Cacao

 Desarrollo de una variedad comercial de cacao (Theobroma cacao) con resistencia horizontal a moniliasis (Moniliophthora roreri) mediante cruzamientos recíprocos de cacaos amazónicos y nacionales 

Sandy Briones¹, Lizeth Cando¹, Lizbeth Celorio¹, María Ortiz¹ y Juan Soria¹

¹Estudiantes de la Cátedra de Genotecnia Vegetal, Universidad Central del Ecuador

Resumen. El cacao es uno de los cultivos económicamente más importantes en Ecuador, especialmente para pequeños y medianos agricultores, quienes registran pérdidas enormes en su producción debido a una enfermedad denominada Moniliasis, la cual afecta directamente a la mazorca de cacao, ocasionando daños del 50% al 80%, dicha enfermedad se encuentra en varios países de Latinoamérica, pero no existe un control fitosanitario efectivo, por lo que realizar un mejoramiento genético se considera como una buena opción, estos mejoramientos se realizan con el objetivo de tener una variedad comercial con características finas de aroma y alta productividad, tal es el caso del clon CCN51, resistente a Escoba de bruja, fino de aroma y altamente productivo, pero susceptible a Moniliasis; por lo que como objetivo del trabajo se pretende desarrollar una variedad resistente a moniliasis y que a la vez cumpla con las características comerciales, para lo cual se desarrolló un esquema de mejoramiento que inicia a partir de un cruzamiento recíproco con 7 progenitores, con polinización asistida, selección y multiplicación material vegetal, que luego de 7 generaciones dan como resultado una variedad resistente.

Palabras clave: Moniliasis, Theobroma cacao, cruzamientos recíprocos, mazorca de cacao

1.            Introducción

La producción de cacao (Theobroma cacao L.) es de 3.102.000t mundialmente por lo que es un cultivo importante para la economía de varios países entre los cuales está Ecuador, sin embargo, el auge de la actividad cacaotera está limitado por los fitopatógenos y el bajo desempeño debido a razones genéticas y de manejo (Phillips et al., 2012).

Para combatir las enfermedades los productores combinan el control integrado y el uso de genotipos resistentes ya que es la estrategia de mayor viabilidad para el cultivo. Entonces, los fitomejoradores buscan una variedad de alto rendimiento y resistente a las principales enfermedades que afectan al cultivo: Monilia (Moniliophthora roeri) y Escoba de bruja (Moniliophthora perniciosa) (Guiltinan y Maximova 2002).

La Monilia, es un problema fitosanitario presente en todas las regiones del país, sobretodo en épocas de lluvia porque la temperatura y humedad son favorables para su desarrollo. Técnicamente, el daño se asocia con el tipo de material genético utilizado y el manejo del cultivo.  Puesto que, una mazorca infectada puede producir hasta 144.000.000 de esporas que sobreviven hasta 7 meses en mazorcas adheridas a plantas (Jaimes y Aranzazu, 2010).

Las variedades de cacao, Nacional y CCN-51 son las que predominan en plantaciones cacaoteras del Ecuador. Razón por la cual para este ensayo se tomaron del banco de germoplasma de la Estación Experimental de Pichilingue progenitores amazónicos (AMAZ14, TAP3, LCT368 y EBC148) y Nacionales (B60, A645 y CCN-51) con resistencia a Monilia (Cantos et al., 2017).  

Dentro del ensayo se realizó un cruzamiento recíproco con 7 líneas para obtener la población F1 de la cual se realizó una selección masal donde se obtuvieron las semillas con características de resistencia, luego estas se llevaron a campo donde se realizó la siguiente selección de acuerdo a las características evaluadas. Todo esto se llevó a cabo con la finalidad de desarrollar un cultivar de cacao resistente a Moniliophthora roreri por medio de policruzamintos interespecíficos y selección masal, con cacao trinitario, criollo y forastero.

2.    Problema de Estudio

Existe una serie de investigaciones en cacao, sin embargo, no se ha logrado desarrollar variedades resistentes a Moniliasis, enfermedad que registra pérdidas mayores al 50 % de producción, motivo por el cual algunos de los productores de cacao han abandonado su cultivo.

3.    Objetivos

3.1. Obejtivo general

Desarrollar un esquema base de mejoramiento para la obtención de un cultivar de cacao resistente a Moniliophthora roreri por medio de cruzamientos recíprocos, con cacao amazónico y nacional.

3.2. Objetivos específicos

Establecer poblaciones con el propósito de seleccionar genotipos con resistencia a Monialisis.

Evaluar características productivas y sanitarias de los genotipos en las poblaciones de estudio.

4.    Hipótesis

4.1. Hipótesis nula

La hibridación de progenies de tipo amazónico y nacional favorece el desarrollo de una variedad resistente a moniliasis.

4.2. Hipótesis alternativa

La hibridación de progenies de tipo amazónico y nacional no favorece el desarrollo de una variedad resistente a moniliasis.

5.    Marco teórico

El cacao representa la materia prima para la elaboración del chocolate. No obstante, la presencia de moniliasis constituye una limitante en producción y calidad del cacao. Este problema ha generado un desaliento entre los productores por pérdidas que en el peor de los casos pueden llegar a superar el 80% (García et al., 2014).

5.1.        Biología reproductiva

           5.1.1.     Morfología de la flor

La flor de cacao nace de una estructura llamada cojinete floral, uno de estos cojinetes puede albergar entre 1 a 40 flores; este tipo de flores una vez abiertas solo tiene 48 horas de viabilidad para recibir el polen, la flor individual del cacao tiene un pedicelo largo y fino de 1 a 1,5 cm de longitud, se compone de cinco sépalos agudos y rosados, de seis a ocho mm de largo, pubescentes, que en la flor abierta se expanden formando ángulo recto con el peciolo (Chanatásig, 2004; Motaleza,2020).

             5.1.2.     Morfología del fruto

Los frutos de esta planta neotropical se conocen como "mazorca o baya" formada por una cáscara en cuyo interior se encuentran las almendras rodeadas de un mucílago o pulpa de sabor dulce y ácido. El mucílago provee las condiciones adecuadas para el proceso de fermentación y para la formación de las sustancias precursoras del sabor y aroma de chocolate (Álvarez et al.,2002).

            5.1.3.     Problemas de enfermedades énfasis en moniliasis

Entre las principales enfermedades están Moniliasis (Moniliophtora roreri), considerada de importancia económica y biológica del cultivo debido a las condiciones climáticas semejantes a las del cultivo (Morán, 2008). Moniliophthora roreri se caracteriza por ser un hongo mitospórico dentro de los Agaricales, la severidad del ataque de monilia varia de una zona a otro de una finca a otra dentro de la misma zona aun dentro de sectores de la misma finca (Álvarez, Martínez, & Coy, 2014).

            5.1.4.     Mejoramiento del cacao y método

Desde un principio de la producción de cacao se han desarrollado varios problemas fitosanitarios causando pérdidas del 25%, hasta en la actualidad, donde las pérdidas ascienden al 80% (Alvarado et al., 2017; Enríquez,1984).

Para el mejoramiento genético, la clonación del cacao se considera una etapa necesaria para optimizar la explotación de los beneficios directos de un genotipo seleccionado que responda a los requerimientos de resistencia a los parásitos, altos rendimientos y alta calidad chocolatera (Chanatásig, 2004).

            5.1.5.     Resistencias del cacao

La resistencia genética a moniliasis (Moniliophthora roreri), que es el principal factor limitante del cultivo en varios países de Centro y Sudamérica (Arciniegas, 2005). La resistencia de tipo horizontal, denominada también resistencia de campo, general o poligénica es controlada por genes menores y aditivos, de baja expresividad, con una mayor estabilidad en el tiempo por mantenerse en presencia de nuevas razas del patógeno. (Tinjacá, 2010). En la actualidad existen genotipos de cacao que pueden ser resistentes o tolerantes a la moniliasis pero que no son comerciales, tales como AMAZ 14 y TAP 13 que provienen de una Colección Amazónica Chalmers y son clasificados como Trinitarios resistentes a la enfermedad, se tiene también a los genotipos LCT 368 Y EBC 148 que provienen de la Colección Amazónica Allen que se clasifican como forastero y trinitario, resistente y moderadamente resistente (Tarqui et al., 2017).

            5.1.6.     Patosistema de Moniliophthora roreri

El ciclo del patógeno dura entre cincuenta y sesenta días, desde la infección hasta completar la esporulación, se puede considerar dos ciclos diferentes dependiendo si el inóculo llega a las mazorcas sanas a partir de frutos con infecciones recientes o de frutos infectados de ciclos anteriores que quedan momificados en el árbol, las esporas permanecen viables ocho a nueve meses después de su esporulación, por lo que se considera como fuente de inoculo primario (Estrella 2012). Las mazorcas pueden ser infectadas en cualquier edad, siendo los estados iniciales de su desarrollo los más propensos al ataque del patógeno.

6.      Materiales y Métodos

6.1. Ubicación del Experimento y Condiciones Ambientales

La investigación se ubicará en la Estación Experimental Tropical Pichilingue del INIAP, en el km 5 de la vía Quevedo-El Empalme, a una altitud de 85 msnm. Las coordenadas geográficas son 79° 21’ Longitud Oeste y 1° 6’ latitud Sur. La temperatura media es 24,1 °C, precipitación anual 2252 mm y heliofanía 894 horas luz (INAMHI, 2019). El suelo en el sitio experimental presenta textura franco-limosa con un buen nivel de fertilidad y drenaje moderado. La topografía del sitio es ligeramente ondulada.

6.2. Diseño del experimento

El material genético será obtenido del banco de germoplasma de la Estación Experimental de Pichilingue (Anexo 1), lugar en el cual se llevará a cabo el estudio. El ensayo consiste en una fecundación recíproca total de los progenitores descritos en la Tabla 2 y de los cuales se colectarán las mazorcas más sobresalientes y que presenten menor incidencia a moniliasis.

Las semillas de estos frutos se sembrarán dentro de un invernadero, en fundas negras con sustrato estéril y el trasplante será 3 meses después de la germinación o cuando las plantas tengan una altura de aproximada de 20 cm y será en campo abierto en un área de 20000 m². Dicho trasplante constará con agujeros de 0.4 x 0.4 m y una profundidad de 0.8 m dentro de la cual se colocará 2 capas de materia orgánica y fertilizantes nitrogenados. La disposición de plantación será del tipo marco real (3 x 3 m) lo que dará un total de 4200 plantas por la superficie determinada (Esquema de mejoramiento).

Como actividades complementarias se implementará el riego por goteo, la fertilización se realizará cada 4 meses a partir de la primera ejecutada durante el trasplante y el control de plagas se llevará a cabo cada mes para verificar la resistencia de las plantas, el monitoreo empezará a partir de la aparición del primer fruto y posteriormente los monitoreos serán una vez a la semana.

Tabla 2. Serie de cruzas de parentales de cacao.

	Línea 1	Línea 2	Línea 3	Línea 4	Línea 5	Línea 6	Línea 7
Línea 1	-	L1 x L2	L1 x L3	L1 x L4	L1 x L5	L1 x L6	L1 x L7
Línea 2	L2 x L1	-	L2 x L3	L2 x L4	L2 x L5	L2 x L6	L2 x L7
Línea 3	L3 x L1	L3 x L2	-	L3 x L4	L3 x L5	L3 x L6	L3 x L7
Línea 4	L4 x L1	L4 x L2	L4 x L3	-	L4 x L5	L4 x L6	L4 x L7
Línea 5	L5 x L1	L5 x L2	L5 x L3	L5 x L4	-	L5 x L6	L5 x L7
Línea 6	L6 x L1	L6 x L2	L6 x L3	L6 x L4	L6 x L5	-	L6 x L7
Línea 7	L7 x L1	L7 x L2	L7 x L3	L7 x L4	L7 x L5	L7 x L6	-

Leyenda: Línea 1: CCN-51, Línea 2: AMAZ-14, Línea 3: TAP-3, Línea 4: LCT-368, Línea 5: EBC-148, Línea 6: B-60, Línea 7: A-645.

6.3. Mejoramiento Genético

Se realizará un cruzamiento recíproco con 7 líneas puras (Tabla 1.), donde se obtendrá la población F1, a partir de la cual se realizará una selección masal obteniendo la semilla de las plantas que reúnan las características de resistencia y a continuación mezclar toda esta semilla para ser llevada a campo, esto se realizara hasta obtener la generación F6, posteriormente se eligen las 500 plantas destinadas para realizar estacas para la generación F7 de manera clonal, y de igual manera para la generación F8, hasta obtener la variedad deseada y realizar el lanzamiento de la variedad.

6.4.  Criterios de selección    

              6.4.1.         Rendimiento

Es el número de frutos (mazorcas) sanos obtenidos por planta de cada genotipo.

              6.4.2.         Índice de mazorca

Es el número de mazorcas maduras y sanas necesarias de cada genotipo, para obtener un kg de cacao seco. Esta variable se calcula dos veces al año, en coincidencia con cada pico de cosecha (uno en invierno y otro en verano) (Loor et al., 2010). Para su cálculo, se utiliza la siguiente fórmula:

              6.4.3.         Índice de semilla

Es el peso de una semilla fermentada y seca. Para determinar esta característica, se registra el peso en gramos de 100 almendras tomadas al azar (Loor et al., 2010). Para efectos de cálculo, se aplica la siguiente fórmula:  

6.5. Variables

             6.5.1.     Tamaño de la lesión en la mazorca

El tamaño de la lesión se evaluará en porcentaje en base a la Tabla 3

Tabla 3. Escala utilizada para medir el área afectada de Moniliasis en el fruto

Cobertura por la enfermedad (% área)	Grado de severidad	Clasificación
1 – 10 %	1	Resistente
11 – 20%	2	Medianamente resistente
21 – 30%	3
31 – 40%	4	Susceptible
41 – 50%	5
> 50%	6	Muy susceptible

             6.5.2.     Tipo de esporulación

Para evaluar la esporulación del patógeno en las mazorcas se realizarán discos de cacao a los cuales se los inoculara cepas de M. roreri y se utilizara la siguiente escala para su evaluación.

Tabla 4.  Escala para determinar la esporulación en discos del fruto de cacao

Grados	Características
0	Discos de cacao con Moniliasis sin esporulación.
1	1 a 5 % de esporulación con Moniliasis en discos de frutos de cacao
2	6 a 25 % de esporulación con Moniliasis en discos de frutos de cacao
3	26 a 50 % de esporulación con Moniliasis en discos de frutos de cacao
4	51 a 75 % de esporulación con Moniliasis en discos de frutos de cacao
5	76 a 100 % de esporulación con Moniliasis en discos de frutos de cacao

6.6 Esquema de mejoramiento

7.            Conclusiones

Se logró desarrollar un esquema de mejoramiento genético el cual, sirve como base para trabajar en una variedad que tenga resistencia horizontal al patógeno Moniliophthora roreri causante de la Monilia del Cacao, que se caracterice por tener características deseables para el mercado utilizando cruzamientos recíprocos, el cual es un método efectivo para aprovechar la capacidad combinatoria general y así obtener clones que muestren porcentajes bajos de autofecundación y se puedan multiplicar normalmente por vía vegetativa, los cruzamientos se realizaron con cacao amazónico y nacional que demostraron ser resistentes a la enfermedad.

    Se evaluaron características productivas como el rendimiento, el índice de mazorca y semilla, así como también las características sanitarias como el tamaño de la lesión en la mazorca y el tipo de esporulación en cada cruza. 

    Se establecieron poblaciones, es decir plantas de cacao diferenciadas entre si con las cuales se seleccionaron los genotipos de plantas con resistencia a Moniliasis.

8.            Referencias

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