Cruzamiento de dos variedades de maíz (Zea mays) Maíz suave var. INIAP-103 "Mishqui Sara" x Maíz negro var. INIAP-199 "Racimo de uva" para aumentar el contenido de antocianinas y contrarrestar la hipertensión. Grupo 5-A

 Cruzamiento de dos variedades de maíz (Zea mays) Maíz suave var. INIAP-103 "Mishqui Sara" x Maíz negro var. INIAP-199 "Racimo de uva" para aumentar el contenido de antocianinas y contrarrestar la hipertensión 

Carla Quiña1, Tania Peralta1, Cholango José1, Cristian Mendaño1 

 

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

Resumen 

Palabras clave:  

1. Introducción 

La hipertensión arterial es una enfermedad muy común que causa una mortalidad del 12.8% a nivel mundial y el 19% en Ecuador, estimándose para el 2025 un incremento del 3% (Mamani Choquetapa et al., 2013) (Añazco et al., 2019), para esto los estudios experimentales han demostrado que aumentar la ingesta de antocianinas puede reducir la presión arterial de las personas con hipertensión y aumentar la capacidad antioxidante total de la sangre (Guillén-Sánchez, et al. 2010), de igual forma, estos mantienen efectos anticancerígenos, antiinflamatorios, antidiabéticos y contribuyen al mejoramiento de la agudeza visual y el desarrollo cognitivo (Hagiwara et al., (2002); Koide et al., (1997); Kamei et al., (1998)), además, tomarlo de forma habitual puede ayudar a las personas que no padecen ninguna enfermedad, porque pueden mejorar su estilo de vida. Existen varias fuentes naturales que contribuyen con antocianinas por medio de la alimentación, una de ellas es el maíz morado pero este no es muy conocido en el mercado Ecuatoriano, por lo que se pretende desarrollar una variedad de maíz que aporte con las antocianinas suficientes para ir combatiendo la hipertensión arterial y al mismo tiempo que tenga una presentación que sea aceptable y llame la atención de los consumidores; como se sabe durante décadas, el objetivo principal de los programas de mejoramiento de maíz ha sido aumentar el rendimiento de los cereales y en los últimos años, la gente ha estado prestando atención al desarrollo de variedades mejoradas de composición y concentración de compuestos fenólicos, antocianinas, carotenoides, glucosinolatos y fitoestrógenos relacionados con el mantenimiento de la salud humana (Trujillo, et al. 2010). 

1. Problema de estudio 

¿Cómo propagar una variedad que tenga alto contenido de antocianinas y que al mismo tiempo abarque los requerimientos básicos del mercado que son gusto, visibilidad y tamaño? 

Preguntas de Investigación 

1.1.1 ¿Qué es la hipertensión y cómo se puede contrarrestar? 

1.1.2. ¿La alimentación es indispensable para evitar la hipertensión? 

1.1.3. ¿El cultivo de maíz se reproduce sexual o asexualmente? 

1.1.4. ¿Qué variedades se emplearían? 

1.1.5. ¿Qué métodos se usarían para obtener la variedad deseada? 

1.1.6. ¿La variedad mejorada se adaptará a las condiciones climáticas del sector donde se efectuará el proyecto? 

1.1.7 La variedad mejorada será propensa a plagas y enfermedades 

1.1.8. ¿Cuál es la ventaja de nuestro producto mejorado en el mercado nacional e internacional? 

1.1.9. ¿Podríamos ayudar al agricultor a mejorar su producción y aumentar el valor de su producto con nuestra variedad mejorada? 

2. Objetivos 

1. Objetivo General 

Obtener una variedad mejorada de maíz suave (Zea mays L.) var. INIAP-103 "Mishqui Sara" con alto contenido de antocianinas para contrarrestar la hipertensión. 

2. Objetivos Específicos 

• Seleccionar la variedad de maíz que nos permitirán elevar el contenido de antocianinas en el maíz suave. 

• Determinar los métodos para aplicar en el plan de mejoramiento del maíz suave. 

3. Hipótesis 

1. Hipótesis nula 

El mejoramiento genético no es favorable con el maíz morado. 

3.2. Hipótesis alternativa 

El mejoramiento genético es favorable con el maíz morado. 

4. Revisión de literatura  

1. Antecedentes 

El maíz es uno de los cultivos de mayor importancia en el mundo, se considera que tiene más de 8700 años desde su origen en la zona de México; según algunos investigadores, el teocintle es el precursor del maíz actual conocido, por lo cual es considerado una fuente de germoplasma de maíz para realizar mejoramiento genético, pero existen otros maíces que se pueden cruzar dependiendo las características deseadas (Ortas, L. 2008)(Bedoya & Chávez, 2013). El maíz es una planta monoica, es decir que tiene flores masculinas y femeninas en la misma planta; la flor masculina tiene la forma de panículas, ubicada en la parte superior de la planta; la flor femenina, se ubica en medio de la planta con forma cilíndrica lateral, rodeada de hojas falsas, cada flor formará granos, agrupados alrededor del eje grueso o tuza; el número de granos y filas en la mazorca dependerá de la variedad y vigor del maíz, casi todas las variedades de maíz sembradas son híbridos simples y dobles, seleccionados por su enorme potencial fructífero (Ortas, L. (2008). 

 

2. Maíz negro var. INIAP-199 “Racimo de uva” 

La producción de INIAP-199 "Racimo de uva" es el resultado de un estudio de 10 años desarrollado por el proyecto de maíz en la Estación Experimental Santa Catalina del INIAP. La especie se caracteriza por tener la tusa y granos negros, y su cultivo está adaptado a las zonas de gran altitud del país, con altitudes que van desde los 2400 a los 3,000 msnm, y rendimientos de 2-4 toneladas por hectárea. 

1. Importancia 

Tiene una pigmentación de color morado oscuro y muestra una alta concentración de antocianinas, que es un antioxidante que ayuda a prevenir la degeneración de las células humanas (INIAP, 2016). Su contenido de antocianinas se encuentra en la tusa, el pericarpio que cubre al grano y en menor cantidad en el tallo, la concentración de estos pigmentos antociánicos (cianidina-3-b- glucosa) está determinada por alelos fuertes (Yanez, et al. 2016). 

Estas antocianinas son moléculas solubles en agua, perteneces a los flavonoides sintetizados por una ruta metabólica en la que interviene alrededor de 20 genes. Se han identificado tipos de antocianinas: Cianidina 3-O-b-Glucósido (llamada C3G, responsable del 70 por ciento de la intensidad del color), Pelargonidina (3 moléculas) y Peonidina (2 moléculas). Tiene muchas funciones en las plantas, desde proteger contra la radiación ultravioleta, atraer insectos polinizadores hasta evitar que las frutas (como las uvas) se congelen. Debido a sus propiedades químicas y seguridad, tiene una gran demanda para reemplazar colorantes sintéticos en las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica (Medina., Narro., & Chávez., 2020). 

La ruta de estos flavonoides está regulada por dos tipos de familia de genes de transcripción bHLH y MYB. El bHLH contiene r1 (color rojo) y b1 (amplificador 1), c1 (color aleurona1), pl1 (planta purpura1) y p1 (color pericarpio 1) perteneciente a los genes MYB (Yanez, et al. 2016). 

2. Características 

Según Yánez, et al. (2016), el maíz morado presenta las siguientes características: 

• Raíz con volumen radicular mediano, tallo de color morado, pubescencia ausente. 

• Hojas de color verde, vena central de color morado y sus hojas son colgantes. 

• La inflorescencia masculina (panoja) el color de las glumas es rojas, color de las anteras es purpura y su panoja es abierta. 

• La inflorescencia femenina (mazorca) color de estigmas rojo, pubescencia de la bráctea ausente, forma de la mazorca cilíndrica-cónica, arreglo de las hileras es de forma espiral, color de la tusa morado. 

• El grano su pericarpio es morado, la aleurona y endospermo son de color blanco, la forma del grano es redondo y harinoso. 

• Características de calidad. - humedad 9,6 %, grasa 5,65%, proteína7,6%, fibra 3,7%, almidón 81,7, el contenido de antocianinas (mg/100g) 1020,6, solido soluble del tallo 15°brix y del grano 13°brix (Yánez et al. 2017). 

• La época de siembra es entre septiembre y diciembre, normalmente son meses con lluvia. La densidad de siembra es de 80cm entre surcos, por 25cm entre plantas y una o dos semillas por sitio con un total de 50 000plantas/ha (Yánez et al. 2017). 

• Ciclo del cultivo es 240-260 días (Yánez, et al. 2016). La floración femenina dura 114 días, altura es de 2,30m, altura de mazorca 1,24m, longitud de mazorca es de 16,70 cm, diámetro de la mazorca 4,70cm, número de hileras/ mazorca es de 12 (Yánez et al. 2017). 

2. Maíz suave var. INIAP-103 “Mishqui Sara”  

El INIAP introdujo al Ecuador la variedad de maíz de grano blanco harinoso con alla calidad de proteína (ACP) Aychazara 102, procedente del Centro de Frtoecogenética Pairumani de Bolivia en el año 2006. Y luego de varios años de mejoramiento, se genera la variedad INIAP-103 " Mishqui Sara (Eguez Moreno & Pintado, 2013). 

4.2.1. Orígen 

Variedad de libre polinización introducida al Ecuador por el INIAP en el año 2006 como Aychazara 102 del Centro de Fitoecogenética Pairumani de Bolivia, con Alta Calidad de Proteina (ACP). Se realizó un ciclo de Selección Masal en el año 2006 y dos ciclos de selección familiar por Medios Hermanos, durante los años 2007 y 2008. Las familias fueron seleccionadas por el Programa de Maíz de la Estación Experimental del Austro del INIAP por caracteres agronómicos favorables como: sanidad, buena cobertura de mazorca y rendimiento sobre las 8 t/h, la misma que contribuirá a la seguridad y soberanía alimentaria de los pobladores de la región (Yánez, 2013). 

4.2.2. Características  

Buena adaptación a las principales zonas maiceras del sur del Ecuador entre los 1.750 a 2.650 msnm, tiene una altura de planta de 2,30 a 2,70 m, altura de mazorca a a 1,5 m, días a la cosecha en choclo 100 a 120, numero de hileras de grano por mazorca 12 a 16, días a la cosecha en seco 230 a 270, rendimiento experimental en grano seco (t/ha) 4,5 a 10,9,  porcentaje de grano 76 a 80%, rendimiento comercial de choclos (sacos/hectárea) 300 a 400, color de grano blanco y textura harinoso (Yánez, 2013). 

 

3. Métodos de mejoramiento en maíz 

Los métodos de selección tradicionales para maíz más usados son: selección masal, selección familiar de medios hermanos, seguida ésta por la selección familiar de hermanos completos o de líneas de una sola autofecundación (S1) (Márquez, 2008). 

Selección hermanos completos  

La selección familiar de hermanos es la descendencia de un cruce entre dos individuos o entre plantas. Las semillas pueden provenir de semillas cruzadas (directas) o recíprocas, o de una mezcla de dos mazorcas. La familia de H.C se pueden obtener de dos formas. En cruzamientos se hacen entre pares de plantas no comprometidos con ninguna otra cruza o cruza planta a planta. En la otra se usa la polinización llamada cruzas en cadena, en la cual una planta poliniza a otra, y así sucesivamente, en este caso hay n cruces y plantas (Florencio, R. H. 1995). 

 

 

Formas de obtener familias de H.C. Márquez (1985) 

4. Productos en el mercado elaborados a base de maíz negro 

A partir del maíz negro se puede producir un producto tipo mermelada a base de pigmento de antocianina. El producto tuvo un resultado positivo para su consumo a base de antocianinas de maíz morado y esteviósido como edulcorantes y son aceptados por el público (Pérez Sauñi, 2014).  

 

5. Metodología 

  

 

Diseño de investigación y cronograma 

 

 

6. Conclusiones 

Mediante este trabajo queremos lograr contrarrestar enfermedades como la hipertensión usando las antocianinas, adquiridas de una variedad que sea más comercial.  

7. Referencias Bibliográficas 

Yánez G., C. (2013). INIAP-103: "Mishqui Sara". Quito, Ecuador: INIAP, Estación Experimental Santa Catalina, Programa de Maíz. 

Eguez Moreno, J., & Pintado, P. (2013). INIAP-103" Mishqui Sara", Nueva variedad de maíz blanco harinoso para consumo humano.  

Florencio, R. H. (1995). Selección de poblaciones de maíz (Zea mays L.) para ambientes de temporal y propuesta de una metodología de hibridación interfamiliar de hermanos completos. 

Guillén-Sánchez, J., Mori-Arismendi, S., & Paucar-Menacho, L. M. (2010). Características y propiedades funcionales del maíz morado (Zea mays L.) var. subnigroviolaceo. Scientia Agropecuaria, 211–217. https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.2014.04.05 

Liberación de nueva variedad de maíz INIAP-199 “Racimo de uva” se realizó en Chimborazo – Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias. (2016). Retrieved March 8, 2021, from Iniap.gob.ec website: http://www.iniap.gob.ec/pruebav3/liberacion-de-nueva-variedad-de-maiz-iniap-199-racimo-de-uva-se-realizo-en-chimborazo/ 

Márquez S.F. (1985). Genotécnia Vegetal. Métodos, Teoría Resultados. Tomo l. AGT editor, S.A. México. p.1-351. 

Márquez-Sánchez, F. (2008). De las variedades criollas de maíz (Zea mays L.) a los híbridos transgénicos. I: Recolección de germoplasma y variedades mejoradas. Agricultura, sociedad y desarrollo, 5(2), 151-166. 

Medina-Hoyos, A., Narro-León, L. A., & Chávez-Cabrera, A. (2020). Cultivo de maíz morado (Zea mays L.) en zona altoandina de Perú: Adaptación e identificación de cultivares de alto rendimiento y contenido de antocianina. Scientia Agropecuaria, 11(3), 291-299. 

Ortas, L. (2008). Cultivo del maíz: fisiología y aspectos generales. 

Pérez Sauñi, H. F. (2014). Utilización de la antocianina del maíz morado (Zea mays L.) y stevia (Stevia rebaudiana bertoni) en la elaboración de un producto tipo mermelada y su aceptabilidad. 

Trujillo, E. E., Castillo, M. D. C. M., González, F. C., Cereceres, J. O., & Alvarado, A. D. (2010). APTITUD COMBINATORIA DEL RENDIMIENTO DE ANTOCIANINAS Y DE CARACTERÍSTICAS AGRONÓMICAS EN POBLACIONES NATIVAS DE MAÍZ PIGMENTADO. Revista Fitotecnia Mexicana, 33(1), 11-19. 

Yánez G., C., Zambrano Mendoza, J.L., Caicedo, M., Heredia, J., Sangoquiza Caiza, C.A., Villacrés, E., … Caballero, D. (2017). INIAP-199 “Racimo de Uva”: Variedad de maíz negro. Quito, Ecuador: INIAP, Estación Experimental Santa Catalina, Programa de Maíz/ESPOCH. (Plegable Divulgativo no. 20). 

 
Yanez G., C., Zambrano Mendoza, J.L., Caicedo, M., Heredia, J., Sangoquiza Caiza, C.A., Villacrés, E., Racines Jaramillo, M.R., y Caballero, D. (2016). Ficha técnica de la variedad de Maíz Negro INIAP-199 “Racimo de Uva”. Quito, Ecuador: INIAP, Estación Experimental Santa Catalina, Programa de Maíz.