CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA-CONCYT-168.234.106.70/library/images/0/06/FODECYT_2008.50.pdfcacao L., tipo criollo de los departamentos de Huehuetenango, San Marcos, Quetzaltenango,

CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA-CONCYT-

SECRETARIA NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOOGIA-SENACYT-

FONDO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA –FONACYT-

UNIVERIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA –UVG-

INFORME FINAL

“Búsqueda, rescate, caracterización agronómica,

botánica, molecular y conservación de cacao, Theobroma

cacao L., tipo criollo de los departamentos de Huehuetenango,

San Marcos, Quetzaltenango, Escuintla y Retalhuleu”.

PROYECTO FODECYT NO. 50-2008

MANUEL ANTONIO PORRES ARREAGA, Ph.D.

Investigador principal

GUATEMALA, Agosto 2013

ii

AGRADECIMIENTOS

La realización de este trabajo, ha sido posible gracias al apoyo financiero del

Fondo Nacional de Ciencia y tecnología -FONACYT- otorgado por la Secretaría

Nacional de Ciencia y Tecnología -SENACYT- y al Consejo Nacional de Ciencia y

Tecnología -CONCYT-.

iii

OTROS AGRADECIMIENTOS

Se agradece la colaboración prestada por la Asociación Nacional de Productores

de Cacao (ANAKAKAW) haciendo factible el contacto con agricultores productores de

cacao para la localización de variedades de cacao criollo. Agradecimientos a Marcelo

López Barrios y Marlon Reina de ANAKAKAW, San Marcos.

También se agradece la colaboración prestada por los ingenieros Jorge Estrada y

Walter Gerardo Maldonado Osorio en la propagación de material vegetativo de cacao y

por proporcionar contactos con agricultores del sur de Guatemala para la localización de

variedades de cacao criollos.

Así mismo, se agradece la colaboración del comité que dirige la finca los

“Brillantes” de Muluá, Retalhuleu por facilitar la obtención de clones de cacao criollo y

variedades de alta producción, principalmente al señor Cornelio Morales Solano y a

Aparicio Ardón Yax, Presidente del comité.

iv

INDICE

RESUMEN .................................................................................................................... xiii

SUMMARY .................................................................................................................. xiv

PARTE I ........................................................................................................................... 1

I.1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1

I.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.................................................................. 2

I.2.1. Antecedentes en Guatemala. .................................................................................. 2

I.2.2. Justificación del trabajo de investigación............................................................... 3

I.3. OBJETIVOS ............................................................................................................. 4

I.3.1. Objetivo General .................................................................................................... 4

I.3.2. Objetivos específicos.............................................................................................. 4

I.4. METODOLOGÍA ..................................................................................................... 5

I.4.1. Localización ........................................................................................................... 5

I.4.2. Metodología de muestreo ....................................................................................... 6

I.4.3. Indicadores ............................................................................................................. 6

I.4.4. Estrategia Metodológica ......................................................................................... 6

1.4.4.1 Búsqueda: ............................................................................................................ 7

1.4.4.2 Rescate: ................................................................................................................ 7

1.4.4.3 Caracterización Agronómica: .............................................................................. 7

1.4.4.4 Caracterización Botánica: .................................................................................... 8

1.4.4.5 Caracterización Molecular:.................................................................................. 8

1.4.4.6 Técnica Estadística: ............................................................................................. 8

1.4.4.7 Instrumentos a Utilizar: ....................................................................................... 9

PARTE II ........................................................................................................................ 10

II. MARCO TEÓRICO ................................................................................................. 10

II.1. Origen del cacao .................................................................................................... 10

II. 2. Genoma del cacao ................................................................................................. 10

II.3. Theobroma cacao ................................................................................................... 10

II. 4. Tipos de cacao....................................................................................................... 11

II.5. Investigación CATIE ............................................................................................. 12

II.6. Manejo del cacao ................................................................................................... 12

II.6.1. Proceso de la iluminación en el cultivo del cacao .............................................. 12

II.6.2. Propagación asexual del cacao............................................................................ 13

II.6.3 Preparaciones hormonales para el enraizamiento de estacas de cacao ............. 14

II.7. Factores relacionados a la calidad del cacao.......................................................... 14

v

II.8. Principales enfermedades el cacao......................................................................... 15

II.8.1. Marchitamiento prematuro (Cherelle Wilt) del cacao. ....................................... 15

II.8.2. Pudrición negra del fruto .................................................................................... 16

II.8.3. Monialisis ............................................................................................................ 18

II.8.4. Rosellinia ............................................................................................................ 19

II.8.5. Antracnosis del follaje ........................................................................................ 20

II.8.6. Escoba de bruja ................................................................................................... 20

II.9. Mercado del chocolate ........................................................................................... 21

II.9.1. Países productores de cacao ................................................................................ 21

II.10. Caracterización molecular ................................................................................... 21

II.10.1. Estudios anteriores sobre caracterización molecular ......................................... 23

PARTE III ...................................................................................................................... 25

III. RESULTADOS ....................................................................................................... 25

III.1. Departamentos de Búsqueda ................................................................................ 25

III.2. Rescate .................................................................................................................. 29

III.3. Caracterización Agronómica de las muestras ....................................................... 30

III.4. Caracterización Botánica ...................................................................................... 32

III.5. Caracterización Molecular .................................................................................... 34

PARTE IV ...................................................................................................................... 38

IV.1. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ....................................................................... 38

IV.2. CONCLUSIONES ............................................................................................... 40

IV.3. RECOMENDACIONES ...................................................................................... 42

IV.4. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................. 43

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IV.5. ANEXOS .............................................................................................................. 50

PARTE V ........................................................................................................................ 55

V.1. INFORME FINANCIERO .................................................................................... 55

viii

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Proceso de injertación de cacao ..................................................................... 13

Figura 2. Ciclo biológico de Phytophtora palmivora .................................................... 17

ix

INDICE DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía 1. Formas de cacao criollo y forastero. ........................................................ 12

Fotografía 2. Marchitamiento del cacao ........................................................................ 16

Fotografía 3. Pudrición negra del fruto, Phytophthora palmivora: Hongo ................... 18

Fotografía 4. Moniliasis de la planta: Hongo ................................................................ 19

Fotografía 5. Rosellinia: Hongo .................................................................................... 19

Fotografía 6. Antracnosis del follaje ............................................................................. 20

Fotografía 7. Escoba de bruja ........................................................................................ 21

Fotografía 8. Pudrición negra de la mazorca en frutos de cacao Calabacillo de

SanMarcos................................................................................................ 25

Fotografía 9. Zoosporas de Phytophthora palmivora producidas en agar .................... 25

Fotografía 10. Fruto del cacao Calabocillo en forma redondeada. ................................. 26

Fotografía 11. Semillas de color púrpura del Calabacillo de San Marcos. .................... 26

Fotografía 12. Color de las semillas de cacao de Flores Costa Cuca (Fca. San Juan) .. 27

Fotografía 13. Fruto de Teobroma bicolor (Pataxte) de Quetzaltenango ....................... 27

Fotografía 14. Pataxte ..................................................................................................... 27

Fotografía 15. Semilla de Pataxte T. bicolor de color blanco ....................................... 28

Fotografía 16. Recolección de varetas vegetativas de clones criollos (Retalhuleu)

para injertación en UVG. ....................................................................... 29

Fotografía 17. Porta-injertos para injertación de clones de cacao en la UVG............... 29

Fotografía 18. Jardín clonal de clones criollos y de producción en UVG del Sur ........ 30

Fotografía 19. Cones y flores de cacao de Fca. Los Brillantes, Retalhuleu .................. 30

Fotografía 19.b Clones y flores de cacao de Fca. Los Brillantes, Retalhuelu ................. 30

Fotografía 20. Clon 15R ................................................................................................. 33

Fotografía 21. Clon 22P ................................................................................................. 33

Fotografía 22. Clon 13R ................................................................................................. 33

Fotografía 23. Clon 8P. .................................................................................................. 34

Fotografía 24. Clon Sgu 32 ............................................................................................ 34

x

INDICE DE GRÁFICAS

Gráfica 1. Dendrograma comparativo del ADN de los clones criollos y los de alta

producción .................................................................................................... 35

Gráfica 2. Agrupamiento de tipo UPGMA (unweighed pair group method using

arithmetic averages) basado en los índices de similitud genética de Nei de

cada pareja de individuos (n=20). Código de procedencia: SGU,

materiales denominados “selección guatemalteca”, n=8; R, materiales

originarios de México (Rioja), n=5; P, materiales criollos guatemaltecos,

n=3; UF, materiales de origen costarricense (UFco), n=3; Ptx, T. bicolor

(“Pataxte”), n=1 ............................................................................................ 36

Gráfica 3. Análisis de los componentes principales (3 ejes) de la caracterización

molecular de los individuos empleando marcadores SSR. Los puntos

representan a los individuos; en la parte central de las elipses de inercia y

unidos a los puntos se encuentran los nombres de los grupos a los que

pertenecen: SGU, materiales denominados “selección guatemalteca”,

n=8; R, materiales originarios de México (Rioja), n=5; P, materiales

criollos guatemaltecos, n=3; UF, materiales de origen costarricense

(UFco), n=3; Ptx, T. bicolor (“Pataxte”), n=1. ............................................. 37

xi

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Separación de frutos según su forma………………………………………… 15

Tabla 2. Resumen de la principales características de los marcadores: Isoenzimas,

RFLP, RAPD, AFLP y SSR (Tomado de: Lowe et al. 2004, modificado)….. 225

Tabla 3. Características Cacao de Huehuetenango…………………………………… 31

Tabla 4. Caracterización agronómica de las muestras de clones de cacao Finca Los

Brillantes……………………………………………………………………... 31

xii

INDICE DE ANEXOS

Anexo 1. Plano de jardín clonal de cacao, en uvg campus sur, Escuintla ...................... 50

Anexo 2. Plano de clones de cacao recolectados en finca brillantes, retalhuleu(clones

criollos y de alta produccion ........................................................................... 51

Anexo 3. Ubicaciones de las plantaciones de cacao visitadas en Guatemala.............. 512

xiii

RESUMEN

Guatemala, a pesar de ser un país que se conoce como cuna del cacao, junto con

el sur de México, ha padecido un proceso de decadencia y abandono del cultivo desde

inicios del siglo pasado. En los últimos años el país ha cambiado su condición de

exportador a importador, para el 2010 se exportaron 32.07 toneladas de cacao, y se

importaron 635.37 toneladas.

A nivel mundial, Costa de Marfil, Ghana, Indonesia y Nigeria producen más del

75% del cacao mundial, mientras que Estados Unidos, Alemania, Francia y Reino

Unido consumen la mitad de la producción mundial.

Luego del abandono de las plantaciones de cacao criollo, debido al auge del

café, muchos agricultores reestablecieron sus plantaciones a partir de variedades

híbridas y de menor calidad. El cacao criollo ha sido considerado el mejor producto

para la elaboración de chocolate para la confitería.

El objetivo del estudio fue la búsqueda, rescate, caracterización agronómica y

molecular del Theobroma cacao tipo criollo en los departamentos de Huehuetenango,

San Marcos, Quetzaltenango, Escuintla y Retalhuleu. Se realizaron visitas periódicas a

las diferentes regiones con la finalidad de localizar sitios donde pudiera haber plantas de

cacao criollo. Basado en estudios de cacao, se considera que el cacao criollo tiene frutos

alargados con punta torcida y cuello de botella y lo más característico es el color de la

semilla blanca. Esas características se utilizaron para observar las variedades indicadas.

Los resultados obtenidos indican que no hay cacao con características de criollo

en ninguno de los departamentos estudiados excepto Retalhuleu donde en una colección

de cacao de finca “Los Brillantes” se seleccionaron los siguientes criollos 15R, 13R 22P

y SGU 32. En el resto de departamentos se encontraron únicamente cacaos del tipo

forastero, el cual se caracteriza principalmente por el color violeta de su semilla.

En finca “Los Brillantes” también se obtuvo material vegetal de algunos clones

de alta producción que ellos distribuyen. Estos clones fueron UFCO 650, SGU 66,

105R, R 19, SGU 21, SGU 22 y SGU 67. A estos materiales vegetativos se les llevo al

laboratorio de biología molecular para analizar su ADN.

De los clones anteriormente indicados, se tomó material vegetativo para

injertarlos en el jardín clonal establecido en las instalaciones de CAMPUS SUR – UVG.

xiv

SUMMARY

Guatemala in spite of the fact of being considered as the origin of cacao, as it is

the south of Mexico , in both have suffered a process of decrease of importance and

the culture has suffered a process of abandon since the middle of last past century. In

the last years the country has changed from exporter to importer. In the year 2010 they

exported 32.07 tons of cacao and they exported 635.37 tons.

In the world, Côte d’Ivoire, Ghana, Indonesia and Nigeria grow more than 75%

of cacao in the world while the United States, Germany, France and the United

Kingdom consume half of the world production.

Due to the increase of coffee, the Creole varieties of cacao were abandoned, and

many farmers re-established their plantations using hybrids of less quality. Creole

varieties of cacao have been considered the best product for production of chocolate for

candy production.

The objective of this study was searching, agronomic and molecular

characterization of Theobroma cacao Creole in the departments of Huehuetenango, San

Marcos, Quetzaltenango, Escuintla and Retalhuleu. Several periodic visits were done to

the different regions looking where to find Creole plants. Based on cacao studies, it is

considered that this type of cacao has elongated fruits with twisted tip and bottled neck,

and the most characteristic it is the color of white seed. Those characteristics were used

to find the Creole varieties.

The results indicate that there is no Creole plants in none of the studied

departments, except Retalhuleu, where a collection of cacao from “Los Brillantes farm

“was done. The next creoles were selected: 15R,13R, 22P and Sgu32. In the other

departments only Forastero varieties were found, which have purple seed color.

At los “Brillantes farm” some varieties of high production clones which are

distribute to farmers were collected. This clones were UFCO 650, SGU 66, 105R, R19,

SGU 21, SGU 22 and SGU67. All these clones were taken to the molecular laboratory

for analysis of DNA.

From the clones indicated before, plant material was taken for propagation

purposes at the UVG South Campus.

1

PARTE I

I.1. INTRODUCCIÓN

El cacao, Theobroma cacao L., es una especie de planta que crece en el trópico

en el área comprendida entre 20º norte y 20º sur del Ecuador (León, 1956). Es

producido principalmente por África Occidental, Centro y Sur América y Asia. Los

ocho países mayores productores son: Costa de Marfil, Ghana, Indonesia, Nigeria,

Camerún, Brasil, Ecuador y Malasia, los cuales representan alrededor del 90% de la

producción mundial. Por otro lado los países mayores consumidores del cacao, son

Estados Unidos, Alemania, Francia, Inglaterra, Federación Rusa y Japón (INFOCOMM,

2008). El ingrediente principal producido del grano es el chocolate, pero también los

son el licor del cacao, la manteca de cacao, la torta de cacao y el cacao en polvo. El

negocio del chocolate es de alrededor de 8 billones de dólares mundialmente.

(BBCNEWS, 2004).

En Centroamérica, se cultivan alrededor de 22,000 hectáreas de cacao, con una

producción de 6,000 toneladas métricas/año y con un valor de $7 millones de

dólares/año (Somarriba et al., 2007). En Guatemala se cultivan alrededor de 2,709

hectáreas (INE, 2003) con una producción de 1,136 toneladas métricas (Mollinedo,

2008 Comunicación Personal). Los departamentos con mayor número de fincas y

mayor producción son Alta Verapaz y San Marcos (Anexos). Si se compara con los

mayores productores de cacao del mundo, la producción centroamericana es

insignificante, ya que el África tiene cultivadas 4,316,000 hectáreas con una producción

de 1,808,000 toneladas métricas (Federation of Cocoa Commerce, 2008).

El valor importante del cacao para Guatemala no es necesariamente tener, en el

futuro, la producción más alta que otros países, sino más bien dirigir la producción a

obtener un cacao de alta calidad, lo cual podría lograrse con la utilización de los tipos de

cacao criollos que es de donde se obtiene el cacao gourmet (Mora ,1956; Don Veitia

Cocoa Products, 2003; InfoGalaxy, 2003). La calidad del chocolate depende de varios

factores: del grado de acidez del grano, la fermentación, el tostado y el proceso de

refinamiento del producto (Cros, 1997; Bressani, 2008 Comunicación Personal). Como

se indicó, los cacao criollos tienen los genes de calidad, pero es necesario un buen

proceso de fermentación para que la calidad se manifieste en el producto final.

El objetivo del presente proyecto fue la localización de plantas de cacao tipo

criollo en Guatemala, su rescate y su caracterización agronómica, botánica y molecular.

Esto con el fin de preservar estos tipos de cacao como fuente de producción de cacao de

calidad para el país. Los países europeos están interesados en cacaos que produzcan

chocolate de calidad, pagando precios especiales por la semilla de los criollos. La

caracterización molecular de estos será de utilidad, para la selección subsecuente de

cacaos élite para ser producidos en el país. Se conoce que los cacaos tipo criollo son

valiosos porque poseen un gen que determina la calidad del cacao pero son altamente

susceptibles a patógenos como Phytophthora palmivora (Porres, 2008 Comunicación

personal), witches' broom y C. perniciosa (Marita et al. 2001). Este estudio es

importante para poder conocer qué características posee el cacao tipo criollo que se

encuentra en Guatemala, y que sirva como referencia de comparación para futuros

estudios.

2

I.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

I.2.1. Antecedentes en Guatemala.

Guatemala, a pesar de ser un país que se conoce como cuna del cacao, junto con

el sur de México, ha padecido un proceso de decadencia y abandono del cultivo desde

inicios del siglo pasado. Fue con la introducción del café, cuando el cultivo fue

abandonado, y hoy se encuentra en manos de pequeños agricultores.

De la década de los años 50, a mediados de los años 70, se impulsó el cultivo de

nuevo, habiéndolo iniciado el Instituto Agropecuario Nacional, quien tenía el apoyo de

la AID de los Estados Unidos. Esta institución tenía el apoyo de un servicio de

extensión agrícola organizado para dar seguimiento y asesoría a los productores (Porres,

2008).

Durante varios años, la estación experimental Los Brillantes lideró mucha

investigación en diferentes cultivos, entre ellos el cacao; llegando a establecer un jardín

clonal de materiales de la región Centroamericana, México y Suramérica. Muchas de

las plantaciones establecidas en Guatemala, fueron desarrolladas a partir de material que

se produjo en este centro.

Subsecuentemente el MAGA inicia el fomento del cultivo en los años 80,

dirigido a la producción en el norte del país, lo que se llamó la Franja Transversal del

Norte y en Cahabón, Alta Verapaz (MAGA, 2003). Más tarde en los años 90 también

se pierde el interés por parte del gobierno y se deja de trabajar en el cultivo (MAGA,

2003).

En Guatemala de acuerdo con el MAGA existen alrededor de 159,000 hectáreas

aptas para el desarrollo del cultivo de cacao, de las cuales la mayoría está cercana a vías

asfaltadas (MAGA, 2003). El precio del cacao ha tenido un valor promedio de

$2,235.15/tonelada, alcanzando su máximo en el período de finales del 2009 e inicios

del 2011 (Indexmundi, 2013).

De acuerdo con el IV Censo Nacional Agropecuario (2003), el 82% de la

producción nacional de cacao se encuentra distribuida en los departamentos de Alta

Verapaz (40%), Suchitepéquez (24%) y San Marcos (18%).

En el año 2006 se tenía un estimado de áreas cosechadas de 3,110.09 hectáreas,

la cual ha sufrido un leve aumento, según datos estimados del Ministerio de Agricultura,

Ganadería y Alimentación a 4,069.40 hectáreas para el 2011.

Según datos del Banco de Guatemala, en los últimos años el país ha cambiado

su condición de exportador a importador, siendo el principal proveedor de cacao El

Salvador. Para el 2010 se exportaron 32.07 toneladas de cacao, y se importaron 635.37

toneladas.

Debido a las variaciones en los precios, y el impacto económico de

enfermedades como Phytophtora palmivora, las condiciones de las plantaciones es

bastante pobre, favoreciendo la variabilidad génetica de los diferentes materiales

3

establecidos en cada plantación, y reduciendo la disponibilidad de material con

características deseadas, como en el caso del tipo criollo.

El mercado actual, presenta un nicho especial para el cacao tipo criollo. Este

tipo de cacao corresponde a lo que en el mercado mundial se conoce como cacao fino o

de aroma. Y es utilizado usualmente para producir sabores específicos en productos

terminados. Sus granos dan características de aroma o color en chocolates finos (MAG,

2012). Esta oportunidad comercial hace necesaria la renovación y establecimiento de

nuevas plantaciones con materiales de cacao criollo, por lo que es de suma importancia

el identificar y recuperar este tipo de cacao.

I.2.2. Justificación del trabajo de investigación

Al presente, existe una iniciativa por parte del gobierno en impulsar el cultivo

de cacao en Guatemala, así como el interés de asociaciones como la Asociación

nacional de productores de cacao (ANAKAKAW), en buscar asesoría, producción de

producto seleccionado y de calidad, así como ventanas en diferentes mercados que

puedan asegurar un buen futuro al cultivo de cacao.

Guatemala no cuenta con una colección de clones de cacao criollos, por lo que

se hace necesario buscar y recuperar el material establecido en campo, para a partir de

su caracterización seleccionar los materiales con las características deseadas, y

establecer un jardín clonal para tener material vegetativo disponible cuando se necesite.

Esto a partir de una caracterización agronómica de los clones que se encuentren, para

observar sus características, y conociendo la forma del fruto y el color del grano, que es

característico de los criollos, poderlos analizar en laboratorio de biología molecular,

para obtener el ADN de ellos y compararlos con clones que producen cacao de alta

calidad.

La calidad aromática de un chocolate, está relacionada a varios factores, como

el origen de las almendras (de aquí la importancia de los criollos), con la fermentación,

secado y tostado (Bressani, 2008 Comunicación Personal). La fermentación es la etapa

clave de la formación del aroma en forma cualitativa y cuantitativa. Existe un gran

número de compuestos relacionados a todos los cacaos, pero el aspecto de calidad del

chocolate está íntimamente relacionado al genotipo de los granos usados (Cros, 1997;

Portillo et al., 2006).

La demanda de los países compradores del cacao está dirigida a cacao tipo

criollo, que por su variedad genética y características organolépticas permite la

producción de chocolate de alta calidad. La producción mundial de cacao fino de aroma

representa el 4,62% del total, la que para el año 2005 alcanzó alrededor de 153,000

toneladas (MAG, 2012). De aquí que los europeos y norteamericanos estén interesados

en este tipo de cacao, pagando precios altos por el producto. La producción de cacao

guatemalteca debe de ir dirigida no a producir altos rendimientos de cacao, sino que a

producir cacao de alta calidad, ya que se tienen el potencial para hacerlo (Díaz, 2008;

Kalin, 2007).

4

I.3. OBJETIVOS

I.3.1. Objetivo General

Buscar, rescatar, conservar y caracterizar agronómica, botánica y

molecularmente el germoplasma de cacao, Theobroma cacao L., tipo criollo como

fuente de genes de alta calidad.

I.3.2. Objetivos específicos

Localizar los tipos de cacao criollos.

Caracterizar agronómica y botánicamente los tipos de cacao criollo.

Caracterizar molecularmente los tipos de cacao criollo.

Establecer un jardín clonar como área de conservación y fuente de material

tipo criollo.

5

I.4. METODOLOGÍA

I.4.1. Localización

Huehuetenango

Coordenadas geográficas:

Latitud Norte 15 ° 88 394´ Longitud oeste 91°13.675´

Temp. Máxima 24°C, Mínima 12°C. Promedio 21°C Humedad relativa: 47%

En Huehuetenango se visitaron varias plantaciones de cacao en la Aldea Nuevo

Malacatán Barillas, propiedad de Oscar Julio Mérida, Esequiel Castillo, Juan Jesús

Pérez, así como de Samuel Castillo y Alfonso Vásquez, y en la Aldea Malacatán

Barillas, la plantación de Eluvia Castillo Martinez. Se realizaron las observaciones y

análisis correspondientes de los frutos y semillas, y no se encontraron plantas con

características de criollos.

San Marcos

Coordenadas geográficas:

Latitud Norte 14° 47.954´ Longitud oeste 95°59.815´

Temperatura Max. 25°C Min 6°C Promedio 21°C Humedad relativa 95%

En San Marcos, se visitaron plantaciones en el Amparo y Pajapita, del municipio El

Tumbador. Las fincas tienen plantas de cacao de 45-50 años de edad en proceso de

renovación, todas las variedades observadas tenían semilla de color violeta. En este

lugar, se encontró el criollo mexicano que se le conoce como calabacillo, el cual tiene

un fruto pequeño y redondo, y semilla de color blanco.

Quetzaltenango

Coordenadas Geográficas

Latitud Norte 14° 38.987´. Longitud Oeste 91°99´.585´

Temperatura Max. 28°C. Temp Min. 9°C Promedio 14.7°C Humedad Relativa 72%

En Quetzaltenango, se visitó el municipio de Costa Cuca, donde se encontró la

especie de cacao Theobroma bicolor, llamado Pataxte, la cual cuenta con semilla de

color blanca, por lo que se llevó al laboratorio para obtener el ADN correspondiente.

Este tipo de cacao se utiliza para hacer una bebida de chocolate en Mazatenango y San

Antonio Suchitepequez, y para producir chocolate de color blanco en áreas de la

Antigua Guatemala.

Escuintla

Coordenadas Geograficas

Latitud Norte 14°33.117´ Longitud Oeste 91°05.981´

6

Temperatura Max. 25°C Minima 6°C. Humedad Relativa 94%

Unicamente en este departamento se encontraron arboles del cacao criollo

llamado Pataxte el cual en realidad no es un Theobroma cacao, sino que una especie de

Theobroma bicolor. En otras areas de tiquizate y Palin Escuintla se encontraron plantas

de Forastero.

Retalhuleu

Coordenadas Geograficas

Latitud Norte 14°38.740´ Longitud Oeste 91°49.715´

Temperatura Max. 37.99 Temp Min 36.4 Promedio 37.99 Humedad Relativa 89%

En Retalhuleu, se visitó la Finca Los Brillantes, la cual funcionó hace varios

años como Estación Experimental, dedicándose a la investigación de diferentes cultivos,

entre ellos el cacao. Esta finca cuenta con una colección de más de 180 clones de

Guatemala, Centroamérica y México. Con apoyo de algunos agricultores, que son

propietarios de la finca, se revisaron registros del jardín clonal establecido, y se

buscaron materiales de cacao tipo criollo. También se incluyeron materiales de clones

categorizados de “alta producción”, los cuales se siguen distribuyendo como material

vegetativo para establecimiento de nuevas plantaciones en la actualidad.

I.4.2. Metodología de muestreo

Con la colaboración de ANAKAKAW y el MAGA se identificaron áreas donde

se localizaron algunas plantaciones de cacao, donde se tenía la posibilidad de encontrar

cacaos con características de criollos.

Las primeras visitas consistieron en realizar contacto con agricultores, para

poder obtener la autorización de ellos de colectar material vegetativo, colecta de flores y

compra de frutos al momento de la cosecha.

I.4.3. Indicadores

Para la localización de tipos de cacao criollos, se usó como criterio las

características de los frutos, como lo es constricción de cuello de botella, superficie muy

rugosa, surcos profundos, cáscara delgada y con terminación en punta aguda y curva y

color blanco de las semillas. La característica más importante es el color de la semilla

blanca o blancuzca.

I.4.4. Estrategia Metodológica

La metodología a seguir consistió en las siguientes etapas: Búsqueda, rescate y

caracterización agronómica y botánica de las plantas de cacao criollo, y toma de

muestras de follaje y fruto, para transportarlas al laboratorio de biología molecular para

ser analizadas y obtener el ADN respectivo.

7

Población y Muestra. Los arboles con características de criollos son difíciles de

encontrar y la mayoría de ellos tienen uno o dos frutos los cuales fueron analizados ya

que estos no tienen alta producción.

Método de campo. Se buscaron plantas con frutos (Principalmente, en

Noviembre y Diciembre) que es cuando en la costa sur fructifica el cacao. Se buscó las

características de frutos alargados, con cuello de botella y con punta torcida.

Método de laboratorio. Se tomaron fotografías de los frutos completos,

midiendo el largo y ancho de ellos, se pesaron y luego se abrieron para contar el número

de semillas por fruto, su tamaño, peso y color.

Análisis de ADN. Se realizó tomando brotes de hojas recién formadas,

llevándolas al laboratorio de biología molecular para su respectivo análisis. Para realizar

este proceso se tomaron follajes nuevos de puntas de cada una de las especies

analizadas.

1.4.4.1 Búsqueda:

La búsqueda se realizó en los departamentos antes indicados. La

ANAKAKAW, el MAGA y la información de algunos productores de cacao del área

sirvieron como información para buscar los cacaos criollos. Se buscaron plantas con

características de criollos como se indicó anteriormente.

Se encontraron 6 clones criollos en una colección de clones (180 en total)

centroamericanos localizados en finca Los Brillantes de Muluá Retalhuleu.

En Escuintla, San Marcos, Huehuetenango se encontraron plantaciones de cacao

tipo forastero con semillas de color violeta. En Quetzaltenango and Escuintla se

encontró el cacao llamado Pataxte el cual tiene la semilla blanca, pero este tipo

pertenece a la especie Theobroma bicolor.

1.4.4.2 Rescate:

Este proceso se realizó al encontrar variedades prometedoras, tomando material

vegetativo para ser injertado en el campus de la UVG del sur. También se tomo parte

del material vegetativo, para llevarlo al laboratorio de biología molecular y realizar las

extracciones del ADN de cada grupo recolectado. Para este proceso se llevaron hojas

nuevas de los nuevos crecimientos de los clones.

1.4.4.3 Caracterización Agronómica:

Este proceso consistió en poner en una tabla las características de cada uno de

los clones criollos, principalmente: el clon encontrado, el tamaño del fruto, peso, grosor

de la corteza del mismo, número de semillas por fruto, peso, peso total de las semillas

en fresco, y el color de la semilla (Tablas 3 - 4).

8

1.4.4.4 Caracterización Botánica:

Este proceso consistió en recolectar flores de los clones criollos y llevarlos al

laboratorio para hacer una descripción morfológica de ellos por medio de fotografía

(Fotografías 8 - 15). Algunas variedades tienen algunas estructuras como tricomas

glandulares que pueden caracterizar la variedad (Goitia y Jaffe 1997). El objetivo de

esta caracterización fue averiguar si las variedades de tipo criollo son diferentes

estructural o morfológicamente a las variedades corrientes. Se observaron las

variedades en el campo, tomando microfotografía de las flores, luego este proceso se

completó en el laboratorio.

1.4.4.5 Caracterización Molecular:

Las muestras de campo se trasladaron al laboratorio el mismo día en que fueron

colectadas. Las mismas muestras que se evaluaron agronómica y botánicamente, se

evaluaron molecularmente. Estas muestras se ingresaron al libro de control, y se

prepararon para ser almacenadas adecuadamente, para la posterior extracción del ADN.

Para esto se cortaron varios discos de hojas que se almacenaron en nitrógeno líquido

hasta su extracción. La extracción se llevó a cabo utilizando el método de Doyle y

Doyle (1990) y se utilizó ribonucleasa A para eliminar todo el ARN presente. El ADN

se cuantificó en un fluorímetro. Las extracciones de ADN se hicieron en duplicado

dejando un tubo a -40 grados centígrados como control y el otro se utilizó para las

pruebas. Se analizaron 46 muestras.

Para los AFLPs, se utilizaron kits para AFLPs de INVITROGEN. Estos kits

están divididos en dos partes, la primera parte llamada “core” contiene dos enzimas de

restricción que cortan la secuencia del ADN que se deseaba estudiar en dos puntos.

Además contiene los adaptadores. Estas secuencias mediante el uso de la ligasa se

unieron a la secuencia del ADN. Esta secuencia se amplificó y con ella todo el ADN de

la muestra. La segunda parte del kit llamada “starter” contiene una serie de iniciadores

que se pueden hibridizar a la secuencia adaptador y a la secuencia de ADN de la

muestra. Mediante PCR, se amplificó por completo la secuencia de ADN de la muestra.

Después, los PCRs se corrieron en geles de poliacrilamida para visualizar los

patrones de los fragmentos amplificados. Finalmente las bandas se leyeron en un

programa especial para AFLPs. Se hizo un análisis estadístico de los patrones de ADN

obtenidos, analizando el índice de similitud de Dice, el cual sugiere posibles relaciones

de parentesco mediante la presentación de dendrogramas.

1.4.4.6 Técnica Estadística:

Para el análisis molecular del cacao, se llevó a cabo el análisis estadístico con el

programa Peakall R. y P.E, Smouse 2006. Genealex 6, Genetic Analysis en Excel, que

consiste en un análisis para establecer la estructura genética del grupo analizado, en

términos de equilibrio de Hardy-Weinberg (proporciones de individuos homocigotos y

heterocigotos).

9

1.4.4.7 Instrumentos a Utilizar:

Congelador

Nitrógeno liquido

Método Doyle and Doyle (1990)

Ribonucleasa

Fluorímetro

Kits de INVITROGEN

PCR (Polymerase Chain Reaction)

10

PARTE II

II. MARCO TEÓRICO

II.1. Origen del cacao

Aunque la historia del origen del cultivo es aún tema de debate, se sabe que en

la época del descubrimiento de América, ya lo consumían los aztecas y no hay duda que

se había estado cultivado desde varios siglos antes. Algunos indican que su origen es en

la América del Sur de la cuenca del Río Orinoco o el Río Amazonas y otros que su

origen es México (Heredity 1989). También se sabe que los mayas habían cultivado

cacao en México y Guatemala. El tipo de cacao que utilizaban los aztecas y mayas era

el tipo criollo, y no hay documentación de que se utilizará el tipo forastero antes de que

los españoles iniciaran la expansión del cultivo. En la mayoría de países

latinoamericanos, el cacao se cultiva en fincas grandes y en pequeñas propiedades

(Wood 1982).

II. 2. Genoma del cacao

En el 2010 se obtiene la secuenciación y el análisis del genoma del cacao criollo

el cual es considerado que produce el mejor chocolate del mundo. Este estudio fue

completado en Cirad Francia por Claire Lanaud con Marcos Guiltinam de la

Universidad estatal de Pensilvania (USDA 2010).

II.3. Theobroma cacao

Según Wood (l982) y León (l956) el cacao pertenece al género Theobroma,

miembro de la familia Sterculiaceae, siendo un grupo de árboles pequeños que se

encuentra distribuido desde el sur de México hasta la cuenca del Amazonas. En el

género se reconocen más de veinte especies, pero sólo T. cacao se cultiva

extensamente.

Su hábitat natural es el estrato arbóreo inferior de bosques maduros, ya que las

condiciones de temperatura son de poca oscilación, con presencia de altos volúmenes de

precipitación y períodos de sequía cortos y baja luminosidad (Wood 1982). En

Guatemala ocurre a altitudes entre 600 a 1000 msnm, aunque puede cultivarse a

altitudes más bajas, donde se hace necesario el uso de riego (Porres 2008 Comunicación

Personal). Según el IICA (l985) , En la zona ecuatorial el cacao puede cultivarse hasta

una altura de 1400 msnm, pero a medida que se aleja de esta zona, la altitud límite

decrece. El cultivo crece bien a precipitaciones de 1200 mm hasta 2500 mm por año.

Áreas con alta humedad relativa deben evitarse debido a la alta prevalencia de

patógenos de la mazorca y el follaje. La regulación de la sombra y la poda de las

plantas favorece la ventilación y reduce la incidencia de patógenos, principalmente

Phytophthora palmivora (Bowers et al. 2001). La temperatura ideal del cultivo es de

25ºC; una temperatura mínima de 15ºC y una máxima de 30ºC (Sullca sf).

Según Wood (1982) la raíz primaria de la plántula crece en forma vertical hacia

el interior del suelo, desarrollando sus raíces secundarias en la capa superior del suelo

(15 – 20 cm de profundidad).

11

El árbol crece hasta una altura de 8 a 10 metros, aunque tiende a ser más bajo

cuando se le cultiva sin sombra. La plántula se desarrolla como un solo tronco sin

ramificación, hasta una altura de 2 metros. Luego la yema terminal detiene su

crecimiento y empiezan a desarrollarse de tres a cinco ramas laterales para formar una

horqueta. Por debajo de la horqueta se produce una nueva rama vertical llamada brote o

chupón, el cual a su vez forma una nueva horqueta. Otro tipo de ramas producidas por

el cacao son las laterales o de abanico, las cuales tienen hojas alternas (Wood 1982).

Como regla, los chupones sólo producen chupones, excepto en la formación de

la horqueta, y las de abanico dan origen a ramas del mismo tipo. Este hábito de

ramificación tiene importancia en relación con la producción de plantas por estacas.

Los chupones producidos por las ramas laterales son los más adecuados para el

desarrollo de una nueva planta, aún cuando el crecimiento posterior iniciará con una

ramificación baja y muy diferente al que presenta una planta procedente de semilla

(Wood 1982).

II. 4. Tipos de cacao

De acuerdo con Wood (l982), en la actualidad se diferencian tres grupos o

poblaciones de cacaos: los criollos, los forasteros y los trinitarios.

Los cacaos criollos se caracterizan por tener frutos de color tanto morado como

verde, con la superficie muy rugosa, surcos profundos, sin constricción en forma de

“cuello de botella”, cáscara delgada, y con terminación en punta aguda y curva. La

característica más importante son las semillas redondeadas y con cotiledones de color

blanco o violeta muy claro generalmente con el interior blanco. Otro carácter que se

considera típico del criollo es que no ramifica formando horqueta. Es el cacao que

produce la mejor calidad de chocolate (Mora 1956).

Los cacaos forasteros se caracterizan por sus frutos de superficie lisa, surcos

superficiales, ápice redondeado, no presenta constricción de “cuello de botella”, forma

oval, fruto de color verde o blanco y con una concha muy gruesa con una capa de

madera en su interior. Los cotiledones son de color púrpura, de forma aplastada y

pequeña (Mora 1956). El color proviene de un grupo de sustancias químicas, las

antocianinas, que dan la mayor parte de los colores azules y rojos a las flores. Estos

pigmentos de los cotiledones, están ubicados en células especiales pigmentarias, que

forman parte del 10% de las células de almacenamiento. No se conoce su función en la

semilla, si bien se ha propuesto que pueden tener cierto papel protector (Beckett 1994).

Según Cheesman (l941), un tercera clase de cacao, generalmente llamado

Trinitario, es un grupo complejo con enorme variabilidad.. Se pueden encontrar frutos

largos, con o sin “cuello de botella”, cáscara gruesa, y semillas con color púrpura claro

hasta púrpura oscuro (Mora 1956).

12

Fotografía 1. Formas de cacao criollo y forastero.

a)

c)

b)

d)

Puede notarse el cacao criollo (a) y el color blanco o blancuzco de su semilla (b) y el

cacao forastero (c) y el color violeta de su semilla (d). FUENTE: FODECYT

Proyecto 50-2008

II.5. Investigación CATIE

El Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE), en

Costa Rica ha establecido un jardín clonal, para suplir materiales para hibridaciones de

cacao en Centroamérica, lo cual es parte de los esfuerzos entre esa institución y los

países Centroamericanos para mejorar la producción de cacao. Ellos han seleccionado 6

clones por su buen comportamiento en lo que se refiere a resistencia a moniliasis

(Monilia roreri) que está causando serios daños en algunos países de Centroamérica.

Tales clones también fueron seleccionados por su calidad y producción de grano

(CATIE 2007).

II.6. Manejo del cacao

II.6.1. Proceso de la iluminación en el cultivo del cacao

Existen tres procesos en lo que respecta a la iluminación de las plantas, el

primero es la fotosíntesis, el movimiento estomatal y la expansión de las células de los

tejidos.

La luz es esencial para la manufactura de carbohidratos de anhídrido carbónico y

de agua por medio de la clorofila. El anhídrido carbónico entra a las hojas a través de

los estomas, lo cuales están bien abiertos durante la luz solar, pero pueden cerrarse

13

durante el día por un disminución en la intensidad de la luz. Las células guardianas

regulan el grado de apertura y así la perdida de agua de las hojas. Bajo pleno sol las

hojas de las plantas son pequeñas, pálidas y gruesas, con internudos cortos. El

movimiento estomatal no sufre de un suministro restringido de agua, ni de transpiración

excesiva. Este está controlado por la iluminación. La iluminación disminuye la

actividad de las hormonas del crecimiento, lo cual explica el tamaño reducido de las

hojas expuestas a la luz solar, así también el aislamiento de los tallos de cacao con

sombra intensa (Alvin 1958 y Goodhall l950).

II.6.2. Propagación asexual del cacao.

Todos los métodos de propagación vegetativa pueden aplicarse con éxito. La

propagación se hace principalmente usando patrones injertados con materiales jóvenes,

los cuales se injertan cuando tienen el grosor de un centímetro de diámetro. Para

enraizar otros materiales vegetativos, esto puede hacerse utilizando hojas sazonas las

cuales enraízan fácilmente (Cheeseman, l935 y Evans 1951).

Figura 1. Proceso de injertación de cacao

FUENTE: Hartmann et al.1964

14

Otra forma de reproducción, es a través de los acodos. Donde se seleccionan

ramas de abanico saludables y bien conformadas de 6 centímetros de diámetro. Se corta

y se remueve una banda de 2 centímetros de corteza de la rama. Se raspa el cambium

levemente con un cuchillo esterilizado, y en el tejido expuesto se aplica una hormona

enraizadora. La porción de rama cortada se cubre con suelo húmedo y se envuelve

firmemente con plástico (Vásquez et al 1999).

La forma de colocación de las hojas sobre el patrón tierno es una forma de que

se peguen los materiales vegetativos más jóvenes (Boffelli, and Sirton, 2003).

II.6.3 Preparaciones hormonales para el enraizamiento de estacas

de cacao

Según EDA(50l-501)Para el enraizamiento de estacas de cacao para

propagación, se utilizan soluciones de ácido indolbutírico al 0.3%.

II.7. Factores relacionados a la calidad del cacao

Entre los factores que afectan la calidad del grano de cacao, están las

características del grano como lo son el origen, el color del cotiledón, acidez, dulzura,

manejo del cultivo, cosecha, beneficio del grano, procesamiento de este, desgrano,

fermentación y secado.

La calidad aromática de un chocolate, está relacionada a varios factores, como el

origen de las almendras (de aquí la importancia de los criollos), con la fermentación,

secado y tostado (Bressani, 2008 Comunicación Personal). La fermentación es la etapa

clave de la formación del aroma en forma cualitativa y cuantitativa. Existe un gran

número de compuestos relacionados a todos los cacaos, pero el aspecto de calidad del

Portillo et al. 2006).

En el mercado mundial se conocen dos tipos de cacao: Cacao corriente, el cual

se destina para producción de manteca de cacao, cacao en polvo y producción de

bebidas. También existen los cacaos finos que se dedican a la producción de chocolates

finos, los cuales tienen un sabor y aroma especial. En los Estados Unidos a los cacao

corrientes, se les denomina “bulk beans” y a los cacaos finos como “flavor beans”. En

Europa se le llama “bulk beans” a los cacaos corrientes y los finos son llamados “finos”.

Por otro lado los Venezolanos les llaman “cacao extrafinos” a los de primera

fermentados y los “finos de segunda” los no fermentados Graziani (1995).

Es importante la selección de frutos al momento de fermentar el grano. Esto

debe de realizarse de acuerdo al grado de maduración, por lo que pueden separarse los

muy maduros, los medianamente maduros y semiverdes. Otra separación de frutos es

por tamaño, grandes, medianos y pequeños y por su forma como angoleta, cundeamor,

amelonados y calabacillos. (INTECAP 1978).

15

Tabla 1. Separación de frutos según su forma

Angoleta

Frutos: largos, rugosos, sin “cuello de

botella”, grandes, cascara o concha gruesa

profundamente surcada (cercano al

criollo)

Semillas: Ligeramente aplastadas y de

color purpura claro

Cundeamor

Frutos: Largos con “cuello de botella”

característico, surcos menos profundos y

menos rugosos que en el angoleta.

Semillas: color purpura

Amelonado

Es el más común de los trinitarios.

Frutos: grandes, ovalados, superficie casi

lisa, pero se notan bien los surcos, sin

“cuello de botella”, cascara gruesa. Muy

semejante en sus características al

Forastero Amazonico.

Semilla: pequeña aplastada, color

purpura. Es más resistente al sol y a las

enfermedades que el criollo

Calabacillo

Frutos: Los mas redondeados y los mas

lisos del grupo, surcos muy superficiales y

no muestra “Cuello de botella”.

Semillas purpuras muy oscuras, muy

aplastadas. Es el más dilatado para

fermentar y se conoce como el más

resistente a enfermedades, rustico y

adaptable FUENTE: (Mora Urpi , l956)

II.8. Principales enfermedades el cacao

II.8.1. Marchitamiento prematuro (Cherelle Wilt) del cacao.

El marchitamiento y enjutamiento prematuro de los frutos jóvenes, es un

fenómeno común en los arboles de cacao. El fenómeno consiste en la perdida de

turgencia, el amarillamiento siguiendo por la caída de los fruto. Puede ocurrir en

cualquier tiempo desde la polinización hasta la edad de 10 semanas.

16

Fotografía 2. Marchitamiento del cacao debido a Cherelle wilt.

FUENTE: Manual del curso Cacao ,IICA 1961.

Según Raunce, Smarty Cheesman (l935) no se ha dilucidado la causa de este

fenómeno, algunos creen que las lluvias y cambios extremos de temperaturas son

responsables del marchitamiento. Otros relacionan el marchitamiento a factores

nutricionales.

Raunce y Smart y Humpries sugieren que la fecundación imperfecta o la

autoincompatibilidad pueden causar este fenómeno. Humpries considera que puede

existir una sustancia inhibidora producida por las mazorcas madura, la cual ha sido

eliminada al quitar los frutos grandes. Menos caída de los fruto ocurre al eliminar los

frutos grandes (Solórzano 1950).

II.8.2. Pudrición negra del fruto

Este hongo infecta los brotes de las plantas y estos se marchitan y mueren. Las

esporas se trasladan por medio del aire o por contacto a los frutos tiernos de las plantas

e infectan los frutos causando la pudrición negra de la mazorca, también causa la

pudrición de las semillas que se tornan negras. Es la enfermedad principal del cacao en

Latinoamérica, y principalmente en Guatemala. Los clones criollos son susceptibles a

infecciones del hongo. El ciclo biológico de la enfermedad se presenta en la figura 3,

indicando cómo se infectan los frutos de esporas del suelo. Su control se lleva a cabo

por medio de variedades resistentes que se han desarrollado en el África. Utilizando

también la eliminación de frutos infectados de las plantas y haciendo aplicaciones de

fungicidas cúpricos. Existen investigaciones que indica que el hongo Trichoderma sp.

es antagonista a P. palmivora (Maros Alonso et al.2009).

http://www.bing.com/images/search?q=cherelle+wilt+of+cacao&view=detail&id=6DDFEA0F2322151B34A6A5A88E45C9F4CE3C4E25&FORM=IDFRIR

17

Figura 2. Ciclo biológico de Phytophtora palmivora

FUENTE: (Echemendia sf)

18

Fotografía 3. Pudrición negra del fruto, Phytophthora palmivora: Hongo

FUENTE: CATIE 2009

II.8.3. Monialisis

Es un patógeno que causa problemas de pudrición a los frutos de 3 meses de

edad, los cuales son más susceptibles que los que tienen una edad mayor. El daño es

producida por el hongo Moniliophthora roreri (Basidiomyceto) (Fotografia 4).

El hongo produce esporas que se desarrollan en los frutos, los cuales al ser

infectados pueden causar hasta un 95% de daño de estos los cuales producen una

infección de color claro al principio (micelio) que luego desarrolla conidios. Su control

se lleva a cabo en forma cultural, podando las plantas a alturas mayores de 2-3 metros,

eliminando la sombra y tener un buen control de malas hierbas. También puede usarse

el control químico, con productos cúpricos (Parra y Sánchez 2009).

19

Fotografía 4. Moniliasis de la planta: Hongo

FUENTE: CATIE, 2009

II.8.4. Rosellinia

Es un hongo de las raíces del cacao producido por Rosellinia bunodes. Se inicia

afectando la base del tallo de las plantas de cacao y el sistema radicular que aparece con

micelio de color blanco que cubre las raíces. (Fotografia 5). Luego la planta toma una

coloración amarillenta y muere. El control se lleva a cabo aplicando Trichoderma al

suelo para reducir su avance en las raíces. El control cultural se realiza eliminando

plantas enfermas y enterrando los tallos y raíces alejados de la plantación.

Fotografía 5. Rosellinia: Hongo

FUENTE: CATIE 2009.

20

II.8.5. Antracnosis del follaje

Esta enfermedad del cacao es producida por el hongo Colletotrichum

gloeosporoides. Las esporas se diseminan en el follaje, y el patógeno crece más

fácilmente durante la época lluviosa. Puede controlarse con aplicaciones foliares de

fungicidas cúpricos. Se relaciona el control a sombra del cacao y elementos químicos,

por lo que es importante el manejo de sombra en el cultivo y a un buen programa de

fertilización (MAG 1991).

Fotografía 6. Antracnosis del follaje

FUENTE: CATIE, 2009

II.8.6. Escoba de bruja

Ocurre una proliferación de yemas apicales progresiva y estas pueden engrosar y

atrofiar el sistema de brotación de las plantas causándoles la muerte. La brotación

puede ocurrir en las flores, tallos y raíces. La escoba de bruja es producida por el hongo

Crinipellis perniciosa. Su control se lleva a cabo por medio de eliminación de plantas

enfermas o podas de los brotes dañados (Parra et al 2008).

21

Fotografía 7. Escoba de bruja

FUENTE: CATIE 2009

II.9. Mercado del chocolate

La demanda de los países compradores del cacao está dirigida a cacaos que

produzcan chocolate de alta calidad. Los genes de los tipos criollos confieren la calidad

al producto. De aquí que los europeos y norteamericanos estén interesados en este tipo

de cacao, pagando precios altos por el producto. La producción de cacao guatemalteca

debe de ir dirigida no ha producir altos rendimientos de cacao, sino que ha producir

cacao de alta calidad, ya que se tienen el potencial para hacerlo (Díaz, 2008; Kalin

2007).

Según Becket (l994), actualmente, una proporción muy alta de la cosecha

mundial de cacao es Forastero, y es difícil conseguir el cacao criollo puro.

II.9.1. Países productores de cacao

Los ocho países de mayor producción (2009 - 2012) del mundo son Costa de

Marfil (39.3%), Ghana (23.6%), Indonesia (13.4%), Nigeria (6.5%), Camerún (6.0%),

Brasil (5.4%), Ecuador (4.7%) y Nueva Guinea (1.2%) (ICCO 2012). Los principales

países exportadores son también los mayores exportadores, excepto por Brasil y

Malasia que su consumo es absorbido por la producción local (Chatt, 1953).

II.10. Caracterización molecular

La caracterización de plantas puede hacerse utilizando los llamados marcadores

moleculares. Según Azofeifa-Delgado,(2006)existen dos clases de marcadores ), los

morfológicos y los moleculares. Los marcadores morfológicos y/o agronómicos

(robustez, coloración, altura, etc.), han sido muy útiles pero poseen muchas limitantes

porque la expresión de estos caracteres está sujeta a factores ambientales o fenológicos.

Además se pueden evaluar cuando la planta llega a su etapa adulta y mejor si posee

flores. Los moleculares actualmente están usándose como complemento a los

morfológicos gracias a los avances que ha tenido la tecnología. Se están usando

métodos de identificación y caracterización basados en marcadores moleculares que

hasta cierto punto superan las limitantes de los morfológicos (pueden aplicarse en

22

cualquier etapa de la vida de la planta, no se afectan por el ambiente, etc.). Dentro de

estos marcadores moleculares se mencionan a las proteínas y a los marcadores de ADN.

En este estudio utilizaremos marcadores de ADN. Se usarán como marcadores,

fragmentos de ADN cercanos a un gen o secuencia de interés (SIDTA 1999).

Los marcadores moleculares se emplean actualmente para la caracterización

genética y para el mejoramiento genético de muchos cultivos, para determinar la

biodiversidad y reconstruir relaciones filogenéticas de los mismos o bien la de sus

patógenos. Según Ávalos y Molina (2004), también pueden utilizarse para hacer

estudios de interacción entre plantas y sus microorganismos.

Según Karp y Edward (l998), los marcadores diferencias de pequeñas secuencias

entre individuos. Hay una gran variedad de técnicas y pueden ser de carácter dominante

o codominante . Un resumen de las características de los marcadores que actualmente

existen se presenta en el Tabla 2, en donde se visualiza el nivel de polimorfismos que

detecta y la dominancia.

En este estudio utilizaremos dos técnicas basadas en la reacción en cadena de la

polimerasa (PCR), los AFLP's (polimorfismos en la longitud de los fragmentos

amplificados) y los microsatélites o SSRs. Estas técnicas usan grupos de primers o

iniciadores específicos para ciertas secuencias que producen millones de copias de

determinados fragmentos de ADN y luego son separados por técnicas electroforéticas

produciendo un patrón de bandas específico que permite diferenciar a los individuos.

Se seleccionaron estas dos técnicas porque una, los AFLPs, produce bandas de los

alelos codominantes y dominantes, con alta abundancia de secuencias en el genoma, y

los microsatélites producen bandas de los codominantes pero su abundancia es media en

el genoma. Esta doble técnica permitirá que se cubra de mejor manera la

caracterización de los genomas de los diferentes individuos y así poder encontrar más

fácilmente los genes de interés para elaborar los mapas del genoma.

Tabla 2.Resumen de la principales características de los marcadores: Isoenzimas,

RFLP, RAPD, AFLP y SSR (Tomado de: Lowe et al. 2004, modificado).

FUENTE: Lowe et al 2004

Según Karp et al (l997) Los AFLPs combinan la digestión con enzimas de

restricción con PCR. El primer paso involucra el corte con enzimas de restricción

específicas, una de las cuales corta secuencias precisas y la otra corta más

frecuentemente, produciendo fragmentos no adecuados para actuar como iniciadores.

Se agregan adaptadores para que se peguen a estos fragmentos recién formados y de

esta manera proveer una secuencia conocida y adecuada para amplificarse mediante el

Características Isoenzimas RFLPs RAPDs AFLPs SSR

Nivel de

polimorfismo

que detecta

Medio Medio Medio Medio Alta

Dominancia Usualmente

codominante

Codominante Dominante Codominante

/dominante

Codominante

Número de loci Multiloci Multiloci Multiloci Multiloci Multiloci

Abundancia en

el genoma

Baja Media Muy alta Alta Media

23

PCR. También se requiere el uso de ligasas para facilitar la unión entre los bordes de

los fragmentos y las secuencias conocidas. Según Váladez y Kahl (2000), los AFLPs

surgen a partir de polimorfismos en los sitios de restricción en donde una secuencia

específica para el reconocimiento de una endonucleasa de restricción está o no presente.

También pueden surgir de polimorfismos en la longitud de la secuencia donde el

número de las secuencias repetidas arregladas en serie tienen sitios variables o de

cambios en los pares de bases de ADN no asociados con sitios de restricción.

Los micro satélites o secuencias simples repetidas (SSR) son regiones de

secuencias pequeñas (2 a 10 pares de bases) repetidas, arregladas en series, las cuales se

asume que están distribuidas al azar por todo el ADN. Estas secuencias son altamente

variables, no codifican para genes conocidos y pueden o no estar asociadas a genes.

Estas secuencias repetitivas del ADN pueden recombinarse y expandirse más

frecuentemente que otras secuencias y por esto son muy útiles para medir

polimorfismos entre especies o variedades muy relacionadas Phillips et al (l995)

Valadez(l995) y Kahl (2000). Los SSRs representan un nivel adicional de información

que se puede usar para estudios de mapeo y determinación de polimorfismos. Las

variaciones detectadas por los SSR son el resultado de cambios en el número de

unidades repetidas (Lowe et al. 2004).

II.10.1. Estudios anteriores sobre caracterización molecular

Se han llevado a cabo varios estudios a nivel genético en cacao en diferentes

países y con técnicas diferentes. Podemos encontrar estudios hechos con los tres

diferentes tipos de cacao más importantes así como con poblaciones desconocidas a las

que se debe determinar su origen. Entre estos estudios podemos citar algunos que

utilizan isoenzimas, RFLP (restricted fragment lenght polimorphisms y RAPD's

(random amplified polimorphic DNA) como el llevado a cabo por Sounigo et al. (2005)

para determinar la diversidad genética de 26 poblaciones de cacao de la Colección

Internacional de Cocoa de Trinidad. N'Goran et al. (1994) del CIRAD (Centro de

Cooperación Internacional en Investigaciones Agronómicas para el Desarrollo),

analizaron germoplasma de cacao de diferentes orígenes para estudios de diversidad

mundial. Otro estudio muy importante es un estudio llevado a cabo en Venezuela con

cacaos criollos del occidente de ese país (Dagert et al. en www.cecalc.ula.ve ). En este

estudio se desarrolla una metodología de evaluación molecular para el estudio de cacao

criollo del occidente de Venezuela.

En otros estudios como el de Laurent et al. (1993), han utilizado técnicas como

RFLPs para el estudio de 203 clones de cacao en el que se incluyeron tipos criollos. Se

encontró un alto nivel de polimorfismo entre los clones investigados en Venezuela. La

información obtenida de estos estudios sugiere que debe de proponerse una nueva

hipótesis sobre el origen y evolución de las diferentes poblaciones de cacao. Sin

embargo, estas técnicas se basan en alelos dominantes únicamente por eso en la

actualidad se están utilizando otras técnicas como AFLPs, microsatélites o SSRs y Snps

que se basan en diferente grado, en alelos dominantes y codominantes. Entre los

estudios de AFLPs en cacao podemos mencionar a Perry et al. (1998), en el cual

analizaron plantas madre y sus híbridos para la eficiencia de un programa de

cruzamientos. Compararon la técnica de RAPDs y la de AFLPs llegando a la

conclusión que los RAPDs fue ineficiente porque mostró baja frecuencia de

polimorfismos y poca reproducibilidad. Los AFLPs fueron confiables en distinguir

24

variedades fenotípicamente idénticas de cacao y mostró variación tanto intra como inter

varietal.

Hay otros dos estudios de Crouzillat et al. (2000), que determinan los

componentes genéticos que controlan la producción en la F1 de cruces entre clones y

usan también marcadores relacionados a resistencia de enfermedades desarrollando un

mapa genético. Estudios utilizando microsatélites son los más frecuentes últimamente

porque detecta caracteres que se heredan de forma codominante, abundan, hay

tresferabilidad, son locus específicos, hay reproducibilidad, requieren muy poco ADN y

tienen alto grado de polimorfismos (Borrone et al. 2007). Con esta técnica se

encuentran estudios en cacao como los de Sereno et al. 2006 en el Amazonas, Brasil,

Schnell et al. 2005 en Hawaii para padres superiores en calidad de producción de cacao,

Cryer et al. 2006 que enfatiza en la estandarización de microsatélites entre laboratorios

y estudió genotipos unificados internacionalmente, Zhang et al. 2006 estudia la

variación de la estructura de la población en cacao Refractario en Ecuador. Como se

mencionó con anterioridad, resistencia a enfermedades como witches'broom y otras

como la caracterización del cacao swollen shoot virus (CSSV), se estudia, mediante

estas técnicas también (Lot et al. 1991).

Finalmente, así como se ha avanzado en las técnicas de detección de variedades

de cacao y enfermedades que lo afectan, así también se ha avanzado en las técnicas de

análisis de los datos y en la hechura de mapas genómicos. Entre los ejemplos de

estudios de este tipo están uno elaborado por Cervantes-Martínez et al. 2006 en el que

hacen una simulación de estudio sobre el número de loci y número de árboles

requeridos para estimar la variabilidad genética de cacao y otro por Zhang et al. 2007,

que analizan la estructura genética del cacao refractario de Ecuador, mediante

microsatélites. En ellos y en otros, se presentan formas de análisis novedosos así como

para la elaboración de mapas de genomas.

25

PARTE III

III. RESULTADOS

III.1. Departamentos de Búsqueda

San Marcos

Con la colaboración de ANAKAKAW se realizaron contactos en algunas

plantaciones de la Aldea El Amparo, Tumbador.

Se visitó una plantación de cacao, del Señor Florentin Mendez, a una altitud de

387 msnm y coordenadas N 14°48.656´ W 92°00.100´. La plantación tiene una edad de

45 años, la cual estaba en proceso de poda. Se abrieron frutos de cacao para observar

las semillas, éstas presentaron el color violeta de frutos de tipo forastero.

Pudo observarse que los frutos en un 95% estaban comidos por ardillas y

dañados en forma secundaria con pudrición negra de la mazorca, Phytophthora

palmivora.

Fotografía 8. Pudrición negra de la mazorca en frutos de cacao Calabacillo de San

Marcos.

a)

b)

FUENTE: FODECYT 50-2008

Fotografía 9. Zoosporas de Phytophthora palmivora producidas en agar


26

También se visitó la plantación de cacao de la señora Elizabeth Álvarez, a una

altitud de 390 msnm y coordenadas N 14º47.979’ W 91º59.786’. La plantación es de

cacao forastero, pero tienen también lo que llaman criollo mexicano que es el llamado

calabacillo. Se considera un cacao de alta calidad en México.

Fotografía 10. Fruto del cacao Calabocillo en forma redondeada.


Fotografía 11. Semillas de color púrpura del Calabacillo de San Marcos.


Por no tener características de criollo (semilla blanca), estos cacaos, no fueron

propagados.

Quetzaltenango

Gracias a la colaboración del MAGA de Coatepeque, el Señor Cesar Aníbal

Batres colaboro con la localización de plantaciones de cacao del área. Se visitaron las

siguientes plantaciones de cacao:

La Finca San Juan ubicada en Flores, Costa Cuca a 450 msnm, en las

coordenadas N 14°38.74´, W 91°49.715 manejada por Tito Natanael Vásquez. Se

observaron 4 plantas aisladas de 30 años de edad sembradas entre la vegetación. Los

frutos observados tenían la semilla púrpura, sin características de criollos.

27

Fotografía 12. Color de las semillas de cacao de Flores Costa Cuca (Fca. San Juan)


La plantación de Silvia Patricia Arreaga localizada en Colonia Santa Rita de

Flores Costa Cuca, a una altitud de 465 msnm y coordenadas N 14°38.740’ W 91°

49.715´.

´

Se colectaron frutos de un árbol de Pataxte, Theobroma bicolor. Las semillas de

los frutos tenían una coloración blanca típica de un cacao criollo (Fotografías 13 - 15).

Fotografía 13. Fruto de Theobroma bicolor (Pataxte) de Quetzaltenango


Fotografía 14. Pataxte


28

Fotografía 15. Semilla de Pataxte T. bicolor de color blanco


Huehuetenango

Se recorrieron, con la colaboración de Faustino Camposeco de la Universidad

del Valle de Guatemala, 6 plantaciones de cacao de este departamento. Los lugares

donde se realizaron las colectas fueron las casas de los siguientes agricultores:

l. Alubia Castillo Martínez. Aldea Malacatán, Barillas.

2. Oscar Julio Mérida de Aldea Nuevo Malacatán, Barillas.

3. Ezequiel Castillo de la Aldea Nuevo Malacatán, Barrillas.

4. Juan Jesús Pérez Pérez de la Aldea Nuevo Malacatán.

5. Alfonso Vásquez de la Aldea Nuevo Malacatán Barillas.

6. Samuel Castillo de la Aldea Nuevo Malacatán, Barillas.

Las variedades encontradas en todas la plantaciones eran del tipo Forastero, con

semilla de color purpura, ninguna planta con semilla de color blanco. Las

características de los frutos recolectados pueden observarse en tabla no.3.

Retalhuleu

Se visitó varias veces durante el año 2011 la finca “Los Brillantes, localizada en

Mulúa, Retalhuleu. Esta finca es de mucho interés para el proyecto, porque

anteriormente era una estación experimental dedicada a la investigación del cultivo de

cacao. Se obtuvo la autorización por parte del presidente de la Asociación Prodesarrollo

Los Brillantes, para observar y recolectar frutos y materiales vegetativos de la colección

de plantas de cacao. La colección de plantas de cacao del jardín clonal se encuentran en

la UVG de Escuintla (Fotografías 16 - 18).

La plantación contaba con un registro de clones, de los cuales se llevaba un

registro de su procedencia y tipo de cacao. Gracias a la información brindada por

personal de la asociación, se recolectaron frutos y yemas de los clones identificados

como 9R, 106R, SGU 77, SGU 2, 24R, 30R, SGU 21, SGU 32, 39R y 13R. Estos

clones son los que se tienen del tipo criollo.

Así también se colectó material de los que son distribuidos para agricultores por

ser reconocidos como de alta producción 8P, 15R, 22P, y SGU 77. Los detalles de estos

clones están presentados en Tabla 4.

29

Se hizo una búsqueda de cacao en áreas adyacentes a Muluá Retalhuleu, pero

todos los agricultores mencionaron que las plantaciones fueron establecidas con

materiales de alta producción de Finca Los Brillantes.

III.2. Rescate

Una vez localizados e identificados los tipos criollos de cacao, se procedió a

tomar materiales vegetativos (yemas) para injertación y propagación. El proceso de

injertación se llevo a cabo en las instalaciones de la Universidad del Valle – Campus

Sur, localizada en Santa Lucia Cotzumalguapa, Escuintla. Los materiales vegetativos

para injertación, fueron tomados de los árboles seleccionados como criollos buscando

ramas jóvenes que tuvieran el grosor de un dedo anular de la mano, semejante al del

porta-injerto utilizado.

Fotografía 16. Recolección de varetas vegetativas de clones criollos (Retalhuleu) para

injertación en UVG.


Los porta-injerto fueron comprados a la Asociación de Finca Los Brillantes, y

fueron llevados a las instalaciones del Campus Sur – UVG, para poder realizar los

injertos en el lugar.

Fotografía 17. Porta-injertos para injertación de clones de cacao en la UVG


30

Al estar pegado el injerto y haber crecido por 90 días, las plantas se

establecieron en un jardín clonal en la sede de la Universidad del Valle de Guatemala.

También se le brindó un grupo de todos los clones injertados a la Asociación Nacional

del Cacao, ANAKAKAW, quienes establecieron el material en un terreno ubicado en

San Marcos.

Fotografía 18. Jardín clonal de clones criollos y de producción en UVG del Sur


Lo más valioso es que se tiene una colección de los clones criollos y de alta

producción de cacao en el jardín clonal de UVG del sur. Esta incluye también la especie

de cacao T. bicolor llamado Pataxte y los materiales mexicanos del cacao calabacillo.

Se cuenta con clones criollos que tienen semilla blanca y de buena producción

en el jardín clonal. El plano de las siembras de las especies recolectadas está adjunto en

el anexo 1.

III.3. Caracterización Agronómica de las muestras

Se tomaron muestras de frutos de cacao con características de criollos y se

llevaron al laboratorio para estudio. En el laboratorio se procedió a hacer una tabla con

la siguiente información:. Identificación de la variedad, largo y ancho (ms.) y peso del

fruto (grms), color de semilla, tamaño (cms) y numero de semillas por fruto

(Tablas 3 - 4).

Fotografía 19. Clones y flores de cacao de Fca. Los Brillantes, Retalhuleu..

Fuente: FODECYT 50-2008

Identificación de clones de cacao en

Finca Los Brillantes

Flores de clon 13 R de Theobroma

cacao en Finca Los Brillantes

Flores de clon 24 R de Theobroma


31

Fotografía 19. b. Clones y flores de cacao de Fca. Los Brillantes, Retalhuleu.


Tabla 3. Características Cacao de Huehuetenango

Clon Tamaño

fruto

No.

Semillas

Tamaño fruto

(largo, ancho)

cms.

Peso

semilla

grs.

Grosor

cáscara

cms.

Color

semilla

Peso

total

fruto

grs.

1 Grande 45 18 x 8.4 144.6 1.6 purpura 500

2 Grande 40 16 x 8.7 114.3 1.5 purpura 591

3 Grande 48 18 x 8.5 183.5 1.0 purpura 444.5

4 Grande 38 16 x 7.6 104.0 1.2 purpura 417

5 Grande 44 16.5 x 8.5 119.0 1.5 purpura 378

6 Mediano 35 11.5 x 7.2 75.0 1.0 café -------


Tabla 4. Caracterización agronómica de las muestras de clones de cacao Finca Los

Brillantes.

Clon Largo

fruto

(cm)

Ancho

fruto

(cm)

Grosor

cascara

(cm)

Peso

fruto

(gr)

Peso

semillas

(gr)

Color

semilla

Tamaño

semilla

Numero

semillas

22P 16 8 0.7 233 21.18 Blancas y

violeta

grande 11

30R 21 7 0.5 289 13.14 violeta grande 22

Sgu 2 21 8 0.7 400 20 violeta grandes 19

UF221 16 8 0.3 256 9.14 violeta grandes 28

Sgu 5 16 8 0.4 236 5.76 Violetas y

blancas

medianas 41

Mezcla 20 10 0.5 553 5.9 blancuzcas medianas 40

UF 650 20 9 0.8 505 12.95 violeta grandes 39

San

Antonio

22 10 0.5 575 33.82 Violeta medianas 17

blancuzca

15R 20 8 0.5 432 13.94 Blancuzca

y violeta

grandes 31

8P 17 8 0.7 376 12.96 blancas medianas 29

Flores de clon SGU 2 de Theobroma


Flores de clon UF 221 de Theobroma


32

24R 21 9 1.7 450 15 Blancuzcas

y violetas

grandes 30


Dos grupos de cacao ocurren en Retalhuleu. Los que tienen semilla de color

blanco y son criollos, los cuales están en la colección de clones de cacao de Los

Brillantes: 15R, 13R, 22P, 8P y SGU 32, y los que distribuyen a los agricultores como

clones de alta producción: 105R, P-10,UFCO 667,UFCO 221, Sgu 88,Sgu 694,UFCO

650,10P, Sgu 66,Sgu 2, 2- P ,R 19,30R ,13F Sgu 21,105R y Sgu 67. Ambas clones han

estado sembrados en la colección por más de 40 años. Los que tienen una R son de la

Rioja, México originalmente. Los de alta producción no son criollos ya que tienen la

semilla de color violeta.

En Quetzaltenango (Costa Cuca) y San Antonio Suchitepéquez existe el clon

llamado Pataxte, T. bicolor aunque es de otra especie de cacao, tiene la semilla de color

blanco y es un cacao tipo criollo. En este último lugar, se produce una bebida en polvo

que se comercializa en Guatemala para mezclarse con agua y producir cacao líquido

para beber.

III.4. Caracterización Botánica


Se estudió la morfología de las flores del cacao con características de criollos.

Estudios morfológicos de flores de T. cacao fueron hechos por Goiti y Jaffe, 1997,

indican que las flores de cacao varían en forma y tamaño y pueden tener algunas

estructuras de secreción como tricomas glandulares y nectarios. El estudio botánico de

clones criollos fue llevado a cabo por la Dra. Elfriede de Pöll , botánica de la UVG.

Flor en disposición unitaria

Flores en par

Flores en fascícula

Formación de fruto

Fruto de color rojizo

Frutos de color verde

33

Las características de las flores observadas fueron las siguientes:

Fotografía 20. Clon 15R

a) b)

c) d) FUENTE: FODECYT 50-2008

Fotografía 191. Clon 22P

a) b) c) FUENTE: FODECYT 50-2008

Fotografía 202. Clon 13R


34

Fotografía 213. Clon 8P.


Fotografía 224. Clon Sgu 32


Las únicas diferencias encontradas en las flores del cacao criollo fueron por los

tamaños de las flores, las estructuras fueron todas similares.

III.5. Caracterización Molecular

Se hizo el análisis respectivo para generar el ADN de los clones criollos

recolectados, así como los clones que se están distribuyendo como de alta producción

en finca Los Brillantes, Retalhuleu. Estos incluyen clones como el Patox que es de

Quetzalteanango. Puede observarse la similitud que existe entre ellos. Los que están

más cercanos como el Sgu 21 y el 105 R comparten ADN cercanos, lo que indica que

Sgu 21 que es de buena producción tiene ADN cercano al clon criollo de 105 R, que

puede producir cacao de buena calidad genéticamente. Los clones que están separados

en la Gráfica 1, no tienen similitud entre los ADN respectivos como ocurre entre el Sgu

50 de buena producción y el P10 que es un criollo que produce cacao de buena calidad.

Lo interesante es que con el dendrograma de similitud de clones, podría

organizarse un programa de mejoramiento genético de cacao para Guatemala utilizando

clones de producción cercanos al criollo. Así también puede conocerse qué clones se

deben de propagar para programas de producción en Guatemala.

35

Gráfica 1. Dendrograma comparativo del ADN de los clones criollos y los de alta

producción


Análisis molecular llevado a cabo por el Ing. Andrés Weinfeld Avalos Figueroa

investigador del laboratorio de Biología Molecular de la UVG.

El clon 13 Patox pertenece al área de Quetzaltenango a pesar de ser Theobroma

bicolor y no Theobroma cacao. Tiene la semillas blanca y se obtiene un chocolate de

color blanco que se usa para hacer una bebida liquida de chocolate. En Escuintla se

origina un clon de alta producción Sgu 67, este no es criollo y las semillas son de color

violeta. Los clones analizados de Huehuetenango son forasteros y no tienen

características de criollos, siendo su semilla de color violeta.

Se analizaron tanto los clones criollos recolectados en diferentes localidades, así

como los clones que se están distribuyendo como “criollos de alta producción” en finca

Los Brillantes, Retalhuleu. En las Gráficas 2 y 3 se representa gráficamente el

agrupamiento de los individuos según su similitud genética basada en los marcadores

microsatélites (SSR) analizados, mediante un agrupamiento jerárquico y mediante un

análisis de componentes principales, respectivamente.

100

16

35

58

5684

16

21

2214

14

28

28 37

22

27 4343

12

20

29

0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5

0.55

0.6

0.65

0.7

0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

Sim

ilarity

38-S

GU

50(1

)

13-P

ato

x

17-1

05R

19-P

10

27-U

F667

22-U

F221

30-S

GU

88

02-S

GS

94

35-U

F650

10-P

10

37-S

GU

66

05-S

GU

2

40-2

P

29-R

19

34-1

5R

39-2

2P

32-3

0R

08-1

3F

31-S

GU

21(2

)

01-1

05R

06-S

GU

32

11-S

GU

67

36

Gráfica 2. Agrupamiento de tipo UPGMA (unweighed pair group method using

arithmetic averages) basado en los índices de similitud genética de Nei de cada pareja

de individuos (n=20). Código de procedencia: SGU, materiales denominados

“selección guatemalteca”, n=8; R, materiales originarios de México (Rioja), n=5; P,

materiales criollos guatemaltecos, n=3; UF, materiales de origen costarricense (UFco),

n=3; Ptx, T. bicolor (“Pataxte”), n=1

-------


37

Gráfica 3. Análisis de los componentes principales (3 ejes) de la caracterización

molecular de los individuos empleando marcadores SSR. Los puntos representan a los

individuos; en la parte central de las elipses de inercia y unidos a los puntos se

encuentran los nombres de los grupos a los que pertenecen: SGU, materiales

denominados “selección guatemalteca”, n=8; R, materiales originarios de México

(Rioja), n=5; P, materiales criollos guatemaltecos, n=3; UF, materiales de origen

costarricense (UFco), n=3; Ptx, T. bicolor (“Pataxte”), n=1.


38

PARTE IV

IV.1. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

De todos los departamentos donde se trató de ubicar los clones de cacao criollos,

únicamente en Retalhuleu se encontraron especímenes con las características que así lo

indican. La característica importante fue el color de la semilla blanca que los clones

criollos así la presentaban. En Quetzaltenango existe una especie de cacao Theobroma

bicolor llamado comúnmente Pataxte y tiene las semillas de color blanco y lo usan en

San Antonio Suchitepéquez para hacer una bebida de cacao en polvo y se disuelve en

agua. Corrientemente la venden como bebida de chocolate.

La caracterización detallada de cualquier cultivo es fundamental para su

apropiado y óptimo aprovechamiento. La caracterización detallada de los materiales de

T. cacao incluidos en el estudio tiene el potencial de acelerar la producción de

individuos que posean características deseables mediante propagación vegetativa o bien

la creación de organismos que combinen características deseables de dos organismos

parentales como resultado de un programa de mejoramiento genético.

Los frutos o “pochas” de los árboles de cacao criollo encontrados tenían, en su

mayoría, semillas de color blanco pero, en algunos casos, una proporción de las semillas

del mismo fruto tenían coloración púrpura; esto sugiere que, como resultado de un

proceso de polinización cruzada los óvulos y el polen provenían de distintos clones.

Más aún, hubo casos en los que la coloración de la semilla no era blanca, sino blancuzca

o casi blanca.

El “Pataxte” es una especie diferente del género Theobroma y no es producido

comercialmente a pesar de que sus frutos tienen semilla de color blanco; en San Antonio

Suchitepéquez es utilizado para hacer una bebida de cacao en polvo que al combinarla

con agua produce cacao líquido que es de excelente calidad.

Con el dendrograma de la Gráfica 1 podría organizarse un programa de

mejoramiento genético de cacao para Guatemala utilizando clones de producción

genéticamente cercanos a materiales criollos; por ejemplo, es muy probable que la

descendencia de 8P (criollo) y SGU2 (alta productividad) dé origen a un organismo con

alta calidad y alta productividad. El grupo de individuos 22P/15R (criollos) y

19R/SGU66/10P (alta productividad) también puede considerarse con potencial para

emplearse en mejoramiento genético. Este agrupamiento puede servir de referencia

para saber qué clones deben propagarse vegetativamente, apoyando a programas de

producción en Guatemala. Los individuos UF667 y UF221 que comparten la

característica de “alta productividad” conforman un grupo con T. bicolor evidenciando

su cercanía.

Los cacaos pertenecientes a la denominada “selección guatemalteca” SGU son

los más diversos, pues su elipse de inercia abarca a los demás grupos; la ubicación del

individuo Ptx (Pataxte) sugiere que los dos individuos fuera de la elipse de SGU

(SGU50 y SGU88, no se muestran) comparten alelos con T. bicolor; ambos individuos

comparten la característica de “alta productividad”. Las Gráficas 2 y 3 difieren

principalmente en la forma de agrupar a los individuos.

39

Es importante aprovechar algunos de los clones de cacao que se tienen en la

finca Los Brillantes (Retalhuleu) porque su propagación mediante cultivo de tejidos

podría aumentar la distribución de clones de valor.

40

IV.2. CONCLUSIONES

Conclusión 1

El objetivo del presente proyecto fue la localización de plantas de cacao tipo criollo

en Guatemala, su rescate y caracterización agronómica, botánica y molecular.

Los resultados del estudio indican que hay cuatro clones criollos en

Retalhuleu:13R,15R,22P y Sgu22. El los otros departamentos se encontraron

únicamente clones forasteros excepto que en Escuintla se encontró el criollo Pataxte

que es de otra especie de cacao Theobroma bicolor.

Recomedacion l

Se sugiere propagar los clones criollos ya que son posiblemente de un fuente de

cacao fino de alta calidad.Tambien mantener el Pataxte de Escuintla porque se pueden

producir cacao en polvo blanco para disolver en agua.

Conclusion 2.

La caracterización de los materiales estudiados dio a luz la característica del color

blanco de las semillas lo que sirvió para separar las criollas del resto.

Recomendación 2

La sugerencia repite la sugerencia anterior sobre que deben de propagarse los clones

de semilla blanca que son criollos.

Conclusion 3

La caracterización molecular dio como resultado determinar el ADN de los clones

criollos, lo cual puede relacionarse a otros clones de cacao de alta producción.

Recomendación 3

Utilizar la informacion del ADN de los clones para un programa de mejoramiento

genético del cacao ya que se tiene también informacion molecular de clones de alta

producción. Los que están genéticamente cercanos según el dendrograma indica que

algunos clones tiene caracteristicas de ser de alta calidad de cacao.

Con base a la caracterización agronómica realizada de los clones de cacao, se

encontraron clones con características del tipo criollo en la localidad de Mulúa,

Retalhuleu. Estos clones forman parte del jardín clonal establecido en la Finca Los

Brillantes, y están identificados como 13R, 15R, 22P y SGU22. Dicha caracterización

se realizó a partir de la forma del fruto y disectando las semillas.

Luego de una revisión de todos los materiales que se colectaron, y la

caracterización agronómica y botánica, se pudo determinar que en su mayoría, los

materiales de cacao que se encuentran establecidos en jardines o plantaciones en los

departamentos evaluados, son del tipo forastero. Poseen frutos en forma oval y semillas

41

de color violeta. El análisis de ADN indica que algunos de estos clones están cercanos

al ADN de los criollos.

En la caracterización molecular, se determinó el ADN de los materiales

colectados, y se encontró que existen algunas relaciones entre clones de alta producción

y clones criollos. Como se observa en el Dendrograma XX, las comparaciones

permiten establecer cercanías genéticas entre los materiales

El establecimiento del jardín clonal en las instalaciones de Campus Sur, de la

Universidad del Valle de Guatemala, es un logro importante ya que se han establecido

materiales criollos y de alta producción, de los cuales se podrá obtener material vegetal

propagativo en los próximos años, así como la oportunidad de seguir con estudios en

estos materiales.

El clon Patox aunque no es T. cacao, es importante continuar produciéndolo, ya

que es un material de cacao de color blanco que se puede continuar utilizando para

producir bebidas liquidas de cacao. Esta especie de cacao se siembra en Quetzaltenango

y Mazatenango.

42

IV.3. RECOMENDACIONES

Es importante aprovechar la información sobre biología molecular de los clones

criollos y de producción que se encontraron. Esta información podría utilizarse

para hacer un programa de mejoramiento genético a corto plazo para el cultivo

del cacao. Además, si se necesita aumentar las siembras de cacao en el país,

podría, mientras se tiene más información, propagar los clones que tienen mayor

similitud a los criollos, porque posiblemente éstos tienen genéticamente la

característica de alta calidad de cacao que podría volverse homocigótica y

expresarse en individuos de subsiguientes generaciones.

El clon criollo Pataxte T. bicolor debe de continuarse estudiando y propagando

por ser un cacao de color blanco que se utiliza para hacer bebidas liquidas de

cacao en Guatemala.

Para mejorar la productibilidad del cultivo es importante utilizar para

propagación, clones selectos de alta producción, también utilizar clones que

tengan calidad para producir cacaos finos que son los criollos. En este estudio se

encontró que algunos cacao de alta producción son cercanos también a clones

criollos. El manejo en el campo como es la poda debe de practicarse para que

las plantas tengan follaje joven y que permita el paso de luz al follaje para que se

tenga buena producción. En muchos cacaotales observados la mayor parte de los

agricultores no practican podas para estructurar las plantas. La poda es

importante para reducir la pudrición negra de la mazorca (Phytopthora) que es la

enfermedad que hace que muchos frutos se pierdan por pudrición.

No existen limitantes en la adaptabilidad de los materiales criollos para las

distintas regiones del país, sin embargo debe de tomarse en cuenta, que por ser

materiales susceptibles a enfermedades es necesaria la implementación de

programas de monitoreo y control eficaces que permitan la obtención de frutos

sanos.

Deben de continuarse los estudios de mejoramiento en materiales de cacao, y

realizar un esfuerzo de recuperar todos los materiales de cacao que están

establecidos en el jardín clonal de Finca Los Brillantes, ya que es una fuente de

información y genética latinoamericana, y por falta de recursos en su

mantenimiento se está perdiendo.

43

IV.4. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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50

IV.5. ANEXOS

Anexo 1. Plano de jardín clonal de cacao, en uvg campus sur, Escuintla

15R Ufco 650 Sgu 694 Plantas de canela

13R 10R Sgu 88

Uf667 22P Sgu66 UF221

P10 8P Sgu22 Uf667 15R

105R Sgu67 R19 P10 13r

Sgu 232 R105 30R 105R 22P

Sgu 21 13F Sgu32 8P

Siembra a 5x5 metros.

Fuente: FODECYT 50-2008.

51

Anexo 2. Plano de clones de cacao recolectados en finca brillantes, retalhuleu(clones

criollos y de alta produccion

Fuente: FODECYT : 50-2008

SGU 60

SGU 60

SGU 60 UF 667

UF 667

UF 676

UF 676

SGU 53

SGU 53

UF 650

UF 650

UF 650

SGU 32

SGU 32 22 P

22 P

24 R 22 P

24 R

24 R 10 P

10 P

2 P (8 P)

2 P (8 P)

2 P (8 P)

117 R

15 R 117 R

15 R 117 R

15 R

SGU 67 13 R

SGU 67 13 R 105 R

SGU 2 SGU 67 13 R 105 R

SGU 2 105 R

SGU 2

8 R

8 R

8 R

52

Anexo 3. Ubicaciones de las plantaciones de cacao visitadas en Guatemala


53

FUENTE:FODECYT 50-2008

54

FUENTE: F0DECYT 50-2008

55

PARTE V

V.1. INFORME FINANCIERO

FUENTE: Departamento financiero SENACYT