Art\u00edculo completo en PDF<\/a><\/p>\n El presente arti\u0301culo esta\u0301 basado en la investigacio\u0301n \u201cCaracterizacio\u0301n de tetraploides y formacio\u0301n de hi\u0301bridos triploides en tomate de ca\u0301scara (Physalis ixocarpa Brot.)\u201d, galardonada con el Premio de Investigacio\u0301n UANL 2013, en la categori\u0301a de Ciencias de la Tierra y Agropecuarias, otorgado en sesio\u0301n solemne del Consejo Universitario, en septiembre de 2013.<\/p>\n El tomate de ca\u0301scara, tomate verde o tomatillo Physalis ixocarpa Brot., es una especie nativa de Me\u0301xico y Centroame\u0301rica, y su aprovechamiento se remonta a e\u0301pocas prehispa\u0301nicas. (1) El tomatillo es un ingrediente de platillos mexicanos con frecuencia usado en lugar de tomate rojo (Lycopersicon esculentum Mill), debido a su color verde y acidez. Es fuente de vitaminas A y C, y se ha sugerido que los productos qui\u0301micos aislados del tomatillo, como el ixocarpalactone A, poseen propiedades quimiopreventivas al ca\u0301ncer de colon.2 Actualmente es uno de los cultivos horti\u0301colas ma\u0301s importantes de Me\u0301xico, (3) ocupa el cuarto lugar entre las hortalizas en superficie sembrada: 48475.17 has. (4)<\/p>\n El contenido de humedad del tomatillo es de aproximadamente 92%, y de la materia seca: 11% es protei\u0301na, 18% grasas, 13% ceniza y 5% fibra alimenticia total, 53% de carbohidratos; el contenido calo\u0301rico es de 31 Kcal 100g-1 y un pH de 3.76.5 La importancia adquirida por este cultivo se debe al aumento significativo en el consumo per ca\u0301pita (4.5 kg) a nivel nacional, asi\u0301 como al aumento de la exportacio\u0301n a los Estados Unidos de Norteame\u0301rica y Canada\u0301. (6)<\/p>\n A pesar de la amplia variabilidad gen\u00e9tica, tanto en el tomate silvestre como en el domesticado, (7) el rendimiento medio nacional es de 15.58 t ha-1<\/sup>, el cual se considera bajo, de acuerdo al rendimiento potencial de 40 t ha-1<\/sup>.<\/p>\n La autopoliploidi\u0301a es un estado biolo\u0301gico inducible caracterizado por la duplicacio\u0301n del nu\u0301mero de genomas de un mismo individuo, con lo cual se logra incrementar la variabilidad gene\u0301tica, que puede ser aprovechada por los fitomejoradores. La autopoliploidi\u0301a aumenta el taman\u0303o efectivo de la poblacio\u0301n e incrementa la flexibilidad geno\u0301mica, y facilita asi\u0301 el manejo de la seleccio\u0301n artificial. La redundancia gene\u0301tica permite la divergencia adaptativa de genes duplicados. (8) El mejoramiento gene\u0301tico mediante la formacio\u0301n de tetraploides en especies como sandi\u0301a, papa, pla\u0301tano espa\u0301rragos, cafe\u0301, ci\u0301tricos, y la obtencio\u0301n de hi\u0301bridos triploides ha originado importantes avances. La utilizacio\u0301n de autotetraploides y diploides de tomate de ca\u0301scara previamente caracterizados y seleccionados como parentales, asi\u0301 como la obtencio\u0301n de hi\u0301bridos triploides podri\u0301a aumentar los rendimientos y mejorar caracteri\u0301sticas agrono\u0301micas en esta especie, en la cual la hibridacio\u0301n mediante la utilizacio\u0301n de li\u0301neas endoga\u0301micas no es posible, debido a que presenta autoincompatibilidad gametofi\u0301tica. (9) El objetivo de este trabajo fue caracterizar y seleccionar autotetraploides para generar hi\u0301bridos triploides de tomate de ca\u0301scara de alto rendimiento.<\/p>\n MATERIALES Y ME\u0301TODOS<\/strong><\/p>\n El material inicial utilizado consistio\u0301 en semillas de cinco poblaciones tetraploides: 2T, 5T, 11T, 16T y 20T, formadas por accio\u0301n de la colchicina10 y cinco diploides originarias de Me\u0301xico: (19D) variedad rendidora, de la cual se formaron las poblaciones autotetraploides, (13D) gran esmeralda (poblacio\u0301n mejorada), (1D) criollo (Acatzingo, Puebla), (21D) criollo (Quecholac, Puebla) y el (18D) criollo morado tamazula (Arandas, Jalisco). Diez hi\u0301bridos triploides formados del cruzamiento de tetraploides por diploides. La evaluacio\u0301n en campo de componentes de rendimiento y calidad de fruto de los materiales citados se realizo\u0301 en 2009, 2010 y 2011, en\u00a0General Cepeda, Coahuila (25\u00b0 23 \u0301 02 \u0301 \u0301 LN; 101\u00b0 27 \u0301 10 \u0301 \u0301 LO;1480 msnm, ambiente 1), en el campo agri\u0301cola experimental de la Universidad Auto\u0301noma Agraria \u201cAntonio Narro\u201d, en Saltillo, Coahuila (25\u00b0 22 \u0301 LN; 101\u00b0 00 \u0301 LO; 1742 msnm, ambiente 2), y en los laboratorios de los Departamentos de Fitomejoramiento y Horticultura de la misma Universidad.<\/p>\n Ana\u0301lisis del nivel de ploidi\u0301a<\/strong><\/p>\n Se inicio\u0301 con la caracterizacio\u0301n citogene\u0301tica de los autotetraploides y diploides para determinar el nivel de ploidi\u0301a de dichos materiales, esto fue por ana\u0301lisis mito\u0301tico con la te\u0301cnica del proceso enzima\u0301tico, estandarizada para tomate de ca\u0301scara. (11) Para esto se pusieron a germinar 20 semillas en cajas Petri de cada poblacio\u0301n. Las ce\u0301lulas con cromosomas en metafase se obtuvieron de puntas de rai\u0301ces de semillas en germinacio\u0301n, adema\u0301s se confirmo\u0301 el nivel de ploidi\u0301a mediante ana\u0301lisis de citometri\u0301a de flujo, que se realizo\u0301 en el Laboratorio Nacional de Geno\u0301mica para la Biodiversidad (Langebio) en el Cinvestav de Irapuato, Guanajuato, de acuerdo al protocolo del equipo (Partec CyStain UV precise P-05-5002).<\/p>\n Establecimiento en campo<\/strong><\/p>\n Para la produccio\u0301n de pla\u0301ntulas se sembraron 100 semillas de cada poblacio\u0301n en charolas de germinacio\u0301n, colocando una semilla por cavidad, a una profundidad de 0.5cm. Posteriormente, las charolas se llevaron al invernadero para acelerar el proceso de geminacio\u0301n; tres di\u0301as despue\u0301s se colocaron las charolas en un contenedor con agua a una altura de 5cm, donde se mantuvieron alrededor de treinta di\u0301as. Cuando las pla\u0301ntulas alcanzaron de 10 a 12cm de altura y dos pares de hojas verdaderas, fueron llevadas a campo para su trasplante.<\/p>\n El trasplante en campo fue bajo el disen\u0303o experimental de bloques al azar, con cinco repeticiones; las camas de siembra fueron preparadas con una bordeadora, posteriormente fue colocada manualmente la cinta de riego y el acolchado pla\u0301stico. Las camas de siembra fueron de 5 metros de largo y 1.80 m de ancho y con una separacio\u0301n de 60 cm entre plantas y dos hileras por cama, con una separacio\u0301n de 30 cm entre e\u0301stas, la parcela u\u0301til fue de diez plantas con competencia completa.<\/p>\n Ana\u0301lisis de viabilidad de polen<\/strong><\/p>\n Para el ana\u0301lisis de polen, 30 di\u0301as despue\u0301s del trasplante se tomaron florecillas de tres plantas por poblacio\u0301n en cada una de las repeticiones. La viabilidad de polen se estimo\u0301 por la te\u0301cnica de tincio\u0301n con colorante acetocarmi\u0301n a 1%. (12)<\/p>\n Evaluacio\u0301n de componentes de rendimiento y calidad de fruto<\/strong><\/p>\n Las variables evaluadas en las dos localidades fueron de rendimiento total de fruto (RTF), que se determino\u0301 al momento de cosecha, pesando todos los frutos producidos por planta: peso promedio de fruto (PPF), nu\u0301mero total de frutos por planta (NTF). Las tres variables anteriores fueron estimadas de una muestra aleatoria de diez plantas en cada una de las repeticiones, en cinco cortes con intervalos de ocho di\u0301as. Las variables dia\u0301metro polar (DPF) y dia\u0301metro ecuatorial de fruto (DEF) se midieron con un vernier digital de precisio\u0301n (AutoTECTM<\/sup>), en tres frutos por planta de tres plantas tomadas al azar de cada poblacio\u0301n y por repeticio\u0301n, del segundo, tercero y cuarto corte.<\/p>\n Se estimaron so\u0301lidos solubles totales (SST) en jugo de frutos, mediante un refracto\u0301metro Atago\u00a0N-1E.\u00a0<\/sup>y expresada en \u00b0Brix, la firmeza de fruto (FF) se determino\u0301 con un penetro\u0301metro con soporte marca Frut\u00a0Presure Tester 13 Kg FT-327 y puntilla de 8 mm, para esto se retiro\u0301 la cuti\u0301cula en dos puntos opuestos de la parte ecuatorial del fruto, se introdujo el penetro\u0301metro de un solo impulso hasta la marca y se tomaron dos lecturas por fruto (Kg cm-2), el pH fue estimado en jugo concentrado de frutos frescos, y se utilizo\u0301 un potencio\u0301metro digital Corning modelo 320, la vitamina C se determino\u0301 de acuerdo a la metodologi\u0301a oficial del AOAC,13 estimada en (mg 100g-1). Las cuatro variables antes citadas fueron tomadas en tres frutos por planta de tres plantas seleccionadas al azar de cada poblacio\u0301n y por repeticio\u0301n, del segundo, tercero y cuarto corte, que se efectuaron a los 84, 93 y 100 di\u0301as despue\u0301s del trasplante.<\/p>\n Formacio\u0301n y evaluacio\u0301n de hi\u0301bridos triploides<\/strong><\/p>\n Para formar los hi\u0301bridos triploides se utilizaron cinco tetraploides (2T, 5T, 11T, 16T y 20T) selecciona- dos con base en el rendimiento y la calidad de fruto y cinco diploides (1D, 13D, 18D, 19D y 21D). Se sembraron 50 semillas por poblacio\u0301n en charolas de poliestireno, con turba canadiense como sustrato. Posteriormente, las charolas se llevaron a invernadero donde se desarrollaron las pla\u0301ntulas. Treinta di\u0301as despue\u0301s, cuando las pla\u0301ntulas alcanzaron de 10 a 12 cm de altura y dos pares de hojas verdaderas, se trasplantaron en invernadero. Se plantaron 50 pla\u0301ntulas (cinco por cada poblacio\u0301n), en suelo con acolchado y fertiriego, las que se colocaron en pares (una diploide con una tetraploide) para facilitar las cruzas.<\/p>\n Los cruzamientos se realizaron de forma manual, pasando polen de las flores de los diploides a las flores de tetraploides, previamente emasculadas. Cada una de las flores fecundadas se marco\u0301 con una eti- queta y se cubrio\u0301 con una bolsa de papel, se polinizaron diariamente de cinco a diez flores por planta hasta el te\u0301rmino de la floracio\u0301n; los cruzamientos fueron\u00a0de acuerdo al disen\u0303o II de Carolina del Norte. Los hi\u0301bridos triploides obtenidos se verificaron por ana\u0301lisis meio\u0301tico en diacinesis de la profase I de la meiosis. (14) Para la evaluacio\u0301n de los componentes del rendimiento y calidad de fruto de los diez hi\u0301bridos triploides generados por el cruzamiento de diploides por tetraploides, se utilizo\u0301 el mismo procedimiento descrito anteriormente para los tetraploides y diploides, en lo que se refiere al establecimiento en campo y variables evaluadas.<\/p>\n<\/div>\n Ana\u0301lisis estadi\u0301stico<\/strong><\/p>\n A las variables rendimiento de fruto, nu\u0301mero y peso de fruto, dia\u0301metro ecuatorial y polar de fruto, so\u0301li- dos solubles totales, firmeza de fruto, pH y vitamina C, de poblaciones diploides, tetraploides y triploides de tomate de ca\u0301scara (tratamientos) se les aplico\u0301 el ana\u0301lisis de varianza para el modelo de un disen\u0303o de bloques al azar, y la comparacio\u0301n de medias se realizo\u0301 mediante la prueba de Tukey\u00a0(p\u22640.05). Para ello se utilizo\u0301 el programa estadi\u0301stico de SAS versio\u0301n 9.0.<\/p>\n RESULTADOS Y DISCUSIO\u0301N<\/strong><\/p>\n Ana\u0301lisis del nivel de ploidi\u0301a<\/strong><\/p>\n El nivel de ploidi\u0301a estimado en los diploides fue de 24 cromosomas, que coincide con lo reportado por Menzel y Grimaldo,15,16 quienes mencionan que en tomatillo el nu\u0301mero haploide de cromosomas es de 12, es decir, cada una de las ce\u0301lulas soma\u0301ticas tiene 24 cromosomas (diploide 2n = 2x = 24). Sin embargo, en las 15 poblaciones autotetraploides de tomate de ca\u0301scara estudiadas, se confirmo\u0301 que su nu\u0301mero cromoso\u0301mico fue 2n = 4x = 48, ratificando la efectividad de la colchicina para duplicar el nu\u0301mero cromoso\u0301mico en tomate de ca\u0301scara, aunque se ha encontrado que la induccio\u0301n de poliploidi\u0301a en otras\u00a0especies puede ser poco estable, ocurriendo el restablecimiento del nu\u0301mero diploide de cromosomas17 (figura 1).<\/p>\n De las 25 plantas analizadas por citometri\u0301a de flujo se encontro\u0301 que 20 fueron tetraploides (80%), mientras que cinco mostraron picos en la citometri\u0301a de flujo, que indican una condicio\u0301n triploide. En las poblaciones diploides, rendidora (19D), morado tamazula (18D) y el criollo de la regio\u0301n Palmarito (21D), utilizados como plantas control, el cito\u0301metro mostro\u0301 perfiles que indican un estado diploide. La distribucio\u0301n del pico principal de fluorescencia en las 25 plantas experimentales y el grupo control diploide mostraron una distincio\u0301n entre materiales con condiciones 2X, 3X y 4X (figura 2).<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n <\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n \u00a0Ana\u0301lisis de viabilidad de polen<\/strong><\/p>\n Se encontro\u0301 que las poblaciones diploides presentaron de 82.52 a 95.81% de viabilidad de polen, mientras que en los autotetraploides fue de 52.47 a 73.21%. Los diploides presentaron, aproximadamente, de 22.6 a 30.05% ma\u0301s viabilidad de polen que los autotetraploides. La duplicacio\u0301n del genoma en tomatillo produjo una reduccio\u0301n en la viabilidad del polen. Resultados similares encontraron Ferna\u0301ndez, Arbo y Ferna\u0301ndez (18,19) en otras especies autopoliploides. Los porcentajes ma\u0301s bajos de viabilidad del polen en algunas poblaciones poliploides son el resultado de irregularidades meio\u0301ticas que conducen a la produccio\u0301n de gametos no balanceados e inviables. He et al<\/em>. (20) mencionan que la duplicacio\u0301n del genoma juega un papel importante en el desarrollo de polen normal en arroz. De acuerdo con el criterio de Stebbins, (21) los autopoliploides se caracterizan por la presencia de multivalentes en meiosis, dando como consecuencia fertilidad reducida; por lo tanto, baja viabilidad de polen.<\/p>\n Evaluaci\u00f3n de componentes de rendimiento y calidad de fruto<\/b><\/p>\n El an\u00e1lisis de varianza mostr\u00f3 diferencias altamente significativas (p<0.01) entre ambientes. Los valores obtenidos en el ambiente 1 fueron superiores en 38.74 en RTF, 58.8 en PPF, 46.67 en DPF y 20.53% en DEF, a los obtenidos en el ambiente 2, solamente en el ambiente 2 se tuvo 9.94% m\u00e1s NFP que en el ambiente 1. Los diploides 1D (1.99Kg planta-1<\/sup>) y 13D (2.57 Kg planta-1<\/sup>) tuvieron los mayores rendimientos, pero fueron iguales a los tetraploides 5T (1.83Kg planta-1), 11T (1.75) y 20T (1.92), estos autotetraploides derivaron de la poblaci\u00f3n diploide 19D (1.58 Kg planta-1<\/sup>), la cual tuvo un rendimiento inferior en 9.87 a 17.70% a dichos tetraploides. Los\u00a0rendimientos obtenidos en todas las poblaciones bajo estudio superan el rendimiento medio nacional en 87% a 236.39%, y el rendimiento del mejor tetraploide supero\u0301 el rendimiento medio nacional en 151.18%. Se encontraron diferencias altamente significativas (p<0.01) entre las poblaciones estudiadas para las variables RTF, PPF, DPF, DEF y NFP. En el PPF, los diploides 1D (46.98g) y 13D (43.74g) y el tetraploide 11T (34.98g) fueron estadi\u0301sticamente iguales (p\u22640.05), se encontro\u0301 que el PPF del diploide 19D fue estadi\u0301sticamente mayor (F= 41.48 p<0.01) al peso promedio de fruto de los tetraploides (tabla I), esto indica que la poliploidizacio\u0301n redujo el PPF, el menor PPF en tetraploides se debe, en parte, a que los tetraploides tuvieron mayor nu\u0301mero de frutos, aunque de menor taman\u0303o. El tetraploide 20T con 69 frutos planta-1<\/sup>\u00a0fue estadi\u0301sticamente superior (p<0.05) en NFP a la poblacio\u0301n 13D, que produjo 60 frutos planta-1<\/sup>, y fue el diploide con mayor rendimiento de fruto.<\/p>\n En DEF, el diploide 1D y 13D fueron estadi\u0301sticamente iguales\u00a0(p\u22640.05); adema\u0301s, el 13D fue igual (p>0.05) a los tetraploides 5T, 11T, 16T y 20T. Los diploides tuvieron un DPF estadi\u0301sticamente diferente (p<0.05) a los tetraploides, siendo los diploides 1D (39.91mm) y 13D (38.42mm) los que presentaron los valores ma\u0301s altos (tabla I), el mejor diploide su- pero\u0301 en 19% al mejor tetraploide, la duplicacio\u0301n del genoma indujo una reduccio\u0301n el DPF.<\/p>\n En el ana\u0301lisis de varianza realizado para estimar el efecto de la poliploidi\u0301a sobre la calidad de frutos de tomate de ca\u0301scara, se encontraron diferencias estadi\u0301sticas significativas entre ambientes para so\u0301lidos solubles totales (p=0.005) y pH (p<0.01), indican- do que las poblaciones tuvieron un comportamiento diferencial en los ambientes bajo estudio, mientras que la FF y vitamina C se comportaron estables a trave\u0301s de ambientes. Se presentaron diferencias altamente significativas (p<0.01) entre poblaciones\u00a0para FF, VC y en pH (p=0.003); sin embargo, en SST no se encontraron diferencias significativas (p=0.237) entre poblaciones; los diploides fueron estadi\u0301sticamente superiores en FF a los tetraploides (tabla II).<\/p>\n![\"tomatesverdes\"](\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2014\/01\/tomatesverdes.png\")
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