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”