Mejora genética en variedades de Caña

La mejora genética en las variedades de caña

1. Introducción

Uno de los objetivos principales de agricultores y técnicos agrónomos es combatir de manera eficiente las enfermedades que destrozan los cultivos, especialmente las que resultan más devastadoras y causan severas pérdidas económicas. De las diversas prácticas que existen para luchar frente a estas enfermedades se encuentra el uso de variedades que puedan presentar una cierta tolerancia o una resistencia frente a los efectos perjudiciales que causan estos patógenos. Sin embargo, el proceso de selección de variedades tolerantes (o resistentes) no resulta sencillo, ya que está compuesto por numerosas fases bien definidas, que se puede alargar en el tiempo. De hecho, en la caña de azúcar se estima un periodo entre 14 y 16 años para sacar al mercado una semilla comercial con resistencia a ciertos factores adversos contra los cultivos, no solamente enfermedades, también otros, como pueden ser frente al estrés, a la sequía, a unas condiciones climáticas concretas, etc.

2. Necesidad de la resistencia genética

La caña de azúcar es un cultivo que presenta ciertas particularidades que lo hacen especialmente propenso a sufrir el ataque de enfermedades, las cuales van a implicar una serie de daños al cultivo y pérdidas económicas para el sector, que dependerán de la severidad de estos ataques.

Un factor de riesgo importante a la hora de padecer enfermedades en la caña de azúcar es que se trata de un monocultivo extensivo, instalado, en la mayoría de los países productores, en grandes áreas. Además, puede darse la circunstancia de que solamente se cultive una única variedad en una superficie tan extensa.

Estas circunstancias provocan que, cuando aparece en las zonas de cultivo, un patógeno nuevo o una variante nueva de un patógeno ya existente, pueden producirse pérdidas severas. Dichas pérdidas se agravan por el hecho de la dificultad que supone cambiar una variedad por otra en un corto periodo de tiempo (Pantaleón, 2018).

A este respecto, se pueden emplear distintas prácticas para combatir la acción de los microorganismos causantes de las enfermedades, entre las que destacan:

• Usar material vegetal sano, libre de cualquier patógeno.

• Vigilar la entrada de material vegetal procedente de otros lugares, que posea una garantía de sanidad.

• Eliminar restos de cultivo anteriores con sospecha de haber padecido alguna enfermedad.

• Llevar a cabo medidas higiénicas en las parcelas de cultivo, con carácter preventivo, tanto antes de la plantación como durante el cultivo.

• Adecuar las acciones que pueden tener cierta influencia en la aparición de enfermedades, como ajustar la fecha de plantación, realizar estrategias de fertilización y riego adecuadas, etc.

• Aplicar tratamientos fitosanitarios cuando haya indicios de la presencia de enfermedades.

Sin embargo, una de las principales prácticas contra las enfermedades que se está realizando en la mayoría de países productores de caña de azúcar es el uso de variedades que presentan cierta tolerancia o resistencia a éstas (Ovalle, 2014). El hecho de poder plantar un cultivo que reduzca o frene los daños causados es una gran alternativa de lucha.

De este modo, se ofrece una protección natural a los cultivos que puede suponer la reducción del uso de productos fitosanitarios, incluso la posibilidad de no aplicarlos. A lo que hay que añadir las ventajas de conlleva esta reducción, como pueden ser:

• Es una práctica respetuosa con el medioambiente, que no contamina (tanto) el entorno del cultivo.

• El cultivo contiene menos residuos de productos fitosanitarios.

• El producto cosechado es más inocuo y saludable para el consumidor.

Pantaleón (2018) define la resistencia genética a las enfermedades como el “método más adecuado para realizar un manejo “amigable” con el medioambiente, ya que elimina la necesidad de uso de agroquímicos tales como fungicidas, bactericidas y, en el caso de enfermedades virales, de insecticidas para el control de sus vectores”.

En México, como uno de los principales países productores de caña azucarera, existe el programa de mejoramiento genético, iniciado en la Estación de Hibridación, dentro del Centro de Investigación y Desarrollo de la Caña de Azúcar (CIDCA). Se encuentra situado en Tuxtla Chico (Chiapas), cuya ubicación geográfica reúne las condiciones ambientales necesarias para llevar a cabo los procesos de estudio y selección.

La Estación de Hibridación produce cada año suficiente semilla botánica para iniciar el proceso de selección a nivel nacional, con una cantidad de hasta 360 mil híbridos, la cual es distribuida entre los Campos Experimentales Regionales (CER) y el mismo CIDCA, durante el mes de julio del año posterior a la realización de la cruza para dar continuidad al programa de selección regional, con una población de hasta 30 mil híbridos. Posteriormente a la germinación de la semilla, se realiza la inoculación y evaluación de la resistencia a las enfermedades, dando inicio al proceso de selección (Flores-Revilla, 2012).

3. Fases del proceso de selección de variedades

Antes de iniciar el proceso de selección, se realiza, de forma anual, la hibridación, entre los meses de octubre y diciembre, que es el periodo durante el cual las variedades florecen de forma natural, dando lugar a los cruzamientos, que son de dos tipos:

• Biparentales: apareamiento de dos individuos de sexo diferente.

• Policruzamientos: apareamiento de tres o más individuos de diferente sexo.

Ambos cruzamientos se realizan en farol para evitar la contaminación de polen extraño. A los 18 días después del cruzamiento, se cosecha la semilla botánica (o Fuzz), procedimiento que consiste en cortar las espigas hembra en los cruzamientos biparentales y las espigas macho y hembra en los policruzamientos (CIDCA, 2015).

Posteriormente, se realizan las labores de secado, desgrane, despeluzado, sopleteado y envasado del Fuzz, que es conservado en refrigeración a 4 º C hasta el momento de ser utilizadas (Flores-Revilla, 2012).

El proceso de selección está constituido por diferentes fases. Son las siguientes (Sentíes-Herrera et al., 2017):

• Plántula

• Surco

• Cepa

• Parcela

• Multiplicación I

• Prueba de adaptabilidad

• Multiplicación II

• Evaluación Agroindustrial

• Multiplicación III

• Prueba Semicomercial

• Semillero

El CIDCA inicia el proceso de selección de variedades, únicamente en las Fases de Plántula y Surco, remitiendo un par de estacas de las variedades sobresalientes a cada uno de los CER, que dan continuidad con dicho proceso, estableciendo la Fase Cepa (CIDCA, 2015).

Este proceso de selección permite liberar entre una y diez variedades cada 14-16 años (IMPA, 1983; Flores-Cáceres, 2001). La nomenclatura de las variedades mexicanas se designa con las siglas “Mex”, seguidas del año de la generación y la numeración restante se determina en base a los rangos asignados a cada CER (Flores-Revilla, 2012).

Las distintas fases que componen el proceso de selección del programa de mejoramiento genético son descritas por Sentíes-Herrera et al. (2017) de la siguiente forma:

– Fase Plántula

Esta fase se establece en el mes de noviembre de cada año. La siembra se realiza intercalando una variedad testigo. Tres meses después, a principios de marzo, se roza el pelillo (rebrotes provenientes de las yemas o “semilla agronómica”) para que desarrolle la soca y, en noviembre, se efectúa la selección, definiendo los grados Brix como el indicador prioritario. Las características agroindustriales son: sanidad (calificaciones trimestrales sobre enfermedades como mosaico (VMCA), carbón (Ustilago scitaminea), roya común (Puccinia melanocephala) y roya naranja (Puccinia kuehnii), grados Brix, médula, oquedad, diámetro, altura y población de tallos.

– Fase Surco

Se constituye en los meses de noviembre y diciembre, con los clones de la Fase Plántula y las variedades de la Fase Cepa. La siembra se realiza a cordón doble y se distribuye en fajas en el terreno en forma de culebrilla, intercalando un testigo cada 25 clones. La parcela se conserva en ciclo de plantilla y soca. Por lo tanto, son dos ciclos de evaluación, donde las características a evaluar son las mismas que en la Fase Plántula. Estos materiales son compartidos entre los diferentes CER y el CIDCA, remitiendo cuatro estados de tres yemas cada una, para continuar la selección en Fase Cepa.

– Fase Cepa

Se produce de noviembre a diciembre, con los híbridos sobresalientes de la Fase Plántula y las variedades de la Fase Surco. También, se incorporan variedades extranjeras enviadas de la estación de cuarentena. Se siembran dos pares de estacas de tres yemas cada estaca y se intercalan las variedades testigo de la misma forma que en la Fase Plántula. Los criterios de evaluación son los mismos que en la Fase Plántula.

– Fase Parcela

Se establece en los meses de noviembre y diciembre, con las variedades seleccionadas en la Fase Surco. La siembra se hace a cordón cruzado y, por cada cinco parcelas, se intercala una de la variedad testigo. La evaluación de los materiales se efectúa en ciclo plantilla y soca, mediante calificaciones fitosanitarias trimestrales y la calificación agronómica a la edad de doce meses. Se aplica una presión de selección máxima del 20 %, como en la Fase Plántula, para las calificaciones y el criterio de selección estipulado en las mismas. Asimismo, se integran las características agronómicas siguientes: uniformidad de desarrollo, tenacidad, jugosidad, floración y modificación de la calificación a las enfermedades de carbón y roya.

– Multiplicación I

Se forma con la caña-semilla de ciclo plantilla de la selección de la Fase Parcela. Se siembran cuatro surcos de 25 m de cada variedad, estableciendo así el lote de multiplicación.

– Fase Prueba de Adaptabilidad

Se establece de noviembre a diciembre y consiste en determinar el grado de adaptación regional de las variedades, así como conocer su madurez industrial en las diferentes zonas agroecológicas en el área de influencia de cada CER. La evaluación de las variedades se realiza durante los ciclos de plantilla y soca, efectuando calificaciones fitosanitarias trimestrales y la selección de los doce meses de edad.

En esta fase, el criterio de selección se basa en las características agronómicas en el tipo de madurez y en el rango de adaptación de las variedades, con el objetivo de seleccionar variedades de comportamiento agroindustrial balanceado, con un buen contenido en sacarosa en el primer tercio de la zafra de preferencia y de adaptación a un amplio espectro, o específica, que suponga la solución a un problema concreto.

Para la identificación varietal, se consideran las características: diámetro del tallo, tipo de yema, cantidad de espinas, población de tallos molederos y mamones (jóvenes), hábito de crecimiento, altura de tallo, uniformidad de desarrollo, despaje, tenacidad, resistencia al acame, floración, médula, oquedad, sanidad interna y externa, madurez, jugosidad y contenido de sacarosa, pureza y fibra. También se considera el comportamiento de adaptación de las variedades frente a condiciones de: altitud, régimen pluviométrico, suelos, drenaje, sequía, vientos y heladas.

– Multiplicación II

Con el material preseleccionado en ciclo plantilla de la Fase Prueba de Adaptabilidad, se establece de inmediato, en la época apropiada, el lote de multiplicación II, sembrando nueve surcos de veinte metros de cada variedad. Tiene la finalidad de proveer de caña-semilla de ciclo plantilla de las variedades seleccionadas en dicha fase para establecer los trabajos de la Fase Evaluación Agroindustrial.

– Evaluación Agroindustrial

Esta fase tiene como finalidad evaluar con mayor precisión el comportamiento agroindustrial de las variedades en las zonas agroecológicas donde fueron seleccionadas, obteniendo así una información más consistente de la respuesta varietal a condiciones más específicas del entorno.

Para esta evaluación se deben utilizar diferentes diseños experimentales (bloques al azar, cuadro latino, etc.), con la finalidad de calificar diferentes características agronómicas, industriales y de adaptabilidad durante tres ciclos de evaluación, correspondiendo a los ciclos productivos de plantilla, soca y resoca.

Se deben incluir como testigo a las variedades sobresalientes de la región, las variedades seleccionadas en la Fase Prueba de Adaptabilidad y las prometedoras, enviadas por los diferentes CER. Al conjunto de variedades se les debe considerar su madurez y riqueza en sacarosa. Por ello, los valores más altos del Rendimiento Teórico de Azúcar de todas las variedades integradas en la evaluación, deben coincidir con la época de cosecha más adecuada, o establecida en la zona agroecológica donde se vaya a ubicar dicho estudio. La siembra se realiza con la caña-semilla proveniente del lote de Multiplicación II.

– Multiplicación III

Con los resultados de los dos primeros ciclos de selección, se establecen los lotes de Multiplicación III, para disponer de caña-semilla de cara a la fase siguiente.

– Prueba Semicomercial

El objetivo de esta fase es la observación en un área más extensa y la multiplicación de las variedades prometedoras propuestas para su introducción al cultivo comercial, en base a los resultados obtenidos en la Fase Evaluación Agroindustrial. Los trabajos de esta fase deben realizarse de acuerdo a las recomendaciones específicas para cada variedad dadas sus características de adaptación.

De cada variedad se siembra un máximo de una hectárea en la época más adecuada, considerando que este material será utilizado como caña-semilla. La evaluación se hace a través de calificaciones sanitarias trimestrales, una calificación botánica de acuerdo a lo descrito por Gómez-Merino y Sentíes-Herrera (2015) y una agronómica como en la fase anterior a los nueve meses de edad.

– Fase Semillero

Corresponde a la última etapa del proceso de selección de variedades y tiene el objetivo de multiplicar las variedades prometedoras y aportar semilla de calidad para su introducción al cultivo comercial.

4. Importancia del mejoramiento genético

El programa mexicano de mejoramiento genético en caña de azúcar ha conseguido aportar algunos avances y mejoras en este terreno. Por ejemplo, ha permitido desarrollar un 66 % de las variedades que actualmente se cultivan en territorio nacional que, junto con las variedades extranjeras, se han convertido en un pilar fundamental de variabilidad genética para el diseño, implementación y evaluación de estrategias de producción de azúcar, junto a otros productos y derivados que constituyen la materia prima de las transformaciones agroindustriales (Sentíes-Herrera et al., 2017).

Es preciso reseñar que los aportes de este programa han sido destacados, teniendo en cuenta que en las dos décadas anteriores el porcentaje de variedades nacionales en el campo cañero se había estimado en un 55 % (Flores-Revilla, 2012; Sentíes-Herrera et al., 2016).

Según Sentíes-Herrera y Gómez-Merino (2014), las directrices para el mejoramiento genético y la continuidad del fortalecimiento de esta agroindustria, con fines de diversificación productiva, deben incluir:

• La ampliación de la base genética mediante la hibridación.

• La selección y el intercambio de variedades.

• La aplicación del cultivo in vitro.

• La generación de modelos estadísticos multivariados.

Por todo esto, con el principal objetivo de obtener una mejor producción en campo, Gómez-Merino et al. (2014), proponen una serie de necesidades de innovación, que incluyen la generación de variedades con mayor capacidad para producir biomasa y sacarosa, además de resistencia a factores bióticos (plagas y enfermedades) y abióticos (sequía, inundaciones, heladas, acidez, salinidad, etc.), uso eficiente del agua, mayor infraestructura para riego, uso eficiente de fertilizantes, generación y aplicación de fertilizantes y biofertilizantes, desarrollo de variedades biotecnológicas, generación de sistemas de producción orgánicos, diversificación de la producción, cosecha en verde y mecanización, entre otros.

Como conclusión final, se pueden rescatar las valoraciones de Sentíes-Herrera et al. (2017), que destaca la prioridad que supone para el país canalizar esfuerzos significativos para que la caña de azúcar continúe siendo un soporte para el desarrollo del campo de la industria diversificada. Estos esfuerzos deben ser en términos de investigación básica, desarrollos tecnológicos e innovación. Sobre todo, teniendo en cuenta los desafíos a los que actualmente se enfrenta la agricultura en México, como son la escasez y la contaminación del agua, el alza generalizada de precios de los insumos agrícolas, los embates ambientales impuestos por el cambio climático global y la disminución, tanto de la productividad como de la rentabilidad del sector, entre otros.