COLECTA Y CARACTERIZACIÓN DE GERMOPLASMA DE PIÑON
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COLECTA Y CARACTERIZACIÓN DE GERMOPLASMA DE PIÑON
COLECTA Y CARACTERIZACIÓN DE GERMOPLASMA DE PIÑON Jatropha curcas L. DEL ESTADO DE VERACRUZ. Arturo Pérez Vázquez1 Iván Zavala del Ángel Eliseo García Pérez Blanca Flor Solís Guzmán José Alfredo Garcidueñas Paz Gabriela Ojeda Nieto RESUMEN Jatropha curcas L. conocido comúnmente como piñón es una planta nativa de México que ha cobrado notoriedad por la importancia que revisten los biocombustibles. A la fecha no existe una línea mejorada de piñón de alto contenido de aceite. Llegar a ello implica tener la diversidad de materiales en cierta región caracterizarlos y determinar materiales promisorios por contenido de aceite y rendimiento, entre otras características. Se inició en agosto del 2009 una colecta a lo largo del estado de Veracruz. Se han colectado a la fecha 76 materiales, entre ellos tóxicos (14%) y no tóxicos (46%). Del 39% restante se desconoce su nivel de toxicidad. Existe una amplia cultura de uso del piñón manso (no tóxicos), ubicados preferentemente en la región del Totonacapan. Los usos van desde medicinales a su empleo como botana, en guisos, tamales, salsa y atole. El piñón manso está más frecuentemente en huertos familiares y el tóxico como cerco vivo. Se concluye que el piñón J.curcas está presente en 35 municipios del estado de Veracruz. Desde prácticamente el nivel del mar hasta los 952 msnm, y que existe una alta tradición de consumo de piñón manso en la región del Totonacapan. La diversidad de piñón, entre tóxico y no tóxico, y las concentraciones variables de aceite en las semillas de piñón nos indican la necesidad de desarrollar un programa de mejoramiento genético en ambos ecotipos, buscando altos contenidos de aceite, calidad de aceite, sincronía en la maduración y alto rendimiento por planta. INTRODUCCIÓN México es un país megadiverso, que alberga una infinidad de plantas autóctonas escasamente estudiadas, una de ellas es el piñón o piñoncillo Jatropha curcas L. Esta planta pertenece a la familia de las Euphorbiaceae que crece en climas tropicales y semi-tropicales, llega a medir de 1 a 8 m, en altitudes que van desde 5 a 1500 msnm; crece en suelos pobres y arenosos, es tolerante a la sequía (Makkar et al., 1998) y la semilla posee un importante contenido de proteína (25-30%) y grasa (55-60%). J. curcas es una planta originaria de Mesoamérica, que se ha extendido a muchos otros países del mundo, incluyendo regiones tropicales, áridas y semiáridas, siendo bien conocida en muchas comunidades rurales del sureste de México. A ésta planta se le han reconocido diversos usos tradicionales: medicinal, cerco vivo y alimento. Es una planta que puede cultivarse tanto en regiones de baja a alta precipitación y tolera condiciones adversas de suelo y clima. Los arbustos de J. curcas llegan a vivir de 30 hasta 50 años o más. En México se localiza en los estados de Chiapas, Guerrero, Hidalgo, Morelos, Oaxaca, Puebla, Quintana Roo, Sonora, Sinaloa, Tamaulipas, Veracruz y Yucatán (Martínez et al., 2006; Martínez et al., 2008;). Esta planta ha sido considerada tóxica pues se ha encontrado en la semilla la presencia de alcaloides conocidos como ésteres de forbol, que provocan el efecto purgante y algunos otros 1 Colegio de Postgraduados. [email protected] síntomas. Solamente en México, se han encontrado variedades no tóxicas, las cuales son consumidas después de tostar y en la preparación de platillos tradicionales por los pobladores de la región de Papantla en Veracruz, Othón P. Blanco en Querétaro (Makkar et al., 1998), Pueblillo en Veracruz y Huitzilán en Puebla (Martínez et al., 2006). J.curcas L tiene un alto potencial agroindustrial, ya que la pasta residual rica en proteína (6065%), después de la extracción del aceite, podría ser transformada en un excelente alimento balanceado para animales domésticos. El aceite puede ser empleado como sustituto del diesel, al transformarse en biodiesel, producto que tiene alta demanda en los Estados Unidos y diversos países Europeos. En los estados de Veracruz y Chiapas, México se localizan árboles que han crecido naturalmente u otros que han sido tolerados o sembrados como cerco vivo o como parte de los huertos familiares, para el caso de materiales no tóxicos. Sin, embargo, no existe caracterización morfogenética de las plantas que crecen naturalmente en estos y otros estados del país. Por tanto, el objetivo de este trabajo es exponer los avances de investigación respecto a las colectas y caracterización del piñón (J. curcas L,) en el Estado de Veracruz. MATERIALES Y MÉTODOS Área de Estudio. Las colectas de piñón, J. curcas L., se realizaron en el Estado de Veracruz, durante el período de agosto a septiembre del 2009. Transectos. La colecta de material vegetativo y semillas, se realizó por transectos, siendo los siguientes: 1) 2) 3) 4) 5) 6) Campus Veracruz- Papantla-Tuxpan-Álamo-Misantla-Xalapa Campus Veracruz-Manlio F. Altamirano-Amatlán-Córdoba-Orizaba Campus Veracruz-Alvarado-Santiago Tuxtla-Catemaco-Acayucan-Cosamaloapan Campus Veracruz- Paso de Ovejas-Huatusco Campus Veracruz-Coatzacoalcos, Las Choapas, Playa Vicente, Azueta, Tres Valles, Tierra Blanca. Campus Veracruz-Ozuluama, Tampico, Pánuco, El Higo, Tempoal, Tantoyuca, Chicontepec, Ixhuatlán. La colecta. La colecta implicó obtener material vegetativo para su propagación, así como frutos maduros para obtener semillas y caracterizarlas y, conocer su contenido de aceite y de ésteres de forbol. La colecta de J. curcas se realizó en condiciones naturales, tomando datos de plantas provenientes de cercos vivos y de huertos caseros. El cuestionario. Para la toma de datos en campo se diseñó un cuestionario que incluye cuatro secciones. La primera contiene datos del entrevistado (sexo, nombre, edad, etc.), la segunda datos del sitio de colecta (ubicación geográfica, altitud, pendiente del terreno, tipo de suelo), la tercera datos morfométricos de la planta (altura, diámetro del tallo, número de frutos por racimo, estado fenológico, etc.) y la última, usos de la planta y el fruto. Además se registraron datos como ubicación, mediante un GPS, altitud sobre el nivel del mar, y tipo de suelo en cada sitio de colecta. DIVA-GIS software (versión 3.2) fue usado para mapear la colecta de Jatropha. Análisis de datos. Los datos de la colecta se procesaron utilizando la pagina de Excel, obteniéndose frecuencias, medias y desviación estándar. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se ha colectado material vegetativo y semillas de piñón, en 35 municipios del estado de Veracruz (Cuadro 1). Desde prácticamente el nivel del mar hasta los 952 msnm. Se han encontrado plantas con una altura de uno a siete metros. Las plantas encontradas tienen un diámetro del tallo de siete hasta 107 cm. Se encontró de una a 43 plantas, por sitio de colecta. El promedio de frutos por racimo fue de 5 en un rango de tres a nueve. En una pendiente variable, desde terrenos planos hasta 45%. Cuadro 1. Número de ejemplares colectados por transecto en el estado de Veracruz. Transecto No. de ejemplares colectados Tóxicos No tóxicos 1 39 (002-040) ¿ 19* 2 10 (001, 041-045) ¿ 7 3 14 (046-059) 10 2 4 15 (060-068) 7/? 7 Total 76 11/? 35 *Con base en información del entrevistado. En los otros casos no se pudo saber su toxicidad por falta de informante. Lo que implica que es necesario hacer una determinación de ésteres de forbol para saber su toxicidad. Los municipios en donde se ha colectado son los siguientes: Actopan, Álamo, Acayucan, Alvarado, Amatlán de los Reyes, A. R. Cabada, Atoyac, Camarón, Catemaco, Cerro Azul, Cuatzintla, Gutiérrez. Zamora, Hueyapan de Ocampo, Lerdo de Tejeda, Manlio F. Altamirano, Medellín, Martínez de la Torre, Misantla, Naranjos, Nautla, Papantla, Paso del Macho, Puente Nacional, Paso de Ovejas, Poza Rica, Puente Nacional, Santecomapan, San Rafael, Tamiahua, Tancoco, Tecolutla, Tihuatlán, Totutla, Tuxpan, Veracruz y Yecuautla. La presencia de un mayor número de árboles obedece a que probablemente es en esta región donde tuvo lugar la domesticación de la especie y por tanto se le encuentra en huertos familiares y en parcelas de cultivo. Se ha encontrado una amplia tradición de cultivo y consumo de piñón manso, particularmente en la región del Totanacapan en el Estado de Veracruz. Usualmente se le encuentra como parte de las especies cultivadas en los huertos familiares o está presente en las fincas de cítricos como parte de la vegetación inducida. En esta región existe igualmente una tradición amplia de consumo de la semilla, ya sea como botana, simplemente tostando la semilla o bien, en guisos previo tostado de la semilla. Entre los guisos reportados son salsa para enchiladas, en tamales con verduras (chayote, calabacita), atole, en guisos con carne de cerdo o pollo (empiñonado de cerdo). Es decir, la semilla se usa en la preparación de diferentes platillos como sustituto de las semillas de pipián Cucurbita mixta, en o simplemente como botana después de tostar las semillas en el comal. Además de ser utilizado como planta medicinal, particularmente el látex proveniente de hojas para curar pequeñas heridas y herpes labial. El piñón (manso), se consume igualmente en la Huasteca Hidalguense, la Sierra de Puebla y en la Península de Quintana Roo (Makkar et al., 1998). Esta planta está sembrada normalmente en casas de familias de escasos recursos, donde tiene un uso tradicional. Para el caso de piñón tóxico, es más comúnmente encontrarlo como cerco vivo en potreros o áreas de cultivo, pero muy raras veces como un elemento integrado en los huertos familiares. A pesar de la gran diversidad de accesiones de piñón que se tiene en el país, los Estados de Chiapas y Veracruz han adquirido en los dos últimos años semilla procedente de la India para acelerar el proceso de siembra y producción de biodiesel. Sin embargo, en este tipo de introducciones de material se corre el riesgo de que no reúna los requerimientos de una semilla certificada en cuánto a un alto porcentaje de germinación, y que esté libre de plagas y enfermedades. Los frutos son cápsulas drupáceas que contienen un número variable de semillas que va desde dos hasta cuatro. El ancho del fruto fue en promedio de 2.25 (desviación estándar 0.341) y el largo de 3.46 (desviación estándar 0.410), encontrándose una correlación altamente significativa entre el ancho y largo del fruto (-0.838**, R2= 70.3%). Cuando se analizó el peso de las semillas para frutos conteniendo dos, tres y cuatro semillas, se encontró el valor más alto para frutos conteniendo tres semillas. Es decir, que un mayor o menor número de semillas no necesariamente tiene que ver con un valor más alto en esta variable. Puede verse que frutos con dos semillas presentan un peso mayor que frutos con cuatro semillas. Se encontró además una correlación altamente significativa para el número de semillas y el peso de la semilla (0.744) y una R2 de 55.3%. Se encontró una relación estrecha entre el peso de las semillas y el peso del fruto (seco), siendo esta altamente significativa (0.869**) y un coeficiente de determinación (R2) de 75.5%. 10.5 4 semillas 10 3 semillas 2 semillas 9.5 9 8.5 8 Promedio V. máximo V. mínimo Figura 1. Peso promedio, máximo y mínimo (gr) de las semillas para frutos con diferente número de semillas La Figura 2 presenta los contenidos de aceite de las muestras colectadas. De éstas sobresale la de Paso de Ovejas (60.77%) y TAMSA (56.96%), por el mayor contenido de aceite. El contenido promedio del total de las colectas es de 54.65%, con un valor mínimo de 49.8% y máximo de 60.77%. Este rango se ubica en lo reportado en otros trabajos, el cuál es alrededor de 38% al 50% aceite en peso seco. Es probable que la cantidad de aceite obedezca a algún factor edafoclimático, aunque esto no está corroborado aún. % DE ACEITE (B.S.) 70 60 50 60.77 49.8 51.74 53.96 59.2 52.49 52.31 56.96 40 30 20 10 0 LOCALIDAD Figura 2. Contenido de aceite (base seca) en semillas de piñón colectadas en la zona centro de Veracruz. Durante la colecta se han colectado dos especies más de Jatropha, siendo éstas las siguientes: J. gossypifolia L. y J. podagrica L. CONCLUSIONES Se concluye que el piñón J.curcas existe en 35 municipios del estado de Veracruz. Desde prácticamente el nivel del mar hasta los 952 msnm, así como una alta tradición de consumo de piñón manso en la región del Totonacapan y, normalmente se le encuentra en los huertos familiares. Esta tradición se da de igual manera en plantas tóxicas de piñón, siendo su principal uso como cerco vivo. Mientras que el piñón manso se presenta normalmente a una altitud por arriba de los 300 msnm y los tóxicos del nivel del mar a 150 msnm. La diversidad de piñón, entre tóxico y no tóxico, y las concentraciones variables de aceite en las semillas de piñón nos indican la necesidad de desarrollar un programa de mejoramiento genético en ambos ecotipos, buscando altos contenidos de aceite, calidad de aceite, sincronía en la maduración y alto rendimiento por planta. En otras palabras, es necesario obtener una población mejorada para alto contenido de aceite que pueda emplearse para la producción extensiva/intensiva del piñón con el fin de que sea más rentable para los industriales y los propios productores. AGRADECIMIENTOS Se agradece el apoyo financiero al CONACyT y COVECyT a través del Fondo Mixto Proyecto 095753). Además a la Línea de Investigación en Agroecosistemas Sustentables y a la de Energía Alterna y Biomateriales del Colegio de Postgraduados. LITERATURA CITADA Makkar HPS, Aderibigbe A. O, and Becker K (1998) Comparative evaluation of non-toxic and toxic varieties of Jatropha curcas for chemical composition, digestibility, protein degradability and toxic factors. Food Chem 62:207–215 Martínez-Herrera, J., Siddhuraju, P., Francis, G., D´ avila-Ortíz, G., Becker, K., 2006. Chemical composition, toxic/antimetabolic constituents, and effects of different treatments on their levels, in four provenances of Jatropha curcas L. from Mexico. Food Chem. 96, 80–89. Martínez Herrera, J., Evangelista L. S. Martínez Ayala A. L. 2008. http://hypatia.morelos.gob.mx/index.php?option=com_content&task=view&id=247&Itemid=123