Análisis de la homogeneidad, distinción y estabilidad de tres variedades sobresalientes de tomate*
Analysis of the homogeneity, distinction and stability of three improved varieties of tomato
Antonio Flores Naveda1, Mario Ernesto Vázquez Badillo1§, Fernando Borrego Escalante1 y David Sánchez Aspeytia2
1 Departamento de Fitomejoramiento. UAAAN. Buenavista, Saltillo, Coahuila. México. C. P. 25315. Tel y Fax. 01 844 4110215. (fborrego@uaaan.mx). §Autor para correspondencia: mario59ernesto@hotmail.com.
]]> 2 Campo Experimental Saltillo. CIRNE-INIFAP. Boulevard Vito Alesio Robles, Núm. 2565, colonia Nazario Ortiz G., Saltillo, Coahuila. C. P. 25100. (dsanchezaspeytia@yahoo.com.mx).
* Recibido: junio de 2010
Aceptado: enero de 2011
Resumen
La descripción varietal de los vegetales es un rasgo distintivo de la planta o parte de ella, donde se observan diversos patrones de distinción, uniformidad y estabilidad que permiten caracterizar y distinguir a una población de plantas que constituyen una variedad. La identificación correcta del material vegetal garantiza que la variedad adquirida posea características deseables, además permite la operación exitosa de esquemas nacionales para certificación de semillas mediante una adecuada identificación de la variedad. En el presente trabajo se realizó la descripción varietal, con propósitos de registro de las variedades de tomate AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) y AN-Td4 (Q3), las cuales fueron generadas en el programa de mejoramiento fisiotécnico de tomate de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Las evaluaciones se realizaron durante 2005 y 2006 bajo condiciones de campo abierto en la Paila, Ramos Arizpe y Buenavista del estado de Coahuila. Las observaciones se hicieron en 20 plantas, considerándose a cada una de ellas como una repetición en tres variedades del programa de mejoramiento de tomate y en dos variedades testigo. La descripción varietal se realizó con la guía de UPOV para tomate (TG/44/10). Los resultados mostraron que en los descriptores cuantitativos existieron diferencias altamente significativas (p≤ 0.01), para los descriptores número de inflorescencias y longitud del entrenudo en las fuentes de localidades y variedades, así como para longitud de folíolos y longitud de la capa de abscisión, indicaron que están influenciadas por el medio ambiente, ya que los factores climáticos influyeron en los procesos fenológicos y fisiológicos del cultivo; no se encontraron diferencias estadísticas en los otros caracteres, indicando con esto que las variedades son estables por su menor interacción genotipo ambiente.
Palabras clave: Solanum lycopersicum L., derechos de obtentor, descripción varietal, tomate, variedades.
Abstract
]]> The description of the variety of vegetables is a distinctive feature of plants or parts of plants, in which different distinction, uniformity patterns are observed that help characterize and distinguish a plant population that make up a variety. The adequate identification of plant material guarantees that the variety acquired has desirable characteristics, as well as helping the successful operation of national schemes for the certification of seeds by means of an adequate identification of variety. In this investigation, the variety description was carried out, in order to register the tomato varieties AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) and AN-Td4 (Q3), which were generated in the physiotechnical breeding program of the Antonio Narro Autonomous Agrarian University. Evaluations were carried out in 2005 and 2006 in open field conditions in La Paila, Ramos Arizpe and Buenavista, Coahuila. Observations were made on 20 plants, taking each one as a repetition in three varieties of the tomato breeding program and in two test varieties. The variety description was made using the UPOV guide for tomato (TG/44/10). Results showed that in the quantitative descriptors there were highly significant differences (p≤ 0.01); for descriptors, the number of inflorescences and length of the internode in the sources of locations and varieties, as well as for the length of leaves and the length of the abscission layer, indicated that they are infuenced by the environment, since the environmental factors influenced in the phonological and physiological processes of the crop. There were no statistical differences found in other characteristics, indicating that the varieties are stable, due to their lower genotype-environment interaction.Key words: Solanum lycopersicum L., plant breeder's rights, tomato, varieties, variety description.
INTRODUCCIÓN
En México el tomate es una de las especies hortícolas más importantes, está considerado como la segunda especie más destacada por superficie sembrada y como la primera por su valor de producción, es un cultivo importante generador de divisas y empleos para el país, ya que es el principal producto hortícola de exportación. La superficie sembrada durante el año agrícola 2009 fue de 54 626 ha, concentrándose 70% de la producción en los estados de Sinaloa, Baja California Norte, San Luís Potosí y Michoacán con un rendimiento promedio de 42.4 t ha-1 (SAGARPA, 2009).
La etapa inicial del mejoramiento genético de una especie es la selección, formación y evaluación de variedades con características deseables y la fase final para la liberación de una variedad nueva, exige realizar la descripción varietal, en donde se permita establecer que la variedad a liberar debe ser distinta, homogénea y estable en relación a las variedades que se encuentran en el mercado de semillas (UPOV, 2001).
Por lo anterior, es necesario utilizar las guías técnicas para la descripción varietal que expiden los organismos nacionales e internacionales como el Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas (SNICS) y la Unión Internacional para la Protección de la Obtenciones Vegetales (UPOV). Las guías incluyen el conjunto de descriptores y observaciones que permiten caracterizar a una variedad vegetal para su identificación y distinción, que es parte esencial para la inscripción de variedades vegetales o para solicitar la expedición de título de obtentor ante dependencias oficiales (SNICS, 2002; UPOV, 2001).
Esto permite la adjudicación y establecimiento de los derechos de obtentor para un mejor control del comercio de semillas, donde el atributo de calidad es básico debido que lo determina el genotipo, además permite realizar estudios de interés agronómico en la especie y se evita la biopiratería de materiales vegetales (Keefe y Draper, 1986). En lo que respecta a la calidad física y genética de una semilla en una variedad vegetal se observan patrones de distinción, uniformidad y estabilidad que la identifican como poseedora de una alta pureza varietal, lo cual es sinónimo de una semilla con calidad en el componente genético. Estos patrones se encuentran basados en características morfológicas que muestra la población, clasificándose de acuerdo a la forma de evaluación en caracteres cualitativos y cuantitativos (Kelly, 1988).
Una variedad mejorada se define como el conjunto de plantas uniformes, producto de la aplicación de una técnica de mejoramiento genético, con características definidas y que reúne la condición de ser diferente a otras, estable y uniforme, generalmente presentan mayor potencial de rendimiento, así como diversas condiciones favorables de calidad, precocidad, resistencia a plagas y enfermedades (Tadeo y Espinosa, 2004).
Eberhart y Russell (1966) consideran que un genotipo es estable cuando el coeficiente de regresión (bi) es igual a 1 y las desviaciones de regresión (S2di) iguales a cero. Por lo tanto, los genotipos que no interaccionan con los factores ambientales mostrarán pendiente cero y podrían ser estables. Los genotipos que muestren respuesta media a los cambios ambientales tendrán pendientes iguales a 1, y el genotipo más estable será el que muestre el valor de S2di más próximo a cero.
]]> La importancia de la descripción varietal radica en poder registrar la variedad ante organismos oficiales, promover su difusión y realizar adecuadamente su multiplicación, manteniendo su pureza genética; esto con la finalidad de ofrecer certeza al obtentor de una nueva variedad y el que hará uso del material registrado.La UPOV (2000), asumió la responsabilidad de estandarizar las reglas de protección. Adoptó el convenio internacional de 1961 para la protección de nuevas variedades de plantas, que fue revisado en 1978 (UPOV, 1991), donde publicó las directrices para la ejecución del examen de la distinción, la homogeneidad y la estabilidad en caracteres cualitativos y cuantitativos. Estos principios rectores son de utilidad para los mejoradores al solicitar la concesión de los derechos de obtentor de una nueva variedad, por lo cual en el presente trabajo, se plantea la descripción varietal con propósitos de registro de las variedades generadas en el programa de mejoramiento de tomate de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN).
MATERIALES Y MÉTODOS
La investigación se realizó en tres localidades, el primer ambiente de evaluación fue realizado en la localidad San José de la Jaroza en Paila, Municipio de Parras de la Fuente, estado de Coahuila y se encuentra geográficamente localizado en las coordenadas 102º 09' 32'' longitud oeste y 25º 45' latitud norte, a una altitud de 1 550 m, con un clima Bsohx'(w)(e) seco semicálido, muy extremoso con lluvias escasas durante el año y una temperatura media anual de 20 ºC (García, 2004); la segunda localidad en Buenavista, Saltillo, Coahuila, localizada en las coordenadas 25º 21' 19.22'' latitud norte y 101º 01' 49.02'' de longitud oeste, con un clima seco BsoKW(e), verano cálido, presencia de lluvias y temperaturas extremosas, altitud de 1 779 m y la tercera localidad se estableció en Rancho Nuevo, municipio de Ramos Arizpe, a una altitud de 1 473 m, 25º 31' 53'' latitud norte y 101º 00' 50'' longitud oeste, con un clima Bsh, temperatura promedio de 18 ºC (García, 1986); las evaluaciones fueron realizadas bajo condiciones de campo.
Germoplasma utilizado
Se utilizaron variedades mejoradas de tomate AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) y AN-Td4 (Q3) generadas en el programa de mejoramiento fisiotécnico de la UAAAN, los cuales presentan características sobresalientes de tipo fenológicas, fisiotécnicas y calidad. F3 es de hábito indeterminado sobresaliente para condiciones de invernadero, fruto tipo bola con peso promedio de 110 g, con rendimiento superior a 50 t ha-1, contenido de vitamina C entre 19 a 20 mg en 100 g de fruto; R1 es de hábito determinado ideal para campo, tipo bola con peso promedio de fruto de 120 g y rendimiento en campo de 48-52 t ha-1, contenido de vitamina C de 20 mg en 100 g de fruto; y Q3 de hábito determinado ideal para campo, tipo bola con peso promedio de fruto de 100 g y rendimiento en campo de 47 a 53 t ha-1, contenido de vitamina C de 19 a 21 mg en 100 g de fruto.
En fotosíntesis los valores están de 12 a 15 µmol de CO2 m2 s-1 lo cual muestran eficiencia fotosintética para las condiciones del noreste mexicano. Las líneas se encuentran con un porcentaje de endogamia fijado de 99.21%, con lo cual se consideran homocigotas para varios caracteres (Aspeytia, 1994; Borrego, 2001). Las variedades comerciales Río Grande y Toro, fueron utilizadas como testigos por ser las variedades que más se siembran en el sureste de Coahuila y de más reciente introducción al mercado respectivamente.
El experimento se estableció en campo con el transplante de las variedades el día 30 de julio de 2005 para la localidad del rancho La Jaroza en Paila, Coahuila, el experimento constó de 5 surcos de 200 m de longitud, con una distancia entre plántulas de 40 cm y 1.8 m entre hileras, con acolchado y riego por goteo. Para la segunda localidad en Buenavista, el 27 de agosto de 2005 se realizó el transplante en camas de siembra de 28 m de largo y 90 cm de ancho. Se realizaron las prácticas de manejo en el cultivo, riegos, podas, fertilización, control de malezas, tutorado de plantas y la aplicación preventiva de pesticidas para disminuir la incidencia de plagas y enfermedades.
Para la localidad de Rancho Nuevo, el transplante se realizó el 16 de marzo de 2006, en siete surcos de 200 m de largo por 0.9 m de ancho a una distancia entre plantas de 30 cm. La primera poda se efectuó a los 20 días después del trasplante, con la aparición de los primeros tallos laterales, los cuales fueron eliminados, al igual que las hojas senescentes.
]]> Para los descriptores cuantitativos se utilizó un diseño de bloques completos al azar combinado sobre localidades, donde el factor L, fueron las localidades (3), el factor V, las variedades (5), de las cuales tres son generadas en el programa de mejoramiento de la UAAAN y dos variedades se utilizaron como testigos, en donde se consideró a cada planta muestreada como una repetición. Evaluándose los caracteres en 20 plantas elegidas al azar, procurando que estas; se encontraran en competencia completa; con el siguiente modelo estadístico.Yijk= µ + Bj (Lk) + Lk + Vi + LVik + εijk
Donde; Yijk= Valor observado del i-ésimo variedad en el j-ésimo bloque en la k-ésima localidad; µ= efecto de la media general; Bj(Lk)= efecto del j-ésimo bloque anidado en la k-ésima localidad; Lk= efecto de la k-ésima localidad; Vi= efecto de i-ésimo variedad; LVik= efecto de la interacción del i-ésimo variedad en la k-ésima localidad; εijk= efecto del error experimental; k= 1, 2, 3 ... localidades; i= 1, 2, 3, 4, 5 ...variedades.
Para los descriptores de tipo cualitativo en planta se realizaron de acuerdo con las directrices TG/44/10, para la ejecución del examen de la distinción, la homogeneidad y la estabilidad para el cultivo de tomate (UPOV, 1991) en las tres localidades en 20 plantas elegidas al azar y que se encontraran en competencia completa. Para la evaluación del descriptor duración de la conservación (D41), en donde se estimo la duración de la vida de anaquel en los frutos, los cuales estuvieron a una temperatura ambiente promedio de 16 °C.
Análisis estadístico
Para el análisis de las variables cuantitativas, se utilizó el paquete estadístico, Statistical Analysis System (SAS) versión 8.2 (SAS, 2001), donde se obtuvo un análisis de varianza combinado, una comparación de medias por diferencia mínima significativa (DMS), coeficiente de variación, desviación estándar, valores máximos y mínimos. En la evaluación de los caracteres cualitativos, se aplicó el examen TG/44/10 (UPOV, 2001). Para la determinación de los parámetros de estabilidad, se utilizó el programa PARAM, desarrollado por Ortega y magaña (1992) con base en el modelo propuesto por Eberhart y Russel (1966).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados muestran para el descriptor cualitativo capa de abscisión del pedúnculo (D20), en cuatro de las variedades caracterizadas se encuentra presente, y solo se encuentra ausente en la variedad testigo Río Grande. Para el descriptor división del limbo (D9), en cuatro de las variedades caracterizadas presentaron del tipo bipinnada, excepto el testigo Toro, que presento su división del tipo pinnada. Para los descriptores cualitativos en floración, en el tipo de inflorescencia (D16), todas las variedades presentaron del tipo intermedia, para el descriptor fasciación de la flor (D17) y pubescencia del estilo (D18) se mostraron ausentes en todas las variedades caracterizadas.
Para el descriptor número de lóculos (D33), se observó que el testigo Río Grande presentó sólo dos lóculos en 100% de sus frutos evaluados, para la variedad testigo Toro de tres a cuatro lóculos, para la variedad AN-Td4 (Q3) presentó de cuatro, cinco o seis y para AN-Ti1 (F3) y AN-Td1 (R1), presentaron más de seis lóculos de acuerdo a la clasificación del examen de UPOV (2001), para el caso de estas dos últimas variedades, presentaron en algunos casos hasta ocho lóculos por fruto evaluado. Para el carácter cualitativo en fruto, color en la madurez (D38) y color de la pulpa en su madurez (D39) no mostraron variabilidad en su nivel de caracterización ya que todas las variedades se mostraron uniformes. Para el descriptor duración de la conservación (D41) se observó que la variedad testigo Río Grande presentó una menor vida de anaquel con 39 días, la variedad Toro 41 días, AN-Ti1 (F3) 43 días, AN-Td1 (R1) y AN-Td4 (Q3) 45 días respectivamente.
]]> En los descriptores cuantitativos de tomate (Cuadro 1), se observó que existen diferencias significativas (p≤ 0.01) para el número de inflorescencias (D3) y longitud del entrenudo (D5) en localidades y variedades evaluados, así como para longitud de folíolos (D7) y longitud de la capa de abscisión (D21), indicando que estas características están influenciadas por el medio ambiente, debido que los factores climáticos (luz, agua, temperatura) influyen en los procesos fenológicos y fisiológicos del cultivo. No se encontraron diferencias estadísticas en el descriptor anchura de folíolos (D8) en todas sus fuentes de variación, indicando con esto que las variedades se comportan estables debido a su menor interacción genotipo ambiente mostrada en los tres ambientes evaluados.La prueba de diferencia mínima significativa (DMS) (p< 0.05) para los descriptores cuantitativos (Cuadro 1 y 2), se observó que en las variedades Toro y AN-Td4 (Q3) fueron los mejores para el número de inflorescencias (D3) y para el descriptor D5 longitud del entrenudo entre la 1ra. y 4ta. inflorescencia (LE1/4INF) los genotipos AN-Ti1 (F3) y AN-Td1 (R1) para el descriptor D7 los genotipos Toro y AN-Td4 (Q3), para el descriptor D8 el genotipo Río Grande, y para la longitud de la capa de abscisión (D21) el genotipo AN-Ti1(F3).
Las variedades AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) y AN-Td4 (Q3) se consideran como nuevas, ya que en la actualidad no se encuentran en la fase de multiplicación para fines de venta, requisito que se plantea en el convenio de la UPOV de 1991 (UPOV, 2000) y en la ley de semillas de México (SAGARPA-SNICS; 2007); es decir, que las variedades no han sido explotadas comercialmente.
Las variedades evaluadas se consideran diferentes como lo muestran los resultados comparativos de los descriptores (Cuadro 3). En el caso particular de las variedades generadas por el programa de mejoramiento fisiotécnico de tomate de la UAAAN, los descriptores que difirieron fueron; división del limbo (D9), capa de abscisión del pedúnculo (D20), forma del fruto en sección longitudinal (D24), acostillado del fruto en la zona peduncular (D25), sección transversal en el fruto (D26), depresión del fruto en la zona peduncular (D27), tamaño de la cicatriz peduncular del fruto (D28), tamaño de la cicatriz pistilar del fruto (D29), forma del fruto en el extremo distal (D30), número de lóculos en el fruto (D33) y duración de la conservación del fruto (D41), cumpliendo así con lo estipulado por la (UPOV, 2001) ya que para su objeto de registro establece que en al menos en una característica tiene que diferir con las variedades de referencia, para dar cumplimiento con el parámetro de distinción, así también para fines de protección de una variedad.
El análisis de estabilidad (Cuadro 4) mostró que los índices ambientales para el D3 tuvieron mejor respuesta para la localidad de la Jaroza en Paila, que fue de 0.4833, para el D5 todos los genotipos se comportaron estables, mostrando para este descriptor el mejor índice ambiental la localidad de la Jaroza (9.8), el D7 mostró una respuesta favorable para la localidad de Rancho Nuevo con un índice ambiental de 6.1167, para el carácter D8, la respuesta favorable al índice ambiental lo presentó la localidad de Rancho Nuevo con un valor de 5.5 y para el D21 las variedades presentaron estabilidad, excepto para Rio Grande, que careció de este carácter. Las diferencias entre ambientes pueden cambiar con frecuencia la magnitud del comportamiento de una variedad a través de diferentes localidades de prueba; por lo tanto, es necesario desarrollar cultivares que interaccionen positivamente con el medio ambiente.
Para el descriptor longitud del entrenudo entre la 1ra. y la 4ta. inflorescencia (D5) las variedades AN-Ti1 (F3), AN-Td1(R1) y AN-Td4 (Q3) los valores del coeficiente de regresión (bi) son de 1.15, 0.92 y 1.11 respectivamente; por lo tanto, se consideran estables y se coincide con Eberhart y Russell (1966) en donde se considera que un genotipo es estable, si bi es igual a valores de uno. Para las desviaciones de regresión (S2di) las cinco variedades evaluadas en el descriptor longitud desde la zona de abscisión hasta el cáliz (D21), presentaron valores de 0.06 a -0.01 (Cuadro 4). La estabilidad practica en función de bi y S2di en los caracteres cuantitativos para los tres ambientes, ubica a AN-Td1 (R1), AN-Td4 (Q3) y Toro como variedades estables.
La variedad testigo Río Grande presento una respuesta mejor en ambientes desfavorables y consistencia de acuerdo con los parámetros de estabilidad Eberhart y Russel (1966); Carballo y Márquez (1970) para los descriptores número de inflorescencias y longitud desde la zona de abscisión hasta el cáliz. En el testigo Toro la variedad se comporto estable en los cinco caracteres cuantitativos evaluados (Cuadro 5).
CONCLUSIONES
Los caracteres de tipo cualitativo en planta y fruto de las variedades de tomate AN-Ti1 (F3), AN-Td1 (R1) y AN-Td4 (Q3) se comportaron de manera estable en sus diversos niveles de caracterización en base a los resultados de las tres localidades de estudio.
]]> Con el análisis de estabilidad se observó el comportamiento de AN-Td1 (R1) y AN-Td4 (Q3) como variedades estables en los caracteres cuantitativos evaluados en los tres ambientes.
RECOMENDACIONES
Las variedades de tomate de la UAAAN deberán ser sujetas a valoración para su inscripción en el catálogo de variedades de plantas, dado que se cumple con lo estipulado por el SNICS de ser distintas, uniformes y estables con respecto a las variedades testigo.
LITERATURA CITADA
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