Introducción

Physalis ixocarpa Brot. ex Hornem es tradicionalmente conocido como tomate verde, tomatillo, tomate de milpa, tomate de cáscara o tomate de fresadilla (Peña et al., 2008). En México, el principal uso es culinario (Santiaguillo y Blas, 2009). Su importancia económica radica en que es una hortaliza que se exporta a EEUU y Canadá (Ramírez et al., 2015). Del 2011 al 2015 la superficie sembrada en el país fue en promedio de 44.258ha, con rendimiento me- dio nacional de 14,82t·ha-1 (SIAP, 2015).

De todos los estados que comprende el país solamente en Campeche, Durango y Tabasco no se establece esta especie. En el estado de Morelos, el tomate de cáscara es uno de los cultivos hortícolas de mayor importancia económica, ya que en el periodo antes mencionado se establecieron ~1816ha con rendimiento promedio de 13,21t·ha-1 (SIAP, 2015). El rendimiento promedio inferior en comparación a la media nacional es ocasionado principalmente por el uso de variedades nativas cuyo potencial de rendimiento es bajo (Magaña et al., 2011; Peña et al., 2014). La semilla seleccionada de genotipos con pobre mejoramiento genético (Jiménez et al., 2012), la limitada aplicación de la tecnología de producción y la presencia errática de la precipitación, son factores que propician los bajos rendimientos. Por ello, uno de los retos en el estado de Morelos es incrementar la productividad del cultivo en el corto plazo y alcanzar e incluso superar las 14.82t·ha-1, promedio de producción nacional.

Es posible incrementar el rendimiento de tomate de cáscara a través de varias vías, entre las que destacan la aplicación de fertilizantes orgánicos e inorgánicos, el uso eficiente del agua (López et al., 2009), control oportuno de malezas (Pérez et al., 2014), manejo integrado de plagas y enfermedades, y principalmente con el uso de variedades mejoradas (Peña et al., 2014), ya que el potencial de rendimiento tiene relación directa con la base genética de la población. México, como centro de origen y de diversidad genética de la especie, dispone de germoplasma nativo (Santiaguillo et al., 2004) para generar materiales rendidores con amplia adaptación a las diferentes regiones productoras.

El proceso de mejoramiento genético de tomate de cáscara se ha llevado a cabo a través de varios métodos genotécnicos, tales como selección masal visual estratificada (Peña et al., 2002), selección familial de medios hermanos maternos (Moreno et al., 2002; Peña et al., 2008) y cruzamientos planta a planta (Santiaguillo et al., 2004), logrando incrementos relevantes en rendimiento de fruto. Sin embargo, pocos resultados satisfactorios se han obtenido mediante la hibridación (Peña et al., 1998) debido a la autoincompatibilidad de la especie (Pandey, 1957).

El mejoramiento genético del tomate de cáscara en el Campo Experimental Zacatepec del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) inició en 1972, a partir de la evaluación de una colección de 49 poblaciones criollas del estado de Morelos. En los cuatro años siguientes se evaluaron las 11 mejores poblaciones y en el último año se identificaron y seleccionaron cuatro líneas de alto rendimiento, una de las cuales se liberó como ‘Rendidora’ (Saray et al., 1978). Por último, Güemes e Inoue (2001) propusieron la metodología para la producción de semilla de la variedad Rendidora.

De 1976 a la fecha no se ha realizado mejoramiento genético en tomate de cáscara en el estado de Morelos, lo que ha propiciado la pérdida de gran parte de la diversidad genética. En 2015, en localidades aledañas al municipio de Tepalcingo, estado de Morelos, algunos productores señalaron que la variedad Rendidora ya no se siembra debido a que las empresas semilleras venden plántulas en charolas de 200 cavidades y utilizan genotipos con algún grado de mejoramiento (comunicación personal de productores locales). Es preciso señalar que las variedades mejoradas que se ofertan actualmente en el mercado del estado de Morelos se generaron mediante la depuración de los materiales criollos (Magaña et al., 2011), que los productores manejan desde muchos años atrás, y no por manipulación genética, a diferencia de entidades del norte del país, donde se comercializan de forma importante variedades por empresas extranjeras de marcas reconocidas. El INIFAP, a través del programa de mejoramiento genético, tiene la oportunidad de generar y poner a disposición nuevas variedades, haciendo uso del amplio germoplasma nativo de tomate de cáscara existente (Santiaguillo et al., 2012). Con base en lo anterior, el objetivo de la presente investigación fue estimar el potencial de rendimiento de fruto de las variedades cultivadas por productores del estado de Morelos y determinar la relación en características de planta y fruto entre ellas.

Materiales y Métodos

Colecta de germoplasma como material genético

En junio de 2015 se colectaron muestras de ~2kg de frutos de tomate de cáscara en los municipios de Jojutla, Cuautla y Totolapan, del estado de Morelos (Tabla I). Cada muestra se consideró como una variedad, para un total de 14. Se registró los datos pasaporte por cada variedad colectada. Se extrajo las semillas, se lavaron y secaron sobre malla antiáfido en condiciones ambientales (26,7ºC y HR 60%). Posteriormente, las semillas de cada variedad se colocaron en frascos de vidrio rotulados. Como testigos se utilizaron cuatro variedades del INIFAP denominadas: INIFAP- Guerrero ( TCM16 ), INIFAP- Jalisco ( TCM17 ), INIFAP-Guanajuato (TCM18) e INIFAP- Guerrero (TCM19) (Tabla I).

Sitio experimental

El experimento se llevó a cabo en el Campo Experimental Zacatepec del INIFAP, ubicado en 18º39’16’’N y 99 º11’54.7’’O, y altitud de 911,8msnm. Del sitoi se caracteriza por presentar clima cálido subhúmedo (Aw0) con lluvias en verano, precipitación y temperatura promedio anual de 800mm y 24ºC, respectivamente (García, 1981).

Establecimiento del cultivo

La siembra de las variedades recolectadas junto con los testigos se realizó el 06/07/2015. Se emplearon charolas de 72 cavidades conteniendo turba (Sunshine Mix Nº 3). Se depositaron tres semillas por cavidad y se cubrieron. Las charolas se apilaron y cubrieron con polietileno negro por dos días. Posteriormente se destaparon y se colocaron bajo malla sombra en condiciones ambientales (25,3ºC y HR 80%). Posterior a la emergencia total se realizó un raleo, dejando una plántula por cavidad. Durante los 28 días que permanecieron las plántulas bajo malla sombra se aplicó riego dos veces al día y fertilizante de la fórmula 17-17-17 una vez por semana en dosis de 1g por litro de agua.

Previo al trasplante el terreno se preparó mediante dos barbechos (el segundo en forma perpendicular al primero) y surcado a 1,2m de ancho. El trasplante fue en arreglo topológico a una línea con distancia entre planta de 40cm para una densidad de 20,833 plantas/ha. El cultivo se desarrolló en condiciones de temporal en verano de 2015 con precipitación de 823,3mm.

Manejo del cultivo

Dos días antes del trasplante se aplicó en el tallo Imidacloprid a dosis de 1ml·l-1 de agua y al trasplante las plántulas se sometieron a un tratamiento con Benomilo (15g·l-1) por inmersión del cepellón durante 1min. La fertilización se realizó con la fórmula 180-90- 90 en dos aplicaciones; en la primera la mitad del nitrógeno y el total de fósforo y potasio, y en la segunda la otra mitad del nitrógeno. Como fuentes se utilizaron urea, superfosfato de calcio triple y cloruro de potasio. La maleza fue controlada con la aplicación de Sempra® (Halosulfuron metil 75%) a la dosis de 3,5ml·l-1. El control del gusano del fruto (Heliothis spp.) fue con Gusanil® (Cipermetrina 21.2%) en dosis de 3ml·l-1, y se aplicaron 2g·l-1 de Amistar® (Azoxystrobin 25%) para la cenicilla polvorienta (Erysiphe spp.).

Diseño experimental

Las variedades recolectadas de tomate de cáscara con sus respectivos testigos se consideraron como tratamientos. Estos se ubicaron en un diseño experimental de bloques completos al azar con dos repeticiones. La unidad experimental consistió de cuatro surcos de 4m de longitud, a una distancia de 1,2m entre ellos y de 0,4m entre plantas, mientras que la parcela útil consistió de los dos surcos centrales, eliminando 1m de cada extremo.

En cinco plantas por variedad y por repetición seleccionadas al azar y con competencia completa se midieron la altura de planta (AP) y la altura a la primera bifurcación del tallo (APB) ambos en cm. En una muestra aleatoria de 10 frutos por unidad experimental se registraron el peso de fruto (PF) en g mediante una balanza de precisión Ohaus modelo YS1101; el diámetro ecuatorial de fruto (DEF) y el diámetro polar del fruto (DPF), ambos en mm, se midieron utilizando un vernier digital Mitutoyo serie 500-193. Además, se determinó el rendimiento de fruto (RTO) en dos cortes dentro de la parcela útil, y se extrapoló a 1ha.

Análisis estadístico

Con los caracteres evaluados se generó una base de datos en Excel de Windows 2013. Los datos obtenidos se sometieron a un análisis de varianza y prueba de comparación de medias de Tukey (P≤0,05) con el programa estadístico SAS (SAS, 2000). Con los promedios estandarizados de las variables evaluadas se realizó el análisis de componentes principales y de conglomerados usando el método de Ward. El número de grupos formados en el dendrograma se determinó con la pseudoestadística t2 de Hotelling (Johnson, 2000) y se confirmó la diferencia estadística con el análisis de varianza.

Resultados y Discusión

La altura a la primera bifurcación del tallo (APB), peso de fruto (PF), rendimiento (RTO), diámetro polar (DPF) y diámetro ecuatorial (DEF) del fruto mostraron diferencias estadísticas altamente significativas (P≤0,01) entre las variedades estudiadas, pero no así la altura de planta (AP; (datos no presentados). Esas diferencias se explican con base en el origen y características de las variedades, que presentan amplia diversidad, como lo señalan Santiaguillo et al. (1998) y Sahagún et al. (1999).

En el coeficiente de variación se obtuvo el valor más alto en rendimiento total de fruto (Tabla II), lo que coincide con otros estudios y cuya diferencia se atribuye a la variabilidad genética presente en tomate de cáscara (Peña et al., 2008, 2014). En este sentido, Peña et al. (2013) señalan que altos coeficientes de variación en el rendimiento y número de frutos se debe a la alta heterogeneidad existente en el tomate de cáscara.

Altura a la primera bifurcación del tallo

Las diferencias (P≤0,01) indican que la APB del tallo es diferente en cada variedad. La mayor altura se presentó en la variedad TCM15 (26,15cm), pero estadísticamente fue igual a las otras 14 variedades; mientras que, la menor fue en TCM02 (10,8cm). La mayoría de las variedades mostraron APB entre 17 y 22cm (Tabla II). Este grupo de variedades evaluadas presentaron mayor APB en comparación a las 40 variedades evaluadas por Santiaguillo et al. (1998) en Tlajomulco de Zuñiga, Jalisco, quienes reportaron valores de 2,1 a 20,1cm. La ventaja de tener plantas de porte bajo es que son más rendidoras (Peña et al., 2008) y de crecimiento rastrero (Santiaguillo et al., 1998), lo cual se confirma con los resultados obtenidos (Tabla II).

Diámetro ecuatorial del fruto

Las variedades evaluadas tuvieron DPF estadísticamente diferentes (P≤0,01). La comparación de medias por Tukey (P≤0,05) mostró que TCM04 presentó el mayor valor, con 46,02mm, aunque estadísticamente igual a TCM12, TCM06, TCM11, TCM10 y TCM05. En cambio, las variedades con menor DPF fueron TCM07, TCM08, TCM16, TCM01, TCM19, TCM03 y TCM17. Las variedades restantes tuvieron valores intermedios a estos dos grupos (Tabla II). En este estudio la amplitud del DPF fue de 22,99 que es mayor al reportado por Santiaguillo et al. (2004) al evaluar 220 cruzas planta a planta (variedad Chapingo × Puebla) donde el DPF mínimo fue de 36,3mm y el máximo de 46,3mm. En este caso TCM04 fue similar en tamaño a la cruza C30. Por otro lado, las tres variedades de mayor tamaño (TCM04, TCM12 y TCM06) superaron a las variedades CF1-Chapingo (34,1mm), Tamazula SM2 (30,7mm), a la Población 3 y Población Tecámac reportadas por Ponce et al. (2012).

Diámetro polar del fruto

La variedad TCM04 alcanzó el mayor DEF con 55,30mm, aunque estadísticamente igual a las otras siete variedades mientras que el grupo de menor tamaño lo integraron ocho variedades con DEF entre 24,73 y 33,43cm (Tabla II). La amplitud del DEF fue de 30,57mm, lo que indica que existe una variación amplia en este carácter en el grupo de variedades evaluadas. Las primeras cinco variedades de tomate de cáscara con el mayor DEF superaron a CF1-Chapingo (45,4mm) y Tamazula SM2 (36,4mm) reportados por Ponce et al. (2011) y a la Población 3 (40mm) y Población Tecámac (46,6) según Ponce et al. (2012). Sin embargo, fueron superados por las cruzas C181, C166, C124 y la variedad Puebla con DEF mayor a 56mm (Santiaguillo et al., 2004).

Peso de fruto

Seis variedades presentaron el mayor peso de fruto y siete variedades fueron las de menor peso, siendo la diferencia entre ambos de 63g, lo cual significa que hay variabilidad amplia en el germoplasma valorado de tomate de cáscara (Tabla II). Las seis variedades de mayor peso de fruto tuvieron PF>43g y resultaron superiores a los materiales CF1- Chapingo (26,42g), Tamazula SM2 (15,04) reportados por Ponce et al. (2011), variedad M1-Fitotecnia (21,8g; Moreno et al., 2002), variedad Verde Puebla (33,8g; Peña et al., 2004) y el promedio de 40 variedades (27,5g) evaluados en cuatro sistemas de producción (Peña et al., 2014). Sin embargo las variedades de mayor PF fueron rebasadas por cinco cruzas entre la variedad Chapingo × Puebla con PF>70g (Santiaguillo et al., 2004). Por su parte, Jiménez et al. (2012) reportan para la variedad Rendidora un PF de 58,6g y Peña et al. (2013) para la variedad Verde Puebla entre 54,3 y 58,4g.

Rendimiento de fruto

Con los resultados obtenidos por Tukey (P≤0,05) se separó a las variedades en dos grupos, rendimiento de fruto alto y bajo. La variedad de mayor rendimiento fue el testigo TCM17 con 15t·ha-1, pero es estadísticamente igual a las 14. Los de menor rendimiento fueron TCM16, TCM18 y TCM15 con 3,31, 3,25 y 2,74t·ha-1, respectivamente (Tabla II). En las tres variedades procedentes de fuera del estado de Morelos (TCM16, TCM18 y TCM19) y que se consideraron como testigos, los rendimientos fueron bajos, probablemente por las condiciones del Campo Experimental, que no favorecieron el crecimiento y desarrollo de las plantas. En general, las variedades evaluadas del estado de Morelos alcanzaron menor rendimiento que la variedad 125 (27,83t·ha-1) de la raza Rendidora evaluada en Tlajomulco de Zúñiga, Jalisco (Santiaguillo et al., 1998). Sin embargo, cinco de los genotipos estudiados superaron a Tamazula SM2 (5,73t·ha-1), Población 3 (7,21t·ha-1) y Población Tecámac (9,63t·ha-1) (Ponce et al., 2012).

En este estudio la variedad de mayor rendimiento (TCM17) no proviene del estado de Morelos y es la única que supera a los promedios de producción nacional (14,82t·ha-1) y estatal; le siguen tres variedades de la entidad, que representan las tres áreas de colecta, donde TCM02 fue la única variedad que superó el rendimiento medio estatal. Las restantes se caracterizan por presentar amplia variabilidad en tamaño, peso y rendimiento de fruto. Esto indica que el germoplasma de tomate de cáscara cultivado por los agricultores de Morelos presenta potencial para ser incluido en programas de mejoramiento genético de forma sistematizada para hábito de crecimiento de planta, tamaño de fruto y peso de fruto, y con base en resultados de investigaciones anteriores se sugiere aplicar métodos genotécnicos de selección e incorporación de genes de variedades foráneas para lograr avances importantes en el rendimiento de la especie.

Agrupación de variedades por métodos multivariados

El análisis de componentes principales determinó las variables que mejor contribuyen a la explicación de la variación presente en el germoplasma de tomate de cáscara en Morelos. El principal y primer componente (CP1) explicó 57% de la variación total y estuvo conformado por el tamaño y peso del fruto y el segundo componente (CP2) con 31% lo integraron el rendimiento de fruto y la altura a la primera bifurcación del tallo. En forma conjunta explicaron 88% de la variación total.

El agrupamiento de las variedades se realizó a través del análisis de conglomerados (Figura 1) son estadísticamente diferentes (P≤0,01). El grupo 1 (TC1) lo integraron las varie­dades TCM01, TCM19, TCM08, TCM07 y TCM16, las cuales se caracterizaron por tener menor tamaño y peso de fruto. El TC2 lo conformaron las variedades TCM02, TCM03 y TCM17 con menor altura a la primera bifurcación del tallo, pero con mayor rendimiento. El TC3 integrado por las variedades TCM04, TCM05, TCM06, TCM12, TCM13 y TCM14 mostraron mayor tamaño y peso de fruto. Por último, el TC4 se integró por las variedades TCM10, TCM11, TCM15 y TCM18, que presentaron mayor altura a la primera bifurcación del tallo y rendimientos más bajos (Tabla III). Las variedades de mayor interés y que presentaron características sobresalientes en rendimiento se ubicaron en el grupo 2 y los de mayor tamaño de fruto en el grupo 3. Estas pueden ser progenitoras a partir de las cuales se aplicaría el método de selección con la finalidad de generar variedades superiores.

Los diferentes análisis estadísticos confirmaron la existencia de una amplia variación genética en altura a la primera bifurcación del tallo, tamaño de fruto y rendimiento de fruto en el germoplasma evaluado de tomate de cáscara, lo cual constituye la materia prima base para realizar trabajos de mejoramiento genético en la especie. Particularmente, el rendimiento se puede incrementar rápidamente con la introducción de variedades foráneas como la TCM17.

Conclusiones

Las variedades de tomate de cáscara manifestaron diferencias en los caracteres evaluados, que derivaron cuatro diferentes grupos clasificados con base en altura a la primera bifurcación del tallo, características de fruto y rendimiento. En general, el mayor rendimiento se obtuvo en plantas con menor altura a la primera bifurcación del tallo y se identificó que la variedad TCM04 produce mayor tamaño y peso de fruto, TCM17 superó a las medias nacional y estatal en rendimiento y TCM02 rebasó a la media estatal. La variabilidad presente en el germoplasma de tomate de cáscara cultivado por los agricultores de Morelos tiene el potencial para ser considerado en programas de mejoramiento genético de forma sistematizada.

Agradecimientos

Los autores agradecen el apoyo económico proporcionado por el INIFAP a través del proyecto de investigación Nº SIGI 15342933003.

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