propagación de los híbridos f1 de café · son plantas híbridas de café obtenidas por el cruce...
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(Coffea arabica)por embriogénesis somática
¿Porqué utilizar los híbridos F1?
Las variedades seleccionadas han mostrado buena adaptabilidad a diferentes alturas y zonas cafetaleras, comprendiendo alturas bajas desde 800 msnm; medias de 1000 a 1200 msnm; y altas, más de 1200 msnm. En términos de crecimiento los clones presentan mayor altura y bandolas más largas que las variedades tradicionales. Además son más precoces y productivos con rendimientos importantes desde los 18 meses después de la siembra. Son más productivos que las variedades convencionales, tanto en sistemas agroforestales (58%) como a pleno sol (34%). El tamaño del grano es similar o superior que en las variedades tradicionales; y la calidad de taza es la misma que en estas variedades bajo las mismas condiciones de cultivo, con incrementos en la calidad de taza si se usan las variedades apropiadas para cada región. Estos híbridos se recomiendan por presentar tolerancia a la roya, aunque pueden ser susceptibles a otras enfermedades y plagas, dependiendo del híbrido y de las condiciones de cultivo.
Propagación de los híbridos F1 de café
Propagación de los híbridos en el laboratorio
El Laboratorio de Biotecnología del CATIE en colaboración con la cooperación técnica francesa (CIRAD) desarrolló y validó la técnica de propagación in vitro de los híbridos F1 por embriogénesis somática. Estos esfuerzos han sido fundamentales en la multiplicación de estos materiales para ser distribuidos y evaluados en América Central. Sin embargo, después de casi 20 años, la distribución de estos materiales no ha sido exitosa. Entre las principales limitantes están los problemas técnicos asociados a la producción masiva por embriogénesis somática; y en consecuencia el alto costo unitario de las plantas para el productor.
Hoy día, el CATIE ha hecho innovaciones en la multiplicación de estos materiales y combina el uso de la embriogénesis somática para producir plantas madre juveniles que son utilizadas en jardines clonales en invernadero, para la multiplicación de los híbridos en una segunda etapa a partir del enraizamiento de estaquillas. La combinación de estos dos procesos permitirá al productor de café obtener los híbridos en corto tiempo y a un costo muy inferior.
Aunque el Laboratorio de Biotecnología del CATIE ha propagado la mayoría de estos materiales, actualmente se está dando prioridad a la multiplicación de los híbridos recomendados ‘Centroamericano y ‘Milenio’. El híbrido ‘L4A5’está siendo clonado debido a las buenas expectativas generadas por la tolerancia a la roya y la alta productividad en zonas de altitud media como Turrialba.
¿Porqué los híbridos no pueden propagarse
por semilla?Debido a que los híbridos F1 son el producto de cruces
dirigidos entre padres diferentes, NO DEBEN SER PROPAGADOS POR LA VÍA SEXUAL UTILIZANDO SEMILLA; sólo se deben propagar vegetativamente para mantener las características propias del híbrido seleccionado. La propagación vegetativa de estos
materiales permite su multiplicación clonal y asegura la producción de réplicas idénticas a las plantas madre de
cada uno de los híbridos.
Para más información:Laboratorio de BiotecnologíaTel: (506) 2558 - [email protected]
Papel del CATIE en la transferencia tecnológica y distribución de los híbridos
El CATIE ofrece las herramientas tecnológicas desarrolladas para la propagación de los
híbridos F1 de café a través del suministro de material vegetal (plantas madre
juveniles) y capacitación técnica en las etapas del proceso que pueden ser establecidas por caficultores en sus fincas, cooperativas o asociaciones
de café. Consideramos que el nuevo modelo de propagación de los híbridos,
donde se combina la embriogénesis somática con el enraizamiento
de estaquillas en invernadero y la transferencia tecnológica a los entes
cafetaleros, permitirá la integración de los productores en operaciones de multiplicación a gran escala; y lo más importante es que facilitará el acceso
rápido y económico de los híbridos para ser plantados en los sistemas de producción.
Esta publicación fue posible gracias al apoyo del Departamento Social Unidad de Agricultura Servicio Agrícola Exterior, bajo los términos del Acuerdo No. 59-314-4-016. Las opiniones expresadas aquí son las del autor y no reflejan necesariamente los puntos de vista de la USDA o el Servicio Exterior de Agricultura.
Propagación de los híbridos por estaquillas enraizadas
Las plantas aclimatadas son llevadas al invernadero de propagación en el Banco de Semillas Forestales (BSF) para el establecimiento de jardines clonales. El carácter juvenil de las plantas producidas por embriogénesis somática permite utilizarlas como plantas madre para la producción continua de rebrotes durante dos o más años; los rebrotes son enraizados en el invernadero y las plantas son desarrolladas durante un lapso de 4 a 5 meses y estarán listas para sembrar en las fincas.
Híbridos F1 de caféSon plantas híbridas de café obtenidas por el cruce inducido entre las variedades tradicionales cultivadas en América Central como la ‘Caturra’ y el ‘Catuaí’, reconocidas principalmente por su buena calidad de taza, y variedades silvestres de la colección de germoplasma del CATIE que aportan características de resistencia a enfermedades y plagas. Estos cruces se desarrollaron hace más de 20 años en el marco del programa de mejoramiento genético regional de café para América Central, liderado por PROMECAFE, CIRAD y el CATIE. Después de un largo proceso de selección en los diferentes países y diferentes condiciones agroecológicas, de los 98 híbridos generados, tres de ellos se recomendaron para su distribución en la región, el ‘Centroamericano’ (L13A44), el ‘Milenio’ (L12A28) y ‘Casiopea’ (L4A34). Ellos se seleccionaron con base en la arquitectura de la planta, precocidad, rendimiento, calidad de taza y tolerancia a las plagas que afectan el café.
¿En qué consiste la propagación vegetativa por embriogénesis somática?
La embriogénesis somática es una forma de reproducción asexual o vegetativa que se inicia a partir del cultivo de segmentos de tejido aislados de la planta (hojas, flores, tallos, raíces, etc) llamados explantes, que en condiciones de cultivo in vitro apropiadas (medios de cultivo, reguladores del crecimiento, fotoperiodo,etc) tienen el potencial de iniciar el desarrollo de embriones asexuales. En café se utiliza el cultivo de segmentos de hoja para la embriogénesis somática indirecta o de alta frecuencia que se caracteriza por la proliferación de células embriogénicas y la formación de masas de callo embriogénico (callogénesis) que contienen los embriones somáticos en estado globular. Estos
embriones posteriormente continuarán la vía de desarrollo embriogénico hasta convertirse en plantas completas, siempre y cuando se les proporcione las condiciones de cultivo adecuadas. A continuación se muestra el protocolo de multiplicación de los híbridos F1 de café, cada una de las fases de cultivo en laboratorio tiene requerimientos diferentes en
la composición del medio de cultivo, fotoperiodo y tiempo de cultivo.
1 Establecimiento de cultivos celulares embriogénicos en medio de cultivo sólido
Segmentos de hoja son colocados sobre un medio de cultivo sólido para iniciar el proceso de la embriogénesis somática. Las hojas inmaduras se cosechan de las plantas madre y en el laboratorio son desinfectadas superficialmente con agentes desinfectantes como el cloro y lavadas con agua destilada estéril. Dentro de la campana de flujo laminar, bajo condiciones asépticas, los segmentos de hoja de aproximadamente 1 cm son aislados y cultivados en el medio de cultivo inicial para la inducción de callo primario. Después de un mes de cultivo, los explantes son subcultivados a un segundo medio donde se desarrolla el callo embriogénico después de 4 – 6 ó más meses de cultivo dependiendo del híbrido.
2Mantenimiento de las plantas madre en invernadero
Las plantas madre de cada uno de los híbridos se encuentran en un invernadero cerrado con el objetivo de darles un manejo adecuado de riego, fertilización y control de plagas que permitan mantener las plantas en buenas condiciones fisiológicas y fitosanitarias para la producción constante de hojas que serán llevadas al laboratorio para el cultivo de explantes.
3 Regeneración de los embriones somáticos
La regeneración de los embriones somáticos puede hacerse de dos maneras; a partir del cultivo en medio sólido para la regeneración rápida y directa de los embriones (2.5 meses); o bien mediante el establecimiento de suspensiones celulares embriogénicas (SCE) en medio de cultivo líquido (3 meses), que permite la multiplicación de los agregados embriogénicos y posteriormente la regeneración de los embriones en medio de cultivo sólido (2.5 meses). La ventaja de este método es que permite la multiplicación del callo y es muy útil principalmente para los híbridos que producen callo embriogénico en menor frecuencia y cantidad.
4 Germinación de embriones somáticos y conversión en planta
Los embriones regenerados en estado de torpedo son transferidos a recipientes RITA® (Recipiente de Inmersión Temporal Automatizado) para su germinación y conversión en planta. Estos recipientes permiten el cultivo en medio líquido utilizando la inmersión temporal, es decir, que el material vegetal es expuesto al cultivo en medio líquido de manera intermitente por periodos de tiempo establecidos. Cada RITA puede permanecer en cultivo aproximadamente 5 meses, con cambios de medio líquido cada mes y con cosechas de plantas a partir del tercer mes. La ventaja del sistema es que permite la manipulación de gran cantidad de embriones y/o plantas en un solo recipiente reduciendo el trabajo intensivo.
5 Aclimatación de plantas en el invernadero
Las plantas con uno o más pares de hojas verdaderas son seleccionadas de los recipientes RITA y transferidas a bandejas plásticas que contienen el ‘peat moss’como sustrato. Estas bandejas son colocadas en el invernadero dentro de túneles de plástico con una humedad relativa cercana al 100% para su aclimatación. Durante el endurecimiento las plantas son sometidas a un régimen de riego y fertilización adecuado. A los 3 o 4 meses de aclimatación las plantas están endurecidas y listas para pasar a la etapa de producción de estaquillas enraizadas.
(Coffea arabica)por embriogénesis somática
¿Porqué utilizar los híbridos F1?
Las variedades seleccionadas han mostrado buena adaptabilidad a diferentes alturas y zonas cafetaleras, comprendiendo alturas bajas desde 800 msnm; medias de 1000 a 1200 msnm; y altas, más de 1200 msnm. En términos de crecimiento los clones presentan mayor altura y bandolas más largas que las variedades tradicionales. Además son más precoces y productivos con rendimientos importantes desde los 18 meses después de la siembra. Son más productivos que las variedades convencionales, tanto en sistemas agroforestales (58%) como a pleno sol (34%). El tamaño del grano es similar o superior que en las variedades tradicionales; y la calidad de taza es la misma que en estas variedades bajo las mismas condiciones de cultivo, con incrementos en la calidad de taza si se usan las variedades apropiadas para cada región. Estos híbridos se recomiendan por presentar tolerancia a la roya, aunque pueden ser susceptibles a otras enfermedades y plagas, dependiendo del híbrido y de las condiciones de cultivo.
Propagación de los híbridos F1 de café
Propagación de los híbridos en el laboratorio
El Laboratorio de Biotecnología del CATIE en colaboración con la cooperación técnica francesa (CIRAD) desarrolló y validó la técnica de propagación in vitro de los híbridos F1 por embriogénesis somática. Estos esfuerzos han sido fundamentales en la multiplicación de estos materiales para ser distribuidos y evaluados en América Central. Sin embargo, después de casi 20 años, la distribución de estos materiales no ha sido exitosa. Entre las principales limitantes están los problemas técnicos asociados a la producción masiva por embriogénesis somática; y en consecuencia el alto costo unitario de las plantas para el productor.
Hoy día, el CATIE ha hecho innovaciones en la multiplicación de estos materiales y combina el uso de la embriogénesis somática para producir plantas madre juveniles que son utilizadas en jardines clonales en invernadero, para la multiplicación de los híbridos en una segunda etapa a partir del enraizamiento de estaquillas. La combinación de estos dos procesos permitirá al productor de café obtener los híbridos en corto tiempo y a un costo muy inferior.
Aunque el Laboratorio de Biotecnología del CATIE ha propagado la mayoría de estos materiales, actualmente se está dando prioridad a la multiplicación de los híbridos recomendados ‘Centroamericano y ‘Milenio’. El híbrido ‘L4A5’está siendo clonado debido a las buenas expectativas generadas por la tolerancia a la roya y la alta productividad en zonas de altitud media como Turrialba.
¿Porqué los híbridos no pueden propagarse
por semilla?Debido a que los híbridos F1 son el producto de cruces
dirigidos entre padres diferentes, NO DEBEN SER PROPAGADOS POR LA VÍA SEXUAL UTILIZANDO SEMILLA; sólo se deben propagar vegetativamente para mantener las características propias del híbrido seleccionado. La propagación vegetativa de estos
materiales permite su multiplicación clonal y asegura la producción de réplicas idénticas a las plantas madre de
cada uno de los híbridos.
Para más información:Laboratorio de BiotecnologíaTel: (506) 2558 - [email protected]
Papel del CATIE en la transferencia tecnológica y distribución de los híbridos
El CATIE ofrece las herramientas tecnológicas desarrolladas para la propagación de los
híbridos F1 de café a través del suministro de material vegetal (plantas madre
juveniles) y capacitación técnica en las etapas del proceso que pueden ser establecidas por caficultores en sus fincas, cooperativas o asociaciones
de café. Consideramos que el nuevo modelo de propagación de los híbridos,
donde se combina la embriogénesis somática con el enraizamiento
de estaquillas en invernadero y la transferencia tecnológica a los entes
cafetaleros, permitirá la integración de los productores en operaciones de multiplicación a gran escala; y lo más importante es que facilitará el acceso
rápido y económico de los híbridos para ser plantados en los sistemas de producción.
Esta publicación fue posible gracias al apoyo del Departamento Social Unidad de Agricultura Servicio Agrícola Exterior, bajo los términos del Acuerdo No. 59-314-4-016. Las opiniones expresadas aquí son las del autor y no reflejan necesariamente los puntos de vista de la USDA o el Servicio Exterior de Agricultura.
(Coffea arabica)por embriogénesis somática
¿Porqué utilizar los híbridos F1?
Las variedades seleccionadas han mostrado buena adaptabilidad a diferentes alturas y zonas cafetaleras, comprendiendo alturas bajas desde 800 msnm; medias de 1000 a 1200 msnm; y altas, más de 1200 msnm. En términos de crecimiento los clones presentan mayor altura y bandolas más largas que las variedades tradicionales. Además son más precoces y productivos con rendimientos importantes desde los 18 meses después de la siembra. Son más productivos que las variedades convencionales, tanto en sistemas agroforestales (58%) como a pleno sol (34%). El tamaño del grano es similar o superior que en las variedades tradicionales; y la calidad de taza es la misma que en estas variedades bajo las mismas condiciones de cultivo, con incrementos en la calidad de taza si se usan las variedades apropiadas para cada región. Estos híbridos se recomiendan por presentar tolerancia a la roya, aunque pueden ser susceptibles a otras enfermedades y plagas, dependiendo del híbrido y de las condiciones de cultivo.
Propagación de los híbridos F1 de café
Propagación de los híbridos en el laboratorio
El Laboratorio de Biotecnología del CATIE en colaboración con la cooperación técnica francesa (CIRAD) desarrolló y validó la técnica de propagación in vitro de los híbridos F1 por embriogénesis somática. Estos esfuerzos han sido fundamentales en la multiplicación de estos materiales para ser distribuidos y evaluados en América Central. Sin embargo, después de casi 20 años, la distribución de estos materiales no ha sido exitosa. Entre las principales limitantes están los problemas técnicos asociados a la producción masiva por embriogénesis somática; y en consecuencia el alto costo unitario de las plantas para el productor.
Hoy día, el CATIE ha hecho innovaciones en la multiplicación de estos materiales y combina el uso de la embriogénesis somática para producir plantas madre juveniles que son utilizadas en jardines clonales en invernadero, para la multiplicación de los híbridos en una segunda etapa a partir del enraizamiento de estaquillas. La combinación de estos dos procesos permitirá al productor de café obtener los híbridos en corto tiempo y a un costo muy inferior.
Aunque el Laboratorio de Biotecnología del CATIE ha propagado la mayoría de estos materiales, actualmente se está dando prioridad a la multiplicación de los híbridos recomendados ‘Centroamericano y ‘Milenio’. El híbrido ‘L4A5’está siendo clonado debido a las buenas expectativas generadas por la tolerancia a la roya y la alta productividad en zonas de altitud media como Turrialba.
¿Porqué los híbridos no pueden propagarse
por semilla?Debido a que los híbridos F1 son el producto de cruces
dirigidos entre padres diferentes, NO DEBEN SER PROPAGADOS POR LA VÍA SEXUAL UTILIZANDO SEMILLA; sólo se deben propagar vegetativamente para mantener las características propias del híbrido seleccionado. La propagación vegetativa de estos
materiales permite su multiplicación clonal y asegura la producción de réplicas idénticas a las plantas madre de
cada uno de los híbridos.
Para más información:Laboratorio de BiotecnologíaTel: (506) 2558 - [email protected]
Papel del CATIE en la transferencia tecnológica y distribución de los híbridos
El CATIE ofrece las herramientas tecnológicas desarrolladas para la propagación de los
híbridos F1 de café a través del suministro de material vegetal (plantas madre
juveniles) y capacitación técnica en las etapas del proceso que pueden ser establecidas por caficultores en sus fincas, cooperativas o asociaciones
de café. Consideramos que el nuevo modelo de propagación de los híbridos,
donde se combina la embriogénesis somática con el enraizamiento
de estaquillas en invernadero y la transferencia tecnológica a los entes
cafetaleros, permitirá la integración de los productores en operaciones de multiplicación a gran escala; y lo más importante es que facilitará el acceso
rápido y económico de los híbridos para ser plantados en los sistemas de producción.
Esta publicación fue posible gracias al apoyo del Departamento Social Unidad de Agricultura Servicio Agrícola Exterior, bajo los términos del Acuerdo No. 59-314-4-016. Las opiniones expresadas aquí son las del autor y no reflejan necesariamente los puntos de vista de la USDA o el Servicio Exterior de Agricultura.
Propagación de los híbridos por estaquillas enraizadas
Las plantas aclimatadas son llevadas al invernadero de propagación en el Banco de Semillas Forestales (BSF) para el establecimiento de jardines clonales. El carácter juvenil de las plantas producidas por embriogénesis somática permite utilizarlas como plantas madre para la producción continua de rebrotes durante dos o más años; los rebrotes son enraizados en el invernadero y las plantas son desarrolladas durante un lapso de 4 a 5 meses y estarán listas para sembrar en las fincas.
Híbridos F1 de caféSon plantas híbridas de café obtenidas por el cruce inducido entre las variedades tradicionales cultivadas en América Central como la ‘Caturra’ y el ‘Catuaí’, reconocidas principalmente por su buena calidad de taza, y variedades silvestres de la colección de germoplasma del CATIE que aportan características de resistencia a enfermedades y plagas. Estos cruces se desarrollaron hace más de 20 años en el marco del programa de mejoramiento genético regional de café para América Central, liderado por PROMECAFE, CIRAD y el CATIE. Después de un largo proceso de selección en los diferentes países y diferentes condiciones agroecológicas, de los 98 híbridos generados, tres de ellos se recomendaron para su distribución en la región, el ‘Centroamericano’ (L13A44), el ‘Milenio’ (L12A28) y ‘Casiopea’ (L4A34). Ellos se seleccionaron con base en la arquitectura de la planta, precocidad, rendimiento, calidad de taza y tolerancia a las plagas que afectan el café.
¿En qué consiste la propagación vegetativa por embriogénesis somática?
La embriogénesis somática es una forma de reproducción asexual o vegetativa que se inicia a partir del cultivo de segmentos de tejido aislados de la planta (hojas, flores, tallos, raíces, etc) llamados explantes, que en condiciones de cultivo in vitro apropiadas (medios de cultivo, reguladores del crecimiento, fotoperiodo,etc) tienen el potencial de iniciar el desarrollo de embriones asexuales. En café se utiliza el cultivo de segmentos de hoja para la embriogénesis somática indirecta o de alta frecuencia que se caracteriza por la proliferación de células embriogénicas y la formación de masas de callo embriogénico (callogénesis) que contienen los embriones somáticos en estado globular. Estos
embriones posteriormente continuarán la vía de desarrollo embriogénico hasta convertirse en plantas completas, siempre y cuando se les proporcione las condiciones de cultivo adecuadas. A continuación se muestra el protocolo de multiplicación de los híbridos F1 de café, cada una de las fases de cultivo en laboratorio tiene requerimientos diferentes en
la composición del medio de cultivo, fotoperiodo y tiempo de cultivo.
1 Establecimiento de cultivos celulares embriogénicos en medio de cultivo sólido
Segmentos de hoja son colocados sobre un medio de cultivo sólido para iniciar el proceso de la embriogénesis somática. Las hojas inmaduras se cosechan de las plantas madre y en el laboratorio son desinfectadas superficialmente con agentes desinfectantes como el cloro y lavadas con agua destilada estéril. Dentro de la campana de flujo laminar, bajo condiciones asépticas, los segmentos de hoja de aproximadamente 1 cm son aislados y cultivados en el medio de cultivo inicial para la inducción de callo primario. Después de un mes de cultivo, los explantes son subcultivados a un segundo medio donde se desarrolla el callo embriogénico después de 4 – 6 ó más meses de cultivo dependiendo del híbrido.
2Mantenimiento de las plantas madre en invernadero
Las plantas madre de cada uno de los híbridos se encuentran en un invernadero cerrado con el objetivo de darles un manejo adecuado de riego, fertilización y control de plagas que permitan mantener las plantas en buenas condiciones fisiológicas y fitosanitarias para la producción constante de hojas que serán llevadas al laboratorio para el cultivo de explantes.
3 Regeneración de los embriones somáticos
La regeneración de los embriones somáticos puede hacerse de dos maneras; a partir del cultivo en medio sólido para la regeneración rápida y directa de los embriones (2.5 meses); o bien mediante el establecimiento de suspensiones celulares embriogénicas (SCE) en medio de cultivo líquido (3 meses), que permite la multiplicación de los agregados embriogénicos y posteriormente la regeneración de los embriones en medio de cultivo sólido (2.5 meses). La ventaja de este método es que permite la multiplicación del callo y es muy útil principalmente para los híbridos que producen callo embriogénico en menor frecuencia y cantidad.
4 Germinación de embriones somáticos y conversión en planta
Los embriones regenerados en estado de torpedo son transferidos a recipientes RITA® (Recipiente de Inmersión Temporal Automatizado) para su germinación y conversión en planta. Estos recipientes permiten el cultivo en medio líquido utilizando la inmersión temporal, es decir, que el material vegetal es expuesto al cultivo en medio líquido de manera intermitente por periodos de tiempo establecidos. Cada RITA puede permanecer en cultivo aproximadamente 5 meses, con cambios de medio líquido cada mes y con cosechas de plantas a partir del tercer mes. La ventaja del sistema es que permite la manipulación de gran cantidad de embriones y/o plantas en un solo recipiente reduciendo el trabajo intensivo.
5 Aclimatación de plantas en el invernadero
Las plantas con uno o más pares de hojas verdaderas son seleccionadas de los recipientes RITA y transferidas a bandejas plásticas que contienen el ‘peat moss’como sustrato. Estas bandejas son colocadas en el invernadero dentro de túneles de plástico con una humedad relativa cercana al 100% para su aclimatación. Durante el endurecimiento las plantas son sometidas a un régimen de riego y fertilización adecuado. A los 3 o 4 meses de aclimatación las plantas están endurecidas y listas para pasar a la etapa de producción de estaquillas enraizadas.
Propagación de los híbridos por estaquillas enraizadas
Las plantas aclimatadas son llevadas al invernadero de propagación en el Banco de Semillas Forestales (BSF) para el establecimiento de jardines clonales. El carácter juvenil de las plantas producidas por embriogénesis somática permite utilizarlas como plantas madre para la producción continua de rebrotes durante dos o más años; los rebrotes son enraizados en el invernadero y las plantas son desarrolladas durante un lapso de 4 a 5 meses y estarán listas para sembrar en las fincas.
Híbridos F1 de caféSon plantas híbridas de café obtenidas por el cruce inducido entre las variedades tradicionales cultivadas en América Central como la ‘Caturra’ y el ‘Catuaí’, reconocidas principalmente por su buena calidad de taza, y variedades silvestres de la colección de germoplasma del CATIE que aportan características de resistencia a enfermedades y plagas. Estos cruces se desarrollaron hace más de 20 años en el marco del programa de mejoramiento genético regional de café para América Central, liderado por PROMECAFE, CIRAD y el CATIE. Después de un largo proceso de selección en los diferentes países y diferentes condiciones agroecológicas, de los 98 híbridos generados, tres de ellos se recomendaron para su distribución en la región, el ‘Centroamericano’ (L13A44), el ‘Milenio’ (L12A28) y ‘Casiopea’ (L4A34). Ellos se seleccionaron con base en la arquitectura de la planta, precocidad, rendimiento, calidad de taza y tolerancia a las plagas que afectan el café.
¿En qué consiste la propagación vegetativa por embriogénesis somática?
La embriogénesis somática es una forma de reproducción asexual o vegetativa que se inicia a partir del cultivo de segmentos de tejido aislados de la planta (hojas, flores, tallos, raíces, etc) llamados explantes, que en condiciones de cultivo in vitro apropiadas (medios de cultivo, reguladores del crecimiento, fotoperiodo,etc) tienen el potencial de iniciar el desarrollo de embriones asexuales. En café se utiliza el cultivo de segmentos de hoja para la embriogénesis somática indirecta o de alta frecuencia que se caracteriza por la proliferación de células embriogénicas y la formación de masas de callo embriogénico (callogénesis) que contienen los embriones somáticos en estado globular. Estos
embriones posteriormente continuarán la vía de desarrollo embriogénico hasta convertirse en plantas completas, siempre y cuando se les proporcione las condiciones de cultivo adecuadas. A continuación se muestra el protocolo de multiplicación de los híbridos F1 de café, cada una de las fases de cultivo en laboratorio tiene requerimientos diferentes en
la composición del medio de cultivo, fotoperiodo y tiempo de cultivo.
1 Establecimiento de cultivos celulares embriogénicos en medio de cultivo sólido
Segmentos de hoja son colocados sobre un medio de cultivo sólido para iniciar el proceso de la embriogénesis somática. Las hojas inmaduras se cosechan de las plantas madre y en el laboratorio son desinfectadas superficialmente con agentes desinfectantes como el cloro y lavadas con agua destilada estéril. Dentro de la campana de flujo laminar, bajo condiciones asépticas, los segmentos de hoja de aproximadamente 1 cm son aislados y cultivados en el medio de cultivo inicial para la inducción de callo primario. Después de un mes de cultivo, los explantes son subcultivados a un segundo medio donde se desarrolla el callo embriogénico después de 4 – 6 ó más meses de cultivo dependiendo del híbrido.
2Mantenimiento de las plantas madre en invernadero
Las plantas madre de cada uno de los híbridos se encuentran en un invernadero cerrado con el objetivo de darles un manejo adecuado de riego, fertilización y control de plagas que permitan mantener las plantas en buenas condiciones fisiológicas y fitosanitarias para la producción constante de hojas que serán llevadas al laboratorio para el cultivo de explantes.
3 Regeneración de los embriones somáticos
La regeneración de los embriones somáticos puede hacerse de dos maneras; a partir del cultivo en medio sólido para la regeneración rápida y directa de los embriones (2.5 meses); o bien mediante el establecimiento de suspensiones celulares embriogénicas (SCE) en medio de cultivo líquido (3 meses), que permite la multiplicación de los agregados embriogénicos y posteriormente la regeneración de los embriones en medio de cultivo sólido (2.5 meses). La ventaja de este método es que permite la multiplicación del callo y es muy útil principalmente para los híbridos que producen callo embriogénico en menor frecuencia y cantidad.
4 Germinación de embriones somáticos y conversión en planta
Los embriones regenerados en estado de torpedo son transferidos a recipientes RITA® (Recipiente de Inmersión Temporal Automatizado) para su germinación y conversión en planta. Estos recipientes permiten el cultivo en medio líquido utilizando la inmersión temporal, es decir, que el material vegetal es expuesto al cultivo en medio líquido de manera intermitente por periodos de tiempo establecidos. Cada RITA puede permanecer en cultivo aproximadamente 5 meses, con cambios de medio líquido cada mes y con cosechas de plantas a partir del tercer mes. La ventaja del sistema es que permite la manipulación de gran cantidad de embriones y/o plantas en un solo recipiente reduciendo el trabajo intensivo.
5 Aclimatación de plantas en el invernadero
Las plantas con uno o más pares de hojas verdaderas son seleccionadas de los recipientes RITA y transferidas a bandejas plásticas que contienen el ‘peat moss’como sustrato. Estas bandejas son colocadas en el invernadero dentro de túneles de plástico con una humedad relativa cercana al 100% para su aclimatación. Durante el endurecimiento las plantas son sometidas a un régimen de riego y fertilización adecuado. A los 3 o 4 meses de aclimatación las plantas están endurecidas y listas para pasar a la etapa de producción de estaquillas enraizadas.
(Coffea arabica)por embriogénesis somática
¿Porqué utilizar los híbridos F1?
Las variedades seleccionadas han mostrado buena adaptabilidad a diferentes alturas y zonas cafetaleras, comprendiendo alturas bajas desde 800 msnm; medias de 1000 a 1200 msnm; y altas, más de 1200 msnm. En términos de crecimiento los clones presentan mayor altura y bandolas más largas que las variedades tradicionales. Además son más precoces y productivos con rendimientos importantes desde los 18 meses después de la siembra. Son más productivos que las variedades convencionales, tanto en sistemas agroforestales (58%) como a pleno sol (34%). El tamaño del grano es similar o superior que en las variedades tradicionales; y la calidad de taza es la misma que en estas variedades bajo las mismas condiciones de cultivo, con incrementos en la calidad de taza si se usan las variedades apropiadas para cada región. Estos híbridos se recomiendan por presentar tolerancia a la roya, aunque pueden ser susceptibles a otras enfermedades y plagas, dependiendo del híbrido y de las condiciones de cultivo.
Propagación de los híbridos F1 de café
Propagación de los híbridos en el laboratorio
El Laboratorio de Biotecnología del CATIE en colaboración con la cooperación técnica francesa (CIRAD) desarrolló y validó la técnica de propagación in vitro de los híbridos F1 por embriogénesis somática. Estos esfuerzos han sido fundamentales en la multiplicación de estos materiales para ser distribuidos y evaluados en América Central. Sin embargo, después de casi 20 años, la distribución de estos materiales no ha sido exitosa. Entre las principales limitantes están los problemas técnicos asociados a la producción masiva por embriogénesis somática; y en consecuencia el alto costo unitario de las plantas para el productor.
Hoy día, el CATIE ha hecho innovaciones en la multiplicación de estos materiales y combina el uso de la embriogénesis somática para producir plantas madre juveniles que son utilizadas en jardines clonales en invernadero, para la multiplicación de los híbridos en una segunda etapa a partir del enraizamiento de estaquillas. La combinación de estos dos procesos permitirá al productor de café obtener los híbridos en corto tiempo y a un costo muy inferior.
Aunque el Laboratorio de Biotecnología del CATIE ha propagado la mayoría de estos materiales, actualmente se está dando prioridad a la multiplicación de los híbridos recomendados ‘Centroamericano y ‘Milenio’. El híbrido ‘L4A5’está siendo clonado debido a las buenas expectativas generadas por la tolerancia a la roya y la alta productividad en zonas de altitud media como Turrialba.
¿Porqué los híbridos no pueden propagarse
por semilla?Debido a que los híbridos F1 son el producto de cruces
dirigidos entre padres diferentes, NO DEBEN SER PROPAGADOS POR LA VÍA SEXUAL UTILIZANDO SEMILLA; sólo se deben propagar vegetativamente para mantener las características propias del híbrido seleccionado. La propagación vegetativa de estos
materiales permite su multiplicación clonal y asegura la producción de réplicas idénticas a las plantas madre de
cada uno de los híbridos.
Para más información:Laboratorio de BiotecnologíaTel: (506) 2558 - [email protected]
Papel del CATIE en la transferencia tecnológica y distribución de los híbridos
El CATIE ofrece las herramientas tecnológicas desarrolladas para la propagación de los
híbridos F1 de café a través del suministro de material vegetal (plantas madre
juveniles) y capacitación técnica en las etapas del proceso que pueden ser establecidas por caficultores en sus fincas, cooperativas o asociaciones
de café. Consideramos que el nuevo modelo de propagación de los híbridos,
donde se combina la embriogénesis somática con el enraizamiento
de estaquillas en invernadero y la transferencia tecnológica a los entes
cafetaleros, permitirá la integración de los productores en operaciones de multiplicación a gran escala; y lo más importante es que facilitará el acceso
rápido y económico de los híbridos para ser plantados en los sistemas de producción.
Esta publicación fue posible gracias al apoyo del Departamento Social Unidad de Agricultura Servicio Agrícola Exterior, bajo los términos del Acuerdo No. 59-314-4-016. Las opiniones expresadas aquí son las del autor y no reflejan necesariamente los puntos de vista de la USDA o el Servicio Exterior de Agricultura.