Evaluation of seven native tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) genotypes of agronomic interest grown hydroponically

Porfirio Juárez–López^1¶; Rogelio Castro–Brindis²; Teresa Colinas–León²; Manuel Sandoval–Villa³; Porfirio Ramírez–Vallejo³; David Wm. Reed⁴; Luis Cisneros–Zevallos⁴; Stephen King⁴

¹ Unidad Académica de Agricultura. Universidad Autónoma de Nayarit. km 9 Carretera Tepic–Vallarta, Xalisco, Nayarit. C. P. 63780. MÉXICO. Correo–e: porflriojlopez@yahoo.com (^¶Autor para correspondencia).

² Instituto de Horticultura. Departamento de Fitotecnia. Universidad Autónoma Chapingo. km 35.8 Carretera México–Texcoco. Chapingo, Estado de México. C. P. 56230. MÉXICO.

³ Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo. km 36.5 Carretera México–Texcoco. Montecillo, Estado de México. C. P. 56230. MÉXICO.

⁴ Department of Horticultural Sciences. Texas A&M University. 202 Horticulture Forest Science Building. College Station, Texas 77843–213. United States of America.

Recibido: 23 de febrero 2011.
Aceptado: 17 de abril de 2012.

Resumen

México es considerado el centro de domesticación del jitomate (Lycopersicon esculentum Mill.). Sin embargo, existe escasa información que permita el aprovechamiento de las formas nativas de esta especie. El objetivo de la presente investigación fue evaluar algunas características de interés agronómico de siete genotipos provenientes de los estados de Guerrero y Puebla, cultivados en invernadero e hidroponía, y compararlos con un híbrido comercial de jitomate "cherry" (H–790). Se evaluaron días a floración y días a madurez en el primer racimo, altura de planta, diámetro de tallo, largo y ancho de fruto, número de lóculos y peso de fruto. También se evaluaron el número de frutos y el rendimiento en seis racimos. En las características días a floración y días a madurez del primer racimo, altura de planta, largo y ancho de fruto, número de lóculos, peso de fruto y rendimiento, al menos un genotipo nativo superó (P ≤ 0.05) al testigo (H–790). En número de frutos en seis racimos, los genotipos JCPRV–43 y JCPRV–05 fueron similares (P ≤ 0.05) al testigo (43.9). El diámetro de tallo fue la única característica donde el testigo (18.1 mm) fue mejor (P ≤ 0.05) en comparación con los genotipos nativos evaluados. Se considera que, por sus características agronómicas, la mayoría de los genotipos nativos evaluados poseen potencial para cultivarse como jitomates tipo "cherry", y algunos de ellos podrían emplearse como fuente de germoplasma en programas de mejoramiento genético de esta especie.

Palabras clave adicionales: Lycopersicon esculentum var. cerasiforme, jitomate "cherry", cultivo sin suelo, tezontle, solución nutritiva Steiner, rendimiento.

Abstract

Mexico is considered the domestication center of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.). However, there is scarce information available to allow the use of native forms of this species. The objective of this study was to evaluate some characteristics of agronomic interest of seven genotypes from the states of Guerrero and Puebla, grown hydroponically in a greenhouse, and compare them with a commercial "cherry" tomato hybrid (H–790). Days to flowering and days to maturity in the first cluster, plant height, stem diameter, fruit length and width, number of loculi and fruit weight were assessed. Number of fruits and yield in six clusters were also assessed. In the characteristics days to flowering and days to maturity in the first cluster, plant height, stem diameter, fruit length and width, number of loculi, fruit weight and yield, at least one native genotype exceeded (P ≤ 0.05) the control (H–790). In number of fruits in six clusters, the JCPRV–43 and JCPRV–05 genotypes were similar (P ≤ 0.05) to the control (43.9). Stem diameter was the only characteristic where the control (18.1 mm) was better (P ≤ 0.05) compared to the native genotypes evaluated. It is concluded that owing to their agronomic characteristics, most of the assessed native genotypes can be cultivated as "cherry" tomatoes, and some of them could be utilized as a source of germplasm in breeding programs of this species.

INTRODUCCIÓN

El jitomate (Lycopersicon esculentum Mill.) tiene su centro de origen en la región de los Andes, que incluye los países de Colombia, Ecuador, Perú, Bolivia y Chile. Aunque existe cierta controversia acerca del lugar donde se llevó a cabo su domesticación, la hipótesis más aceptada es que ésta ocurrió en México (Rick, 1986).

En México son escasos los trabajos de investigación que permitan la conservación y aprovechamiento de genotipos nativos o silvestres de esta especie. En contraste, a nivel mundial, al menos 25 instituciones de investigación en 23 países están trabajando para aprovechar características y propiedades de los genotipos silvestres que podrían ser incorporadas a híbridos comerciales (Diez y Nuez, 2008). Por ejemplo, el Centro de Recursos Genéticos del Jitomate (TGRC, por sus siglas en inglés) de la Universidad de California, Estados Unidos de América, posee 3,157 accesiones (Diez y Nuez, 2008), de las cuales 20 son originarias de diferentes regiones de México (Nuevo León, Veracruz, Puebla, Campeche, Hidalgo, Yucatán, Guerrero, Sinaloa y Tamaulipas) y pertenecen a las especies L. esculentum var. cerasiforme (19) y L. peruvianum (1) (Chetelat, 2004). El Centro de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana (COMAV), de Valencia, España, y el Centro Volcani de la Universidad Hebrea de Jerusalén cuentan con 3,917 y 3,076 accesiones de jitomate, respectivamente.

Aunque los frutos de genotipos nativos tienen menor firmeza y vida de anaquel que los híbridos comerciales (Juárez–López et al., 2009), éstos se comercializan en mercados locales y se consumen en Guerrero, Puebla, Tlaxcala y Veracruz, entre otros estados de México (Ramírez–Vallejo, 2010), debido a que generalmente tienen mayor calidad organoléptica que los frutos de híbridos modernos de jitomate (Ramírez–Vallejo, 2010; Parisi et al., 2008). Además, algunos genotipos nativos tienen igual o mayor contenido de sólidos solubles, de ácido ascórbico y de licopeno (Juárez–López et al., 2009).

La mayoría de los estudios relacionados con el potencial productivo de genotipos nativos de jitomate se han realizado a campo abierto (Rodríguez et al., 2005), y pocas investigaciones se han llevado a cabo en condiciones de invernadero e hidroponía.

El Programa de Conservación y Aprovechamiento de la Agrodiversidad Nativa de Jitomate del Postgrado en Recursos Genéticos y Productividad–Genética, del Colegio de Postgraduados (México), ha colectado aproximadamente 500 accesiones de jitomate con diversas formas y tamaños para realizar investigaciones acerca de su conservación y aprovechamiento. Una de las líneas que se ha derivado es evaluar el potencial y adaptación agronómica de jitomates nativos para cultivarse en sistemas intensivos en condiciones de invernadero e hidroponía. Por lo anterior, el objetivo de esta investigación fue evaluar algunas características agronómicas de siete genotipos nativos de jitomate provenientes de los estados de Guerrero y Puebla cultivados en hidroponía e invernadero, y compararlos con un híbrido comercial de jitomate "cherry".

MATERIALES Y MÉTODOS

Se registraron los días requeridos desde la siembra hasta la floración y a la madurez del primer racimo, cuando el 50 % de las flores presentaron apertura floral completa y cuando el 50 % de los frutos maduraron completamente. La altura de planta y el diámetro de tallo se midieron cuando estaba maduro el cuarto racimo. El diámetro de tallo se midió encima del entrenudo de la tercera hoja con un vernier graduado en mm. La altura de planta se midió de la base del tallo al ápice con una regla graduada en cm, cuando maduró el cuarto racimo. Los frutos se cosecharon en racimo y, al momento de la cosecha, se midieron el largo y ancho (diámetro) de fruto con un vernier graduado en mm. También en la cosecha se registró el número de lóculos por fruto, peso fresco y número de frutos, y el rendimiento en seis racimos. Los parámetros relacionados con el fruto se midieron en el tercer fruto de cada racimo contado en el sentido de la maduración natural de los frutos.

Todos los genotipos fueron de hábito indeterminado y se cultivaron a un solo tallo por planta, eliminándose los brotes laterales. Durante la germinación y desarrollo del cultivo se aplicó Captán® (1.0 g·L^–1) para prevenir daño de marchitamiento fungoso (damping off) causado por Rhizoctonia spp, Phytium spp. y Phytophthora spp. Cuando hubo presencia de mosquita blanca (Bemisia tabaci), fue controlada con aplicaciones foliares de Confidor® (0.5 mL·L^–1).

Se utilizó un diseño experimental completamente al azar con 10 repeticiones. La unidad experimental fue una planta por bolsa. Se realizaron análisis de varianza, comparaciones de medias de Tukey (P ≤ 0.05) y análisis de correlación.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Días a floración

En días a floración, los genotipos fueron similares (P ≤ 0.05) respecto al testigo (Cuadro 1), con excepción de JCPRV–43, que presentó la floración del primer racimo a los 46.7 días después de la siembra (dds). Estos resultados se aproximan a los encontrados por Márquez–Hernández et al. (2006), quienes en la variedad de jitomate "cherry" 647 cultivada en invernadero e hidroponía obtuvieron la floración del primer racimo a los 44.3 dds. Sin embargo, son menores a los de Carrillo–Rodríguez y Chávez–Servia (2010), quienes en 21 poblaciones semidomesticadas y 28 poblaciones nativas de jitomate cultivadas en invernadero y provenientes de Oaxaca, México, reportaron de 51.8 a 63.1 días desde la siembra hasta la floración del primer racimo. Las diferencias observadas pueden deberse, además de los genotipos empleados, a que el estudio realizado en Oaxaca se llevó a cabo en suelo y el presente trabajo se realizó en hidroponía. Los últimos autores mencionados no reportaron las temperaturas mínimas y máximas dentro del invernadero, las cuales son condiciones ambientales que influyen en el crecimiento y desarrollo de las plantas.

La importancia de que los genotipos presenten la primera floración en el menor tiempo posible se relaciona con la cosecha temprana del primer racimo (Ho y Hewitt, 1986), y ésta característica es deseable en variedades cultivadas en condiciones protegidas para hacer un uso eficiente del invernadero.

Es importante mencionar que la germinación de los genotipos nativos osciló entre 90 y 99 % (datos no mostrados), lo que demuestra que la semilla empleada tuvo alta viabilidad, traducida en una buena característica agronómica.

En días a madurez del primer racimo los genotipos evaluados fueron iguales (P ≤ 0.05) respecto al testigo, con excepción de JCPRV–43 y JCPRV–71, que maduraron a los 117.9 y 109.6 dds, respectivamente (Cuadro 1). Estos resultados son aproximados a los encontrados por Carrillo–Rodríguez y Chávez–Servia (2010), quienes reportaron de 91.3 a 106 días desde la siembra hasta la madurez del primer racimo en poblaciones semidomesticadas y nativas de jitomate. Chamarro (1995) indica que el inicio de la madurez del fruto de jitomate ocurre 90 días después de la germinación. Por otro lado, Diez y Nuez (2008) mencionan que la precocidad a la madurez es una característica deseable en variedades para consumo en fresco.

Altura de planta y diámetro de tallo

Los genotipos JCPRV–43 y JCPRV–05 (228.1 y 212.6 cm, respectivamente) fueron más altos (P ≤ 0.05) que el testigo, el cual tuvo una altura de 163.1 cm (Cuadro 1). Carrillo–Rodríguez y Chávez–Servia (2010) reportaron que la altura de planta en poblaciones semidomesticadas y nativas de jitomate varió de 130 a 180 cm a los 60 días después del trasplante. La altura de planta es una característica importante en plantas de jitomate de crecimiento indeterminado, ya que en invernadero es deseable tener plantas de porte mediano para reducir mano de obra en el manejo del cultivo. Se observó que todos los genotipos presentaron buen comportamiento para altura de planta respecto al testigo, a excepción de JCPRV–43 y JCPRV–05.

En cuanto a diámetro de tallo, el testigo presentó el mayor grosor (18.1 mm) en comparación con los genotipos evaluados. Sin embargo, este parámetro no correlacionó significativamente con el rendimiento en seis racimos (Cuadro 2). Este resultado coincide con el reportado por Mora–Aguilar et al. (2006), quienes en seis accesiones de Physalis peruviana cultivadas en invernadero y fertirrigación no encontraron correlación significativa entre diámetro de tallo y rendimiento total. Por otro lado, Carrillo–Rodríguez y Chávez–Servia (2010) reportaron que el diámetro de tallo varió de 6 a 12 mm en poblaciones semidomesticadas y nativas de jitomate. Las diferencias observadas con los resultados del presente estudio, además de los genotipos empleados, pueden deberse al punto de muestreo. Los últimos autores mencionados no reportaron a qué altura o etapa fenológica midieron el diámetro de tallo en las plantas de jitomate.

Largo y ancho del fruto

El genotipo JCPRV–43 (Cuadro 1) presentó la mayor longitud del fruto (30.8 mm), mientras que JCPRV–09 y JCPRV–10 presentaron los menores valores con 17.4 y 16.8 mm, respectivamente; estos últimos fueron inferiores al testigo (25.8 mm). Estos resultados son aproximados a los de Carrillo–Rodríguez y Chávez–Servia (2010), quienes en poblaciones semidomesticadas y nativas de jitomate reportaron que la longitud del fruto varió de 14 a 31 mm. En este mismo sentido, Vásquez–Ortiz et al. (2010) encontraron que la longitud del fruto varió de 24 a 36 mm en 14 colectas de poblaciones nativas de jitomate del centro y sureste de México.

En cuanto al ancho de frutos (diámetro de fruto), el mayor valor (59.6 mm) se obtuvo en JCPRV–43, mientras que JCPRV–71 (32.2 mm) presentó el mismo comportamiento (P ≤ 0.05) que el testigo. Carrillo–Rodríguez y Chávez–Servia (2010) reportaron que en poblaciones semidomesticadas y nativas de jitomate el diámetro de fruto varió de 14 a 37 mm. Cabe señalar que todos los genotipos produjeron frutos con forma redondeada, excepto el genotipo JCPRV–43, que produjo frutos de forma acostillada y achatada.

Peso del fruto

El genotipo JCPRV–43 presentó el mayor peso, con 35.9 g, mientras que el JCPRV–71 (13.3 g) tuvo el mismo peso (P ≤ 0.05) que el testigo (Cuadro 1). De acuerdo con los tipos varietales de jitomate para consumo en fresco descritos por Diez y Nuez (2008), el fruto del genotipo JCPRV–43 se clasifica como tamaño mediano calibre MMM (< 47 g) , y todos los demás genotipos son de tamaño muy pequeño (< 30 g), típico de frutos de jitomate "cherry". Los genotipos JCPRV–05, JCPRV–09 y JCPRV–10 (Cuadro 1) presentaron menores valores de peso de fruto (6.5, 4.0 y 4.0 g, respectivamente) en comparación con el testigo (12.0 g). Sin embargo, durante el ciclo del cultivo se observó que los racimos de estos genotipos presentaron alta uniformidad en floración, en tamaño de frutos, en fructificación y en maduración, lo que les confiere características adecuadas para ser cosechados en racimo como jitomate tipo "cherry" (Diez y Nuez, 2008). Por su parte, Carrillo–Rodríguez y Chávez–Servia (2010) encontraron en poblaciones semidomesticadas y nativas de jitomate que el peso de frutos varió de 1.5 a 19.4 g.

Número de lóculos

Con excepción de JCPRV–43, que presentó 5.6 lóculos en promedio (Cuadro 1), los genotipos nativos presentaron frutos biloculares, típicos de jitomate "cherry" (Jones, 1999; Ho y Hewitt, 1986). Los resultados se aproximan a los reportados por Carrillo–Rodríguez y Chávez–Servia (2010), quienes en frutos de poblaciones semidomesticadas y nativas de jitomate encontraron que el número de lóculos varió de 2.0 a 4.4 lóculos. Los resultados de la presente investigación también son casi similares a los de Vásquez–Ortiz et al. (2010), quienes al evaluar 14 colectas de poblaciones nativas de jitomate reportaron de dos a seis lóculos en los frutos.

Número de frutos y rendimiento

Los genotipos JCPRV–05 y JCPRV–43 produjeron el mayor número de frutos en seis racimos, con 43.3 y 44.0, respectivamente (Cuadro 1), y fueron estadísticamente iguales (P ≤ 0.05) al testigo (43.9), mientras que el menor número de frutos (20.5) lo presentó JCPRV–71. Los resultados del presente estudio cubren parcialmente los obtenidos por Vásquez–Ortiz et al. (2010), quienes al evaluar 14 colectas de poblaciones nativas de jitomate del centro y sureste de México encontraron de 27 a 43 frutos en cinco racimos. En este mismo sentido, Carrillo–Rodríguez y Chávez–Servia (2010) reportaron que en poblaciones semidomesticadas y nativas de jitomate el número de frutos varió de 20.5 a 46.3 en cinco racimos. El coeficiente de variación (19.4 %) indica que los genotipos tuvieron una estabilidad aceptable para esta característica.

En cuanto al rendimiento en seis racimos, JCPRV–43 (63.18 t·ha^–1) fue el único genotipo (Cuadro 1) que superó al testigo (21.07 t·ha^–1), y produjo frutos achatados y acostillados. De acuerdo con estos resultados, sería conveniente realizar más investigación para aprovechar el potencial productivo de genotipos nativos con forma de frutos achatados y acostillados.

De los genotipos que produjeron frutos redondos, lisos y biloculares, JCPRV–05 y JCPRV–71 presentaron los mayores rendimientos con 11.26 y 10.91 t·ha^–1, respectivamente. Estos materiales, a pesar de tener un rendimiento menor que el testigo, podrían representar una alternativa para cultivarse y cosecharse en racimo como jitomate "cherry" en invernadero, sobre todo para pequeños productores que no tengan posibilidad de invertir en semilla híbrida.

El rendimiento en seis racimos correlacionó con el mayor número de variables evaluadas (0.80 ≤ r ≤ 0.99), con excepción del diámetro de tallo, largo del fruto y número de frutos (Cuadro 2). Es común que en el cultivo de jitomate el número de frutos sea una característica que correlacione significativamente con el rendimiento (Diez y Nuez, 2008). Sin embargo, en este estudio fue más importante el peso de frutos en el rendimiento. Vásquez–Ortiz et al. (2010) reportaron que en 14 colectas de poblaciones nativas de jitomate el rendimiento varió de 0.349 a 1.321 kg por planta en cinco racimos.

El coeficiente de variación (44 %) en rendimiento indica amplia variabilidad que podría ser aprovechada en programas de mejoramiento genético. Sin embargo, al igual que en el peso de frutos, hace falta confirmar esta información con estudios acerca de su heredabilidad. De manera similar que en la característica peso del fruto, se infiere que el mencionado coeficiente se debe a la variación genética y al manejo agronómico del cultivo, ya que este último fue uniforme y las condiciones en invernadero fueron óptimas para que los genotipos expresaran su máximo potencial.

Es importante señalar que tanto los genotipos evaluados como el testigo presentaron frutos de color rojo en la madurez, equivalente a la clasificación de color 6 de Departamento de Agricultura de los Estados Unidos de América (Anónimo, 1991).

CONCLUSIONES

En las características días a floración y días a madurez del primer racimo, altura de planta, largo de fruto, diámetro de fruto, número de lóculos, peso de fruto y rendimiento, al menos un genotipo nativo superó al testigo (H–790).

El diámetro de tallo fue la única característica morfológica donde el testigo resultó mejor en comparación con los genotipos nativos evaluados.

Por sus características agronómicas, la mayoría de los genotipos evaluados poseen potencial para cultivarse como jitomates tipo "cherry" y algunos de ellos podrían emplearse como fuente de germoplasma en programas de mejoramiento genético de esta especie.

AGRADECIMIENTOS

El primer autor desea expresar su agradecimiento al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT–México) por la beca otorgada para Estudios de Doctorado y por la beca de investigación denominada Apoyo Integral para la Formación de Doctores en Ciencias en la modalidad Tesis Doctoral.

LITERATURA CITADA

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