Mejoramiento genético en cruzamiento de naranjilla (Solanum quitoense var Dulce x Solanum pectinatum) para aumentar rendimiento y calidad pos - cosecha
Karla Cumbal-Benítez1; Darwin
Flores-Guaman1; Jessica Mena-Veloz1; Alex
Velastegui-Paredes1
1 Universidad
Central Del Ecuador. Facultad de Ciencias Agrícolas
Abstract: Orange is a fruity fruit native to the Andes, due to
its nutritional and organoleptic characteristics have allowed the expansion and
cultivation of this product, becomes the most important in Ecuador with large
areas of cultivated land and with a high production. To meet the needs of
producers and the growing market institutions and universities have conducted a
number of research to the variety and hybrid market which do not meet the
requirements, the project present through research and is intended to bring to
market a new variety of orange trees with characteristics in their fruit that
will allow better management post-harvest cultivation and high yields in
productivity by improving the other varieties currently used, this variety can
be marketed both nationally and internationally due to its characteristics. The
genealogical or pedigree method combined with recurrent selection will be used
to obtain the new variety; crossing two varieties (Solanum quitoense) x
(Solanum pectinatum) with clonal propagation of stakes in coconut.
KEY WORDS: NARANJILLA, RENDIMIENTO, VARIEDAD,
CRUZAMIENTO, CLONAL, PEDIGREE
1. Introducción
La naranjilla (S. quitoense Lam.)
es un frutal originario de bosques subtropicales de los Andes de Ecuador, fruta
climatérica de exquisito sabor y aroma y de importancia en el sector andino por
su demanda en el mercado tanto nacional como internacional. En el Ecuador se
cultivan y comercializan diferentes variedades e híbridos de la sección
Lasiocarpa, por lo tanto, constituye la base de la economía de un importante
sector productivo agrario del país. En la Región Amazónica se encuentra el 93 %
de producción nacional de naranjilla; el 7 % restante se cultiva en las
estribaciones oriental y occidental de la Sierra ecuatoriana con una superficie
total cultivada de 9450 hectáreas (INIAP, 2010). Las frutas de este cultivo presentan
propiedades nutritivas altas, su color y aroma la convierten en una fruta
perfecta para la agroindustria, pues sirve para la elaboración de helados,
mermeladas. Bebidas, entre otros productos con gran demanda en el mercado
nacional (Castro & Herrera,
2019).
Las principales variedades comerciales de naranjilla en Ecuador son:
Baeza, Espinosa, Iniap-Quitoense. Híbridos: Puyo, Palora y Mera, del total de
la superficie la variedad más cultiva y con mayor aceptación en el país por sus
características en el fruto es el Hibrido Puyo (61%), Palora (38%) y la
variedad común (1%) (Castro &
Herrera, 2019).
En la actualidad el cultivo de naranjilla o lulo en países productores
como lo es Ecuador presenta varios problemas que limitan su productividad y
competividad en el mercado, ya que aproximadamente de 30 t ha-1, se obtiene un
promedio de entre 7 y 9 t ha-1, causando el abandono progresivo de esta
especie, con la consecuente pérdida de fuentes de empleo, reduccion de ingresos
económicos y bajando el nivel de vida de productores, en muchos casos se han
visto en la obligación de deforestar selvas vírgenes que no presentes el
patógeno para establecer el cultivo, ya que es su único ingreso (Gómez, et al,
2014) (INIAP, 2010). Las limitantes de carácter técnico tienen que ver con la
selección de materiales mejorados, el control de plagas y enfermedades y manejo
de nutrición; híbridos que presentan varios vacíos para el agricultor, por su
susceptibilidad a enfermedades, semillas infértiles y frutos suaves que impiden
su exportación (Dávila, 2016).
Fuera de las zonas similares a las de origen, la naranjilla es de
difícil adaptación, reportándose casos en los que la planta llega a la
florescencia, pero produce polen estéril, bajo cuaje y formación de frutos, en
la fruta una coloración de pulpa poco apetecida, problemas de rápida
perecibilidad y estropea miento, así como un tamaño inadecuado del fruto;
siendo estas características claves en el rendimiento del cultivo. Todas estas
características son heredadas de los parentales como consecuencia del
cruzamiento sexual, que demuestra que el mejoramiento convencional en la
naranjilla no ha solucionada los problemas del cultivo y producción. Con los
avances de la biotecnología vegetal, se abre la posibilidad de incorporar características
deseables en ambientes controlados, pudiendo conseguir un mejoramiento dirigido
y ajustado a satisfacer las necesidades específicas del agricultor en el fruto
y así como las de los consumidores nacionales e internacionales (Mantilla,
2008) ya que el 50% depende de la variedad y crecimiento vegetativo en la
planta.
Con el proyecto se busca brindar al agricultor una variedad mejorada por
medio del cruzamiento de dos líneas puras de Lasiocarpa una cultiva y otra
silvestre presentes en el país, (Solanum quitoense vara quitoense x Solanum
pectinatum) que presentan características claves que darían a sus
segregantes por medio de su cruzamiento en la formación de frutos y mejor
rendimiento al tener mayor número de cáliz por medio de la cría in vitro.
2.Objetivos
2.1Objetivo principal
Elaborar un hibrido genético mediante
cruzamiento de líneas puras (Solanum quitoense var dulce x Solanum
pectinatum) para mejorar rendimiento influenciado por características del
fruto y número de flores.
2.2Objetivos específicos
·
Selección de segregantes
de (Solanum quitoense vara quitoense x Solanum pectinatum) con las
características deseadas en la F2 del fruto y numero de cáliz en la planta.
·
Elaborar ciclos de
selección recurrente y cruzamientos sucesivos hasta obtener el F6 de la especie
con alto rendimiento.
3. Hipótesis
3.1Hipótesis nula:
Se obtendrá un hibrido genético con
mejores características en el fruto y mayor número de cáliz presentes en la
planta mejorando el rendimiento del cultivo.
4.Revisión de literatura
4.1Descripción general
El cultivo de naranjilla es la base de la
economía de un importante sector productivo del Oriente ecuatoriano. En el 2002
en la Región Amazónica se encontraba el 93% de la producción nacional de la
naranjilla, principalmente en las provincias de Napo, Pastaza, Morona Santiago
y Sucumbíos (INIAP, 2010).
Es una de las frutas exóticas más
apetecidas en los mercados nacionales así como en los internacionales, debido a
su sabor y color, que la hacen atractiva en comparación con otros productos (Andrade, Moreno, Guijarro, & Concellón, 2015).
El uso de especies silvestres con el fin de mejorar la producción de
cultivos de interés comercial, como el de lulo, es de gran interés para los
fruticultores y se refleja en el aumento progresivo de la demanda de nuevos
materiales vegetativos y cultivos alternativos para suplir la demanda de frutas
en los mercados nacionales y para exportación(Cárdenas & Vanzela, 2016).El fruto es una baya globosa con un diámetro
de 4 a 8 cm y con un peso que oscila entre 40 y 80 g, la pulpa es verde y con
numerosas semillas, y de sabor agridulce. La planta puede fructificar durante
todo el año, lo que ocasiona producción de botones florales, flores y frutos de
distintos tamaños. Las semillas son lisas y redondas, se pueden encontrar hasta
1 000 por fruto (Fory, 2005; Gómez, Trejo, Cruz,
& Cadeña, 2014).
4.2 Variedades por
utilizarse
Solanum quitoense Var dulce sus flores nacen en cimas laterales, de pedúnculos muy cortos;
hay de una a 24 por inflorescencia. El
pedúnculo de la flor de 6 a mm de largo está cubierto por pubescencia
densa y morada (León, 1987; Whalen, Costich,
& Hesiter, 1981).
El cáliz se forma de cinco segmentos duros y
triangulares, densamente pubescentes en el lado externo, glabros en el interno.
La corola es blanca y dura, de 3 a 5 mm de diámetro, pubescente en el lado
inferior y se divide a cinco segmentos triangulares. Las cinco anteras son
lanceoladas de 7 a 10 mm de largo y de 2 a 3.5 mm de ancho, estas rodean el
pistilo globoso y pubescente(León, 1987; Whalen et al., 1981).Cada individuo produce de uno a cuatro frutos por
inflorescencia, generalmente esféricos de 4.5 a 5.5 cm de diámetro cubiertos,
cubiertos completamente de pubescencia blanca, dura y algo irritante. (León, 1987; Whalen et al., 1981).
Solanum pectinatum, una especie promisoria para la agricultura los
tallos poseen pelos simples; las frutas son grandes y glabras en la madurez y
tienen sabor muy agradable. Esta especie podría ser ampliamente cultivada en
bajas elevaciones en los trópicos donde S.
quitoense no es exitosa, mejorando así la ecología de nuestro híbrido (Castro & Herrera, 2019).
4.3 Caracterización del fruto
Según (Barceló, Sabater, Sánchez, & GN, 2001) el desarrollo del fruto implica el crecimiento y la
diferenciación de un gran número de tejidos. Al respecto, (Agustí, 2013) afirma que el tamaño final de los frutos carnosos
está determinado por tres importantes procesos: el primero es la multiplicación
celular, que es responsable de la formación del ovario antes de la antesis;
luego se presenta la división celular, que tiene lugar después de la antesis y
la polinización; y el tercer proceso corresponde a la elongación celular.
4.4 Propagación in vitro
Las técnica de
cultivo in vitro de plantas, consisten en cultivar porciones de tejido de una
planta llamados explantes, en recipientes cerrados que contienen medios
nutritivos estériles, bajo condiciones controladas de luz y temperatura (Bonga & Park, 2003; Criollo, 2013).
5.Materailaes
y metodología
5.1Método
de pedigree
Elección de parentales para lograr la complementación
de caracteres favorables (por ej. rendimiento de grano, calidad de la harina,
comportamiento fitosanitario (tolerancia a plaga/enfermedad), etc.
5.2 Definición de las variables y método
de evaluación
La determinación del rendimiento y calidad
de fruta de los segregantes interespecíficos se evaluaron mediante las
siguientes variables:
·
Rendimiento promedio por planta
(kg/planta): Sumando todas las cosechas realizadas se obtuvo el rendimiento
total de cada planta, expresándolo en kg, posteriormente se obtuvo el promedio
del rendimiento.
·
Frutos cosechados por planta: Se
contabilizó los frutos cosechados por planta y luego se obtuvo el promedio.
·
Peso del fruto promedio.
·
Dureza de fruto: con la ayuda de un pecto
metro se analizó en madurez comercial.
·
Grados brix y Grados de oxidación y
porcentaje de jugo por fruto.
·
El rendimiento total de cada planta se
dividió para el número de frutos cosechados y se obtuvo el peso promedio del
fruto, posteriormente se calculó el peso promedio del grupo.
5.3 Ubicación
Parcela
Esta
investigación se realizó en el laboratorio del Departamento de Genotecnia
Vegetal de la Universidad Central del Ecuador, en el centro experimental
CADET Localizado en la provincia: Pichincha, cantón: Quito,
parroquia: Tumbaco, 2348 m.sn.m., latitud 00º 13’ 00’’ Sur, longitud 78º
24’ 00’’ Oeste. En cuanto a las condiciones del cuarto de cría se manejó
una temperatura promedio de 16 °C
5.4
Material vegetal
Material vegetal. Las semillas de S.
hirtum fueron suministradas por el Programa de Producción de Frutales
Andinos, adscrito a la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad de
Nariño y las de S. quitoense Var dulce, fueron suministradas por el
INIAP (Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias) por el departamento
de Producción de semillas y material vegetal, a su vez proporcionara las
especies Híbrido INIAP Palora, las mismas que servirán como testigos
para comprar sus rendimientos con el Híbrido que se está desarrollando.
5.5
Manejo del Experimento
El
experimento será realizado en dos fases, la primera en fase de establecimiento
de cultivo in vitro en la cual se propagarán la semilla proporcionada por los
diferentes centros de experimentación antes detallados ya la fase de campo en
la cual se encontrará expuesta a factores abióticos y en la cual se evaluarán
las variables ya establecidas.
5.6 A climatización
Las plántulas
obtenidas en la etapa anterior se extrajeron de los recipientes de cultivo, se
les eliminó el agar adherido a las raíces con agua corriente y se transfirieron
a vasos plásticos de 100 mL con diferentes utilizaron esta mezcla junto con
cascarilla de arroz y obtuvieron más del 90% de plántulas viables mantuvieron
en condiciones de invernadero con riego por nebulización cada 2 horas 6
segundos durante una semana y, posteriormente, con riego diario por aspersión
manual durante 60 días. En esta etapa se cuantificó el porcentaje de plántulas
viables (López,
Guío, Fischer, & Mirando, 2008).
5.7
Fase de Campo
(Miranda, 2012) enuncia que la siembra en terrenos planos se
realiza en cuadro a distancia de 2 x 2,5 m y en terrenos pendientes en curvas a
nivel en hoyos de 30 x 30 x 30 el hoyo de estas dimensiones permite que las
raíces tengan un mayor desarrollo y facilitar una buena fertilización de base
mezcla de tierra, materia orgánica y algún caso arena en proporción. 3.1.1. los
hoyos se desinfectaron antes del trasplante con cal, a una distancia 1.8 x 1.8
metros(Tipanluisa, 2011).En esta etapa se realizará una siembra con una
diferencia de 70 días para Solanum Pectinatum con Solanum Quitoens
esto para poder obtener polen maduro en para poder colocarlo en la planta
receptora, esta etapa se realizará bajo condiciones controladas, vigilando que
no haya contaminación con polen de otras especies.
5.8Método genealógico o de pedigree
combinado con selección recurrente
|
P1 x P2 |
ü Elección de parentales para lograr la implementación
de caracteres favorables. ü Cruzamiento de progenitores con fecundación
dirigida. ü Madre (Solanum quitoense) x Padre (Solanum
pectinatum) ü Abrir la flor, eliminar cono estaminal, rozar
estigma con polen y embolsar flor. ü Eliminar
los genotipos provenientes de autofecundación por errores en la emasculación ü Selección individual de bayas cuajadas para próxima
siembra |
Progenitores Elite para cruzamiento
Madre (Solanum quitoense) x Padre (Solanum
pectinatum)
|
|
F1 |
ü Siembra
de F1, no demasiado densa para identificar y eliminar los genotipos
provenientes de autofecundación por errores en la emasculación. ü Selección individual
de la progenie después de la polinización con características
deseables |
Selección
de segregantes de 30000 a 10000 |
|
F2 |
ü Siembra espaciada ü Selección individual
de la progenie después de la polinización (VPA) con características de
interés e inicio del registro genealógico.
ü Recombinación:
nueva población, puede constituir un cultivar (VPA) ü Portainjerto ü Selección
de mejores segregantes ü Reproducción
de F2 en estaca en portainjerto ü Selección
de mejores individuos en campo y nueva progenie ü Clones
selectos multiplicación en injerto con cocona. |
Selección de clones 10000, siembra en camas |
|
Primera gen. clonal - F1 |
ü Siembra espaciada del mejor segregantes. ü Selección individual
de la progenie después de la polinización (VPA) con características de
interés e inicio del registro genealógico. ü Evaluación
de segregantes. ü Código
de identificación a plantas seleccionadas ü Selección
de injertos de plantas para propagación en cocona. ü Selección
de mejores individuos y nueva progenie (yemas injertadas en 20 patrones). |
Selecciones de clones 1000 y siembra en camas con
porta injerto |
|
Segunda gen. clonal- F2 |
ü Siembra espaciada del mejor segregantes. ü Selección individual
de la progenie después de la polinización (VPA) con características de
interés e inicio del registro genealógico ü Después de la polinización con características
deseables ü Selección
de estacas y prendimiento con injerto con cocona. ü Selección
de mejores individuos y nueva progenie. ü 20
plántulas injertadas en camas ü Obtener
1000 yemas injertadas en patrones |
Selección de clones de 300 a 400, y trasplante en cama |
|
Tercera gen. clonal- F3 |
ü Siembra espaciada ü Selección combinada de la progenie entre y dentro de
familias -8 las mejores familias y dentro de ellas os mejores individuos),
selección antes de polinización. ü Plantas
se mantiene bajo polinización libre (VPA) ü 100 plántulas injertadas dos o tres repeticiones en
una finca. ü Selección
de injertos de plantas para propagación en cocona. |
Selección del 75 % de los 200 clones :50clones |
|
Cuarta gen. clonal- F4 |
Selección de clones avanzada 1
20 a 10 clones |
|
|
Quinta gen. clonal-F5 |
ü Siembra
espaciada entre líneas y densa dentro de líneas. ü Selección
de las mejores líneas (estrategia para llegar antes al mercado). Prueba y extracción de líneas puras. ü 1000 plántulas injertadas dos o tres repeticiones un
finca. ü Selección
de injertos de plantas para propagación en cocona. |
Selección
de clones avanzada dos De 1
a 5 clones Verificación
sanitaria y patológica |
|
Sexta gen. clonal- F6- FV |
ü Obtención de la variedad mejorada ü ECR
(ensayos comparativos de rendimiento) de las LP promisorias. Estos ensayos se
realizan en distintos ambientes (≠años y ≠ localidades). ü Se
evalúa principalmente el comportamiento en rendimiento en variables
expuestas, comportamiento fitosanitario, caracteres fenológicos, etc. |
Clones promisorios V Cultivares |
|
|
Liberación de la nueva variedad a los agricultores |
Difusión y liberación |
Bibliografía
Asociación Iberoamericana de
Tecnología Postco, 16(2), 215-221.
Bonga, J., & Park, Y. (2003). Clonal propagation, forest
trees. En: Tissue culture and plant breeding. Elsevier Ltd,
1395 - 1402.
León, J. (1987).
Botánica de los cultivos tropicales. IICA.
López, F.,
Guío, N., Fischer, G., & Mirando, D. (2008). Propagación de uchuva
(Physalis peruviana)
mediante
diferentes tipos de esquejes y sustratos. Rev.
Fac. Nal. Agr, 16(1), 4347 - 4357.
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