Resúmenes ejecutivos: ejercicio fiscal 2010
Resúmenes ejecutivos: ejercicio fiscal 2010 Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas Sistema Nacional de Recursos Fitogenéticos para la Aiimentación y la Agricultura Av. Presidente Júarez, núm. 13. Col. El Cortijo. Tlalnepantla, Estado de México. C.P.: 5400 Imagen Digital Portada: Miguel Ángel Báez Pérez. Diseño de interiores: Saúl Ruiz Oble. Corrección: Francisco Isaac Galicia Rodríguez. Primera edición: septiembre 2012 Este programa es de carácter público, no es patrocinado ni promovido por partido político alguno y sus recursos provienen de los impuestos que pagan todos los contribuyentes.
Directorio SECRETARÍA DE AGRICULTURA, GANADERÍA, DESARROLLO RURAL, PESCA Y ALIMENTACIÓN Dr. Francisco Javier Mayorga Castañeda Secretario de agricultura Lic. Mariano Ruiz-Funes Macedo Subsecretario de agricultura Dr. José Arnulfo del Toro Morales Director general de productividad y desarrollo tecnológico SERVICIO NACIONAL DE INSPECCIÓN Y CERTIFICACIÓN DE SEMILLAS Ing. Enriqueta Molina Macías Directora general del SNICS M. en C. Rosalinda Gonzáles Santos Directora del SINAREFI
Básicos e Industriales Resúmenes ejecutivos: ejercicio fiscal 2010
Proyecto Red Vainilla Delfino Reyes López 1, Rebeca Alicia Menchaca García 2, María Teresa González Arnao 3, Araceli Pérez Silva 4, Manuel Huerta Lara 1 y Braulio Edgar Herrera Cabrera 5. 1 Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Facultad de Ingeniería Agrohidráulica. 2 Universidad Veracruzana, Centro de Investigaciones Tropicales, 3 Universidad Veracruzana, Facultad de Ciencias Químicas. 4 Instituto Tecnológico de Tuxtepec. 5 Colegio de Postgraduados, campus Puebla. Resumen Durante el período de financiamiento 2010-2011de la Red Vainilla, por parte del Sistema Nacional de Recursos Fitogenéticos para la Alimentación y la Agricultura (SINAREFI), se culminó satisfactoriamente con los proyectos: Mantenimiento de accesiones del banco de germoplasma de vainilla; Caracterización morfológica y genética de vainilla; Conservación in vitro, crioconservación y caracterización de quimiotipos de vainilla; Precursores aromáticos; y Fortalecimiento e integración de la Red Vainilla. Por otra parte, se dio mantenimiento a las 120 accesiones resguardadas en el Banco de Germoplasma de Vainilla. En relación al mantenimiento, se implementaron el control de plagas, enfermedades y malezas; la fertilización; la polinización; el control de sombra; y el tutoreo y el encause de guías, entre otras actividades. Se caracterizaron morfológicamente hoja y tallo de 35 accesiones de vainilla; estas accesiones también se caracterizaron molecularmente a través de estudios de los cromosomas y realización de códigos de barras del ADN, esto con la finalidad de lograr el registro varietal ante el Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas (SNICS). Con la finalidad de mantener un stock in vitro de ejemplares únicos, se realizaron actividades de mantenimiento en más de 50 accesiones de vainilla de diferentes especies y de diferentes procedencias. En los estudios de crioconservación se consiguió establecer el protocolo para lograr este tipo de conservación a largo plazo. En relación al estudio aromático de la vainilla: en las vainas beneficiadas de Vanilla odorata fueron detectados 87 compuestos volátiles y en la vainilla rayada se identificaron 80 compuestos volátiles. En los estudios de quimiotipos realizados con loci microsatélites, fue posible identificar variaciones a nivel intraespecífico en V. planifolia, en las cuales, 13 loci resultaron polimórficos para los quimiotipos de V. planifolia y estos definieron cinco genotipos cultivados en la región de Totonacapan, en el estado de Veracruz. Se realizaron dos reuniones de la Red Vainilla con la intención de realizar el plan estratégico de la red y de dar a conocer los avances de los proyectos que la Red Vainilla desarrolla en conjunto con el Comité Nacional del Sistema Producto Vainilla. Introducción En México los recursos genéticos para la agricultura y la alimentación han estado ligados a su historia, economía y cultura, han sido parte de la evolución de la sociedad mexicana, al permitir, mediante su aprovechamiento, la supervivencia, el crecimiento, el desarrollo y el florecimiento de las diferentes culturas que habitan en el país, las cuales actualmente practican un gran número de sistemas de producción, tradicionales y modernos, que se llevan a cabo en la superficie agrícola de la república mexicana. En México aún es grande la diversidad de especies de vainilla. Algunas de estas especies todavía se desarrollan de manera silvestre y han convivido a través del tiempo con plagas, enfermedades, variaciones del clima y otros factores adversos, razón por la cual se les considera como fuente de información genética que puede ser útil para el mejoramiento genético de las especies más utilizadas en la industria. El objetivo principal del proyecto de la Red Vainilla es el rescate y la conservación, en diferentes niveles, del género Vanilla. Los niveles en los que se deben realizar el rescate y la conservación son: el banco de germoplasma, la conservación in vitro, la crioconservación y el estudio acerca de su uso y potenciación. En el último tema mencionado se aborda la caracterización morfológica y molecular mediante un estudio cariotípico; también se contempla la obtención del código de barras del ADN y la identificación de los quimiotipos. básicos e industriales Materiales y métodos Para realizar la caracterización morfológica, se consideró la información de hoja y tallo de 35 accesiones del Banco de Germoplasma de Vainilla. En el caso de la hoja se registraron los siguientes datos: color, longitud, ancho, grosor, textura y forma. En el caso del tallo se registraron los siguientes datos: color, textura, diámetro, distancia entre nudos y presencia de raíces adventicias. Para efectuar la conservación in vitro, así como la regeneración de algunas especies, se utilizaron semillas y esquejes de plantas pertenecientes a las diferentes especies existentes en el Banco de Germoplasma de Vainilla. Las metodologías utilizadas fueron las propuestas por Menchaca (1989) y Lozano (2010). En la determinación del protocolo de crioconservación fue necesaria la reproducción in vitro de las especies de vainilla que están disponibles en el Banco de Germoplasma de Vainilla de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Veracruzana. Para definir el protocolo de crioconservación se utilizaron ápices aislados in vitro de plantas de V. planifolia, los cuales fueron congelados en nitrógeno liquido. Para realizar el estudio de cromosomas, el material que se utilizó fueron los ápices de raíces de 30 accesiones de Vanilla planifolia Andrews. Las accesiones fueron proporcionadas por el Banco de Germoplasma de Vainilla de Puebla. Se utilizaron ápices radiculares en crecimiento activo. Los ápices de raíces de 75
las diferentes accesiones de Vanilla planifolia Andrews, fueron recolectados cuando presentaban de 0.5 a 2.5 cm de longitud y posteriormente se realizó el pretratamiento correspondiente y la fijación. Para la caracterización mediante el código de barras de ADN, se colectaron muestras de hojas de las diferentes accesiones de Vanilla spp. representadas en el Banco de Germoplasma de Vainilla. Cuando las muestras llegaron al laboratorio fueron congeladas a -80 C para ser deshidratadas mediante el empleo de la liofilizadora. Posteriormente se pulverizó el tejido seco. (Este paso es necesario para preparar el material para la extracción del ADN.) La extracción del ADN se realizó de acuerdo al protocolo de Saghai-Maroof et al. (1984), al cual se le hicieron pequeñas modificaciones. Una vez estandarizadas las concentraciones de ADN (10 ng/μl), se procedió a realizar la amplificación mediante técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) de los genes mitocondriales matk y rcbl, los cuales representan genes estándares para la determinación del código de barras en plantas. Para efectuar el estudio cariotípico se realizó la extracción del ADN. Se obtuvo ADN de alto peso molecular y baja cantidad de productos de degradación, a partir de 125 individuos de V. planifolia. En relación a los análisis aromáticos, primero se realizó una caracterización morfométrica de la vainilla Tlatepusco. Posteriormente, en la cosecha se realizó el análisis químico proximal para conocer el contenido de carbohidratos, fibra cruda, proteínas, lípidos totales y cenizas. Los precursores de aroma de origen glicosídico fueron identificados por un método indirecto, el cual consiste en la liberación de las agliconas por medio de una hidrolisis enzimática. Finalmente, los compuestos volátiles liberados fueron identificados por la técnica de acoplamiento de la cromatografía de gases y la espectrometría de masas (GC-MS) y por la técnica de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Para el fortalecimiento de la Red Vainilla se realizaron dos reuniones. La primera reunión se realizó el día 24 de junio de 2011, en las instalaciones del Orquidario del Centro de Investigaciones Tropicales de la Universidad Veracruzana. El objetivo fue determinar el plan estratégico de la Red Vainilla. La segunda reunión fue denominada Seminario Nacional de Investigación en Vainilla. Esta reunión se llevó a cabo, conjuntamente con el Comité Nacional Sistema Producto Vainilla, los días 21 y 22 de octubre del 2011, en las instalaciones de la Universidad Autónoma Chapingo. Resultados y discusión Durante el año 2011 se supervisó el mantenimiento del Banco de Germoplasma de Vainilla que está ubicado en el municipio de Tenampulco, en el estado de Puebla. Este banco de germoplasma resguarda 120 accesiones de vainilla provenientes de los estados de Chiapas, Oaxaca, Puebla, Veracruz y Quintana Roo. La actividad de mantenimiento realizada fue el control de malezas, plagas y enfermedades. Se logró la caracterización morfológica de 35 accesiones de vainilla, con base en las características de la hoja y el tallo. Se consiguió la caracterización molecular de las accesiones mediante el estudio cariotípico y la determinación del código de barras del ADN. Con la caracterización morfológica y la caracterización molecular se obtuvieron datos para identificar clones en poblaciones de vainilla en la región del Totonacapan, Veracruz. Esta identificación será útil en el futuro para realizar el registro varietal ante el SNICS. A través de las técnicas de propagación in vitro se pudieron obtener más de 50 accesiones de diferentes especies de vainilla y también fue posible la creación de una base de datos con el número, el nombre y la procedencia de cada especie. Durante este período se le dio mantenimiento a todas las accesiones in vitro con la finalidad de conservar ejemplares para su propagación y resguardo. Aunado a lo anterior, se propagaron híbridos de vainilla (V. planifolia x V. pompona y V. pompona x V. planifolia) como parte del inicio de un programa de mejoramiento genético, cuya finalidad es evaluar a mediano y a largo plazo su efecto positivo en lo relacionado a la resistencia a enfermedades, resistencia a la sequía y resistencia a otras cuestiones que afectan al cultivo en la actualidad. Se iniciaron ensayos de liberación a suelo de plántulas micropropagadas de vainilla para su posterior incorporación al Banco de Germoplasma in vivo de la Red Vainilla. Se estableció un banco de germoplasma in vitro con más de 50 accesiones de vainilla. Se definieron los protocolos específicos para la propagación in vitro de vainilla y se proporcionó mantenimiento a la colección in vitro de vainilla. En el caso de la crioconservación se realizó la multiplicación in vitro y el congelamiento en nitrógeno líquido, utilizando ápices de vainilla y la metodología de gota vitrificación. En relación al estudio aromático de vainilla. En las vainas beneficiadas de Vanilla odorata fueron detectados 87 compuestos volátiles y en las vainas de la vainilla rayada se identificaron 80 compuestos volátiles. El estudio realizado permitió por primera vez obtener el perfil aromático de una especie de vainilla silvestre, particularmente Vanilla odorata. Se observó que el contenido de vainillina, del p-hidroxibenzaldehido, y el ácido vainillínico son muy bajos comparados con los obtenidos en la vainilla rayada (Vanilla planifolia); sin embargo, el contenido de ácido p-hidróxibenzoico fue superior en Vanilla odorata que en Vanilla planifolia variedad rayada. Es interesante evaluar este punto ya que esta tendencia también se observa en las muestras de Vanilla tahitensis, la cual es una especie de vainilla que presenta bajos contenidos de vainillina, comparados con los encontrados en Vanilla planifolia. En los estudios de quimiotipos con la utilización de loci microsatélites, fue posible identificar variación a nivel intraespecífico en V. planifolia, en la cual 13 loci resultaron polimórficos para los quimiotipos de V. planifolia y permitieron definir cinco genotipos cultivados en la región de Totonacapan, Veracruz. Se comprobó que en el posible centro de origen de la vainilla existe variación genética y quimiotípica fundamental para el diseño de un programa de 76
mejoramiento genético, el cual permita optimizar los beneficios que el cultivo ofrece a sus usuarios y que contribuya a la conservación del pool genético primario de V. planifolia J. en México. Para el fortalecimiento de la Red Vainilla se realizaron dos reuniones. La primera reunión se realizó el día 24 de junio de 2011, en las instalaciones del Orquidario del Centro de Investigaciones Tropicales de la Universidad Veracruzana. El objetivo fue determinar el plan estratégico de la Red Vainilla. La segunda reunión fue denominada Seminario Nacional de Investigación en Vainilla. Esta reunión se llevó a cabo, conjuntamente con el Comité Nacional Sistema Producto Vainilla, los días 21 y 22 de octubre del 2011, en las instalaciones de la Universidad Autónoma Chapingo. Conclusiones Se logró culminar en su totalidad todos los objetivos planteados en el proyecto de la Red Vainilla para el ejercicio fiscal 2011. básicos e industriales 77
Resúmenes ejecutivos: ejercicio fiscal 2010 Se terminó de imprimir en Grupo Publicitario Imagen Digital. Prol. 2 de Marzo, núm 21. Col. Zaragoza. Texcoco, Estado de México. Se tiraron 500 ejemplares. Forros: cartulina sulfada. Interiores: papel couché de 150 g. Familia tipográfica utilizada: Minion Pro. Agosto, 2012.