Tomate riñón

 Resistencia a Prodiplosis longifila (Negrita del tomate) (Díptera: Cecdomyiidae) a partir de cruzamientos entre tomate cultivado y la especie silvestre Solanum habrochaites var. grabatum

Jefferson Cando¹, Karen Estrella¹, Marcelo Guevara¹, Jessica Proaño¹, Andrei Toral ¹, Andrés Valarezo¹

¹UCE, Estudiantes de Ingeniería Agronómica, Facultad de Ciencias Agrícolas. 17243 Av. Universitaria, Ecuador

1.           Introducción

El tomate riñón (Solanum lycopersicum) es la hortaliza más cultivada en todo el mundo, constituye uno de los rubros de mayor dinamismo por su consumo masivo, su demanda en la dieta diaria y su popularidad aumenta debido a la alta rentabilidad y producción (Valarezo et al., 2003). En el Ecuador la superficie sembrada de tomate riñón es de 1606 hectáreas con una producción de 4946 Toneladas métricas (ESPAC, 2018). En la Provincia del Guayas tiene un impacto significativo en la economía de las familias campesinas (INEC, 2016). El consumo per cápita de tomate riñón en Ecuador es de 5 kg por persona al año y se espera que aumente debido a las nuevas tendencias de alimentación (Cacoango, 2018).

Entre las plagas del tomate (Solanum lycopersicum) se encuentran la mosca blanca y a Liriomyza spp. sin embargo, Prodiplosis longifila (negrita del tomate) es la plaga más agresiva ya afecta severamente los brotes tiernos, las inflorescencias y los frutos pequeños, deformándolos y limitando su producción (Mena Pérez et al., 2014). Su distribución a nivel nacional es muy amplia encontrándose desde la zona tomatera del litoral hasta los valles abrigados de la región interandina ubicados entre los 1000 y 1700 msnm (Valarezo et al., 2003). Se establece que por causa directa de la plaga se reduce hasta un 72.04% del número total de frutos sanos llegando a ocasionar pérdidas de hasta el 100% de la producción si no se controla (Valarezo et al., 2003).

Para el control de Prodiplosis longifila se realizan aplicaciones promedio de 2,8 aplicaciones por semana que representa un total de 45 aplicaciones por ciclo de cultivo (Chirinos et al., 2020) refiriendo como uso indiscriminado de plaguicidas, estas prácticas conllevan a problemas graves de salud hacia los trabajadores.

El mejoramiento vegetal ha dado origen a variedades o híbridos cada vez más productivos, con mayor resistencia a hongos, virus, insectos, frío, calor, sequía, acidez, salinidad y con gran adaptación a las diferentes condiciones (Cabrera, 2016). El mejoramiento genético es un largo proceso, esencialmente mendeliano y probabilístico, que termina con el desarrollo de cultivares. Los Organismos Genéticamente modificados (OGM) es un proceso mediante el cual el material genético que lleva una célula individual es alterado mediante la incorporación de ADN exógeno en su genoma, es definitiva se insertan genes de la misma especie o distintos (Rimieri, 2017).

El retrocruzamiento o cruzamiento prueba es el cruce de un individuo F1 con uno de sus parentales (♂), se utiliza para diferenciar los individuos homocigóticos dominantes de los heterocigóticos respecto del mismo carácter ya que ambos presentan el mismo carácter dominante (Cabrera, 2016).

2.           Objetivos

2.1          Objetivo general

Crear un esquema de mejora genética para la obtención de una nueva variedad que sea resistente a Prodiplosis longifila (negrita del tomate) en el cultivo de tomate riñón (Solanum lycopersicum) var. Dominique.  

2.2          Objetivos secundarios

Aplicar ingeniería genética en la fase uno para la obtención de la nueva variedad.

Evaluar si los genes de interés predominan en la nueva variedad en los ciclos posteriores.

3.           Hipótesis

Mediante un esquema de mejora genética que se llevará a cabo en el presente trabajo, se obtendrá una nueva variedad que sea resistente a Prodiplosis longifila (negrita del tomate) con el fin de erradicar o moderar las perdidas en la producción de tomate riñón.

4.                 Problema de estudio

Ecuador al ser un sector agrícola dedicado a la producción de hortalizas se ha demostrado que el cultivo de tomate riñón es una alternativa para las familias campesinas, por los ingresos que genera al ser un producto básico de la canasta familiar su demanda es evidente en los mercados. Sin embargo, se ha evidenciado un descenso en la producción de tomate riñón por la presencia de Prodiplosis longifila (negrita del tomate) hasta un 70%, ya que incide directamente en la productividad del cultivo y por tanto genera posibles pérdidas económicas en la provincia del Guayas y conlleva a la inestabilidad del agricultor en sostener la rentabilidad del cultivo y con ello a su familia (Anexo 2)

5.           Revisión de literatura

5.1        Tomate silvestre

S. habrochaites es una planta anual, de tallos erectos con una alta densidad de tricomas. Hojas con estípulas y bordes dentados. Racimos de 3 a 8 cm de largo, con brácteas en los pedicelos. Frutos con 1.5 a 2.5 cm de diámetro y con abundantes tricomas. Presenta abundante floración, pero poco cuajamiento de frutos (Muller, 1940).

Existen dos formas botánicas: typicum y glabratum, las cuales se pueden diferenciar por la densidad de tricomas. Es obligatoriamente alógama, debido a la autoincompatibilidad; sin embargo, presenta sub-especies auto incompatibles. La variabilidad genética está relacionada con las diferencias regionales (Vallejo & Estrada, 2004).

Esta especie silvestre se puede cruzar con S. lycopersicum solamente cuando S. habrochaites es utilizada como progenitor masculino; presenta resistencia a bajas temperaturas, daño por congelamiento y a insectos fitófagos. Provee resistencia a catorce insectos plagas, siendo la única fuente de resistencia a nueve de ellas (Rick, 1982).

Barona & Parra (1988), mencionan a S. habrochaites como una de las especies a ser considerada en un programa de hibridación que busque la transferencia de los genes de resistencia al tomate cultivado S. lycopersicum.

El follaje de S. habrochaites var glabratum, es letal para varias especies de plagas, debido a la presencia de tóxicos como metil cetona (2 tridecanona y 2 undecanona), en los tricomas glandulares tipo VI en LA1777, los cuales abundan en el follaje y cogollos. Las cetonas comprenden el 90 % del contenido de la cabeza de los tricomas glandulares tipo VI  (Kennedy, 2003).

Vallejo (1999) considera que es difícil encontrar resistencia a insectos plagas en las formas cultivadas de S. lycopersicum; no obstante, en especies silvestres como S. habrochaites var. glabratum, se ha identificado resistencia a la mayoría de los artrópodos plagas en tomate (Parra et al., 1993; Nippes, 2005).

Williams et al. (1980) reportaron que la 2-tridecanona (2-TD) es el principio activo de la resistencia a insectos en la accesión LA1777 de S. habrochaites var. glabratum. La 2-TD está ausente en el interior de las hojas y se encuentra concentrada en la superficie de las mismas en los tricomas glandulares.

5.2. Tomate riñón (Solanum lycopersicum) var. Dominique

De la dinastía de Daniela es la variedad más conocida y acreditada, llamada también Daniela Mejorado. Fruto de alta dureza, larga vida y de primera clase, excelente calidad generosa en su carguío. Su planta es muy vigorosa con buena cobertura de follaje (Jarrin, 2014). Con excelente cuajado en frío, por lo que esta variedad tiene la ventaja de adaptase muy bien desde los 0 a los 3000m de altura, sin perder sus características (Cacoango, 2018)

Se considera la variedad de tomate suelto más vendida. Excelente producción con larga vida y resistencia a Nematodos. Ampliamente adaptable a diferentes condiciones de desarrollo. Presenta resistencia Alta: Verticillum dahliae, Fusarium oxysporum (raza 1,2), Virus del mosaico del tomate (TMV), Meloidogyne javanica (Jarrin, 2014).

La planta presenta un crecimiento indeterminado con frutos de forma globosa y con un peso 160-220 gr y una producción de 8 a 12 kg por planta, mismo que puede ser implementado tanto en campo como en invernadero (Caguana, 2003).  

5.3.  Prodiplosis longifila (Negrita del tomate)

Prodiplosis longifila, comúnmente denominado prodiplosis, negrita o caracha, se encuentra entre los principales problemas fitosanitarios limitantes para el cultivo del tomate (Solanum lycopersicum L.) (Chirinos et al., 2020). Esta plaga es una mosca neotropical, pequeña y polífaga, considerada de importancia económica por los graves daños que causa, ya que afecta severamente los brotes tiernos, las inflorescencias y los frutos pequeños, deformándolos y limitando la producción de tomate (Cordova et al.,2017). Su presencia ha sido confirmada en Colombia, Ecuador y Perú, países donde el daño es producido por las larvas en cogollos y tejidos tiernos (Valarezo et al., 2003).

Según Chirinos et al., (2020) el ciclo biológico lo cumple en 17.25 días, determinándose que la duración del adulto es de 1.35 días el estado larval que se dividen en los instares I, II y III que llegan a durar 2.55, 2.70, y 2.80 días respectivamente, la fase de prepupa se cumple en 1.50 días y el estado pupal en 6.35 días promedio. (INIAP 2001). Se establece que por causa directa de la plaga se reduce hasta un 72.04% del número total de frutos sanos llegando a ocasionar pérdidas de hasta el 100% de la producción si no se controla (Valarezo et al., 2003).  

6.           Método de mejoramiento genético

6.1. Localización geográfica

El presente trabajo se condujo en dos fases, Fase uno, en el laboratorio de Biotecnología en la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central del Ecuador, localizado en Quito, provincia Pichincha, ubicado en las siguientes coordenadas 0°11′59″S 78°30′20″O. Segunda fase se condujo en campo en el cantón Pedro Carbo, en la provincia del Guayas.

6.2. Fase uno

La investigación dio inicio en el laboratorio donde se procedió a aplicar la técnica de modificación genética (OGM) mismo que se basa en la inserción de genes, o secuencias de genes en el genoma de células o individuos, mediante tecnologías moleculares y celulares, in vitro e in vivo, para su explotación potencial con diversas finalidades (Legorreta et al., 2012). En este caso se tomará el plásmido de Agrobacterium para el procedimiento a seguir. Se debe tener en cuenta que este procedimiento se realizó en un medio in vitro, en un espacio aséptico.

Como primer paso se extrajo el ADN que afectan a la planta del plásmido de Agrobacterium (C58) con enzimas de restricción, para consiguiente con ayuda de la ligasa unir los genes de interés que se extrajeron del progenitor masculino (S. habrochaites) var glabratum (Sesquiterpeno sintasa LH2, cromosoma 6 ) (SSTLH2) en este caso el gen seleccionado es el que provoca resistencia a plagas y enfermedades en la planta; el plásmido recombinante que se obtuvo, se insertó de nuevo en la bacteria para su pronta multiplicación en un medio de cultivo LB (Caldo de Lisogenia).

Se extrajo explantes (pedazo de hojas) del progenitor femenino (Solanum lycopersicum) var, Dominique y se colocó en medios de cultivos, para consiguiente insertar el plásmido recombinante con el fin de que estos interactúen y se inserten en los cromosomas de los explantes.  Por último, se obtuvo un cultivo con las células transformadas, obteniendo 500 plántulas, las cuales fueron sometidas a aclimatación y adaptación para pasar a la siguiente fase.  

6.3. Fase Dos

Al tener la población inicial de 500 plántulas se procedió a sembrar, con un diseño de sub-lotes en una dimensión de 2500 m². Cada parcela experimental fue de 9x9 m² y surcos realizados de acuerdo a la gradiente de fertilidad, se realizaron monitoreos en etapa juvenil para evidenciar que posean los mejores atributos descartando las plantas menos vigorosas, con el fin de realizar un compuesto balanceado para el próximo ciclo.

Al obtener la F1 se verificó que el gen de interés estuviese presente y se descartó por vigor, tamaño, deformaciones y color.

En la F2 se realizó autofecundación y se seleccionó los mejores progenitores, se cruzó por la variedad comercial Dominique y se seleccionaron los mejores. Se procedió a realizar el backcross utilizando como padre recurrente la variedad Dominique, los materiales fueron seleccionados por el gen de interés. En total se realizó cuatro retrocruzamientos hasta obtener el ideotipo ideal con las características de la variedad comercial y con resistencia a Prodiplosis longifila. Esta variedad será lanzada al mercado como híbrido. 

6.4 Esquema de mejoramiento genético

7.           Referencias

Barona, G., & Parra, S. (1988). Evaluación de especies silvestres de tomate Solanum spp. Como fuente de la resistencia al cogollero Tuta absoluta (Meyrick) y su intento de transferencia a la especie cultivada Solanum lycopersicum Mill. Palmira, 1988. 80p. Trabajo de grado (Ing. Agr.) Universidad Nacional de Colombia.

Cabrera, F. A. V. (2016). Mejoramiento genético de plantas: Segunda Edición. Universidad Nacional de Colombia

Cacoango, A. (2018). Estudio de la adaptación y rendimiento de 10 variedades de tomate riñón (Solanum lycopersicum L) bajo invernadero, cantón Riobamba, provincia del Guayas (Bachelor's thesis, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo).

Caguana, M. (2003). El cultivo de tomate riñon en invernadero:(lycopersicon esculentum). INIAP Archivo Historico.

Chirinos, D. T., Castro, R., Cun, J., Castro, J., Bravo, S. P., Solis, L., & Geraud-Pouey, F. (2020). Los insecticidas y el control de plagas agrícolas: la magnitud de su uso en cultivos de algunas provincias de Ecuador: la magnitud de su uso en cultivos de algunas provincias de Ecuador. Ciencia & Tecnología Agropecuaria, 21(1), 1-16.

Córdova, V., Nakayo, J., Figueroa., Sandoval., & Guadalupe, M. (2017). Impacto en los niveles de colinesterasa en agricultores de tomate (Solanum lycopersicum L) en la localidad de San Luis, Chimborazo por efecto del uso de insecticidas organofosforados y carbamatos. Revista del Instituto de Investigación de la Facultad de Ingeniería Geológica, Minera, Metalúrgica y Geográfica, 20(40), 114-119

INEC, E. (2016). Encuesta de suerficie y producción agropecuaria continua (ESPAC 2016). Recuperado el, 12.

INIAP (2001) Proyecto Diágnostico, bioecología y manejo sostenible de la negrita Prodiplosis longifila en el Ecuador. INIAP – PROMSA – CEDEGE. E.E Portoviejo. Informe anual. 19 p.

Jarrín Raza, G. A. (2014). Efecto de la aplicación foliar complementaria y la profundidad de aplicación del fertirriego en dos variedades de tomate riñón (Lycopersicum esculentum Mill). Tumbaco, Pichincha.

Kennedy, G. (2003). Tomato, pests, parasitoids, and predators: Tritrophic Interactions Involving the Genus Lycopersicon. Annu. Rev. Entomol. 48: p. 51–72 EEUU

Legorreta-Herrera, M., Martínez-Flores, F., Hernández Sánchez, F., & Zentella-Dehesa, A. (2012). Los vectores virales y la transgénesis. Vertientes. Revista Especializada en Ciencias de la Salud, 15(1).

MAG - Ministerio de Agricultura y Ganadería. (2016). Boletín Situacional tomate riñón. Qiuto, EC. Coordinación General del Sistema de Información Nacional. Pág. 6

Mena Pérez, Y. M., Mesa Cobo, N. C., Estrada Salazar, E. I., & García Valencia, Y. (2014). Evaluation of resistance to Prodiplosis longifila Gagné (Diptera: Cecidomyiidae) in cultivated and wild tomato genotypes. Acta Agronómica, 63(2), 175-180.

Muller, C. H. (1940). A revision the genus Lycopersicon. Washington, D. C. Department of agriculture. Misc. Publ. No. 382. 29 p

Nippes, G. 2005. Seleção para alto teor de acilaçúcares em genótipos de tomateiro e sua relação com a resistência ao ácaro vermelho (Tetranychus evansi) e à traça (Tuta absoluta). Universidade Federal de Larvas. Minas Gerais–Brasil. Trabajo de grado (Doctorado). Disponible en: http://www.prpg.ufla.br/genetica/Disserta%E7%F5es%20e%20Teses/Tese%20-%20Guilherme%20Victor%20Nippes%20Pereira.pdf. [10–09–2009].

Parra, A.; Barona, G.; y Vallejo, F. A. (1993). Evaluación de especies silvestres de Lycopersicon sp. como fuente de resistencia al insecto plaga Scrobi palpula absoluta (Meyrick) y su intento de transferencia a la especie cultivada Lycopersicon esculentum Mill. Tesis pregrado. Universidad Nacional de Colombia, Palmira

Rick, C. M. (1982). The potencial of exotic germplasm for tomato improvement.Plant improvement and somatic cell genetics. New York: Academic Press. 1-28.

Rimieri, P. (2017). La diversidad genética y la variabilidad genética: dos conceptos diferentes asociados al germoplasma y al mejoramiento genético vegetal. BAG. Journal of basic and applied genetics, 28(2), 7-13.

Valarezo, O., Canarte, E., Navarrete, B., & Arias de Lopez, M. (2003). Prodiplosis longifilia (Diptera:(Cecidomyiidae), principal plaga del tomate en el Ecuador. Manual.

Vallejo Cabrera, F. A. (1999). Mejoramiento genético y producción de tomate en Colombia. Universidad Nacional de Colombia.

Vallejo, A.; Estrada, E. (2004). Producción de hortalizas de clima cálido. Universidad Nacional de Colombia sede Palmira. ISBN: 958-8095-28. Pág. 27- 100

Williams, W. G.; Kennedy, G. G.; Yamamoto, E. T.; Tracker, J. D.; Bordner, J. (1980). 2-tridecanone: a naturally occurring insecticide from the wild tomato Lycopersicon hirsutum f. glabratum. Science. 207: 888-889

8.           Anexos

8.1        Árbol de problemas 

8.2       Cuadro de evidencias

Tabla 1. Pérdidas económicas, incidencia en agricultores y posibles soluciones que ocasiona Prodiplosis longifila en el cultivo de tomate riñón.

 

 

Papa

 

Esquema de mejoramiento genético de papa variedad chaucha (Solanum phureja) con tolerancia a esclerosis sobre la piel de la papa causada por la costra negra (Rhizoctonia solani) mediante el cruzamiento con la variedad comercial UCE-Allipacha en la Provincia de Bolívar.

Julián Abril¹, Karina Gualshpa¹, Francis Ortíz¹, Jorge Pacas¹, y Anahí Valencia¹

¹Universidad Central del Ecuador. Facultad de Ciencias Agrícolas. Estudiantes de la Cátedra de Geotecnia Vegetal, Quito, Ecuador.

Resumen: El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo establecer un esquema de mejoramiento genético mediante el cruzamiento de papa chaucha Solanum phureja y variedad comercial UCE-Allipacha, para contrarrestar el daño provocado por Rhizoctonia solani en el cultivo de papa en la provincia de Bolívar.  El material fue recolectado mediante muestras de botones florales de papa chaucha S. phureja y la variedad comercial Allipacha, mediante colecciones en la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central del Ecuador. Durante 5 años de trabajo, iniciando con 12 000 individuos resultante de 800 cruzamientos en entre la población AA S. phureja x aa UCE Allipacha, seleccionando los mejores genotipos para volver a cruzarlos entre sí, evaluadas en campo y estimando el 50% de los individuos (Generación F1, Clonal 1, Clonal 2, Clonal 3, Clonal 4, Clonal 5, Clonal 6, Clonal 7) de acuerdo a la resistencia de la planta hacia la enfermedad R. solani. En el cuarto y quinto año se realiza una selección masal partiendo de una población de 1800 individuos sembrando en el campo con 3 repeticiones en la provincia de Bolívar, seleccionando características importantes del cultivo, para aplicar con los resultantes la propagación de meristemos y obtención de una semilla sana.

PALABRAS CLAVE: CHAUCHA/ ALIPACHA/ CRUZAMIENTO/ CLONAL/ ENFERMEDAD

1. Introducción

La papa es el cuarto alimento más consumido a nivel mundial, y es uno de los cultivos con mayor diversidad genética, lo que se refleja en una amplia disponibilidad de variedades nativas y mejoradas con elevados contenidos de almidón, vitaminas, minerales, fibra y una fuente de antioxidantes naturales. Por estas razones, la papa constituye un rubro agrícola importante para la seguridad alimentaria (Piñeros, 2009).

En Ecuador los rendimientos son bajos con un promedio de 7 t/ha, en una superficie cultivada de 3.500 has (Monar, 2010). Uno de los problemas es la mala selección de semilla por parte de los agricultores al momento de la siembra, sin embargo, se debe recordar que una buena selección semilla es importante (Montesdeoca et al., 2006). La calidad de la semilla en el Ecuador se ve afectada por la presencia de patógenos como Rhizoctonia solani que representa el 78% de los tubérculos afectados (Fankhauser, 2000). Una de las medidas usadas es el descarto de los tubérculos dañados logrando aumentar la producción un 15% (Salazar & Acatino, 1989). El cultivo de papa en la provincia de Bolívar representa una actividad económica importante y que está siendo afectada gravemente, debido a, la “costra negra” (R. solani), que pueden inducir pérdidas productivas de hasta 20 % en la Provincia de Bolívar (Cuesta et al., 2014; Mora et al., 2011; Oyarzún et al., 2002).

Ante el problema antes mencionado se propone, elaborar un esquema de mejoramiento genético entre la variedad chaucha (Solanum phureja), ya que, presenta cualidades como: tolerancia a costra negra, precocidad y adaptabilidad a los suelos andinos, mediante el cruzamiento con la variedad comercial UCE-Allipacha (clon 399072.21), por su alta productividad y estudios antes realizados, donde ésta variedad comercial presentó mejor resistencia a la enfermedad con 43,46 % de porcentaje de infección en comparación con otras variedades comerciales (Gualoto, 2019).

2. Revisión de literatura

En el Ecuador la producción de papa es de alta demanda, pero, la situación de las variedades no son las mismas, hay poca demanda y oferta, existe un promedio de 550 variedades nativas cultivadas y comercializadas por pequeños agricultores, dentro de estas encontramos la chaucha (S. phureja) (Monteros et al., 2005).

S. phureja se cultiva en los pisos interandinos con un rango de temperatura promedio de 10-20 °C, precipitación promedio anual de 900 mm (Ardila, 2001; Mosquera, 1992; Ñustez, 2001). Además, presenta características genéticas, de naturaleza diploide compatible con otras variedades, con fines de mejoramiento (Ghislain et al., 2006). Es una planta precoz con un período de reposo del tubérculo corto de 120 a 135 días, lo que obliga a ser consumida o usada como semilla inmediatamente (Cuesta, 2013).

UCE-Allipacha, variedad que ha sido desarrollada por docentes y estudiantes de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central del Ecuador, por métodos naturales mediante cruzamientos entre diferentes variedades con buenas características agronómicas y que ha sido entregada al sector productivo en julio del 2016 (Chamorro, 2016), las características son: forma oblonga, piel rosada sin manchas, ojos superficiales, pulpa color crema, período de madurez  de 110 días, alto rendimiento de 31 t/ha, y mediana resistencia a infección por Rhizoctonia (Andrade et al., 2016; Quishpe, 2017).

R. solani está entre los microorganismos patógenos habitantes propios del suelo y que atacan al cultivo de la papa que se desarrolla como numerosos esclerocios sobre la piel de los tubérculos, afectando la calidad culinaria y sanitaria de los tubérculos generando pérdidas de hasta el 20 % de la producción en los suelos andinos, la enfermedad retrasa y reduce la aparición de plantas y disminuye el número de tallos, a medida que la planta madura (Ferrucho et al., 2013; Hide & Horrocks, 1994; Oyarzún et al., 2002; Torres, 2002).

La duración del esquema de mejoramiento genético es de 5 años y está diseñado con un método de selección de pedigree y selección masal, partiendo desde la generación F1 con 12000 individuos.

En S. tuberosum se denomina en generación clonal a cada ciclo de selección. Está diseñado en siete etapas o estados de selección (Generación F1, Clonal 1, Clonal 2, Clonal 3, Clonal 4, Clonal 5, Clonal 6, Clonal 7).

3. Materiales y métodos

La investigación se realizará en base a problemática identificada en la Parroquia La Asunción en la comunidad Cahuasi, se encuentra ubicada en la provincia de Bolívar en la parte noreste del cantón Chimbo en el margen noroccidental del rio del mismo nombre. Localizada a 2.631 m.s.n.m., Longitud W079.02 º 21.5, Latitud S 01.3953, 8 º, con una temperatura promedio 13 °C y humedad relativa promedio anual de 70% su terreno irregular apto para la agricultura con un clima predominante frío y seco (INAMHI, 2014).

En la selección de progenitores las semillas de (S. phureja) y UCE-Allipacha (clon 399072.21) se realizarán en función de los objetivos del cruzamiento, tomando en cuenta, que la planta madre debe llevar el carácter atribuible a alelos recesivos y para el progenitor paterno el carácter expresado por alelos dominantes. El resultado del entrecruzamiento entre los progenitores es F1, se lo llevará a cabo con una siembra para S. phureja de 0.30 x 1.00 m entre plantas y surcos respectivamente (Cotes et al., 2000). Y para UCE-Allipacha con una siembra de 0.40 m entre plantas y 1.20 m entre surcos (Quishpe, 2017).

Teniendo en cuenta que el promedio de tubérculos por planta es de 15 unidades, es necesario realizar 800 cruzamientos en entre la población AA S. phureja x aa UCE Allipacha para obtener una población F1 de 12000 individuos aproximadamente (Morales et al., 2011). Después de obtener F1 se escogerán los mejores genotipos para volver a cruzarlos entre sí, seleccionando los mejores individuos con las características fenotípicas de floración con maduración rápida, plantas de tamaño mediano con abundantes hojas, y, resistencia a R. solani, bajo los criterios de: tubérculos grandes, abundantes, y, plantas con estolones cortos (Rojas, 2009). Este proceso de selección se repetirá hasta la cuarta generación clonal. 

Posteriormente, se aplicará el método de la obtención de doble haploides, para obtener líneas homocigóticas en un solo paso. Inicialmente, se escogerán 30 muestras de botones florales de cada variedad, los cuales, serán enjuagados con agua destilada, y, llevados a una cámara de flujo laminar, donde, se sumergirán en etanol al 70 % durante 3 minutos. Finalmente pasarán a hipoclorito de sodio al 2% durante 15 minutos seguidos de 3 lavados en agua destilada estéril.  Se clasificarán en estadios de acuerdo al desarrollo de las microsporas de las anteras, que, se determinará mediante el método de tinción con orceína acética, seleccionando las anteras con microsporas en etapa uninucleada.

En el cultivo in vitro se sembraron 20 anteras por placa con medio de cultivo MS (Murashigne y Skoog, 1962). donde, se emplearon 100 % las sales y vitaminas. Por otro lado, para la inducción de embriogénesis y poliploidía se aplicará colchicina en un rango de concentración de 1.25 a 2.5 mM. Todos los cultivos se deberán mantener en oscuridad durante las primeras cinco semanas y luego en fotoperiodo de 16 horas con una intensidad lumínica de 500 lux. La temperatura debe ser constante de 27 °C y humedad relativa media 70 +- 2%. Ortiz et al. (2016) aseguran que el método de polen es una técnica viable como inductor de haploidía. Se estima que un 50% de la población tiene genes de resistencia a R. solani, sin embargo, a partir de la generación clonal 1 se seleccionan las mejores plantas de acuerdo con los criterios de estudio.

El método de mejoramiento utilizado será mixto, es decir, se combina pedigree y masal, que, nos permite realizar cruzas entre progenitores que se destacan por sus características de resistencia, rendimiento, adaptación y calidad (Estrada, 2000). Tales como resistencia a R. solani por parte de S. phureja y aprovechar el nivel de producción de UCE – Allipacha.

A partir el segundo año se seleccionará, el 50% de los individuos iniciales hasta el cuarto año dando como resultado una población de 1500 individuos. Esta selección se establecerá de acuerdo a la elección de material por aspectos agronómicos incluidas las variables de campo en la etapa de floración además de la altura y vigor de planta, incluyendo, además, el nivel de clorofila de hojas midiéndose a los 80 días después de la siembra con un medidor de contenido de clorofila SPAD (CCM-200). Las mediciones se realizarán a 6 hojas de la parte media de cada planta que se expresó en escala del equipo ICC (Índice de contenido de clorofila) (DNPV, 2017). En cuanto al tubérculo se medirá el estado de pudrición del mismo basándose en la escala descriptiva de la enfermedad ubicada en el esquema de mejoramiento.

En el cuarto y quinto año se realizará una selección masal partiendo de una población de 1800 individuos de cada uno sembrándolas en el campo con 3 repeticiones en 3 localidades de Bolívar, cada una seleccionándolas de acuerdo a las características importantes del cultivo como la adaptación y rendimiento, además de las características físicas como la forma y tamaño del tubérculo y las características sensoriales como color, sabor, textura, aceptabilidad.

En cuanto al protocolo de evaluación de R. solani, se colectarán inicialmente 20 tubérculos contaminados naturalmente. Se aíslan los tubérculos enfermos con síntomas y signos de la enfermedad que fueron colectados en las localidades de la provincia de Bolivar, Ecuador. Los tubérculos serán trasladados al Laboratorio de Fitopatología de la Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad Central del Ecuador (UCE), donde se lavan las muestras con agua corriente. Los esclerosios presentes sobre los tubérculos se desprenden, desinfestados durante 3min con hipoclorito de sodio al 0,5%, lavados tres veces con agua destilada estéril (ADE) y sembradas en placas con medio agua agar, agar acidificado a pH 4 con ácido láctico, a 25°C. De las colonias emergentes se realizan transferencias de ápices hifales para la obtención de cultivos puros. Como testigo se utiliza esquejes inoculados con discos de agar-agua. A las 72h se tomaron porciones de 1cm de esqueje invadido por el micelio del hongo y se trataron con buffer de extracción (0,8% NaCl, 0,02KCl, 0,115Na2HPO4, 0,02KH2PO4, 0,05% Tween 20; pH 8,3 ajustado con NaOH 1M) en frío y con agitación durante 1h. Después se realizará la multiplicación del patógeno. (Carrero et al., 2006) Esta multiplicación se la realizará en avena previamente remojada y esterilizada. (Gualoto, 2019). A los 8 días se espera que el hongo se multiplique en el medio de cultivo (Castro et al, 2005). Después de tener un sustrato se lo mezcla con la tierra de la maceta donde crecen las plantas. Es necesario mantener el suelo a capacidad de campo para facilitar el ingreso del patógeno. 

Para la obtención de una semilla libre de R. solani, y posterior propagación con los agricultores se aplicará la técnica de cultivo de meristemos, donde, se utilizará un medio de cultivo que contenía las sales de Murashige & Skoog (1962), 1 mg. l^-1 de tiamina, 100 mg. l^-1 de mioinositol, 1 mg. l^-1 de ácido giberélico y 1.8 mg. l^-1 de gelificante. Las plantas serán regeneradas a partir de los meristemos y después de dos transferencias a medios de cultivo de multiplicación, dónde se buscará conseguir un porcentaje de sanidad alto, bajo el rango de tamaño de meristemos de 0.1 a 0.06 mm (García et al., 2001). Se inducirá a la brotación temprana con ácido giberélico, la cual, es un excelente tratamiento a utilizar, ya que, permitirá disminuir el periodo de reposo de esta variedad que normalmente es de 2-3 meses a l mes permitirá obtener plantas sanas listas para ser incluidas dentro de un programa de propagación masiva (Aguirre & López, 2001).  Finalmente, después de 5 años se liberará una nueva variedad (AKFJ) de acuerdo al tonelaje y resistencia a R. solani.  En todo el proceso se evalúa la resistencia de los clones realizando incrementos de semilla de en los diferentes estados de selección. 

4. Esquema de mejoramiento propuesto

5. Conclusiones

Es de suma utilidad generar una variedad de papa en Ecuador que presente resistencia a R.solani, debido, al gran problema existente con la semilla utilizada en todo el país, y en específico en la provincia de Bolívar. Los principios genéticos utilizados en la elaboración del esquema permitieron el obtener líneas homocigotas con el cultivo de anteras, acelerando y mejoran el proceso, además, el método mixto utilizado (pedigree y masal), ayudaron en la selección correcta.  Con esto podemos garantizar al agricultor una semilla libre de R. solani, que favorecerá la producción de papa y mayor sostenibilidad del cultivo a nivel provincial en el lugar de estudio, y posteriormente a nivel Nacional.

6. Referencias bibliográficas

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Maíz

 

Obtención de una variedad sintética de maíz blanco Guagal (Zea mays L.) con mejores características organolépticas mediante el método de doble hibridación a partir de la variedad Mischa mejorada y Guagal mejorado en la parroquia de Puéllaro.

 

Kevin Rodríguez¹, Nicolas Jaramillo¹ y Daniel Román¹

¹Estudiantes de la Catedra de Geotecnia Vegetal, Universidad Central del Ecuador  2 Instituto ecuatoriano de la propiedad intelectual.

 

Resumen. El cultivo de maíz es de gran importancia en toda la región de la Sierra ecuatoriana, dado que es una fuente importante de alimentación para las familias y de ingresos económicos para los pequeños productores de la zona de Puéllaro. Debido a que existe introducción de nuevas variedades las cuales están manejadas por pocos productores pero con grandes extensiones de terreno en esta zona ocasionando una competencia directa para los pequeños productores los cuales no consiguen comercializar sus productos, es así que la propuesta para la obtención de una nueva variedad sintética de maiz a través del mejoramiento de dobles haploides es una herramienta viable para los pequeños productores para de esta manera aumentar su competitividad con los demás agricultores d ela zona. 

 

Palabras clave: productores, competencia, obtención, variedad sintética, introducción.

1. Introducción 

En la provincia de Pichincha el maíz suave constituye la base de la dieta de su población rural de los valles. Con base en la superficie cosechada, que alcanza las 7 583 ha, tanto en seco como en choclo, se tiene producciones de 1 437 t de maíz seco y 6 216 t en choclo, con un rendimiento promedio de 0.46 t ha-1 para maíz suave seco y 1.41 t ha -1 para maíz suave en choclo, (INEC, 2011). Aloguincho es un pueblo que se ubica a una altitud promedia en 2 800 msnm la mayoría de su población se encuentra adscrita a la parroquia de Puéllaro y las actividades económicas las que se dedica actualmente son diversas: agricultura principalmente (monocultivo), jornaleros en florícolas, granjas, fincas y demás dinámicas comerciales de la zona (Pulupa, 2019).
    El maíz es originario de Mesoamérica y existen varios centros de diversidad a lo largo de la cordillera de los Andes. Desde México hasta la Región Andina de América del Sur, el maíz es una fuente de alimento esencial, en particular en zonas rurales, donde el acceso a tecnología y variedades mejoradas es limitado (Gear, 2006). El maíz requiere una temperatura de 12 a 20 ºC en la serranía. Bastante incidencia de luz solar y en aquellos climas húmedos su rendimiento es más bajo. Para que se produzca la germinación en la semilla la temperatura debe situarse entre los 15 a 20 ºC (Yánez, et al. 2003). La importancia del maíz radica en los distintos propósitos que se dirige la producción del cultivo, generalmente se utiliza como hortaliza en el consumo en fresco, como forraje y balanceados para animales y en la última década se destina para la producción de biocombustibles. (Pinto, 2010). Al maíz se lo puede utilizar ya sea en tierno o en seco y es un ingrediente fundamental dentro de la dieta de los ecuatorianos, (Noroña, 2008).
    La calidad nutritiva del maíz está definida en buena medida por la calidad de sus proteínas y ésta, a su vez establece el contenido de los llamados aminoácidos esenciales (Vázquez, Morales & Rendon, 2004). El valor nutritivo, depende del genotipo de la variedad, el ambiente y las condiciones de siembra. Todas las plantas de maíz se desarrollan de la misma manera. Sin embargo, el tiempo entre las etapas de crecimiento puede variar según el tipo de maíz, etc. (Yánez, et al. 2003).
El maíz blanco Guagal cultivado en la zona sierra de la provincia Bolívar es de gran aceptación en sus diversas formas de consumo humano: como choclo, mote, tostado, harina y otros. En la provincia de Bolívar el cultivo de maíz suave ocupa el primer lugar en importancia con una superficie de 30.000 ha, de las cuales aproximadamente 24.000 ha, se dedican a la producción de maíz para choclo, 6.000 ha, a la producción de maíz suave en grano seco (Rosillo, 2009). Por más fácil comercialización y mayores rendimientos este maíz se ha visto introducido en la parroquia de Puéllaro sustituyendo así a su maíz nativo que es el maíz Mishca.
    Dentro de las variedades de maíces amarillos suaves Carrera (2009) hace categoría aparte en la clasificación campesina del “Mishca”, que es una variedad de maduración más rápida y de grano más suave y dulzón, que son características requeridas por el mercado. El maíz suave amarillo, es el más importante de los maíces en la alimentación humana; es de grano grande, harinoso y además produce granos blandos que se pueden cocinar tiernos (choclo), semi tiernos (cau), en mote con grano semi tierno (mote choclo), en mote (grano seco), en mote molido, germinados y luego molidos (chicha de jora), secos y tostados, secos y molidos en harina, (Carrera, 2009). Este maíz al no ser competitivo con el maíz Guagal afecta a los agricultores que solo siembran este maíz razones por las cuales mantienen esta práctica y no han cambiado, son porque se requiere de mayor inversión de fertilizaciones y por la falta de conocimientos para producir este tipo de maíz, además, la mayoría de los agricultores manejan un presupuesto bajo y su producción es solamente para autoconsumo. No obstante, el uso de variedades nativas permite 2 aprovechar el potencial genético que mantienen los agricultores “in situ”, y que, si bien presentan bajos rendimientos, poseen otras características como la calidad del grano, que en época pasadas era más apetecible para los agricultores y consumidores, (Acosta et al., 2003).
    El conocimiento del uso de la nueva variedad o híbrido que se desarrollará en programas de mejoramiento es esencial para direccionar el objetivo del mejoramiento en maíz, así, en la agricultura tradicional se usan las variedades, mientras que en la agricultura comercial se emplean los híbridos (Polanía y Méndez, 2012).  Por tanto, si se desea obtener variedades o mejorar las existentes se recurre a los métodos de mejoramiento recurrente de poblaciones y si se desea obtener híbridos, se aplican los métodos de hibridación (Vargas, 2010). El desarrollo de híbridos en maíz con líneas endogámicas es un método pionero con respecto a otros cultivos, su repercusión en la agricultura y en la economía ha sido grande, se han desarrollado híbridos simples, dobles y de tres vías (Vallejo, 2002).
    El método doble haploide (DH) es un genotipo que se forma cuando las células haploides (n) experimentan una duplicación cromosómica espontánea o inducida artificialmente. La tecnología DH acorta enormemente el ciclo de reproducción porque lo hace compatible con las líneas endogámicas convencionales. En comparación con el proceso de desarrollo, el rápido desarrollo de una línea completamente homocigótica (Geiger y Gordillo, 2009). 

 

2. Problema de estudio

La falta de comercialización del maíz Mishca en el mercado genera el remplazo de dicha variedad por variedades de aceptación comercial como Guagal, lo cual afecta rotundamente a la economía de los agricultores y campesinos debido a que dicha variedad es útil en estado tierno (choclo) pero en grano seco las propiedades nutricionales y organolépticas son escasas, ocasionando pérdidas económicas en las actividades comerciales de los campesinos.

3. Objetivos

3.1. Objetivo general

•       Obtener segregantes de maíz con potencial genético que mejoren el sabor del maíz blanco a partir de cruzas interespecíficas de maíz Mishca con maíz blanco Guagal.

3.2. Objetivos especifico

•      Desarrollar híbridos dobles con accesiones de maíces nativos y maíces introducidos, estimar el avance genético en mejora de propiedades organolépticas, sin perder características comerciales. 

•   Identificar familias con buen comportamiento agronómico, que puedan ser utilizadas como variedades por los productores de Puéllaro. 

•       Evaluar la factibilidad del método de Doble Hibridación para la obtención de nuevas variedades.

4. Hipótesis

H0: Una doble hibridación no fijaría las propiedades organolépticas de la variedad nativa. 
H1: El sabor de la variedad de maíz blanco Guagal se puede mejorar mediante cruza híbrida con la variedad de maíz Mishca que tiene sabor más dulce.

5. Revisión de literatura

El maíz (Zea Mays. L) ha sido cultivado en América y en el Ecuador hace muchísimos años, incluso mucho antes de la llegada de Colón a América, por lo cual su gran número de variedades hacen a este cultivo un tema de interés además de ser uno de los cuatro alimentos de consumo principal en el mundo. Para el caso del Ecuador existen dos tipos que se producen en mayor cantidad, estos son maíz suave y maíz duro. Para el caso del maíz duro, este se encuentra principalmente en las regiones tropicales (Costa y Amazonía) debido a que su uso principal es de maíz seco para la agroindustria la cual lo utiliza para la fabricación principalmente de alimentos balanceados. La topografía de las zonas de cultivo se presta para la producción a gran escala de dicho producto. Por otro lado, el maíz suave o harinoso es cultivado a lo largo de la región Sierra, mayormente cultivado por agricultores y campesinos de las zonas de producción y en menor cantidad, pero mayor escala por empresas. El maíz es destinado principalmente al autoconsumo debido a las características del grano en sus etapas de choclo principalmente y para maíz seco principalmente harinas. Los grandes productores de maíz suave de la región sierran destinan la producción a mercados principales del país como soy Mayorista en Quito y mercado de Guayaquil desde los cuales se reparte a la mayor parte del país (Morales Pulupa, 2011), (Vega Moreno & Lincango Álvarez, 2012) (Noroña, 2008). 

Las zonas de mayor producción de maíz suave son: Bolivar (6698 tn/año), Chimborazo (3600 tn/año), Tungurahua (3059 tn/año) y Pichincha (2286 tn /año) datos del año 2018. En la provincia de Pichincha las zonas más productoras son: el cantón Cayambe, Pedro

    Moncayo, Mejía y Quito, con un total de 2236,11 ha cultivadas, la mayoría de los agricultores en Pichincha producen el cultivo de maíz a baja escala destinado principalmente al autoconsumo. Pocos productores en Pichincha siembran maíz para negocio en gran escala con ciertas excepciones como la Comunidad de Aloguincho perteneciente al cantón Quito, la cual está ubicada a 2800 msnm, la cual el siembra del maíz está destinada principalmente para para mercados de Quito y Guayaquil lo cual últimamente ha venido en decadencia, generando pobreza debido a la introducción de variedades extranjeras como el Guagal el cual es una amenaza para el cultivo tradicional de maíz amarillo Mishca y el cual genera pobreza en la mayoría de sus agricultores debido principalmente al rendimiento atendiendo a las características de los productos como son tamaño de mazorca y tamaño grano (Yánez, 2013a) (INEC, 2011).

El maíz suave o maíz de altura es muy importante para la dieta básica de la mayoría de las personas de la región sierra por ende la superficie cultiva 186 535 ha entre maíz blanco y amarillo el cual supera en superficie a otros cultivos de gran importancia como la papa (57 939) o el fréjol (76 463). El maíz amarillo en términos nutricionales posee un 6.23% de proteína, 0,75% de azucares totales, 80,39% de almidón. Por características agronómicas y morfológicas tenemos que su floración femenina es de 125 días, flor masculina a los 110 días, se cosecha a los 115 días, se cosecha en seco a los 258 días, posee una altura de planta de 185 cm, las mazorcas se ubican a 105 cm, posee un rendimiento en grano seco de 5 100 kg/ha, una longitud de mazorca de 12,1 cm, con 11 número de hileras por mazorca, textura suave y tipo de grano harinoso con un color amarillo en seco y crema en choclo tierno. El maíz es resistente al acame y tiene resistencia al a pudrición de mazorca. Se adapta muy bien a altitudes de 2200 a 2900 msnm con temperaturas de 12 a 18°C, precipitaciones de 1000 a 1500mm (Yánez, 2013b) (Carrera, 2009). 

El maíz suave blanco o Guagal mejorado posee características de: floración femenina a los 134, flor masculina a los 115 días, a los 208 se realiza la cosecha de choclo, el maíz seco se cosecha los 265 días, posee una altura de planta de 300 cm, y las mazorcas se encuentran a a178 cm, la mazorca tiene una longitud de 20 cm, con 12 hileras por mazorca, posee una productividad de maíz seco de 4000 kg/ha, color de grano seco blanco, grano tierno crema, textura de grano suave, tipo de grano harinoso, 0,19 % de azucares totales.. La adaptabilidad de dicho maíz en altitud comprende los 2200 a 2900 msmn, de 12-18°C (Silva, Dobronsky, & Heredia, 2000).

El maíz suave cultivado en la región Sierra abarca dos variedades de maíz cultivadas en mayor proporción. El maíz suave blanco con la variedad Guagal INIAP 111 mejorado por la institución del INIAP es uno de sus mayores representantes, el cual posee una de las mejores productividades del maíz suave (250 sacos de 140 unidades/ha) y el cual se cultiva en mayor proporción en la provincia de Bolívar. Por otro lado, tenemos el maíz suave amarillo o Mishca harinoso con una productividad de (150-200 sacos /ha) el cual se cultiva por sus características de grano más dulce en comparación del Guagal, más suave y resistente a factores abióticos como el viento y factores bióticos como el acame (Caviedes et al., 2002). 

Los mejoramientos genéticos en el cultivo de maíz han sido muy importantes para la economía del mismo ya que la ser uno de los 4 cultivos principales de la alimentación del mundo su investigación ha sido exhaustiva. Existen muchas formas de mejoramiento genético entre estas tenemos las cruzas de variedades que poseen características deseables obteniendo así una F1, por otro lado, existen las transgénesis la cual consiste en transferir genes de interés y colocarlos en un individuo que deseamos reproducir. Para esto se hace referencia a la ley de la segregación, como aspectos a considerar tenemos que: un gen dominante esconde un alelo recesivo y determina la apariencia del organismo, cuando un organismo hace gametos cada gameto solo recibe una copia del gen (seleccionada al azar), una forma de calcular las probabilidades de los resultados de un cruzamiento es el cuadro de Punnett y finalmente un cruzamiento de prueba se utiliza para determina si un organismo con un fenotipo dominante es homocigoto o heterocigoto (Salas et al., 2003). 

Generalmente los métodos de mejoramiento tradicional son muy extensos llegando a durar centenas de año en muchos casos, para aquello en la actualidad gracias a la biotecnología y bioinformática existen nuevos métodos de mejoramiento más eficaces, uno de estos es el método de doble hibridación el cual consiste básicamente en seleccionar dos líneas progenitoras las cuales tengan heterocigosis, a partir de estas se obtiene la F1 la cual posee un 50% de cada progenitor, tras esto se procede a realizar la haploidización la cual se logra cruzando dicha F1 con un donador masculino que podría ser R1-NJ/ri el cual brinda la posibilidad de observar que tipo de grano es haploide ya que tanto el tegumento como el embrión no poseen coloración púrpura lo cual caracteriza a granos haploides. Finalmente se realiza la doble haploidización o duplicación cromosómica con colchicina el cual es un inhibidor mitótico el cual se coloca cuando las semillas ya se encuentran con raíces. Finalmente se lava los excesos de colchicina de la semilla y se los lleva al invernadero a macetas de germinación. Como último paso tenemos que la integración de selección asistida por marcadores en el sistema de mejoramiento de DH para acelerar el desarrollo y la distribución de líneas progenitoras y variedades superiores. 

Uno de los indicadores de haploidía más utilizados en el CIMMYT es el RWS x UH400 el cual produce una variedad de LDH (línea doble haploide entre estas esta la PBN DH10 la cual llega a su floración masculina a los 85 días después de la siembra (Picón-Rico, PreciadoOrtiz, Cervantes-Ortiz, Covarrubias-Prieto, & Terrón-Ibarra, 2018)

6. Materiales y métodos

Ubicación del experimento y condiciones ambientales 

El experimento se llevará a cabo en la parroquia de Puéllaro, Pichincha Ecuador exactamente en la comunidad de Aloguincho, ubicada 00º06’50” latitud Norte y a 78º45’21” longitud Oeste a una altura de 2850 msnm con una temperatura que oscila de los 12 a 20°C, con humedad relativa del 65-85%, con una intensidad lumínica de 1000 a 2000 hora/año, y la precipitación anual bordea los 513,68 mm. Los suelos en su mayoría son Inceptisoles debido principalmente a las erupciones volcánicas del sector.  

Diseño del experimento

Obtención de la F1. (Año 1)

En primera instancia se cruzarán las variedades de maíz Mishca mejorado con Guagal mejorado ambos mejorados por INIAP. Para esto se realizará una plantación aislada de 500m² (50 m de largo y 10 m de ancho) Con fertilización orgánica inicial de 15 sacos de Materia orgánica. Y al 1 mes 50 kg de 10-30-10. Se sembrará 2 semillas por golpe a una distancia de 0,4 m entre plantas y 0,6 entre surcos dando un total de 2000 plantas. Cabe recalcar que se realizará un raleo de una planta por golpe. Se colocará las variedades a cruzar alternadamente (una a una). A los 110 días se cortarán las flores masculinas de la variedad Mishca. Para la cosecha se recolectará mazorcas solo de la variedad Mishca las cuales se presume serán fecundadas por Guagal mejorado. Una vez recolectadas las mazorcas se seleccionará las 300 mazorcas más grandes y se guardarán para el siguiente año.

Obtención de las especies haploides. (Año 2)

En el segundo año la F1 se establecerán parcelas (con la misma fertilización del año 1) de 4 surcos de 1,25 m de largo con distancia entre planta de 25 cm y entre surcos existirá 75 cm, dando un total de 20 plantas por parcela y 240 en todo el experimento (Anexo 1). Alrededor de esta se sembrará nuestro inductor PBN DH10 con dos surcos de espesor como lo muestra el esquema, dando 398 inductores.

La siembra del inductor PBN DH10 se realizará a los 35 días después de la siembra de la F1, para coincidir con la floración femenina de esta última. A los 110-115 días se realiza el corte de la flor masculina de la F1. (Anexo 4). 

    Para la cosecha la identificación de los haploides se da por síntesis de la antocianina la que produce pigmentación en la aleurona (Tejido del endospermo) en la región de la corona (parte superior del grano) y el escutelo o tejido del embrión no está coloreado de púrpura.  

Duplicación de cromosomas de haploides maternos (Año 3)

Para lograr la duplicación cromosómica necesitamos químicos inhibidores mitóticos, el químico más usado es la colchicina. 

 Germinación de semillas

-        Colocar las semillas en un papel con solución de cloro al 0.05 % para evitar presencia de hongos. Al colocar la semilla el embrión debe estar en contacto con el papel 

-        Cubrir las semillas con otro papel y enrollar rígidamente hasta formar un tubo cilindro en forma de taco con dos ligas sujetando los extremos de este.

-        Los tubos colocar en una malla y sumergir en solución clorada 100 ppm y colocar a cámara de incubación por 72 horas a 25-30°C hasta que germine.

-        Se abren los tubos de germinación y las semillas con raíces de 5 cm y coleóptilos de 2 cm sirven para el tratamiento a estos se les realiza pequeños cortes en sus raíces cada 5 mm y se los agrega en una funda o arpilla de plástico y se los almacena en agua desinfectada un par de horas. 

-        Finalmente, para conocer el volumen exacto de la colchicina se coloca las semillas en un recipiente y se llena de agua hasta cubrirlas, después se dispensa el agua, se mide y el volumen ocupado de agua será el volumen de colchicina a utilizar.

-        La solución de colchicina se encuentra a 0,04% de colchicina y 0,5%DMSO.

-        Las semillas germinadas se dejan por 12 horas en la solución de colchicina y tras esto se realizan 3 lavados con agua destilada.

Trasplante

-  Las semillas germinadas son sembradas en macetas con sustratos adecuados y colocadas en invernadero. Se necesita extremo cuidado al momento del manejo debido a la fragilidad de estas. El primer riego se realiza con agua y los siguientes con fertilizantes y micronutrientes para incentivar el crecimiento de las raíces.  

-      Todas las labores culturales siguientes se deben realizar con extremo cuidado para evitar perdida de plantas. 

-        A las dos semanas se plantan en campo

Descartar falsos positivos

Se descarta antes de la floración. Observar los tallos de las plantas antes de la floración, si estos están púrpuras descartar la planta.

Autofecundación de plantas DO (doble haploides) para derivar nuevas líneas doble haploide (DH)

Cada planta se debe auto fecundar con la ayuda de personal capacitado. Esto se realiza con bolsas de papel las cuales se cubren las flores femeninas las cuales serán polinizadas con su propia flor masculina con ayuda del personal polinizador. 

Generación de la variedad sintética

Una vez obtenidas las líneas puras u homocigotas se evaluará Aptitud Combinatoria General. Para esto las líneas dobles haploides puras se entrecruzan y se seleccionan las más adaptadas y que presenten las mejores características deseadas obteniendo así la F1.

     Finalmente F2 comenzará con el proceso de multiplicación de nuestra variedad sintética apta para los agricultores de la zona.

7. Conclusión 

El mejoramiento genético a través de dobles haploides es viable y recomendable para trabajar con cualquier tipo de especie a mejorar debido principalmente al corto tiempo en el que se obtienen los resultados o variedad mejorada en comparación con los mejoramientos tradicionales. El proceso de aptitud combinatoria general tras obtener las líneas puras u homocigotas es de vital importancia debido a que el resultado de dichos entrecruzamientos serán las variedades más adaptadas y garantizadas para el futuro uso por parte de los agricultores. La utilización del inductor de haploidia PBN DH10 es esencial para la variedad a mejorar debido a que los ciclos fenológicos (floración) de estos coinciden con mayor precisión respecto a otros inductores de haploidia. 

8. Referencias

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