Amazonia: Origen del cacao - Dr. Enrique Arévalo (Expo Amazónica 2017 )

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INSTITUTO DE CULTIVOS TROPICALES “EXPO AMAZONICA San Martín 2017”

Amazonía Peruana: centro de origen del cacao y cuna de la mayor biodiversidad de cacao en el mundo

Enrique Arévalo Gardini Ph.D e.arevalo@ict-peru.org www.ict-peru.org


INSTITUTO DE CULTIVOS TROPICALES

ESTACIONES EXPERIMENTALES ICT – INL / USDA-ARS

(64 ha)


LABORATORIOS FITOPATOLOGIA, BIOTECNOLOGIA, SUELOS Y AGUAS NAS-ICT / CICAD-OEA / USDA-ARS

FITOPATOLOGIA– CONTROL BIOLOGICO

MICROBIOLOGIA & BIOTECNOLOGIA

SUELOS, AGUAS Y TEJIDOS VEGETALES


Ecuador

ÁMBITO DE ACCIÓN DEL ICT

Colombia

Bolivia

Brasil

Chile

Cuenca del Huallaga 1. Tarapoto 2. Juanjui 3. Tocache 4. Tingo María


ASISTENCIA TECNICA

REHABILITACION – RENOVACION PLANTACIONES DE CACAO EN EL VALLE DEL HUALLAGA


EXTENSIÓN Y TRANSFERENCIA DE TECNOLOGÍA


SITUACIÓN ACTUAL DEL CACAO EN EL PERÚ




DINAMICA DE LA PRODUCCION DE CACAO PERU

SAN MARTIN


Origen


Domesticaciรณn

Centro de origen


Domesticaciรณn

Centro de Origen


Variedades Pre-Colombinas en las Americas Criollo:

Pentagona, Lagarto…

Amelonado: Catongo, Indio, Calabacillo, Comun, Cacao del Pais, Laranja… Nacional:

Arriba, Balao, Blanco, Machala, Manabi ….. Nacional Nacional


Relaciones genĂŠticas entre las accesiones de cacao silvestres y cultivadas Loor Solorzano RG, Fouet O, Lemainque A, Pavek S, Boccara M, et al. (2012) Insight into the Wild Origin, Migration and Domestication History of the Fine Flavour Nacional Theobroma cacao L. Variety from Ecuador. PLOS ONE 7(11): e48438. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0048438


Van Hall CJ, 1932


Eventos Catastroficos causados por plagas País

Periodo

Causa Atribuída

Venezuela

1630s

Blight 'alhorra'

Cuba, Jamaica

1660s

Sequía, marchitamientos

Trinidad

1725

‘Marchitamientos’

Martinique

1727-1732

Hongos radiculares & Comedores de hojas

Ecuador

1920s

Escoba de Bruja & Moniliasis

Ghana

1930s

CSSV (Cacao swollen shoot)

East Java

1936

Broca del Cacao

Brasil .…

1989–1999

Escoba de Bruja


Colecciones de FJ Pound’s en Loreto, Perú, 1937-1938

DR. F. J. Pound Agrónomo Dept de Agricultura Trinidad


Germoplasma de la Colección Pound usada para generar “T clones” en África Occidental en 1944 Nombre

AM 2/28 AM 2/38 CLM 19 IMC 24 IMC 47 IMC 53 IMC 60 IMC 76 JA 79 LZ 2 LV 36 M8 M 253 MO 12 MO 14 MOQ 6/12 NA 32 NA 33 NA 34 NA 43 NA 60 PA 103 PA 35 PA 37 PA 7 SCA 12 SCA 6

Pais de Origen Ecuador Ecuador Ecuador Peru Peru Peru Peru Peru Ecuador Ecuador Ecuador Surinam Surinam Peru Peru Ecuador Peru Peru Peru Peru Peru Peru Peru Peru Peru Peru Peru

Otros Parentales

OP OP OP OP PA 7 OP NA 32, NA 33 NA 32 OP OP OP OP OP OP OP OP IMC 60, IMC 76, NA 33, PA 7, PA 35, M253 NA 32, NA 34, PA 35, IMC 60, OP IMC 60 OP OP OP NA 32, NA 33, PA 7 OP IMC 47, NA 32, PA 35 OP OP

Posnette AF, 1948. Quarterly Report of the West Africa Cocoa Research institute, Oct-Dec, 12.


Amelonado & Trinitario

“T-Clones�

X

Mejoramiento de Variedades en Africa Occidental


Clones Parentales Actualmente usados en Bancos de semillas en África Occidental para la producción de Semilla híbrida. Asare et al. (2010) Camerun (7)

Ghana (26)

Nigeria (17)

Clones Parentales

Pedigree

Clones Parentales

Pedigree

Clones Parentales

Pedigree

SNK 13

Trinitario

C20

PA 35 x NA 32

C14

Amelonado

SNK 64

Trinitario

C27

PA 7 x NA 32

C18

Amelonado

SNK 10

Trinitario

C42

PA 7 x NA 32

C24

Trinitario

SNK 16

Trinitario

C67

NA 32 x PA 7

C 20

PA 35 x NA 32

SNK 109

Trinitario

C69

NA 32 x PA 7

C25

Trinitario

IMC 67

IMC 67

C74

PA 35 x NA 32

C 27

PA 7 x NA 32

UPA 134

F2 of T clones

C75

PA 35 x NA 32

C69

NA 32 x PA 7

UPA 143

F2 of T-clones

C77

IMC 60 x NA 34

C74

PA 35 x NA 32

SCA 6

SCA 6

C84

IMC 60

C75

PA 35 x NA 32

SCA 12

SCA 12

C85

PA 7

C77

T85

T79/467

NA 32 x PA7

PA7

PA7

NA32

NA32

T79/501

NA 32 x PA 7

PA150

PA150

P7

P7


Clones parentales de Banco de Semillas de Nigeria genotipados por SNP (Hybrid Trial Plot, 2015)

Clones

Recorded Pedigree

C42 C67 C75 C77 T101/15 T12/11 T16/17 T22/28 T30/13 T53/5 T53/8 T57/22 T65/7 T65/35 T82/27 T85/799 T86/2

T60/887 (PA 7 x NA 32) T79/501 (NA 32 x PA 7) T63/967 (PA 35 x NA 32) T85/799 (IMC 60 x NA 34) IMC 76 x NA 32 SCA 12 OP IMC 24 OP JA 3/11 OP PA 103 OP PA 37 OP PA 37 OP ICS 60 OP PA 7 x IMC 47 PA 7 x IMC 47 NA 32 x PA 35 IMC 60 x NA 34 PA 35 x PA 7


Resumen de las accesiones de germoplasma de cacao recogidas por F. J. Pound (1938-1945) y Su estado de distribución desde 1945-1998 Accesión

Arboles Madre

Progenies

Nº Indivíduos Distribuídos Internacionalmente 1945 - 1998

Nº Cruzas Servidas como clones parentales en programas de mejoramiento

IMC

2

61

5

68

Morona

2a

24

3

N/A

Nanay

17

223

5

57

Parinari

20a

116

4

31

Scavina

2

15

2

68

Pound

32

N/A

4

40

Refractario

80

800

4

N/A

Total a

>133

27

Estimación basada en hermanos reconstruidos usando marcadores SSR


Aceh

Aceh

Evaluando la Diversidad Genetica en Indonesia


Colecciรณn de Campo de Agricultores del Sur de Sulawesi #

Accessions

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

ACC AM AP BAMBU BB BRT FQ GENI-J ISMAIL KAMBALA KW516 KW617 L1 LG M 01 M 02 M 04 M 05 M 06 M 07 M 08 MY03 PR PWPQ RB Sulawesi 1 Sulawesi 2

No. of tested trees 5 9 8 4 4 6 9 10 3 4 6 7 5 1 8 2 8 10 5 10 5 10 10 8 1 10 10

Source

#

Accessions

MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC MCDC

28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

BTR 01 GENI-J GNRG 02 HARI-J Hasbi Tari ILH KDI1 KDI2 MT MA/PG 01 Moktar Patila PW/Pg 01 RB Toli-Toli YD 75 YM 01 ARDACIAR 10 ARDACIAR 26 BR 25 Nasir Rauf Panimbu Red PBC 123 PCK Pengawu Sausu Piore SS Rewang Terobok Green

No. of tested trees 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Source ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI ICCRI


Colecciรณn de Campo de Agricultores Sulawesi

ACC AM AP BAMBU BB BRT FQ GENEJ ISMAIL KAMBALA PW/PG KW 516 KW 617 (a) KW 617 (b) L1(Lumik1) LG M 01 M 02 M 04 M 05 M 06 M 07 (a) M 07 (b) M 08 KW (unknown) MY 03 PR PWPQ RB (a) Sulawesi 1 Sulawesi 2 PCK SSRewang Panimbu Red RB (b) YM Moktar BTR Toli toli ARDACIAR 10 Pengawu ARDACIAR 26 SausuPiore MT TerobokGreen Patila KDI 1 KDI 2 YD 75 ILH HasbiTari NasirRauf HARI J

K=5

Fuente: Dinarti D, Susilo AW, Meinhardt LW, Ji K, Motilal LA, Mischke BS and D Zhang. 2015. Genetic diversity and parentage in farmer selections of cacao from Southern Sulawesi, Indonesia revealed by microsatellite markers. Breeding Science. 65: 438-446. Lukman, Zhang D, Susilo AW, Dinarti D, Bailey B, Mischke BS and LW Meinhardt. 2015. Genetic identity, ancestry and parentage in farmer selections of cacao from Aceh, Indonesia revealed by Single Nucleotide Polymorphism (SNP) markers. Tropical Plant Biology. 7:133-143.


Viaje de recolección de F.J. pound en Loreto, Perú, 1937-1938

DR. F. J. Pound Agrónomo Dept de Agricultura Trinidad


Germoplasma de la colección Pound utilizada para la generación de “T clones” para el África Occidental en 1944

Posnette AF, 1948. Informe Trimestral del Instituto de África Occidental de Investigación del Cacao, octubre-diciembre, 12.


Clones parentales de los Jardines de semillas de Nigeria genotipados por SNP (Hybrid Trial Plot, 2015 )


LA DIVERSIDAD ACTUAL EN LAS FINCAS EN ÁFRICA OCCIDENTAL Y EL SUDESTE ASIÁTICO La producción de cacao en África y Asia se basa en una docena clones de cacao de Forastero del Alto Amazonas (Colección Pound);  Los esfuerzos de reproducción en los últimos 70 años han reorganizado esta pequeña fracción de la diversidad genética, con poca adición de nuevas variaciones;  La diversidad genética existente en África y Asia no puede hacer frente a la presión creciente de los estrés biótico y abiótico;  Nuevos genes / alelos de germoplasma de cacao sin explotar necesitan ser incorporados en campos de agricultores. 


Cuánta diversidad desconocida todavía está por ahí?


Diversidad genĂŠtica en la reserva primaria de genes

Present Spatial Diversity Patterns of Theobroma cacao L. in the Neotropics Reflect Genetic Differentiation in Pleistocene Refugia Followed by Human-Influenced Dispersal. PLOS ONE 2012 Evert Thomas, Maarten van Zonneveld, Judy Loo, Toby Hodgkin, Gea Galluzzi, Jacob van Etten


GRUPOS DE CACAO CULTIVADOS

THEOBROMA CACAO GRUPOS GENETICOS: CHEESMAN (1944)

I CRIOLLO A) AMÉRICA CENTRAL B) SUR AMÉRICA

II FORASTERO A) B)

FORASTERO AMAZÓNICO TRINITARIO


Diferenciación geográfica y del población genética del cacao en la Amazonía

Motamayor JC, et al. (2008) Geographic and Genetic Population Differentiation of the Amazonian Chocolate Tree (Theobroma cacao L). PLoS ONE 3(10): e3311. doi:10.1371/journal.pone.0003311


SELECCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE CACAO SILVESTRE

LADO ESTE DEL RIO HUALLAGA Qda. Huaquisha CH- Cashiyacu de Huaquisha (1-8) HB- Quebrada Huaquisha, Bocatoma (9-18) SC- Alto Sarita Colonia (23-28) Qda. Cashiyacu de Lupuna CL-1- Margen derecha (29-39) CL-2- Margen izquierda (40-59) QS- Quebrada Shishiyacu (60, 61) LADO OESTE DEL RIO HUALLAGA Rio Ishanga QC- Quebrada Culebra (19, 20) AI- Alto Ishanga (21,22)

Figura 13. Ubicación de los genotipos nativos colectados en el Huallaga en 2005, a inmediaciones de Palmas del Espino S.A. (Motamayor et.al., 2011)



COLECCIÓN DE MATERIAL SILVESTRE DE CACAO DESDE EL 2008


COLECCIÓN DE MATERIAL SILVESTRE DE CACAO DESDE EL 2008


COLECCIÓN DE MATERIAL SILVESTRE DE CACAO DESDE EL 2008


COLECCIÓN DE MATERIAL SILVESTRE DE CACAO DESDE EL 2008



Colecciones de cacao silvestre en el Perú (Desde 2008……..) R. Santiago R. Maranon

R. Jurua



BANCO DE GERMOPLASMA DE CACAO

El ICT ha implementado el Banco de Germoplasma de Cacao, el más grande y diverso del Perú y de la Región Andina, donde alberga más de 900 accesiones de genotipos de cacao (silvestres de varias cuencas de los ríos amazónicos, Internacionales, cacaos elites de campo de productores, CFC, Brasil).


Domesticación en curso del cacao en diferentes ubicaciones geográficas Variedad cultivada

Ubicación\población

Ucayali Huallaga

Ucayali (Contamana) Huallaga\IMC (Iquitos)

Blanco Piurano Chuncho Nacional Boliviano

Northern Peru\Nacional Rio Urubamba Rio Beni\Beni

Purus

Rio Purus\Purus

• Identificación de resistencia a enfermedades • Mercado del cacao de primera calidad


Peru

Peru



Resultados basados en Anรกlisis SNP


Cacao “Chuncho” – Un ejemplo de domesticación actual en el Perú


Resultados basados en Análisis SNP DOS nuevas poblaciones o grupos genéticos han sido definidos 1. Población de “Madre de Dios”, que incluye 3 subpoblaciones  Beni, Bolivia  Urubamba  Madre de Dios Esta población incluye al “Cacao Chuncho”, que es nativo del sur peruano. 2. Población de “Yavari & Jurua”, que esta posicionada entre las poblaciones de Iquitos y Purús


Resultados basados en Análisis SNP  También se revisó la definición de Población “Nacional”:  “Nacional” es solo una variedad dentro de la Población “Santiago & Morona”;  En la Población de “Santiago & Morona”, se incluye a una variedad hermana del “Nacional”, que es el “Piura Porcelana o Blanco Piurano”. Esta variedad es nativa del Norte Peruano.


SELECCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE CACAO SILVESTRE EN SAN MARTIN

Planta de cacao en su estado nativo, nótese la altura de planta superior a los 5 metros (Foto ICT-Moyobamba 2011).


BANCOS DE GERMOPLASMA Y SEMILLEROS DE CACAO INSTALADOS POR EL PNUD EN EL PERU Institución

Lugar

N° Accesiones

Colección

Universidad Nacional Agraria de la Selva (UNAS)

129 Clones Tingo María 9 híbridos

23 Introcucidas 64 Huallaga 48 Ucayali

Cooperativa Agraria Tocache

Tocache

29 Clones 10 híbridos

23 Introducidas

Universidad Nacional de Ucayali

Pucallpa

32 Clones

32 Introducidas

Comité de Productores de Shebonya

Puerto Inca

12 Clones 6 híbridos

12 Introducidas

18 Clones

18 Introducidas

Comité de Productores de San Irazola Alejandro Comité de Productores de Juanjui Chazuta Asociación de Productores de Shahuayacucacao (Valles de la Convención Echarate y Yanatile)

7 Clones 8 híbridos 19 Clones 6 híbridos

19 Introducidas


EL BANCO DE GERMOPLASMA DE CACAO DE LA UNAS - TINGO MARIA Colección Introducida Colección Huallaga Colección Ucayali – Urubamba

Actualmente: + 400 variedades

: 49 accesiones : 63 accesiones : 48 accesiones

Total: 160


ZONAS CACAOTERAS Y DISTRIBUCIÓN DE CULTIVARES DE CACAO EN EL PERU-2008

“Común o Nativo” (%)

“CCN51” (%)

OTROS * (%)

ÁREA CULTIVADA (Hás)

1. Tumbes

90

9

1

205

2. Piura

95

1

4

395

3. Cajamarca

90

9

1

1,200

4. Amazonas

75

20

5

6,152

5. San Martín

15

84

1

13,238

6. Huánuco

65

34

1

3,409

7. Junín

70

25

5

7,856

8. Ucayali

35

60

5

918

9. Ayacucho

65

30

5

8,851

10. Cusco

80

5

15

20,982

11. Otras regiones

65

34

1

420

TOTAL:

745

311

44

63,626

67.7

28.3

4.0

REGION

PROMEDIO

* Incluye cultivares Trinitarios, Forasteros, y Segre gantes Fuente: García C.L.F. 2010. Mejoramiento genético del cacao

1 2

3

6 4 5

Norte

9 7

Centro

8

11 10

Sur

13 12


DIVERSIDAD DEL CACAO COMร N O HIBRIDO ESPONTANEO EN SAN MARTIN Provincia

Distritos

Huicungo Pachiza

37 12 22

Pajarillo

69

Sacanche Tingo de Saposoa Saposoa La Libertad Ledoy Puerto Rico

20

Juanjui

Mariscal Cรกceres

Huallaga

Bellavista Picota

Tocache

17 7 32 9 3

Pรณlvora

216

Tocache

120

Uchiza

05

Nยบ de Plantas seleccionadas

12

36

600






Características de los clones elite del ICT Característica Clon Alto Rendimiento

ICT-2142, ICT-2161, ICT-1087

Buenas Caracteristicas organolepticas

ICT-1026, ICT-1112, ICT-2504, ICT-1561

Resistencia a ICT-2172, ICT-1043, escoba de bruja ICT-2173 Resistencia a moniliasis

ICT-1182, ICT-1187, ICT-2163, ICT-1561, ICT-1506, ICT-1087

Resistencia a Phytophthora

ICT-1087, ICT-1281, ICT-1506, ICT-1561, ICT-1594, ICT-2152, ICT-2172, ICT-2173, ICT-2702, ICT-2703, ICT-2705 ICT-2082


Embriogénesis Somática Inducción a la Embriogénesis Somática

Selección planta madre

Colecta de Botones florales

Enjuague con Agua destilada estéril

Disección de botones florales

Introducción in vitro

Esterilización superficial de explantes

Siembra de Estaminodios

Incubación de explantes


o Aclimataciรณn de plantas


PLÁNTULA DE CACAO BLANCO PIURANO EN CAMPO DEFINITIVO


Instituto de Cultivos Tropicales

GENOTIPOS DE CACAO CON CAPACIDADES SUPERIORES TOLERANTES AL ESTRES ABIÓTICO (SEQUÍA, ACIDEZ DEL SUELO Y CALIDAD DE LUZ)

INSTALACIÓN DE RAMILLAS DE CACAO CON TRATAMIENTOS DE ACIDEZ DE SUELO Y NIVELES DE IRRADIANCIA.

EVALUACIÓN BIOMÉTRICA DE RAMILLAS BAJO TRATAMIENTOS DE TOLERANCIA A ACIDEZ DE SUELO Y NIVELES DE IRRADIANCIA.


Respuestas al estrés abiótico 20 18

Frecuencia

16

14 12 10 8

6 4 2 0

Suelos Acidos

Luz

Sequía

Sensible Moderadamente tolerante Tolerante


MADRE CLON 1

ICS

6 39

ICS 1

6

39

60

95

TSH

CCN

IMC

UF

565

51

67

613

95 50 3

PADRE

60

UF IMC CCN TSH

95

85

565

3

51

63

67

0

613

0 Intercompati bl e >=30%

Autocompati bl e >=30%

Intercompati bl e >=70%

Autoi ncompati bl e <30%

Interi ncompati bl e <30%


MODELOS DE SIEMBRA CON ALTA CALIDAD Y PRODUCCION AUTOINCOMPATIBLES (VERDES) 0

IMC 67 IG 1.2 IM 18

3

>70

>30

ICS 60 IG 2.2 IM 14

0

>30

>70

>70

IMC 67 IG 1.2 IM 18

<30

3

ICS 39 IG 2.3 IM 13

50 % IG 1.7 IM 16

AUTOCOMPATIBLES 95

ICS 1 IG 1.6 IM 18

50

45

50

ICS 6 IG 1.8 IM 15

58

30

85

ICS 95 IG 1.4 IM 19

20

28

63

CCN 51 IG 1.5 IM 16

85

58

50

ICS 6 IG 1.8 IM 15

47 % IG 1.6 IM 17

Los materiales autocompatibles pueden tener hasta 4 surcos


Instituto de Cultivos Tropicales


Instituto de Cultivos Tropicales


DIFICIL SUSTITUCION

EL DIFERENCIAL QUE DEBEMOS CONSTRUIR

CARACTERISTICAS ESTRATEGICAS DEL CACAO PERUANO


El Perú, en la actualidad tiene una gran oportunidad para posicionarse en el mundo como un productor de “Cacao Silvestre” y “Nativo”



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