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El fruto es de origen mesoamericano y, aunque no hay evidencias
que demuestren la zona exacta, es muy probable que la región
de Orizaba, en Veracruz, haya sido la cuna de esta caprichosa planta.
Justamente ahí, investigadores de la Universidad Veracruzana
han dado un giro al conocimiento que se tiene sobre su producción,
pues al fin lograron su clonación a partir de esquejes de
meristemo axilar, dando así un primer paso para crear una
técnica completa de cultivo de tejidos que permitirá
obtener, principalmente, material de siembra con calidad del fruto
para su exportación.
Un
recurso genético desaprovechado
Ya que es un cultivo agrícola muy reciente (pues hace menos
de 100 años que se empezó a sembrar con fines de comercialización),
el chayote ha conservado la mayoría de sus características
silvestres, el hombre no ha transformado esta planta para su beneficio
en forma tan dramática como lo ha hecho con el maíz,
el trigo, la papa o muchos otros. Incluso, es un recurso que prácticamente
no ha sido estudiado más allá del ámbito de
la taxonomía (su clasificación) y la sistemática
(su historia evolutiva).
En términos de oportunidades de investigación para
el desarrollo tecnológico, se trata de una especie que es
verdaderamente terreno virgen e inexplorado para la ciencia, pero
no fue sólo su potencial académico lo que definió
la investigación que desarrollaron en la UV, como explicó
Norma Coria Gil, directora del equipo de trabajo que logró
la clonación del fruto: “Si podemos establecer una técnica
para obtener chayote de alta calidad y libre de contaminantes (a
partir de su clonación in vitro), su cultivo podría
ser una extraordinaria oportunidad para promover entre los productores
un desarrollo económico sostenido, fundamental ahora que
los precios de otros frutos agrícolas se han venido abajo;
incluso tiene potencial para ser utilizado como materia prima industrial
para la obtención de productos de alto valor agregado, papillas
para infantes, mermeladas, dulces y cosméticos, entre otros”.
Hoy en día, sólo dos países en el mundo han
logrado la calidad para su exportación: Costa Rica, que es
el número uno –a pesar de que sólo cultiva alrededor
de 400 hectáreas– y México, que no ha tenido
la capacidad para mejorar con biotecnología su producción
y potenciar el cultivo que ya de por sí favorece el clima
y la altura del trópico nacional, por lo cual ha perdido
su posicionamiento en el mercado internacional y ya casi no se exporta
chayote mexicano.
Y es que, desafortunadamente, falta conocimiento para poder explotar
esta especie y, al mismo tiempo, preservar la vasta riqueza de variabilidad
genética que la caracteriza.
Menos
improvisación, más conocimiento
Ante este panorama, no fue difícil que los universitarios
se percataran de la urgencia de documentar e investigar el cultivo
del chayote, con miras a mejorar su sistema de explotación
agrícola y superar las aparentes limitantes para un aprovechamiento
redituable y sustentable. Esto, en beneficio de los muchos agricultores
que ya están buscando la manera de recuperar su participación
en el mercado de exportación.
Las investigaciones acerca de las técnicas de cultivo in
vitro tienen varios años en la Universidad Veracruzana, pero
fue en 2003 cuando el equipo dirigido por Norma Coria Gil, de la
Facultad de Ciencias Biológicas y Agropecuarias (Peñuela,
Veracruz), decidió solicitar apoyo financiero para estudiar
técnicas de clonación de tejidos específicamente
de chayote, y lo obtuvo de la Fundación Produce Veracruz,
quien otorgó más de 250 000 pesos para esta investigación.
Gracias a los trabajos que realizaron durante un año, lograron
desarrollar un protocolo que permite la regeneración in vitro
de la planta completa de chayote (a partir de un esqueje de nudo
con una yema axilar), es decir, se ha logrado clonar exito-samente
la plántula a partir de un “pedacito” de la misma
que, depositado en un medio especial (con determinados nutrientes
en cantidades específicas), genera los tejidos para dar lugar
a una planta completa, con raíces, hojas y tallo.
Empezar
de cero
La falta de conocimiento básico de la especie (Sechium edule)
hizo más compleja la investigación. En la literatura
especializada no existe más que un reporte de un trabajo
similar, “pero que no permite establecer su veracidad”,
por eso el equipo empezó la investigación prácticamente
de cero, dijo Coria Gil.
Largas horas de trabajo tuvieron que ser dedicadas tanto a la recolección
de material de origen como a las pruebas de laboratorio. María
de la Cruz Díaz Sánchez, estudiante de la carrera
de Agronomía, quien se encargó de montar la técnica
de micropro-pagación clonal, comentó: “No recuerdo
cuántas pruebas hicimos durante la investigación,
pero tan sólo en la recolección de material de origen
fueron más de 2 000 los intentos que realizamos con diferentes
esquejes (cortes de chayote para trabajar en laboratorio), porque
primero empezamos haciendo las pruebas con las partes más
recias de la planta, pero no funcionaba, luego hicimos cortes de
las áreas más tiernas y luego de los meristemos”.
Como se trata de multiplicar plantas con características
deseables específicas, explicó Norma Corial Gil, “primero
tuvimos que aseguramos que la planta madre fuera exactamente como
queríamos que fueran todas las que se obtengan de ella, en
tamaño, color, forma, propiedades, etcétera, pues
la meta era lograr un esquema exitoso de multiplicación in
vitro”.
De hecho, según reportó Maria de la Cruz Díaz,
el material de origen provino, después de varios análisis,
de las plantaciones de chayote de Coscomatepec, pues ahí
tenían todas las características deseables para lograr
una población homogénea. Posteriormente, el laboratorio
de la Facultad donde se realiza la investigación, creó
una plantación propia en un vivero.
Pruebas
de sustrato
El cultivo de tejidos ha probado su éxito como método
tanto de obtención de material vegetal libre de patógenos,
como de calidad certificada en muchos productos como la papa, la
fresa, ornamentales y diversas especies vegetales, pero el chayote
fue un reto muy diferente. Sólo determinar la cantidad de
nutrientes requeridos en el sustrato (en el que crecen los esquejes)
implicaba hacer múltiples combinaciones que requerían
constantes ensayos. Para sistematizarlos, se hicieron muchas curvas
de dosis-respuesta que una y otra vez fueron modificadas para encontrar
la concentración ideal de cada componente en el medio.
Además de analizar la fisiología de las plantas –porque
determina la absorción los nutrientes–, en el sustrato
utilizaron vitaminas, diferentes tipos de sales y hormonas, fuentes
de carbono y sacarosa, entre otros elementos, desde dosis muy pequeñas
o sin dosis, hasta elevadas concentraciones; luego, tenía
que haber un tiempo de incubación hasta ver la reacción
del explante a cada sustrato, esto es, observar cómo crecía
la plántula. El problema es que cada combinación de
nutrientes, hormonas, sacarosa y vitaminas tiene un efecto que cambia
enormemente si varía un poco uno de los componentes.
“En muchas de nuestras pruebas observamos que las dosis altas
de auxinas inducían desarrollo de raíces, pero sin
tallo ni hojas. Las citosininas, en cambio, favorecían más
el desarrollo de hojas, por lo que obtuvimos durante un tiempo un
explante con hojas y tallo pero sin raíz. Así, día
tras días veíamos crecer las plántulas, y cada
error nos daba nuevos elementos para nuevas formulaciones, nuevas
rutas que podían ayudarnos a encontrar el camino ideal. Lo
que tuvimos que buscar durante un año completo de experimentos
fue la dosis perfecta de cada componente del medio para llegar a
regenerar una planta completa de chayote dentro del tubo de ensayo”,
explicó la directora del proyecto.
Afortunadamente, los resultados llegaron y hoy, orgullosamente,
son los investigadores de la Universidad Veracruzana quienes tienen
el privilegio de contar con un protocolo que permite la regeneración
in vitro de la planta completa de chayote a partir de un esqueje
de entrenudo joven con una minúscula yema axilar.
Las promesas de investigación
Este proyecto ha permitido generar, inicialmente, dos líneas
de trabajo, además de la que la Fundación Produce
Veracruz apoya. Primero, la necesidad de un proceso de aclimatación
para llevar finalmente las plantas obtenidas a través de
cultivo in vitro al campo. Eso obligó al equipo de investigación
a analizar experimentalmente el sustrato al cual se pueden transplantar
las plántulas in vitro dentro de una maceta para su estancia
en el invernadero.
“El hecho es que nosotros las tenemos ahora en condiciones
muy favorables, a la temperatura que les gusta, con todos los nutrientes
que necesitan, aisladas de contaminantes, con la cantidad de luz
que necesitan… en fin, tenemos que encontrar una forma de aclimatarlas
en el vivero, para después traspasarlas al campo, donde finalmente
se probará su efectividad”, dijo Norma Coria.
El equipo valoró así una serie de sustratos como lombricomposta,
vermiculita, agrolita, zeolita y mezclas diversas de estos medios
para determinar cuál es el mejor para lograr plantas sanas
y vigorosas dentro del invernadero que luego puedan ser llevadas
al sitio de la plantación definitiva. Asimismo, fue necesario
abordar el estudio de la nutrición y las relaciones hídricas
de la planta de chayote para poder llevar a cabo un esquema de manejo
en invernadero que permitiera el desarrollo óptimo del material
previo a su salida a campo.
Los resultados preliminares con respecto a estos aspectos de la
nutrición, las relaciones hídricas y el medio de cultivo
en invernadero, les permitió a los investigadores poder hacer
algunas recomendaciones al grupo de productores beneficiarios (de
Coscomatepec), aunque naturalmente el trabajo sólo ha comenzado
y se tendrá que afinar muchos detalles de este manejo en
invernadero antes de dar por terminada la labor.
En
busca de la certificación
Una de las metas del equipo universitario es llegar a la identificación
de variedades de chayote para su certificación, una necesidad
inaplazable para superar las limitantes que significa comercialmente
no contar con ese reconocimiento de la Secretaría de Agricultura
Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación.
Y es que, una de las características más evidentes
de los investigadores de la uv es su compromiso social, pues en
todo el proyecto sobresale un interés genuino por promover
el desarrollo de una industria semillerista que garantice la calidad
del material de siembra con estándares certificados, particularmente
fitosanitarios, perfectamente definidos y reconocidos por el mercado
nacional e internacional.
Por eso es importante mencionar que la meta final del proyecto estaba
muy clara desde el principio: ayudar a los productores a exportar
su cosecha. De hecho, el trabajo universitario estuvo siempre vinculado
con el sector productivo, específicamente con una sociedad
de productores de chayote de Coscomatepec denominada Plan de la
Sierra, donde posteriormente se realizará la siembra de las
plántulas obtenidas por la clonación in vitro en poco
más de dos hectáreas.
Vinculación inter e intrauniversitaria
Otro logro significativo de este esfuerzo es que ha permitido la
vinculación con académicos de otras instituciones
–existe ya un lazo estrecho de comunicación y colaboración
con el grupo de investigadores de la Universidad Autónoma
Chapingo en Huatusco– y de otras dependencias de la UV, específicamente
con Verónica Do-mínguez, bióloga molecular
que trabaja en la Facultad de Biología de Xalapa y que cuenta
con reconocido prestigio por su participación en el proyecto
Genoma Humano, quien ha decidido colaborar con el equipo de Peñuela
en el ámbito de su especialidad para lograr identificar marcadores
moleculares de chayote que permitan llegar algún día
a la identificación de variedades para su certificación.
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