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Universidad Nacional de Córdoba Facultad de Ciencias Agropecuarias Departamento de Producción Vegetal Mejoramiento Genético Vegetal Año 2007

Seminario: Métodos de Mejoramiento Genético en Papa

Profesora: María José Allende

Comisión: 4

Alumnos: Bertone Mauricio Illanes Emmanuel Monte Rodrigo Rodríguez Esteban

Importancia La papa o patata es el cuarto cultivo alimenticio en orden de importancia a escala mundial, después del trigo el arroz y el maíz. La producción de papa anual representa aproximadamente la mitad de la producción mundial de raíces y tubérculos. Los primeros cultivos de papa se atribuyeron a las zonas mas altas de los andes sudamericanos cerca del lago Titicaca, los españoles encontraron la papa a mediados del siglo XVI en Perú y la introdujeron a Europa cultivándola primero como planta tropical exótica a la que se le atribuyeron numerosas propiedades medicinales. Actualmente china es el primer productor mundial seguido por Rusia y estados unidos. El rendimiento promedio mundial es de 15 tn/ha. Del total de la producción de papa obtenida el 51% se destina a alimentación humana, el 21% a la alimentación animal, el 13% a semilla y el 7% a procesamiento industrial. En la ultima década el sector dedicado al cultivo de papa a nivel mundial esta en transición con una marcada tendencia a trasladar la producción desde los países desarrollados a los mas pobres y como consecuencia de esto, el cultivo da la papa se esta convirtiendo en una fuente cada vez mas importante de alimento, empleo rural e ingresos para las poblaciones de estas regiones.

Descripción La papa (Solanum tuberosum) es una planta de la familia de las solanáceas, cultivada en casi todo el mundo por su tubérculo comestible. Posee un tallo erecto, que puede medir hasta 1 m de altura. Sus hojas son compuestas, con 7 foliolos de forma lanceolada, con grados variables de pilosidad. Las flores tienen forma de estrella y sus pétalos están fusionados. El color de la flor puede ser blanco, rosado o violeta con el centro amarillo. Su fruto es una baya verde, de forma semejante a un tomate pero mucho más pequeño, que contiene en su interior unas 400 semillas. La parte que se consume es un tubérculo, es decir, un engrosamiento subterráneo de los tallos que sirve para almacenar sustancias de reserva. Los tubérculos están cubiertos por una exodermis que aparece al romperse la epidermis que va engrosándose con el tiempo. Sobre su superficie existen "ojos", hundimientos para resguardar las yemas vegetativas que originan los tallos, que están dispuestos forma helicoidal. Además, hay orificios que permiten la respiración, llamados lentécelas. Aunque depende de la variedad cultivada, el tubérculo se compone básicamente de 72-75% de agua, 16-20% de fécula en forma de almidón, 2,0-2,5% de substancias nitrogenadas, 0,15% lípidos y 1,0-1,8% de fibra dietética como celulosa.

Manejo del cultivo Semilla: Si se siembran las semillas sin eliminar la sustancia mucilaginosa que las recubre, no germinan. Pero incluso si se retira esta sustancia, la producción que se obtiene de papas sembradas por semilla es muy heterogénea, porque en una planta tetraploide la variabilidad de la descendencia es muy alta. Por eso se prefiere realizar

una multiplicación vegetativa, plantando los tubérculos (la siembra de semillas se usa casi exclusivamente para obtener nuevas variedades). Los tubérculos: que van ser de "semilla" no deben presentar lesiones ni síntomas de enfermedades y de preferencia deberían haber pasado un tiempo expuestos a luz indirecta para que se pongan verdes y los tallos no se desprendan con facilidad. Se depositan en la tierra en surcos poco profundos y cerca del fertilizante, ya que emiten pocas raíces. Condiciones de cultivo: Las condiciones de cultivo varían de una variedad a otra, pero por lo general prefiere suelos ricos en humus, sueltos y arenosos. La temperatura adecuada oscila entre los 10 y 25 °C. No soporta temperaturas inferiores a los 0 °C. el daño es extremo a -5 °C. En cuanto a la altura, en el Perú se cultiva este tubérculo hasta altitudes de 4.200 metros. Perú es el país que más variedades ofrece, con más de cuatro mil, seguido de Bolivia que tiene aproximadamente el mismo número. Otros usos: • •

A partir de la fermentación de los tubérculos se obtiene una variedad del vodka. Por deshidratación por congelación se produce el llamado chuño. El chuño es el antecedente de los actuales purés instantáneos de papas (usados por los aliados en la Segunda Guerra Mundial y luego difundidos en todo el mundo).

La papa y sus variedades: Existen cientos de variedades naturales o cuasi naturales (las cuasi naturales son las derivadas de la selección realizada por el humano aunque sin ninguna modificación genética o hibridación transgénica artificialmente inducida). Los expertos han desarrollado miles de variedades de papa, pero pronto van quedando obsoletas por la aparición de otras con mayor rendimiento y adaptabilidad, de manera que sólo se consumen unas pocas decenas. Las distintas variedades se pueden diferenciar por el color de la epidermis y de la pulpa, la resistencia a enfermedades, el largo del ciclo de cultivo y los requerimientos nutritivos, entre otras características de relevancia productiva. Rasgos irrelevantes para la producción, pero que sirven para identificar cultivares, son el color de las flores, la rugosidad de la epidermis y la profundidad de los ojos. Los cultivares modernos suelen ser de forma redondeada, con la piel amarilla o rosada, la pulpa blanca o amarilla y los ojos poco profundos. En los países de origen del cultivo también se conocen variedades tradicionales con estas formas, pero además existen muchas otras de piel púrpura, azul o bicolor, de carne azulada, violeta o amarilla y de formas alargadas, curvas o casi esféricas. Existe un interés renovado por las papas de colores poco habituales para agregar novedad o para adornar los platos y están saliendo al mercado cultivares que recuperan las características antiguas. Variedades más importantes en Argentina: La principal variedad cultivada en el S.E. de la provincia de Buenos Aires es: Huinkul, le siguen en importancia: Spunta, Bonaerense, La Ballenera, Kennebec, White Rose y otras.

Banco de germoplasma En argentina: El INTA EEA Balcarce. Ruta 226 Km. 73,5 (7620) Balcarce, Buenos Aires. Sus principales objetivos son Obtener germoplasma mediante la organización de expediciones de colecta y/o mediante la introducción o el intercambio de germoplasma con instituciones y organismos nacionales e internacionales, conservar el germoplasma bajo condiciones que garanticen su viabilidad en el mediano plazo y Promocionar su difusión. En el resto del mundo: Existen innumerables instituciones, la mayoría se encuentran en Latinoamérica (Perú, Bolivia, Ecuador, etc.).

Principales enfermedades del cultivo ¾ El tizón tardío o mildium de la papa, provocado por el hongo Phytophthora infestans; destruye las hojas y el tubérculo en la última fase de su crecimiento, manifestándose en manchas de un color plateado. Fue el responsable de la Gran hambruna irlandesa de 1840. ¾ El tizón temprano de la papa, provocado por el hongo Alternaria solani. ¾ La fusariosis, provocada por el hongo Fusarium oxysporum, que provoca que la piel de la papa, una vez recolectada, se arrugue. ¾ La sarna negra, causada por Rhizoctonia solani. ¾ La sarna común, causada por Streptomyces scabies. ¾ La podredumbre blanda, causada por Erwinia carotovora. ¾ La podredumbre acuosa, causada por Phytium ultirnum. ¾ La murchera o podredumbre parda, causada por Ralstonia solanacearum. ¾ El marchitamiento, causada por Verticilllium spp.

Insectos y ácaros ¾ El escarabajo de la papa, Leptinotarsa decemlineata, cuyas larvas y adultos son muy dañinos. ¾ El gusano blanco, Diloboderus abderus. ¾ El gorgojo de la papa, Phyrderus muriceus. ¾ La pulguilla, Epitrix fasciata. ¾ Nematodo del quiste de la papa, Globodera rostochiensis y G. pallida. ¾ Nematodos del nódulo de la raiz, Meloidogyne spp. ¾ Diabrotica speciosa. ¾ Los pulgones, Myzus persicae y Macroziphum euphorbiae. ¾ Trips, Frankliniella schultzei.

Mejoramiento El mejoramiento genético de la papa debe basarse en dos requisitos fundamentales: 1) poseer una adecuada variabilidad genética que motive la selección y 2) hacer una selección eficiente, la cual debe estar orientada hacia objetivos definidos para saber diferenciar entre los principales problemas del cultivo y los que no lo son.

Principales objetivos RENDIMIENTO: cualquier nueva variedad de papa debe producir un rendimiento tan alto o más que las variedades actuales; de lo contrario será muy difícil su introducción al mercado. Se ha comprobado que cuando menos emparentados estén los padres mayor será el rendimiento, es decir, hay que aprovechar la heterosis. CALIDAD: es difícil definir la calidad, sin embargo, existe siempre una predilección por 1) alto contenido de materia seca, 2) que no se ennegrezca y deshaga cuando este cocida, 3) que no se pierda mucho al pelarla, 4) que tenga buena conservación y 5) que la pulpa tenga un determinado color (en general se busca el blanco). RESISTENCIA A ENFERMEDADES Y PLAGAS: hay que tener una clara evaluación económica del daño que causan las plagas y enfermedades para así poder determinar hacia que vamos a enfocar la resistencia. El objetivo en lo posible debería estar confinado a una o dos enfermedades para lograr algún resultado positivo. Se trabaja en general hacia resistencia a campo o poligénica (determinada por características morfofisiológicas de la planta operada por un sistema que controlan muchos genes). Esto merced a la especialización creciente de los patógenos frente a las variedades con resistencia debida a hipersensibilidad y controlada por genes individuales.

Métodos de mejoramiento utilizados Los métodos de mejoramiento utilizados en papa pueden ser asexuales y sexuales: Asexuales: la selección clonal no ha probado ser un método de mejoramiento efectivo en papa, a pesar de que se presentan ocasionalmente algunas mutaciones. El empleo de la biotecnología (marcadores moleculares, cultivo de tejidos, etc) es una opción que todavía esta en desarrollo. Sexuales: los métodos sexuales de mejoramiento se basan en cruzamientos, selección de líneas autofecundadas, cruzamientos entre líneas autofecundadas o hibridaciones interespecíficas. Para efectuar el

mejoramiento sexual no solo hay que elegir a los padres sino que es necesario efectuar pruebas de progenies y de habilidad combinatoria. Existe un problema importante que es la esterilidad del polen que presentan muchas variedades. (Según Jakubiec (1973) que la baja fertilidad del polen es en gran parte el resultado de varias anormalidades en divisiones meióticas). Actualmente se trata de solucionar esto dificultando el descenso de la savia o injertando brotes de papa sobre plantas de tomate; también se puede tapar la planta con arena y eliminar los tubérculos apenas empiecen a formarse. En algunas variedades con tendencia a dejar caer las flores antes de la formación del fruto es recomendable cortar las ramas florales y colocarlas en una solución nutritiva en la que completan sin dificultad su desarrollo.

Mejoramiento genético tradicional de papa El objetivo del programa mejoramiento es obtener genotipos o variedades con atributos diferenciales de los existentes. La introducción y selección de progenitores para la obtención de nuevos genotipos va a depender del objetivo del mejoramiento. Así el programa de mejoramiento tiene varios objetivos, entre ellos el rendimiento, la aptitud culinaria, la resistencia a Phytophthora infestans (tizón tardío) y a virus (principalmente PLRV y PVY) y la precocidad. Estos objetivos no son fijos sino que han ido cambiando a través de los años. A continuación se presenta un esquema general de mejoramiento de papa: Año 1 Selección de progenitores y cruzamientos. Se utilizan como progenitores clones avanzados del plan de mejoramiento y variedades nacionales e importadas. Se plantan en una jaula o invernáculo y cuando están en floración se procede a realizar los cruzamientos entre los progenitores previamente seleccionados de acuerdo al criterio de selección. El producto es un conjunto de materiales con distintas características fenotípicas y genotípicas. Año 2 La semilla sexual, producto de los cruzamientos es sembrada en bandejas y una vez que las plántulas han alcanzado unos 10 cm., son trasplantadas a macetas en un lugar protegido. De cada planta se cosecha un tubérculo y se individualizan las familias. En esta etapa no se hace selección. Año 3 Las familias de tubérculos se plantan en el campo. Se realiza erradicación de plantas enfermas y se cosechan los tubérculos en forma individual. Se realiza una selección ligera por caracteres del tubérculo: forma, tipo de piel, profundidad de ojos, color de la piel.

Año 4 A cada tubérculo seleccionado (clon) se le realiza 4 -5 cortes en forma incompleta. Se realiza erradicación de plantas enfermas (unidades de 5 cortes). A la cosecha, de cada clon plantado se obtiene una cantidad mayor de tubérculos a los cuales se los puede seleccionar en forma más precisa teniendo en cuenta las características mencionadas en al año 3 y además color de carne y presencia de defectos internos. Año 5 Se realiza la expansión del material seleccionado, erradicación de unidades dentro de clones. Se selecciona por caracteres del tubérculo (forma, tamaño, enfermedades), por peso específico (medida indirecta del contenido de materia seca) y por rendimiento en forma visual. Año 6 y posteriores Se realiza la multiplicación de los clones seleccionados. Se hacen ensayos comparativos de rendimiento en campo de productores, donde se mide el aspecto de la planta tanto agronómico como sanitario. A la cosecha se mide el rendimiento total, semilla y defectos y se realizan determinaciones del peso específico, materia seca, aptitud para freír y hervir. Es importante probar los clones en las condiciones del productor de papa, al menos por tres ciclos consecutivos de cultivo, ya que el comportamiento del material sometido a los sistemas que el productor usa en su lote permite realizar una selección más objetiva.

Esquema del método desarrollado

AÑO 1

AÑO 2

AÑO 3

AÑO 4

AÑO 5

P1

P2

AÑO 6 :

ECR

Bibliografía • • • • • •

ELSA L CAMADRO 1998. Revista de divulgación científica y tecnológica de la asociación Ciencia Hoy, paginas 2-12. . ANDRADE H. 1997. Resistencia duradera en papa. ZEBALLOS H. 1997. Aspectos económicos de la producción de papa en Bolivia. Centro internacional de la papa (CIP). Paginas 78-125. HIDALGO N. 1998. Campeonato de resistencia a Phytopthora infestans en progenitores de papa en Ecuador. Paginas 147-152. www.argenpapa.com.ar www.inta.org.ar