U"N" #San Lu$% Gon&aga# Mejoramiento genético de hortalizas
DOCENTE
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AL UMNO
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CURSO
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CI CLO
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Ica – Perú 2016
Mejoramiento genético de hortalizas Introducción
De todos es conocida la importancia que representan las hortalizas para el hombre; aportan divisas, son usadas como alimento, proporcionan vitaminas, ácidos orgánicos fácilmente asimilables, sales minerales y aceites esenciales, entre otros contribuyen al mejoramiento del sabor de la comida, al aumento de la secreción de glándulas digestivas y, con todo ello, a la mejor digestión y asimilación de las sustancias nutritivas. Sin embargo, el estudio que se hace de ellas en los pases no industrializados es insuficiente, y menos a!n se hace en el renglón del mejoramiento gen"tico con algunas e#cepciones como el jitomate, papa, cebolla, ajo y otras pocas variedades. $n las presentes circunstancias, las universidades agrcolas son las que realizan las investigaciones en sus áreas de influencia bien definidas. %or ejemplo, para &''( en el renglón de las hortalizas, la )niversidad *utónoma +hapingo -"#ico estableción el %rograma /acional de 0nvestigación en 1lericultura y entro de las lineas de investigación, consideradas para cada especie, se tiene la de 2enotecnia. +on la finalidad de iniciar la preparación de los recursos humanos, encaminados a la 2enotecnia de 3ortalizas, el %rograma de -aestra en 3orticultura de esa )niversidad, imparte el curso denominado 42enotecnia de hortalizas4. $l presente te#to va encaminado a apoyar dicho curso y, paralelamente, ser te#to de consulta para estudiantes de licenciatua y postgrado de diferentes universidades e instituciones de carácter agrcola; se tiene la pretensión de que será revisado y actualizado para que ocupe un lugar destacado en la investigación sobre hortalizas.
5os cultivares actuales son el resultado del mejoramiento gen"tico convencional que el hombre ha venido realizando durante siglos a trav"s de ciclos de selección y cruzamientos. $n sus comienzos, el mejoramiento gen"tico fue un arte, pero a fines del siglo 606 se transformó en una tecnologa de base cientfica con el descubrimiento de los principios de la gen"tica y de la citogen"tica. $l mejoramiento gen"tico es un proceso lento y generalmente laborioso; sus avances dependen de la variabilidad gen"tica heredable que el fitomejorador tiene a su disposición para llevar adelante el trabajo. $l tiempo necesario para introducir un gen determinado en un cultivo depende de la fuente de ese gen y de la distancia evolutiva de la misma con respecto al cultivo. $l proceso puede tomar entre ( y &7 a8os cuando el gen de inter"s se encuentra en otros individuos de la misma
especie y entre &7 y &( a8os, o más, cuando la fuente del gen es el germoplasma emparentado silvestre o cultivado. %ero la transferencia de genes puede verse dificultada o impedida por la acción de barreras a la hibridación que pueden prevenir la fecundación, por incompatibilidad entre el polen de una especie y el pistilo de la otra, o la formación de semillas una vez que ha ocurrido la fecundación, debido al aborto del embrión, del endosperma tejido de nutrición o de ambos tejidos. +uando se obtienen hbridos entre una especie cultivada y sus especies silvestres emparentadas, no sólo se introducen las caractersticas de inter"s sino que tambi"n pueden introducirse otras caractersticas indeseables, desde el punto de vista agronómico, que tienen que ser eliminadas a trav"s de sucesivos pasos del mejoramiento gen"tico y que, en algunos casos, pueden estar negativamente relacionadas con alguna caracterstica valiosa. %or eso se pensó que las mutaciones cambios en el material gen"tico o *D/ inducidas por la aplicación de agentes fsicos como rayos 6 y rayos gamma o qumicos como gas mostaza y ácido nitroso podran ser una fuente importante de variabilidad gen"tica cuando se quieren introducir caracteres especficos por ej., resistencia a enfermedades o contenido de determinado nutriente en cultivares adaptados, sin que se altere el genotipo. Sin embargo, los resultados que se obtienen con la aplicación de esta t"cnica son aleatorios ya que no se sabe qu" genes van a cambiar ni en qu" dirección lo harán. %or eso, hasta hace muy poco tiempo, el trabajo del fitomejorador estuvo limitado por la compatibilidad se#ual entre las especies. %ero, en algunos casos, los genes de inter"s no se encuentran en el germoplasma cultivado ni en el germoplasma emparentado, sino que están presentes en otras especies o g"neros no emparentados con la especie cultivada o, incluso, que pertenecen a otros reinos de la naturaleza genes que controlan resistencia a bajas temperaturas en peces o producción de sustancias insecticidas en bacterias, entre otros. $n los !ltimos &(9 :7 a8os se han desarrollado t"cnicas conocidas como del *D/ recombinante< o ingeniera gen"tica<, mediante las cuales se puede cortar< la mol"cula de *D/ con enzimas que act!an como tijeras< biológicas en sitios especficos y recombinar los fragmentos obtenidos para producir mol"culas con combinaciones de genes que no se encuentran en la naturaleza. 5a utilización de estas t"cnicas permitira ampliar en gran medida las fuentes de variabilidad gen"tica disponibles para el fitomejorador, de modo que estas pueden constituirse en herramientas adicionales para aumentar la eficiencia y la eficacia de su labor.
Mejoramiento genético del tomate
5os genes mutantes involucrados en el proceso de maduración rin, inhibidor de maduración, nor, no9madura, se utilizan para desarrollar variedades de vida !til larga, especialmente para la producción de tomates maduros de invernadero. $n la figura ( se observa el efecto del mutante rin en la fisiologa de maduración de los tomates. 5os cruces entre un pariente rin con un pariente normal generan plantas con frutos de comportamiento de maduración intermedia y por tanto de vida !til más larga. 5os frutos de variedades de vida !til larga mantienen su firmeza durante el almacenamiento por más tiempo que los de variedades convencionales, pero pueden tener menor calidad sensorial. $l desarrollo del color rojo tambi"n puede reducirse en las variedades de vida !til larga ya que tienen tasas de producción de etileno menores. 5os tomates han servido tambi"n como un cultivo modelo para la modificación molecular de los genes asociados con la producción de etileno y las actividades de las enzimas de la pared celular. 5as variedades transg"nicas modificadas en sus caractersticas de maduración y almacenamiento pueden proporcionar a!n más opciones en las operaciones de manejo postcosecha de tomates para el mercado fresco.
Mejoramiento Genético del Tomate y Producción de Semillas Variedades y origen Híbridos !
9 Semilla importada por empresas nacionales y multinacionales 9 Semilla producida en +hile por empresas Variedades "P
9 Semilla producida por empresas nacionales 9 Semilla conservada por agricultores #estino de la Producción $onsumo %resco
9 0nterno y e#portación Procesamiento
9 %asta 9 Salsa 9 +onservas 9 +oncentrado Mejoramiento Genético
nacionales y multinacionales
• • •
=omate tiene una pobre base gen"tica. 0mplica poca variabilidad gen"tica natural. +ausas de la pobre base gen"tica del tomate.
Programa de mejoramiento genético de sandía Ta&onomía y Mor%ología
$l genero +itrullus pertenece a la familia +ucurbitaceae sub9tribu >enincasinae. $sta familia agrupa apro#imadamente '7 g"neros y entre ?77 a ?@7 especies. * la misma familia pertenecen las calabazas, guajes, melones, pepinos, luffa, y numerosas malezas. )na forma amarga del genero +itrullus parece ser el antecesor de la forma cultivada de sanda que se conoce hoy da. 5a sanda +itrullus lanatus tiene :: cromosomas :nA::; #A&&. Barios grupos de cientficos en el sector p!blico y privado han construido mapas gen"ticos de sanda y por lo tanto ciertos caracteres han sido asignados a cromosomas especficos. Se espera que en los pró#imos a8os se logren mayores avances en esta área. Genética y itomejoramiento
5a forma en que se heredan los caracteres en sanda ha sido e#tensamente estudiada. +omo resultado genes !nicos o de herencia simple que son de gran valor para los programas de fitomejoramiento han sido identificados. $jemplos de estos genes incluye 4*4 que determina e#presión se#ual monóica y su contraparte 4a4 que determina flores andromonóicas. 1tros ejemplos incluye 4*r9&4 y 4*r9:4 para resistencia a *ntracnosis razas & y :; 4+4 para pulpa de color amarillo canario; etc. %ara mayor información se incluye una tabla con la lista de genes en sanda. Sandías Tri'loides
5a producción de sanda sin semilla tambi"n conocida como sanda triploide o en ingl"s Cseedless atermelonC se logra a trav"s de la manipulación del n!mero de cromosomas en uno de los parentales con los que se formará el hbrido.
5a sanda en su CestadoC natural es diploide y el n!mero aploide de cromosomas A &&. $s decir cada una de las c"lulas de una sanda semilla, planta, tallo, flor, fruto tienen :: cromosomas diploideA:/A::. * trav"s de un tratamiento qumico se puede lograr que el n!mero de cromosomas se duplique. %or lo tanto cada c"lula de una sanda qumicamente tratada tendrá EE cromosomas. $l mantenimiento de las lneas tetraploides se hace por autofecundación, de igual manera que se mantendra una lnea diploide. %ero se debe de poner especial cuidado al momento de producirla porque un porcentaje mnimo en la población tatraploide va a tener la tendencia de regresar a su estado natural diploide. $stas plantas deberán removerse del lote de producción para no tener problemas de contaminación en el futuro. * continuación se presenta un esquema para la producción de semilla triploideF
5a producción de semilla triploide que despu"s producirá frutos sin semilla se logra a trav"s de cruzar una lnea tetraploide como el componente femenino con una lnea diploide como el donador de polen. 5a cruza inversa no produce semilla. $l polen que producen las plantas triploides es no9viable y la cantidad del mismo es mnima. $s por ello que en un campo de producción de sandias sin semillas se debe de sembrar las plantas triploides acompa8adas con un polinizador diploide. $om'anion ( Polinizador de entrenudo corto
$n la producción de sandas sin semilla o triploides, usualmente entre un tercio y un cuarto del campo tiene que ser plantado con sanda diploide con el fin de tener suficiente polen para asegurar un buen amarre de fruta y buenos rendimientos. Siguiendo esta práctica se consigue un buen amarre de fruta triploide pero tambi"n habrá frutos diploides. *l momento de cosechar en el mismo campo se encontrará fruta con semilla y fruta sin semilla. $sto puede hacer la cosecha más laboriosa pues se tendrán que estar separando las frutas o se tendrán que dar varias pasadas al campo. $l otro inconveniente es al momento de tratar de estimar
rendimiento de frutas sin semilla pues siempre se tendrá el factor de confusión de las frutas con semilla. $#iste a!n otra desventaja, usualmente la maduración de las sandas con semilla es más temprano que la de las triploides. Si se quiere aprovechar las frutas diplodes el equipo de cosecha entrará al campo y más pronto empezarán a pisar sobre las plantas y a causar alg!n da8o a las mismas. )n m"todo conveniente para obtener mayor cantidad de frutas sin semilla por unidad de superficie es a trav"s de utilizar un polinizador más eficiente. )n polinizador que permita que más plantas triploides sean trasplantadas en el campo y que no compita por nutrientes o espacio. Mejoramiento genético del 'imiento
*ctualmente, en el %araguay se realizan e#periencias con el pimiento nacional a fin de lograr un mejoramiento gen"tico que permita contar con nuevas lneas para los productores. $n la ciudad de *tyrá se trabaja en la multiplicación de semillas, con el objetivo de lanzar, en el futuro, una variedad con buen rendimiento y a bajo costo. %roductores del departamento +entral, especficamente de la ciudad de *tyrá, iniciaron un programa de mejoramiento gen"tico de una lnea de pimiento utilizado en nuestro pas. $l trabajo consiste en efectuar la multiplicación de una lnea mejorada, que se encuentra en la quinta generación. Se realiza la selección de semillas de los frutos, a fin de contar con una nueva variedad y uniformizar la producción. $osto ele)ado de híbridos
3ay que mencionar que las variedades hbridas de pimiento tienen un costo de 2. (77.777 por cada sobre de :777 semillas. $sto dificulta que el productor pueda cultivar este rubro, debido a que el gasto supera las e#pectativas de producción. %or esta razón, se intenta producir variedades a costo menor, que est" a disposición del peque8o productor. Selección de %rutos $n la parcela se observa la segregación de los frutos; se selecciona los mejores, de acuerdo a la e#igencia del mercado, es decir, aquellos de mayor tama8o, con buena forma. $l productor comprende que, a nivel de mercado, la demanda se da por frutos de tama8o mediano, con forma puntiaguda y buenas caractersticas de aspecto. Sistema de culti)o $l productor ejecuta un sistema de cultivo que consiste en abrir los surcos, donde se depositará la materia orgánica. 5a mayora de los trabajadores rurales utilizan esti"rcol de gallina gallinaza, en proporción de : Gg por metro lineal. %osteriormente, se siembran las plantitas en almácigos, previo tratamiento de
suelo. *quellas plantas sembradas en marzo, se cosechan a fines de junio e inicio de agosto. *l pimiento no le gusta el fro, por lo que trabajar con este cultivo en bajas temperaturas ocasionará el retraso de la planta y los frutos no crecerán eficientemente. +on temperaturas más cálidas, la cosecha se realiza más rápido, por el buen desarrollo de los frutos. +ontrariamente al tomate, que se puede cosechar una a dos veces a la semana, el pimiento necesita un poco más de tiempo para que el fruto llegue al tama8o ideal de cosecha. 5a distancia entre hileras es de 7,?7 cm y 7,(7 entre plantas; esto facilita los trabajos de pulverización y amarre. 3ay lneas de pimiento con tama8os de hojas más grandes que las convencionales, por lo que requiere de un tutor para que la planta no se rompa, debido a que el pimiento tiene una planta muy d"bil. +uando la planta adquiera mejor desarrollo, se colocará un tutor más grande.
