I. Introducción

El cultivo del plátano (Musa spp) en los países de América Tropical y el Caribe, tiene especial importancia, no sólo porque forma parte de la dieta de sus habitantes, sino también, en virtud de los beneficios económicos que se derivan de las actividades bananeras y plataneras, medidos a través del establecimiento de fuentes de empleo, la generación de divisas e ingresos a los países. Su importancia y prioridad en el mejoramiento de los cultivos, ha servido de base para principales actividades en el área de recursos filogenéticos a nivel mundial (Jaramillo, 1987).

El plátano es el cuarto cultivo más importante del mundo, es considerado un producto básico y de exportación, fuente de empleo e ingresos en numerosos países en desarrollo. El producto que entra en el comercio internacional es el procedente de los países
latinoamericanos y del Caribe, entre los cuales se encuentra Colombia.

En los últimos años, se han orientado diversos trabajos hacia el mejoramiento genético y es así como varios grupos de investigadores realizan esfuerzos para aumentar la variabilidad genética, lo cual es de gran importancia en la selección de clones de mayor productividad y que presentan resistencia a las plagas y enfermedades que atacan al género Musa (López y col, 1990).

Para tratar de mantener la variabilidad de especies domésticas y silvestres, se debe disponer de un método viable surgiendo, entonces, la idea de establecer los bancos de germoplasma para conservar la diversidad necesaria para los programas de fitomejoramiento (Perea, 1995).

Se han propuesto dos soluciones complementarias dirigidas a incrementar el manejo y conservación eficiente y sostenible del germoplasma. La primera, implica la identificación y eliminación de las accesiones duplicadas y la segunda, la creación de colecciones núcleo
o representativas de la diversidad presente en toda la colección (Cornide y León, 1998).

Los estudios citogenéticos y genético-bioquímicos, brinda una mayor información para el manejo de una colección así como, permite desarrollar una metodología que evalúe de forma integral los genotipos (Román, 1996).

El mejoramiento por mutación tendría particular importancia para las especies estériles de Musa en las que no hay reproducción sexual que genere variación genética. Pues bien, el sistema de ejoramiento desarrollado hasta hoy se basa en las técnicas in Vitro que inducen mutaciones.

II. REVISIÓN BIBLIOGRAFICA

HISTORIA DEL MEJORAMIENTO GENETICO EN EL CULTIVO DE BANANO

La historia más conocida comienza en el Colegio Imperial de Agricultura Tropical (ICTA por sus siglas en Ingles) en Trinidad en 1922, seguido casi simultáneamente por la creación del programa en Jamaica (1924) bajo la supervisión del Jamaican Banana Board.

En esa misma década, (posiblemente en el mismo tiempo) la United Fruit Company (UFCo) inició un programa en Panamá que fue cancelado en 1930 y la colección de germoplasma trasladada a Honduras.

En esa época la causa de estas iniciativas fue la enfermedad conocida como el “mal de Panamá” o marchitez bacterial, la cual desde finales del siglo anterior estaba afectando a la variedad principal de exportación, el “Gros Michel”.

Ambos programas hicieron sus propias expediciones al centro de origen y/o dispersión del banano para colectar germoplasma que sirviera de base a su esquema de mejoramiento. El ICTA hizo dos colecciones, una al este de África y la otra al Sudeste de Asia y el Pacifico.
El Dr. O.A. Reinking colectó para la UFCo en la Indochina Francesa, Filipinas, Malasia, Sumatra, Java, Islas Celebes, Nueva Guinea, Australia, Birmania, India y otros lugares del Sudeste de Asia. En esta expedición se colecto el cultivar “Valery” (Cavendish AAA), en Saigón, Vietnam (1925).

En los años 50s, cuando ya era evidente que el “Gros Michel” no podría ser cultivado comercialmente y los clones del ubgrupo Cavendish ya estaban establecidos en el mercado, los programas empezaron a usarlo como el estándar de selección para su
mejoramiento genético. En esa época hubo un fortalecimiento de las investigaciones bananeras; el programa del Caribe se afianzó en Jamaica (1969) y la UFCo reinició (1958) con fuerza su programa, esta vez en la estación experimental de Guaruma #1 en La Lima,
Honduras. Para ese tiempo los programas de Jamaica y Trinidad habían sentado las bases del mejoramiento; tenían sus primeros híbridos tetraploides y triploides secundarios, así como algunos diploides mejorados y se habían dado cuenta que el éxito de este esquema de mejoramiento dependía de los progenitores diploides. Por tal razón, y muy justificadamente, se hicieron nuevas expediciones de colecta. Durante los años de 1959–1961, el programa de Honduras colectó en el Pacifico Occidental y nuevamente en el Sudeste de Asia. Así como el Mal de Panamá inició el proceso del mejoramiento genético a principios del siglo pasado, otra enfermedad sería también la causa de cambios significativos en los estándares de selección y justificaría la apertura de nuevos programas.

Con la aparición de la Sigatoka negra en América Latina (1972) y en Africa (1973) y su rápida dispersión y efecto negativo tanto en bananos de exportación como en el plátano y bananos de uso local, se dieron varios cambios en la historia del mejoramiento.

Primero se fundó el programa de EMBRAPA-CNPMF en Brasil en 1981, aunque su objetivo principal ha sido la búsqueda de resistencia contra el mal de Panamá, ya preveía la llegada de la Sigatoka negra a ese país. Este programa esta ahora contribuyendo grandemente en la lucha contra esta enfermedad. La Sigatoka fue también la principal justificación para la creación de la Red Internacional para el Mejoramiento del Banano y el Plátano (INIBAP) quien desde 1984 empezó a reposicionar a nivel mundial la importancia de los bananos en general, pero muy particularmente la de los plátanos y bananos de cocción que son alimento importante en Africa, Asia y América Latina.

El INIBAP también comenzó ha hacer notar el efecto de diferentes enfermedades (además de las Sigatocas) como el Mal de Panamá raza 4 y las virosis (BBTV, CMV, BSV), que estaban afectando la producción de los principales cultivares. En seguida de Brasil se inicia
en Guadalupe (1983), Caribe Francés, el programa del CIRAD-FLHOR. En esa misma década, 4 años más tarde inicia también el programa del IITA en Onne, Nigeria (1987).

Mas recientemente (1992) se funda el programa de mejoramiento genético de plátanos en Camerún bajo la supervisión del CRBP. Aunque Singh y Uma (2000) mencionan que ya desde 1949 se hacían trabajos de mejoramiento convencional en la India, no a sido hasta la década pasada en que se ha empezado a conocer algunos de los esfuerzos que se están haciendo en esa parte del mundo.

Identificación y aislamiento de genes de resistencia a “sigatoca negra” de germoplasma de banano

El banano y el plátano son alimentos básicos en la canasta familiar de las personas y su exportación constituye un factor importante en la generación de divisas para la economía
nacional. Colombia es el tercer productor mundial de banano con un área cultivada de 30.000 Ha. aproximadamente. El plátano es cultivado en una extensión de 350.00 Ha.
distribuidas por todo el país, el volumen de su producción supera los 2.5 millones de toneladas anuales, destinadas en un 86% al mercado interno y el resto a la exportación.

Las enfermedades causadas por hongos, bacterias y virus constituyen uno de los mayores limitantes de la productividad de los cultivos de banano y plátano. La enfermedad foliar más destructiva es la Sigatoca negra, causada por el hongo Mycosphaerella fijiensis.

El uso de técnicas no convencionales como la biología molecular y la ingeniería genética constituyen una alternativa promisoria para la obtención de plantas resistentes a éstas enfermedades. Existe todo un arsenal conocido de genes y químicos naturales de defensa que son inducidos en las plantas en respuesta al ataque de insectos y/o patógenos. Los métodos de biología molecular ofrecen la posibilidad de clonar y caracterizar genes
relacionados con la defensa e introducirlos dentro de cultivos comerciales adecuados con el fin de transmitirles una resistencia genética.

El propósito de éste trabado es identificar y aislar genes de defensa relacionados con la resistencia a Sigatoka negra (Mycosphaerella fijiensis Morelet) en cultivos de banano de la
Colección Colombiana de Musaceas.

Hasta el momento se han introducido y multiplicado in Vitro a partir de cultivo de meristemos plantas de las variedades Malaccensis (altamente resistente), Bocadillo Común (susceptible), Gros Michel y Gran Enano (altamente susceptibles). Se introdujeron las dos últimas variedades debido a que Bocadillo Común puede ser tolerante bajo ciertas condiciones ambientales (R. Swennen, J. Valencia, comunicación personal). Estas variedades han sido transferidas a suelo para su utilización en la estandarización de un método de inoculación con M. fjiensis. Se ha logrado establecer y mantener una buena cantidad de cultivos monospóricos del hongo procedentes de diferentes regiones del país, los cuales han sido empleados para los ensayos biológicos de infección de plantas sanas.

Mientras se establece el modelo de infección, ha sido posible avanzar en los experimentos moleculares utilizando material vegetal resistente y susceptible de la Colección Colombiana de Musáceas localizada en el C.l. Turipana, Caribia, la cual es mantenida bajo condiciones
naturales y se encuentra permanentemente expuesta a una alta presión del patógeno. Se estandarizó un método para el aislamiento eficiente de RNAs. Estos RNAs fueron los
materiales de partida para construir tres librerías de cDNA de los genotipos resistentes Malaccensis, Balbisiana y Gran Enano (éste último fue seleccionado por su tolerancia a la Sigatoka Negra). Se utilizaron los métodos de hibridación sustractiva y RNA fingerprinting
(RAP-PCR y DDRT-PCR) para la identificación y aislamiento de secuencias de cDNA diferenciales expresados como respuesta a la infección por el hongo en el cultivar resistente Malaccensis. Los métodos de RNA fingerprinting fueron más eficientes que la hibridación sustractiva.

El conocimiento que se derive del modelo de infección permitirá confirmar mediante análisis Northern la expresión diferencial de los genes aislados por RNA fingerprinting. Las tres librerías de cDNA preparadas a partir de materiales resistentes son reservorios de genes para contribuir al objetivo final del trabajo, es decir, el aislamiento de genes de defensa relacionados con la resistencia a la Sigatoka negra.

NARRACIÓN BREVE DEL MEJORAMIENTO GENÉTICO QUE SE VIENE
APLICANDO EN PLÁTANO

El objetivo general del programa de mejora genética es desarrollar híbridos resistentes a las principales plagas y enfermedades. Se intenta también que las variedades mejoradas tengan la habilidad de prosperar bajo condiciones de crecimiento adversas. De esta forma se busca reducir la dependencia de este cultivo a los fertilizantes y contribuir al desarrollo sostenible de la producción y productividad.
También se ha llevado a cabo durante los últimos 25 años gran cantidad de investigaciones, con la intención de establecer variedades cuyo sabor y cualidad de conservación puedan
igualar a las de Gros Michel, mientras se sigue investigando para encontrar un sustituto aceptable de esta variedad, muchos productores de Brasil, Fiji e India están cultivando la variedad Lacatan, la cual se siembra principalmente en las Islas Canarias con fines de exportación.
Los estudios citológicos han mostrado que el plátano está constituido por 11 cromosomas con un total de 500 a 600 millones de pares de bases, tratándose de uno de los genomas más pequeños de todas las plantas, y que la mayoría de las variedades cultivadas son triploides.
Por tanto, sólo un pequeño porcentaje de los óvulos producidos por las flores de las variedades triploides son capaces de ser fertilizados. Si las flores se polinizan con polen procedente de una especie o variedad diploide, la descendencia resultante será
principalmente tetraploide. La comparación de los genomas de las variedades asiáticas silvestres con la de los cultivares africanos, proporcionará un aspecto poco común acerca de los efectos en cuanto
a los agentes de las enfermedades sobre la evolución del genoma.

El proyecto Plátano y Banano tiene como objetivo general mejorar la productividad y rentabilidad de cultivo, mediante la identificación y adaptación del sistema de manejo integral para que sea sostenible, amigable con el ambiente y competitivo, para satisfacer la demanda y reforzar la seguridad alimentaría.

Los objetivos específicos del proyecto son diseñar e implementar el plan de investigación del cultivo de plátano y banano en el país. Dentro de este contexto, se generará, adaptará, evaluará y validará tecnologías agrarias que permitan mejorar la productividad y
rentabilidad del cultivo, sobre la base del manejo integrado del cultivo del banano orgánico en la costa norte y del plátano como cultivo alternativo y de seguridad alimentaria en la selva.

Esto incluye la selección de variedades con alta tolerancia o resistencia a factores bióticos adversos, y con características óptimas para el consumo y la comercialización. Se determinarán, identificarán y validarán alternativas tecnológicas que reduzcan las pérdidas
en las etapas de cosecha, poscosecha y consumo final, además de validar alternativas tecnológicas para la transformación de la fruta.

El plan estratégico se enfoca en tres aspectos priorizados:

Agronómico, mejoramiento genético y poscosecha transformación. Los trabajos de investigación, dirigidos por el Ing. Juan Carlos Rojas, se han iniciado para definir un tipo de densidad y un plan de fertilización, así como introducir variedades mejoradas. Con todo
ello, se podrá conseguir una reducción significativa de la perdida de fruta y la evaluación de alternativas de transformación.


PRINCIPALES PROGRAMAS DE MEJORAMIENTO GENÉTICO DE BANANO Y PLÁTANO: ESQUEMA Y LOGROS

Generalmente el éxito de un programa de mejoramiento e mide principalmente por las variedades híbridos liberados y usados por los productores. Podríamos decir que esto es injusto cuando hablamos de bananos, ya que conocemos las grandes barreras que hacen muy difícil su mejora genética, por ejemplo: un sistema genético extremadamente complicado con diferentes niveles de ploidía que aumentan la dificultad del proceso,
especialmente cuando el producto final es un triploide; proceso de meiosis variable en algunas grupos, especialmente en el ABB, lo que ocasiona progenies con diferentes niveles de ploidía, así como individuos aneuploides; hibridación interespecífica, partenocarpia y
esterilidad; semillas recalcitrantes; poco conocimiento de la heredabilidad de muchos de los componentes de la producción; un largo ciclo vegetativo, entre otros.

Sabemos que a pesar de 80 años de mejoramiento de banano aun no se a podido obtener el producto ideal que reemplace a un cultivar comercial o altamente popular, con marcada diferencia en producción y calidad. Sin embargo, creemos que aunque la definición de “éxito” arriba mencionada no se ha podido cubrir todavía completamente, es más que meritorio resaltar los grandes logros y avances alcanzados por los programas de
mejoramiento convencional más antiguos y conocidos tales como el de la FHIA, Jamaica, EMBRAPA, CIRAD-FLHOR, CRBP y el del IITA.

De todos ellos tenemos “productos secundarios”, por definición del esquema convencional, muchos de ellos ya liberados y varios usados comercialmente por productores, contribuyendo a mejorar su dieta alimentaria y ha aliviar en parte la pobreza de muchos de
ellos. Esto nos llena de satisfacción como mejoradores y estoy seguro que los colegas que ya no están con nosotros y que marcaron el inicio del camino, se han de haber sentido igualmente satisfechos por la labor realizada.

Presentaremos brevemente cada programa de mejoramiento convencional. No mencionaremos los “no convencionales” que son muchos más, ya que en esta categoría se incluirían a todos los que utilizan mutaciones inducidas, variación somaclonal e ingeniería
genética, entre otras. Las instituciones que usan ingeniería genética son muchas más que las que hacen mejoramiento convencional y siguen en aumento especialmente ahora que esta ciencia esta tan accesible y que sería en teoría la solución al corto plazo. Nosotros las reconocemos y las apoyamos como herramientas que so, esperando que den mayor empuje al mejoramiento convencional y hagan el camino al éxito más corto.

Cualquier error de apreciación o falta de información al describir los programas es responsabilidad de los autores y si esto ocurre es por falta de tiempo y no por mala
intención.


III. BIBLIOGRAFIA

Jaramillo, R (1987). La red internacional para el mejoramiento de banano y plátano (INIBAP). Asbana 11(27): 21-22.

López, J;De la C, Ventura; A, Rodríguez; C.M, Rivera (1990). Comportamiento de tres clones de plátano Burro (Grupo ABB) en las condiciones de Cuba. MINAG. Pp 34-38.

Orsity study. Bioch.Syst.Ecol. 24(2): 165-170.

Román, M.I (1996). Estudio morfológico, bioquímico y de fertilidad del polen en clones diploides de plátano fruta (Musa spp). Tesis de Maestría en Ciencias .38pp.

www.fao.org/docs/eims/upload/cuba/1044/cuf0102s.pdf

www.prgaprogram.org/cds/fmp/NADINE-PDF/VENTURA-FIGURAS.pdf

www.monografias.com/trabajos5/banano/banano2.shtml#iden

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
DEPARTAMENTO ACADÉMICO AGROSILVO PASTORIL


FITOMEJORAMIENTO

MEJORAMIENTO GENÉTICO EN EL CULTIVO DE PLÁTANO.


ING: DICK F. FLORES SAAVEDRA

TARAPOTO-PERÚ 2008