Resultados del programa de mejoramiento genético del Theobroma cacao Lin en Cuba

Introducción

El cacao es una especie de gran importancia económica, con un potencial significativo para incrementar su producción, resistencia y calidad mediante el mejoramiento genético. Para el desarrollo adecuado de un programa de obtención de variedades superiores, es esencial que los mejoradores cuenten con una amplia variabilidad genética. Esto requiere un trabajo continuo y sistemático que incluya la introducción, preservación, selección en experimentos y plantaciones comerciales, así como la prospección de genotipos promisorios.

El aumento de los rendimientos constituye el principal objetivo de los programas de mejora de cultivos, como señalan (Martínez et al., 2010Martínez, F., Menéndez, M., & Moya, C. (2010). otros: Heterosis para algunos componentes del rendimiento en cruzas híbridas de cacao (Theobroma cacao Lin.). Café Cacao, 9(1), 16-20.). Según Hitomi (2010)Hitomi, L. (2010). Evaluación del estado nutricional de combinaciones híbridas de cacao cultivado en un Latosoil Amarillo Distrópico Típico. Agrotrópica, 22(1), 5-10., los recursos genéticos representan la base fundamental para el mejoramiento, ya que permiten detectar e incorporar genes que mejoran la productividad, la resistencia a plagas y la calidad organoléptica del cacao. Estos avances son cruciales para garantizar la sostenibilidad y competitividad del cultivo en el mercado global.

El área de domesticación y cultivo del cacao se ubica en Mesoamérica, y su expansión ha sido tan significativa que actualmente se cultiva en todos los países con condiciones tropicales y húmedas. Este cultivo tiene una relevancia económica y social considerable, lo que ha impulsado el desarrollo de diversas técnicas para aumentar su producción, entre las que destaca el uso de cultivares mejorados. Según (Wilkinson, 2000Wilkinson, M. J. (2000). The application and constraints of new technologies in plant breeding. Proceedings of the international workshop on new technologies in cocoa breeding. Kuala Lumpur, 16-17. https://www.incocoa.org/data/ingenic_workshop_3_proceedings_2000.pdf#page=27 ), el incremento de la productividad en la mayoría de los cultivos mundiales se debe, en gran medida, al mejoramiento genético.

En Cuba, las poblaciones de cacao están compuestas principalmente por el grupo Trinitario, que data del siglo XVIII, junto con algunos genotipos forasteros y criollos introducidos posteriormente. Esta mezcla genotípica de la especie Theobroma cacao L. representa el 100 % de la superficie sembrada en el país, con plantaciones de diferentes edades. Los continuos cruzamientos espontáneos, resultado de la siembra por semillas de polinización libre, generan numerosas segregaciones, lo que facilita el trabajo de selección, especialmente en la región de Baracoa, principal productora del país con el 55 % de las áreas cultivadas y el 70 % de la producción nacional.

Las primeras plantaciones de cacao en Cuba fueron establecidas por los franceses en el siglo XVIII en la zona de TI Arriba, extendiéndose posteriormente a áreas como la Gran Piedra, Loma del Gato y El Escandel. En la actualidad, aún subsisten ejemplares que se han mantenido a través de la emisión sucesiva de nuevos vástagos a partir del material original. Esto ha permitido que no se produzcan variaciones genéticas en las plantas derivadas, aunque los factores ambientales puedan provocar cambios fenotípicos visibles en los individuos.

Al iniciar el programa de mejoramiento genético en Cuba en 1991, que incluyó el método de hibridación, no se contaba con información genética detallada sobre el comportamiento del germoplasma existente. Además, las escasas investigaciones realizadas hasta ese momento no permitieron esclarecer el comportamiento de los caracteres cuantitativos del cacao, lo que resultó en una base científica insuficiente para el germoplasma disponible (Martínez et al., 2002Martínez, F. S., Gutiérrez, M., Verdecia, M., & Sánchez, F. (2002). Comportamiento de mezcla clonal híbrida en plantaciones comerciales de cacao en la ladera nororiental de Farallón Colorado. Café Cacao, 3(1), 83-85.).

Las introducciones de germoplasma deben estar plenamente disponibles y adecuadamente caracterizadas para su incorporación en programas de mejoramiento. Esto implica el estudio de las características individuales de las introducciones, la identificación de genes responsables de las variabilidades observadas, y el análisis de la herencia y las relaciones entre genotipos de diferentes poblaciones. Estos pasos son esenciales para garantizar el éxito de los programas de mejoramiento.

Dos procesos fundamentales se destacan en este contexto: la introducción de germoplasma foráneo y la prospección de materiales nacionales. Por esta razón, este estudio se propuso evaluar los genotipos y presentar algunos resultados del programa de mejoramiento genético del cacao en Cuba. Estos esfuerzos buscan fortalecer la base genética del cultivo y mejorar su productividad y calidad en el país.

Materiales y métodos

El éxito del programa de mejoramiento genético se basó en las necesidades de los productores, la demanda de la economía y la industria, con el objetivo de abordar los principales factores limitantes de la producción y maximizar su potencial. Este proceso siguió una secuencia lógica que incluyó la introducción de nuevos clones y la prospección de genotipos nacionales. Posteriormente, se seleccionaron cultivares para los ensayos de mejoramiento mediante métodos de hibridación, con el fin de identificar árboles superiores y los mejores híbridos, considerando descriptores cualitativos y cuantitativos (figura 1).

Los trabajos se llevaron a cabo en la Estación Experimental Agro-Forestal Baracoa, ubicada en la provincia de Guantánamo, durante el período de 1978 a 2017. Para ello, se realizaron investigaciones con materiales introducidos y prospectados, financiados por 16 proyectos nacionales. Estas investigaciones permitieron avanzar en el conocimiento y desarrollo de variedades mejoradas de cacao.

En el período de 1982 a 1985, se introdujeron y compararon clones e híbridos. Como resultado de este proyecto, se introdujeron 88 cultivares de diferentes orígenes, tanto en forma gámica (semillas) como agámica (estacas enraizadas y varetas portayemas). Estos datos se detallan en la tabla 1.

Entre 1991 y 1995, se realizó la prospección de árboles sobresalientes en las poblaciones de cacao cultivado en Cuba. Se identificaron 194 plantas en las provincias de Guantánamo (163), Santiago de Cuba (24) y Mayabeque (7). Durante esta prospección, se recorrieron 320 fincas en zonas cacaoteras, y se elaboró un expediente para cada individuo sobresaliente. Este expediente incluyó una microlocalización gráfica, considerando elementos fisiográficos perdurables, y el llenado de una planilla para árboles prospectados y seleccionados (Tabla 2). Cada árbol se identificó con una chapilla numerada que correspondía al expediente y al croquis del sitio donde se encontraba.

En el mismo período (1991-1995), se estudió el sistema de incompatibilidad y compatibilidad de híbridos, clones y plantas prospectadas de Theobroma cacao Lin., bajo mejoramiento. Se caracterizaron 157 genotipos, de los cuales 90 resultaron autoincompatibles, 44 autocompatibles, 8 incompatibles y 15 compatibles. Además, se estudiaron las variables relacionadas con el beneficio del cacao, como el porcentaje de grasa y de testa, el índice de fermentación y el rendimiento industrial de 198 genotipos.

Entre 1995 y 2000, se obtuvieron y comercializaron clones e híbridos de Theobroma cacao Lin. Se lograron 6 combinaciones híbridas y se comercializaron 11,715 kg de semillas híbridas, 2,604 fiscalizadas y 52,952 varetas, que aportaron 476,566 yemas. Posteriormente, entre 1998 y 2003, se llevó a cabo la introducción, conservación y caracterización de los recursos fitogenéticos de Theobroma cacao Lin. Se creó un banco de germoplasma con 282 accesiones.

Los descriptores (Tabla 3) se utilizaron para identificar caracteres deseables de importancia botánica, agronómica y de calidad, con el fin de preseleccionar genotipos para el mejoramiento genético y seleccionar cultivares con altos potenciales productivos. Estos descriptores coinciden con los utilizados por Pound (1932)Pound, F. J. (1932). The genetic constitution of the cacao crop. Annual Report on Cocoa Research, 1, 10-24.; Engels (1981)Engels, J. (1981). Genetic resources of cacao: A catalogue of the CATIE collection. Bib. Orton IICA/CATIE. https://books.google.es/books?hl=es&lr=&id=UvsOAQAAIAAJ&oi=fnd&pg=PA4&dq=Genetic+Resources+of+Cacao.+A+Catalogue+of+the+CATIE+Collection&ots=bh41mOEnsU&sig=ajQyi11MkhBR3i5gX74afF3vLik ; Eskes et al. (1998)Eskes, A. B., Engels, J. M. M., & Lass, R. A. (1998). Working procedures for cocoa germplasm evaluation and selection. Proceedings of the CFC/ICCO/IPGRI Project workshop, 1(6). https://www.researchgate.net/profile/Johannes-Engels-2/publication/236680569_Working_procedures_for_cocoa_germplasm_evaluation_and_selection/links/00b4951f9413b060d8000000/Working-procedures-for-cocoa-germplasm-evaluation-and-selection.pdf ; Bekele et al. (2006)Bekele, F. L., Bekele, I., Butler, D. R., & Bidaisee, G. G. (2006). Patterns of Morphological Variation in a Sample of Cacao (Theobroma Cacao L.) Germplasm from the International Cocoa Genebank, Trinidad. Genetic Resources and Crop Evolution, 53(5), 933-948. https://doi.org/10.1007/s10722-004-6692-x y Avendaño et al. (2014)Avendaño, C. H., Cueto Moreno, J., Mendoza López, A., López Andrade, P. A., Sandoval Esquivez, A., & Aguirre Medina, J. F. (2014). Manual gráfico de descriptores varietales de cacao (Theobroma cacao L.). Coyoacán, México..

Resultados y discusión

El programa de mejoramiento genético permitió categorizar los materiales genéticos de la siguiente forma:

En las tablas 4 y 5 se presentan las principales variables caracterizadas en 242 genotipos evaluados en el banco de germoplasma, ensayos y parcelas experimentales dentro del programa de mejoramiento genético. Estas variables incluyen la caracterización de la colección en los surcos primarios, la presencia de pigmentos antociánicos en los surcos de los frutos, la masa de las semillas húmedas, el número de semillas por fruto y el color de los cotiledones.

Los resultados obtenidos coinciden con los informados por Martínez-Suárez et al. (2014)Martínez-Suárez, F., Menéndez-Grenot, M., & Álvarez-Gil, M. A. (2014). Descriptores mínimos para la caracterización morfoagronómica de cacao (Theobroma cacao Lin.). Café Cacao, 13(1), 11-19., así como con las variables relacionadas con el peso de las mazorcas, el número de semillas y los indicadores fisiológicos que influyen en el rendimiento agrícola del cultivo de cacao, como el ancho y largo de la semilla, y el ancho, largo y grosor de la cáscara del fruto, según Nariño & Menéndez (2012)Nariño, A., & Menéndez, M. Influencia de la polinización manual en el rendimiento agrícola del clon UF-650 de cacao (Theobroma cacao L.). Café Cacao, 11(2), 11-15., Menéndez-Grenot et al. (2014)Menéndez-Grenot, M., Clapé-Borges, P., Lambertt-Lobaina, W., Rodríguez-Terrero, M., & Nariño, A. (2014). Caracterización y análisis morfoagronómico de 74 genotipos de Theobroma cacao Lin. Para mejorar la estructura clonal del cultivo en Cuba. Café Cacao, 13(2), 3-11.. Estos estudios destacan la máxima y mínima expresión de los genotipos evaluados y su influencia en el desempeño productivo de los frutos y semillas, lo cual es relevante para los nuevos materiales propuestos.

Conclusiones