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Simulating the effect of flowering time on maize individual leaf area in contrasting environmental scenarios

Authors :
Lacube, Sebastien
Manceau, Loïc
Welcker, Claude
Millet, Emilie J
Gouesnard, Brigitte
Palaffre, Carine
Ribaut, Jean-Marcel
Hammer, Graeme
Parent, Boris
Tardieu, François
Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE)
Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR)
Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Unité expérimentale du maïs (BORDX ST-MARTIN UE)
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT)
Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR)
University of Queensland [Brisbane]
ANR-10-BTBR-0001,AMAIZING,Développer de nouvelles variétés de maïs pour une agriculture durable: une approche intégrée de la génomique à la sélection(2010)
ANR-11-INBS-0012,PHENOME,Centre français de phénomique végétale(2011)
European Project: 244374,EC:FP7:KBBE,FP7-KBBE-2009-3,DROPS(2010)
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Source :
Journal of Experimental Botany, Journal of Experimental Botany 71 (2020) 18, Journal of Experimental Botany, 71(18), 5577-5588, Journal of Experimental Botany, Oxford University Press (OUP), 2020, 71 (18), pp.5577-5588. ⟨10.1093/jxb/eraa278⟩, Journal of Experimental Botany, 2020, 71 (18), pp.5577-5588. ⟨10.1093/jxb/eraa278⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
Oxford University Press, 2020.

Abstract

The quality of yield prediction is linked to that of leaf area. We first analysed the consequences of flowering time and environmental conditions on the area of individual leaves in 127 genotypes presenting contrasting flowering times in fields of Europe, Mexico, and Kenya. Flowering time was the strongest determinant of leaf area. Combined with a detailed field experiment, this experiment showed a large effect of flowering time on the final leaf number and on the distribution of leaf growth rate and growth duration along leaf ranks, in terms of both length and width. Equations with a limited number of genetic parameters predicted the beginning, end, and maximum growth rate (length and width) for each leaf rank. The genotype-specific environmental effects were analysed with datasets in phenotyping platforms that assessed the effects (i) of the amount of intercepted light on leaf width, and (ii) of temperature, evaporative demand, and soil water potential on leaf elongation rate. The resulting model was successfully tested for 31 hybrids in 15 European and Mexican fields. It potentially allows prediction of the vertical distribution of leaf area of a large number of genotypes in contrasting field conditions, based on phenomics and on sensor networks.<br />Flowering time affects all processes governing whole-plant leaf area, namely rates, durations, and sensitivity to environmental conditions. Genotype dependency was assessed via large phenomic datasets in field and controlled conditions.

Details

Language :
English
ISSN :
14602431 and 00220957
Volume :
71
Issue :
18
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Experimental Botany
Accession number :
edsair.pmid.dedup....a6a58ecb8160ae533e476c492bd57765