Consumer interest in foods enriched with phytochemical compounds for health benefits has prompted plant breeders to focus on developing new cultivars with an enhanced content of specific compounds. Studies regarding the exploration of germplasms of species of great economic importance, such as maize, could be useful in this task. This study aimed to assess the physical grain traits and phenolic compound variations (including anthocyanins, flavonoids, and proanthocyanidins) in blue-purple maize accessions from various Mexican races. We examined 207 accessions from 21 Mexican maize races, evaluating physical grain traits such as weight of one hundred grains (W100G), endosperm type (ET), pigment location, and grain color. Phenolic composition analysis encompassed total soluble phenolics (TSP), total anthocyanin content (TAC), flavonoids (FLAV), and proanthocyanidins (PAs). The predominant endosperm type was floury, with W100G values indicating a large grain size and the pigment primarily located in the aleurone layer. Among phenolic composition variables, only TSP exhibited a normal distribution, while others skewed towards the left side. A hierarchical analysis of phenolic composition data revealed three distinct groups comprising different numbers of Mexican varieties, with TAC proving the most effective for grouping. Our comprehensive exploration of maize diversity featuring blue-purple grain coloration has led to the identification of novel maize varieties with outstanding phenolic contents.

Molecular characterization of a given set of maize germplasm could be useful for understanding the use of the assembled germplasm for further improvement in a breeding program, such as analyzing genetic diversity, selecting a parental line, assigning heterotic groups, creating a core set of germplasm and/or performing association analysis for traits of interest. In this study, we used single nucleotide polymorphism (SNP) markers to assess the genetic variability in a set of doubled haploid (DH) lines derived from the unselected Iowa Stiff Stalk Synthetic (BSSS) maize population, denoted as C0 (BSSS(R)C0), the seventeenth cycle of reciprocal recurrent selection in BSSS (BSSS(R)C17), denoted as C17 and the cross between BSSS(R)C0 and BSSS(R)C17 denoted as C0/C17. With the aim to explore if we have potentially lost diversity from C0 to C17 derived DH lines and observe whether useful genetic variation in C0 was left behind during the selection process since C0 could be a reservoir of genetic diversity that could be untapped using DH technology. Additionally, we quantify the contribution of the BSSS progenitors in each set of DH lines. The molecular characterization analysis confirmed the apparent separation and the loss of genetic variability from C0 to C17 through the recurrent selection process. Which was observed by the degree of differentiation between the C0_DHL versus C17_DHL groups by Wright’s F-statistics (FST). Similarly for the population structure based on principal component analysis (PCA) revealed a clear separation among groups of DH lines. Some of the progenitors had a higher genetic contribution in C0 compared with C0/C17 and C17 derived DH lines. Although genetic drift can explain most of the genetic structure genome-wide, phenotypic data provide evidence that selection has altered favorable allele frequencies in the BSSS maize population through the reciprocal recurrent selection program.

Obtener híbridos comerciales competitivos de maíz (Zea mays L.) requiere de estrategias de selección eficientes para mejorar poblaciones y formar progenitores élite. El objetivo de esta investigación fue seleccionar líneas y cruzas de alta aptitud combinatoria general (ACG) y específica (ACE) para rendimiento de grano (RG) y características agronómicas, al combinar las pruebas de mestizos (línea × probador) y cruzas dialélicas. En el ciclo agrícola otoño-invierno 2010-2011 se formaron 144 mestizos con líneas S3 de la población subtropical ST C2 F2, y como probador la población subtropical PABGT-CE C9 F2. Los mestizos se evaluaron en secano en el ciclo agrícola primavera-verano (PV) 2012 en Tlajomulco y Tepatitlán, Jalisco, Peña del Panal, Michoacán, y Santa María del Oro, Nayarit, que cubren un intervalo de 1100 a 1900 m de altitud. En esta prueba se seleccionaron, a través de localidades, nueve mestizos por ACG para RG y tolerancia al acame. Con la semilla remanente de las líneas de mestizos seleccionados, en PV 2015 se formaron cruzas dialélicas. Las cruzas se evaluaron en PV 2016 en las localidades anteriores e Iguala, Guerrero. Las líneas ST C2 F2-21-2-1 y ST C2 F2-29-2-1 sobresalieron en ambas pruebas por su alta ACG para RG, pero la última se eliminó porque en cruzas dialélicas la ACG y ACE para acame fueron positivas y significativas (P ≤ 0.05). La ACE de la cruza ST C2 F2-33-1-1 × ST C2 F2-49-2-1 para RG fue significativa (P ≤ 0.05), y en acame negativa, pero no significativa. El asociar las pruebas de mestizos y cruzas dialélicas permitió seleccionar de una forma más rigurosa líneas con alta ACG y ACE para RG y características agronómicas, además de eliminar líneas antes de formar el sintético y obtener cruzas simples que podrían usarse para formar híbridoscon progenitores élite del otro componente heterótico.

The color of maize grain, ranging from pink to purple, is related to the presence of phenolic compounds whose efficient extraction is affected by the solvent used. This study aimed to determine the effect of solvents and maize grain color on the phenolic composition and biological activities of maize extracts. Six samples (two with brick red, BR, two with cherry red CR, and two with blue–purple BP) of maize grain were used. The solvents were acidic methanol (MTFA) and aqueous acetone (AWAC). The phenolic composition was evaluated by total soluble phenolics (TSPs), anthocyanins (TACs), flavonoids (FLAVs), and proanthocyanidins (PAs). Biological activities evaluated were antioxidant capacity (AC), antifungal activity (AFA) and antimutagenic (AM) activity. The type of solvent used exerted a higher effect than the maize grain color on the phenolic composition of biological activities. The TAC and FLAV variables were more influenced by solvent than TSPs and PAs, while AC was affected only when evaluated by the DPPH method. AWAC extracts showed AFA and had the highest AM, unlike MTFA extracts. These results highlight the importance of selecting an appropriate solvent to maximize the functional properties of maize grain extracts and reach a more objective evaluation of the potential of food on its biological activities.

En el cultivo de maíz (Zea mays L) la densidad de población es un componente importante de la producción de grano. Esta investigación tuvo como objetivo estudiar la respuesta en rendimiento de grano y características agronómicas de cinco híbridos experimentales de maíz al variar la densidad de población. Los híbridos y dos testigos se sembraron a 65, 75 y 90 mil plantas ha-1 en un diseño experimental de bloques completos al azar con tres repeticiones con arreglo de tratamientos en parcelas divididas, donde la parcela grande incluyó las densidades de población y la chica los híbridos. La unidad experimental fue de cuatro surcos y la parcela útil los dos surcos centrales. La evaluación se hizo en Peña del Panal, Michoacán, México en punta de riego, y en Tepatitlán y San Miguel Cuyutlán, Jalisco, México en temporal. Se registraron datos de planta y de mazorca y se realizaron análisis estadísticos combinados a través de localidades. El rendimiento de los híbridos fue diferente al aumentar la densidad de población, los híbridos HE-48, HE-46, HE-15A y H-377 elevaron el rendimiento al incrementar la densidad de población; el comportamiento del híbrido H-377 fue muy dependiente de la densidad de población, con 65 mil plantas ha-1 tuvo rendimiento de grano bajo y con 90 mil alcanzó su máximo rendimiento. Los híbridos HE-48 y HE-15A tuvieron rendimiento alto tanto en baja como en alta densidad. El rendimiento de grano en función de las densidades de población es un factor importante a considerar para la rentabilidad del cultivo, especialmente en siembras de maíz de temporal, pues en esas condiciones el rendimiento de grano disminuyó al aumentar la densidad de población.

En México, la reconversión del maíz (Zea mays L.) de grano blanco a amarillo es un programa estratégico para la producción de granos en el país. En la zona agrícola de transición de México (ZTM) ubicada entre 1900 y 2200 m de altitud, existen condiciones ambientales apropiadas para la producción de maíz; sin embargo, la oferta de variedades mejoradas de maíz de grano amarillo es escasa. Para incrementar tal oferta se identificó un patrón heterótico de maíz de grano amarillo con una población subtropical y otra de valles altos. Con el propósito de evaluar el valor genético del patrón heterótico LPC1A RC1 C0 F2 x INIFAP-Amarillo Dentado-3 para generar híbridos comerciales de maíz de grano amarillo para la ZTM, se hicieron mestizos a partir de líneas S2 derivadas de la población INIFAP-Amarillo Dentado-3 en los que la población LPC1A RC1 C0 F2 se empleó como probador. Los mestizos se evaluaron en cuatro localidades, tres ubicadas en la ZTM y otra en la zona subtropical. Las líneas sobresalientes por aptitud combinatoria general se cruzaron con dos probadores de cruza simple subtropicales, en los que un progenitor de cada cruza se derivó de la población LPC1A RC1 C0 F2. Las cruzas trilineales se evaluaron en tres localidades ubicadas en ZTM. Se registraron datos agronómicos de planta y mazorca y se determinó la aptitud combinatoria general y específica. Se concluyó que el patrón heterótico de maíz de grano amarillo, INIFAP-Amarillo Dentado-3 x LPC1A RC1 C0 F2, fue efectivo para producir híbridos de maíz para la ZTM, pues algunos de los mestizos e híbridos generados fueron hasta 7 d más precoces y tuvieron rendimiento de grano estadísticamente igual (P ≤ 0.05) o hasta 17 % mayor que los testigos comerciales.