banco de germoplasma -...

BANCO DE GERMOPLASMAPara conservar recursos fitogenticos criollos, acriollados y silvestres de granos bsicos

La reproduccin de este documento es financiado por la Unin Europea.

La presente publicacin ha sido elaborada con la asistencia de la Unin Europea. El contenido es responsabilidad exclusiva del Instituto Nicaragense de Tecnologa Agropecuaria (INTA) y en ningn caso debe considerarse que refleja los puntos de vista de la Unin Europea.

Manual prctico para el manejo de germoplasma de

Proyecto "Apoyo a la Produccin de Semillas de Granos Bsicos para la Seguridad Alimentaria de Nicaragua"PAPSSAN DCI-FOOD/2009/021-586

Manual prctico para el manejo de germoplasma de granos bsicos

Una Publicacin del Gobierno de Reconciliacin y Unidad Nacional a travs del Instituto Nicaragense de Tecnologa Agropecuaria (INTA)

Fuente de financiamiento : UNION EUROPEA

Informacin tcnica : MSc. Donald Jurez Gmez (INTA) MSc. Oswalt Jimnez Caldera (INTA)

Revisin tcnica : Ing. Julio Luna Cuadra (CNDF-DGPSA/MAGFOR) Ing. Jos Jen Vzquez (CNDF-DGPSA/MAGFOR) Ing. Julio Mungua Sandoval (ATI-PAPSSAN)

Fotografas : CNIA, INTA - Centro NorteDibujos : Mauricio Aguilera - Oficina de Comunicacin INTADiseo y diagramacin : Hauny Mendieta - Oficina de Comunicacin INTA

Reservados todos los derechos, no pudindose reproducir estapublicacin o transmitirse por ningn sistema mecnico, electrnico, de fotocopia o similar sin previo permiso del INTA.

Tiraje: 2,000 ejemplares Managua - Nicaragua, Septiembre de 2013


ContenidoPresentacin 1

I. Introduccin 2

II. Manejo de germoplasma conservado ex situ 4

2.1 Clasificacin de los bancos de germoplasma 5 2.2 Colecta de germoplasma 6 2.3 Toma de muestras 10 2.4 Acondicionamiento de la muestra 12 2.5 Control de calidad 15

2.5.1 Peso de semilla 16 2.5.2 Prueba del contenido de humedad 16 2.5.3 Prueba estndar de germinacin 20 2.5.4 Pruebas de viabilidad 28 2.5.5 Prueba del vigor 31

2.6 Conservacin de germoplasma a corto y largo plazo 32 2.7 Regeneracin de germoplasma 36

2.7.1 Procedimiento para la regeneracin de accesiones de maz usando el mtodo de polinizacin de padres fraternos (polinizacin en cadena) 38 2.7.2 Procedimiento para la regeneracin de accesiones de frijol 43 2.7.3 Procedimiento para la regeneracin de accesiones de sorgo y arroz 45

III. Manejo de germoplasma conservado in situ 47

3.1 Recomendaciones tcnicas para el manejo de germoplasma en condiciones in situ 49 3.2 Manejo del insumo semilla durante la conservacin in situ 51 3.3 Principales causas de erosin gentica en colecciones conservadas in situ 52 3.4 Repatriacin de muestras a colecciones in situ 54

IV. Consideraciones finales 56

V. Referencias 57

VI. Glosario 58


Presentacin

Este manual es resultado de un esfuerzo emprendido por el Instituto Nicaragense de Tecnologa Agropecuaria (INTA) a travs del Proyecto "Apoyo a la Produccin de Semillas de Granos Bsicos para la Seguridad Alimentaria de Nicaragua" (PAPSSAN), para brindar a tcnicos, productores y productoras un documento bsico que sirva de referencia para el manejo adecuado del germoplasma de materiales criollos, acriollados y silvestres de cultivos de gran relevancia econmica.

Existe una vasta literatura concerniente al tema, sin embargo, mucha de ella no aborda problemas puntuales que los agricultores nicaragenses enfrentan cada da y su adecuacin a nuestras condiciones resulta una tarea engorrosa y al final se perdera la esencia de aspectos muy sencillos pero que hacen la diferencia en el manejo adecuado del germoplasma, que aparte de representar fuentes de semillas estos deben conservar las caractersticas genticas que los hacen especiales.

Estamos concientes que el documento adems de brindar informacin relevante y complementaria a las acciones emprendidas en el seno de este proyecto, contribuir mucho a otras iniciativas futuras y al conocimiento en general sobre el manejo del germoplasma conservado in situ y ex situ.

Lic. Mara Isabel Martnez Chavarra

Directora General INTA

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I. Introduccin

Desde tiempos neolticos cuando el ser humano pas de ser un cazador y recolector de frutas a trabajar la tierra y producir su propio alimento surgi el arte de la agricultura. Miles de aos han transcurrido y son muchos los cambios que el hombre y el medio ambiente a travs de la seleccin han hecho a las primeras especies domesticadas hasta el da de hoy. La domesticacin de estas especies fue basada en la seleccin de alelos raros, los cuales fueron ventajosos para la agricultura pero innecesarios para la sobrevivencia de las plantas en condiciones naturales. Al establecer estas especies como cultivos se ejerca presin de seleccin que result en cambios en las frecuencias allicas, fijacin de genes mayores y al mejoramiento de caractersticas cuantitativas.

La revolucin verde (iniciada en Mxico, 1940-1960), se encarg de maximizar la produccin a travs de la explotacin de la heterosis en programas de mejoramiento gentico para la obtencin de nuevas variedades que respondan con alta productividad a la aplicacin de insumos. Esta etapa en la agricultura mundial provoc disminucin en la diversidad gentica de los cultivos en dos maneras. Primero, porque se reemplaz la agricultura de asocios entre cultivos y el uso de la rotacin de cultivos por el monocultivo. Segundo, porque las variedades generadas en la poca provenan de una estrecha base gentica limitando su cultivo a pocas zonas agroecolgicas de un pas.

Hoy en da se habla que estamos a las puertas de una nueva revolucin, la genmica, en donde seremos capaces de construir los genotipos deseados en un tiempo muy reducido comparado con los mtodos tradicionales. Estas innovaciones seguramente marcarn el futuro de nuestra civilizacin en un mundo donde el cambio climtico y el crecimiento poblacional pronostican un futuro incierto en la produccin de alimentos, ms acentuado en pases en vas de desarrollo como el nuestro.

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Sin embargo, lo cierto es que gran parte del xito de los programas actuales de mejora se debe a la identificacin de fuentes de diversidad gentica contenida principalmente en materiales genticos criollos, acriollados y parientes silvestres conservados in situ y ex situ. A todo este conjunto de materiales les denominaremos a lo largo del presente manual recursos fitogenticos.

Los recursos fitogenticos como fue expresado anteriormente, es cualquier material gentico de origen vegetal de valor real o potencial para la alimentacin y la agricultura. Estos aparte de ser fuentes de genes para programas de fitomejoramiento son la base de la produccin de alimentos en pases en va de desarrollo que se encuentran localizados en centros de origen de las especies.

En la actualidad, los sistemas de conservacin de estos recursos son frgiles, debilitados por la falta de financiamiento y polticas eficaces, falta de infraestructura, poca sostenibilidad de los proyectos, factores relacionados al cambio climtico, entre otros. A lo largo del presente documento brindaremos fundamentos bsicos de cmo manejar germoplasma de granos bsicos conservado in situ y ex situ.

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II. Manejo de germoplasma conservado ex situ

La conservacin de germoplasma ex situ es la conservacin de los recursos genticos fuera de sus hbitats naturales. Se realiza con el objetivo de evitar la prdida de diversidad gentica causada por desastres naturales o por el crecimiento poblacional el cual a su vez es expresado en el aumento de actividades industriales, urbanizaciones y el avance de la frontera agrcola. Con este tipo de conservacin tambin se prioriza la disponibilidad actual y futura de materiales con alto valor econmico, nutricional e industrial como base principal en actividades de mejoramiento gentico enfocadas a la creacin de variedades ms adaptadas a las diversas condiciones agroecolgicas de un pas.

Sin embargo, es importante tener presente que un banco de germoplasma debe ser parte de toda una estrategia integral de pas lo cual permitir su sostenibilidad en el tiempo y garantizar todos los recursos econmicos, humanos y tcnicos necesarios para mantener las colecciones y realizar las actividades de conservacin.

Las instalaciones en donde se va a conservar el material deben poseer condiciones controladas de humedad y temperatura (temperaturas preferiblemente de 1-5C y humedades relativas menores que 35%) para garantizar la viabilidad de las accesiones por un perodo prolongado de tiempo de al menos 5 aos dependiendo de la especie y de la calidad fisiolgica inicial de la accesin.

Se debe recordar que la conservacin de germoplasma ex situ no mejora la calidad fisiolgica de las semillas, por lo que se debe evitar el ingreso de accesiones con baja calidad. Las instalaciones pueden variar en diseo y dimensiones dependiendo del nmero y el tamao de las muestras que se van a conservar pero deben de contar siempre con un suministro constante de energa elctrica y equipos que permitan acondicionar, conservar y regenerar los materiales.

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2.1 Clasificacin de los bancos de germoplasma

Los bancos de germoplasma de acuerdo a Jaramillo & Baena (2000) se pueden clasificar basados en tres criterios de conservacin:

1. Segn el tipo de muestra

- Bancos de semilla.

- Bancos de campo (jardines botnicos y arboreta): En estos se conservan especies que poseen semillas de naturaleza recalcitrante (semillas que pierden rpidamente su viabilidad al ser desecadas debido que su contenido de humedad no puede ser menor de un 12-30%), por lo que su conservacin es problemtica o poco factible (cacao).

- In vitro: En este tipo de banco se conservan especies que no se pueden conservar como semilla sino como tejidos tales como: pices, meristemos y callos, as tambin fragmentos de ADN. Con este mtodo la conservacin a largo plazo, se logra al reducir la tasa de crecimiento por influencia del uso de diferentes fitohormonas (pia y yuca).

2. Segn el nmero de especies que conservan

- Bancos mono y oligo-especficos: Son bancos en los que se conservan una o pocas especies que pueden ser conservadas a corto o mediano plazo.

- Bancos poliespecficos: La conservacin de recursos fitogenticos en estos bancos es a largo plazo y se conserva una amplia gama de especies de inters actual o potencial. Generalmente son bancos que obedecen a un plan de conservacin de recursos genticos de un pas con motivos de realizar investigacin y emprender programas de mejoramiento. Un ejemplo es el banco de germoplasma del INTA-CNIA en Managua, el cual est en las primeras fases de su fundacin y que est iniciando con la conservacin de granos bsicos (arroz, frijol, maz y sorgo).

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3. Segn el mandato de la institucin a la cual estn adscritos

Por mandato institucional se clasifican en bancos institucionales, regionales e internacionales. La conservacin de germoplasma en estos bancos estar dada por los objetivos que rigen la institucin.

- Bancos institucionales: nicamente conservan germoplasma utilizado para investigacin por el instituto del cual forman parte.

- Bancos regionales: Estos bancos se establecen como una institucin colaborativa entre varios pases para conservar el germoplasma y apoyar la investigacin y el desarrollo de variedades adaptadas a una determinada regin.

- Bancos internacionales: Son aquellos que estn ubicados en centros internacionales de investigacin y que fueron creados para apoyar la investigacin y el mejoramiento gentico en programas regionales de produccin. Se resguarda germoplasma especfico usado en sus programas de mejora as mismo de otros cultivos.

Antes que las muestras sean formalmente ingresadas al banco de germoplasma se llevan a cabo diversas actividades de vital importancia para garantizar la calidad de la semilla a conservar.

Estas abarcan desde la colecta de los materiales hasta el ingreso de la muestra a las instalaciones. Posteriormente se llevan a cabo labores de regeneracin de germoplasma cuando las accesiones han bajado considerablemente su calidad fisiolgica. En muchos bancos de germoplasma se realizan activamente caracterizaciones morfolgicas, moleculares y nutricionales del germoplasma conservado con el propsito de identificar materiales genticos promisorios para proyectos de fitomejoramiento. Sin embargo este manual no abarca aspectos especficos de caracterizaciones por tratarse de actividades propias de fitomejoramiento. A continuacin se detallan las principales actividades que como mnimo deben de ser cumplidas en un banco de conservacin de germoplasma ex situ:

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2.2 Colecta de germoplasma

El germoplasma puede ser obtenido principalmente a travs de colectas, pero tambin es posible ingresar nuevas accesiones a travs de donaciones o intercambios con organizaciones y/o instituciones que trabajan con el germoplasma requerido.

Cuando se trata de un banco nuevo y no se cuenta con ningn material la colecta debe ser dirigida a todos los materiales genticos de las especies de inters. Eso significa que se colecta todo lo encontrado durante las expediciones. Es necesario conocer muy bien las especies a colectar, su sistema reproductivo (algamas, autgamas), tipos de polinizacin, sus pocas de siembra o produccin y su distribucin geogrfica en el pas. Estos elementos nos dictaran el nmero de viajes de colecta necesarios para reunir la diversidad gentica deseada.

Dos aspectos importantes para ser exitosos en las colectas deben de ser la planificacin detallada de las expediciones y la participacin de la comunidad u organizaciones que tengan experiencias en la bsqueda de germoplasma. Mediante la planificacin de la colecta se pretende determinar las especies objetivos de la colecta, la estrategia de muestreo, lugares, fechas, nmero de poblaciones e individuoes que se tomarn como muestra, documentos, equipos y tcnicas a utilizar para la recoleccin del material.

Para esto es fundamental incluir en el equipo, personal calificado en diferentes reas que nos permita disear un buen plan, e incorporar miembros de la comunidad que se visitarn en las actividades de colecta, porque ellos poseen mayor conocimiento de las reas especficas donde es posible colectar el material deseado, permitiendo la optimizacin del tiempo y los recursos.

La planificacin de las misiones de colecta, debe contemplar el itinerario, listado de las zonas a visitar, ruta lgica, cronograma y duracin de la misin, lo cual permita ajustar el presupuesto destinado para la actividad en recursos como: vehculos, combustible, equipos y materiales, se debe unificar la metodologa de la colecta con todos los involucrados.

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Entre los instrumentos necesarios para las colectas estn:

- GPS (Global Position System)- Bolsas plsticas y de papel (kraft)- Marcadores permanentes de diferentes tamaos- Fichas de colecta- Tabla de soporte para tomar apuntes- Lapiceros- Termo para almacenar las muestras en caso que necesiten mantenerse

a baja temperatura- Caladores o chuzos- Una cmara fotogrfica para documentar la expedicin y cualquier

caracterstica cualitativa de relevancia

Previo a iniciar la colecta, se realiza una entrevista al productor con el propsito de explicarle el motivo de la colecta y la importancia de conservacin del germoplasma. Para tal fin es conveniente que el personal est debidamente identificado lo cual permita generar un ambiente de confianza con el productor. Asmismo, debemos instruir al productor sobre las posibilidades de repatriacin del germoplasma en caso de ser necesario.

La entrevista debe ser fluida y con lapsos de tiempo para la obtencin de informacin general que puede ser registrada como observaciones. Durante la entrevista se debe evitar salir del tema principal para no prolongar la entrevista ms all del tiempo estipulado.

El instrumento para la entrevista es la ficha de colecta, la cual debe contener la informacin necesaria para lograr identificar la accesin y obtener la informacin ms relevante de la misma. Evitar el uso de fichas extensas que describan o pretendan registrar datos que son muy propios de las caracterizaciones morfolgicas, ya que a medida que ms solicitamos informacin al productor, ste siente menos confianza del proceso.

A continuacin se detalla un ejemplo de una ficha de colecta usada para reunir informacin relevante sobre las accesiones, usada en el banco de conservacin de germoplasma del INTA-CNIA.

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Proyecto "Apoyo a la Produccin de Semillas de Granos Bsicos para la Seguridad Alimentaria de Nicaragua" (PAPSSAN) DCI-FOOD/2009/021-586

REPBLICA DE NICARAGUA

Figura 1. Ejemplo de ficha de colecta de germoplasma.

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2.3 Toma de muestras

Las reglas internacionales de la International Seed Testing Association (ISTA) nos brindan directrices de cmo realizar un muestreo de semillas. Estas reglas no deben de verse como una condicin obligatoria durante la toma de muestras del germoplasma, pero nos dan una base tcnica de cmo proceder. Si las semillas se encuentran almacenadas en recipientes o contenedores de una capacidad de 15 a 100kg el muestreo se debe llevar a cabo como se establece en la Tabla 1.

El procedimiento para la toma de muestras debe permitirnos capturar la mayor representatividad del lote o grupos de semillas disponibles. Previo a la toma de la muestra, es importante verificar que la semilla no contenga graves afectaciones por plagas o enfermedades.

Son diversos los escenarios que nos podemos encontrar al momento de la colecta por lo cual sin importar la metodologa que se emplee, el colector debe tener la destreza para tratar de capturar la mayor diversidad gentica de la poblacin. La fuente para la toma de la muestra puede ser:

a. Semilla a granel.

La muestra se toma de la semilla a granel que posea el productor. Para lograr la representatividad de la muestra, lo ms indicado es homogenizar las semillas de donde se tomar la muestra, esto se logra mezclndolas cuidadosamente desde todos los ngulos del recipiente (nicamente para cantidades de semilla inferiores a un quintal) y posteriormente tomando pequeas porciones de semilla de las diferentes partes del recipiente (inferior, media y superior) hasta completar una muestra final cuyo peso depender de la cantidad de semilla que el productor posea. Cuando los lotes de semilla sean mayores a un quintal se deben de tomar por cada recipiente sus respectivas muestras primarias para conformar la muestra compuesta, de donde se obtendr la muestra que ser conservada en el banco.

Si la cantidad de semilla de donde se tomar la muestra a colectar es pequea, su homogenizacin y mejor visualizacin de los puntos de donde se tomarn las pequeas porciones de semilla puede ser facilitada si se colocase en un recipiente ms abierto. Una vez obtenida la muestra se debe empacar adecuadamente e identificar usando el cdigo de la ficha.

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b. Partes reproductivas.

En el caso de que el productor no tenga la semilla a granel debido que recientemente ha cosechado, debe de tomarse un nmero de unidades reproductivas (vainas, panojas y mazorcas) de todo el lote de semilla al azar que constituyan un aproximado al tamao de muestra deseada.

Es muy posible que en algunos casos las cantidades de semilla disponibles sea muy reducida, si la poblacin de inters es muy importante se debe proceder a tomar la muestra por nmero de semillas (ver ejemplo de ficha) y dicho material debe ser sometido a regeneracin de manera inmediata para aumentar la cantidad de semillas sin correr el riesgo de perder diversidad gentica.

c. Plantas enteras.

En la colecta de germoplasma de parientes silvestres es importante aparte de colectar frutos y semillas tomar muestras de plantas completas para su correcta identificacin taxonmica y conservacin en herbario. Asmismo, las muestras vegetales pueden ser conservadas para la extraccin de ADN.

Tabla 1. Intensidad de muestreo en lotes de 15 a 100kg de peso.

Nmero de recipientes Nmero de muestras primarias

1-4 recipientes 3 muestras primarias de cada recipiente

5-8 recipientes 2 muestras primarias de cada recipiente

9-15 recipientes 1 muestra primaria de cada recipiente

16-30 recipientes 15 muestras primarias de cada lote

31-59 recipientes 20 muestras primarias de cada lote

De 60 a ms 30 muestras primarias de cada lote

ISTA, 2004.

Nota: La sumatoria de las muestras primarias nos debe dar el total de la muestra colectada.

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2.4 Acondicionamiento de la muestra

Inmediatamente despus de la colecta, las muestras deben ser codificadas y sometidas a una limpieza removiendo la materia inerte como restos vegetales de cosecha, piedras, arena, trozos de semillas, semillas con daos mecnicos o enfermas y semillas de otras especies. Prcticamente debe dejarse lo que en trminos de semillas se denomina semilla pura. Seguidamente las muestras deben ser empacadas y dejadas en un perodo de cuarentena de una a dos semanas. El propsito es observar la posible eclosin de insectos de almacn para tomar medidas de control.

Durante este perodo debe de valorarse adems el porcentaje de humedad de la muestra. Si la muestra presenta un porcentaje de humedad alto (mayor que 14%), sta debe de ser secada hasta alcanzar humedades menores a 12%. Inicialmente el secado debe realizarse colocando la muestra de semilla al sol en horas de la maana cuando la temperatura no sea alta por perodos no mayores de tres horas. La muestra debe removerse para lograr uniformidad en el secado (Figura 2).

Figura 2. Secado de accesiones al sol.

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Despus de este tiempo la semilla no debe de empacarse al instante ya que conserva an mucho calor. Se deja enfriar en un recipiente abierto o sobre una superficie limpia y seca para luego ser empacada.

Seguidamente, la semilla puede dejarse a temperatura ambiente por tres das hasta comprobar nuevamente su contenido de humedad empleando la metodologa descrita en la pgina 16. La humedad de la semilla es un factor clave para su conservacin. Nunca debe empacar semillas con humedad alta y menos si la temperatura ambiental tambin es alta. El empacado inicial de las semillas que conforman la accesion (0.5-1kg) se realiza depositando la semilla en una bolsa plstica y luego en una bolsa de papel kraft, esta a su vez es identificada externamente con el cdigo de la accesin. Una vez empacada la semilla esta lista para ser sometida a las pruebas de control de calidad y posteriormente a su conservacin en el banco (Figura 3).

B

A

Figura 3. Acondicionamiento de accesiones. A) Enfriado de accesiones luego del secado. B) Empacado de accesiones.

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Semilla de maz


Si durante el periodo de cuarentena en las muestras se encontrasen insectos plagas (comnmente gorgojos, picudos o palomillas) se recomienda realizar de inmediato la siguiente accin (Figura 4):

- Hacer orificios en la parte superior y media de la bolsa kraft de cada muestra.

- Depositar las muestras en una bolsa plstica quintalera, una sobre la otra de manera alterna.

- Depositar una pastilla de fosfuro de aluminio (pastilla de curar grano) en la parte inferior de la bolsa plstica entre las muestras. La pastilla debe depositarse en un empaque de papel para evitar su contacto directo con las muestras. (Nota: La utilizacin de pastillas de fosfuro de aluminio queda sujeto a lo estipulado en la Resolucin Ministerial N. 23-2004, Publicada en La Gaceta N. 191 del 01 de Octubre del 2004, de ser posible se recomienda utilizar otras tecnologas disponibles, menos dainas para la salud humana y con un enfoque ecolgico).

- Cerrar hermticamente la bolsa usando un pedazo de sondaleza.

- Transferir la bolsa con las muestras a un lugar aislado y dejarla en esas condiciones por un periodo de 4-5 das.

- Aplique las debidas normas de seguridad al manipular la pastilla de fosfuro de aluminio (guantes y mascarillas para protegerse las vas respiratorias).

- Si la muestra se encuentra muy afectada por insectos de almacn se debe valorar su descarte para evitar la diseminacin de las plagas hacia otras muestras sanas.

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Muestras con plagas Bolsas agujereadas

Fosfuro de aluminio

Almacenamiento de muestras ms el tratamiento qumico

Asegurado de bolsa para evitar fuga de fosfuro de aluminio

Figura 4. Representacin grfica del tratamiento para controlar insectos de almacn.

2.5 Control de calidad

El control de calidad es la estimacin de una serie de parmetros o variables que se miden antes de que las muestras de semillas sean llevadas a condiciones de conservacin o bien durante evaluaciones de rutina al germoplasma que se acerca a su periodo de regeneracin. A diferencia del control de calidad practicado a semillas como material certificado de siembra cuyo propsito es verificar estndares establecidos, este control de calidad pretende conocer la calidad de las semillas como germoplasma, no como material de siembra, por lo tanto los umbrales de calidad establecidos en las normas tcnicas obligatorias no aplican ni deben ser utilizados en esta etapa.

Las variables ms importantes para mantener las semillas con una buena calidad durante su conservacin son: el peso de semilla, y las pruebas de contenido de humedad, estndar de germinacin, de vigor y de viabilidad.

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2.5.1 Peso de semilla

Es una variable muy importante cuando se pretende conservar germoplasma usando semillas debido que este dato est directamente relacionado con su contenido de humedad, germinacin y vigor por tanto, indirectamente mide su potencial de desarrollo y conservacin.

La determinacin del peso de semilla puede ser posible a travs del nmero total de semillas en una muestra de 1kg o mediante el peso en gramos de 1,000 semillas.

El mtodo recomendado por la ISTA (1993) para la obtencin del peso de mil semillas en una accesin contiene los siguientes pasos:

- Seleccionar al azar ocho repeticiones de 100 semillas de la accesin.

- Pesar individualmente cada una de las muestras

- Calcular el peso de mil semillas empleando la siguiente frmula:

Peso de mil semillas = pesos de ocho repeticiones individuales x 1.25

2.5.2 Prueba del contenido de humedad

En trminos fsicos, el contenido de humedad en la semilla es la cantidad de agua que sta posee, y puede estar de forma libre en la clula o formar parte de los enlaces qumicos de compuestos orgnicos como carbohidratos o protenas.

La humedad de la semilla es un aspecto muy importante en su calidad ya que a ciertos niveles activa procesos metablicos que facilitan su germinacin o aceleran el deterioro de la misma, afectando de esta manera su perodo de conservacin. Es expresado como el porcentaje del peso total de la semilla.

La forma ms precisa para determinar el contenido de humedad de una accesin es mediante el uso del mtodo directo (horno) que por lo general requiere de mucho tiempo para su realizacin. El mtodo del horno es comnmente conocido como un mtodo destructivo puesto que es requerido moler la semilla que se emplea en la prueba.

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Los pasos para la determinacin del contenido de humedad de las accesiones mediante el mtodo del horno (Schmidt, 2000) son:

- Tomar el peso del recipiente preferiblemente de vidrio pyrex con tapa antes de depositar la muestra de semilla (P1).

- Depositar la semilla en el recipiente y pesar la muestra. A este valor se le conoce como peso fresco (P2), e incluye el peso del recipiente.

- Deshidratar la semilla molida en horno a una temperatura alta constante de 130-133C durante 4h para maz, 2h para otros cereales (arroz y sorgo) y una hora para otras especies (frijol) (ISTA, 1996).

- Depositar la muestra (recipiente cerrado ms semilla) en una campana de silica gel por un periodo promedio de 30-45 minutos con el objetivo de prevenir que la muestra absorba humedad durante el tiempo en que sta es enfriada.

- Posteriormente, pesar la muestra nuevamente incluyendo el peso del recipiente (P3). As la humedad de esa muestra de semilla podr ser calculada como la prdida en peso (agua) en relacin al peso original de la muestra. En este proceso debe de tenerse en cuenta que la prdida de peso ocasionada durante el secado en el horno depende de la temperatura de secado y del tiempo de secado (Figura 5).

Semilla molida Secado de la semillaToma de peso fresco Toma de peso seco

1 2 3 4

Figura 5. Representacin grfica de los pasos a seguir para determinar el contenido de humedad mediante el mtodo del horno.

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La siguiente frmula es usada para el clculo del valor correspondiente al contenido de humedad de la accesin:

12 PP

100 P3 - P2 CH humedad de Contenido

Otro mtodo menos preciso es el uso de determinadores de humedad elctricos (mtodo indirecto), que miden la conductividad de una corriente elctrica a travs de las semillas y de esta forma determina el porcentaje de humedad que contienen. Las instrucciones para la prueba varan de acuerdo al modelo del equipo, es necesario leer cuidadosamente el manual y realizar calibraciones con el mtodo del horno antes de su uso continuo. Una ventaja es que no es destructivo y de esta manera no perdemos semillas al momento de la prueba.Los mtodos antes mencionados requieren de instalaciones y equipos que no estan al alcance de los productores. Por tanto, a continuacin se detallan tres mtodos prcticos que pueden ser usados para determinar el contenido de humedad de la semilla empleando materiales que estn a disponibilidad inmediata de los productores.

- Mtodo de la ua: Este mtodo consiste bsicamente en seleccionar 5 semillas al azar de la muestra que est siendo secada y presionar la testa con la ua. Si en la testa quedasen marcas de la ua, indica que el contenido de humedad de las semillas es superior al 12% por lo que todava la muestra de semilla deben seguir bajo el tratamiento de secado. Esta prueba debe realizarse varias veces durante el proceso de secado y previo a la conservacin de la semilla ya que sta absorbe rpidamente humedad del medio y el resultado puede variar rpidamente (Figura 6).

Figura 6. Determinacin del contenido de humedad con el mtodo de la ua.

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- Mtodo del diente: Posee cierta similitud con el mtodo de la ua ya que los cotiledones de las semillas seleccionadas son presionados pero con los dientes. Si existen marcas sobre la testa despus de la prueba indica de que hay un alto contenido de humedad en las semillas y el proceso de secado debe continuar (Figura 7).

Figura 7. Determinacin del contenido de humedad con el mtodo del diente.

Una variante de este mtodo es de que los cotiledones pueden ser presionados hasta lograr partir la semilla en dos, despus de esto si los cotiledones de ambas porciones de la semilla yacen unidos indica un alto contenido de humedad por otro lado, si los cotiledones de ambas partes de la semilla se separaran indicara que el contenido de humedad de la semilla ya es menor o igual al 12%.

- Mtodo de la sal: Para realizar este mtodo adems de la semilla se necesitan botellas de vidrio o plstico y sal de mesa completamente seca (exponindola al sol por 2 das o colocndola en un comal o lata al fuego durante 30 minutos o ms, removindola constantemente).

El mtodo consiste en introducir una porcin pequea de semillas el equivalente a dos puados en una botella y agregar un puado de sal, entre 3 a 5 cucharadas, no mayor a la cantidad de semillas. Seguidamente se debe sellar la botella con su tapa y mezclar cuidadosamente ambos componentes durante 15 segundos y luego debe dejarse en reposo aproximadamente 15 minutos y se vuelve a agitar. Si la sal se adhiere a las paredes de la botella indicar que la semilla todava esta hmeda y por lo tanto debe continuar el secado (Figura 8).

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Un puado de sal(3 a 5 cucharadas)

Dos puados de mazaproximadamente

media libra

Figura 8. Prueba del contenido de humedad mediante el mtodo de la sal en maz.

No obstante, si ocurriera lo contrario significa que el contenido de humedad de la semilla es el adecuado para su posterior empaque y conservacin en el banco.

2.5.3 Prueba estndar de germinacin

La germinacin estndar de la semilla es definida como la emergencia y desarrollo de estructuras esenciales del embrin que dan origen a una planta normal en condiciones ptimas de humedad, temperatura y luz. Sin embargo, este parmetro de calidad y sus caractersticas estndar estn estrictamente orientados para efectos de realizar comparaciones entre resultados de diferentes laboratorios algo diferente al objetivo del presente manual, por lo tanto se har menos nfasis a las condiciones fsicas de las pruebas. El porcentaje de germinacin se determina basado en el cociente entre el nmero de plntulas normales y el nmero de semillas establecidas en el ensayo multiplicado por cien.

La frmula para el clculo del porcentaje de germinacin de una accesin es la siguiente:

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N de plntulas normales x 100 Total de semillas establecidas en el ensayo

Porcentaje de germinacin (Pg) =

Este parmetro debe de ser tomado antes de que las muestras sean llevadas a condiciones de conservacin a largo plazo y luego en perodos de tiempo (aos) que nos permitan llevar un control de su calidad. La frecuencia de esta actividad depender de la calidad inicial de la semilla y su cantidad.

2.5.3.1 Prueba de germinacin en panas o bandejas

La prueba de germinacin puede hacerse en panas o bandejas usando sustrato, como arena o suelo previamente esterilizado a fuego constante.

Procedimiento para la prueba de germinacin en panas o bandejas:

- Seleccionar completamente al azar entre 100 a 200 semillas de la muestra total, dependiendo de la disponibilidad de semillas.

- Llenar con el sustrato el recipiente donde se sembrar la semilla hasta la mitad de su capacidad.

- Identificar el recipiente con la fecha y el nombre del material que se evaluar.

- Humedecer el sustrato a capacidad de campo sin llegar a producir encharcamiento en el recipiente para evitar pudricin de la semilla por el exceso de agua ya que los recipientes podran no estar provistos de agujeros de desage.

- Realizar surcos suficientes en el sustrato para as distribuir uniformemente las semillas, hay que evitar dejar la semilla muy junta (Figura 9).

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Figura 9. Distribucin de las semillas en el sustrato. En la foto se observa al Sr. Ramn Boza, tcnico del INTA en anlisis de semillas.

- Cubrir los surcos con el sustrato que fue removido.

- Aplicar riego solo si es necesario, ya que la mayor cantidad de agua que la semilla necesita es durante la imbibicin.

- Realizar el primer conteo de germinacin a los cuatro das en maz y sorgo, a los cinco en frijol y en arroz. Existen muchos criterios para determinar cundo una plntula esta emergida, pero para efectos de este documento consideraremos como emergida toda plntula de frijol que al menos el 50% de sus cotiledones estn sobre la superficie (estado de grapa). En maz, sorgo y arroz, toda plntula cuyos coleptilos dejan ver las primeras lminas foliares o plmulas (Figura 10). Se pueden realizar ms conteos si el analista as lo considera.

MazFrijol

Figura 10. Plntulas de frijol y maz emergidas al cuarto da despus de la siembra.

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- El ltimo conteo se realiza a los 7 das en maz, a los 9 das en frijol, a los 10 das en sorgo y a los 14 das en arroz. Debe tomarse el nmero de plntulas normales con raz y tallo bien desarrollados que representarn el porcentaje real de la germinacin de la accesin y el nmero de plntulas anormales (menos del 25% del tamao esperado, plntulas enrolladas, sin races, cotiledones retenidos por la testa, plntulas con infeccin primaria, sobre engrosamiento de tallos, albinismo, amarillamiento en hojas, etc.) (Figura 11). Las anormalidades podran ser sinnimo de envejecimiento de semillas y por ende reducido potencial de conservacin por lo cual su interpretacin requiere de mucha experiencia y cuidado.

Albinismo Crecimiento reducido

Tallos engrosadosCotiledones retenidos por la testa

Maz

Frijol

Figura 11. Anormalidades en plntulas de maz y frijol.

2.5.3.2 Prueba de germinacin directamente en el suelo

Se realiza levantando una cama de siembra. Se debe tener la precaucin de asperjar el suelo con compuestos insecticidas y fungicidas para erradicar insectos del suelo y posibles hongos que afectan las plntulas y por ende distorsionaran los resultados. No se recomienda el uso de agroqumicos protectantes sin una justificacin basada en el historial de plagas y enfermedades de la parcela. Asmismo, se debe dar preferencia a cualquier alternativa de control amigable con el ambiente si est disponible.

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Esta metodologa se recomienda cuando no se cuenta con una infraestructura de laboratorio o bien el nmero de accesiones es alto.

El procedimiento para realizar la prueba de germinacin directamente en el suelo es el siguiente:

- Seleccionar cuidadosamente el rea para realizar las pruebas de germinacin. Se recomiendan suelos con un abundante contenido de arena y preferiblemente que no hayan estado bajo cultivo por al menos cinco aos. Deben evitarse lugares muy cercanos a animales domsticos o silvestres as como insectos plagas tales como troneras de zompopos.

- Picar o mullir el suelo de un rea de 1m x 1m aproximadamente. Limpiar el suelo de piedras y del material vegetal que pudo haber sido cortado. Aplicar un tratamiento de control de insectos de suelo y hongos (de ser necesario).

- Juntar el suelo cuidadosamente para formar y nivelar una cama aproximadamente de 10 centmetros de alto.

- Regar la cama de siembra hasta capacidad de campo, sin provocar escorrenta. Esperar hasta el da siguiente para sembrar debido a que la textura del suelo en este momento dificultara el surcado.

- Realizar los surcos a lo largo de la cama de siembra y depositar la semilla. La ventaja de esta alternativa para la prueba de germinacin es que en un surco es posible distribuir el nmero de semillas que se necesitan para la prueba. Por lo tanto, en un mismo semillero podran ser probados numerosos materiales. Para esto es muy importante la identificacin de cada surco con una estaca y una etiqueta con el nombre de la accesin.

- Tapar los surcos con el sustrato que fue removido.

- Realizar las evaluaciones como se describe en el acpite anterior (Figura 12).

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Figura 12. Prueba de germinacin directamente en el suelo.

Los valores de la prueba de germinacin pueden agruparse en tres niveles: Excelente, cuando el porcentaje de germinacin oscila entre 90 y 100%; muy bueno, cuando la germinacin esta entre el 80% y 89%; bueno, cuando el porcentaje de germinacin oscila entre 70% y 79%.

Los materiales cuyo valor de germinacin est por debajo de los sealados en el prrafo anterior y presentan poca cantidad de semilla, deben ser sometidos a un programa de regeneracin y multiplicacin para incrementar el nmero de semilla y obtener material fresco o bien podran colectarse nuevamente, siempre y cuando se tenga constancia de que todava est siendo producido.

Valores altos de germinacin en las muestras conservadas son un indicativo de un alto potencial de conservacin sin que su calidad fisiolgica disminuya hasta niveles crticos.

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Otros mtodos bastante comunes en condiciones de laboratorio para conocer el porcentaje de germinacin son: los mtodos de germinacin sobre y entre papel. Sin embargo, estos mtodos tienen la desventaja que demandan equipos con control de temperatura, humedad y materiales especiales.

2.5.3.3 Mtodo de germinacin sobre papel

Es un mtodo muy sencillo y utilizado para una diversidad de cultivos incluyendo el arroz. Su metodologa se detalla a continuacin:

- Depositar papel filtro estril humedecido con agua estril sobre placas petri desechables o de vidrio con dimetro de 11.5cm y 3cm de alto.

- Luego identificar cada placa con el cdigo de la accesin y fecha del da de la prueba.

- Seguidamente se deben depositar las semillas sobre el papel y sellar los platos petri con parafina.

- Por ltimo, incubar los platos en una cmara de germinacin con una temperatura entre 24 y 26C. En caso de no poseer cmara de germinacin los platos pueden ser dejados sobre una mesa a temperaturas que no excedan los 30C (Figura 13).

- Con granos bsicos que presentan latencia como el arroz variedad INTA Dorado. Su latencia luego de la cosecha puede llegar a extenderse hasta dos meses. Una forma de romper la latencia es la aplicacin de agua en combinacin con una solucin de nitrato de potasio (KNO3) al 0.2% (2g de KNO3 por cada 1000ml de agua destilada). Esta solucin tambin es usada para interrumpir la latencia en varias especies de gramneas tropicales no incluidas en el manual.

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Papel hmedo con agua estril

Establecimiento de las semillas

Semillas germinadas

1 2 3

Figura 13. Prueba de germinacin sobre papel. Semillas de arroz germinadas.

2.5.3.4 Mtodo de germinacin entre papel:

En este mtodo, la germinacin de la semilla ocurre entre dos capas de papel filtro estril humedecido con agua estril. No es una metodologa usada para pruebas de germinacin en granos bsicos sino casi exclusivamente para semillas de hortalizas. Sin embargo, bajo ciertas circunstancias es un mtodo til si deseamos obtener y/o evaluar plntulas limpias sin contaminacin de ningn sustrato.

Los pasos para la realizacin de la prueba de germinacin a travs de este mtodo son:

- Cortar el papel en tamaos de acuerdo al nmero de semillas para la prueba (para las pruebas de germinacin estndar en semillas se usan 400 semillas pero para germoplasma se usan generalmente 100 semillas).

- Identificar uno de los extremos de la parte externa del papel con el cdigo de la accesin y la fecha en que se realiza la prueba.

- Humedecer una pieza de papel y depositar las semillas en surcos que queden a unos 4-5 cm de la orilla superior e inferior del papel. La cantidad de agua utilizada para el humedecimiento del sustrato papel se obtiene multiplicando el peso del papel por la constante 2.5.

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- Cubrir las semillas con otra pieza de papel pero esta debe estar seca.

- Enrollar el papel permitiendo que el final marcado del papel quede a la vista. Asegurar el rollo con un click para evitar que este se abra.

- Agregar suficiente agua para mantener la humedad suficiente para la inhibicin de las semillas.

- Colocar los rollos en una incubadora con la temperatura entre 24 y 26C.

Para ambos mtodos la evaluacin de la germinacin debe hacerse de la misma manera como se ha descrito anteriormente a excepcin de la valoracin de plntulas emergidas ya que para este caso ya no aplica. Al igual que en los otros mtodos deben tomarse los nmeros de plntulas normales y anormales. El total de plntulas normales ser el equivalente al porcentaje de germinacin de la accesin cuando se usan 100 semillas.

2.5.4 Pruebas de viabilidad

Estas pruebas se realizan para conocer si la semilla est viva o no. La desventaja es que no diferencia entre plntulas normales y anormales por lo que se debe ser muy cuidadoso al momento de interpretar los resultados. Tambin son usadas como complemento a las pruebas de germinacin para poder conocer la calidad de las semillas que no germinaron despus de las pruebas estndar de germinacin o bien cuando deseamos conocer la calidad fisiolgica de la muestra de manera inmediata.

2.5.4.1 La prueba del tetrazolio

La prueba del tetrazolio (cloruro o bromuro de 2,3,5-trifeniltetrazolio) se realiza casi exclusivamente para aquellas semillas con velocidad de germinacin lenta y que en muchos casos presentan un tipo de dormancia. Este mtodo bioqumico para probar la viabilidad de las semillas es muy fcil de realizar y permite obtener una estimacin rpida de la capacidad germinativa de una accesin.

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Los pasos para la realizacin de esta prueba son los siguientes:

- Tomar una muestra de 50 a 100 semillas de la accesin a evaluar usando la metodologa descrita para las pruebas de germinacin.

- Hidratar la semilla de manera lenta empleando la metodologa entre papeles o sobre papel hmedo por un perodo comprendido entre 12-18h a una temperatura de 20C o de forma rpida sumergiendo las semillas en agua durante 3-4h a temperatura ambiente. Estos parmetros pueden variar con respecto a la especie con la que se trabaja. Esto se realiza para activar el proceso metablico en la semilla debido a que este mtodo mide la actividad de enzimas metablicas como la deshidrogenasa presente en todas las clulas vivas.

- Preparar una solucin de tetrazolio al 1% p/v. Esto se logra disolviendo1g de sal de tetrazolio en un litro de agua destilada. Envasar la solucin en una botella mbar o envolver la botella con papel aluminio para protegerla de la luz ya que es fotosensible y almacenarla en un refrigerador de reactivos a +4C para mantener su calidad. La solucin de sales de tetrazolio son incoloras, que al reducirse en presencia de hidrogenasas se transforman en trifenilformazn, una sustancia estable, no difusible y de un color rojo intenso. Nota: El tetrazolio es altamente txico por lo que su manipulacin debe realizarse utilizando guantes de ltex y con sumo cuidado.

- Una vez imbibidas las semillas de frijol deben ser peladas cuidadosamente y a las semillas de maz, sorgo y arroz se les debe de efectuar un corte longitudinal para garantizar la penetracin del compuesto en las estructuras internas de la semilla.

- Distribuir las semillas en un plato petri amplio o bien en un frasco y cubrirlas con la solucin de tetrazolio.

- Dejar reposar las semillas en la solucin de tetrazolio por dos horas en la oscuridad, de ser posible en una incubadora a 45C (condiciones ptimas para arroz, sorgo, maz, soya y frijol). El perodo de incubacin puede variar para otras especies.

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- Lavar dos veces las semillas con agua destilada y colocarlas sobre papel filtro hmedo.

- Evaluacin del patrn de tincin del embrin y cotiledones utilizando una lupa y una lmpara.

- Cuando una semilla viable entra en contacto con la solucin de tetrazolio, los electrones liberados por los tejidos metablicos del embrin, reducirn a las sales de tetrazolio, y as ellos adquirirn un color rojo intenso (indicador de una semilla totalmente viable); son tambin consideradas como viables aquellas semillas que presenten porciones pequeas de sus cotiledones sin teirse. Por otro lado, si la semilla no es viable, el embrin no cambiar de color y se presentar como un tejido blanco o amarillento.

- En algunos casos, los embriones se colorean parcialmente o con moteados rosados, lo que indica la existencia de reas de tejidos muertos, debido al deterioro de la semilla (Figura 14).

A

C

B

D

Figura 14: Resultados de la prueba de viabilidad con tetrazolio en semillas no viables de granos bsicos. A) Arroz, B) Frijol, C) Maz, D) Sorgo. ISTA (2003).

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2.5.5 Prueba del vigor

De acuerdo a la Asociacin Oficial de Anlisis de Semilla (AOSA, 1983), el vigor de la semilla es definido como el conjunto de propiedades que determinan un potencial de emergencia rpido y uniforme as como el desarrollo normal de las plntulas en una amplia variedad de condiciones medioambientales. De esta forma, el vigor nos permite encontrar diferencias de calidad entre accesiones que presentaron porcentajes de germinacin similares.

Algunos de los mtodos ms usados para determinar el vigor de las accesiones en un banco de conservacin de germoplasma se describen a continuacin:

2.5.5.1. Velocidad de emergencia

La velocidad de germinacin o energa de germinacin es obtenida a partir de los registros diarios durante un ensayo de germinacin. Se realiza mediante el conteo diario del nmero de semillas germinadas (en porcentajes) y se puede expresar en un perodo ms corto que el perodo total de germinacin, en el nmero mximo de semillas germinadas en un periodo de 24 horas, como el nmero de das requeridos para alcanzar el 50% de germinacin o como el promedio de velocidad de germinacin resultante de los conteos diarios de germinacin entre el nmero total de das requeridos para la germinacin de la especie con que se trabaja.

La frmula para calcular esta variable se detalla a continuacin:

especie la de ngerminaci la para das N

ngerminaci de diario porcentaje Ve emergencia de Velocidad

2.5.5.2 Medicin de la conductividad elctrica

Esta prueba mide el vigor de una accesin basada en la concentracin de compuestos solubles (electrolitos) lixiviados de la semilla. Es asumido que durante el proceso de deterioro de la semilla la membrana celular sufre cierto grado de degradacin el cual puede o no ser reparado en su totalidad durante las etapas tempranas de la imbibicin. Si no fue posible reparar los daos de la membrana celular habr una lixiviacin de electrolitos celulares. Por tanto con un medidor de electrolitos es posible medir la concentracin de estos en el agua que es usada para imbibir la semilla.

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Un mtodo bastante comn para realizar esta prueba consiste en:

- Sumergir las semillas en agua estril (preferiblemente desionizada) durante 24 horas a una temperatura de 20-25C.

- Luego separar las semillas del agua y proceder a medir la conductividad elctrica del lquido.

- Los resultados de esta prueba podrn ser interpretados de la siguiente manera: Si la lectura indica una baja conductividad se asume que la salida de electrolitos de la semilla fue escasa y por tanto estas semillas exhiben un alto vigor capaz de reparar ms eficientemente sus daos a la membrana; por otro lado una alta conductividad indicar un bajo vigor de la accesin. Para esta prueba conviene contar con muestras de control o referencias para que las comparaciones sean ms fiables.

2.5.5.3 Induccin del envejecimiento acelerado

Esta es una prueba en la que la semilla es sometida a condiciones de estrs para conocer el tiempo promedio de almacenamiento de la semilla en condiciones de almacenamiento a largo plazo y valorar su vigor. Se realiza sometiendo una muestra de semilla a temperatura y humedad ambiental elevadas (40-45C) durante periodos que variarn de acuerdo a la especie con que se trabaja (comnmente 48-72 horas). Estas condiciones producirn que el deterioro natural de la semilla sea acelerado y se logre presentar en un perodo corto de tiempo que corresponder al tiempo de incubacin bajo las condiciones mencionadas anteriormente. Despus de esta prueba las semillas sern puestas a germinar y se tomarn como semillas con alto vigor las que muestren una leve afectacin en su germinacin mientras las que muestren una reaccin opuesta al tratamiento de envejecimiento acelerado sern semillas que poseen un bajo vigor.

2.6 Conservacin de germoplasma a corto y largo plazo

El propsito principal de la conservacin de germoplasma mediante la conservacin de semilla en bancos de germoplasma es la de mantener la integridad fisiolgica del material con el ms alto estndar de calidad a travs de largos perodos de tiempo.

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Un buen manejo durante la produccin y postcosecha de la semilla combinado con adecuadas condiciones de conservacin, son los puntos claves para evitar procesos costosos y continuos de regeneracin.

El germoplasma puede ser conservado usando semilla, mantenindolo en el campo como colecciones vivas, conservado in vitro o bien criopreservado. Esto estar en dependencia de la forma de reproduccin de la especie a conservar y de su reaccin a las condiciones de almacenamiento.

En el caso de las especies que se reproducen por semillas es esencial conocer su reaccin a la prdida de humedad antes de su resguardo en el banco de germoplasma para as poder clasificarla como semilla ortodoxa (especies que toleran el secado), recalcitrante (especies que no toleran el secado) e intermedia (especies que se comportan como ambas). Esta metodologa determinar la mejor forma, tiempo y condiciones bajo las cuales las accesiones deben de ser conservadas. Los granos bsicos abordados en el presente manual son especies ortodoxas.

Los mtodos de conservacin ex situ ms ampliamente usados para la conservacin de semillas son la conservacin a corto, mediano y largo plazo. Su empleo estar en dependencia de las necesidades de conservacin de cada banco y de las especies que se conserven.

Accesiones conservadas a corto plazo requieren temperaturasentre 4-5C y 20-40% de humedad relativa. Generalmente estas condiciones son logradas con equipos de aires acondicionados convencionales. En dependencia de la especie el contenido de humedad de las accesiones debe de oscilar entre 7 y 10%. Dichas condiciones aseguran que la viabilidad de las accesiones se mantenga en un promedio arriba del 65% por un perodo comprendido entre 10-20 aos, lo que es considerado un corto plazo de conservacin para que se inicie un perodo de regeneracin.

Generalmente estas accesiones constan de suficiente material siendo posible tenerlo disponible para su utilizacin en casos de tener solicitudes del material por usuarios del banco.

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SALIDA

34Manual prctico para el manejo de germoplasma de granos bsicos


SALIDA

Banco de germoplasma

35Manual prctico para el manejo de germoplasma de granos bsicos


Por otro lado para una conservacin a mediano plazo (10-20 aos, mximo 30 aos sin regeneracin) las semillas deben de ser conservadas a temperaturas que van de 1-5C con una humedad relativa de 35%, contenido de humedad de la semilla entre 3-7% y valores de viabilidad superiores a 65%.

A diferencia de los anteriores perodos de conservacin las accesiones que sern resguardadas bajo condiciones de conservacin a largo plazo deben ser distintas y permanecer lo ms integras posible genticamente. Las accesiones son interrumpidas en su estadio de conservacin nicamente para la realizacin de las pruebas de viabilidad y para el proceso de regeneracin de ser necesario. Las accesiones son mantenidas a temperaturas de -18 a -20C presentando un contenido de humedad del 1-5% y con un porcentaje de viabilidad inicial mayor a 85%. Bajo estas condiciones se garantiza la viabilidad de las accesiones por un perodo mayor a 50 aos.

Para el xito en los mtodos de conservacin es importante que la calidad y vigor inicial de la semilla sean altos. Estos sin embargo estarn en dependencia de aspectos como: el manejo que tuvo el cultivo durante la produccin y madurez, condiciones de manejo durante la cosecha, limpieza y condiciones de secado de la semilla.

2.7 Regeneracin del germoplasma

Esta actividad se lleva a cabo cuando las accesiones conservadas pierden su calidad fisiolgica aun estando en condiciones ptimas de conservacin. La frecuencia de regeneracin depender de la velocidad del deterioro de la calidad fisiolgica de la semilla, la cual est influenciada por los siguientes factores: la calidad inicial de conservacin, velocidad en la prdida de viabilidad y el porcentaje de viabilidad al que se ha estipulado realizar la regeneracin de las accesiones, este ltimo es un criterio dictado por el responsable del banco. Un mal manejo de la semilla puede acelerar el tiempo de regeneracin.

Los objetivos de realizar regeneracin de una accesin son: incrementar la cantidad de semilla en caso de que la accesin este compuesta de muy poco material (menos de 1500 semillas en cultivos de polinizacin cruzada y menos de 1200 en cultivos endogmicos) y rejuvenecer la accesin en trminos de viabilidad.

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La regeneracin de accesiones es una actividad crucial en el manejo de un banco de conservacin de germoplasma. Sin embargo, es tambin costosa en trminos de recursos y tiempo adems, existe el riesgo que la integridad gentica de las accesiones se vea amenazada principalmente por contaminacin con genes forneos.

Durante la planificacin de esta actividad los responsables tcnicos del banco deben de poner especial atencin en la seleccin del mtodo de regeneracin que se usar ya que estos varan de acuerdo a la especie y a su forma de reproduccin. En maz por ejemplo, se utilizan diferentes mtodos de polinizacin controlada (planta a planta, en cadena, mezclal de polen y lote aislado) los cuales difieren entre s en cuanto a tamaos efectivos, y costos de regeneracin de acuerdo a las exigencias de cada uno en personal, cuidados e insumos.

Adicionalmente, el campo donde se realizar la regeneracin debe encontrarse preferiblemente en localidades que presenten similitud a las condiciones agroecolgicas de donde las accesiones son originarias manteniendo su aislamiento de campos que estn siendo cultivados en ese momento.

Otros aspectos a tomar en cuenta deben ser: el buen manejo agronmico que las parcelas de regeneracin deben tener para cosechar semillas con buena calidad, que la poca de siembra sea cuando la incidencia de plagas y enfermedades son bajas, asegurarse de conocer el historial fitosanitario del terreno donde se establecern las parcelas, auxiliarse de guas tcnicas del INTA y de los inspectores fitosanitarios del MAGFOR para el control y buen manejo de plagas o enfermedades que pudieran afectar la produccin durante la regeneracin, emplear densidades de plantas adecuadas, y el uso adecuado del sistema de polinizacin para mantener la integridad gentica.

Los mtodos de regeneracin descritos en este documento estn basados en trabajos de regeneracin de germoplasma de frijol y maz realizados por la fundacin para la seguridad alimentaria Global Crop Diversity Trust.

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2.7.1 Procedimiento para la regeneracin de accesiones de maz usando el mtodo de polinizacin de padres fraternos (polinizacin en cadena).

El mtodo de padres fraternos para la regeneracin de germoplasma consiste en cruzar la primera planta (donador de polen) de la parcela con la segunda (receptora), sta con la tercera y as sucesivamente para asegurar que todos los individuos aportan a la heredabilidad de los caracteres de la accesin.

Los pasos para realizar la polinizacin usando el mtodo de padres fraternos son los siguientes:

- Mediante la visita constante al campo debe de lograrse una buena sincronizacin entre la formacin de las fibras sedosas (flores femeninas) y la formacin de la inflorescencia masculina.

- Cubrir el pednculo del chilote de cada planta con una bolsa (plstica o de papel resistente al agua) antes de que las flores femeninas (pelos) emerjan para evitar contaminacin por polen de otras variedades.

- Colocar una bolsa de polinizacin (a prueba de agua y resistente al doblamiento) sobre las flores masculinas (espiga) para cosechar el polen. Esta actividad debe realizarse el da antes de hacer la polinizacin.

- Durante horas tempranas de la maana siguiente, flexione y sacuda la planta ligeramente para recoger el polen de la espiga en la bolsa (Figura 15A).

- Retirar la cubierta de las fibras de las flores femenina y polinice las fibras (pelos) con el polen de la bolsa de la espiga. Este paso se efectuar siguiendo el mtodo de polinizacin de padres fraternos en el que una planta ser el donador de polen y la siguiente ser la receptora (Figura 15B).

- Cubrir nuevamente las flores femeninas y masculinas (con la bolsa de polinizacin) y djelas cubiertas hasta la cosecha (Figura 15C).

- La polinizacin debe de realizarse antes de que la temperatura alcance los 36C.

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A

C

B

Figura 15. Mtodo de padres fraternos para la regeneracin de germoplasma de maz.

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Otras medidas que aseguran el xito en el proceso de regeneracin de las accesiones antes de la siembra y despus de la polinizacin son las siguientes:

- Antes de sembrar es muy importante tratar la semilla con un fungicida y un insecticida para ayudar a proteger la emergencia y el crecimiento de las plntulas en el campo o bien aplicar de preferencia algn bioinsumo disponible.

- En caso de haber riesgos de contaminacin deben de sembrarse plantas centinelas en los bordes de la parcela, estas pueden ser materiales bien adaptados a las condiciones de la zona, hbridos o variedades mejoradas. La espiga de stas plantas debe ser removida para que no sean fuentes de contaminacin.

- Alternar variedades de color de grano diferente para facilitar la deteccin de polinizacin cruzada no deseada.

- En una parcela, el nmero de surcos debe de ser como mnimo 5, con una separacin entre ellos de 50 a 70 cm. Cada surco debe tener 5 metros de largo con 20 plantas distanciadas 25 cm entre s, obteniendo as una poblacin efectiva de 100 plantas.

- Antes de la cosecha deben registrarse todos los caracteres agronmicos relevantes que contribuyan a la descripcin morfolgica de la accesin.

- Al cosechar deben retirarse cuidadosamente de la planta las mazorcas polinizadas y colocarlas debajo de la planta o en frente de las hileras para inspeccionarlas y descartar los granos enfermos, contaminados o anormales antes y despus del desgrane.

- Es importante incluir mazorcas sanas y de buena calidad de grano para que representen el ciclo de regeneracin. El proceso de regeneracin as como el nmero de mazorcas que constituyen la accesin deben ser debidamente documentados.

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- La cantidad recomendada de semilla a tomar por cada mazorca es de 10 semillas de 100 plantas progenitoras o 50 semillas de 30 plantas progenitoras sin embargo, una prctica bastante comn es tomar las semillas de la parte media de todas las mazorcas para tener as mayor representatividad del ciclo de regeneracin.

- Realice el proceso de secado de las accesiones y la determinacin del contenido de humedad siguiendo el procedimiento descrito para este parmetro de calidad en este documento. A continuacin debe registrarse el peso de la prueba de semillas (peso de semillas) y el porcentaje de germinacin antes de su conservacin.

- Ingrese los datos de regeneracin (ver abajo listado de aspectos que deben registrarse durante la regeneracin) en el sistema de documentacin del banco de germoplasma. Reemplazar, si es necesario, las semillas viejas con las semillas regeneradas.

Informacin que debe registrarse durante el proceso de regeneracin de germoplasma:

- Nombre, mapa del sitio y georeferenciacin de donde se realiz la regeneracin.

- Nmero de referencia del campo/parcela/vivero y/o invernadero.

- Nmero de la accesin: identificacin de la poblacin.

- Tipos de tratamientos dados a la semilla previos a la siembra.

- Fecha y densidad de siembra.

- Detalles sobre el manejo agronmico de las parcelas (riego, fertilizacin, control de malezas, plagas y enfermedades, y otras prcticas).

- Condiciones ambientales del sitio de regeneracin (altitud, horas luz, temperatura, precipitacin, tipo de suelo, otras caractersticas).

- Nmero de plantas germinadas.

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- Nmero de plantas establecidas.

- Das desde la siembra hasta la formacin de las fibras sedosas (flores femeninas) y la inflorescencia masculina.

- Mtodo de polinizacin controlada utilizado: planta a planta, cruza en cadena, polinizacin abierta.

- Nmero de plantas polinizadas.

- Fecha de cosecha.

- Nmero de plantas (mazorcas) cosechadas.

- Peso en el campo de las mazorcas cosechadas.

- Porcentaje de humedad de la semilla al momento de la cosecha.

- Calificacin del rendimiento agronmico de la accesin, considerando el peso, calidad, uniformidad de la semilla en el campo y la resistencia al volcamiento de la planta.

- Caractersticas agronmicas y morfolgicas de la planta y la mazorca (longitud, dimetro y ubicacin de la mazorca, nmero de hojas por encima de la hoja de la mazorca, nmero de hileras de granos, longitud, ancho y grosor del grano, altura de planta, nmero de das a la formacin de las fibras sedosas; nmero de das a la floracin masculina; tasa de pudricin de la mazorca.

Estos datos se registran para la caracterizacin y se usan adems para anlisis requeridos para agrupar las accesiones.

- Fotografa de las mazorcas y los granos.

- Fecha de almacenamiento de la semilla.

- Porcentaje de germinacin inicial de las semillas conservadas.

- Porcentaje de humedad de la semilla al momento de su conservacin en el banco.

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2.7.2 Procedimiento para la regeneracin de accesiones de frijol

El frijol comn es principalmente autgamo, sin embargo, hay reportes en los que poblaciones silvestres y cultivadas se han registrado polinizacin cruzada o hibridacin natural entre 0 y 85%. Si bien los casos de alogamia son espordicos, mantener la integridad gentica de la accesin requiere tomar algunas precauciones durante la regeneracin, especialmente con las accesiones silvestres cultivadas en invernadero o en campo. Debe tenerse el cuidado de evitar regenerar accesiones en campos donde se han reportado enfermedades de alta diseminacin transmitidas por la semilla.

- Cuando tomemos la muestra de semilla de la fuente original debe hacerse al azar para permitir a cada individuo la posibilidad de ser seleccionado y lograr mejor representatividad de la diversidad gentica de la accesin. El procedimiento requerir un mnimo de 80-100 semillas, pero si no dispone de esta cantidad, como cuando el germoplasma ha sido donado, regenere con la cantidad de semilla que tenga en existencia.

- Las parcelas sern constituidas de 3-5 surcos que tendrn una longitud de 2-5 metros dependiendo del nmero de semillas que se vayan a sembrar. Si el proceso de regeneracin se har en invierno se aconseja levantar los surcos a unos 10 cm del nivel normal del suelo para evitar problemas de pudricin en casos de haber problemas por encharcamiento.

- La distancia entre plantas debe ser entre 20-30 cm y entre surcos de 50-60 cm.

- Siembre dos a tres semillas por golpe a una profundidad entre 3 y 5 cm para asegurar una buena densidad de siembra. El nmero de semillas estar en dependencia de la calidad fisiolgica de la accesin.

- En las accesiones de hbito de crecimiento semitrepador o postrado, corte las lianas cuando estn muy vigorosas para evitar la conexin entre accesiones.

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- Ralee dos semanas despus de la emergencia de las plntulas o cuando la planta tenga cuatro hojas, dejando una plntula en cada golpe de siembra. Esto se debe hacer en las horas ms frescas del da y cuando el suelo est hmedo y suelto para poder arrancar las plantas fcilmente y evitar daos al sistema radicular de las plantas cercanas.

- Si la regeneracin se hace en condiciones de secano usando un sistema de riego por aspersin, debe tenerse cuidado de no lastimar las flores. El riego por goteo podra ser una alternativa viable para el xito en la regeneracin de ste cultivo.

- Realizar la cosecha basado en indicadores biolgicos que la planta exhibe durante la etapa de madurez del cultivo. El ms comn son los cambios de coloracin que presentan las vainas (de verde a rosado o amarillo, dependiendo de la variedad). Como ndice ms exacto del tiempo de cosecha se puede tomar la presencia de 2-5 vainas secas en la planta.

- La cosecha debe hacerse por una accesin (parcela) a la vez, recolectando manualmente las vainas maduras o secas entre 40 y 60 plantas individuales y colocndolas en bolsas de papel kraft u otro recipiente apropiado. Cada bolsa se debe rotular por fuera y por dentro con el nmero de la accesin.

- Para el secado del material recin cosechado, colocar las bolsas con la semilla en un lugar seguro y seco donde la temperatura y humedad relativa no sean altas. El local puede ser un cuarto donde exista un flujo constante de aire. El tiempo ptimo de permanencia para un buen secado de la semilla es determinado por el cambio en la consistencia de la vaina (de blandas a muy corceas).

- Retirar manualmente la semilla de las vainas secas para evitar daar el embrin. Esto puede requerir abrir las vainas individualmente a mano o golpear suavemente la bolsa que contiene las vainas con una varilla pequea.

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- Eliminar las semillas daadas o inmaduras y descartar cualquier material vegetal extrao.

- Comparar morfolgicamente la identidad de cada accesin comparando la semilla con la de la muestra original y con las imgenes fotogrficas de las semillas que se sembraron.

- La humedad de cada accesin puede ser determinada segn los mtodos descritos en las pginas 18 y 19 del presente manual.

- A continuacin debe registrarse el peso de la prueba de semillas (el peso de 1000 semillas) y el porcentaje de germinacin antes de su conservacin en el banco.

- Por ltimo la semilla debe ser empacada en paquetes de lmina de aluminio o potes de plsticos de propileno identificados con el cdigo o el nmero de la accesin, separando muestras para diferentes propsitos y llevada a condiciones de conservacin a largo plazo.

- Colectar toda la informacin durante el proceso de regeneracin de germoplasma. Aqu puede registrarse la informacin que fue descrita para regeneracin de maz.

2.7.3 Procedimiento para la regeneracin de accesiones de sorgo y arroz

La metodologa para la regeneracin de sorgo y arroz es llamada sobre o planta por surco. Esta consiste en cubrir las panojas con bolsas especiales para polinizacin para evitar contaminacin por polen extrao e inducir la autofecundacin. Este procedimiento tambin se usa cada vez que se quiere producir semilla gentica nueva de una variedad.

- La siembra debe hacerse en parcelas de 3 a 5 surcos de 5m de largo utilizando la metodologa de sobre o planta por surco. Cada surco debe tener una distancia entre s de 20cm.

- La cantidad de semilla por metro lineal de siembra es de 8 semillas.

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- Realizar todas las prcticas agronmicas y toma de datos requeridos para la caracterizacin morfolgica en tiempo y forma para obtener semilla con buena calidad gentica y fitosanitaria as como un buen registro de la accesin y del proceso de regeneracin.

- Al inicio de la floracin se deben de cubrir las panojas con bolsas especiales para polinizacin para inducir la autofecundacin y evitar contaminacin con polen de otras variedades.

- El momento ptimo de cosecha ser determinado mediante el contenido de humedad del grano. Para conocerlo se debe de tomar una muestra de granos al azar, mezclarla y determinar su contenido de humedad usando cualquiera de los mtodos descritos para esta variable. Si el contenido de humedad es de 20-24% la parcela esta lista para ser cosechada. Otra forma de conocer rpidamente el contenido de humedad en el campo es apretando con las manos una panoja; si sta se desgrana fcil y abundantemente es tiempo de cosechar.

- Cosechar y aporrear individualmente cada panoja por sobre.

- Tomar una cantidad igual de grano de cada sobre hasta completar la nueva accesin de la variedad regenerada.

- Realizar las pruebas de control de calidad descritas en este manual previo a su conservacin en el banco.

De manera general, el manejo agronmico que se le brinde a las accesiones durante su regeneracin debe ser preferiblemente similar al adoptado por el agricultor en la zona, siguiendo recomendaciones de tcnicos del INTA y del MAGFOR.

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III. Manejo de germoplasma conservado in situ

En Nicaragua no se conoce con exactitud la cantidad de recursos fitogenticos que son conservados in situ en fincas de agricultores. Sin embargo, si hacemos un simple ejercicio tomando como referencia la cantidad de pequeos agricultores locales en frijol, maz, sorgo y arroz que producen en una amplia diversidad de medioambientes bajo diferentes sistemas de produccin y si a esto le sumamos los gustos y preferencias que cada productor toma en cuenta a la hora de seleccionar su mejor "semilla" de una poca a otra, podemos concluir que cada finca por si misma podra albergar en potencia al menos una poblacin muy particular que difiera en al menos un carcter de sus vecinas ms cercanas.

Esta realidad nos obliga a centrar nuestra atencin en el curador o responsable de la coleccin de germoplasma conservado en estas fincas, el productor o productora. Lo cierto es que la complejidad de los sistemas que conservan los recursos fitogenticos in situ reside en que el germoplasma conservado adicionalmente es el medio de subsistencia del productor y esto acarrea que muchas practicas agronmicas llevadas a cabo con el propsito de producir suficiente alimento tengan un efecto marcado en la estructura de la poblacin conservada y muchas veces defina su futuro.

Esta dinmica lejos de ser reconocida como una amenaza a la conservacin de recursos fitogenticos es parte sustancial de la conservacin ya que en estas prcticas se basa la supervivencia de la poblacin y es parte de los procesos evolutivos de la naturaleza misma. Por citar un ejemplo, es bien sabido que ciertos productores de frijol rojo criollo gustan seleccionar sus semillas por color y tamao, prefiriendo semillas pequeas y color rojo tipo chile en la mayora de los casos. Esta seleccin llevada a cabo ao con ao trae como consecuencia que las poblaciones adquieran un rango especfico de tamao y colores muy particulares de acuerdo a los intereses del agricultor. Sin embargo, durante esta seleccin semillas o muy grandes o muy pequeas son descartadas como material de siembra as como semillas de color muy oscuro o muy plidas en algunos casos.

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Bajo este esquema de seleccin cierta diversidad gentica ligada a estas caractersticas se pierde de la poblacin pero sta seleccin garantiza que la poblacin ser mantenida por su calidad culinaria.

El mismo fenmeno ocurre cuando una poblacin muestra rusticidad ante algn estrs bitico (plagas, enfermedades) o abitico (sequa, inundacin, altas temperaturas). En este caso es el medio ambiente quien determina que individuos dentro de la poblacin son los ms aptos para continuar, permitindoles a estos aumentar el ndice de reproduccin y aumentando as su frecuencia en la siguiente generacin.

Basado en lo descrito anteriormente, surge la pregunta, cmo debemos orientar el manejo de germoplasma cuando su conservacin es llevada a cabo por los agricultores? Lo cierto es que la conservacin in situ tiene muchas diferencias con respecto a la ex situ. Su conservacin siempre estar condicionada por la garanta de produccin que una variedad refleje en el agricultor y en la mayora de los casos una alta diversidad es sinnimo de garanta de produccin. Dicho en otras palabras, el agricultor siempre estar dispuesto a conservar un germoplasma que le garantice la produccin de suficiente alimento (Figura 16).

Figura 16. Conservacin in situ de frijol y maz.

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3.1 Recomendaciones tcnicas para el manejo de germoplasma en condiciones in situ

Existen algunas recomendaciones tcnicas que son de vital importancia cuando se trata de garantizar la conservacin de recursos fitogenticos en fincas de agricultores:

1. Promocin de los mejores materiales genticos. Los mejores materiales genticos que se conservan deben ser promocionados a nivel local en ferias e incluidos en programas de fitomejoramiento participativo a fin de mejorar la productividad de los mismos. En este sentido las instituciones gubernamentales deben desempear un rol importante en asistencia tcnica y apoyo a pequeos y medianos productores que conservan este valioso germoplasma (Figura 17).

Figura 17. Promocin de materiales criollos en ferias locales.

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2. Mantener copias de seguridad (ex situ). Preferiblemente, cada poblacin conservada in situ debe tener una rplica conservada ex situ con el propsito de tener una copia de seguridad en caso de una prdida total de la poblacin en el campo. En este caso existira la posibilidad de repatriar cualquier poblacin que sea prdida a causa de agentes externos.

3. Motivar a los agricultores a utilizar sus propias prcticas de produccin. Es importante instar a los agricultores a utilizar sus propias cartas tecnolgicas en los materiales genticos conservados en sus fincas a fin de que las variedades locales estn realmente adaptadas a las condiciones del agricultor.

4. Nunca mercadear semillas mejoradas en zonas no adecuadas para su produccin. Un error muy comn es el tratar de convencer al agricultor que adoptando una variedad mejorada sus rendimientos se incrementarn significativamente. Muchas veces esas variedades mejoradas no han sido adaptadas ni validadas en sus condiciones. Esta prctica contribuye a la erosin gentica y al final la produccin puede llegar a ser ms baja que la obtenida con materiales criollos o acriollados. Esto ltimo debido a que muchas variedades mejoradas provienen de germoplasma extranjero no adaptado a las condiciones de nuestros productores.

5. Garantizar y guardar suficiente semilla para la prxima siembra. Es muy importante recomendar al agricultor dejar una buena cantidad representativa de semillas para la prxima siembra sin limitarse a pequeas porciones. Esto garantizar que la mayor cantidad de alelos posibles estar presente en la siguiente generacin y el productor seguir manteniendo la variedad con las caractersticas deseadas.

6. Brindar un adecuado manejo a la semilla o material de siembra. El adecuado manejo de postcosecha es muy importante ya que un exceso de humedad puede causar prdidas de almacn por hongos. De igual manera, la presencia de insectos de almacn son otra amenaza de prdidas en postcosecha. Por lo tanto, se recomienda una vez cosechada la produccin total, apartar el volumen de semillas que ser destinado para la siguiente siembra y brindarle un tratamiento ms especial. Este tratamiento debe estar de acuerdo a lo detallado en el acpite de acondicionamiento de germoplasma.

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3.2 Manejo del insumo semilla durante la conservacin in situ

En la figura 17 podemos apreciar el esquema de produccin de granos comnmente adoptado en los sistemas de produccin locales que hacen uso de materiales criollos o acriollados. Lo cierto es que en la mayora de los casos luego de la cosecha el material que se destinar para la prxima siembra es manejado como cualquier grano sin tomar medidas que permitan garantizar la calidad de ste insumo, bsicamente siguiendo el esquema A. No obstante, las flechas en color verde en el esquema B, marcan el cambio en el flujograma que deben de recorrer las semillas que se destinarn para la prxima siembra. Bsicamente se deben de tomar en cuenta los siguientes pasos:

- La seleccin de la semilla debe de realizarse con sumo cuidado pero ante todo nunca se debe orientar al productor que semillas o tipo de semillas seleccionar ya que debe de prevalecer el criterio de seleccin del productor.

- Una vez que las semillas han sido seleccionadas estn deben apartarse del resto de material destinado al consumo.

- Las semillas deben ser cuidadosamente acondicionadas de acuerdo a los procedimientos descritos en este manual (acpite II).

- El almacenamiento de las semillas debe realizarse en un lugar fresco y ventilado alejado de cualquier fuente de calor y excesos de humedad.

- El control de calidad en la conservacin in situ no debe ser tan estricto como en la ex situ, pero debe de tomarse en cuenta como mnimo la prueba de humedad (con el mtodo de la sal) y la prueba de germinacin en campo.

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Semilla para la siembra

Control de calidad de semillas

Siembra

Almacenamientode semillas

Factores biticos y abiticos

A B

Figura 17. A. Esquema de produccin de granos en sistemas de produccin locales. B. Esquema del manejo de la semilla en colecciones conservadas in situ.

3.3 Principales causas de erosin gentica en colecciones conservadas in situ

Son muchos los factores biticos y abiticos que pueden traer como consecuencia la prdida de diversidad gentica en una poblacin en el campo, o en los casos ms extremos la prdida total de la poblacin conservada. Muchas veces las prcticas inadecuadas de produccin como por ejemplo el sistema de rosas, tumba y quema contribuyen a la prdida de diversidad gentica de poblaciones silvestres que prosperan cerca de las parcelas.

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Dos de las principales causas son:

Presencia de plagas y enfermedades. Las plagas y enfermedades causan erosin gentica en los materiales conservados in situ, eliminando de la poblacin aquellos individuos que no poseen resistencia o tolerancia a las mismas. Desde el punto de vista de adaptabilidad es deseable que una poblacin tienda a volverse ms resistente a una plaga o enfermedad local mediante este tipo de seleccin natural. Sin embargo, debemos recordar que muchos individuos muy susceptibles son portadores de caractersticas productivas y comerciales deseables (color de semilla, sabor, hbito de crecimiento, etc.) y se pierden completamente de la poblacin limitando su disponibilidad en el futuro. Por esta razn es importante orientarle al productor la adopcin de diferentes medidas de control que le permitan el manejo adecuado de la enfermedad y/o plaga desde temprano y que minimicen los efectos en seleccin natural (Figura 18).

Figura 18. Plantacin de frijol afectada por un complejo de enfermedades.

Existen casos que una enfermedad nueva para la cual no existen individuos resistentes ocasione la prdida total de la poblacin (o poblaciones) o bien infrinja una erosin muy drstica en la estructura poblacional inicial. Por ejemplo, los brotes de la enfermedad conocida como mancha de asfalto que recientemente afecto muchas reas de maz en Nicaragua en el 2012, que produjo la prdida total de muchas poblaciones.

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Cambios climticos bruscos. Los cambios climticos bruscos presentados como sequas prolongadas o inundaciones son otra causa de prdida de diversidad gentica en las colecciones conservadas in situ. Al igual que las plagas y enfermedades, estas ocasionan prdidas de genotipos en la estructura gentica de las poblaciones. Ante este tipo de catstrofes el ser humano no puede hacer mucho, pero algo importante es la existencia de una copia de la poblacin conservada ex situ, esta puede ser repatriada a su nicho restaurando la poblacin original (Figura 19).

Figura 19. Plantacin de maz afectada por inundacin.

3.4 Repatriacin de muestras a colecciones in situ

El ltimo punto del acpite anterior hace nfasis a la importancia de conservar copias de seguridad en bancos de germoplasma que nos permitan recuperar y restablecer materiales genticos perdidos por los factores descritos anteriormente, esta tarea tiene como nombre repatriacin de germoplasma. Ante todo, el agricultor debe tener certeza que una copia de su accesin se encuentra conservada ex situ en un banco de germoplasma. Para esto es necesario que el agricultor conozca generalidades de su variedad tales como color de semillas, das a floracin, nombre comn o local, nombre del agricultor o agricultores que poseen el material, etc.

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Con esta informacin resulta ms fcil revisar la base de datos y constatar que la accesin esta efectivamente conservada. Luego se debe realizar una solicitud por escrito de acuerdo a lo estipulado por el banco.

La cantidad de semillas que se conservan en el banco de germoplasma es muy reducida como para restablecer en una sola generacin una poblacin tan grande como la original. Por lo tanto, se debe entregar al productor una cantidad mnima de semillas para establecer pequeas parcelas de multiplicacin en la fincas de origen. Es difcil establecer un nmero de semillas a sembrar en dicha parcela por lo que estar en dependencia de la disponibilidad de semillas en el banco. La parcela se debe establecer en un rea alejada de otras variedades y en un rea que no haya tenido registro de enfermedades. Cuando en la pequea rea a establecer se dispone de fuentes de agua cercanas resulta factible realizar la primera etapa de multiplicacin fuera de las pocas de lluvia.

Las plantas establecidas en esta parcela deben de contar con un manejo adecuado muy similar al empleado durante la regeneracin de germoplasma con la diferencia que ms de un ciclo de multiplicacin podra ser necesario. En una primera etapa se debe evitar realizar seleccin de plantas en base a cualquier criterio para evitar la prdida de diversidad gentica en la primera generacin. sto estar en dependencia de los criterios de seleccin del productor. Es aconsejable que el agricultor reciba asistencia tcnica del banco durante este proceso, a cambio el productor podra donar una muestra pequea de germoplasma el cual podra ser utilizado por otros interesados.

La cosecha y acondicionamiento de las semillas debe realizarse con sumo cuidado de acuerdo a las recomendaciones mencionadas anteriormente en los acpites II. Todas las plantas deben ser contadas al momento de la cosecha para llevar un registro

banco de germoplasma -...

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