Proyectos destacados

Proyecto busca incrementar la innovación y la productividad del sector agrícola costarricense con la mejora genética de plantas ornamentales.

Dr. Pablo Alberto Bolaños Villegas
Rebeca Malavassi

Siembra de semilla mutagenizada para la evaluación en casa de malla. La semilla se germinó y se cultivó en la Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit Moreno de la  Universidad de Costa Rica (UCR). Durante todo el proceso el señor Andrés Oviedo registró la tasa de sobrevivencia y el desarrollo de las plántulas. También fue muy importante la participación de tesiarios y asistentes de investigación. La semilla fue donada por productores (as) asociados (as) a la Cámara de Cámara de Productores de Flores y Follajes.

Fuente: Dr. Pablo Alberto Bolaños Villegas

Nombre del proyecto

Bioprospección y mejora genética de ornamentales.

Objetivo general

Realizar mejora genética en plantas ornamentales con el fin de incrementar la innovación y la productividad del sector agrícola costarricense.

Irradiación de semilla de palma ornamental en el Laboratorio de Radiación Gamma del Instituto Tecnológico de Costa Rica (ITCR),  por parte del MSc. Wálter Vargas (2018).

La radiación gamma es energía que no deja residuos y que altera el  Ácido Desoxirribonucleico (ADN) de las semillas de forma similar a la radiació ultravioleta. Los cambios en el  ADN de las semillas causan características nuevas en las plantas, las cuales podrían ser de interés comercial e impulsar las exportaciones costarricenses.

A este proceso se le conoce como mutagénesis y está normado por la Organización Internacional de la Energía Atómica (OIEA) de la ONU. La colaboración entre la UCR y el ITCR fue crucial para el desarrollo de este proyecto.

Fuente:
Dr. Pablo Alberto Bolaños Villegas

Descripción del proyecto

Este estudio tuvo como lugar de trabajo principal la Estación Experimental Fabio Baudrit Moreno, que es un ente de investigación y docencia dedicado a la mejora genética y al manejo integrado de cultivos.

En ella se han desarrollado variedades de chile dulce, tomate, papaya y maíz, y cuenta con un programa de investigación continuo en ornamentales, que es hasta la fecha, el único que atiende a este subsector de la economía del país. Ante el agotamiento de la oferta costarricense en el mercado internacional,  se pretendió enfocar esfuerzos en la producción de nuevos materiales.

La mayoría de las plantas ornamentales se reproducen de manera asexual, por lo que es necesario utilizar técnicas como la mutagénesis, que involucra el uso de agentes químicos y físicos, con el fin de generar características nuevas como cambios en el color de las flores y el porte de la planta.

Entre los agentes químicos más populares para este propósito, se cuenta con el etil-metil-sulfonato (EMS, en inglés) y la azida de sodio. El etil-metil sulfonato es un agente alquilante que ataca las bases nitrogenadas del ADN, en especial las purinas, y da como resultado 7-alquil-guanina, que es substituida por adenina en la maquinaria del núcleo.

Este cambio de una base nitrogenada por otra se llama transición, cambia secuencias G-C por A-T, es poco letal, tiene poco efecto en la fertilidad y causa mutaciones muy puntuales que inducen un gran número de fenotipos. Otro agente mutagénico es la radiación gamma emitida por una fuente de cobalto o cesio, que tiene la ventaja de ser energía pura y no dejar residuos.

Causa pérdida en la función de genes por lo que induce fenotipos recesivos. Al combinar el uso de ambos agentes en diferentes dosis, se espera inducir rápidamente un gran número de mutaciones en las semillas y los tejidos de las plantas preseleccionadas. Al finalizar los tratamientos mutagénicos, se hace la selección agronómica en el campo para identificar plantas con apariencia distinta y novedosa, y con potencial de exportación.

Evaluación de las plantas por parte de personeros de la Cámara de Productores de Flores y Follajes (2019). La participación de la empresa privada fue clave para la selección de plantas con potencial comercial.

Se seleccionaron cuatro plantas llamadas provisionalmente Fabiana1-4. Las plantas se encuentran a cargo del ingeniero Guillermo Vargas para su custodia y para la cosecha eventual de la semilla.

Fuente: Dr. Pablo Alberto Bolaños Villegas

Logros destacados

Se determinó que es viable realizar mutagénesis química (EMS) y física (radiación gamma) en P. roebelenii y sólo química en C. cataractarum. Parte de los ensayos con P. roebelinii, permitieron el desarrollo de una tesis de licenciatura. 

Los resultados sugieren que C. cataractarum es muy susceptible a la radiación gamma, ya que las plantas sólo alcanzaron la mitad de la altura de las plantas control, y presentaron clorosis generalizada, a pesar de la aplicación de fertilizante (fórmula completa con microelementos). La degradación de la clorofila y el daño generalizado al aparato fotosintético son síntomas asociados a la exposición a dosis altas de rayos gamma (Szarejko et al., 2017).

Para Chamaedorea fue posible seleccionar cuatro plantas de la generación mutante 1 (M1) que mostraban una mezcla de rasgos deseables, como mayor grosor de hoja, mayor tamaño, probable cambio en color y probable cambio en arquitectura.

El proyecto impulsó el establecimiento de un sistema de conservación, custodia, mejoramiento y licenciamiento de plantas en la Estación Fabio Baudrit. Este fue identificado como un factor ausente en el ciclo de producción de ornamentales, y podría representar un pequeño beneficio económico adicional para los agricultores (as).

Población beneficiaria

Productores (as) y exportadores (as) de ornamentales, trabajadores y sus familias. Probablemente 20.000 personas de forma directa.

Participación de instancias e instituciones internas y externas:

Participó el ITCR (Centro de Biotecnología), el CIGRAS de la UCR y la Cámara de Plantas Flores y Follajes de Costa Rica quienes participaron en la etapa final de producción.