Una estrategia alternativa para el mejoramiento genético de Yucca valida

Mario Arce-Montoya1, Julio A. Hernández-González1, Vladimir Lebsky1, Sergio González-Suárez2 y Manuel L. Robert1, 3

1 Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste. Apdo. Postal 128, La Paz 23090, Baja California Sur, México.
2 Facultad de Biología, Universidad de La Habana. Calle 25 No. 455, Vedado Plaza. Ciudad de La Habana 10400, Cuba.
3 Centro de Investigación Científica de Yucatán. Apdo. Postal 87. Mérida 97310, Yucatán, México.

En especies vegetales con un largo ciclo de vida y lento crecimiento, las técnicas convencionales de fitomejoramiento enfrentan limitaciones para su aplicación, debido a los períodos de tiempo requeridos para su desarrollo y evaluación. Yucca valida (Brandegee, 1889) es un recurso forestal no maderable, característico de zonas áridas en la Península de Baja California y una fuente alternativa de saponinas esteroidales para la industria agroquímica. Al igual que otras especies relacionadas, su lento crecimiento constituye un obstáculo para su domesticación y mejoramiento, por lo que hemos desarrollado protocolos para su cultivo y multiplicación clonal in vitro que, en conjunto con la selección de individuos sobresalientes, puede contribuir al establecimiento en campo de plantaciones con alto rendimiento. En el presente trabajo describimos la variabilidad observada entre plantas micropropagadas de distintas líneas clonales durante su cultivo in vitro y en plantación, así como de plantas provenientes de semilla y mantenidas en plantaciones hasta por cuatro años. En plantas de campo, los caracteres evaluados fueron la tasa de crecimiento anual, estimada a partir de la altura total, además del diámetro del tallo, la longitud de las hojas y el diámetro de la roseta; mientras que en plantas in vitro se evaluó la capacidad de morfogénesis, el crecimiento en términos de la longitud del brote y de la longitud y ancho de la hoja, así como del cambio en el peso fresco y peso seco de los brotes. Por otra parte, se analizan los cambios estructurales observados en la superficie epidérmica de las hojas, durante su cultivo en campo e in vitro, entre dos plantas con tasas de crecimiento contrastantes en campo y sus respectivas líneas isogénicas. Se discuten las ventajas que puede representar el aprovechamiento de la variabilidad observada y la aplicación de una estrategia similar en otras especies del género.

* Resúmen para el XXI Congreso Nacional y 1° Internacional de Fitogenética "Recursos Fitogenéticos: Legado Cultural y Futuro de la Humanidad"
Tuxtla Gutiérrez, Chiapas. 3 al 8 de Septiembre, 2006

Recuperación y conservación de la papaya 'Regional' de Baja California Sur

1Arce-Montoya, M.*; 1Hernández-González, J.A.; 1, 2Robert, M.L.

1Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste. Apdo. Postal 128, La Paz 23090, Baja California Sur, México; 2Centro de Investigación Científica de Yucatán. Apdo. Postal 87. Mérida 97310, Yucatán, México; *e-mail: marce04@cibnor.mx

Palabras clave: Germoplasma criollo, cultivo in vitro, micropropagación, biotecnología, mejoramiento genético

INTRODUCCIÓN: El cultivo de papaya se practica en las regiones tropicales y subtropicales de todo el mundo, aunque es una especie originaria del sur de México y Centroamérica. En cada región se reconocen cultivares adaptados a las condiciones geográficas y climatológicas particulares, debido a su capacidad adaptativa y características reproductivas. Estos cultivares criollos, son la base del germoplasma empleado actualmente para la producción de semilla en las variedades comerciales. En Baja California Sur (BCS), una entidad ubicada en el límite norte del subtrópico y caracterizada por su ambiente árido, los habitantes locales han cultivado papaya en sus huertas de traspatio, por lo menos desde 1956. Esta papaya, que denominan 'Regional', ha sido mantenida mediante el contínuo replantado de semillas a partir de los frutos que seleccionan por sus cualidades organolépticas y que la distinguen de la variedad Maradol, la cual se comercializa en el mercado local y procede de otras regiones del país o de plantaciones recientes en BCS. En el presente trabajo se describe la caracterización de los frutos colectados en la entidad e identificados como papaya 'Regional' por los pobladores locales, así como el desempeño de su progenie en una plantación experimental y el establecimiento de una colección in vitro a partir de plantas seleccionadas.

MATERIALES Y MÉTODOS: Se efectuaron colectas de frutos en huertos localizados en el sur, centro y norte de la entidad, a partir de los cuales se evaluó el desempeño de su progenie en una plantación experimental, establecida en El Centenario, Municipio de La Paz. Se determinó la proporción de plantas femeninas, masculinas o hermafroditas y la tasa de crecimiento en cada familia considerada y comparándolo con el desempeño del cultivar Lenia. A partir de la evaluación morfométrica de sus frutos, grados Brix y pigmentación, se realizó una selección de plantas que fueron introducidas a cultivo in vitro. Para ello se obtuvieron los ápices de las plantas seleccionadas o de sus brotes laterales, los cuales fueron lavados en detergente líquido comercial y agua corriente, antes de sumergirlos en etanol al 70% durante 2 min., seguido por su inmersión en hipoclorito de sodio comercial al 5% durante 10 min. El germicida se retiró con cinco lavados en agua destilada estéril y se eliminó el tejido dañado. Los explantes fueron colocados en medio MS líquido, sin fitorreguladores y adicionado con una mezcla de antibióticos y fungicidas, para ser incubados por 24 hrs. a 27°C, en obscuridad y 100 rpm de agitación. Al término, los explantes fueron transferidos al mismo medio fresco sin fungicidas, por otras 24 hrs. y finalmente, para su multiplicación clonal fueron transferidos a medio MS semisólido y adicionado con 0.5 μM de ácido 1-Naftalenacético y 2 μM de Benciladenina. Después de 30 días, los brotes desarrollados fueron individualizados y subcultivados en el mismo medio y condiciones de incubación, hasta obtener un número mínimo de plantas clonales e integrar la colección in vitro, la cual es mantenida en medio MS sin fitorreguladores, con subcultivos cada 60 días.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Las familias de papaya 'Regional' evaluadas en campo, mostraron una mayor tasa de crecimiento en términos de su altura total (27.8±5.6 cm/mes), que la estimada en el cultivar Lenia (18±3.6 cm/mes). Todas las familias de papaya 'Regional' son dioicas, presentándose una proporción 1:1 de plantas femeninas y plantas masculinas en la mayor parte de ellas (85%), mientras que las restantes presentaron una proporción atípica de plantas femeninas y masculinas y en cuatro familias se presentaron plantas hermafroditas, con una planta en cada caso. En contraste, el cultivar Lenia presentó la proporción esperada (2:1) de plantas hermafroditas y femeninas. Entre las familias de papaya 'Regional', sus frutos mostraron diferencias significativas en peso, dimensiones, grados Brix y pigmentación, lo que sugiere diversos orígenes para las plantas cultivadas en la entidad. El protocolo descrito para la introducción in vitro permitió erradicar la contaminación en el 86.92 % de los explantes iniciales y de éstos, el 13.6% no mostró respuesta, por lo que fueron descartados. Se logró el desarrollo in vitro de los ápices meristemáticos y del ápice de brotes laterales desarrollados en campo; pero en el caso de las yemas subapicales, no se logró revertir la determinación floral preexistente. En general, se consiguió la introducción de 92.6% de las plantas seleccionadas en campo, lo que incluye a 69 líneas clonales de plantas femeninas, 2 líneas de plantas hermafroditas, 6 de plantas masculinas y 9 de plantas con reversión masculina, procedentes de 25 familias seleccionadas de papaya 'Regional'.

CONCLUSIONES: La segregación del carácter sexual y la velocidad de crecimiento de las plantas de papaya 'Regional' las distingue claramente del cultivar Lenia, mientras que las características morfométricas y grados Brix de éste último se encuentran dentro del rango observado en la papaya 'Regional'. Entre las familias evaluadas, fue posible identificar algunas plantas con características sobresalientes, en cuanto al peso, dimensiones y grados Brix de sus frutos, respecto al cultivar Lenia, por lo que se propone su aprovechamiento en un programa de mejora genética. El protocolo desarrollado para la introducción in vitro a partir de plantas de campo tuvo un alto nivel de eficiencia para la erradicación de contaminantes y el protocolo utilizado para la multiplicación clonal, permitió el establecimiento y mantenimiento de la colección in vitro.

BIBLIOGRAFÍA: Drew R.A. 1988. HortScience 23(3):609-611; Singh S.K., Sharma H.C., Singh S.P. 2000. Physiol. Mol. Biol. Plant. (2):169-173