Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas   publicación especial número 23   28 de septiembre - 11 de noviembre, 2019

DOI: https://doi.org/10.29312/remexca.v0i23.2029

Artículo

Selección de plantas de papaya sobresalientes en ambientes comerciales
con fines de mejoramiento

Juan Carlos Álvarez Hernández1§

Luis Mario Tapia-Vargas2

1Campo Experimental Valle de Apatzingán-INIFAP. Carretera Apatzingán-Cuatro Caminos km 17.5, Antúnez, Parácuaro, Michoacán, México. CP. 60781. 2Campo Experimental Uruapan-INIFAP. Av. Latinoamericana 1101, Col. Revolución, Uruapan, Michoacán, México. CP. 60150. (tapia.luismario@inifap.gob.mx).

§Autor para correspondencia: alvarez.juan@inifap.gob.mx.

Resumen

Por la demanda del mercado, en las regiones productoras de México la variedad dominante es la Maradol, en diferentes niveles de calidad de fruta, ya que el tipo de semilla que se utiliza varía desde las originales F1, hasta selecciones descendientes identificadas como F2 a F5. Lo anterior, conlleva a una degeneración y segregación genotípica. De esta manera es necesaria una adecuada selección de progenitores y polinización controlada para la producción de semilla, y que este adaptada a la región de interés. Por ello, el objetivo fue seleccionar plantas de papaya sobresalientes y adaptadas a la zona productora de Michoacán. Mediante exploraciones de campo en parcelas comerciales, se identificaron y caracterizaron plantas de papaya del tipo Maradol hermafroditas y con características sobresalientes. En las plantas se seleccionaron botones florales y fueron cubiertos para provocar la autopolinización. Los frutos se colectaron en etapa de madurez y se obtuvieron las semillas. Se registraron variables morfológicas de planta y frutos, sanidad y germinación. 12 huertas presentaron plantas sobresalientes. La caracterización del progreso en el desarrollo de botón floral a frutos fue variable, pues se redujo la cantidad de frutos formados con relación a los botones cubiertos inicialmente, así como también, redujo la cantidad de frutos colectados en relación con los frutos formados. En cuanto al estado fitosanitario, se registró la presencia de virus, ácaros y otros insectos en la mayoría de las huertas registradas. La germinación fue aceptable. Se concluyó que se identificaron y caracterizaron plantas de papaya seleccionadas con base a características sobresalientes y adaptadas a la zona productora de Michoacán, para posterior estudio de mejoramiento.

Palabras clave: Carica papaya L., hermafrodita, producción de semilla, sexado de planta, variedad Maradol.

Recibido: julio de 2019

Aceptado: septiembre de 2019

Introducción

México se ubica en una privilegiada posición geográfica, lo que le favorecen las condiciones ambientales para el desarrollo de diferentes cultivos a campo abierto. Entre los cultivos de importancia económica la papaya (Carica papaya L.), cuyo consumo per capita anual es de 6.4 kg (SIAP, 2017). Es una especie frutícola de rápido crecimiento y de alta actividad fisiológica, se encuentra extendida en las regiones tropicales y subtropicales del país. Según el SIAP-SADER (2019), a nivel nacional de 2010 a 2018 el área cultivada, la producción total y el rendimiento por hectárea ha presentado tendencias crecientes en el cultivo de papaya, pasando de 16 261 a 17 807 ha (9.5%), 648 235 a 1 034 532 t (59.6%) y 46.49 a 58.09 t ha-1 (24.9%), respectivamente.

Asimismo, en orden de participación, los estados con mayor superficie cosechada en 2018 fueron Veracruz, Colima, Oaxaca, Michoacán Chiapas y Guerrero, que en conjunto sumaron 15 096 ha, no obstante, en rendimiento sobresale Oaxaca con 106.7 t ha-1 y en último lugar se colocó Veracruz con 32.9 t ha-1. Respecto al registro estadístico en Michoacán no ha sido estable, en los últimos 9 años el promedio de la superficie cultivada fue de 2 421 ±589 ha, el rendimiento total fue de 55 703 ±16 247 t y el rendimiento fue de 32 ±2.2 t ha-1 (SIAP-SADER, 2019).

Por la demanda del mercado, en las regiones productoras de México la variedad dominante es la Maradol de origen cubano (SIAP-2017), en sus diferentes niveles de calidad de fruta, ya que el tipo de semilla que se utiliza varía desde las originales F1 hasta selecciones descendientes identificadas como F2 a F5. Lo anterior, conlleva a una degeneración y segregación genotípica. Esta situación es atribuible al tipo de polinización característico de papaya e influenciado por su biología floral (Urasaki et al., 2012).

La papaya es una especie muy compleja desde el punto de vista fisiológico, y esa complejidad se refleja en la producción de frutos, por lo que es importante comprender los diferentes aspectos florales (Álvarez et al., 2018), además de la selección de los progenitores y polinización controlada, así como en la obtención de semilla, los cruzamientos deben de ser realizados entre plantas hermafroditas o autopolinización para la obtención de 66% de semillas que originarán plantas hermafroditas (Ram, 2005).

En la selección de plantas con fines de multiplicación de semilla deben reunir los requisitos que garanticen su origen y calidad basado en las siguientes características: ser vigorosas, fenotipo debe corresponder a la variedad deseada, libres de plagas y enfermedades o variedades que manifiesten tolerancia, mínima producción de frutos carpelares en planta hermafrodita durante invierno, frutos de sexo femenino o hermafrodita, presentar características que permitan determinar que es una producción óptima, localizarse a baja altura, debe obtener una producción mínima de flores femeninas estériles al final del verano y a principios de otoño o durante los periodos secos, ser uniformes, tanto el tamaño como en la forma del fruto (SNICS-SAGARPA, 2014).

Por lo anterior, es necesario rescatar material genético que pueda ser utilizado en el mejoramiento de la papaya para la producción de semilla, pero que también este adaptada a la región de interés (SNITT-SAGARPA, 2016). La cadena agroalimentaria de papaya se enfrenta a dificultades asociadas a la baja capacidad de innovación y desarrollo, dependencia en la producción de semillas del mercado exterior y además, casi la totalidad de la producción depende de la variedad Maradol.

Enmarcado en la filosofía de la horticultura intensiva, la estrategia se sustenta en alcanzar mayores rendimientos por área cultivada con el propósito de incrementar los niveles de productividad y competitividad (Kleiber et al., 2012). En base a lo anterior, el objetivo fue seleccionar en huertas comerciales genotipos de papaya con características sobresalientes y adaptadas a la zona productora de Michoacán.

Materiales y métodos

Mediante exploraciones de campo en parcelas comerciales del Valle de Apatzingán, Michoacán durante los meses de marzo a diciembre del año 2018, se identificaron plantas de papaya del tipo Maradol. Las características se basaron en identificar plantas con aspecto visual sano y de excelente vigor, de sexo hermafrodita, altura a la primera flor por debajo de 0.8 m y precocidad en la producción frutos.

En cada planta seleccionada, se eligieron al menos cuatro botones florales próximos a la apertura floral, con el fin de asegurar que no haya contaminación o polinización cruzada, estos se cubrieron con bolsa de papel encerado y fueron etiquetados. El proceso de desarrollo de los frutos hasta madurez fisiológica tardó aproximadamente cinco meses y fueron colectados para la extracción y acondicionamiento de semilla; a través, de lavado para siguiente estudio de germinación. La germinación se basó en remojó de la semilla en agua por tres dias, y se eliminó la semilla flotante, considerada como semillas vanas.

La semilla rescatada se colocó en franelas húmedas y se mantuvo a temperatura ambiente (27 ±3 ºC). Además, se contempló el nivel de sanidad de las plantas, mediante exploración visual se registró la presencia/ausencia de insectos-plaga bajo un muestreo aleatorizado en las plantas colindantes con las plantas sobresalientes, esto para prever algún grado de tolerancia o resistencia.

Las variables registradas fueron: caracterización de los sitios utilizando equipo y literatura especializada, porcentaje de frutos formados y colectados sobre los botones cubiertos inicialmente; presencia y ausencia de virus y principales plagas de papaya, altura de planta, al primer fruto y circunferencia de tallo y frutos por planta en etapa de cosecha. A los frutos colectados, se les registró la circunferencia polar y ecuatorial, el peso de fruto, ancho de pulpa, solidos soluble con refractómetro y firmeza con penetrómetro manual y estimación del rendimiento por planta.

En relación con la germinación, conociendo el número inicial de semilla y por diferencia se registró la semilla vana y posteriormente la semilla germinada. Los datos registrados fueron analizados con estadísticas descriptivas, en tanto la prueba de germinación fue porcentual.

Resultados y discusión

Se exploraron 28 huertas comerciales en cuatro municipios del Valle de Apatzingán Michoacán, en algunas huertas no se lograron identificar plantas sobresalientes, pues independientemente de la superficie, esto no garantizó su presencia, por lo que solamente 12 huertas presentaron este tipo de plantas en localidades correspondieron a los municipios de Parácuaro y Tepalcatepec. La localización y altitud siguieron un patrón común a su vez, las superficies y genotipos de las huertas fueron variables, así como, el registro de plantas, botones y frutos (Cuadro 1).

Cuadro 1. Caracterización de huertas comerciales de papaya y condición de plantas seleccionadas.

De igual manera, en el Cuadro 2 se presentan los valores porcentuales alcanzados de los frutos formados y los frutos colectados; es decir, los frutos de calidad. Como se aprecia, durante el desarrollo redujo la cantidad de frutos formados con relación a los botones cubiertos, así como también, redujo la cantidad de frutos colectados en relación a los frutos formados, debido a factores de naturaleza que influyeron en el proceso, con esto, los frutos con calidad a excepción de la huerta HP3, el resto de las huertas, presentaron porcentajes inferiores al 50% de frutos colectados.

Cuadro 2. Ciclo del proceso botones florales a frutos colectados y caracterización fitosanitaria y morfológica de plantas de papaya sobresalientes.

En el mismo Cuadro 2, también se aprecia el registro del estado fitosanitario (presencia/ausencia) de tres principales problemas fitosanitarios en la región, y concentración de otras plagas menos persistentes (mosca blanca, áfidos), al respecto, chicharrita no se detectó en las huertas, al menos en el periodo de muestreo. En cuanto altura de la planta y circunferencia de tallo presentaron valores característicos del tipo Maradol, la altura al primer fruto y el número de frutos por planta son aceptables para su integración de estos materiales en un proceso de mejoramiento (Cuadro 2).

Es importante señalar que la industria de la papaya enfrenta dos principales problemas, enfermedades y diferenciación del sexo en etapa de plántula (Karambu et al., 2018). Cabe señalar, que Carica papaya se propaga por semillas, con ello heterogeneidad de las plantas (Bhattacharya and Khuspe, 2001). Además, en México la principal variedad de papaya cultivada es Maradol (Santamaría et al., 2009). Por lo que la selección de plantas es la primera labor de gran importancia, pues significa un buen inicio para mejorar el cultivo.

El proceso inicial se sustenta en localizar una plantación o plantas uniformes, de buen rendimiento, sanidad, vigor y características de crecimiento como uniformidad en tamaño y forma de frutos, uniformidad de la producción, inicio de la floración de baja altura y con predominancia del sexo hermafrodita, además, las plantas no deben tener frutos deformes. Todas estas características deben ser idóneas, pues son heredables (Díaz, 2002). Por ello, en el presente estudio la metodología empleada, persigue los principios fundamentales para contar con una base genética apropiada para elegir materiales promisorios.

Referente a la caracterización de los frutos, los resultados se presentan en el Cuadro 3, el peso del fruto fue tolerable, oscilando entre 0.9 a 1.36 kg y este a su vez se vio reflejado en el tamaño de fruto y ancho de pulpa cuya tendencia fue similar. Los valores de sólidos solubles y dureza de pulpa revelan dulzura y firmeza adecuada, respectivamente. Los rendimientos por planta fueron variables; sin embargo, con el rendimiento mínimo registrado de la huerta HP13, a una densidad reservada tradicional de 2 000 plantas ha-1, es posible superar las 50 t ha-1 (Cuadro 3).

Cuadro 3. Caracterización de frutos colectados y rendimiento estimado de plantas de papaya.

Por otra parte, los valores estadísticos calculados de las variables registradas se muestran en el Cuadro 4.

Cuadro 4. Parámetros estadísticos de las variables registradas en plantas de papaya.

AP= altura de planta; CT= circunferencia de tallo; APF= altura a primer fruto; FP= frutos por planta; CPF= circunferencia polar de fruto; CEF= circunferencia ecuatorial de fruto; PF= peso de fruto; AP= ancho de pulpa; SS= solidos solubles; FP= firmeza de pulpa y REP= rendimiento estimado por planta.

Tanto las características cualitativas y cuantitativas de flor, hojas, semilla, planta y principalmente frutos, son parámetros importantes a evaluar en la selección de materiales (Oliveira de et al., 2012). Particularmente, °Brix superiores a 12, color de pulpa rojo, tamaño de fruto y forma de fruto adecuado y alargado no deforme, son requisitos mínimos de calidad de fruta para la obtención de semilla (Stice et al., 2016). También, el color de la cáscara es la característica más utilizada para evaluar el estado de maduración de los frutos de papaya (Santamaría et al., 2009) y este soporta un criterio visual en la elección de los frutos.

Respecto al comportamiento de la germinación, en el periodo de remojo hubo bajo porcentaje de semilla vana, incluso en algunas huertas no hubo. En cuanto a la germinación general fue superior al 80% (Figura 1).

Figura 1. Semilla vana y germinación alcanzada en plantas de papaya sobresalientes.

En tanto el periodo de respuesta de la germinación estuvo entre 9 y 14 días; sin embargo, la mayor germinación se registró a los 12 días (Figura 2).

Figura 2. Variación de la germinación en el tiempo en plantas de papaya sobresalientes.

Como ya se señaló, las características agronómicas de tolerancia o resistencia a enfermedades, son los principales aspectos deseables por los programas de mejoramiento, basados en una base genética ampliada con el fin de satisfacer el mercado (Silva et al., 2007) y en esa identificación, el análisis de crecimiento permite diferenciar características de crecimiento inicial que posibilitan el aumento del rendimiento en etapa adulta y favorecen los trabajos de mejoramiento en busca de genotipos más productivos, con ello, es posible explicar diferencias en el crecimiento de origen genético o debido a modificaciones ambientales (Rodríguez et al., 2015).

Dado que la variabilidad genética en poblaciones comerciales permite considerar la explotación del cultivo de papaya tomado como base para el desarrollo de cultivares mejorados. En esta temática, escasos reportes existen sobre poblaciones comerciales (Aikpokpodion, 2012). La papaya se basa en una base genética estrecha y pocas variedades o híbridos comerciales para siembra están disponibles y que no satisfacen las demandas de los mercados nacionales e internacionales (Filho et al., 2007), dado que el precio de la semilla de papaya híbrida importado es elevado, promueve que los productores seleccionen generaciones F2 a F4 en plantaciones continuas, aun cuando se corre el riesgo de pérdida de vigor y segregación en la forma del fruto (Marin et al., 2006).

Por lo que la recolección de semillas, derivada de la protección de los botones florales, es una práctica común (Stice et al., 2016), a diferencia de los híbridos que son generados por dos parentales consanguíneos y su desarrollo es tardado, por lo que este proceso es complicado por la eliminación de las partes masculinas de la flor (Chan, 2014). Por lo anterior, los estudios exploratorios en ambientes comerciales son importantes, para identificar materiales promisorios, para la implementación una estrategia de multiplicación y distribución.

Conclusiones

En 12 huertas se identificaron plantas de papaya seleccionadas con base a características sobresalientes y adaptadas a la zona productora de Michoacán. Los frutos de calidad colectados variaron entre plantas seleccionadas, ya que durante el proceso desde elección de botones florales hasta la formación de frutos existe una perdida por condición natural superior al 50%. De los cuatro problemas fitosanitarios de importancia económica en la región, la chicharrita no se registró en las huertas registradas.

Los valores registrados de las variables morfológicas y de frutos, corresponden a las características de la variedad Maradol. La germinación de la semilla fue superior al 80% y ocurrió en mayor proporción a los 12 días.

Agradecimientos

Al Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, por el financiamiento otorgado derivado de la Convocatoria Fondos Fiscales 2018, número de proyecto SIGI: 14123334388.

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