III. PROGRAMA DE MEJORAMIENTO GENÉTICO DE SANDÍA EN SEMINIS

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1 III. PROGRAMA DE MEJORAMIENO GENÉICO DE SANDÍA EN SEMINIS MSc. Benito Juárez García Genetista itular para America, Europa y Medio Oriente Seminis Vegetable Seeds Inc State Highway 16 Woodland, CA benito.juarez@seminis.com III. PROGRAMA DE MEJORAMIENO GENÉICO DE SANDÍA EN SEMINIS M.Sc. Benito Juárez Introducción

2 La sandía [Citrullus lanatus (HUNB.)] se ha cultivado por miles de años, especialmente en África y el Oriente Medio. Existen reportes de cultivo de la sandía en China que datan del año 900 d.c. La región árida del sur de África es considerada como el centro de origen de esta especie. Desde el África la sandía fue traída al Continente Americano por esclavos; aunque también se sabe que los colonizadores europeos la trajeron con ellos. La especie se ha extendido por todo el mundo y se le cultiva en las regiones tropicales y sub-tropicales del planeta. Aunque el uso predominante de la sandía es para consumir su fruto suculento, en China y otras regiones del Medio Oriente se cultivan y mejoran variedades para consumir las semillas. La sandía ha sido mejorada a través de domesticación y también por fitomejoramiento formal (mejoramiento genético dirigido). De esta manera ha evolucionado de ser una planta de hábito de crecimiento rastrero, con frutos pequeños de pulpa dura de color blanco y con sabor amargo a ser una planta mas compacta, tener fruta de mayor tamaño con semillas medianas y pulpa dulce de color rojo. Aunque existen cultivares cuya pulpa es de color amarillo, anaranjado, e incluso hay tonalidades de rojo desde el rojo pálido hasta un rojo profundo más atractivo a la vista. En los últimos años (especialmente el siglo pasado y el que transcurre) se han logrado grandes avances en el mejoramiento genético de sandía. Investigadores en el sector público y privado alrededor del mundo han desarrollado variedades e híbridos con mejores características agronómicas; pero también se ha dado importancia a la resistencia a enfermedades, mejor contenido nutricional y a variados tamaños y formas del fruto, así como diversidad en color y tonalidad de pulpa. La popularidad de la sandía se debe en gran medida a la introducción de híbridos triploides -sin semilla-. axonomía y Morfología El genero Citrullus pertenece a la familia Cucurbitaceae sub-tribu Benincasinae. Esta familia agrupa aproximadamente 90 géneros y entre 700 a 760 especies. A la misma familia pertenecen las calabazas, guajes, melones, pepinos, luffa, y numerosas malezas.

3 Una forma amarga del genero Citrullus parece ser el antecesor de la forma cultivada de sandía que se conoce hoy día. Él genero Citrullus ha sido revisado y ahora incluye C.lanatus (sinonimo C.vulgaris), C.ecirrhosus, C.colocynthis, y C.rehmii. Resultados de estudios morfológicos y citogenéticos revelan que las cuatro especies son compatibles entre ellas y se pueden efectuar cruzas exitosas que deriven progenie. Citrullus ecirrhosus está más cercanamente relacionado a C.lanatus que alguno de estos dos lo están a C.colocynthis. Hay aún otras dos especies relacionadas: Praecitrullus fistulosus de la India y Pakistán, y Acanthosicyos naudinianus del sur de África. La sandía (Citrullus lanatus) tiene 22 cromosomas (2n=22; x=11). Varios grupos de científicos en el sector público y privado han construido mapas genéticos de sandía y por lo tanto ciertos caracteres han sido asignados a cromosomas específicos. Se espera que en los próximos años se logren mayores avances en esta área. La planta de sandía tiene un hábito de crecimiento de guía rastrera. Los tallos son delgados con vellosidades o tricomas, angulares y con hendiduras superficiales. Se pueden observar zarcillos ramificados en cada nudo a lo largo del tallo. Los tallos son ramificados y la longitud de los mismos puede alcanzar los 10 metros, aunque hay variedades de tipo enano (genes dw-1 y dw-2) con guías de longitud reducida y ligeramente menos ramificados. Las raíces son extensas pero no profundas, con una raíz pivotante principal y muchas raíces laterales o secundarias. Las hojas son lobuladas con excepción del genotipo no-lobulado que es gobernado por el gene 'nl'. Las flores son pequeñas y menos vistosas que en otras cucurbitáceas. La floración comienza en general a las ocho semanas después de la siembra. Aunque hay genotipos con floración prematura como lo es la variedad "Companion" de Seminis Vegetable Seeds Inc, cuya floración puede comenzar a la quinta o sexta semana después de siembra. Las flores de sandía son estaminadas (macho), perfectas (hermafrodíticas), o pistiladas (hembra). Las primeras flores en aparecer son las masculinas o estaminadas. La proporción de flores fluctúa entre 7 a 14 flores estaminadas por una flor pistilada. En otras palabras, primero aparecerán de 7 a 14 flores masculinas en el tallo y después vendrá la flor pistilada. En esto también hay excepciones y existen genotipos que dan

4 flores pistiladas antes que aparezcan flores estaminadas; asi como también hay genotipos en los que la proporción antes mencionada puede ser menor. La aparición temprana de flor femenina o pistilada es deseable especialmente si la fertilidad en las mismas es alta ya que asegura un amarre temprano de fruto. Las flores pistiladas tienen un ovario inferior cuyo tamaño y forma se correlaciona con el tamaño y forma final del fruto. Los frutos en la sandía cultivada varían de la forma esférica a la cilíndrica o elongada de hasta 60 cm de longitud y tienen una cáscara de 1 a 4 cm en grosor. En los híbridos cultivados actualmente el tamaño varía entre los 4 a los 15 kilos. Las semillas continúan su maduración al mismo tiempo que el fruto también alcanza su maduración fisiológica y de consumo. No existe dormancia en la semilla de sandía y en caso necesario éstas pueden ser sembradas inmediatamente después de su extracción. Las semillas de sandía germinan entre los 2 y hasta 14 días después de sembradas dependiendo de la temperatura y humedad pero el contenido cromosomal también influencia la germinación. La temperatura ideal de germinación es de o C; y las semillas no germinarán por debajo de los 15 o C. En general las semillas de tipo diploide (2 cromosomas por célula) germinarán más rápido; seguidas por las semillas de tipo tetraploide (4 cromosomas por célula); y finalmente las semillas de tipo triploide (3 cromosomas por célula). Genética y Fitomejoramiento La forma en que se heredan los caracteres en sandía ha sido extensamente estudiado. Como resultado genes únicos o de herencia simple que son de gran valor para los programas de fitomejoramiento han sido identificados. Ejemplos de estos genes incluye "A" que determina expresión sexual monóica y su contraparte "a" que determina flores andromonóicas. Otros ejemplos incluye "Ar-1" y "Ar-2" para resistencia a Antracnosis razas 1 y 2; "C" para pulpa de color amarillo canario; etc. Para mayor información se incluye una tabla con la lista de genes en sandía. Existen numerosas fases en el desarrollo de cualquier planta con características deseables y/o novedosas. El fitomejoramiento empieza con un concienzudo análisis que permite identificar los elementos con los que se cuenta en un determinado programa, se

5 determinan las carencias o áreas débiles del germoplasma, se definen los problemas o las necesidades y finalmente se establecen objetivos y se estima el tiempo para lograr dichas metas. En esta etapa de análisis, durante la definición de las necesidades y/o oportunidades se puede avanzar mediante la indagación de que tan posible es la incorporación del carácter necesario. En otras palabras, se puede empezar a investigar si el tratamiento que se quiere incorporar existe en variedades silvestres ó en especies que intercruzan fácilmente con la especie en que el investigador trabaja. El siguiente paso es la selección adecuada del germoplasma que posee los caracteres para alcanzar las metas programadas. El objetivo es integrar en una sola línea una combinación de los caracteres deseables de las líneas parentales que originaron la nueva línea o línea mejorada. Estos caracteres usualmente incluyen alto rendimiento de semilla, resistencias a plagas y enfermedades, mejores plantas con sistemas radiculares más fuertes y/o profundos, tallos resistentes, tolerancia a sequía, tolerancia a bajas o altas temperaturas, mejor calidad de fruto, precocidad, mejor o más uniforme germinación de la semilla. odo ello en conjunto debe conseguir que el híbrido creado se adapte a los climas para los que fue mejorado. En la medida que mejor se adapte un híbrido a una gama de ambientes diversos ese será el éxito y se traducirá en más superficie plantada con el mismo o un uso prolongado de este a través de los años. La selección de los métodos de fitomejoramiento y los parámetros de selección dependerán en el mecanismo de reproducción, la heredabilidad de los caracteres incluidos en el programa de mejoramiento (por ejemplo alta vs. baja heredabilidad) y el tipo de material a liberar comercialmente (por ejemplo híbrido F 1, línea pura, variedad sintética, etc.). Para caracteres con heredabilidad alta la selección de plantas individuales con comportamiento superior en una sola localidad o en un sólo ciclo de cultivo será suficiente. Mientras que para una característica de heredabilidad baja será mejor basar la selección a nivel poblacional tomando en cuenta los valores promedio que se obtienen de repeticiones en diferentes localidades (ambientes) o en diferentes años y en los que se incluyen los valores de una muestra estadísticamente representativa de la población estudiada para dicho carácter.

6 Los métodos de selección convencionalmente utilizados incluyen Pedigree, Pedigree Modificado, Selección Masal, Selección Masal Estratificada, Selección Recurrente, Retrocruza a Línea Endogámica, entre otros. La complejidad de la herencia del carácter en cuestión influye en la decisión del método de mejoramiento a utilizar. Fitomejoramiento por retro-cruza se utiliza para transferir uno o pocos genes que son deseables y que condicionan una característica con heredabilidad alta a determinado cultivar o línea pura. Este enfoque ha sido utilizado de manera extensiva para la incorporación de resistencia a plagas o enfermedades. Varias técnicas de selección recurrente son utilizadas para mejorar características que son controladas por numerosos genes o cuya distribución es cuantitativa (en lugar de binomial), o que son altamente afectados por el medio ambiente en el cual prospera el cultivo. La utilización de selección recurrente en especies autofecundadas depende de la facilidad con la que se puede manipular la polinización manual, debido a que la polinización manual implica altos costos por la mano de obra necesaria y el tiempo que se ocupa. ambién se debe considerar la frecuencia de éxito en el proceso de la cruza manual y el número de semillas híbridas que se obtienen como producto de la cruza. Cada programa de mejoramiento debe incluir una evaluación objetiva y eficiente que se hará en intervalos regulares. Usualmente se mide el progreso al final de cada ciclo y se replantean los objetivos. Los criterios de evaluación pueden variar pero deben incluir en algún momento determinado el análisis de la ganancia lograda por selección. Existen formulas sencillas que permiten determinar esta ganancia por selección y lo que básicamente incluyen es la comparación de valores estándares (valores del cultivar común o testigo) con valores obtenidos en líneas avanzadas después de efectuar selección direccional hacia donde deseamos mover la población o el (los) individuo (s) seleccionado (s). En resumen, se compara la población "original" con la población obtenida a través de mejoramiento. De cada familia se deben seleccionar líneas avanzadas prometedoras y éstas deben ser evaluadas meticulosamente y comparadas a los testigos de manera rigurosa en ambientes o localidades que son representativas a las áreas donde se plantarán una vez liberadas. Estos ensayos deben de transcurrir por lo mínimo en tres años consecutivos aunque más años de validación resultarán en mejor información acerca de la adaptación

7 de los genotipos a las áreas destinadas. Una vez obtenida la información se contará con candidatos para ser liberados como líneas puras o para su utilización en la producción de híbridos F 1. Las líneas que aún carecen de algún carácter deseable pueden ser re-usadas ("recicladas") en el programa de mejoramiento, ya que con nuevas combinaciones pueden dar lugar a poblaciones que se someterán a selección. Estas etapas que conducen a la fase final de comercialización y distribución toman entre unos 10 a 12 años desde que se efectuó la cruza original o se desarrolló la población con los objetivos específicos. Por lo tanto el desarrollo de nuevos cultivares híbridos es un proceso lento que requiere de una planeación precisa en inicio y de cierta capacidad de previsión, asimismo demanda una firme disciplina, un uso eficiente de los recursos disponibles y mínimos cambios en dirección. Una vez que se ha iniciado la selección en cierta dirección es difícil cambiar la ruta. Es mejor iniciar con el desarrollo de otra (s) población (es), si es que los objetivos han cambiado. Uno de los retos mas difíciles es la identificación de individuos que son genéticamente superiores, ello se debe a que para la mayoría de las características el valor del genotipo se confunde con otros caracteres en la planta o efectos del medio ambiente que ocultan el real valor genético del individuo. Un método para identificar una planta con valor superior es observar su desempeño relativo en comparación con material experimental conocido y con cultivares usados de manera común y difundida. Si una sola observación no conduce a conclusiones claras; entonces se requiere de observaciones a través de experimentos con repeticiones en espacio y/o tiempo para ser capaz de determinar el "real valor genético". La meta del programa de mejoramiento genético de Sandía en Seminis es la de desarrollar híbridos con características únicas y superiores. Se presta especial atención a la amplia adaptación del individuo. El mismo debe de poseer cierto grado de precocidad, buena habilidad para el amarre de frutos que resultará en mejor rendimiento por unidad de superficie. Asimismo el material debe de poseer resistencia a las enfermedades para las cuales existen fuentes de variabilidad que se pueden usar en el programa. Los atributos de calidad pre- y post- cosecha son también de mayor importancia. Seminis cuenta con Centros de Investigación en diversas partes del mundo en los que se realizan experimentos de adaptación y se practica selección de líneas superiores. Adicionalmente,

8 en conjunto con profesionales en diferentes países se conducen ensayos con los híbridos a ser liberado para aprender mas de su comportamiento y así poder dar información valiosa al agricultor. El fitomejorador inicialmente selecciona y cruza dos o más líneas, a esto le sigue una serie de varios ciclos de autofecundación y selección que darán origen a numerosas y variadas combinaciones. En teoría se pueden lograr miles de diversas combinaciones genéticas a través de cruzas, mutaciones y autofecundación seguido por selección. En práctica, el genetista no tiene control directo a nivel celular y molecular. Por lo tanto, dos genetistas que inician con las mismas líneas parentales o que trabajan con la(s) misma (s) población (es) segregante (s) al final del proceso de mejoramiento habrán creado líneas que difieren en menor o mayor grado entre ellas. Cada ciclo el genetista selecciona el germoplasma que será avanzado a la siguiente generación. Este germoplasma se cultiva bajo condiciones climáticas únicas (dado que cada año es diferente) y en ocasiones se cultivan en regiones geográficas diferentes, contando con diferentes tipos de suelo, etc. Al final del ciclo de cultivo se efectúan nuevas selecciones y se vuelve a decidir qué familias o individuos pasarán a la próxima generación creando asi un proceso cíclico que concluye cuando los objetivos se han logrado e híbridos exitosos son liberados y son utilizados comercialmente. Probablemente el método de mejoramiento más utilizado por genetistas de sandía es el método de Pedigree; seguido tal vez por diversos métodos de selección recurrente. En el método de pedigree se escogen dos parentales que poseen caracteres favorables (deseables) y que son complementarios; los mismos se cruzan para producir un híbrido F 1. Una población de generación filial F 2 es producida mediante la autofecundación de uno o varios de los híbridos F 1 producidos en la fase inicial. Las poblaciones F 2 son usualmente 100% heterozigóticas y heterogéneas. Es en la generación F 2 donde se puede observar el mayor rango de segregación y/o variación en los caracteres involucrados. Selección de los mejores individuos se puede iniciar en la población de F 2 's. Después, en las poblaciones de F 3 los mejores individuos entre las mejores familias son seleccionados. Evaluación con repeticiones puede iniciar en la generación F 4. En una etapa avanzada de endogamia (por ejemplo F 6 y F 7 o más tarde si se trata de tetraploides) las mejores líneas son evaluadas y se pueden iniciar ensayos de

9 compatibilidad al cruzarse con otras líneas para producir cultivares híbridos. Sin embargo, será hasta la generación F 8 a F 11 (o más adelante si se trata de tetraploides) donde se logre la identificación de las líneas más prometedoras. Selección masal y recurrente son métodos que se pueden utilizar en el mejoramiento de poblaciones tanto de autofecundación como de fecundación cruzada. Una población genéticamente variable de individuos heterozigotes es creada a través de cruzar entre ellos y de manera aleatoria o abierta diferentes parentales. Las mejores plantas son seleccionadas en base a su desempeño individual o en base a la progenie que producen considerando en dicha progenie características sobresalientes. Las plantas seleccionadas son cruzadas nuevamente de manera 'abierta' entre ellas para producir una nueva población en la que se repetirá un ciclo más de selección. Así se continúa por ciclos sucesivos hasta alcanzar los objetivos del programa. Hay modificaciones de este esquema que combinan poblaciones similares que solo difieren por pocos caracteres que se han introducido de manera recurrente en las poblaciones. El mejoramiento por retrocruza se ha utilizado para transferir una característica cualitativa (con heredabilidad alta) a una línea que sería superior si no careciera del carácter por incorporar en su constitución genética. La fuente de la característica por transferirse se denomina parental 'donador' y el individuo recibiendo la misma se denomina 'recurrente'. Se espera que el genotipo resultante de este proceso contenga los atributos del padre recurrente más el carácter favorable del donador. Después de la primer cruza los individuos que poseen la característica del padre donador son cruzados de manera repetitiva al padre recurrente. Existen otros métodos de mejoramiento y esquemas de selección pero en general los aquí expuestos son los más típicos en un programa de mejoramiento de sandía. Solo por hacer un recuento de otros procedimientos se puede mencionar la creación de líneas di-aploides, selección asistida por marcadores moleculares, descendiente de una sola semilla, retrocruza a un individuo altamente endogámico, etc. Con evaluaciones adecuadas y precisas se debe detectar (en teoría) las fallas y se puede establecer el nivel de superioridad de individuos seleccionados. Además de mostrar

10 desempeño superior, el nuevo híbrido debe de aportar algo que los consumidores o la industria estén demandando o necesitando. En este sentido no hay limite para la creatividad e ingenuidad del investigador quien debe en cierta manera adelantarse a su tiempo y prever las necesidades por venir estableciendo una plan para satisfacer dichas necesidades. En el caso de especies propagadas por semilla se debe de considerar la facilidad o dificultad que implica la reproducción del híbrido creado y se debe de comunicar estos conocimientos con el personal correspondiente. Lista de genes que se han descrito en sandía a través de los años Gene Sinónimo Característica A - Andromonóico. Recesivo. Monóico es dominante. Af - Resistencia al escarabajo de la calabaza roja Aulacophora faveicollis. Dominante. Susceptibilidad es recesivo. Ar-1 B,Gc Resistencia a antracnosis; raza 1 de Glomerella cingulata var. orbiculare. Ar Resistencia a antracnosis; raza 2 de Colletotrichum lagenarium derivada de PI y PI Resistencia en Citrullus colocynthis se debe a otros factores dominantes. Bl l Sin guías. Meristemos para tendriles y guías son al final remplazados por meristemos florales. C - Pulpa amarillo canario. Dominante a pulpa rosa, ii inhibe a CC, resultando en pulpa roja. En la ausencia de ii, CC es epistático a YY. D - Cubierta de semilla con puntos. Semillas con puntos negros en fase dominante a r, t, y w. Db - Resistencia a gomosis causada por Didymella bryoniae de PI Recesivo. Susceptibilidad es dominante. Dg - Verde tardío. Cotiledones y hojas tiernas son inicialmente color verde pálido, pero después sintetizan clorofila. Hay evidencia que indica ser carácter recesivo. Dw-1 - Enano-1. Entrenudos cortos, por menos células y más pequeñas que lo normal. Alelismo con dw-1 s. Gene Sinónimo Característica Dw-1 s - Guía corta. Alelismo con dw-1. Longitud de guía intermedia entre enano y normal. Hipócotilo un poco más alargado que guía normal y considerablemente más alargado que guía enana. dw-1 s recesivo a normal. Dw-2 - Enano-2. Entrenudos cortos, debido a menos células. E t Cáscara (corteza) explosiva. Cáscara delgada y tierna que explota al cortarla o al mínimo contacto. F - Superficie del fruto marcando gajos. Recesivo. Liso es dominante. Fo-1 - Gene dominante para resistencia a raza 1 de Fusarium oxysporum f. sp. niveum.

11 Fwr - Resistencia a mosca de la fruta en sandía. Dominante a susceptibilidad contra Dacus cucurbitae. G d Piel de fruto verde claro. Fruto verde claro es recesivo a verde oscuro (D) y verde con franjas (d s ). G s D s Piel de fruto verde con franjas. Recesivo a verde oscuro, pero dominante a verde claro. Gf - Flores color verde. Gms Ms g Androesterilidad con follaje glabro. Follaje carente de tricomas; androesterilidad debido a que idénticos cromosomas no coinciden en meiosis. Go c Dorado. Hojas viejas y fruto maduro de color amarillo dorado. I-dg - Inhibidor de 'verde tardío'. Epistático a dg: plantas dg dg I-dg I-dg y dg dg I-dg i-dg son verde pálido. Plantas dg dg i-dg i-dg son color verde normal. Este gene no está presente en germoplasma más avanzado. i-c - Inhibidor de amarillo canario, resultando en pulpa roja. Ja - Albino juvenil. Días cortos reducen contenido de clorofila en plántulas, márgenes de hojas y cáscara. L - Semilla alargada. Alargado recesivo a longitud media de semilla; interactúa con s. m - Cáscara moteada o jaspeada. Piel del fruto con moteado color blanco-verdoso. Ms - Androesterilidad. Ms dw - Androesteril, enano. Nl - Hojas no lobuladas. Hojas carentes de lóbulos. Dominancia incompleta. O - Fruto elongado. Dominancia incompleta a esférico. P - Estrías delgadas en cáscara. Estas finas líneas pasan desapercibidas. Recesivo a fruto con red de 'venas' mas aparentes. R - Cubierta de semilla color rojo. Interactúa con w y t. S - Semillas cortas. Epistático a l. Slv - Hojas de plántulas variadas. Afectado por gene recesivo simple. Alelo dominante en misma posición en PI Sp - Manchas en cotiledones, hojas y frutos. Su Bi, su Bi Supresor de amargor. Fruta no amarga. Amargor en C. colocynthis se debe a genotipo Su Su. B t Cubierta de semilla color bronceado. Interactúa con r y w. Gene Sinónimo Característica w - Cubierta de semilla color blanco. Interactúa con r y t. Wf W Pulpa blanca. Wf es epistático al segundo gene b (o C) el cual condiciona el color amarillo canario y rojo. Genotipos Wf_B_ y Wf_bb son de pulpa blanca, genotipo wf wf B_ es pulpa amarilla, y genotipo wf wf b b es pulpa roja. Y Rd Pulpa amarilla (tipo `Golden Honey' ). Recesivo a Y (pulpa roja). Y o - Pulpa anaranjada (de `endersweet Orange Flesh'). Alélico con y. Y (pulpa roja) es dominante a y o (pulpa naranja) y y (pulpa amarilla); y o (pulpa naranja) es dominante a y (pulpa amarilla). Yl - Hoja amarilla (de `Yellow Skin'). Dominancia incompleta a hoja verde.

12 Sandías riploides La producción de sandía sin semilla (también conocida como sandía triploide o en ingles 'seedless watermelon') se logra a través de la manipulación del número de cromosomas en uno de los parentales con los que se formará el híbrido. La sandía en su 'estado' natural es diploide y el número aploide de cromosomas = 11. Es decir cada una de las celulas de una sandía (semilla, planta, tallo, flor, fruto) tienen 22 cromosomas (diploide=2n=22). A través de un tratamiento químico se puede lograr que el número de cromosomas se duplique. Por lo tanto cada célula de una sandía químicamente tratada tendrá 44 cromosomas. El producto químico más convencional es un alcaloide llamado colchicina (C22H25O6N). Este producto distorsiona la segregación o separación de los cromosomas al momento de replicación y se consigue que las células contengan un mayor número de cromosomas. Durante el proceso de este tratamiento con colchicina varias cosas pueden pasar. Es posible matar las plantas debido a fitotoxicidad causada por el producto. ambién es posible obtener plantas aneuploides y plantas quimeras; es decir que son parcialmente diploide y parcialmente tetraploide (y en raros casos hay incluso sectores triploides). Una vez que se ha comprobado que las plantas que sobrevivieron el tratamiento con colchicina son tetraploides se procede a autofecundarlas para incrementar la semilla tetraploide. En las primeras generaciones de autofecundación el contenido de semilla por fruto suele ser muy bajo debido al estrés que la planta esta teniendo (hay que recordar que se esta alterando su estado natural de diploide). Después de varias generaciones (ciclos) de autofecundación se logra estabilizar la línea para que se mantenga en fase tetraploide y que produzca buena semilla. El mantenimiento de las líneas tetraploides se hace por autofecundación, de igual manera que se mantendría una línea diploide. Pero se debe de poner especial cuidado al momento de producirla porque un porcentaje mínimo en la población tatraploide va a

13 tener la tendencia de regresar a su estado natural diploide. Estas plantas deberán removerse del lote de producción para no tener problemas de contaminación en el futuro. A continuación se presenta un esquema para la producción de semilla triploide: Sandía Normal con 2N cromosomas (Diploide) ratamiento químico (C22H25O6N) Sandía tetraploide con 4N cromosomas Flor femenina de planta tetraplodide(4n) X Flor masculina de planta diploide (2N) Frutos con semilla triploide La producción de semilla triploide (que después producirá frutos sin semilla) se logra a través de cruzar una línea tetraploide como el componente femenino con una línea diploide como el donador de polen. La cruza inversa no produce semilla. El polen que producen las plantas triploides es no-viable y la cantidad del mismo es mínima. Es por ello que en un campo de producción de sandias sin semillas se debe de sembrar las plantas triploides acompañadas con un polinizador diploide. Companion - Polinizador de entrenudo corto En la producción de sandías sin semilla o triploides, usualmente entre un tercio y un cuarto del campo tiene que ser plantado con sandía diploide con el fin de tener suficiente polen para asegurar un buen amarre de fruta y buenos rendimientos. Siguiendo esta práctica se consigue un buen amarre de fruta triploide pero también habrá frutos diploides. Al momento de cosechar en el mismo campo se encontrará fruta con semilla y fruta sin semilla. Esto puede hacer la cosecha más laboriosa pues se tendrán que estar separando las frutas o se tendrán que dar varias pasadas al campo. El otro inconveniente es al momento de tratar de estimar rendimiento de frutas sin semilla pues siempre se tendrá el factor de confusión de las frutas con semilla. Existe aún otra desventaja, usualmente la

14 maduración de las sandías con semilla es más temprano que la de las triploides. Si se quiere aprovechar las frutas diplodes el equipo de cosecha entrará al campo y más pronto empezarán a pisar sobre las plantas y a causar algún daño a las mismas. Un método conveniente para obtener mayor cantidad de frutas sin semilla por unidad de superficie es a través de utilizar un polinizador más eficiente. Un polinizador que permita que más plantas triploides sean trasplantadas en el campo y que no compita por nutrientes o espacio. Con la utilización del polinizador de entrenudo corto (PEC) se consigue precisamente lo que se describió en el párrafo anterior. Las plantas de entrenudos cortos no representarán la misma competencia que las plantas diploides de entrenudos de tamaño normal (o guía larga). Estas plantas de entrenudo corto tienen la misma capacidad de producir polen como cualquier otro diploide de tal manera que haya un buen amarre de fruta en el híbrido triploide El polinizador de entrenudo corto debe ser plantado en la misma cama de siembra donde se plantan las triploides. La proporción entre diploide y triploide es de una planta de PEC por cada 2 o 3 de triploides. (Ver esquema posterior). Como se puede observar en el diagrama, la población de plantas triploides es aumentada y por lo tanto se esperaría un incremento de frutos triploides por unidad de superficie. En teoría el rendimiento de fruta triploide debe ser mayor que con el sistema convencional de plantación. Las plantas de entrenudo corto son distribuidas de manera que provean de polen a las plantas que las rodean. Aunque se mencionaron las proporciones de 2:1 o 3:1 otros diseños pueden ser experimentados para encontrar el arreglo en campo que ofrezca los mejores resultados. Mucho de ello dependerá en las condiciones de la región, temperatura ambiental, presencia de abejas que transporten el polen, etc. Si se llegasen a plantar todos los diploides de entrenudo corto en un surco y los triploides en surco diferente, se corre el riesgo de retardar el amarre de fruta o inclusive de no tener frutas triploides. El polinizador de entrenudo corto puede ser plantado al mismo tiempo que los triploides aunque se recomienda plantarlo de días después de haber plantado la triploide.

15 Método Standard D PEC Usando PEC PEC D PEC D PEC PEC D Es recomendable que se remuevan los frutos de las plantas de entrenudo corto. Con ello se lograría extender el periodo de floración masculina y por tanto la disponibilidad de polen. Al remover los frutos de las plantas de entrenudo corto también se evita que los mismos alcancen tamaño completo. Bajo condiciones favorables estos frutos diploides pueden llegar a medir unos 20 x 17 cm y pesar unos kg. Se recomienda la colocación de abejas en el campo para garantizar una buena distribución de polen y altos rendimientos de fruta triploide de buena calidad. Sandías sin semilla con fruto de tamaño individual ("sandías personales") La principal diferencia entre las 'tradicionales' sandías sin semilla o triploides y las sandías triploides de tamaño individual es al momento de trasplantar. Específicamente la distancia entre plantas en la misma cama de siembra o surco. Estas plantas se deben de plantar más cerca una de la otra.

16 Los mismos cuidados respecto a la humedad y temperatura óptima para germinación de la semilla que se toman en cuenta en las triploides regulares aplican para las de fruta más pequeña. Lo mismo para otras prácticas culturales como es la fertilización, riego y presencia de insectos para transportar el polen. Durante el desarrollo de estos híbridos triploides de fruta pequeña, el personal de investigación de Seminis ha evaluado diferentes densidades de plantación. Basado en resultados obtenidos se ha encontrado que una población de aproximadamente 4,000 plantas por acre (unas 10,000 por Hectárea) es la más adecuada para conseguir un rendimiento satisfactorio. Se recomienda que se usen otras densidades para determinar cuál es la más conveniente para condiciones de manejo específicas. PLANAS POR ACRE Espacio Surcos Surcos entre a 80" a 84" plantas Espacio entre plantas PLANAS POR HECAREA Surcos a Surcos a 2.0 m 2.2 m 18" 4,354 4, cm. ~11,000 ~10,000 24" 3,265 3, cm. 8,350 7,515 Las tablas anteriores proporcionan una guía general de las poblaciones de plantas de sandía por unidad de superficie. Las poblaciones en mención son "poblaciones totales". Se debe de tomar en cuenta que entre un 20% a un 30% de la población total será dedicada al polinizador diploide. Lo que es de menor tamaño en estos híbridos triploides es el fruto; las plantas crecen del mismo tamaño y a la misma tasa de crecimiento que las triploides convencionales. Las plantas del polinizador (o diploides) deben ser trasplantadas al mismo tiempo que se trasplantan las triploides o una semana después. Con ello se asegura la disponibilidad de polen para que el amarre de fruta sea satisfactorio. El polinizador se debe de plantar en el mismo surco intercalado con las triploides para que haya amarre de fruta desde la base de la planta.

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