Genética del maiz

Genética[editar]

Teosinte. Museo Etnobotánico de Oaxaca, México.

El maíz sigue siendo un importante organismo modelo para la genética y la biología del desarrollo.

Hay un centro concentrador de mutaciones de maíz, en el Centro de Stock de Cooperación Genética de Maíz, con fondos del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, localizado en el Departamento de Ciencias de Cultivos, en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. Tiene una colección de cerca de 80 000 muestras. El núcleo de esa colección consiste de varios centenares de genes nombrados, más combinaciones adicionales de genes y otras variantes significativas. Hay cerca de 1000 aberraciones cromosomáticas (p. ej., translocaciones, inversiones) y muestras con números cromosomáticos anormales (e.g., tetraploides). Los datos genéticos descriptores de las muestras de maíz mutantes poseen miríadas de otras informaciones acerca de su genética, y pueden verse en MaizeGDB: database de Genética de Maíz y Genómica.¹⁴​

En 2005, la estadounidense Fundación Nacional para la Ciencia (NSF por sus siglas en inglés, de National Science Foundation), el Departamento de Agricultura USDA, y el Departamento Estatal de Energía (DOE) formaron un consorcio para secuenciar el genoma del maíz. Los datos resultantes de las secuencias de ADN fueron depositados inmediatamente en GenBank, un repositorio para datos de secuencias genómicas. El secuenciado del genoma del maíz ha sido considerado dificultoso debido a su gran tamaño y complejos arreglos genéticos. Su genoma tiene 50 000-60 000 genes entre 2 500 millones de bases —moléculas que forman la estructura de su ADN— que hacen a sus 10 pares de cromosomas (por comparación, el genoma humano contiene cerca de 2 900 millones de bases y 26 000 genes.)

El 26 de febrero de 2008 se anunció la obtención de la secuencia completa del genoma del maíz.¹⁵​ La única otra planta de cultivo cuyo genoma completo se ha conseguido hasta ese momento, es el arroz.

Número cromosómico[editar]

Tiene 10 pares de cromosomas (2n = 20). Su longitud combinada es de 1500 cM. Algunos de sus cromosomas están altamente repetidos, en dominios heterocromáticos que producen razas de granos oscuros. Esas «alteraciones» individuales son polimórficas tanto entre razas de maíz como teosinte. Barbara McClintock ha usado esas alteraciones como marcadores para probar su teoría del transposón de «genes saltadores», con la que ganó en 1983 el Premio Nobel en Fisiología o Medicina.

Descripción del maiz

Descripción[editar]

Raíz[editar]

La planta tiene dos tipos de raíz, las primarias son fibrosas, presentando además raíces adventicias, que nacen en los primeros nudos por encima de la superficie del suelo, ambas tienen la misión de mantener a la planta erecta,¹²​ sin embargo, por su gran masa de raíces superficiales, es susceptible a la sequía, intolerancia a suelos deficientes en nutrientes, y a caídas de grandes vientos (acame).¹³​

Tallo[editar]

El tallo está compuesto a su vez por tres capas: una epidermis exterior, impermeable y transparente, una pared por donde circulan las sustancias alimenticias y una médula de tejido esponjoso y blanco donde almacena reservas alimenticias, en especial azúcares.

Hojas[editar]

Las hojas toman una forma alargada íntimamente arrollada al tallo, del cual nacen las espigas o mazorcas. Cada mazorca consiste en un tronco u olote que está cubierta por filas de granos, la parte comestible de la planta.

Inflorescencia[editar]

Inflorescencia masculina.

Inflorescencia femenina.

Es una planta monoica de flores unisexuales; sus inflorescencias masculinas y femeninas se encuentran bien diferenciadas en la misma planta:

• La inflorescencia masculina es terminal y se le conoce como panícula, panoja, espiga y miahuatl en náhuatl, compuesta por un eje central o raquis y ramas laterales; a lo largo del eje central se distribuyen los pares de espiguillas de forma polística y en las ramas con arreglo dístico y cada espiguilla está protegida por dos brácteas o glumas, que a su vez contienen en forma apareada las flores estaminadas; en cada florecilla componente de la panícula hay tres estambres donde se desarrollan los granos de polen.
• Las inflorescencias femeninas, las mazorcas, se localizan en las yemas axilares de las hojas; son espigas de forma cilíndrica que consisten de un raquis central u olote donde se insertan las espiguillas por pares, cada espiguilla con dos flores pistiladas una fértil y otra abortiva, estas flores se arreglan en hileras paralelas, las flores pistiladas tienen un ovario único con un pedicelo unido al raquis, un estilo muy largo con propiedades estigmáticas donde germina el polen.

Granos[editar]

En la mazorca, cada grano o semilla es un fruto independiente llamado cariópside que está insertado en el raquis cilíndrico u olote; la cantidad de grano producido por mazorca está limitada por el número de granos por hilera y de hileras por mazorca

Origen del maiz

Origen[editar]

La cueva de Guilá Naquitz en Oaxaca, México, donde se hallaron las evidencias más antiguas del consumo del teocintle y de su domesticación, que llevaría a su transformación en el maíz moderno.⁵​

La mayoría de historiadores creen que la domesticación del maíz se llevó a cabo en los valles de Tehuacán (Puebla) y Oaxaca, en el denominado Eje Neovolcánico.⁶​ El antropólogo norteamericano Richard Stockton MacNeish encontró restos arqueológicos de plantas de maíz en el Municipio de Coxcatlán en el valle de Tehuacán, que —se estima— datan de hasta hace diez milenios.¹​ En las galerías de las pirámides todavía se pueden observar pinturas, grabados y esculturas que representan al maíz.⁷​¹​

Los olmecas y los mayas cultivaban numerosas variedades de maíz a lo largo de Mesoamérica y lo preparaban cocinado, molido o procesado a través de la nixtamalización.

Se cree que alrededor del 2500 a.C. comenzó la expansión de los cultivos a través de gran parte de América.¹​ La región desarrolló una red de comercio basado en los excedentes y las variedades de cultivos de maíz. Después del contacto europeo con América, a finales del siglo XV y principios del siglo XVI, los exploradores y comerciantes llevaron maíz en su regreso a Europa y así fue introducido a otros países de todo el mundo .

El maíz se extendió al resto del mundo, debido a su capacidad de crecer en climas diversos. Las variedades ricas en azúcar, llamadas maíz dulce se cultivan generalmente para el consumo humano como granos, mientras que las variedades de maíz de campo se utilizan para la alimentación animal, la elaboración de derivados para alimentación humana (harina, masa, aceite y, mediante fermentación, bebidas alcohólicas como el whisky bourbon) y la obtención de productos químicos como el almidón.

Plagas de insectos de la soja

Plagas de insectos[editar]

Hoja Dañada por Oruga Desfoliadora

Vaina de soja dañada por Chinches

Existen distintos tipos de insectos que afectan el desarrollo del cultivo de Soja. Los tipos de insectos van variando a medida que cambia el estado fenológico del cultivo, es decir el crecimiento del cultivo. Cuando la soja se encuentra en estadios tempranos es susceptible al ataque en primer lugar de orugas cortadoras y luego de orugas o colepteros defoliadores. Los mismos se alimentan de tejidos de las hojas u otros organos reduciendo el área por el cual la planta realiza la fotosíntesis o afectando el número final de nudos por tallo. A partir de R1 a R4 hasta R6 inclusive la soja es susceptible al ataque realizado por el complejo de Chinches. Se entiende por Complejo de Chinches a un conjuntod especies de Chinches que atacan al cultivo de Soja. Estas especies varían en el daño generado, color del insecto, tamaño, etc. El daño generado por las chinches consiste en alimentarse de las vainas dañando el grano formado o inhabilitando que se forme el mismo. Las chinches llegan incluso a realizar un agujero en la vaina en la posición donde debería estar el grano de la soja. La susceptibilidad del cultivo de Soja al daño de chinches es mayor en R4 y disminuye en los siguientes estadios hasta llegar a R7 donde es muy resistente. Esto se debe a que en estadios mayores de crecimiento los tallos y vainas son más fuertes y resistentes e impiden que la chinche los perfore y pueda alimentarse.

Hoja Dañada por MOR (Mancha Ojo de Rana).

Enfermedades[editar]

Las principales enfermedades que afecta al cultivo de la Soja son las conocidas como Enfermedades de Fin de Ciclo (EFC), las mismas son un conjunto de enfermedades fúngicas que afecta a las hojas y tallos generando defoliación, es decir reduciendo el área disponible para la fotosíntesis, o afectando a la calidad de los granos. Una enfermedad muy notoria es llamada Mancha de Ojo de Rana (MOR), y consiste en la generación de circunferencias muertas en las hojas. Esta mortandad va creciendo y aumentando hasta afectar toda la superficie de la hoja. Otra enfermedad del grupo de las EFC se denomina Mancha Púrpura de la Semilla, y afecta a las hojas generando necrosis y defoliación, así como a la calidad del grano al frenar su crecimiento. Los granos afectados poseen una mancha en color púrpura, lo que da origen al nombre de la enfermedad.

Fertilización y nutrición nitrogenada en cultivos de soja

Fertilización y nutrición nitrogenada en cultivos de soja[editar]

Es muy importante fertilizar los cultivos de soja para obtener mejores rendimientos agrícolas. El principal fertilizante utilizado en la producción de soja es el SPS, superfosfato simple. Este fertilizante también se denomina arrancador, porque se aplica en el momento en que se siembra la semilla de soja en el campo. El mismo aporta los requirimientos del cultivo en P (fósforo), S (azufre) y Ca (calcio). Las cantidades de aplicación del mismo oscilan entre 50 y 100 kg por ha*.

La alta demanda de nitrógeno de la soja [(Glycine max (L.) Merril], estimada en unos 80 kg tn-1 de grano producida, es mayoritariamente cubierta a partir del proceso de fijación biológica de N atmosférico (FBN) en la simbiosis entre la leguminosa y los rizobios. El cultivo obtiene entre el 30 y el 94 % de sus requerimientos de N a partir de esta simbiosis (Hungría y Campo, 2004; Perticari, 2005, Collino et al. 2007). La inoculación con B. japonicum permite, en promedio, aumentos de rendimiento de entre 200 y 900 kg ha-1 en cultivos desarrollados en lotes con y sin historia sojera, respectivamente (Martínez Lalis, 1999; Hungría et al. 2006, Ferraris et al. 2006). Si bien la mayoría de los suelos cultivados con soja presentan poblaciones naturalizadas de rizobios, abundan los estudios que muestran aumentos de aproximadamente el 8 % en los rendimientos al inocular anualmente el cultivo (Hungría et al. 2006, Perticari 2005). El proceso de FBN ocurre en respuesta a relaciones fisiológicas reguladas por el cultivo por lo que se requiere de su óptimo manejo agronómico tal que la provisión de fotoasimilados no limite la correcta actividad nodular durante el período de llenado de granos. Entre los factores edáficos que interactúan con la eficiencia de la FBN, se encuentran las deficiencias nutricionales que afectan tanto al desarrollo del cultivo, como a la actividad de los rizobios. El uso de fuentes nitrogenadas, si bien induce a un mejor crecimiento de la soja, afecta negativamente el proceso de FBN y no es una práctica recomendable en condiciones de buen manejo de la inoculación. Cuando hay suficiente disponibilidad de N en el suelo, la planta por razones de economía energética, privilegia la incorporación del nitrógeno edáfico por sobre el derivado de la atmósfera (Racca y Collino, 2005). Abundan los estudios que muestran los limitados efectos de la fertilización nitrogenada sobre la mejora del rendimiento del cultivo destacando la relevancia del proceso de FBN en el abastecimiento de N (Díaz-Zorita et al. 2002). El P participa tanto sobre el crecimiento de las plantas como en el funcionamiento de los nódulos y la actividad de las bacterias en el proceso de FBN (Olivera et al., 2004) tanto por procesos directos (actividad nodular) e indirectos (crecimiento de la planta). En condiciones de baja oferta de P se limita la formación de nódulos (Date, 2000), la fijación del N disminuye (Sa e Israel, 1998) y la relación de biomasa nódulo: raíz también disminuye (Cassman, 1980). En estudios en condiciones de campo, se ha descripto que la fertilización fosfatada aumenta tanto el número de nódulos en soja (Díaz-Zorita et al., 1999; Colacelli et al., 2000) como su tamaño (Díaz-Zorita et al., 1999; Rubione et al., 2002). A partir de la evaluación de 26 sitios experimentales en la región pampeana argentina dónde se analizó la respuesta de soja a la inoculación con B.japonicum y su interacción con fertilización fosfatada se observó que ambas prácticas promovieron independientemente a una mayor nodulación principalmente sobre la raíz principal del cultivo. Además, en varios de los sitios se observó que los nódulos de los cultivos fertilizados de mayor diámetro, sugiriendo una iniciación temprana del proceso de nodulación comparada con los cultivos sin aplicación de P. En este mismo estudio se describieron diferentes respuestas en producción de granos según cultivos en sitios con o sin antecedentes de soja en rotación. En el primero de los casos (“lotes rotados”) tanto la fertilización con P como la inoculación con Bradyrhizobium japonicum aportaron positivamente a los rendimientos de los cultivos en forma independiente y aditiva, 380 kg ha-1 (p<0,03) y 224 kg ha-1 (p<0.001), respectivamente. En cambio, en suelos sin antecedentes del cultivo, la respuesta a la inoculación fue muy importante (1471 kg ha-1) mientras que la respuesta a la fertilización fue de menor magnitud y habría sido limitada en ausencia de FBN (inoculación). La FBN en simbiosis con rizobios responde a relaciones fisiológicas reguladas por el cultivo dónde las deficiencias nutricionales que afectan tanto al desarrollo del cultivo, como a la actividad de los rizobios. Se destacan los aportes directos e indirectos de la nutrición fosfatada sobre está observándose en condiciones extensivas de producción que la fertilización fosfatada aumenta tanto el número de nódulos en soja como su tamaño y en los rendimientos aditivos a la práctica de inoculación. Los tratamientos biológicos permiten su integración con otras prácticas de producción y el desarrollo de prácticas de manejo ambiental mente seguras procurando maximizar la eficiencia productiva de cultivos.

Cosecha de soja

Plantas de Soja en V2 a V3 creciendo sobre Trigo

Cosecha[editar]

La cosecha es durante los meses de marzo y mayo, normalmente mayo es el mes que presenta mayor actividad de cosecha.

En Argentina generalmente la actividad de cosecha comienza antes en la zona núcleo (Buenos Aires, sur de Santa Fe y sur de Córdoba) que en la zona norte.

Abstrayendo los factores tecnológicos, el rendimiento en la zona núcleo ronda los 40 qq por ha (4 tn por ha). Mientras que en la zona norte es más común que sea aproximadamente de unos 20 qq por ha.

Grupos de Madurez[editar]

La soja es un cultivo que se ha expandido enormemente a lo largo del planeta. Se siembra en terrenos muy dispares. Por ejemplo tan solo en Sudamérica se siembra desde el centro de Argentina, Uruguay, Bolivia, Paraguay, Sur de Brasil y hasta en Colombia. La soja puede adaptarse a dicha diversidad de ambientes agroclimáticas gracias que existen los llamados grupos de madurez.

Los grupos de madurez es la forma de definir el tipo y velocidad de crecimiento que va a tener un cultivar de soja. Se definen en forma numérica desde el número 2 al número 8. A medida que aumenta el número, también aumentan el tiempo necesario para que dicho cultivar de soja crezca, desarrolle ramas, flores, llene los granos y este listo para cosechar.

Es decir, un cultivar de grupo de madurez 5 requiere más tiempo para su desarrollo que un cultivar de grupo de madurez 3,5.

Los grupos de madurez no son algo estrictamente discreto, existen y se comercializan variedades con grupos de madurez 4,2 o 4,5 , 5,5 etc.

La elección del grupo de madurez depende del ambiente en el cual se va a desarrollar el cultivo. Si estamos ubicado al centro de Argentina, donde disponemos de pocos días libres de heladas (la última helada tardía es en el mes de octubre y la primera helada temprana es en el mes de abril), vamos a requerir un cultivar que crezca y se desarrolle a una velocidad considerable para cosecharlo antes de las primeras heladas. Es por ello que en dichas zonas se usan grupos 3.

Si estamos en una zona con un período estival de mayor duración pero con probabilidades de deficiencias hídricas debido a que las lluvias son erráticas y menos frecuentes podemos optar por un cultivar grupo 6 o 7. Esto nos va a permitir darle más tiempo de crecimiento a la planta aumentando la posibilidad de que ocurran precipitaciones durante dicho período.

Soja de segunda fecha de siembra

Soja de segunda fecha de siembra[editar]

Se denomina soja de segunda fecha de siembra a los cultivares de soja que son sembrados a partir del mes de diciembre en el Hemisferio Sur, generalmente precedidos por un cultivo invernal, en la mayoría de los casos por trigo.

Las razones de realizar la segunda siembra es que permite obtener dos cosechas en una misma unidad de superficie en un mismo año. Otra ventaja de realizar esta práctica es que permite incluir la rotación con trigo y reducir la inversión en agroqúimicos para el control de malezas. Los rastrojos del trigo que se cosecha en diciembre ralentizan la emergencia de malezas que van a competir con el cultivo de soja. También se reducen los gastos en fertilización, al aprovechar el abono que no fue utilizado por el cultivo de trigo.

Históricamente los cultivos de soja de segunda fecha de siembra poseen menor rendimiento que los cultivos de soja de primera. Esto se debe a que el desarrollo de un cultivo de soja está influenciado por la temperatura y el fotoperíodo (horas de luz por día). Al estar sembrado a comienzos del verano los días comienzan a tener menor cantidad de horas de luz lo que reduce el crecimiento final de la planta. Comparada con una soja de primera siembra los cultivares sembrados en diciembre son de menor tamaño y altura. Por dicha razón son sembrados a menor distancia entre surcos previendo un crecimiento menor por planta. Se siembran a 32 cm de distancia entre cada surco a diferencia de 52 cm de distancia para un cultivo de soja de primera fecha de siembra.

La cosecha de la soja de segunda fecha de siembra se da casi en simultáneo a la cosecha de la soja de primera. Al estar expuesto el cultivo a mayor temperatura media acelera su desarrollo adelantándose la fecha de cosecha. A pesar de haber sido sembrada 45 a 60 días después que la soja de primera es cosechada tan solo 15 a 20 días después.