Técnicas de mejoramiento genético aplicadas a las musáceas comestibles

1.- Introducción

El género Musa pertenece a la sección Eumusa (especies comestibles), familia Musaceae, orden Zingiberales y han alcanzado gran difusión en las zonas tropicales y subtropicales del mundo, donde constituyen un elemento básico en la dieta de las diferentes poblaciones (Simmonds y Weatherup, 1990; Escalant y Teisson, 1993; Hirimburegama y Gamage, 1997, Vuylsteke et al., 1998; De Langhe, 2000).

Las musáceas comestibles se originaron en Asia y el Pacífico, por mutaciones y/o cruces interespecíficos de las especies seminíferas silvestres Musa acuminata Colla (genoma A) y Musa balbisiana Colla (genoma B); dando como resultado las siguientes combinaciones: diploides (AA, BB y AB), triploides (AAA, AAB, ABB y BBB) y tetraploides (AAAA, AAAB, AABB y ABBB) (Simmonds y Shepherd, 1955; Robinson, 1996; Sasson, 1997; Menezes et al., 1998; Dantas et al., 1999).

2.- Técnicas de mejoramiento genético aplicadas a las musáceas comestibles

2.1.- Historia del mejoramiento genético de las musáceas comestibles

La selección y mejoramiento de las musáceas comestibles, se inició en Jamaica con la fundación del Colegio Imperial de Agricultura Tropical (I.C.T.A.) en el año de 1922. El objetivo principal del programa de mejoramiento fue producir un banano con todo lo bueno del cultivar ‘Gros Michel’, pero resistente a la enfermedad mal de Panamá (Fusarium oxysporum f. sp. cubense). Sin embargo, en el año de 1930 la sigatoka empezó a ser una enfermedad de importancia económica, y por ello se consideró como otro objetivo para lograr resistencia en los materiales (Shepherd, 1974; Dantas et al., 1999).

En Cuba, se iniciaron los trabajos de mejoramiento de musáceas comestibles en el año de 1971 y a partir de 1976, se comenzó una colecta de germoplasma de banano en el continente asiático, con el objetivo de establecer un sistema de hibridación para el mejoramiento del cultivo. En el período comprendido entre 1982 y 1991, se produjeron los primeros híbridos de banano y de clones ABB (topochos), resistentes a Fusarium oxysporum, a través del uso de la biotecnología (Rodríguez y Ventura, 1992).

La Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuaria (EMBRAPA) y el Centro Nacional de Pesquisa de Mandioca e Fruticultura Tropical (CNPMF), iniciaron un programa de mejoramiento en el año de 1982 en Bahía (Brasil), con el objetivo de obtener variedades resistentes a plagas y enfermedades (Menezes et al., 1998; Lameira et al., 2000).

2.2.- La hibridación como técnica de mejoramiento convencional

Las primeras hibridaciones en musáceas comestibles, se efectuaron en Jamaica y Trinidad durante la década de 1920, haciendo uso del germoplasma recolectado en Asia y África. Para el caso del banano ‘Gros Michel’, este fue cruzado como progenitor hembra con especies silvestres de Musa acuminata subespecie malaccensis. La progenie resultó resistente al mal de Panamá y a la sigatoka, pero la forma del racimo presentaba caracteres indeseables del progenitor masculino (FHIA, 1999).

2.3.- El cultivo in vitro como técnica biotecnológica para la obtención de mutaciones espontáneas y/o inducidas:

La utilización de la técnica de cultivo de tejidos en la micropropagación de las musáceas comestibles, ha permitido la producción masiva de plantas sanas, libres de hongos, nemátodos y bacterias, la multiplicación rápida de genotipos importantes, la unificación de las plantaciones, la conservación de colecciones y el intercambio nacional e internacional de germoplasma (García et al., 1998; Martínez et al., 1999; Trujillo et al., 1999).

Existen diferentes métodos de cultivo utilizados en la micropropagación de las musáceas comestibles, entre los cuales cabe destacar:

2.3.1.- Cultivo de ápices caulinares (meristemas):

A través de esta técnica se producen plántulas asépticas, las cuales se originan de brotes axilares aislados del ápice vegetativo (Cote et al., 1999). El ápice se cultiva en un recipiente que contiene un medio nutritivo artificial, se mantiene bajo condiciones controladas y es inducido a producir brotes adventicios por eliminación de la dominancia apical y el uso adecuado de reguladores de crecimiento (Thorpe y Harry, 1997).

2.3.2.- Cultivo de embriones:

La embriogénesis somática en estas plantas ha sido orientada al mejoramiento genético y la propagación masiva, para evaluar la posibilidad de obtención de semillas sintéticas. Para la iniciación de los cultivos embriogénicos se han empleado diferentes partes de la planta, como explantes: inflorescencias (flores masculinas y femeninas inmaduras), bases de las hojas jóvenes, fragmentos del rizoma (cormo) sin primordios meristemáticos, secciones de frutos, ápices florales y microcormos de plantas in vitro (Grapin et al., 1998; Schoofs et al., 1999; Trujillo y García, 1999).

2.3.3.- Cultivo de polen y anteras:

Perea (1998), señaló que se ha estudiado la viabilidad y la germinación in vitro de polen de Musa balbisiana: ‘Tani’ (BB); Musa acuminata: ‘Malascensis pahang’ (AA) y ‘Pelipita parrenque’ (ABB) (Figura 2). Los explantes fueron transferidos a un medio de regeneración y posteriormente se les realizó un contaje cromosómico mediante el uso de algunos métodos citológicos.

2.3.4.- Cultivo de protoplastos:

El cultivo de células en suspensión corresponde al cultivo de células que no están diferenciadas ni organizadas en forma de tejidos. Las mismas se encuentran “suspendidas” en un medio líquido, donde se mantienen y dividen constantemente. De estas suspensiones se originan embriones somáticos que son aislados y transferidos a medios de germinación sólidos, con una eficiencia en la recuperación de plantas completas de un 20 a 36 % (Thorpe y Harry, 1997).

2.4.- Ingeniería genética:

Actualmente, en el área de ingeniería genética se han desarrollado tres sistemas para la obtención de musáceas comestibles transgénicas: a) Introducción de ADN en protoplastos obtenidos a partir suspensiones de células por medio de electroporación (Sagi y Swennen, 1995); b) Transformación de suspensiones de células embriogénicas mediante el bombardeo de micropartículas (Becker et al., 1999) y c) Incorporación de genes mediante infección con Agrobacterium de tejidos de ápices caulinares (Pérez et al., 1999).

De los sistemas anteriores, el bombardeo de micropartículas a suspensiones de células se ha probado como el mejor método para la obtención de estas plantas transgénicas (Becker et al., 1999). Sin embargo, Pérez et al. (1999) obtuvieron buenos resultados con el uso de Agrobacterium. Esto reafirma que estas dos técnicas de transformación genética son las más exitosas.

2.5.- Principales logros obtenidos a través del mejoramiento genético:

  1. Desarrollo de resistencia a hongos (Mycosphaerella fijiensis y Fusarium oxysporum f. sp. cubense)
  2. Resistencia a nemátodos
  3. Resistencia a virus (BBTV)
  4. Conservación de germoplasma

2.6.- Principales limitaciones:

  1. Variación somaclonal
  2. Propagación de enfermedades
  3. Oxidación
  4. Alta inversión de capital

3.- Conclusiones

El mejoramiento genético de las musáceas comestibles, ya sea convencional y/o a través del cultivo de tejido y la ingeniería genética, ha sido realizado por distintas entidades como la United Fruit Company, Fundación Hondureña de Investigación Agrícola (FHIA), Instituto Internacional de Agricultura Tropical (IITA, Nigeria), el Departamento de Agricultura de Jamaica, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuaria (Brasil), entre otras.

Los cultivares de musáceas comestibles utilizados comercialmente, no han sido producto de ninguno de estos programas de mejoramiento convencional (hibridación), sino que han surgido de la domesticación; clonación de plantas silvestres recolectadas y mutaciones espontáneas o inducidas. Estos materiales no producen semillas, es decir, son estériles partenocárpicos; por lo tanto su propagación es asexual o vegetativa.

La mayor parte de los esfuerzos de investigación en cultivo de tejidos y transformación genética en el género Musa, han procurado mejorar la calidad de la fruta, la condición de enanismo de la planta para contrarrestar su volcamiento y la resistencia del germoplasma a múltiples enfermedades; cuyo control exige hoy a los científicos soluciones inmediatas. Para ello, se cuenta con las técnicas de cultivo in vitro, las cuales están dirigidas al mejoramiento genético y sanitario de los diversos cultivares de musáceas comestibles.

Notas:

Para contactar a los autores puede escribir a: asesoria.agronomica@gmail.com

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Comments

  1. Antonella de los Rios dijo:

    HOLA COMO ESTÁN?. ESPERO QUE MUY BIEN. EXCELENTE ARTICULO. LOS FELICITO POR LA PUBLICACIÓN. LAS MUSÁCEAS SON UN RUBRO QUE MERECE MAYOR INVESTIGACIÓN EN VENEZUELA. UN ABRAZO

  2. Rodolfo Garcia Samano dijo:

    Excelente articulo referente al tercer fruto mas importante del mundo. Solo falta mencionar los trabajos realizados en Montpellier, Francia.
    http://www.cirad.fr/nos-recherches/productions-tropicales/banane-et-plantain/contexte-et-enjeux