Ugarte M.

La gran variabilidad de cultivares nativos de papa existentes en América del Sur, principalmente en Bolivia y Perú (Centros de origen), indica que el germoplasma para la solución a los grandes problemas fitosanitarios está en dichos centros de origen.

Recientemente se vienen efectuando grandes esfuerzos para recolectar, preservar y explotar esa diversidad genética, antes de que la erosión del material genético reduzca grandemente su potencial, lo que sugiere su mayor recolección, clasificación y mantenimiento en bancos de germoplasma ex situ.

La colección de cultivares bolivianos formada a través de muchos años, mediante recolecciones en las diversas regiones bolivianas, actualmente cuenta con más de 1000 entradas o cultivares, que vienen siendo mantenidos clonalmente en campo en la Estación Experimental Toralapa del Instituto Boliviano de Tecnología Agropecuaria (IBTA).

Estudios preliminares realizados en 1989 y 1990 por el Departamento de Fitomejoramiento del Programa de Investigación de la Papa (PROINPA) indicaron que dentro de la colección de cultivares nativos, existían muchos cultivares duplicados, número de registro duplicado y cultivares con un mismo nombre nativo, pero morfológicamente diferentes. Todos estos aspectos dificultan las investigaciones que pudieran realizarse con los cultivares nativos.

Estos antecedentes dieron las bases necesarias para la realización del presente trabajo de investigación, planteándose los siguientes objetivos:

- Descripción morfológica e identificación de cultivares nativos de papa del material genético del Banco de Germoplasma Nacional.

- Ajuste de las descripciones morfológicas a las reglas internacionales del Instituto Internacional de Recursos Fitogenéticos (IPGRI).

- Identificación de cultivares nativos duplicados en la colección

La gran variabilidad de cultivares de papa mantenidas en Bancos de Germoplasma, permitirán al fitomejorador realizar investigaciones que darán soluciones a los diversos factores que afectan su producción (Brucher, 1964; Ulloa, 1974; Huamán, 1986; Hawkes y Hjerting, 1989; Ochoa, 1990).

Llamado también banco de genes, para Huamán (1986), es el lugar donde los recursos genéticos de una planta son mantenidos como clones (meristemas, tubérculos, plántulas) y semillas.

En Bolivia, según Cárdenas (1963), los primeros trabajos relacionados con la recolección y mantenimiento de papas cultivadas y silvestres en bancos de germoplasma se remontan a partir de 1939. Se inició con recolecciones efectuadas por la Universidad Mayor de San Simón, y el Servicio Agrícola Interamericano, pero desgraciadamente, éstas se perdieron en su totalidad.

El Ministerio de Agricultura posibilitó la formación de colecciones en las Estaciones Experimentales Patacamaya, Tamborada y Belén, para posteriormente centralizar la colección en la Estación Experimental Toralapa (Cochabamba). A partir de 1971, se organizó el banco de germoplasma, contando con 750 entradas registradas de papa cultivada (IBTA, 1988).

Las mayores contribuciones al conocimiento de nuestras papas cultivadas y silvestres, fueron realizadas por Cárdenas (1944; 1950; 1963). al determinar la taxonomía de numerosas especies silvestres y la conservación de una colección de papas cultivadas nativas para realizar trabajos citológicos, taxonómicos y de evaluación a factores patogénicos.

A iniciativa del Ministerio de Agricultura de Bolivia Cevallos (1941), realizó por primera vez, una clasificación de las papas cultivadas bolivianas, agrupándolas en base a su precocidad y forma por ser ésta tan marcada y constante , por el color de los tubérculos y color de flores, de 184 variedades de papa.

Otras investigaciones efectuadas por científicos extranjeros, han contribuido al conocimiento de aspectos fundamentales referentes a la taxonomía, como las de Bukasov (1941; 1969), Hawkes (1963), Huamán (1980), Hawkes y Hjerting (1989), y Ochoa (1990), que determinaron las especies cultivadas de papa del grupo boliviano, agrupándolas en ocho especies: S. x ajanhuiri, S. goniocalyx, S. phureja, S. stenotomum, S. x chaucha, S. x juzepczukü, S. tuberosum ssp. andigena y S. x curtilobum.

Por otro lado Alarcón (1976), complementó los estudios de las papas nativas cultivadas al ordenar, taxonómicamente 228 cultivares en base al número de cromosomas y caracteres morfológicos. López (1980), realizó el ordenamiento a nivel de ploidia y descripción botánica de 80 cultivares.

Una de la clasificaciones taxonómicas de la papa, más aceptada es la siguiente:

Se subdivide la última categoría Taxonómica en series y éstas en especies (Huamán, 1980; Egúsquiza 1986; León, 1989 Contreras, 1989; Lujan, 1991). Las ocho especies cultivadas citadas por Huamán (1983) de mayor aceptación y uso, son:

* La x en el nombre de una especie indica que tal especie es un híbrido.

** ssp. = subespecie.

El motivo del estudio de las clasificaciones son los objetos y organismos a clasificar, la clasificación biológica dentro del ámbito de la ciencia, cuyo propósito primordial sería ampliar el conocimiento acerca de los organismos y la comprensión más profunda de sus propiedades, semejanzas, diferencias e interrelaciones. Actualmente estudios realizados en la clasificación incluyen análisis de: la morfología y las proteínas mediante la electroforesis (Crisci y López, 1983).

El conocimiento de las estructuras morfológicas de la planta de papa es importante para fines de reconocimiento de cultivares, clasificación de especies, selección de plantas agronómicamente eficientes en el mejoramiento genético, para la selección de plantas en los programas de selección clonal y saneamientos dentro de los esquemas de producción de semillas (Egúsquiza, 1986).

La electroforesis es una técnica de rápida resolución en geles de poliacrilamida, método electroquímico, que aplicado convenientemente, permite determinar diferencias, por las bandas proteicas que son características para las distintas variedades (Bianchini y Monti, 1985).

De acuerdo a su potencial genético, las diversas especies vegetales desarrollan sustancias químicas específicas a una especie y/o determinada variedad, detectables según un adecuado proceso electroforético. De este modo, la estabilidad de proteína y enzimas solubles en agua, como en el caso de las papas, han otorgado una excelente posibilidad de ser utilizadas en estudios taxonómicos a través de este método. Así se han llegado a establecer patrones más fijos comparables (Macias et al., 1989).

Los métodos de ordenación facilitan la información de los organismos y sus relaciones en función de los caracteres empleados. Actualmente todos los estudios realizados con métodos de ordenamiento están dentro de análisis de agrupamientos que comprende técnicas que siguen reglas más o menos arbitrarias, para formar grupos con caracteres morfológicos que se asocian por su grado de similitud (Crisci y López, 1983).

El IPGRI está particularmente interesado en la información acerca de los recursos genéticos de diversos cultivos, puesto que los recursos sólo son valiosos cuando existe la información acerca de ellos.

Existen varios sistemas de descripción y clasificación, por caracteres morfológicos. Sin embargo hay la necesidad de establecer acuerdos respecto a los descriptores con la finalidad de obtener una estandarización de ésta información, para posibilitar que los datos del bancos de genes sean completamente compatibles. Todos estos aspectos de manejo de información están centrados en trabajos del IPGRI. para ver que los recursos colectados, conservados y evaluados estén disponibles para todos los investigadores y genetistas. (Williams, 1977).

Todas las evaluaciones fueron realizadas bajo las mismas condiciones ambientales en la Estación Experimental Toralapa, dependiente del Instituto Boliviano de Tecnología Agropecuaria (IBTA), donde se conduce actualmente el Programa de Investigación de la Papa (PROINPA). Está ubicada en la provincia Tiraque del departamento de Cochabamba, en el km 71 sobre la carretera antigua Cochabamba - Santa Cruz, a una altitud de 3450 msnm. Geográficamente está situada entre los 17° 31' de latitud sur y 65° 40' de longitud oeste (Iriarte y Aranibar, 1977).

Colección del Banco de Germoplasma Nacional de papa, con 636 entradas, las que no contaban con un ordenamiento adecuado y su estado sanitario era deficiente.

Encuesta de rendimientos, con 193 entradas obtenidas por el Programa Nacional de Papa (PRONAPA), en el período agrícola 1989 y 1990, en los departamentos de Cochabamba, Chuquisaca y Potosí.

Ferias de la papa de Betanzos-Potosí y Colomi Cochabamba 103 entradas obtenidas por el departamento de Fitomejoramiento de PROINPA.

Además, 75 entradas procedentes de la Estación Experimental Patacamaya.

Para la realización de la electroforesis el equipo utilizado fue el recomendado por Stegemann et.al. (1985).

Se evaluaron los caracteres morfológicas de los tubérculos y el follaje de cada una de las entradas del banco de Germoplasma de Papa Nacional. Para ello se utilizaron los descriptores de Huamán et al. (1977), recomendado por (IPGRI), recomienda para poder estandarizar estas descripciones morfológicas del material genético.

Se seleccionaron tres tubérculos para ser observados morfológicamente. Estos fueron los más representativos de cada entrada, en forma y color. En esta etapa, cada entrada del germoplasma no contaba con muchos tubérculos, y en algunas entradas solo se observó un tubérculo.

Los caracteres morfológicos observados, con la ayuda de los descriptores del IPGRI, con su respectiva codificación fueron los siguientes:

- Color predominante de la piel del tubérculo.

- Color secundario de la piel del tubérculo.

- Distribución del color secundario.

- El color predominante de la pulpa del tubérculo.

- El color secundario de la pulpa del tubérculo.

- Distribución del color secundario de la pulpa del tubérculo.

- Forma general del tubérculo.

- Forma rara del tubérculo.

- Profundidad de los ojos del tubérculo.

Los datos obtenidos se registraron en la computadora en el programa Lotus 1,2,3 y luego se transfirieron a MSTAT, para su procesado mediante un sorteo para facilitar su agrupamiento de acuerdo a similaridades en sus caracteres morfológicos observados.

En la siembra del período agrícola 90 - 91, para poder facilitar las comparaciones morfológicas, se determinó el orden de siembra, según las evaluaciones y el procesado de datos por forma general del tubérculo, profundidad de ojos, color predominante de piel, color predominante de pulpa, color secundario de piel, color secundario de pulpa, distribución de color secundario de piel, distribución de color secundario de pulpa, formas raras.

Se realizaron cuando el 50% de cada una de las entradas de la colección estaba en floración. Los descriptores morfológicos observados con su respectiva codificación fueron los siguientes:

- Hábito de crecimiento.

- Alas tallo.

- Color de tallo.

- Disección hojas.

- Grado de floración

- Color secundario de la flor.

- Forma de la corola.

- Color predominante de flor.

- Distribución del color secundario.

- Color de cáliz.

- Color de pedicelo y articulación de la flor.

- Forma de baya.

- Color de baya.

- Madurez 120 días a la siembra.

Se evaluaron 10 tubérculos de cada entrada de la colección, los que fueron lavados previamente, de los cuales para la observación de la pulpa, se cortaron cinco tubérculos, observándose: El color predominante, secundario y su distribución. Para la observación del color secundario, en cada tubérculo se realizaron tres cortes transversales: En la parte próxima a la distal, al medio y el tercer corte próximo a la inserción del estolón, debido a que es posible que el color secundario se concentre en alguno de los extremos. Los caracteres morfológicos observados fueron los mismos que en la evaluación preliminar.

Para la identificación de las especies cultivadas de papa existentes en la colección se utilizaron los caracteres morfológicos florales y en algunos su ploidia.

Se utilizaron las claves de Hawkes (1963), Hawkes y Hjerting (1989), y Huamán (1983), basados fundamentalmente en los caracteres florales, número cromosómico, aspectos morfológicos de la hoja y hábito de crecimiento.

Esta técnica fue empleada para aquellas entradas que no se identificaron la especie y su ploidia a través de la observación de los caracteres morfológicos florales. El método consistió en la cuantificación de cloroplastos de los estomas. Con la ayuda del microscopio a través de la siguiente regla citada por Howard.

- De 14 a 16 cloroplastos para los diploides (2n = 2x)

- De 18 a 20 cloroplastos para los triploides (2n = 3x)

- De 22 a 24 cloroplastos para los tetraploides (2n = 4x)

Los datos de las evaluaciones morfológicas del tubérculo y del follaje, en el período agrícola 90 - 91 se registraron en la computadora, usando el programa DBASE4, como base de datos.

Se procesaron estos datos, para formar grupos de entradas con caracteres morfológicos idénticos: Por forma general del tubérculo, color de la piel del tubérculo, color de la pulpa del tubérculo , color de flor, hábito de crecimiento, color de tallo, alas del tallo, disección de hojas, grado de floración, color del cáliz, color de la baya.

Para facilitar las evaluaciones de verificación y comparación morfológicas en campo, tanto de especies como de grupos formados por el análisis en DBASE4, la colección fue sembrada en el período agrícola 91 - 92 en el orden establecido en base al nivel de la ploidia (diploides, triploides, pentaploides y tetraploides), cada ploidia ordenada por la forma general de los tubérculos (redondos, ovalados, obovados, elípticos, oblongos, oblongos alargados y alargados), y los grupos de cultivares morfológicamente iguales dentro de cada ploidia.

En la preparación de los extractos proteicos se siguió la técnica propuesta por 'Stegemann et. al. (1985). Esta identificación se inició con la cooperación del Centro Internacional de la Papa (CIP) en el Perú, donde se realizó la electroforesis de 77 grupos, de los 121 grupos identificados en las evaluaciones morfológicas.

En la investigación realizada durante los años agrícolas 90 - 91 y 91 - 92 se lograron los siguientes resultados.

Se elaboraron listados con las evaluaciones de la colección tomándose en cuenta los datos pasaporte, especie y los caracteres morfológicos observados, detallados a continuación.

Estos datos fueron extraídos de la información existente en el libro de registro de cultivares en la Estación Experimental Toralapa, de la colección antigua.

Se anotó de las etiquetas de identificación de las entradas en el momento de la evaluación preliminar de los tubérculos, identificándose 263 entradas con problemas en el número de registro los mismos que fueron cambiados, corrigiéndose también los nombres nativos equivocados.

Se ha elaborado un listado en función al reordenamiento del número de registro y nombre nativo corregido.

Se abrevia el país y el departamento donde fue colectado el cultivar o entrada con las tres primeras letras: BOL (BOLIVIA), CBA (Cochabamba), LPZ (La Paz), ORU (Oruro), POT (Potosí), TAR (Tarija) y CHU (Chuquisaca).

En Bolivia según la información encontrada de la procedencia del material genético se determinó que un 44% de la colección fue recolectado en La Paz (LPZ), 25% en Cochabamba (CBA), 14% en Potosí (POT), 10% en Oruro (ORU) y 7% en Chuquisaca (CHU).

4.1.2. Especies de papa cultivada

En el segundo año de evaluación y verificación taxonómica con las claves de Hawkes (1963), Hawkes y Hjerting (1989), y Huamán (1983), se identificaron siete especies de Solanum dentro del germoplasma boliviano. En la Tabla 1 se da un resumen del número de entradas de cada especie y su nivel de ploidia.

En la tabla 1. se presenta el número de entradas de cada especie identificadas en 91 - 92 con relación al 90 - 91, encontrándose diferencias en S. stenotomum, S. x juzepczukü, S. tuberosum ssp. andigena, S. tuberosum ssp. tuberosum y S. x curtilobum. Las entradas en las que no se verificó la especie, contaban con muy pocas plantas en campo por efecto de la sequía en el período inicial de cultivo, pero en S. x ajanhuiri y S. goniocalyx se confirmó el número de entradas de la primera evaluación. Se encontró que 664 entradas fueron de S. tuberosum ssp. andigena siendo la especie con mayor número de entradas en la colección confirmando de esta manera la amplia capacidad de adaptación de la especie, indicada por Crun (1990), Cribb y Hawkes (1986), seguida por S. stenotomum con 164 entradas, cinco entradas de S. goniocalyx y 19 entradas tienen que ser observadas nuevamente para identificar su especie, por ser entradas con problemas de enfermedades virósicas.

4.1.3. Caracteres morfológicos observados

Se han registrado los datos de 15 caracteres morfológicos claves, con sus respectivas codificaciones, según los descriptores del (IPGRI) en todas las entradas.

a. Grupo de cultivares de S. x ajanhuiri diploides (AJH).

Dentro de este grupo se han encontrado dos formas, las formas Ajahuiris identificándose a la Laram Ajahuiri, Janko Ajahuiri, Lunku Ajahuiri y Azul Ajahuiri y las formas Yari con la Yari Pintada y la Yari. Son cultivares dulces y tolerantes a heladas.

b. Grupo de cultivares de S. goniocalyx diploides (GON).

Llamados papas zapallos debido al color de la piel y pulpa de sus tubérculos. Son cultivares dulces y de muy buena calidad.

c. Grupo de cultivares de S. stenotomum diploides (STN).

Presenta gran variabilidad de formas en los tubérculos, encontrándose en este grupo las Ñojchas, Khuchi Akitas o Katari Papas, Yana Llokallas, Q'oyllu o Vino Botella, Pepino y Sakampaya, este ultimo presenta resistencias a Nacobbus aberrans. En algunos lugares estos cultivares son llamados Q'oyllus.

d. Grupo de cultivares de S. x juzepczukii triploides (JUZ).

Llamadas Luk'i Papas. Se ha identificado dentro de este grupo a la Laram Kaisalla, Janko Kaisalla, Luk'is, Azul Luk'is, Wila Pinko, Palta Luk'i, Siso, Wila Luk'i. Son cultivares con alto contenido de glicoalcaloides amargos y tolerantes a heladas.

e. Grupo de cultivares de S. x curtilobum pentaploides (CUR).

En este grupo se ha encontrado a las Janko Choque Pitus, Chiar Choque Pitus, y otro cultivar que no se ha identificado el nombre nativo. Son cultivares con alto contenido de glicoalcaloides amargos y tolerantes a heladas.

f. Grupo de cultivares de S. tuberosum ssp. andigena tetraploides (ADG).

En general los cultivares de esta especie presentan una amplia gama de adaptación. Se describen a continuación solo algunos.

Grupos de papas llamadas Imillas.- Reunidas por la forma redonda de sus tubérculos y ojos profundos, se identificó en este grupo a la Wila Imilla, Imilla Rosada, Imilla Blanca, Waych'a, G'oyllu Negra, Sani Imilla, Sani Imilla, Condor Imilla, AIq'a Imilla, Lunku Imilla, Icari, Imilla Negra y Gendarme o Chejchi parcialmente resistente a Nacobbus aberrans.

Grupo de papas llamadas Palas.- Dentro de este grupo se ha encontrado a la Sutamari, Wila Pala, Laram Pala, Janko Pala, y Palas. Algunos de estos cultivares presentan resistencias parciales a Nacobbus aberrans.

Grupo de papas llamadas Palis.- En este grupo se identificó a la Wila Pali o Wila Waka Lajra y Laram Pali, cultivares parcialmente resistentes a Nacobbus aberrans.

Grupos de papas llamadas Runas.- Se ha identificado dentro de este grupo a la Puka Runa, Yuraj Runa, Chog'o Runa, Bola Runa y Sani Runa, cultivares que presentan cierta tolerancia a la sequía.

La colección boliviana ha tenido una buena depuración durante los dos últimos años, eliminándose mezclas y efectuándose selecciones positivas y negativas por enfermedades.

Para evitar posibles contaminaciones de algunos virus por transmisión mecánica durante todo el ciclo de cultivo, se separaron 22 entradas determinadas como probablemente virósicas, para ser sembradas lejos de la colección.

Con la información almacenada de las evaluaciones y verificaciones morfológicas en la computadora, se realizaron comparaciones múltiples con la ayuda del DBASE4, llegándose agrupar aquellas entradas cuyos datos fueron idénticos (Tabla 2).

El total de entradas morfológicamente similares dentro el germoplasma boliviano de cultivares nativos de papa fue de 419 entradas, formando 102 grupos de dos a cinco cultivares morfológicamente idénticos y 19 grupos de seis a quince cultivares morfológicamente idénticos (Tabla 2).

4.2.1. Identificación de cultivares de papa mediante la técnica de electroforesis

Se realizó la caracterización por electroforesis a 77 grupos morfológicamente idénticos con un promedio de dos entradas por grupo. En el análisis electroforético se pudo observar que 46 grupos, son morfológica y electroforeticamente iguales, 22 grupos son morfológicamente idénticos pero electroforeticamente diferentes y nueve grupos en los cuales tiene que repetirse la electroforesis debido a que no se observó bandas por la escasa nitidez de las mismas.

1. Con las evaluaciones morfológicas y evaluación de especies, se ordenó la colección en base a la forma general de los tubérculos y el nivel de ploidia.

2. El Banco de Germoplasma de Toralapa cuenta con listados de la colección de cultivares nativos debidamente ordenados y caracterizados morfológicamente, con datos estandarizados de acuerdo a la codificación de los descriptores del Instituto Internacional de Recursos Fitogenéticos (IPGRI).

3. Los datos de la reordenación de los cultivares nativos de la colección pueden correlacionarse con los del Centro Internacional de la Papa (CIP) que tiene un duplicado de la colección boliviana.

4. Debido al reordenamiento efectuado probablemente el número de registro que se dio a cada entrada no corresponde al número de registro cuando se determinó la procedencia del material.

5. Las identificaciones de especies en el germoplasma de papa muestran que cerca del 67% de las entradas corresponde a S. tuberosum ssp. andigena, (especie tetraploide); un 20% corresponde a S. stenotomum, S. x ajanhuiri y S. goniocalyx (especies diploides); el 10% a papas amargas S. x juzepczukii y S. curtilobum (especies triploide y pentaploide respectivamente) y 3% a S. tuberosum ssp. tuberosum.

6. Con la evaluación de 15 caracteres morfológicos se describió morfológicamente cada entrada de la colección de cultivares nativos de papa del Banco de Germoplasma Nacional, encontrándose una amplia gama de cultivares nativos morfológicamente diferentes.

7. Con la caracterización morfológica, aspecto importante de la presente investigación se encontraron cultivares duplicados, llegándose a identificar 121 grupos, de acuerdo a la forma del tubérculo, por ser este un carácter morfológico constante, se determinaron 419 entradas morfológicamente idénticas, de un total de 1007 entradas.

8. Un 84% de las 419 entradas corresponden a 102 grupos de dos a cinco cultivares idénticos y 16 % corresponden a 19 grupos de seis a quince cultivares.

9. Las 39 entradas del cultivar Sak'ampaya que son morfológicamente idénticas, existentes en la colección pertenecen a la especie Solanum stenotomum.

10. Los cultivares nativos Chaska Zapallo (BOT 2791), Zapallito (BOT 2758), Zapallo (BOT 2787), Zapallo (BOT 2810 ), pertenecen a la especie Solanum goniocalyx.

11. El grupo de papas llamadas Palas, el cultivar Sak'ampaya y el cultivar Gendarme se comportan como parcialmente resistentes a Nacobbus aberrans y el grupo de cultivares de S. ajanhuiri y el grupo de cultivares de S. x juzepczukii como tolerantes a heladas; tal como fueron demostrados por nematólogos y fitomejoradores del Programa de Investigación de la Papa (PROINPA) constituyendo material valioso en programas de mejoramiento.

12. Actualmente un 80% de la colección en el germoplasma denota un buen estado fitosanitario por las depuraciones efectuadas en base a continuas y rigurosas selecciones positivas y negativas en campo.

13. Mediante análisis por electroforesis de 77 grupos morfológicamente similares se identificaron 46 grupos electroforeticamente iguales, lo que ha permitido reducir la colección a 917 entradas hasta el momento.

14. El presente trabajo de investigación permitió que el Programa de Investigación de la Papa (PROINPA), y en general el Programa Nacional de la Papa (PRONAPA) cuente con

un banco de datos de la colección de cultivares nativos de papa boliviana.

15. Como resultado de esta investigación, se cuenta con las descripciones morfológicas de la colección para la elaboración del catálogo descriptivo de cultivares bolivianos.