TRABAJOS CIENTIFICOS
Plantas medicinales, aromáticas y tintóreas.
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Anales de SAIPA - Sociedad Argentina para la Investigación de Productos Aromáticos
JORNADAS NACIONALES DE ACTUALIZACIÓN SOBRE RECURSOS AROMÁTICOS Y MEDICINALES
Volumen IX - NECOCHEA, 1984 - pág 244 a 255.MEJORAMIENTO GENÉTICO DEL PIRETRO I - SELECCIÓN, ESQUEMAS Y PROBLEMAS RELACIONADOS * Ingenieros Agrónomos. Docentes de los Departamentos de Biología Aplicada y Producción Vegetal. Facultad de Ciencias Agropecuarias - Universidad Nacional de Córdoba.
Argos A. RODRÍGUEZ, Carlos A. DARRE, Orlando MADOERY y Miguel A. PELLIZA *
SUMMARY
This paper describes the introduction, formation of adapted clonal lines and genetic selection on pyrethrum plants, with the objective of its implantation as a crop in the Córdoba province (Argentine). The genetic characteristic and the influence of natural environment are taken into account, looking for some integrated consideration about the genetic improvement.
I. INTRODUCCIÓN
El piretro (Chrysanthemun cinerariaefolium Vis.) es una Compuesta originaria, según información bibliográfica, de la costa Dálmata en Yugoeslavia.
Sus flores pulverizadas fueron insecticida corriente en nuestro país hasta el advenimiento del D.D.T. que se opera hacia 1943. Su uso en Argentina fue de naturaleza familiar u hogareña, a .pesar de que en países europeos se preconizaba su utilización en cultivos hortícolas, en los cuales no alcanzó ninguna difusión.
La aparición de insecticidas clorados y fosforados que se inicia de 1947 en adelante motiva la desaparición comercial del piretro y por ende el interés en su cultivo y difusión en el país.
La contaminación ambiental en nuestro medio por clorados y fosforados tiene su origen en su alta toxicidad, su uso indiscriminado y principalmente por su casi nula degradación natural, algo así como 100 años.
El hecho de que los insecticidas basados en piretrinas tengan nula toxicidad para humanos, aves y animales y su rápida degradación, a lo sumo una semana, han determinado un verdadero retorno al piretro, el que día a día recupera su importancia comercial de otrora.
Existe el piretro sintético y el natural. Hay controversia de opiniones entre ambos que en términos generales pueden dilucidarse de la siguiente manera:
El piretro sintético tiene actividad insecticida menor que el natural, pero su poder residual es mayor y por lo tanto protege más los cultivos. Es producto de importación y su fabricación nacional hasta hoy no ha sido ni siquiera pensada.
El piretro natural es más efectivo, pero se degrada más rápidamente. Su adecuada y casi imprescindible combinación con sinérgidos incrementa y amplia notoriamente su espectro de efectividad. Se pue de implantar y difundir su cultivo en el país, creando una actividad para mano de obra secundaria o familiar que puede favorecer el ingreso correspondiente.
No existe en la Argentina cultivo de piretro a la fecha, somos crecientes y conspicuos importadores de piretrinas por lo cual es requerimiento reintroducirlo y obviamente conseguir con su implantación el rendimiento y calidad adecuada.
II. DESCRIPCIÓN BOTÁNICA ABREVIADA DEL PIRETRO
Su nombre científico es Chrysanthemun cinerariaefolium Vis., pertenece a la familia botánica de las Compuestas.
Es una hierba pequeña y perenne. La planta alcanza los 50-60 cm de altura con tendencia a volverse leñosa a nivel del cuello.
Las flores, dispuestas en capítulo, sitios de ubicación del principio activo se encuentran en los tallos ramificados foliosos que comúnmente se originan en la corona de la planta.
La flor con aspecto de una margarita pequeña tiene cierto valor ornamental.
Su sistema reproductivo es la alogamia basada en incompatibilidad esporofítica.
III. GENÉTICA DE LOS CARACTERES PRODUCTIVOS
Es obvio que el rendimiento de piretrinas por hectárea es el objetivo del mejoramiento genético del piretro.
La priorización de tales caracteres es la siguiente:
Tamaño de la flor: que se estima como peso de 100 flores frescas y de alta heredabilidad según la bibliografía.
Número de flores: que es la integración del número de tallos y de flores por tallo y de baja heredabilidad según bibliografía.
Resistencia al vuelco: resistencia al acame debe ser considerada aparte, porque en el primer caso es la caída de la planta y en segundo la tendencia a expandir los tallos a ras del suelo.
Días de floración: es variable año a año por lo cual se estima de baja heredabilidad.
Calidad: estimada como el promedio de piretrina I sobre piretrina II.
Tolerancia a nematodes: se trata de meloidogyne hapla cuya difusión es mundial. Existen para este carácter el condicionamiento de la disponibilidad de agua. No es significativo en invernadero ni almácigo pero determina alta letalidad de plantines transplantados a campo, lo cual hace presumir baja heredabilidad.
Capacidad para dividirse en matas: es poco significativa a la luz de técnicas nuevas como producción de plantines mediante cultivos de tejidos.
IV. PROGRAMA DE DESARROLLO DEL PIRETRO EN CÓRDOBA
La provincia de Córdoba ofrece particularidades ecológicas susceptibles de ser utilizadas para implantación del piretro. Regiones altas, de elevada luminosidad, con temperaturas que raramente se sitúan debajo de 8 °C bajo cero y 40 °C de máxima coinciden con la mayor parte de nuestros valles pedemontanos cordobeses.
El piretro no es cultivo de zona árida, porque requiere un promedio de 700 mm anuales que se puede obtener en diversas zonas de nuestros valles. La sobrevivencia de la planta en Capilla del Monte, su desarrollo y floración confirman esta posibilidad.
El mejoramiento genético, orientando la búsqueda y selección de formas productivas, en material adaptado, es el camino que se ha seguido. Las introducciones se efectuaron de los siguientes lugares:
CUADRO I - INTRODUCCIONES
IDENTIFICACIÓN
PROGRAMAPROCEDENCIA
DENOMINACIÓN
DE ORIGENCE-I-01-79
Japón
Hirokei
CE-I-02-79
Japón
S. T. Hirokei
CE-I-03-79
Japón
Chihigo
CE-I-04-79
Japón
Chuseishu
CE-I-05-79
Checoeslovaquia
Línea 1787
CE-I-06-79
Bulgaria
Sel. 2662
CE-I-07-79
INTA Castelar
Int. 2180
CE-I-08-79
INTA Castelar
Int. 926
CE-I-09-79
Checoeslovaquia
Leninova 26
CE-I-10-79
Prov. Buenos Aires
Línea 1831
CE-I-11-79
Italia
C. H. Botanicus
CE-I-12-79
Italia
C. H. Botanicus
CE-I-13-79
Nueva Guinea
Konedibu 14
CE-I-14-79
Yugoeslavia
Semenarna 109
El programa de implantación de un cultivo requiere de elevada variabilidad genética la que debe referirse a los caracteres productivos trascendentes.
Para ilustrar esta parte del trabajo se consignan los siguientes cuadros:
CUADRO II - VARIABILIDAD EN EL CONTENIDO DE PIRETRINAS - n = 20*
PAÍS DE ORIGEN
PIRETRINAS
TotalPIRETRINA I
%PIRETRINA II
%Japón
17,34 a 18,71
61,15 a 90,30
9,60 a 38,84
Bulgaria
19,5 a 28,31
32,0 a 93,76
6,76 a 58,30
Argentina (Castelar)
25,40
92,4
7,55
Italia
19,32 27,46
49,39 a 83,70
8,34 a 50,60
Nueva Guinea
20,78 a 29,7
50,09 a 90,52
9,33 a 49,50
* Datos obtenidos mediante cromatografía en capa fina y cromatografía gas-líquido.
CUADRO III - VARIABILIDAD EN PESO Y NÚMERO DE FLORES - n = 100
PAÍS DE ORIGEN
PROGRAMATAMAÑO DE FLORES ESTIMADO POR PLANTA
gramosRENDIMIENTO DE FLOR FRESCA
por haJapón
37 a 52
2,1 a 6,2
Bulgaria
31 a 53
5,5 a 11,4
Argentina (Castelar)
48
9,2
Italia
19 a 52
0,2 a 11,8
La variabilidad genética es amplia, debido a que el material sexual es altamente heterogéneo por razones de incompatibilidad esporofítica. La variabilidad genética tiene por tanto su origen en la recombinación.
No debe llamar la atención que el material de Trieste, Italia, próximo a la costa Dálmata presente mayor variabilidad, coincidente con el centro de origen europeo del piretro.
V. CRITERIOS DE SELECCIÓN
La selección del piretro tiene como principal objetivo el aumento de producción de principio activo y el mejoramiento genético cuantitativo y cualitativo de la planta en condiciones económicamente rentables que justifique su implantación y difusión del cultivo en la provincia de Córdoba.
Hay que crear formas o variedades que posean fuerte potencial de producción, junto con una buena adaptación a zonas de cultivo un tanto variadas y un satisfactorio nivel de tolerancia a temperaturas extremas y a las enfermedades y parásitos locales.
¿Cómo ir componiendo este verdadero rompecabezas?
Comprobada la variabilidad y su rango en caracteres importantes se comienza por fijar criterios de selección.
Ya se ha expresado que el objetivo principal es el aumento o por lo menos sostenido rendimiento de flores por hectárea.
El rendimiento es un complejo que admite diversos componentes que deben separarse en ambientales y genéticos.
Los componentes genéticos son los siguientes:
- Para rendimiento de flor fresca sus componentes esenciales a su vez son los siguientes:
- Tamaño de flor (estimado como el peso de 100 flores).
- Número de flores por planta.
- Para rendimiento en piretrinas los componentes que concurren con igual intensidad son:
- Contenido de materia seca de las flores.
- Contenido de piretrinas en flores secas.
En todos los casos es importante recordar que la expresión de determinado carácter se basa en la relación de genes sobre medio ambiente. El término heredabilidad (h2) indica la proporción de la varianza genética sobre la varianza total observada para estos caracteres. Una heredabilidad alta significa, por tanto, que una porción importante de la variación observada es de naturaleza genética y por tanto la selección es mucho más efectiva.
Otros componentes que se consideran dentro del criterio selectivo son los siguientes:
Resistencia al vuelco y resistencia al acame o crecimiento de hojas a ras del suelo. Existe alguna tendencia correlativa entre tales componentes con número de flores y tamaño, aún no cuantificado estadísticamente.
Número de días de floración, que excluye la sobre-floración. El componente tiene una alternativa sutil porque la relación se define como el período que ocurre entre la primera flor exterior y la última flor central del disco. La época de cosecha se efectúa durante la floraciSn y no debe llegar a cosecharse material de sobre-floración. En este caso, el lapso adjudicado es de 20 a30 días, pasado los cuales el material se considera sobre-florecido. El carácter muy influenciado por el medio ambiente.
Promedio de piretrina I sobre piretrina II (PI/PII) que determina la calidad, ya que cuanto más alta es esta relación mayor es la calidad.
Tolerancia a nematodes (Meloidogyne). La selección se hace sobre plántulas sobrevivientes, en almácigo o bolsitas con tierra no esterilizada.
Capacidad para dividirse en matas. Se ha establecido la existencia de dos clases de arquitectura denominadas: tipo cojín y tipo ramificado o vano, a saber:
El tipo cojín es más fácil dividirlo en matas pero ambos tipos pueden dividirse en estacas con igual facilidad.
VI. NATURALEZA DE LA SELECCIÓN CLONAL
El sistema que se está llevando a cabo es el de selección clonal.
En este tipo de mejoramiento, la orientación selectiva considera lo siguiente: adaptación, calidad y rendimiento sobre la base de unidades o plantas. Cada planta se analiza con el criterio selectivo establecido y una vez elegida se reparte, divide o clona en muchas otras. El procedimiento es de la manera siguiente:
Primer paso: Constitución de la población inicial de amplia variabilidad genética para tener la posibilidad de encontrar genotipos excepcionales. En este caso la semilla procede de zonas productoras de piretro pero que al mismo tiempo corresponden a centro de origen del mismo.
Esa condición se obtuvo con material proveniente de Italia (Trieste) o de la costa Dálmata de Yugoeslavia, el material del Japón, la tierra del crisantemo, es poco conocido en nuestro medio.
Segundo paso: Definición y aplicación de criterios selectivos. El parámetro selectivo va desde el comportamiento a campo, como generalización de adaptación. La selección de plantas madres adaptadas y padres desconocidos (crípticos) permite tener material de elevada heterogeneidad que constituirá la base genética selectiva. Tal material se denomina "plantas cabeceras de líneas clónales".
Tercer paso: Continúa la selección de plantas cabeceras de líneas clonales. Es importante destacar que tales plantas se obtienen de las distintas zonas de la provincia donde se lleva a cabo la implantación
.Es evidente que el esquema se vuelve un poco más laborioso pero no se puede dejar de lado el hecho de que aquí se combinan adaptación y selección. Es posible que un clon tenga un buen desempeño en Córdoba y escaso comportamiento en Capilla del Monte y recíprocamente.
Es posible producir clones en Córdoba y luego llevarlos a otras zonas. Todo es cuestión de análisis económico y de desarrollo laboral en las zonas donde se procura la implantación.
Cuarto paso: Continuar la selección de plantas cabeceras de líneas clónales y comienza la multiplicación de líneas clónales o de clones.
En este aspecto es posible obtener de una planta entre 4 a 6 propágulos por división de matas y luego, en el próximo año, otro tanto con sus descendientes de manera que una planta selecta en este medio puede dar lugar a otras con la siguiente progresión usando éste método:
I División de matas
1
planta
6
líneas clonales
1° año
/ total 6
6
plantas
cada una
5
líneas clonales
2° año
/ total 30
30
plantas
cada una
5
líneas clonales
3° año
/ total 150
Evidentemente este sistema es lento y sólo aplicable en mejora genética que requieran gran observación fenotípica del material.
Otro método es la producción de estacas que se representa de la siguiente manera:
II Producción de estacas
1
planta
15
estacas
1° año
/ total 15 estacas
15
plantas
15
estacas cada una
2° año
/ total 225 estacas
225
plantas
15
estacas cada una
3° año
/ total 3.375 estacas
Se recuerda que una hectárea de cultivo tiene aproximadamente 40.000 plantas suponiendo distancias entre surcos de 0,75 m y entre plantas de 0,30 metro. Evidentemente que hay que dedicar capital y esfuerzo para acompasar la difusión aún en zonas muy pequeñas. En términos generales esta técnica puede mejorarse procurando un "vivero" de magnitud y de capacidad de producción importantes.
Un poco más recientemente se ha llegado a la solución tecnológica del problema que es mediante cultivo de tejido o fábrica de plantas, que consiste en la siguiente alternativa:
III Fábrica de plantas = cultivo de tejidos
Esta alternativa explota la "totipotencialidad" de las células vegetales para regenerar individuos completos iguales a las plantas de que provienen.
El sistema resumido en cuanto a piretro es el siguiente:
- Selección de plantas cabeceras de líneas clónales.
- Subdivisión de plantas selectas (trozos o bien células desprovistas de pared - protoplastos).
- Desarrollo de los propágulos (trozos o protoplastos).
- Transferencia a tierra en invernadero.
- Vivero o área de propagación.
- Difusión de fábrica a sitios de cultivo.
En Ecuador con la combinación del cultivo de tejidos y la propagación vegetativa se producen 930.000 plantas mensuales, es decir cerca de 11.000.000 de plantas por año a un costo pequeño. Las instalaciones requeridas no son costosas y como pueden ser aplicadas a otros vegetales, la recuperación económica de la inversión es bastante rápida.
VII. ESQUEMA DEL SISTEMA DE MEJORA UTILIZADO
El esquema corresponde a la forma de trabajo que se realiza el Proyecto de Implantación de piretro en Córdoba de acuerdo a que sigue:
Este esquema es el que se desarrolla en la actualidad. Tiene una triple ventaja que es la siguiente: multiplica estructuras génicas heterogéneas cualquiera que sea su origen; asegura su reproducción en la forma de un clon homogéneo y limita al mínimo el número de ciclos de selección.
No se conoce la potencialidad de producción de semilla híbrida u originada en poli cruzamientos, la que es más lenta y no tan directa en el sentido de que el material obtenido experimentalmente es segregante y el re-análisis debe realizarse continuamente y sobre muy elevado número de plantas.
Existen inconvenientes potenciales en la selección clonal porque es posible que la constitución genética típica pueda ser motivo de epifítias incontrolables de diverso origen.
No obstante la selección sobre elevado número de plantas con genotipos diversos disminuye este riesgo. Una y otra selección se complementan porque de un esquema basado en la producción de semilla híbrida puede pasarse muy fácilmente a otro de mejoramiento genético clonal.
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