Maize: Key agricultural crop in food security and sovereignty in a future with water scarcity

• Published in: Revista brasileira de engenharia agrícola e ambiental Vol. 23; no. 9; pp. 648 - 654
• Main Authors: Langner, Josana A., Zanon, Alencar J., Streck, Nereu A., Reiniger, Lia R. S., Kaufmann, Marielen P., Alves, Alexandre F.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Departamento de Engenharia Agrícola - UFCG 01.09.2019
• Subjects: AGRICULTURAL ENGINEERING; ENVIRONMENTAL SCIENCES; mudança climática; foods; landrace cultivars; cultivares crioulas; Zea mays L; alimentos; climate change
• ISSN: 1415-4366; 1807-1929; 1807-1929
• DOI: 10.1590/1807-1929/agriambi.v23n9p648-654

ABSTRACT The objective in this review was to discuss the importance of maize currently and the crucial role it may play in the future for food production in scenarios of water shortage, as well as the importance of conserving its landrace cultivars, which have a considerable portion of the reserve of genetic variability. Maize plants, when exposed to water deficit, may develop physiological, morphological, biochemical and anatomical adaptation mechanisms. With the aid of genetic improvement, characteristics that impart tolerance are fixed in plants through conventional methods. In this context, ‘Tuxpeño Sequia’ cultivars were developed in Mexico, while in Africa, one of the most important strategies was the development of ‘DT’ (Drought-tolerant) cultivars. In the United States, one of the most important processes was the development of PionerAquamax® hybrids, while in Brazil, it was the development of cultivars with the ‘Maya Latente’ gene. Through genetic transformation, the hybrid ‘MON 87460’ was developed. However, it should be mentioned that, for a cultivar to be well accepted by producers, besides having one or more adaptation characteristics, it must have a high grain yield. Biotechnological tools such as the use of molecular markers, genetic transformation, and modeling through bioinformatics, associated with conventional selection, will be fundamental to guarantee the advancement of water deficit tolerance in maize. RESUMO O objetivo nesta revisão foi discutir a importância da cultura do milho na atualidade e o papel crucial que pode desempenhar no futuro para a produção de alimentos em cenários de deficiência hídrica, bem como a importância de conservar suas cultivares crioulas, que detêm uma parcela considerável dessa reserva de variabilidade genética. As plantas de milho, quando expostas à deficiência hídrica, podem desenvolver mecanismos fisiológicos, morfo-anatômicos, bioquímicos e moleculares de adaptação. Com o auxílio do melhoramento genético são fixadas nas plantas as características adaptativas que conferem tolerância via métodos convencionais, com a seleção e incorporação da característica, ou pelo emprego de transformação genética. Nesse sentido, foram desenvolvidas, por meio do melhoramento convencional, a cultivar Tuxpeño Sequia, no México, enquanto na África, uma das estratégias mais importantes foi o desenvolvimento das cultivares DT (Drought-tolerant). Já nos Estados Unidos, um dos processos mais importantes foi o desenvolvimento dos híbridos PionerAquamax® ao passo que, no Brasil, foi o desenvolvimento das cultivares possuidoras do caráter latente na cultivar Maya Latente. Por meio da transformação genética foi desenvolvido o híbrido ‘MON 87460’. Entretanto, deve ser mencionado que, para uma cultivar ser bem aceita pelos produtores, além de possuir uma ou mais características de adaptação, precisa ter alta produção de grãos. Ferramentas biotecnologicas como uso de marcadores moleculares, transformação genética, e modelagem através da bioinformática, associadas à seleção convencional, serão fundamentais para garantir o avanço na tolerância à deficiência hídrica em milho.