IV JORNADAS SOBRE INNOVACIN EN EL SECTOR FRUTCOLA

EXTREMEO

Don Benito, 29 de Enero de 2009

UNIN EUROPEAFondo Europeo de Desarrollo Regional

Vicepresidencia Segunda y Consejera deEconoma, Comercio e Innovacin

IV JORNADA SOBRE INNOVACIN EN EL SECTOR HORTOFRUTCOLA

Don Benito, 29 de Enero de 2009

PROGRAMA 11:00 Apertura. D. Francisco Prez Urbn (Secretario General de Desarrollo Rural

y Administracin Local) y D. Jess Alonso Snchez (Director General de Innovacin y Competitividad Empresarial)

11:25 Influencia del 1-MCP en la calidad postcosecha de tres cultivares de ciruela

Beln Velardo Micharet. INTAEX 11:50 La polinizacin del ciruelo japons en Extremadura. Problemtica y

seleccin de variedades polinizadoras. Engracia Guerra Velo. Finca La Orden

12:15 Sistema de Vigilancia del Sector de la Fruta en Extremadura: Un proyecto

hecho realidad. Juan Manuel Lpez - Roberto Ballesteros. (InfocenterSudoeste Recursos)

12:40 Nuevas variedades de fruta adaptadas al consumidor final: EL SABOR Y LA

TEXTURA. Luis M Aliseda Martn, Director Centro I+D de Viveros Provedo SA

13:05 Comportamiento varietal y optimizacin de la calidad de comercializacin y

de consumo de fruta de hueso. Cristina Jos Miguel Pintado. INTAEX

13:30 Fitosanitarios: Presente y Futuro.

Miguel Valero Valero. Dtor Gerente. Asesor rea Agroalimentaria. AGQ Labs. (Sevilla)

14:00 Clausura. Da. Ana M Alejandre Bueno (Directora General de Promocin

Empresarial) y D. Antonio Chavero Hidalgo (Presidente AFRUEX)

LA POLINIZACIN DEL CIRUELO JAPONS EN EXTREMADURA. PROBLEMTICA Y SELECCIN DE VARIEDADES POLINIZADORAS.

ME. Guerra1,2, A. Wnsch2, M. Lpez-Corrales1 y J. Rodrigo2

1 Departamento de Hortofruticultura. Centro de Investigacin 'Finca La Orden- Valdesequera'.

06187 Guadajira, Badajoz. 2 Unidad de Fruticultura. Centro de Investigacin y Tecnologa Agroalimentaria de Aragn

(CITA) Avda. Montaana 930, 50059 Zaragoza.

El ciruelo japons en Extremadura

El ciruelo japons ha experimentado un gran crecimiento de superficie cultivada en Extremadura en los ltimos aos, pasando de 959 ha en 2000 a 4.223 ha en 2007 y superando la superficie destinada al cultivo de melocotones (2.760 ha) y nectarinas (2.800 ha). Este protagonismo creciente del ciruelo en la fruticultura extremea queda reflejado en un aumento de las producciones, que llegaron a 68.000 t en 2007.

La produccin de ciruelas en Extremadura se centra en variedades de maduracin temprana destinadas al consumo en fresco, recayendo ms del 50% de la produccin en variedades de piel negra, y el resto en variedades de piel roja amarilla. Las ms cultivadas en la actualidad son Angeleno, Larry Ann, Songold, Fortune, Black Diamond, Black Amber, Red Beaut, Black Star y Black Gold.

A pesar de la gran importancia que ha alcanzado el cultivo del ciruelo japons en Extremadura, en ocasiones sufre grandes oscilaciones en el cuajado de un ao a otro que repercuten negativamente en la cosecha.

Polinizacin y cuajado

El cuajado en el ciruelo japons se puede ver afectado por diferentes causas, desde plagas y enfermedades a factores climticos adversos durante la floracin como las heladas. La polinizacin tambin es determinante en el establecimiento del cuajado definitivo, ya que es necesario que se produzca la fecundacin de al menos un vulo para que se produzca el cuajado, por lo que es importante la presencia de suficientes insectos polinizadores para asegurar el transporte del polen hasta el estigma de las flores. Al igual que otros frutales de hueso, el ciruelo japons presenta incompatibilidad polen-pistilo de tipo gametoftico, controlado por un mecanismo gentico de reconocimiento de alelos S. En el pistilo de la flor se expresan dos alelos S distintos, mientras que en el grano de polen se expresa un nico alelo S. Este mecanismo impide la autofecundacin, de manera que una variedad no pueda ser fecundada por su propio polen, promovindose as el cruzamiento.

Durante la polinizacin, las abejas depositan los granos de polen en el estigma de la flor, donde germinan generando un tubo polnico. Las flores de variedades autocompatibles pueden ser fecundadas con su propio polen, mientras que las variedades autoincompatibles necesitan ser polinizadas con polen de otra variedad que tenga al menos un alelo S diferente, lo que hace necesaria la presencia en la plantacin de rboles polinizadores de otras variedades.

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En las relaciones compatibles entre variedades, si el alelo S del polen de la variedad polinizadora es distinto a los alelos S del pistilo de la variedad polinizada, los tubos polnicos crecen a lo largo del estilo hasta el vulo, donde se produce la fecundacin, la formacin del embrin y el posterior desarrollo de fruto (Fig. 1). Sin embargo, en las relaciones entre variedades incompatibles entre s, el grano de polen presenta el mismo alelo que el pistilo y los tubos polnicos detienen su crecimiento en el estilo antes de alcanzar el ovario, impidiendo que el vulo sea fecundado (Fig. 1) y por consiguiente impidiendo que haya cuajado. Aunque en el cultivo de variedades autoincompatibles se asegure la presencia de polen compatible con la introduccin de variedades polinizadoras, puede producirse falta de cuajado si el polen no se traslada adecuadamente hasta el estigma de las flores. Para ello es necesario asegurar la presencia de insectos polinizadores mediante la introduccin de colmenas durante la floracin.

Adems de existir polen compatible en la plantacin de otra variedad es imprescindible que las dos variedades coincidan en floracin, por lo que es importante conocer la poca de floracin de cada variedad en la zona de cultivo.

Figura 1. Crecimiento de los tubos polnicos en relaciones entre variedades compatibles (Sc) e incompatibles (Sa).

En este trabajo se analizan las posibles causas de los bajos cuajados encontrados en algunas de las principales variedades de ciruelo japons cultivadas en Extremadura, con la finalidad de suministrar al sector frutcola extremeo una alternativa agronmica que permita solucionar cuajados errticos. Para ello, se analiza si los problemas de produccin son debidos a una falta de polinizacin mediante la realizacin de ensayos de polinizacin y cuajado en campo. A continuacin, se determina si la causa de esta situacin es la incompatibilidad polen-pistilo mediante la observacin del crecimiento de los tubos polnicos al microscopio en auto-cruzamientos y cruzamientos entre variedades realizados en laboratorio. Finalmente, se identificaron los grupos de incompatibilidad de las principales variedades cultivadas en nuestra Comunidad mediante la determinacin gentica de los alelos S de cada variedad usando tcnicas moleculares.

SaSb

Sc Sa

Sc Sa

SaSb

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Estudio de la polinizacin en campo

Con el fin de determinar si la falta de cuajado est causada por un problema de polinizacin o se debe a otros factores externos, se realizaron ensayos de cuajado en campo utilizando variedades con un historial de cuajados irregulares en diferentes parcelas. En cada una de ellas se establecieron tres ensayos. En el primero, se marcaron ramas de varios rboles al azar, en las que se realiz un seguimiento del proceso de cada y cuajado de frutos en condiciones reales de cultivo. En los restantes ensayos se seleccionaron flores en estado de botn globoso prximo a la apertura de la flor (Fig. 2), a las que se les quit manualmente los ptalos y los estambres (Fig. 3) para impedir la llegada de insectos con polen externo. Una parte de estas flores fueron polinizadas manualmente con polen previamente obtenido de la misma variedad, y el otro grupo de flores emasculadas fueron polinizadas con polen de otras variedades coincidente en floracin. En todos los ensayos se realizaron conteos semanales del nmero de flores y de frutos en desarrollo hasta la maduracin.

Figura 2. Flores en estado de botn globoso, un da antes de la apertura de la flor.

Figura 3. Flores emasculadas en las que se han eliminado manualmente ptalos y estambres.

Los porcentajes de cuajado obtenidos en el tratamiento en condiciones reales fueron variables dependiendo de las plantaciones y variedades, pero en general fueron muy bajos, reflejando la falta de produccin de las variedades analizadas en las condiciones de cultivo. En las autopolinizaciones de estas variedades no se obtuvo cuajado, indicando que la falta de produccin se debe a una polinizacin inadecuada. Finalmente, en los ensayos de polinizacin cruzada se obtuvieron diferentes resultados; mientras que en algunas combinaciones no se obtuvo cuajado, en otras se obtuvo un cuajado mucho mayor que el obtenido en el resto de la plantacin en las condiciones de cultivo, revelando una clara influencia de la variedad polinizadora en el cuajado.

Determinacin de las relaciones de compatibilidad

Una vez detectada la polinizacin como posible causa de cuajados errticos, se evalu la incompatibilidad floral. Por un lado se analiz la autocompatibilidad o autoincompatibilidad de cada variedad y por otro se estudiaron las relaciones de compatibilidad entre variedades. Para ello, se realizaron ensayos de autopolinizacin y polinizacin cruzada en laboratorio.

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Figura 4. Flores emasculadas para realizar cruzamientos en laboratorio.

En estos ensayos se recogieron flores en estado de botn globoso, se emascularon, se colocaron en bandejas (Fig. 4), se polinizaron manualmente y varios das despus, una vez transcurrido el tiempo suficiente para que los tubos polnicos alcanzaran el ovario, se recogieron los pistilos y se prepararon para su observacin al microscopio. En las variedades autocompatibles y en los cruzamientos entre variedades compatibles entre s se observ el crecimiento de los tubos polnicos a travs del estilo hasta llegar al ovario (Fig. 5A), mientras que en los autocruzamientos de variedades autoincompatibles y en los cruzamientos entre variedades incompatibles entre s, los tubos polnicos se detuvieron en la mitad del estilo sin alcanzar el ovario (Fig. 5B).

( A ) ( B )

Figura 5. Tubos polnicos en relaciones de compatibilidad (A) e incompatibilidad (B) en ciruelo japons.

COMPATIBLE INCOMPATIBLE

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La combinacin de los resultados obtenidos en campo y en laboratorio permiti determinar la autocompatibilidad de algunas variedades como Laettitia, Casselman Santa Rosa y la autoincompatiblidad de otras como Angeleno, Fortune, Songold Black Amber. Igualmente, se determinaron relaciones entre variedades compatibles (como Songold y Fortune Angeleno y Santa Rosa) e incompatibles como Fortune y Black Amber.

Composicin allica S de las variedades

La compatibilidad entre variedades tambin puede ser determinada identificando los alelos de cada variedad mediante el uso de marcadores moleculares. Se pueden identificar los alelos presentes en cada variedad usando tcnicas de PCR, mediante el uso de cebadores especficos complementarios en zonas conservadas del ADN. Ya que los distintos alelos S tienen diferente tamao, esta tcnica permite detectar las diferencias de tamao entre los diferentes alelos y asignar a cada variedad sus alelos correspondientes (Fig. 6).

Figura 6. Composicin allica S de siete variedades de ciruelo japons mediante amplificacin por PCR de ADN de cada variedad.

En este trabajo se determin la composicin allica S de algunas variedades de ciruelo japons ampliamente cultivadas en nuestra regin as como la de otras de ms reciente introduccin (Tabla 1).

Grupos de Incompatibilidad

Las variedades analizadas mediante PCR fueron incluidas en sus correspondientes grupos de incompatibilidad segn los alelos identificados, obtenindose 18 grupos de incompatibilidad distintos. Aquellas variedades que presentan los mismos alelos son variedades incompatibles entre s y se incluyen dentro del mismo grupo de

Sb

Sb Sb

Sb

Sh

Sh

Sh

Sh

Sc

So Sc

Sc

Se

Sf

Nubiana Angeleno S. Rosa Eldorado Q. Rosa Estndar de tamao Ambra Frontier

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incompatibilidad. Por el contrario, aquellas variedades que se encuentren en grupos de incompatibilidad distintos tendrn al menos un alelo S diferente y sern por tanto variedades compatibles entre s, pudiendo utilizarse como polinizadoras unas de otras siempre que coincidan en floracin (Tabla 1).

Tabla 1. Grupos de Incompatibilidad (G.I.) de las variedades analizadas en este trabajo.

G. I. Composicin allica Variedades

I SaSb 606, Red Beaut II SbSc Black Amber, Black Beaut, Delbartazur, Fortune, Laroda,

October Sun, Tc Sun, Zanzi Sun III SbSf Frontier, Golden Globe IV SbSh Eldorado, Freedom, Hirome Red, Larry Ann, Queen Ann,

Songria 10, Nubiana, Owen T VII ScSh Angelenex, Angeleno, Queen Rosa, Ruby Crunch VIII SeSh Black Diamond, Black Gold, Black Late, Early Queen,

Extremagold, John W, Diamex,Laettitia, Showtime, Souvenir IX SfSg Golden Japan X ShSk 31-SG-6, Golden Plum, Howard Sun, Songold XI ScSe Autum Giant, Black Splendor, Casselman, Royal Zee,

Royal Garner, Santa Rosa XII SbSe Pioneer, Sapphire XIII SeSf Black Star, Primetime XIV SaSc 87-91, Crison Glo XV SgSh 30-AN-7

XVII SbSo Ambra, Olinda 0 SaSh Songria 15 ScSo Red Herat SeSk Simka ShSq October Red SrSs Joana Red

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Conclusiones

- Se han identificado problemas de polinizacin como causantes de la falta de cuajado de algunas variedades de ciruelo japons.

- Las oscilaciones de cuajado observadas en algunas variedades son provocadas por problemas de incompatibilidad floral.

- A diferencia de lo que ocurre en otras especies frutales cuyas variedades son mayoritariamente autocompatibles, como el melocotonero y la nectarina, o mayoritariamente autoincompatibles, como el cerezo, en ciruelo japons la situacin no es tan clara, existiendo algunas variedades autocompatibles que pueden polinizarse con su propio polen y otras autoincompatibles, que necesitan polinizacin cruzada.

- Es necesario conocer el carcter de autocompatibilidad o autoincompatibilidad del resto de variedades para determinar las necesidades de polinizacin de cada una. Existe un trabajo en curso para el estudio de las variedades ms importantes.

- En el cultivo de las variedades autoincompatibles, el establecimiento de la composicin allica S de las variedades y su distribucin en grupos de incompatibilidad permite por un lado realizar una correcta seleccin de variedades polinizadoras, siendo adecuadas aquellas que presenten diferentes alelos, y por otro detectar posibles problemas en plantaciones adultas.

- Las variedades polinizadoras deben coincidir en floracin con la variedad a polinizar, por lo que es importante conocer las pocas de floracin en la zona de cultivo de las posibles variedades a utilizar.

- A pesar de haber un abanico amplio de variedades disponibles en Extremadura, se estn introduciendo en nuestra regin nuevas variedades procedentes de distintos programas de mejora de las que es necesario conocer su comportamiento en nuestras condiciones.

- En el diseo de nuevas plantaciones comerciales es necesario tener en cuenta las premisas anteriores para disminuir en lo posible los problemas de falta de cuajado.

Agradecimientos

Agradecemos a Agroseguro SA, Manuel Alonso Escobar [Cooperativa de Regantes de Extremadura (CREX)], J. R. Rituerto (RITUCON Consultora Agronmica), Viveros Provedo, Grupo ALM, J. L. Espada [Centro de Tcnicas Agrarias (CTA-Gobierno de Aragn)] e Ignasi Iglesias [Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentries (IRTA-Generalitat de Catalunya)] por el suministro de material vegetal para el desarrollo de este trabajo. El soporte financiero para la realizacin de este trabajo corri a cargo del Ministerio de Ciencia e Innovacin - Unin Europea (FEDER) (Proyecto AGL2006-13529-C02-00/AGR), Gobierno de Aragn (Grupo de Excelencia A-43) y Agroseguro S.A. Este trabajo se engloba dentro de una beca predoctoral INIA-MEC que desarrolla M.E. Guerra.

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