0258-5936 0258-5936 S0258-59362013000200008 Cuba 00 06 2013 00 06 2013 34 2 46 51

0,5 %). All the varieties could be used as parent in a breeding program to obtain new varieties for industrial processing or directly on the different production systems. Atlantic, Bellini, Cal White, Derby, Maranca, Romano, Santana and Slaney and the new cubans clons; 1-10-96, 2-31-95, 4-6-93 and 9-32-93 were the most remarkable genotypes.]]>

 Evaluación de una muestra representativa del germoplasma cubano de papa (Solanum tuberosum L.) para calidad del tubérculo

 

Evaluation of a representative sample from cuban potato (Solanum tuberosum L.) germplasm for tuber quality

 

 

Dr.C. Juan G. Castillo,I M.Sc. Jorge L. Salomón,I Dra.C. María M. Hernández,II Aymara Pérez,III Mercedes HernándezIV

IInvestigadores Auxiliares del departamento de Genética y Mejoramiento de las Plantas, Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), gaveta postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, CP 32 700.
IIInvestigadora Titular del departamento de Genética y Mejoramiento de las Plantas, Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), gaveta postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, CP 32 700.
IIIEspecialista del departamento de Genética y Mejoramiento de las Plantas, Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), gaveta postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, CP 32 700.
IVInvestigadora Agregado del Instituto de Investigaciones de la Industria Alimenticia, Cuba.

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RESUMEN

El desarrollo de variedades de papa con una mayor calidad del tubérculo es hoy uno de los retos fundamentales del programa de mejoramiento cubano. Para ello es imprescindible una evaluación detallada de los principales caracteres que afectan, en alguna medida, este importante atributo. Por tal motivo, el objetivo del trabajo estuvo enfocado hacia la evaluación de un grupo de variedades de papa, representativas del germoplasma cubano, mediante los indicadores de calidad del tubérculo para ser utilizadas como progenitores en un programa de mejoramiento genético. Se estudiaron 70 variedades cultivadas del banco de germoplasma, evaluando los caracteres relacionados con la calidad del tubérculo como: gravedad específica, masa seca, azúcares reductores, almidón, masa promedio, diámetro longitudinal y ecuatorial y evaluación sensorial. Fueron determinados los estadígrafos descriptivos media, desviación estándar, valores máximos y mínimos y coeficiente de variación para todos los caracteres cuantitativos estudiados. Se realizó un análisis de componentes principales, mediante una representación biplot, para conocer la agrupación de las accesiones y seleccionar las de mejor comportamiento para la calidad del tubérculo. Los resultados mostraron la existencia, en la colección, de variedades con buen comportamiento para la calidad del tubérculo (22,9 % del total), con valores de masa seca superior al 19 %, contenido de almidón por encima del 12 % y bajo contenido de azúcares reductores (< 0,5 %). Se propone utilizar a las mismas como progenitores en un programa de mejoramiento para procesamiento industrial o directamente en la producción. Dentro de ellas se destacaron las variedades Atlantic, Bellini, Cal White, Derby, Maranca, Romano, Santana y Slaney y los clones cubanos 1-10-96, 2-31-95, 4-6-93 y 9-32-93.

Palabras clave: papa, calidad, selección, variedades.

ABSTRACT

Developing new potato varieties with a higher tuber quality is at present, the most important challenge to the cuban breeding program. On this sense, it is necessary to make an exhaustive evaluation to the main characters that can be affect this relevant attribute. So, the objective of this work was focusing to carry out an evaluation to a several potato varieties, representative from the cuban potato germplasm, for tuber quality properties to be used as parents in the potato breeding program. Seventy potato cultivated accessions from the cuban germplasm bank were used. Several quality tuber characters were evaluated: specific gravity, dry matter, reduced sugar, starch, tuber average weight, equatorial and long tuber diameter and sensorial evaluation. Media, standard deviation, minimum and maximum values and coefficient of variation were estimated. A Principal Components Analyses, by means a biplot representation, to known accessions clusters and selects it according its behaviour for tuber quality was used. A good behaviour for tuber quality were found in the collection (22,9 %). Values of dry matter content and starch content were higher to 19 and 12 %, respectively and sugar reducer content was very low (> 0,5 %). All the varieties could be used as parent in a breeding program to obtain new varieties for industrial processing or directly on the different production systems. Atlantic, Bellini, Cal White, Derby, Maranca, Romano, Santana and Slaney and the new cubans clons; 1-10-96, 2-31-95, 4-6-93 and 9-32-93 were the most remarkable genotypes.

Key words: potato, quality, selection, varieties.

 

INTRODUCCIÓN

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La papa (Solanum tuberosum L.) es una planta tetraploide altamente heterocigótica, originaria de América del Sur. Desde su introducción en Europa, en el siglo XVI, ha sido desarrollada y ampliamente estudiada en todo el mundo, es considerada uno de los principales alimentos a nivel mundial, superada solamente por el arroz, el trigo y el maíz (1). En Cuba, la papa ocupa un lugar importante en la dieta de la población, con un consumo superior a los 25 kg por habitante/año (2).

Se cultiva fundamentalmente en la región occidental y central del país; abarca hoy un área superior a las 7000 hectáreas y los rendimientos oscilan entre 18-25 t.ha-1 (3). Son plantadas entre 13-15 variedades procedentes de Europa y Canadá y cada año se someten a evaluación más de 100 nuevas variedades, provenientes de programas de mejoramiento de Holanda, Francia, Alemania, Estados Unidos y Canadá, los cuales encuentran su mayor apoyo en los bancos de germoplasma de este cultivo a nivel mundial, incluido el banco de germoplasma del Centro Internacional de la Papa (CIP), el cual posee el mayor número de accesiones (4).

Estos genotipos introducidos en el país tienen altos potenciales de rendimiento; sin embargo, la mayoría de ellos no presentan buena calidad del tubérculo, debido fundamentalmente a que los programas de mejoramiento de esos países han basado su trabajo en la mejora para atributos, como el rendimiento y la resistencia a plagas (5, 6, 7) entre otros. Esta situación impone iniciar trabajos de mejoramiento en el país para obtener variedades con un buen comportamiento para la calidad del tubérculo, que repercuta de forma directa en los diferentes sistemas productivos.

La obtención de variedades con altos potenciales de rendimiento y con resistencia a las principales plagas, requiere del empleo de accesiones adecuadas, que puedan actuar como progenitores en el programa nacional de mejoramiento genético del cultivo. El principal inconveniente para el uso de accesiones del banco de germoplasma para estos fines es la insuficiente información que existe sobre las mismas, estimándose que solo el 20 % están debidamente caracterizadas y evaluadas para los diferentes ambientes en los cuales se conservan (1). La situación para Cuba es más preocupante pues este porcentaje es aún menor al encontrarse entre un 10 y un 15 %A.

En base a lo mencionado, se planteó como objetivo del presente trabajo, evaluar un grupo de variedades de papa, del banco de germoplasma cubano, mediante indicadores de la calidad interna del tubérculo, para proponer posibles progenitores y utilizarlos en un programa de mejoramiento del cultivo.

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MATERIALES Y MÉTODOS

En el área experimental del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), Finca «Las Papas» se evaluó la calidad interna del tubérculo en 70 accesiones cultivadas del banco de germoplasma de papa, las cuales fueron seleccionadas tomando como base los valores de masa seca obtenidos en la caracterización morfoagronómica realizada a la colección cubana de papa (8). Se procuró incluir accesiones representativas de toda la variabilidad para el carácter mencionado, con valores altos, bajos e intermedios. Se plantaron parcelas de 40 plantas por cada accesión, bajo un diseño completamente aleatorizado con cuatro réplicas. Las labores culturales se realizaron según las normas técnicas del cultivo (9). Los tubérculos fueron cosechados en la segunda quincena de marzo y se tomaron muestras de 10 kg por cada réplica, las que fueron enviadas al Instituto de Investigaciones de la Industria Alimenticia (IIIA) con el fin de evaluar la calidad de estos órganos de reserva. Para cada accesión fueron determinados los siguientes caracteres:

• Gravedad específica: relación entre la masa de los tubérculos y el volumen de agua desplazado por los mismos

• Masa seca (%): en base a la relación masa húmeda y seca de los tubérculos

• Contenido de almidón (%): según la metodología descrita por Winton (10) ]]>
• Contenido de azúcares reductores (%): según la metodología descrita por CEN (11)

• Masa promedio de los tubérculos (kg): relación entre la masa de la totalidad de los tubérculos y el número de los mismos.

• Diámetros longitudinal y ecuatorial del tubérculo (mm): se midieron con pie de rey

• Evaluación sensorial: se realizó mediante la fritura de hojuelas chips. Se calificó en base a la siguiente escala de cinco puntos: excelente 5, bueno 4, aceptable 3, insuficiente 2 y malo 1, donde el valor 3 (aceptable) es el límite para el rechazo. La prueba tomó en consideración las características que más influyen en la calidad sensorial del producto como son: textura, olor, sabor y color (12).

Análisis estadístico ]]>
Se determinaron los siguientes estadígrafos descriptivos: media, desviación estándar, valores máximos y mínimos y coeficiente de variación de los caracteres cuantitativos evaluados. Se realizó un análisis de componentes principales (SPSS vs 11.5), mediante una representación gráfica (análisis biplot), para conocer la agrupación de las accesiones y seleccionar las de mejor comportamiento para los caracteres evaluados.

La conformación de los grupos se realizó según la distribución espacial de las accesiones en la representación gráfica, a criterio del investigador. A los grupos formados se les aplicó un análisis discriminante para comprobar la efectividad de la agrupación obtenida.


RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la Tabla I, se presentan los valores de los estadígrafos descriptivos de las 70 accesiones seleccionadas. Según se aprecia, la gravedad específica fue poco variable, pues el coeficiente de variación estuvo por debajo del 1 %. En trabajos de mejoramiento se debe tener en cuenta este carácter, ya que está estrechamente relacionado con la masa seca (13), además se puede utilizar como un estimador confiable de la misma, aunque se ha informado que hay poca variabilidad genética para este carácter en clones de papa, la que puede incrementarse a través de programas de mejoramiento dirigidos a tal fin, en los que se incluiría la hibridación y la posterior selección para el carácter por el fenotipo, dada su heredabilidad media (14).

Los resultados están en concordancia con los informados por Hernández et al. (15), pues los valores de gravedad específica oscilaron entre 1,059 y 1,090, los que se encuentran dentro del intervalo de valores recomendados internacionalmente por la literatura (1,05 y 1,12), como los adecuados para el procesamiento de la papa (16). ]]>
Los porcentajes de masa seca variaron en un rango de 14,2 % en la variedad Asterix hasta 21,2 % en el clon cubano 1-10-96. Es importante puntualizar que 16 accesiones (22,8 % del total), presentaron valores superiores al 19 % (Tabla I). El coeficiente de variación estuvo alrededor del 10 %, el cual es alto, si se tiene en cuenta que en las variedades cultivadas este carácter es poco variable y la diversidad entre papas tetraploides holandesas no rebasa el 5 % (17).

Se destacaron las variedades Armada, Atlantic, Bellini, Cal White, Derby, Maranca, Romano, Santana, Slaney y los clones cubanos 1-10-96, 2-31-95, 4-5-85, 4-6-93 y el 9-32-93 con valores superiores al 19 %, que son los recomendados internacionalmente como los más adecuados para el procesamiento industrial (13).

Los porcentajes del contenido de almidón estuvieron entre 9,90 % para la variedad Ramos hasta un 15,8 % en la variedad Santana, con un coeficiente de variación que superó el 10 %; mientras que un 12 % de las accesiones presentaron valores de masa seca por encima del 12 %. Existe similitud entre estos valores y los informados por García et al. (18), quienes encontraron porcentajes de almidón que estuvieron entre 10 y 18 %, al evaluar un grupo de variedades de papa provenientes de diferentes localidades colombianas.

Los valores de contenido de almidón encontrados hasta un 15,8 %, indican la necesidad de incorporar accesiones con valores por encima de este porcentaje. El contenido de almidón es una característica varietal de singular importancia para el procesamiento industrial de la papa, ya que constituye el componente mayoritario dentro de los sólidos totales (19), por lo que define, de acuerdo a su cantidad, las características texturales y de sabor del producto elaborado (20).

El contenido de azúcares reductores presentó un coeficiente de variación cercano al 90 %, encontrándose un grupo de accesiones con valores bajos (0,1 %) y otros con valores altos, como la variedad Ramos con 2,8 %. Se detectaron 41 accesiones con valores por debajo del 0,5 %, lo cual representó un 58 % del total (Tabla I). Se ha demostrado que valores por debajo de 0,5 % del contenido de azúcares reductores son los adecuados para el procesamiento industrial de los tubérculos de papa (15). ]]>
Todo lo anterior indica que existen en la colección accesiones promisorias en cuanto a este importante carácter, que debe ser tenido en cuenta en el momento de la selección de una nueva variedad como materia prima para el procesamiento industrial, especialmente para papas chips, porque determina el color de las hojuelas que se producen (19). Altos contenidos de azúcares reductores provocan, durante el proceso de fritura, colores pardos y sabores amargos, que afectan la calidad final del producto. Por tal motivo, se dedican esfuerzos desde el punto de vista del mejoramiento genético, para lograr variedades que conjuguen bajos contenidos de estos azúcares con altos porcentajes de masa seca (21).

Para la masa de los tubérculos, el diámetro longitudinal y ecuatorial, los valores se mantuvieron en los rangos establecidos a nivel internacional y a los informados en Cuba (15). Los coeficientes de variación fueron del 20,3 % para la masa de los tubérculos y de alrededor del 15 %, para el diámetro ecuatorial y longitudinal.

Se plantea que no existe una relación directa del tamaño del tubérculo con la calidad (14); aunque, según se informa en otros resultados, la masa seca disminuye sensiblemente en los tubérculos más grandes, ya que en las primeras etapas se produce un aumento en el contenido de masa seca en tubérculos pequeños, que declina cuando estos aumentan de tamaño en las etapas más avanzadas del cultivo (22).

La evaluación sensorial mostró resultados que estuvieron entre 1 (mala aceptación) y 5 (excelente aceptación), con un valor central de 3, que se corresponde con aceptable, según la escala utilizada. Se destacaron, con valores de 5 (excelente), las variedades Atlantic, Santana y Slaney y el clon cubano 9-32-93. Con valores por debajo de 2 (insuficiente), se encontraron los clones cubanos, 2-71-93 y el 4-5-85 y las variedades Asterix, Colombus y Ramos (Tabla I).

La determinación de las propiedades organolépticas (aroma, sabor, color y textura) en una nueva variedad es esencial en el momento de liberarla al mercado, pues la misma podría reunir características adecuadas para otros caracteres, como el rendimiento, y ser eliminada por una mala aceptación. ]]>
Las evaluaciones sensoriales realizadas hasta la fecha en el país, han estado dirigidas, fundamentalmente, a clones y variedades obtenidas en el programa de mejoramiento y sus progenitoresB, de ahí la importancia de los resultados, pues permiten una amplia valoración del germoplasma en este sentido y el desarrollo de una estrategia de mejoramiento que involucre a progenitores con valores entre 4 (muy buena) y 5 (excelente) aceptación.

El análisis de componentes principales, realizado sobre la base de los caracteres evaluados relacionados con la calidad de los tubérculos en las 70 accesiones, permitió explicar un 72,3 % con las dos primeras componentes (Tabla II).

El componente 1 extrajo un 50,75 % de la variabilidad total, mientras que el componente 2 lo hizo en un 21,55 %. La masa seca, la evaluación sensorial, la gravedad específica, el contenido de almidón contribuyeron significativa y positivamente a la formación de la primera componente, mientras que el contenido de azúcares reductores lo hizo significativamente, pero de forma negativa. En la componente dos, la masa de los tubérculos y el diámetro longitudinal y ecuatorial contribuyeron de forma positiva y significativa en la formación de la misma.

Se establecieron cinco grupos bien diferenciados (Figura 1), a los cuales se les aplicó un análisis discriminante; que confirmó que el 98,6 % de los grupos se encuentran correctamente clasificados.

En el grupo V (Tabla III), se agrupó el mayor número de accesiones con 23 que poseen el mejor comportamiento, pues alcanzaron valores altos de masa seca, bajos contenido de azúcares reductores, altos valores de masa promedio del tubérculo y de contenido de almidón. Estas accesiones, debido a su buen comportamiento, se proponen para ser utilizadas en estudios de conservación en cámaras refrigeradas.

]]> Podemos concluir que los resultados de la evaluación de la calidad del tubérculo mostraron la existencia, en la colección, de accesiones con buen comportamiento para la calidad del tubérculo (22,8 % del total), con valores de masa seca superior al 19 %, contenido de almidón por encima del 12 % y bajo contenido de azúcares reductores (< 0,5 %), las que se proponen utilizar como progenitores en un programa de mejoramiento para procesamiento industrial y directamente en la producción. Dentro de ellas se destacaron, entre otras, las variedades Atlantic, Bellini, Cal White, Derby, Maranca, Romano, Santana y Slaney y los clones cubanos 1-10-96, 2-31-95, 4-6-93 y 9-32-93.


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Recibido: 20 de octubre de 2011
Aceptado: 27 de septiembre de 2012

 

 

Dr.C. Juan G. Castillo, Investigador Auxiliar del departamento de Genética y Mejoramiento de las Plantas, Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), gaveta postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, CP 32 700. Email: juanc@inca.edu.cu

]]> 2007 156 1-2 1-2 1-13 2008 8-11 FAOSTAT 2008 2009 2011 130 2 2 225-230 2011 130 4 4 464-468 2008 508 19 19 249-258 2007 28 4 4 69-73 MINAGRI 1990 46 1987 43 CEN. NC. 77-22-06 1982 IIIA 12 1989 2001 3 23 23 2002 42 1343-1349 1998 2007 2006 46 1156-1168 2002 12 2006 56 3 3 385-397 2004 9-12 2007 51 1 1 56-60 1978 21 2 2 105-112