Caracterización de accesiones de alfalfa
recolectadas en el altiplano boliviano

1Gutiérrez J., 2Alemán F., 3Germain N., 2Lazarte L.

1. Ing. Agr. FCAP - UMSS

2. Investigador CIF - UMSS

3. Investigador ORSTOM


1. Introducción

La Red de Pastizales Andinos (REPAAN) auspició recolecciones de germoplasmas nativos y naturalizados, como es el caso de la alfalfa criolla (Medicago sativa L.), identificada como un ejemplo típico y prioritario por Alzerreca (1992). Después, contempló las respectivas caracterizaciones y evaluaciones preliminares, para fomentar una base genética de variabilidad con el fin de proseguir futuros programas de mejoramiento.

El presente estudio enfoca la caracterización de accesiones de alfalfa recolectadas en el Altiplano por el Instituto Boliviano de Tecnología Agropecuaria (IBTA), evaluadas y reproducidas en el Valle de Cochabamba por el Centro de Investigaciones en Forrajes (CIF), y menciona una primera evaluación morfológica de progenies.

El objetivo general es la definición de posibles grupos de colecciones y progenies de alfalfa a partir de caracteres morfológicos y agronómicos, mediante la ayuda de métodos de análisis de datos y/o de taxonomía numérica (Crisci y López Armengol, 1983). Eso permitirá seleccionar accesiones que presentan caracteres adecuados para formar variedades adaptadas a las condiciones del altiplano boliviano.

Inicialmente, se supone que la manifestación morfológica de un gen o de un complejo de genes depende del medio ambiente y que, en cada lugar, se ha seleccionado naturalmente los ecotipos más adaptados.

También, se supone que la variabilidad morfogenética entre plantas recolectadas en varios lugares supera a la encontrada en un mismo lugar.

Se espera que caracteres morfológicos, de fácil medición a bajo costo, permitirán detectar una variabilidad morfogenética entre accesiones.

2. Materiales y métodos

Ubicación del estudio

El estudio se realizó en el Centro de Investigación en Forrajes "La Violeta", situado en la localidad de Tiquipaya, a 11 km de la ciudad de Cochabamba, a una altitud de 2700 msnm.

Las condiciones térmicas presentan una estabilidad interanual; la pluviometría es altamente variable, pero con una época lluviosa definida; la radiación solar presenta variaciones estacionales, con niveles más altos durante la primavera (figura 1).

Figura 1. Promedios de las características climáticas mensuales de La Violeta.

Los suelos son coluvio-aluviales, profundos, arcillo-limosos, y con un pH alcalino. Además presentan variaciones texturales (Delgadillo, 1993), ligados al origen del suelo, y densidades aparentes por debajo de la capa arable del orden de 1.7 g/cc relacionadas al material parental (Céspedes, 1991).

Material vegetal

El material vegetal utilizado está formado por 53 accesiones de plantas de alfalfa, provistas por Alzérreca y Laura (1990), y además por 49 progenies nacidas de los 49 accesiones que produjeron semillas en las condiciones del CIF "La Violeta". A cada accesión corresponde una codificación ordinal; para facilitar la lectura de algunos resultados se hizo también una codificación alfanumérica por provincia (cuadro 1).

Cada planta fue plantada en un hoyo de 0.7 m de profundidad, y con 1 m de distancia entre hoyos. Las plantas fueron distribuidas al azar en el campo, registrándose los hoyos ocupados por cada accesión. Por la llegada irregular del material vegetal, esta plantación se realizó en tres fechas: 24/4/90, 4/5/90 y 31/7/90. El número de plantas prendidas por accesión varió de 0 a 6, de acuerdo al número de plantas recolectadas por accesión y a la tasa de sobrevivencia a la plantación.

Las semillas cosechadas en una misma accesión, sea de una a seis plantas, fueron sembradas el 1/3/91 en dos surcos de 5 m de largo, cada uno en un bloque diferente, a una densidad de 0.35 g/m con una distancia de 0.7 m entre surcos, constituyendo las progenies F1.

Variables medidas

Durante el proceso de caracterización se registraron caracteres morfológicos de las accesiones y de las progenies. Para este efecto, se adecuaron las recomendaciones del International Board for Plant Genetic Resources (IBPGR, 1991) para descriptores de Medicagos anuales.

Cuando las plantas llegaron al estadio "15% de floración", sea durante el mes de septiembre de 1991, se herborizó partes de los tallos para una posterior observación en laboratorio. Se registraron (figura 2) la longitud y el ancho del foliolo central (FL y FA), la longitud y el ancho de la estipula (EL y EA), la longitud y el diámetro del pedúnculo (PL y PD), la longitud del peciolo (TL). Se consideró 10 observaciones por planta -caso de una progenie-. Después de un corte de evaluación de fructificación en diciembre de 1991, se registró el vigor al rebrote (RB), de acuerdo al estado de la planta (accesión) o al estado predominante del surco (progenie), según 4 modalidades: excelente, bueno, regular y deficiente. En febrero de 1992, de acuerdo al estado de la planta o al estado predominante del surco, el hábito (HB) se calificó según 3 modalidades: erecto, semi-erecto, postrado.

Figura 2. Caracteres morfológicos medidos.

Métodos estadísticos

Los datos fueron organizados en matrices básicas. La matriz de las plantas de las accesiones contiene 139 líneas, sea una por planta recolectada, siete variables cuantitativas, dos variables cualitativas, y una variable ordinal de tres cifras, cuyas dos primeras mencionan a la accesión pertinente y cuya última cifra corresponde al número de la planta en su accesión.

Esta matriz fue sometida al Análisis de Componentes Principales (ACP) (Philippeau, 1990), considerando únicamente como variables principales las siete variables cuantitativas, y como variables suplementarias las dos variables cualitativas codificadas como cuantitativas. Este análisis, realizado con las variables centradas y reducidas, fue complementado con clasificaciones jerárquicas ascendente y descendente (Roux, 1985), con la distancia euclidiana, de las 139 plantas en el espacio de las siete variables cuantitativas centradas y reducidas. Todos los cálculos fueron realizados con el paquete STAT-ITCF versión 5 (1991).

3. Resultados

Observaciones

Observaciones de campo enseñaron que, dentro una misma accesión, las plantas pueden presentar hábito de crecimiento diferente. Este hecho fue confirmado por una visita a la recolección implantada en el fundo de Patacamaya del IBTA.

También, no existe correlación entre el mismo carácter morfológico medido en una accesión y medido en su progenie correspondiente (Gutiérrez, 1993), y tampoco existe relación entre los grupos definidos por análisis de datos promedios de accesiones y las agrupaciones de las progenies en base a caracteres morfológicos y agronómicos. Los resultados y observaciones conllevan a un análisis de las accesiones por planta individual.

Caracterización

El ACP de las 139 plantas en el espacio de las siete variables cuantitativas enseña un primer eje factorial que lleva 48.3% de la inercia, relacionado con todas las variables, y que puede expresarse como un factor de tamaño. El segundo eje, llevando 14.9% de la inercia total, está relacionado con el tamaño de pedúnculo, y más específicamente con el diámetro (figura 3). Las dos variables HB y RB, consideradas como suplementarias, parecen no tener relaciones con los dos primeros ejes factoriales.

La disposición de las plantas en el plano de los dos primeros ejes factoriales (figura 4) enseña varios casos, por ejemplo:

- una proximidad entre plantas recolectadas en un mismo lugar, caso de las accesiones "9" -proveniente de Milluni Viscachani, provincia Pacajes, departamento de La Paz, altitud de 4100 msnm- y "52" -proveniente del Fundo Condoriri, provincia Cercado, departamento de Oruro, altitud de 3750 msnm-, que se ubican a la extremidad negativa del primer eje, lo que significa que son plantas pequeñas;

- una distribución casi continua según un eje, caso de las accesiones "46" -proveniente de Jonay Mayu Pampa, provincia Tomás Frías, departamento de Potosí- y "3" -proveniente de San Andrés de Machaca, provincia Ingavi, departamento de La Paz, altitud de 3 920 msnm.- a lo largo del primer eje factorial;

- una combinación de las dos disposiciones anteriores, caso de las accesiones "35" y "36" -ambas recolectadas en la estación experimental de Patacamaya, provincia Aroma, departamento de La Paz, altitud de 3790 msnm.

Eje 1 Horizontal

Eje 2 Vertical

Figura 3. Círculo de correlación de los dos primeros ejes factoriales.

Variables principales:

FA ancho del foliolo PL longitud del pedúnculo

FL largo del foliolo PD diámetro del pedúnculo

EA ancho de la estípula TL longitud del peciolo

EL longitud de la estípula

Variables suplementarias:

RB vigor de rebrote

HB hábito

Eje 1 Horizontal

Eje 2 Vertical

Figura 4. Representación de las 139 plantas en el plano de los dos primeros ejes factoriales (codificación simplificada).

Agrupación

Las clasificaciones jerárquicas ascendente y descendente respaldan los resultados anteriores: las plantas de una misma accesión pueden distribuirse en diferentes grupos y subgrupos (cuadro 1.)

Las clasificaciones permiten definir grupos y sub-grupos de plantas (figura 5) que conforman manchas delimitadas e individualizadas en el plano de los dos primeros ejes factoriales del análisis anterior, como se observa en la figura 6 en caso de la clasificación descendente.

Figura 5. Dendrograma de la clasificación descendente jerárquica.

La clasificación descendente discrimina grupos más equilibrados que la ascendente.

Cuadro 1. Origen geográfico de las 139 accesiones, y agrupaciones por clasificaciones ascendente y descendente.

Departamento Provincia Lugar altitud (msnm) Completa, nº,/lugar, simplificada

ascendente

descendente

n

o #

p

q

r

s

t

u

v

w

x

y

z

La Paz Ingavi Chuncarcota 3920 1 2 A 2 1 1
San Andrés 3920 2 1 A 1 1
3920 3 5 .3 1 3 1 1 2 1 1
3960 6 2 A 2 1 1
3960 7 3 A 3 1 2
Corpa 3920 4 1 A 1 1
3920 5 5 A 3 2 1 1 2 1
Pacajes Pacota Antaquira 3940 50 1 B 1 1
3930 51 1 B 1 1
Kallutaca 3910 8 1 C 1 1
3840 33 2 C 2 1 1
3840 34 1 C 1 1
Milluni Viscachani 4100 9 3 .9 3 3
Aroma Patacamaya 3789 35 4 35 4 1 2 1
3789 36 2 36 1 1 1 1
3792 39 2 E 2 1 1
? 37 1 E 1 1
? 38 3 E 3 1 1 1
3785 41 4 E 4 1 2 1
3785 42 3 E 3 1 1 1
3785 43 4 E 4 1 1 2
3760 44 2 E 2 1 1
Oruro Cercado Fundo Condoriri 3750 15 2 G 2 1 1
3750 52 4 52 4 4
3800 40 1 G 1 1
Matas Pampa 3760 16 2 G 1 1 1 1
Capilla 3830 53 1 G 1 1
Chocoromo 3780 19 5 G 1 4 1 2 2
Carangas Chico Castilluma 3830 17 2 H 2 1 1
Capinota 3860 18 1 H 1 1
Poopo Pazña 3780 20 3 I 2 1 2 1
3780 21 4 I 4 1 1 2
Urmiri 3815 22 2 I 2 1 1
Kenalcani 3785 32 1 I 1 1
Apanaque 3770 31 3 I 3 2 1
  Avaroa Tacagua 3740 23 2 J 2 2
Cachoca 3750 24 2 J 2 2
Condo 3830 25 3 J 3 2 1
3830 26 3 J 1 2 1 1 1 1
Quillakai Ayllu 3740 27 4 J 4 2 1 2
Juchu Suma 3740 28 5 J 3 2 1 1 1
Macallu 3740 29 4 J 3 1 1 1 1 1
Ventilla 3760 30 1 J 1 1
Potosí Linares Kuchu Ingenio 3770 10 1 K 1 1
Puna Granja 3380 12 2 K 1 1 1 1
3380 13 1 K 1 1
Salitre ? 49 3 K 3 2 1
Saavedra Buey Tambo 3450 11 2 L 2 2
Pesco Kuchu ? 45 6 L 5 1 1 1 2 1 1
Huayracurvi ? 48 5 L 5 1 1 2 1
Tomas Frías Tarapaya 3335 14 3 M 1 2 1 1 1
Jonay Mayu Pampa ? 46 5 46 1 2 2 1 2 2
Samasa Alta ? 47 3 M 1 2 1 2
Total por clase 16 106 11 2 4 18 16 25 20 15 16 12 12 5

Eje 1 Horizontal

Eje 2 Vertical

Figura 6. Representación de las 139 plantas en el plano de los dos primeros ejes factoriales (la codificación utilizada corresponde a los grupos de la clasificación descendente jerárquica).

4. Conclusiones

Las plantas más pequeñas se encuentran en la provincia Cercado del departamento de Oruro, zona más fría respecto al área de recolección. Quizás esta característica está ligada a la tolerancia al frío. Pero en condiciones de campo, no hay que olvidar que la tolerancia al frío se relaciona también al microclima modificado por accidentes topográficos y arreglos humanos.

Las provincias Tomás Frías y Avaroa presentan la mayor diversidad morfológica de las plantas recolectadas. Futuras recolecciones con un enfoque de abarcar una mayor variabilidad, podrían limitar su área de recolección a estas dos provincias.

Cada planta recolectada es una fuente de diversidad morfológica, y no así el lugar de recolección. Entonces, la estrategia de un programa de formación de una variedad adaptada a las condiciones del altiplano boliviano, o a condiciones particulares alto andinas, tendría que considerar poblaciones no uniformes, porque el microambiente selecciona la planta más adecuada en términos de sobrevivencia.

Así el CIF intenta, en base al material recolectado y seleccionado al nivel de productividad y prolificidad en condiciones de valles, y en combinación con variedades comerciales, constituir un policross que sea apto para las condiciones del altiplano, aunque no sea estable al nivel genotípico.

5. Bibliografía consultada

ALZERRECA H., 1992. Caracterización de algunas especies forrajeras nativas y naturalizadas de la pradera andina y criterios de selección para su recolección. IBTA. In Recolección y evaluación de germoplasma forrajero andino. Memoria del curso internacional, dictado en Riobamba, Ecuador: 29-65.

ALZERRECA H. y LAURA J., 1990. Registro del banco de germoplasma forrajero. Especie: Medicago sativa. IBTA, Estación experimental de Patacamaya, Bolivia, 4p.

CESPEDES D., 1991. Consumo de agua y producción de materia seca en alfalfa (Medicago sativa) en el valle central de Cochabamba. Tesis Ing. Agr. FCAP-UMSS, Cochabamba, Bolivia, 110p.

CRISCI J.V. y LOPEZ ARMENGOL M.F., 1983. Introducción a la teoría y práctica de la taxonomía numérica. Serie de Biología, Monografía 26, OEA, Washington, 132p.

DELGADILLO A., 1993. Variabilidad intraparcela y optimización del tamaño de las parcelas experimentales en La Violeta. Tesis Ing. Agr. AFACP-UMSS, Cochabamba, Bolivia, 130p.

GUTIERREZ J., 1993. Caracterización de colecciones de alfalfa (Medicago sativa L.) de los Andes bolivianos. Tesis Ing. Agr. FCAP-UMSS, Cochabamba, Bolivia, 121p.

International Board for Plant Genetic Resources (IBPGR), 1991. Descriptors for annual Medicago, 33p.

PHILIPPEAU G., 1990. ¿Cómo interpretar los resultados de un análisis en componentes principales? Trad. por A. Tomassone y J. Johnson-Alvarez. ITCF, París, 64p.

ROUX M., 1985. Algorithmes de classification. Masson. París, 152p.

STAT-ITCF, 1991. Manuel d'utilisation. ITCF, París, 268p.

Cultivar de alfalfa seleccionada por el CIF, con tolerancia a suelos salino-sódicos.