1. LAS SEMILLAS Y LAS PLANTAS DE REPRODUCCIÓN VEGETATIVA.
La multiplicación de las plantas se realiza por dos vías distintas:
a) Por vía sexual, es decir por semilla, reproducción propiamente dicha, implica variabilidad. Es la más empleada en la mayor parte de los cultivos extensivos (cereales) e intensivos (hortícolas).
Las plantas que se reproducen por semillas pueden autofecundarse, en cuyo caso se denominan especies autógamas, o pueden poseer barreras inherentes a la autoincompatibilidad tales como el que, normalmente, un óvulo solo puede ser fecundado por polen de un genotipo diferente de la misma especie, en este caso se denominan alógamas.
b) Por vía asexual, también llamada vegetativa, implica estabilidad genética. Se consigue por medio de una porción vegetativa, estolones (fresas, geranio), acodo (jazmin), estacas o esquejes (clavel), injertos (arboles frutales), bulbos (jacinto, narciso), tubérculos (patatas), rizomas y raíces tuberosas (boniato), que tiene capacidad para formar una planta nueva y completa. Predomina en arboricultura y está muy difundida en algunas hortícolas (fresa, ajo, etc.), en cultivo de flores (clavel, crisantemo, etc.), y en plantas ornamentales (violeta, ficus, etc.). En cambio, su uso es limitado en el caso de cultivos herbáceos más o menos extensivos. También podemos considerar en este grupo el fenómeno de la apomixis, reproducción por semillas formadas sin intervenir procesos de fecundación.
A efectos de normativa y control por parte de la Administración se entiende por semilla los elementos que, botánica o vulgarmente, se designan con este nombre y cuyo destino es el de reproducir la especie, así como los tubérculos y otros órganos que se utilicen con fines de multiplicación. Y planta de vivero los individuos botánicos destinados al establecimiento de plantaciones, así como cualquier órgano vegetativo no incluido en la definición de semilla y que se utilice para la reproducción.
Según Thomson, 1979, la calidad de un lote de semillas puede verse afectada por diversas causas:
Pureza físico-botánica: indica en que medida la muestra contiene semillas intactas y sanas y/o por componentes denominados “impurezas”.
Pureza genética: garantiza que las semillas pertenecen a un único cultivar (variedad comercial).
Poder germinativo: expresa el porcentaje de semillas puras que, bajo condiciones favorables de germinación, son capaces de producir plántulas normales.
Vigor: pretende dar información acerca de la respuesta y de la homogeneidad que cabe esperar de un lote de semillas cuando se siembra en condiciones que no son completamente favorables para la germinación y nascencia de las plántulas.
Dormición: también se conoce con el nombre de latencia o estado de reposo, durante el cual las semillas son incapaces de germinar, aun contando con condiciones favorables para hacerlo.
Homogeneidad: medida de la uniformidad de todos los componentes del lote que responden a las mismas características, preferentemente morfológicas (peso, forma, tamaño, color, etc.).
Estado fitosanitario: estado sanitario de las semillas.
Humedad: junto con la temperatura, son los factores que más influyen sobre la conservación de las semillas durante el periodo de almacenamiento. Las semillas denominadas ortodoxas, a diferencia de las recalcitrantes, se conservan tanto mejor cuanto más bajo es su contenido en humedad.
2. IMPORTANCIA DEL GERMOPLASMA AUTOCTONO. SU CONSERVACION.
Germoplasma es cualquier tipo de material genético, identificable de alguna manera, que se usa para la reproducción, especialmente en relación con la conservación de recursos genéticos y obtención de nuevas variedades.
2.1 Diversidad y erosión genética.
El reconocimiento actual de la importancia de la conservación del germoplasma es consecuencia de un proceso histórico que nos ha llevado a un incremento constante de la variabilidad genética en el pasado a la actual pérdida y erosión acelerada de la misma debido a la sustitución de genotipos autóctonos por genotipos uniformes con el consiguiente aumento de la vulnerabilidad de nuestros cultivos y los peligros que se derivan de la misma.
Hasta la aparición de la agricultura hace unos 10.000 años los procesos evolutivos sobre la tierra habían tenido como único control la selección natural, favoreciendo en cada medio a los individuos portadores de genotipos mejor adaptados al mismo. El resultado de este proceso fue un aumento constante de la diversidad genética dentro y entre especies. Con la aparición de la agricultura comienza la domesticación de aquellas especies que tienen mayor interés para el hombre y además de la selección natural actúa la selección artificial.
En los últimos años este proceso de diversificación se ha interrumpido e invertido bruscamente ya que la propia actividad agrícola, en su intento por incrementar su productividad y la uniformidad demandada en los mercados es una causa de erosión genética, perdida de variabilidad, que conlleva el empobrecimiento genético e incluso perdida de especies y variedades locales.
El germoplasma autóctono, diversidad genética localmente adaptada, es por consiguiente de suma importancia tanto por su valor intrínseco (las tendencias actuales de uniformidad pueden variar) como por su valor como fuente de variabilidad útil.
2.2 Conservación del germoplasma
2.2.1 Estrategias de conservación
Tradicionalmente las estrategias de conservación empleadas son la conservación “in situ” y la conservación “ex situ”.
La conservación “in situ” consiste en favorecer, en aquellos sitios donde existe diversidad genética, el mantenimiento de la misma forma espontánea. Está regulada por leyes proteccionistas, el establecimiento de parques o reservas naturales y, además permitir el mantenimiento de la integridad genética de las poblaciones, posibilita la continuidad de la dinámica evolutiva de los mismos en su ambiente natural.
La conservación “ex situ” consiste en el mantenimiento de los recursos fitogenéticos fuera de las zonas de diversidad y origen. Esta forma de conservación incluye a los jardines botánicos y arbóreos por una parte, y los bancos de germoplasma por otra.
Los jardines botánicos y arboretos son colecciones vivas de especies vegetales. Representan la forma más antigua de conservación de recursos fitogenéticos y algunos en Europa datan de los siglos XV y XVI. Actualmente tiene escasa importancia.
Los bancos de germoplasma son centros donde la conservación de los recursos fitogenéticos se lleva a cabo mediante el almacenamiento de aquellas estructuras que sirven para su reproducción y/o propagación.
2.2.2 Bancos de germoplasma
Los bancos de germoplasma se clasifican según:
a) El destino de la colección.
– Banco base (o colección base): la conservación se organiza a largo plazo y su finalidad es evitar pérdidas y transmitir esa riqueza a las generaciones futuras.
– Banco activo (o colección activa): la conservación se organiza a medio plazo y la colección está directamente disponible para su multiplicación o utilización.
b) El modo en que se organiza la conservación.
– Banco de semillas: se conservan solo las semillas. Es muy práctica porque contiene el genotipo de los individuos a los que da lugar y son fácilmente almacenables en espacios pequeños. Esta conservación se basa en la ley de Harrington: “si se reduce la humedad interior de las semillas y la temperatura ambiental, se prolonga extraordinariamente la longevidad de las semillas”, la FAO recomienda almacenar las semillas con un contenido de humedad interna de aproximadamente el 6% y una temperatura de –18ºC. Hay casos en que esta conservación no es posible:
1. Especies cuyas semillas no se adaptan al enfriamiento y la desecación. Reciben el nombre de recalcitrantes (las que si se adaptan reciben el nombre de semillas ortodoxas).
- Especies en que la semilla no contiene el genotipo deseado ya que la mejora se ha realizado por reproducción vegetativa.
– Banco de colecciones de campo: se conservan individuos completos en campo. Es el método más habitual de especies frutales, ornamentales y plantas perennes de propagación vegetativa.
– Banco de conservación in vitro: cuando la conservación de semillas no asegura la viabilidad de un banco de germoplasma se puede recurrir al empleo de técnicas de cultivo in vitro que podrían sustituir parcial o totalmente a las formas tradicionales de conservación.
Es también tarea del banco de germoplasma la identificación y descripción de todas las muestras depositadas, facilitando a través de la base de datos su utilización por la comunidad científica.
2.3 Como se conservan los recursos fitogenéticos en España
En 1981 se crea por orden Ministerial el Centro de Conservación de Recursos Fitogenéticos (CCRF) dentro del INIA. En 1993 pasa a ser denominado Centro de Recursos Fitogenéticos (CRF), a la vez que se crea el Programa de Utilización y Conservación de Recursos Fitogenéticos del MAPA, cuyos objetivos principales son conservar a largo plazo colecciones de semillas y centralizar toda la información de la Red de colecciones de germoplasma.
En el CRF, en la actualidad, se conservan 27.370 muestras de semillas pertenecientes a 140 especies, 63 géneros y 11 familias botánicas. La mayoría de ellas (70%) son variedades locales, tradicionalmente cultivadas en España.
El CFR conserva también colecciones activas de cereales y leguminosas, principalmente. Los bancos de germoplasma de hortícolas en España, colecciones activas, están en la Universidad Politécnica de Valencia y en el SIA de la Diputación General de Zaragoza, en la actualidad también poseen colecciones a largo plazo. En lo que se refiere a hortalizas de multiplicación vegetativa, existen colecciones de fresa en el Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias.
En el IVIA hay un banco de germoplasma de especies y variedades de cítricos de los más importantes del mundo.
3. ESPECIES, VARIEDADES, TECNICAS DE SELECCIÓN Y MEJORA
El propósito de la selección de plantas agrícolas mejoradas ha permanecido relativamente constante, seleccionándose las plantas agrícolas por su facilidad de cultivo, mayor rendimiento, calidad apropiada y resistencia a plagas, enfermedades y estrés ambiental. En concreto el objetivo de la mejora de plantas es obtener nuevas variedades con las características demandadas por el consumidor.
Los programas de mejora constan básicamente de tres etapas: 1) búsqueda y aprovechamiento de la variabilidad genética existente, 2) selección de las plantas con la combinación óptima de genes, 3) comprobación en campo de que lo seleccionado es lo correcto y mejor que lo que hay en el mercado.
El método general a seguir en un programa de mejora clásica de una cierta especie queda determinado en gran parte por el sistema de reproducción de la especie así como de la variabilidad existente en el material de partida. Distinguimos dos tipos de poblaciones de plantas según su sistema de reproducción: plantas autógamas y plantas alógamas.
3.1 Métodos de selección y mejora de especies autógamas
Los métodos de mejora genética más eficaces para especies autógamas se pueden agrupar en las siguientes categorías:
1. Selección individual o genealógica. El procedimiento general de la mejora de la selección individual es escoger un gran número de plantas separadamente, comparar sus descendencias en ensayos en el campo y seleccionar la de más valor y formar la nueva variedad.
2. Selección masal difiere de la individual en que en lugar de seleccionar una sola planta, se seleccionan varias para confeccionar la nueva variedad.
3. Hibridación (cruzamientos intraespecíficos), con el fin de conseguir genotipos que reúnan distintas características de los parentales o bien muestren un carácter con mayor intensidad que dichos parentales.
3.2 Métodos de selección y mejora de especies alógamas
El grupo de especies alógamas cultivadas es mucho menos homogéneo que el grupo de autógamas. Todas las plantas de dichas especies son heterocigóticas y, para que su productividad sea satisfactoria, se debe mantener la heterocigosis durante el programa de mejora o bien restablecerla al final. Los métodos más importantes que se aplican en las especies de fecundación cruzada son la selección masal, selección genealógica, selección recurrente y retrocruzamiento.
3.3 Métodos de selección y mejora en plantas de multiplicación vegetativa.
Las especies de multiplicación vegetativa suelen estar formadas por varios clones, individuos teóricamente iguales, la selección individual o clonal, eligiendo los mejores, puede ser muy eficaz. En este tipo de plantas la variabilidad existente es la debida a factores ambientales, pero puede ser incrementada por mutaciones espontáneas o artificialmente por inducción de mutaganesis con agentes físicos o químicos, hibridación de genotipos, etc.
3.4 La biotecnológia, nuevas herramientas para la mejora de plantas
El gran desarrollo que la biotecnología permite superar o aminorar muchas dificultades de la mejora clásica.
Si no existe variabilidad genética que aprovechar mediante cruzamientos, es decir, haciendo uso de la reproducción sexual de las plantas, habrá que recurrir a crearla mediante técnicas que aseguren que el genotipo buscado se encuentra dentro del intervalo de variabilidad creado. En su conjunto se llaman métodos parasexuales por contraposición al sexual. Se trata de técnicas para:
– Cambiar el nivel de ploidía (o número de juegos cromosómicos de la planta). Se sabe que los organismos triploides (con tres en vez de dos juegos cromosómicos) son estériles, por ello para obtener sandías sin semillas se procedió a utilizar esta estrategia.
– Inducir mutaciones mediante radiaciones o productos químicos mutagénicos.
– La introducción de genes individuales procedentes de cualquier otro organismo, incluso tan diferente a las plantas como son las bacterias, mediante la técnica de transformación genética.
El uso de la biotecnología en la agricultura, como ha ocurrido en otros sectores, está aportando nuevas y revolucionarias soluciones que permiten, entre otras cosas:
– El cultivo de productos adaptados a climas que no permiten su desarrollo.
– Transferir la resistencia a factores nocivos de la tierra (tales como salinidad), o del aire (heladas o calores intensos).
– Aumentar el valor nutritivo de los cultivos (semillas con mayor contenido de proteínas, aceites vegetales con grasas menos saturadas, etc.)
– Introducir genes que permitan a la planta ser más resistente a los ataques de virus, hongos o insectos, sin tener que aportar productos químicos.
– Resistencia a determinados herbicidas.
3.5 La mejora de las plantas en la Comunidad Valenciana.
En la CV son varios los organismos de investigación, el IVIA, la Universidad de Valencia, la Universidad politécnica, el CSIC, etc., que trabajan en la mejora genética de plantas tanto empleando técnicas de mejora clásica como con el empleo de nuevas tecnologías.
Concretamente en el IVIA, organismo que depende de la CAPA, algunos de los objetivos planteados en el campo de la mejora de distintos cultivos se pueden resumir en:
Arroz: el departamento del arroz ha obtenido las variedades más cultivadas en la CV. Los objetivos más importantes son la obtención de variedades de grano largo, que cumplan las normas de calidad de la UE y la obtención de variedades de grano medio resistentes al encamado, productivas y con buen rendimiento industrial.
Citricultura y otros frutales: en cítricos se estudian los temas relacionados con variedades y patrones, tratando de ampliar la gama de los mismos, principalmente mediante selección de mutaciones espontáneas e hibridaciones dirigidas (triploides). Se pretende ampliar la oferta varietal con cultivares de gran calidad y obtener nuevos patrones de alta productividad y que reduzcan el tamaño del árbol. En frutales no cítricos los objetivos son la obtención de nuevas variedades de albaricoquero resistentes al virus de la sharka, selección de variedades y patrones y la creación y caracterización de una colección de frutales como alternativa a las especies mayoritariamente cultivadas.
Horticultura: se pretende obtener en algunas especies hortícolas nuevas variedades perfectamente adaptadas a las condiciones ecológicas de la CV. En la mejora del fresón, se han obtenido ya dos variedades propias, registradas y en proceso de multiplicación comercial.
Tras la obtención de una nueva variedad y comprobar que reúne los requisitos agronómicos que se le han fijado para poder comercializarla debe inscribirse en el Registro de Variedades Comerciales.
Para considerarse una variedad como nueva debe cumplir:
· Distinta: que se diferencie claramente de otras variedades por uno o más caracteres.
· Estable: si conserva sus caracteres después de reproducirse o multiplicarse sucesivamente o al final de cada ciclo de reproducción.
· Suficientemente homogéneo: si las plantas que la componen son semejantes para el conjunto de caracteres definidores.
· Con suficiente valor agronómico: si en comparación con las variedades testigo de los ensayos se comprueba que presenta una mejora clara.
4. EL SECTOR PRODUCTOR DE SEMILLAS Y PLANTAS DE VIVERO EN LA COMUNIDAD VALENCIANA. PROBLEMÁTICA.
El sector productor de semillas en la CV está centrado en la producción de semillas hortícolas y en semillas de arroz que son el grupo de cultivos herbáceos más importantes en nuestra comunidad. La superficie en otros cultivos extensivos es mínima comparada con otras comunidades y por lo general se cultiva en secano y en gran medida en tierras marginales, es por ello, que en estos cultivos el 85% de la semilla sembrada es de autoconsumo, adquiriéndose el 15% restante en comercios y a productoras radicadas fuera de la CV.
En semillas de arroz la CV se autoabastece, existiendo una cooperativa de segundo grado (Coopsemar) encargada de la producción de semilla certificada para sus asociados. El índice de utilización de semilla certificada supera el 90%.
En semillas de hortícolas existen unas 10 productoras, si bien tan solo tiene importancia la producción de semilla de cebolla, habas y en menor medida melón, judía, lechuga y berengena. Por lo general la semilla es importada por entidades multinacionales y distribuida por ellas mismas. Esto incluye la patata.
El índice de autoconsumo en hortícolas es del 15% y ello es debido sobre todo a las semillas de habas. En patata el autoconsumo llega al 25%.
Los problemas más importantes que en la actualidad tiene el sector, tanto a nivel nacional como de la CV son:
· Gran dependencia tecnológica del exterior, sobre todo en la obtención de nuevas variedades.
· Fusión en la última década de grandes productoras de semillas, formando multinacionales que acaparan la mayoría del mercado, dificultando el establecimiento de nuevas productoras.
· Disminución de la diversificación vegetal y utilización de variedades foráneas concebidas únicamente para obtener una mayor producción, dificultando la expansión de variedades locales.
· Posibilidad de introducción de plagas y enfermedades por el movimiento internacional de vegetales.
El sector productor de plantas de vivero difiere totalmente del de semillas. Resulta ser un sector muy profesionalizado y es por ello que dependiendo de la actividad se inscriben en los diferentes Registros que dispone la CAPA, y en concreto la Sección de Certificación Vegetal dependiente del Área de Protección de los Vegetales: frutales, cítricos, viña, ornamentales y plantelistas de hortícolas son los Registros abiertos.
Cítricos: la CV es la mayor productora de plantones de cítricos. En la campaña 1999-2000 la producción estuvo en torno a los siete millones de plantones. Están situados en el norte de Castellón y sur de Tarragona. Emplean mucha mano de obra de los pueblos colindantes. La tendencia es a estabilizar la producción o a disminuirla levemente.
Frutales: se distribuyen por toda la geografía aunque es la provincia de Valencia donde se produce cerca del 80%. En la campaña 1999-2000 la producción estuvo en torno a los 2.200.000 plantones de frutales. Entre las especies más producidas destaca el almendro, seguido del melocotón y el olivo. La producción ha ido bajando durante la década de los noventa, y en la actualidad tiende a estabilizarse, incluso a aumentar la producción en alguna especie muy concreta.
Viña: la mayoría de los productores están ubicados en municipios de la Vall d’Albaida, concretamente en Ontinyent y Aielo de Malferit. En la CV se produce aproximadamente el 80% de plantas de vid de la producción nacional. En la campaña 1999-2000 la producción de barbado (patrones de vid sin injertar) rondó los 30 millones de plantas, mientras que de planta injertada unos 12 millones. El sector aprovechó las buenas campañas de los años noventa para tecnificarse y en la actualidad es competitivo tanto a nivel nacional como de la UE.
Ornamentales: la mayoría de viveros están especializados en unos determinados productos. Así, encontramos productores de plantas de exterior, de interior, forestales, aromáticas, etc. La CV es la principal productora de planta ornamental de España, como demuestran los datos de producción obtenidos en el año 2000, cuyo valor ha alcanzado los 9.500 millones de pesetas, el 30% de la producción nacional. Es un sector dinámico, cada día más presente en el mercado nacional y en el internacional.
Plantelistas de hortícolas: este sector se ha ido forjando en la década de los noventa, llegando manejar en el año 2000 unos 500 millones de plantas. Entre las especies más producidas hay que destacar la lechuga que supone cerca del 40% de la producción. La provincia donde más planteles se producen es la de Alicante con un 50%. La producción tiende a estabilizarse.
ESQUEMA DEL TEMA 32
1. Las semillas y las plantas de reproducción vegetativa
La multiplicación de las plantas se realiza por dos vías distintas:
a) Por vía sexual, es decir por semilla. Es la más empleada en los cultivos extensivos e intensivos.
b) Por vía asexual. Implica estabilidad genética. Se consigue por medio de una porción vegetativa.
A efectos de normativa se entiende por semilla al elemento botánico cuyo destino es de multiplicar la especie, así como los tubérculos y otros órganos que se utilicen con fines de multiplicación.
2. Importancia del germoplasma autóctono. Su conservación.
Germoplasma es cualquier tipo de material genético, identificable de alguna manera, que se usa para la reproducción, especialmente en relación con la conservación de recursos genéticos y obtención de nuevas variedades.
2.1 Diversidad y erosión genética
El germoplasma autóctono, diversidad genética localmente adaptada, es por consiguiente de suma importancia tanto por su valor intrínseco (las tendencias actuales de uniformidad pueden variar) como por su valor como fuente de variabilidad útil.
2.2 Conservación del germoplasma
2.2.1 Estrategias de conservación: tradicionalmente conservación “in situ” y “ex situ”
2.2.2 Bancos de germoplasma. Se clasifican según:
· El destino de la colección: banco base y banco activo.
· El modo en que se organiza la conservación: banco de semillas, banco de colecciones de campo y banco de conservación in vitro.
2.3 Como se conservan los recursos fitogenéticos en España
El Centro de Recursos Fitogenéticos (CRF) tiene como objetivo principal conservar a largo plazo colecciones de semillas y centralizar toda la información de la red de colecciones de germoplasma.
El banco de germoplasma de hortícolas en España están en la UPV y el SIA de Zaragoza. El IVIA tiene uno de los mayores bancos de germoplasma de cítricos del mundo.
3. Especies , variedades, técnicas de selección y mejora.
Los programas de mejora constan básicamente de tres etapas: 1) búsqueda y aprovechamiento de la variabilidad genética existente, 2) selección de las plantas con la combinación óptima de genes, 3) comprobación en campo de que lo seleccionado es lo correcto y mejor que lo que hay en el mercado.
3.1 Métodos de selección y mejora de especies autógamas: selección genealógica, selección masal y hibridación.
3.2 Métodos de selección y mejora para especies alógamas: Son especies heterocigóticas. Métodos más importantes: selección masal, selección genealógica.
3.3 Métodos de selección y mejora en plantas de multiplicación vegetativa: mediante la selección individual o clonal de mutaciones espontáneas o inducidas artificialmente.
3.4 La biotecnología, nuevas herramientas para la mejora de las plantas. Si no existe variabilidad genética que aprovechar mediante cruzamientos, es decir, haciendo uso de la reproducción sexual de las plantas, habrá que recurrir a crearla mediante técnicas que aseguren que el genotipo buscado se encuentra dentro del intervalo de variabilidad creado. En su conjunto se llaman métodos parasexuales por contraposición al sexual.
3.5 La mejora de las plantas en la Comunidad Valenciana. Uno de los objetivos del IVIA es la mejora genética, mediante técnicas de mejora clásica, como en el empleo de nuevas tecnologías en cultivos como el arroz, en citricultura y otros frutales y en horticultura. Otros organismos: UPV; Universidad de Valencia, el CSIC.
4. El sector productor de semillas y plantas de vivero en la CV. Problemática.
El sector productor de semillas en la CV está centrado en la producción de semillas hortícolas y en semillas de arroz que son el grupo de cultivos herbáceos más importantes en nuestra comunidad. En semillas de arroz el índice de utilización de semilla certificada supera el 90%. En semillas de hortícolas tiene importancia la producción de semilla de cebolla y habas principalmente.
Problemática: dependencia tecnológica del exterior, multinacionales que acaparan la mayoría del mercado, utilización de variedades foráneas.
El sector productor de plantas de vivero es un sector muy profesionalizado (1999/2000):
· Cítricos: La CV es la mayor productora de cítricos. Se sitúan en el norte de Castellón. Producen alrededor de siete millones de plantones.
· Frutales: En Valencia se concentra el 80% de la producción de la CV. Se están produciendo alrededor de dos millones de plantones.
· Viña: En Valencia se concentra el 80% de la producción nacional. La producción ronda los treinta millones de plantas sin injertar, y doce millones de plantas injertadas. Viveros tecnificados, competitivos a nivel nacional como de la UE.
· Ornamentales. La CV es la principal productora de planta ornamental de España (30%) cuyo valor alcanza los 9.500 millones de pesetas.
· Plantelistas de hortícolas: Producen alrededor de 500 millones plantas.