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Revista
Digital del Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias de Venezuela |
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PROPAGACIÓN CLONAL RÁPIDA DE VARIEDADES COMERCIALES DE YUCA MEDIANTE TÉCNICAS BIOTECNOLÓGICAS Albarrán J.; F. Fuenmayor y M. Fuchs Investigadores, INIA-CENIAP |
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La yuca (Manihot sculenta Crantz) es un arbusto perenne ampliamente distribuido en el trópico húmedo y se considera de gran importancia económica por su uso para el consumo humano, animal e industrial. Actualmente se producen en el mundo más de 178,86 millones de t y constituye un alimento esencial para grandes contingentes de población, especialmente en el África (95, 2 millones de t) y en América del Sur (34,4). En Venezuela se producen actualmente 571.000 t (FAO, 2002). Debido a que la semilla sexual le confiere gran variabilidad genética a las plantas, los agricultores han perpetuado el cultivo mediante la propagación vegetativa utilizando semillas asexual (estacas) en siembras repetidas. La semilla asexual se obtiene cortando secciones de tallo de 20 cm de longitud con varias yemas, a partir de plantas seleccionadas del cultivo. La selección de las estacas y su almacenamiento previo a un nuevo ciclo de siembra influyen en los rendimientos del cultivo, por lo que no todas las estacas sembradas germinan, ocasionando pérdidas y el uso de estacas infectadas con agentes patógenos, difíciles de eliminar con los procedimientos existentes. Ello afecta el crecimiento y en consecuencia el rendimiento que obtienen los productores. La propagación vegetativa asegura la conservación de las características varietales durante generaciones sucesivas, lo cual representa una ventaja para este cultivo, sin embargo, las tasas de multiplicación son bajas y el cultivo de yuca por estacas constituye un medio de diseminación y transmisión de plagas y enfermedades, principalmente virus y micoplasmas (Roca y Jayasinghe, 1982). Las técnicas biotecnológicas como los cultivos in vitro pueden ayudar a resolver el problema planteado anteriormente. El cultivo in vitro de tejidos vegetales se puede definir como un método de propagación que comienza con el aislamiento de una parte de la planta (célula, tejido u órgano) para ser cultivado en un medio nutritivo aséptico y bajo condiciones controladas de luz, temperatura y humedad, hasta obtener o regenerar un nuevo individuo, permitiendo la multiplicación clonal rápida de plantas libres de enfermedades en un ambiente estéril y controlado, independiente de la época del año y con un limitado requerimiento de espacio (Ashmore, 1997). En yuca, el cultivo in vitro de meristemas ha permitido la propagación de plantas libres de virus y de cualquier otro patógeno sistémico, lo cual facilita el intercambio internacional de germoplasma. Por otro lado, el cultivo de segmentos nodales del tallo permite la multiplicación rápida de plantas fácilmente aclimatables y la conservación in vitro de diferentes variedades por tiempo indefinido, en un espacio limitado con menor exposición a los desastres naturales y de fácil multiplicación cuando se requiera. En Venezuela es necesario producir semillas que garanticen el suministro a los productores de variedades o cultivares de alta calidad y rendimiento, adaptados a las diferentes zonas productoras de yuca del país. Existe además, un interés por cultivar la yuca con proyecciones hacia la agroindustria y se plantea la necesidad de satisfacer una demanda de semilla que sobrepasa la oferta tradicional de este rubro. La colecciones de variedades o clones (germoplasma) de yuca constituyen la base de los programas de mejoramiento genético de este rubro. Este germoplasma es conservado en el Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias (CENIAP) en la ciudad de Maracay tanto en colecciones de campo, como en conservación in vitro, en la unidad de Biotecnología Vegetal. El banco de germoplasma in vitro del CENIAP posee 20 clones de yuca con características sobresalientes de interés agronómico provenientes del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) de Colombia, que ingresaron al país mediante el acuerdo de transferencia de material y 14 clones recolectados en Venezuela (Cuadro 1). Estos clones serán evaluados en diferentes zonas productoras del país y los clones seleccionados por sus características agronómicas se distribuirán posteriormente a los agricultores bajo un esquema de producción de semilla. 1.
Intercambio
internacional de germoplasma El germoplasma de yuca seleccionado es transportado a otras regiones o países en tubos de ensayo conteniendo una planta crecida en un medio de cultivo nutritivo, lo cual se denomina cultivo en condiciones in vitro. Una vez introducidas de esta manera son conservadas in vitro hasta el momento de ser requeridas para su propagación clonal.
2. Propagacion in vitro de clones seleccionados 2.1.
Clones
seleccionados
Los clones provenientes del CIAT presentan las siguientes características:
2.2. Propagación
a partir del cultivo de segmentos nodales El procedimiento de cultivo es el siguiente:
2.2. Medio de cultivo El medio de cultivo para la regeneración de plantas a partir de microestacas está compuesto por los nutrimentos necesarios para el crecimiento de las plantas, principalmente macro y micronutrimentos, fuentes de carbono, vitaminas y reguladores de crecimiento. Para la propagación de los clones de yuca se utiliza la composición básica del medio de cultivo Murashige y Skoog (1962), con las siguientes modificaciones: las sales minerales se diluyen a un cuarto de su concentración, la tiamina a la mitad de su concentración y se duplica la concentración de la solución de hierro; se agrega como regulador de crecimiento una auxina sintética, el ácido naftalenacético (ANA) 0,02 mg/l y agar 7 g/l. El pH del medio de cultivo se ajusta a 5,8 previo a la adición del agar. Una vez agregado el agar y fundido en una plancha de calentamiento con agitación, se distribuye el medio de cultivo en los frascos con tapa. Posteriormente se esterilizan en un autoclave durante 20 minutos a una temperatura de 120 °C y 15 psi de presión durante 20 minutos. El agar es un agente gelificante inerte que sirve de soporte a los segmentos nodales y no interfiere en la movilización de nutrimentos desde el medio de cultivo hasta el tejido vegetal. 2.4. Regeneración de plantas Después de dos meses de cultivo se obtienen plantas desarrolladas (con vástagos y raíces) listas para ser aclimatadas. Las plantas regeneradas adquieren buen vigor y una longitud del tallo que varía entre tres y 10 cm. Durante el periodo de cultivo se debe controlar la aparición de agentes contaminantes en los frascos de cultivo y eliminarlos inmediatamente. Todos los clones provenientes del CIAT y el clon local Sardina regeneran plantas bajo las condiciones experimentales expuestas, aunque los porcentajes de regeneración varía entre los clones. La mayoría de los clones presentan porcentajes de regeneración relativamente altos entre 70 y 90%, incluyendo el clon Sardina (74%) y los más bajos corresponden a PER 183 (60%), CM5306-8 y CM7073-7 (65%). La composición del medio de cultivo es de gran importancia para que ocurran los procesos morfogenéticos necesarios en el evento de regeneración de las plantas y entre ellos, los reguladores de crecimiento juegan un papel muy importante. El Acido naftalenacético (ANA), a la concentración de 0,02 mg/l, favorece la formación de plantas completas de yuca sin formación indeseable de callo. La formación de callo dificulta el crecimiento de vástagos y raíces.
2.5. Aclimatación y siembra en condiciones de umbráculo La aclimatación es un proceso de adaptación gradual de las vitroplantas crecidas en condiciones controladas de luz, temperatura, humedad y nutrimentos hacia condiciones naturales. Esto les proporciona mayor capacidad para soportar los cambios climáticos y la disponibilidad de nutrimentos en el suelo. El procedimiento es el siguiente:
· Se reemplaza el agua corriente por una solución nutritiva rica en nitrógeno, fósforo y potasio (Guo y Liu, 1994) durante siete días y se colocan las bandejas en una zona del umbráculo con exposición indirecta a la luz solar. Esta solución nutritiva promueve el crecimiento vigoroso de las plantas. · Las plantas se siembran y se mantienen en condiciones de umbráculo durante 22 a 30 días en materos conteniendo sustrato estéril compuesto de aserrín de coco, tierra y arena en la proporción 1:1:1. Se agrega fertilizante foliar (15-5-32) a 5 %.
Es importante el uso de un sustrato poroso con buen drenaje y previamente esterilizado para disminuir los riesgos de infestación. El porcentaje de sobrevivencia por clon durante el periodo de siembra en umbráculo es superior al 50%, excepto para los clones CM 5306-8 (37,5%) y PER 183 (40%). Para un crecimiento óptimo de las plantas en el umbráculo es necesario agregar fertilizante y regarlas al menos 2 veces por semana. La aclimatación es la fase determinante para el éxito del proceso de propagación. Tiempos cortos de aclimatación pueden producir altas tasas de mortalidad. 2.6. Siembra en campo Las plantas son trasladadas en los materos hasta el campo experimental. La siembra se realiza en surcos con una separación de 1 m y una distancia entre plantas de 0,80 m.
En época seca se recomienda regar 2 veces por semana. Durante las primeras cuatro semanas de la siembra se debe controlar la presencia de malezas para evitar su competencia con el cultivo.
El porcentaje de sobre vivencia en el campo se ubica entre 22,2 y 100 %. El más alto corresponde al clon CM 6438-14 y el más bajo para el CM 5306-8. El clon CM 5306-8 presenta el porcentaje más bajo de sobre vivencia tanto en aclimatación en umbráculo como en el campo. La principal causa de mortalidad de las vitroplantas durante el proceso de aclimatación y siembra en el campo, se debe susceptibilidad que presentan dichas plantas al pasar de un ambiente controlado de luz, humedad, temperatura y nutrición a un ambiente natural. En el campo también influye el ataque de plagas, enfermedades y el daño provocado por la intensidad y frecuencia de las lluvias. Las plantas que sobreviven los primeros dos meses en condiciones de campo tienen alta probabilidad de alcanzar la edad productiva. Se debe evitar sembrar en el campo plantas con un tamaño del vástago inferior a 10 cm, poco desarrollo foliar y poco vigorosas.
4. CONSIDERACIONES GENERALES DEL PROCESO DE PROPAGACIÓN in vitro Todos los clones comerciales provenientes del CIAT, Colombia, se adaptan y crecen bajo condiciones controladas in vitro y las condiciones ambientales presentes en el campo experimental del CENIAP en la ciudad de Maracay. Sin embargo, es evidente que algunos clones se adaptan con mayor facilidad que otros al proceso de propagación in vitro. El proceso de propagación in vitro, desde la disección de los segmentos nodales hasta la siembra en el campo, se realiza en un tiempo aproximado de 14 a 15 semanas, y se pueden obtener entre 4 y 5 plantas por cada tallo disectado. El proceso demanda poca mano de obra, permite obtener un material vegetal sano y homogéneo en un tiempo relativamente corto, contribuyendo a mejorar los rendimientos del cultivo y la disminución del uso de pesticidas, con efectos positivos en la conservación del medio ambiente y sostenibilidad de los agroecosistemas. 5. GLOSARIO Biotecnología: Toda técnica en la que se emplea organismos (o parte de estos), para fabricar o modificar productos, mejorar plantas o animales, o crear microorganismos para usos específicos. Callo: Estructura indiferenciada y desorganizada de un grupo de células formadas por división celular. Clon: Todos los individuos derivados de la reproducción vegetativa de un mismo individuo. Fotoperíodo: Ciclo diario de duración de las condiciones de iluminación y oscuridad a la cual son sometidas las plantas. Meristema: Porciones de células vegetales ubicadas en un lugar específico de la planta y que se encargan de la formación de los tejidos primarios mediante el proceso de división celular. Regulador de crecimiento: sustancias asociadas directamente con el crecimiento, diferenciación de tejidos y órganos. Entre ellas son muy importantes para las plantas: las auxinas como el ácido naftalenacético, las citoquininas y giberelinas. Semilla sexual: es el resultado del proceso de fecundación de las células sexuales y contiene el embrión de la planta que al germinar dará origen a un nuevo individuo. Termoterapia: medida terapéutica que consiste en someter a la planta a un ciclo diario de calor con la finalidad de inactivar agentes patógenos. 6. Bibliografía
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Referencia de este artículo: Albarrán J.; F. Fuenmayor y M. Fuchs. 2003. PROPAGACIÓN CLONAL RÁPIDA DE VARIEDADES COMERCIALES DE YUCA MEDIANTE TÉCNICAS BIOTECNOLÓGICAS. En: CENIAP HOY No. 3, septiembre-diciembre 2003. ISSN: 1690-4117. Maracay, Aragua, Venezuela. URL: www.ceniap.gov.ve/ceniaphoy/articulos/n3/texto/albaran.htm visitado en fecha: DERECHOS
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