Evaluación de la compatibilidad y eficiencia de injertos entre algunas especies silvestres y domesticadas de chile (Capsicum spp.) y papa (Solanum spp.)

Abstract

La investigación sobre injertos intergenéricos en hortalizas de la Familia Solanaceae es un tema recientemente adoptado y por lo tanto con oportunidades para hacer exploración e investigación para generar información básica. Esta tesis aborda a manera de evaluación el tema sobre la compatibilidad en los injertos donde el género Solanum en forma silvestre (S. cardiophyllum)(S1) y en forma domesticada (S.tuberosum)(S2) fungieron como portainjerto, y el género Capsicum (C) como variedad o sción en las formas semidomesticada (C. frutescens) y domesticada (C.annuum, C. pubescens, C.chinense y C.baccatum), distribuidas en 16 accesiones. Dicha evaluación abarcó el tema de sobrevivencia, fenología e histología, de donde se derivaron tres objetivos por cada tema. El primer capítulo de la tesis es el marco teórico que aborda las generalidades de la familia Solanaceae, generalidades de los géneros Solanum y Capsicum como desarrollo y fenología, también las técnicas de propagación tanto sexual como asexual enfatizando la segunda técnica por integrar en esta el método del injerto, sus ventajas y desventajas, sus usos, finalidad y los factores que influyen en la compatibilidad. También este capítulo integra a manera de revisión o ensayo el tema de la anatomía vegetal que explica los términos y definiciones de cada uno de los tejidos que integran una planta así como la estructura del tallo; también, integra el tema de los antecedentes sobre el uso del injerto en la horticultura moderna. El segundo capítulo aborda el primer objetivo de la investigación que trata sobre la determinación del porcentaje de sobrevivencia de los injertos Capsicum-Solanum en diferentes combinaciones, evaluado a los 7, 14, 21, 28 y 35 días después del injerto (ddi). Los porcentajes de sobrevivencia a los 35 ddi de los injertos con patrón S.cardiophyllum fluctuaron entre 0 y 70%, y para los injertos con patrón S.tuberosum fueron de 0 a 50%, sin embargo, hubo un mayor porcentaje de injertos sobrevivientes con el patrón S.tuberosum con un 33.76%, contra 24% de injertos sobrevivientes con el patrón S.cardiophyllum. Se determinó que la sobrevivencia de los injertos de Solanum con Capsicum es muy variable, y depende de la combinación entre el patrón y la variedad. El tercer capítulo presenta el segundo objetivo de la tesis que trata sobre la evaluación fenológica de las plantas injertadas sobrevivientes. Esta evaluación consistió en la revisión de las plantas injertadas de los 35 a los 98 ddi. Se evaluó el paso de las plantas por las diferentes etapas fenológicas como crecimiento, aparición de botones florales, floración y fructificación, añadiendo también, la valoración de la formación de tubérculos y frutos y su 11 maduración. Los resultados de los injertos con el portainjerto S.cardiophyllum determinaron que de los 16 tratamientos, únicamente 10 sobrevivieron a los 35 ddi (S1-C5, S1-C6, S1-C8, S1-C9, S1-C12, S1-C13, S1-C16, S1-C17, S1-C18 y S1-C20), y de estos, solo cuatro cumplieron con todo el ciclo fenológico a los 98 ddi (S1-C6, S1-C9, S1-C12, S1-C20), sin embargo solo los tratamientos S1-C12 y S1-C20 tuvieron frutos que llegaron a la madurez y produjeron tubérculos. Por su parte, de los 16 tratamientos con el portainjerto S.tuberosum, 15 sobrevivieron a los 35 ddi (S2-C5, S2-C6, S2-C7, S2-C8, S2-C9, S2-C10, S2-C11, S2-C12, S2-C13, S2-C14 S2-C15, S2-C17, S2-C18 Y S2-C20) de los cuales 10 cumplieron con todo el ciclo fenológico a los 98 ddi (S2-C5, S2-C7, S2-C8, S2-C9, S2-C11, S2-C12, S2-C13, S2-C15, S2-C17 y S2-C18) y todos ellos tuvieron producción de tubérculos, sin embargo, ocho de estos tratamientos llegaron a la producción de frutos que llegaron a la maduración (S2-C7, S2-C8,S2-C9, S2-C12, S2-C13, S2-C15, S2-C17 y S2-C18). Se concluyó que los injertos intergenéricos con más éxito fueron S2-C13 (papa blanca-chile cascabel), S2-C12 (papa blanca-chile cora), S2-C15 (papa blanca-chile amarillo) y S2-C8 (papa blanca-chile de agua), los cuales tuvieron una fenología similar a la de los controles. El cuarto capítulo aborda el tercer objetivo, que trata sobre la relación del porcentaje de sobrevivencia con la histología de los tallos de las 16 accesiones de Capsicum y de las dos especies de Solanum, involucrados en la elaboración de los injertos, con el fin de dar sustento a los resultados obtenidos en los dos objetivos anteriores. Para este estudio, se tomaron muestras de tallo de las siete especies antes del injertado y se hicieron cortes trasversales, y de las muestras de algunos tallos injertados se hicieron cortes longitudinales. Los datos provenientes de cortes transversales de Capsicum y Solanum fueron analizados estadísticamente para probar la significancia de la correlación entre el porcentaje de sobrevivencia del injerto a los 35 ddi (SI35) y las siguientes variables: diferencia entre diámetros del patrón y de la variedad (DD), diferencia entre grosores del córtex de la variedad y el patrón (DGC) y diferencia entre grosores del xilema de la variedad y el patrón (DGX). Todas las correlaciones de la sobrevivencia de los injertos a los 35 ddi con DD, DGC y DGX, resultaron no significativas (P>0.2), de baja magnitud (r= -0.002 a -0.371) y negativas (excepto en un solo caso). Las observaciones de cortes longitudinales del tejido injertado mostraron diferencias importantes entre los diámetros de los tallos injertados con S. tuberosum, sin afectar la sobrevivencia. En la mayoría de los injertos sobrevivientes se observó regeneración celular y tejido calloso en la unión entre tallos. Se concluyó que el análisis histológico permite explicar solo de manera parcial las diferencias 12 en el porcentaje de sobrevivencia de injertos entre Capsicum y Solanum. Finalmente, el quinto capítulo contiene las conclusiones generales de la investigación. Palabras clave: Capsicum; Compatibilidad; Injertos intergenéricos; Solanum.

Research on the intergeneric grafts in the Solanaceae vegetable family is just a recently adopted topic, therefore, it represents an opportunity for exploration and research to generate basic data. This thesis will approach, from an evaluation perspective, the topic of compatibility of the grafts where the Solanum genus in a wild state (S.cardiophyllum)(S1) and domestic state (S.tuberosum)(S2) served as rootstock, and the Capsicum(C) genus in its role of variety or scion in a semi-domesticated (C. frutescens) and domesticated way (C.annuum, C.pubescens, C.chinense and C.baccatum), distributed in 16 accessions. Such evaluation covered the survival topic, phenology and histology, from which three objectives derived for each topic. Chapter one of the thesis is the theoretical framework, which discusses the basic concepts of the Solanaceae family, basic concepts of the Solanum and Capsicum genus as development and phenology, as well as the propagation techniques both sexual and asexual emphasizing the second technique to integrate the graft method in it, its advantages and disadvantages, uses, goal and the factors that affect compatibility. In addition, this chapter integrates the topic of the vegetal anatomy in an essay type of way, which explains the terms and definitions of each of the tissues that make up a plant as well as the structure of the stalk, it also includes the background on the use of grafts in modern horticulture. Chapter two, talks about the first objective of the research which is setting the survival rate of the Capsicum-Solanum grafts in different combinations, evaluating 7, 14 ,21, 28 and 35 days after the graft (dag). The obtained survival rates of the grafts with a pattern at 35 dag fluctuated from 0 to 70%, and for the grafts with S.tuberosum pattern, the range was from 0 to 50%, nonetheless, in the number of surviving plants per pattern, there was a greater percentage for grafts with S.tuberosum pattern with 33.76% of surviving plants against the S.cardiophyllum pattern with 24%. It was then determined that the survival rate of Solanum grafts with Capsicum is very variable, and it depends on the combination between the pattern and the variety. Chapter three, presents the thesis’ second objective, which addresses the phenological evaluation of surviving grafted plants. This evaluation consisted in the revision of grafted plants from 35 to 98 dag. The pass of plants through the different phenological stages such as growth, appearance of flower buds, flowering and fructification was tested, adding also the formation of tuber, fruits and maturation. The obtained results for the grafts with the S.cardiophyllum rootstock, determined that out of the 16 treatments, only 10 survived the 35 dag (S1-C5, S1-C6, S1-C8, S1-C9, S1-C12, S1-C13, S1-C16, S1-C17, S1-C18 y S1-C20), and from these 10, only four treatments complied the 14 whole phenological cycle at 98 dag (S1-C6, S1-C9, S1-C12, S1-C20), however only the S1-C12 y S1-C20 treatments had fruits that reached maturity and produced tuber. On the other hand, from the 16 treatments with the S.tuberosum rootstock, 15 survived the 35 dag (S2-C5, S2-C6, S2-C7, S2-C8, S2-C9, S2-C10, S2-C11, S2-C12, S2-C13, S2-C14 S2-C15, S2-C17, S2-C18 Y S2-C20), from which 10 treatments complied with the whole phenological cycle at 98 dag (S2-C5, S2-C7, S2-C8, S2-C9, S2-C11, S2-C12, S2-C13, S2-C15, S2-C17 y S2-C18) and all of them had tuber production, however, only eight of these made it to tuber production which reached maturity (S2-C7, S2-C8,S2-C9, S2-C12, S2-C13, S2-C15, S2-C17 y S2-C18). It was concluded that the intergeneric grafts with more success were the S2-C13 (papa blanca – chile cascabel), S2-C12 (papa blanca – chile cora), S2-C15 (papa blanca – chile amarillo) and S2-C8 (papa blanca- chile de agua) which had a similar phenology to those of the controls. Chapter four addresses the third objective, which focuses on the relationship between the survival rate and the histology of the stalks of the 16 accessions of Capsicum and the two Solanum species involved in the elaboration of grafts, with the goal of sustaining the obtained results in the two previous objectives. For this study, stalk samples were taken from the seven species previous to the grafts and cross-wise cuts were made on some of the stalks while length-wise cuts were made on the other ones. Data coming from the cross-wise cuts of Capsicum and Solanum were statistically analyzed to prove the importance of the correlation between the survival rate of the grafts at 35 dag (SI35) and the next variables: difference between pattern diameter and that of the variety (DD); difference between width of the variety cortex and the pattern (CWD) and the difference between the variety xylem width and the pattern (WXD). All the survival correlations of the grafts at 35 dag with DD, CWD and WXD, resulted insignificant (P>0.2), low magnitude (r= -0.002 a -0.371) and negative (except for one case). Observations on length-wise cuts of the grafted tissue shown important differences between the diameter of the stalk grafted with S. tuberosum, without affecting survival rate. In most of the surviving grafts a cellular regeneration could be seen and callous tissue in the union between stalks. It was concluded that the histological analysis allows only the partial explanation the differences in the survival rate of the grafts between Capsicum and Solanum. Finally, chapter five contains the general conclusions of the research. Key words: Capsicum; Compatibility; intergeneric grafts; Solanum.