

r² = 0.92; P<0.001

5 6 7 8

Carpel wight at anthesis (mg)

A B

C D

E F

07/12/2012

19

r² = 0.78; P<0.001

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80

Ma

xim

um

gra

inle

ngth

(mm

)

r² = 0.80; P<0.001

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80

r² = 0.88; P<0.001

0

10

20

30

40

50

60

70

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80

Sta

bili

ze

dgra

inw

ate

rco

nte

nt(m

g)

r² = 0.91; P<0.001

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80

Carpel weight at anthesis(mg)

y=4.44x+5.94681 y=5.334x+5.7558

y=84.71x+5.42448y=94.094x+7.1526

A

C

B

D

3 13 27 DDA

Células del pericarpio y cruzadas a los

3, 13 y 27 días después de antesis

Herrera & Calderini (datos no publicados)

Días después de antesis

La

rgo

de

cé

lula

s d

el p

erica

rpio

(u

m)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 20 40 60 80

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

La

rgo

de

gra

no

(mm

)

Dinámicas del largo de las células del pericarpio y el

largo de grano

Herrera & Calderini (datos no publicados)

Pericarp cells lenght (mm)

120 130 140 150 160 170 180

Gra

in l

en

gh

t (m

m)

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0Bacanora

Kambara

y = 0,03x + 2,85

R2 = 0,99

Relación entre el largo de grano largo y el largo de las

células del pericarpio

07/12/2012

20

0 10 20 30 40

0

2

4

6

8

10

Days after anthesis

0 10 20 30 40

0

40

80

120

160

200

Gra

in len

gth

(mm

)

0

2

4

6

8

10

Peri

carp

ce

lls len

gth

(m

)

0

40

80

120

160

200PCL

GrainA

C D

B

Dinámicas del largo de las células del pericarpio y el

largo de grano

Bacanora Kambara

Crecimiento Celular

Respuestas del crecimiento celular y la expansión foliar

Expansión celular:

TC (m3 s-1) = m (Ψp – Y)

TC: tasa de crecimiento; m: extensibilidad de la pared; Y: umbral

de crecimiento (presión mínima necesaria para extender la pared)

Desecación celular

Ψa= Ψo + Ψp

Tasa de Expansión Foliar con y sin Estrés Hídrico

Las expansinas son proteínas que controlan el

ablandamiento de la pared celular (McQueen-Mason et al., 1992)

Expansinas y crecimiento de grano

http://homes.bio.psu.edu/expansins

07/12/2012

21

Debido al rol central que tienen las expansinas en el crecimiento celular evaluamos la relación entre estas proteínas y el crecimiento de los granos de trigo En un estudio preliminar encontramos: - ExpA 2 - ExpA 4 - ExpA 6 - ExpA 8 - Exp novel 1 (similar to Festuca pratensis)

- Exp novel 2 (similar to Oriza sativa)

Expansinas y crecimiento de grano Peso y Largo de Grano de Trigo

Lizana et al. (2010)

Journal of Experimental Botany



La expresión de expansinas (principalmnete ExpA6)

mostró una dinámica similar al alargamiento de los

granos

A p

e

p

e

p

e

p

e

B

C D

in

in np np

in

np np

in

Hibridización de la ExpA 6 en granos después de

antesis



10 días

5 días

07/12/2012

22

La

rgo

de

gra

no

(m

m)

Días después de antesis Días después de antesis

pTaExpA 4

pTaExpA 6

pTaExpA 6-a

pTaExpA 6-b

pTaExpA 8

18S rRNA

Bacanora (56 mg) Kambara (66 mg)

Grano posición 2, espiguillas centrales

Madurez

Fisiológica Antesis

Crecimiento

de carpelos

Fase lag

Bota

Endosperma

Elongación pericarpio

Peso de carpelos

en antesis

Número células

del endosperma

agua en

el grano

Contenido hídrico

máximo

Células del

pericarpio

Expresión de expansinas

Modelo de Determinación del Peso de Grano en Trigo


Población doble haploide Bacanora x Weebil (106 líneas)

0

5

10

15

20

25

30

33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

No

. of

ob

serv

atio

n

Grain weight (mg)

G4

Bacanora

0

5

10

15

20

25

30

33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65

No

. of

ob

serv

atio

n

Grain weight (mg)

G1

Bacanora

Weebill

0

5

10

15

20

25

30

33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67

No

. of

ob

serv

atio

n

Grain weight (mg)

G2

Bacanora

0

5

10

15

20

25

30

33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65

No

. of

ob

serv

atio

n

Grain weight (mg)

G3

Bacanora

Histogram patterns of the triats

07/12/2012

23

Mean squares and heritability

Mean square Heritability

Trait

Grain

position

Grain growing

condition

Genotype GXE h2

G1W 1 3860.0 480.00 14.00 0.97

G2W 2 4078.0 505.00 15.00 0.97

G3W 3 4858.0 424.00 20.00 0.95

G4W 4 8760.0 341.00 17.00 0.95

CW 2 0.0067 0.01 0.0025 0.81

GWC 2 4.1 149.34 15.93 0.89

G1L 1 8.5 1.70 0.10 0.94

G2L 2 8.8 1.80 0.10 0.94

G3L 3 8.3 1.80 0.10 0.94

G4L 4 14.3 1.20 0.10 0.92

G1wd 1 2.1 0.27 0.03 0.89

G2wd 2 1.9 0.29 0.03 0.90

G3wd 3 2.0 0.25 0.03 0.88

G4wd 4 5.3 0.30 0.05 0.83

G1V 1 2111.0 247.00 16.00 0.94

G2V 2 1931.0 273.00 16.00 0.94

G3V 3 2352.0 211.00 22.00 0.90

G4V 4 4111.0 157.00 16.00 0.90

GW =Grain weight, CW =Carpel weight, GWC =Grain water content, GL =Grain length, Gwd =Grain width, GV =Grain

volume. 1= grain position 1, 2= grain position 2, 3= grain position 3, 4= grain position 4. All the red marks Italic values

denotes the non-significant

y = 0.9261x + 15.943r² = 0.84;p<0.001

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60

80

y = 0.828x + 18.803r² = 0.78;p<0.001

0 10 20 30 40 50 60

Grain water content (mg)

Gra

in w

eig

ht

(mg)

y = 92.827x + 15.65r² = 0.81;p<0.001

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80

y = 90.356x + 15.966r² = 0.87;p<0.001

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80

Carpel weight at anthesis (mg)

a) b)

c) d)

Relationships between grain weight and carpel weight and grain

water content

0

5

10

15

20

25

30

0,28 0,30 0,32 0,34 0,36 0,38 0,40 0,42 0,44 0,46 0,48 0,50 0,52

No

. of

ob

serv

atio

n

Carpel weight(mg)

Weebill

0

5

10

15

20

25

30

29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

No

. of

ob

serv

atio

n

Grain water content(mg)

Bacanora

Bacanora Weebill

Crop Traits Chromosomes with interval(s) carrying QTLs(Chromosomes arranged in homologous groups)

Grain weight 1H 2H 3H 4H 5H 6H 7H Barley

Grain number 1H 3H 4H 5H 6H

Grain weight 1A,1B,1D

2A,2B,2D

3A,3B,3D 4A,4B,4D

5A,5B 6A,6B,6D

7A,7B,7D

Grain number 1A,1B 2A,2B,2D

3A,3B,3D 4A,4B 5A,5B,5D

6A 7A,7B

Wheat

Grain length and width

1A,1D 2B,2D 4B 5A,5B,5D

6A,6B

Rice Grain weight 5 4,7 1 3 9,11,12 2 6,8

Grain number 5,10 4 1 3 12 2 6,8

Maize Grain weight 1 2,7 3 5 - 4 -

Grain number

Sorghum Grain weight E,C B,F G V I D,F A

Grain number

07/12/2012

24

QTLs on grain position 1

GWCO08,Pr08,Po08Pr09

GL CO08,Pr08, Po09

GVCO08,Pr09,PD09

GWCO09,Pr09,Po09,PD09

GLPD09,Pr09

GwdCO08,Pr08

GHtCO09

GVPr08,09

GLPo08, PD08

GVPD08

GL Po09

GLPr09, Po09

GVPr09

GwdPo08

Grain position 1

CO =ControlPr =Pre-anthesisPO =Post-anthesisPD = low plant density

GW =Grain weightGL =Grain lengthGwd =Grain widthGHt =Grain heightGV =Grain volume

08= Experimental year 2008 09= Experimental year 2009

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60

days after anthesis

Gra

in w

eig

h o

r w

ate

r co

nte

nt (m

g)

Phase I Phase II Phase III Phase IV

Fases del Crecimiento de los granos

r 2= 0,97; P<0,01

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80

Gra

inw

eig

ht

(mg

) (a)

r2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80

(b)

= 0,99; P<0,01

Grain volume (mm3)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Measured grain volume (mm3)

Ca

lcu

late

dg

rain

vo

lum

e(m

m3

)

(c)

r 2= 0,97; P<0,01

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80

Gra

inw

eig

ht

(mg

) (a)

r2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80

(b)

= 0,99; P<0,01r 2= 0,97; P<0,01

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80

Gra

inw

eig

ht

(mg

) (a)

r2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80

(b)

= 0,99; P<0,01r2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80

(b)

= 0,99; P<0,01

Grain volume (mm3)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Measured grain volume (mm3)

Ca

lcu

late

dg

rain

vo

lum

e(m

m3

)

(c)

Hasan et al. (2011)

Field Crops Res.

2008-9 2009-10

Relación entre el Peso y el Volumen de los Granos

Relación entre el Peso y el Contenido Hídrico de los

Granos

r 2 = 0.72

25

30

35

40

45

50

55

60

65

25 30 35 40 45 50 55

Maximum grain water content (mg grain -1

)

Maxi

mum

gra

in d

ry w

eig

ht

(mg)

Pepler et al. (2006) Field Crops Res.

Fungicide/ grain position/

Date of sowing (2002)

Cultivar/ grain position/

Date of sowing (2003)

07/12/2012

25

Gra

inw

eig

ht(m

g)

r 2= 0.93; P<0,0120

30

40

50

60

70

80

10 20 30 40 50 60 70

(a)

r 2= 0,98; P<0,01

10 20 30 40 50 60 70

(b)

Stabilized water content (mg)

Gra

inw

eig

ht(m

g)

r 2= 0.93; P<0,0120

30

40

50

60

70

80

10 20 30 40 50 60 70

(a)

r 2= 0,98; P<0,01

10 20 30 40 50 60 70

(b)

Stabilized water content (mg)

Hasan et al. (2011)

Field Crops Res.

Relación entre el Peso y el Contenido Hídrico

Estabilizado de los Granos

2008-9 2009-10

Relación entre el Peso y el Contenido Hídrico

Estabilizado de los Granos en Distintas Relaciones

Fuente-Destino

y = 0.004x - 0.06R² = 0.89, p≤0.001

0.00

0.03

0.05

0.08

0.10

0.13

0.15

0 10 20 30 40 50

Gra

in f

illin

g r

ate

(m

g º

Cd

-1)


yHuayun = 0.07x + 19.1R² = 0.48, p≤0.05

yOtto = 0.08x + 5.5R² = 0.78, p≤0.001

0

10

20

30

40

50

60

70

0 100 200 300 400 500 600

Gra

in w

eig

ht

(mg

)


Huayun, C

Huayun, ShAll

Huayun, Sh1st

Huayun, Sh2nd

Otto, C

Otto, ShAll

Otto, Sh1st

Otto, Sh2nd

y = 1.9x - 21.4R² = 0.78, p≤0.001

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50

Gra

in w

eig

ht

(mg)


b)a)

y = 0.004x - 0.06R² = 0.89, p≤0.001

0.00

0.03

0.05

0.08

0.10

0.13

0.15

0 10 20 30 40 50

Gra

in f

illin

g r

ate

(m

g º

Cd

-1)


yHuayun = 0.07x + 19.1R² = 0.48, p≤0.05

yOtto = 0.08x + 5.5R² = 0.78, p≤0.001

0

10

20

30

40

50

60

70

0 100 200 300 400 500 600

Gra

in w

eig

ht

(mg

)


Huayun, C

Huayun, ShAll

Huayun, Sh1st

Huayun, Sh2nd

Otto, C

Otto, ShAll

Otto, Sh1st

Otto, Sh2nd

y = 0.004x - 0.06R² = 0.89, p≤0.001

0.00

0.03

0.05

0.08

0.10

0.13

0.15

0 10 20 30 40 50

Gra

in f

illin

g r

ate

(m

g º

Cd

-1)


yHuayun = 0.07x + 19.1R² = 0.48, p≤0.05

yOtto = 0.08x + 5.5R² = 0.78, p≤0.001

0

10

20

30

40

50

60

70

0 100 200 300 400 500 600

Gra

in w

eig

ht

(mg

)


Huayun, C

Huayun, ShAll

Huayun, Sh1st

Huayun, Sh2nd

Otto, C

Otto, ShAll

Otto, Sh1st

Otto, Sh2nd

Harcha & Calderiini

Enviado a Europ. J. Agron.

R 2 = 0.81, P<0.01

0

10

20

30

40

50

60

70

80

6.0 6.5 7.0 7.5

Grain length (mm)

Gra

in w

eig

ht

(mg

)

Relación entre el Peso y el Largo de los Granos en

Distintas Condiciones Térmicas

Lizana & Calderiini (2012)

International Crop Science Conference Millet & Pinthus (1984)


Peso Seco, Contenido Hídrico y Volumen de los Granos

VM

VM

CHM

CHM

07/12/2012

26

Peso y Largo de Grano de Trigo



Dinámica de las dimensiones de grano

PM

0

2

4

6

8

10

0 10 20 30 40 50


Dim

ensio

nes d

e g

rano (

mm

)

Largo

Ancho

Alto



Largo Ancho

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50


Ma

teria

se

ca

y c

on

ten

ido

híd

rico

(m

g)

Dinámica de la materia seca y el contenido hídrico

de los granos

Materia seca

Agua

Máximo contenido hídrico





Dinámicas del Grano

07/12/2012

27

Hasan et al. (2011)

Field Crops Res.

Relación entre las Dinámicas Valores estabilizados y Duraciones del Grano

Hasan et al. (2011)

Field Crops Res.

Concentración de agua en los granos en

diferentes fechas de siembra


Agronomy Journal


Co

nte

nid

o h

ídri

co

re

lati

vo

(%

)

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80

F1 F2 F3 F4

0 20 40 60 80

F1 F2 F3 F4Genotipo A Genotipo B

Contenido Hídrico de los Granos


Agronomy Journal

Peso de Grano y Contenido Hídrico

07/12/2012

28

Peso seco relativo (%)

Conte

nid

o h

ídrico r

ela

tivo (

%)

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 120

a b

y=77.4-0.40x

(r=0.96; p<0.001)

y=77.6-0.39x

(r=0.95; p<0.001)

Madurez Fisiológica: 37%

Relación entre el Contenido Hídrico y

el Peso de los Granos (%)


Agronomy Journal

Validación del Modelo Hídrico

RK

DM

(%

)

0

20

40

60

80

100

120c d

days after anthesis

0 20 40 60 0 20 40 60

0

20

40

60

80

100

120 a b

Experiment V1

Experiment V2


Agronomy Journal

Validación del Modelo de Contenido Hídrico

Validación del Modelo de Contenido Hídrico


Agronomy Journal

La temperatura durante el llenado de

granos

Sofield et al. (1977)

07/12/2012

29

Nicolas et al. (1984)

Número de

células

endospermótica

s

C

T

S

T y S

Peso de Grano

C

T

S

T y S

Date post:	24-Jul-2020
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