INTRODUCCIÓN

El género Malus agrupa de 25 a 33 especies (^{Ma et al., 2017}) e incluye a uno de los frutales económicamente más importantes a nivel mundial: la manzana (Malus domestica Borkh.). Diversos estudios realizados tanto en especies cultivadas (^{Jemrić et al., 2012}; ^{Kalkisim et al., 2016}; ^{Reig et al., 2015}; ^{Šebek, 2013a}) como silvestres (^{Dan et al., 2015}; ^{Reim et al., 2012}) han evidenciado y destacado la gran diversidad morfológica y bioquímica presente entre poblaciones, así como la importancia de las variedades locales o tradicionales de este frutal. La diversidad encontrada para este género se debe a la evolución y domesticación ocurrida durante miles de años (^{Cornille et al., 2012}); sin embargo, esta diversidad se ha visto restringida en parte por la homogeneidad de los cultivares comerciales, la cual ha llevado al borde de la extinción a un número desconocido de cultivares locales (^{Bhat et al., 2011}).

La preservación de recursos fitogenéticos es una actividad primordial a nivel mundial debido, entre otras razones, a la importancia que tiene la diversidad en ellos contenida para la generación de nuevas variedades (^{López et al., 2005}). Por otra parte, el conservar materiales locales también es importante por las cualidades que tienen al haber sido seleccionados in situ, por contar con la aceptación de los consumidores y por su función en los ecosistemas (^{Feliciano et al., 2010}). Un paso inicial para la conservación de dichos recursos es la caracterización de los mismos (^{Hidalgo, 2003}) mediante los métodos tradicionales, que se basan en la medición de descriptores morfológicos, agronómicos, bioquímicos y moleculares, los cuales usualmente se utilizan para distinguir la variación dentro de una misma especie (^{Farrokhi et al., 2013}). Una opción para llevar a cabo este tipo de estudios es la caracterización in situ, de los cuales existen varios reportes en la literatura (^{Pantoja-Ambriz et al., 2016}; ^{Salazar-Rojas et al., 2010}).

Lo anterior resalta la conveniencia de desarrollar investigaciones con cultivares de manzana, sobre todo en América Latina, donde existen muchas variedades que no han sido estudiadas (^{González-Horta et al., 2005}). Al respecto, ^{Donno et al. (2012)} han enfatizado la necesidad de tener mayor información de cultivares antiguos o locales para contribuir a la diversificación del mercado y al mantenimiento de la biodiversidad, además de preservar los vínculos históricos y culturales que representa el frutal. En México son escasos los estudios de caracterización de la diversidad local o regional en este frutal, como el hecho por ^{González-Horta et al. (2005)}, quienes, mediante marcadores moleculares, estudiaron la variación en manzanos de Cadereyta, Querétaro.

En México, en 2016 se produjeron 716,930 t de manzana, con un valor de 4.6 mil millones de pesos, en una superficie de 54,248 ha; el estado de Chihuahua aportó 81.8 % del volumen nacional, seguido por Durango con 5.9 % y Puebla con 5.2 % (^{SIAP, 2017a}). En este último estado, el municipio de Zacatlán contribuyó con el 20.3 % de la producción estatal (^{SIAP, 2017b}). Este municipio se localiza en la Sierra Norte del estado de Puebla y es reconocido por su importancia en la producción de este frutal, el cual forma parte de la cultura y vida diaria de sus habitantes desde hace siglos, situación que se refleja en la celebración de la Feria de la Manzana desde hace más de 75 años (^{Aldana y Nava, 2017}). Retomando los elementos previamente expuestos, esta investigación tuvo como objetivo identificar la variación fenotípica en una muestra de árboles de manzana, mediante una caracterización in situ en huertos ubicados en el municipio de Zacatlán, Puebla.

MATERIALES Y MÉTODOS

RESULTADOS

En los ocho huertos se identificaron 36 variedades de manzano (Cuadro 1). De ellas, 24 correspondieron a variedades tradicionales y 12 a variedades de reciente introducción. En el primer conjunto quedaron contenidos 67 árboles, en tanto que en el segundo fueron 36; en los primeros se incluyeron dos árboles que no fueron relacionados con alguna variedad, pero que el productor correspondiente las consideró como variedades tradicionales (no autóctonas). Entre las variedades tradicionales sobresalieron por su mayor frecuencia de árboles King Royal, Rayada, King Davies, Delicia y Rayada Doble, en tanto que entre las de reciente introducción, las más comunes fueron Reina Peruana, Red Delicious, Agua Nueva, Gala y Golden. Los análisis de varianza revelaron la existencia de diferencias significativas entre árboles para las 43 variables morfológicas y bioquímicas analizadas, indicando alta variación fenotípica entre los árboles. Evidencias de esto último pueden observarse en el Cuadro 2, donde se reportan estadísticos para las diferentes variables sometidas a análisis, incluyendo las seis variables registradas por árbol.

Los primeros ocho componentes principales (CP) explicaron 54 % de la variación total. El CP1 se asoció con ancho de sépalo; el CP2 con firmeza del fruto; el CP3 con longitud de pedúnculo del fruto y color de cáscara en el valor L; el CP4 fue determinado predominantemente por el número de lenticelas; el CP5 por el color de capullo y ancho de pedúnculo de la flor; el CP6 por el diámetro de pedúnculo del fruto, pH y longitud de pedúnculo de la flor; el CP7 por el inicio de fructificación, inicio de cosecha y por el peciolo de hoja; y el CP8 por color de pulpa en L, sólidos solubles totales y tipo de pétalo. Con estas variables, consideradas las más informativas, se realizó el análisis de conglomerados.

La Figura 1 muestra el dendrograma generado para los 103 árboles caracterizados; con base en la prueba de la pseudo-F se obtuvieron tres conjuntos: el A que incluye a 51 árboles, 26 de los cuales corresponden a variedades identificadas como tradicionales, como Rome Beauty, Poma Rosa y Apincelada y el resto a variedades de reciente introducción, como Golden, Agua Nueva, Gala y Granny Smith; los frutos de este conjunto en su mayoría presentan cáscara amarilla o clara (L = 53.4; a = 5.9; b = 23.1). El conjunto B se formó con nueve árboles, todos pertenecientes a variedades identificadas como tradicionales, tales como Rayada Temprana y Extracam, todas ellas de cáscara roja (L = 38.1; a = 12.4; b = 15.0). El conjunto C incluyó a 43 árboles, principalmente con cáscara roja (L = 37.5; a = 15.9; b = 13.1), con 32 árboles pertenecientes a variedades tradicionales, como King Royal, Rayada y Delicia; y once árboles que correspondieron a variedades de reciente introducción, como es el caso de Reina Peruana y Red Delicious.

Dentro del conjunto A se identificaron tres grupos, en tanto que los conjuntos B y C coincidieron con un grupo cada uno (Figura 1). El análisis de varianza multivariado confirmó la existencia de diferencias entre los cinco grupos definidos, pues los cuatro estadísticos de esta prueba (Lambda de Wilks, Traza de Pillai, Traza de Hotteling-Lawley y la Raíz máxima de Roy) mostraron alta significancia estadística (P < 0.0001). Los promedios de grupo para las variables que los distinguieron se presentan en el Cuadro 3. El grupo A-I se formó con siete árboles, tres de ellos corresponden a variedades tradicionales, la mayoría con cáscara amarilla, con la pulpa más oscura y algunos con pulpa de tonalidad rosa, como la variedad Sandía. El grupo se caracteriza por frutos con firmeza media (5.69 kg fuerza) y mayor contenido de sólidos solubles (16.27 ºBrix), así como por presentar los sépalos más angostos; son variedades de ciclo intermedio, que se cosechan en agosto.

El grupo A-II se integró con 25 árboles, diez de ellos de variedades ‘tradicionales’, predomina la cáscara amarilla o clara, con la mayor firmeza del fruto (7.49 kg fuerza) pero bajo contenido de sólidos solubles (14.08 ºBrix); estos árboles son precoces, pues su cosecha se inicia en julio. El grupo A-III se formó con 19 árboles, 13 de ellos clasificados como variedades ‘tradicionales’, sus frutos presentan menor firmeza y menor contenido de sólidos solubles totales, cáscara de los frutos bicolor pero tendiendo a claro, color de pulpa tendiente a claro; se trata de árboles de ciclo intermedio (cosecha en agosto). El grupo IV (B) se formó con nueve árboles de variedades tradicionales, con cáscara roja y capullo de color rojo obscuro; su firmeza es intermedia y su contenido de sólidos solubles intermedio; son materiales muy tardíos, cuya cosecha inicia en septiembre. El grupo V (B) estuvo formado por 43 árboles, 33 de ellos correspondientes a variedades tradicionales, en su mayoría de cáscara roja y pulpa color crema; alta firmeza de fruto, contenido de sólidos solubles totales de medio a alto y precoces en fructificación y cosecha (abril-julio), con el peciolo de la hoja más largo y el mayor número de lenticelas.

DISCUSIÓN

En esta caracterización in situ, llevada a cabo en un área relativamente pequeña (pues abarca una superficie menor a 500 km²) pero con gran tradición en torno al cultivo de la manzana, en sólo ocho huertos se encontraron árboles representativos de un alto número de variedades de este frutal (36), tanto tradicionales como de reciente introducción, con predominio de las primeras. Ello implica que esta región puede ser un reservorio de árboles y variedades con características de interés para la conservación y aprovechamiento. Como referente, en Bosnia y Herzegovina, ^{Gasi et al. (2010)} señalan que se mantiene una colección ex situ de 39 cultivares, 24 tradicionales y 15 modernos internacionales, los cuales representan la colección más grande de su tipo en esa Federación, en tanto que, en Serbia, ^{Mratinić y Akšić (2012)} mencionan la existencia de cuando menos 18 cultivares autóctonos.

Lo anterior resalta la importancia de la diversidad fenotípica encontrada en el municipio de Zacatlán, misma que se refleja en las diferencias identificadas entre árboles y grupos de éstos. Tal variación es producto de las características genéticas de las variedades, y aun cuando en esta aproximación no es posible separar la variación debida al ambiente, también está implícita la selección que el agricultor ha ejercido sobre algunas características deseables, como lo reportan ^{Muzher et al. (2007)}. Al igual que en otras regiones productoras (^{González-Horta et al., 2005}), en Zacatlán se cultivan árboles de diversas variedades de manzana en huertas pequeñas, con lo que se mantiene la variabilidad entre poblaciones (^{Damyar et al., 2007}) y dentro de ellas; y con la intervención humana se contribuye a la preservación de altos niveles de variación genética (^{Cornille et al., 2012}). Otros autores también han destacado la existencia e importancia de la variación entre variedades en manzano, tanto tradicionales como modernas (^{Al-Halabi y Muzher, 2015}; ^{Farrokhi et al., 2014}; ^{Gasi et al., 2010}), y la gran variación genética entre y dentro de especies y poblaciones en el género Malus (^{Gasi et al., 2010}; ^{Király et al., 2012}; ^{Pérez-Romero et al., 2015}).

Las 16 variables identificadas como informativas permitieron, en la mayoría de los casos, agrupar a los árboles con base en las variedades a las que pertenecen. Tales variables coinciden con las reportadas en otros estudios, como el de ^{Höfer et al. (2013)}, quienes, en manzanas del Cáucaso, encontraron como variables importantes las de fruto, sobre todo color y firmeza. De manera similar, ^{Reig et al. (2015)}, al describir la variación de manzano del Valle de Ebro, España, detectaron como relevantes a las características color de fruto, sólidos solubles en el jugo y fecha de cosecha. ^{Pérez-Romero et al. (2015)}, ^{Božović et al. (2015)} y ^{Kalkisim et al. (2016)} reportaron resultados similares. En otros estudios sólo se han utilizado variables del fruto para describir tipos y variedades de manzana (^{Sebek, 2013b}; ^{Dar et al., 2015}; ^{Farina et al., 2016}). Por los resultados obtenidos en este estudio, y los otros citados, se puede señalar que las características morfológicas y bioquímicas del fruto son las más importantes para describir la variación presente en manzano. Es de resaltar que estas características también son consideradas por los agricultores en la elección y conservación de variedades tradicionales que satisfacen sus necesidades y las del mercado.

Aun cuando los grupos formados con el análisis de conglomerados se generaron con base en 16 variables, fueron nueve las que finalmente los diferenciaron, y entre éstas figuraron el color de la cáscara y de la pulpa, el número de lenticelas y la firmeza del fruto. Estas características forman parte de las cualidades externas o físicas del fruto que han sido señaladas como relevantes para el consumidor al momento de decidir sobre la calidad y aceptación de la manzana (^{Mancera-López et al., 2007}; ^{Jenks y Bebeli, 2011}), siendo el color del fruto un factor importante en la preferencia del consumidor y el precio en el mercado (^{González-Talice et al., 2013}). Los grupos también se distinguieron por características de la flor y de la hoja, así como por el inicio de cosecha y los grados Brix. Con respecto a esta última, autores como ^{Seipel et al. (2009)} y ^{Feng et al. (2014)} mencionaron que las cualidades internas o bioquímicas, entre ellas los sólidos solubles, son importantes para distinguir grupos de variedades con diferente calidad. Con respecto a los sólidos solubles encontrados en el presente estudio, éstos variaron de 13.64 a 16.27 ºBrix entre los grupos formados, datos parecidos a los reportados por ^{Mratinić y Akšić (2012)}, quienes encontraron valores para esta variable entre 12.55 y 19.24 ºBrix; no obstante, cabe mencionar que en otros estudios enfocados a características bioquímicas se han reportado contenidos de azúcares menores a los aquí indicados (^{Campeanu et al., 2009}; ^{Minnocci et al., 2010}).

Las diferencias entre grupos para firmeza del fruto y contenido de sólidos solubles indican la existencia de variación para estas características entre los árboles y variedades cultivadas en la región de estudio. Estos dos atributos son parámetros de calidad muy importantes para la aceptación de las variedades por parte de los consumidores, como lo afirman ^{Campeanu et al. (2009)}, ^{Feliciano et al. (2010)} y ^{Jakopic et al. (2012)}. Al respecto, conviene señalar que una de las actividades importantes en Zacatlán es la elaboración de vinos o bebidas alcohólicas con manzana; en el grupo A-I el contenido de grados Brix fue alto. De acuerdo con ^{Božović et al. (2016)} y ^{Tomić et al. (2011)} materiales con esas características son ideales para elaborar los productos mencionados.

El inicio de cosecha es un aspecto importante para los productores, ya que de éste depende el precio del mercado, además de que cuando se cuenta con materiales que no son tardíos, les permite evitar daños por factores climáticos, como heladas. En este trabajo, entre los árboles caracterizados predominaron los tempranos o intermedios a la cosecha, posiblemente por las razones mencionadas. No obstante, lo anterior también se encontraron árboles tardíos (los nueve del grupo IV), los cuales también fueron considerados como variedades ‘tradicionales’. Es probable que su existencia esté asociada con el hecho de que se ha señalado que los manzanos con maduración tardía o muy tardía son buenos cultivares para almacenamiento, en tanto que los de maduración temprana o media no lo son (^{Božović et al., 2016}). Esto último también explicaría el por qué los productores de Zacatlán señalan que la mayoría de sus variedades tienen corta vida de anaquel.

Aunque la caracterización morfológica y bioquímica permitió identificar el alto nivel de variación fenotípica presente entre los árboles de manzano de Zacatlán, Puebla, se sugiere realizar un estudio molecular más extenso entre las variedades de manzana de la región para identificar el patrón de diversidad desde una perspectiva genética.

CONCLUSIÓN

Existe una amplia diversidad fenotípica entre los árboles que representan a las 36 variedades de manzana cultivadas en el municipio de Zacatlán, Puebla. La variación es más notable en nueve variables, las cuales incluyen principalmente características morfológicas de fruto, y en menor cantidad de flor, hoja, inicio de cosecha y el contenido de sólidos solubles.