Organografía de las Musaceae Lecture Notes PDF

INTRODUCCIÓN A LA FAMILIA DE LAS MUSACEAE: Grupos taxonómicos y organografía Prof. Alexander Mendoza Información tomada del libro: Bananos: Conceptos Básicos. Tomo I Moisés Soto Ballestero Editor: Universid...

INTRODUCCIÓN A LA FAMILIA DE LAS MUSACEAE: Grupos taxonómicos y organografía Prof. Alexander Mendoza Información tomada del libro: Bananos: Conceptos Básicos. Tomo I Moisés Soto Ballestero Editor: Universidad Tecnológica de Costa Rica (2014) CONTENIDO Tema 1: Grupos taxonómicos de las Musaceae Origen Historia del banano en Costa Rica Posición taxonómica. Nomenclatura y descripción. Clasificación de los bananos comestibles Cultivares de mayor importancia en América Latina Tema 2: Descripción botánica de las Musaceae Sistema Radical Cormo Yemas Sistema foliar y pseudotallo Lamina foliar Inflorescencia Frutos Tema 1: Origen de las Musaceae El Sureste Asiático se considera el lugar de origen de los bananos, su cultivo se desarrolló simultáneamente en Malaya y en las Islas Indonesias 3 3  Origen y dispersión del banano en el mundo Fuente: Soto, 2014 4  Origen y distribución de banano en el mundo Se le atribuye al Reverendo Fray Tomás de Berlanga, la introducción a Santo Domingo de las primeras plantas de banano, procedentes de las Islas Canarias en 1516, de donde se propagó a otras islas y posteriormente al continente. Para Costa Rica y Honduras, la introducción se debe a la Standard Fruit Company, que introduce el clon “Valery” en 1956. Fuente: Soto, 2014 5  Origen y distribución de banano en el mundo En épocas remotas la hoja del banano se usó como envoltura o como fuente de fibra y la fruta como alimento, pero un gran porcentaje de las variedades conocidas tenían una alta proporción de semillas. Con los años, al cultivarse el banano y originarse nuevos mutantes se obtuvieron frutas sin semilla en una etapa relativamente temprana en la historia de las plantas cultivadas. 6 Fuente: Soto, 2014 6 Historia del banano en Costa Rica 1872 Siembra de los primeros bananos en Zent del distrito Carrandí, Limón Costa Rica. 1879 Exportaciones de bananos (Gross Michel) a través de la Tropical Treading and Trasp Co. 1884 Concesión de 333.333 has de tierra por construcción del ferrocarril a Minor Cooper Keith 1898 Exportación de 2.3 millones de racimos. 1930 Se inicia producción en el valle de Coto, Pacífico Sur. 1934 Huelga bananera. - Abandono del Atlántico. 1956 Llega la Standard Fruit Co a la Zona Atlántica. - Introducción del “Valery”. 1963 Plan de Fomento Bananero. 1963 Primeros productores independientes (Vesta y Bremen). 1970 Exportación de 50 millones de cajas. 1984 Cesa la producción en el Pacífico Sur de CR 1995 Exportación de 112.1 millones de cajas.(52.166 has) 2005 Exportación de 89.0 millones de cajas.(41.147has). Marcas: Chiquita, Dole, Del Monte, Turbana, Fyffer, Caribana y otros. Mercados: USA 49.8%, U.E. 50.2%. Fuente: Soto, 2014 7 Historia del banano en Costa Rica Moises Soto Ballestero (1932 – 2019) Empresario, investigar y profesor EARTH – UCR sobre banano Fuente: Soto, 2014 8  CLASE Posición taxonómica de la Liliopsida familia Musaceae Zingiberales Linneo basó la clasificación del género Musa en dos especies: M. sapientum (aquellas que se comen sin necesidad de cocción) y M. paradisiaca (las que se deben de cocer para comerlas). Sistema de clasificación Taxonomica de acuerdo a Simmonds, N.W. and Shepherd, K. 1955. The taxonomy and origins of the cultivated bananas. Journal of the Linnean Society of London. Botany 55:302-312. 9 Fuente: Soto, 2014 9  Zingiberales comprende 8 famílias: Cannaceae, Posición taxonómica de la Costaceae, Heliconiaceae, Lowiaceae, Marantaceae, Musaceae, Strelitziaceae (árbol del viajero) Zingibéraceae familia Musaceae (família del jengibre). Zingiberales. Son una orden de las Monocotiledóneas (Liliopsida). Su propagación es mayoritariamente tropical. Existen diversas especies, las cuales son utilizadas como plantas ornamentales y comestibles (banano y plátanos) 10 10 Posición taxonómica de la familia Musaceae. Las especies Musa acuminata y Musa balbisiana son el origen de los bananos comestibles. M. Acuminata ssp Malaccensis Los grupos de los cultivares M. acuminata e híbridos se designan por letras que indican su ploidía y su composición genómica. Se identifican con A los caracteres aportados por M. acuminata y por B los de M. balbisiana. M. Balbisiana Así por ejemplo, el grupo AAB indica que es un híbrido triploide, donde M. acuminata aportó 2 genomas y M. balbisiana 1. Fuente: Soto, 2014 11 Nomenclatura y Descripción Los bananos y plátanos (antes llamados Musa sapientum y Musa paradisiaca respectivamente) son híbridos entre M. acuminata y M. balbisiana. Se le nombra banano comúnmente a los cultivares Bananos cuya fruta se come fresca y plátano a los cultivares cuya fruta se come cocinada. Plátanos Poliploidía: Se define como el fenómeno por el cual se originan células, tejidos u organismos con tres o más juegos completos de cromosomas de la misma o distintas especies o con dos o más genomas de especies distintas. Es el factor mas importante de variación en bananos. 12 12  Tipos de poliploidía Los bananos poliploides son mas vigorosos y resistentes, de mayor productividad y mas amplia adaptación Triploides puros de M. acuminata (AAA). Triploides híbridos Contiene los clones (AAB, ABB). A este Tetraploides de comerciales mas grupo pertenecen diferentes tipos : AAAA, difundidos: Gros diferentes tipos de BBBB, ABBB, AAAB y Michel, Cavendish, plátanos: Maqueño, AABB. Dwarf, Gran enano, liberal, Curraré Valery. Fuente: Soto, 2014 13 Nomenclatura: Código internacional de nomenclatura para las plantas cultivadas: Referencia para un clon: Variedades hortícolas = Clones o cultivares a) Musa (AAB) subgrupo Plantain "Horn Plantain". b) Musa (AAA) subgrupo Cavendish "Valery". Grupos: AAB (Ploidia y composición genómica) c) Musa (AA) " Lad'ys Finger " Subgrupos: Cavendish y Plantain Fuente: Soto, 2014 14 Clasificación de los bananos comestibles Orden: Escitamineas Familia: Musaceae Género: Musa Sección: Eumusa (número básico de cromosomas n=11) Grupo acuminata (calificación entre 15-23) Grupo Valoración por Clones más Caracteres Representativos Morfológicos Diploide AA “Sucrier” 15 – 23 “Lady´s Finger” Triploide AAA “Gros Michel” 15 – 21 “Gros Michel””Highgate” Subgrupo “FHIA-17”,”FHIA-23” “Cavendish” 15 – 25 “Dwarf Cavendish” “GranEnano” “Williams” “Valery” “Lacatán” “Rojo” 15 – 25 “Rojo” y “Rojo y Verde” “ Yangambi” “Mutiká” 15 –25 “Guineo Negro” Tetraploide AAAA 15 – 20 “Bodles Altafort”, I.C.2, “SH 3436”, “FHIA-2” Tetraploide AAAB 27 – 35 “Pionera”” FHIA 1” “FHIA-18”Pacoban Ken” “SH-3640” Fuente: Soto, 2014 15 Descripción de los caracteres de M. acuminata y M. balbisiana 16 Cultivares de mayor importancia en América Latina Cavendish Gran Enano Gros Michel Dwarf Cavendish (Grand Nein) Fuente: Soto, 2014 Triploides AAA 17 Cultivares de mayor importancia en América Latina Triploides AAA Diploide AA Lady’s finger Fuente: Soto, 2014 “Valery” “Lacatán” 18 Cultivares de mayor importancia en América Latina Triploides AAA Red Macabú Fuente: Soto, 2014 Guineo Negro 19 Cultivares de mayor importancia en América Latina French Triploide AAB (Plátanos - Plantain) Horn 20 Fuente: Soto, 2014 Cultivares de mayor importancia en América Latina Grupo Triploide ABB Fuente: Soto, 2014 Cuadrado Pelipita 21  Cultivares de mayor importancia en América Latina Triploide AAB (Plátano – Plantain) Fuente: Soto, 2014 Cuerno Verdadero Dwarf Horn Plantain 22 Tema 2: Descripción botánica de las Musaceae Los bananos y plátanos son plantas herbáceas con pseudotallos aéreos que se originan de cormos carnosos, en los cuales se desarrollan numerosas yemas laterales o "hijos”. La unidad productiva (abuela, madre e hijos se les conoce como cepa. Fuente: Soto, 2014 23 Sistema Radical En la germinación de una semilla de Musa viable, la raíz primaria es muy pronto reemplazada por un sistema de raíces adventicias. En la planta de banano, las raíces poseen forma de cordón y aparecen en grupos de 3 ó 4; el diámetro oscila entre 5 y 10 mm y pueden alcanzar una longitud de 5 a 10 m si no son obstaculizadas durante su crecimiento. Para el desarrollo óptimo de raíces, la planta de banano requiere de suelos porosos, profundos, con textura media o ligera. 24 Sistema Radical Las raíces son de crecimiento rápido y muy sensibles al déficit o exceso hídrico, ya que el 65 % de ellas se encuentra en los primeros 30 centímetros del suelo Las deficiencias minerales del suelo, los ácidos húmicos y la aplicación excesiva de productos químicos pueden retardar el crecimiento de las raíces. Los principales patógenos que atacan desde la raíz son: Marchitez bacteriana (Pseudomonas solanacearum), nematodos (Radopholus similis) y Mal de Panamá (Fusarium oxysporum raza 1 y 4) 25 Fuente: Soto, 2014 Sistema Radical Las raíces son de crecimiento rápido y muy sensibles al déficit o exceso hídrico, ya que el 65 % de ellas se encuentra en los primeros 30 centímetros del suelo Las deficiencias minerales del suelo, los ácidos húmicos y la aplicación excesiva de productos químicos pueden retardar el crecimiento de las raíces. Raíces atacadas por nematodos Los principales patógenos que atacan desde la raíz son: Marchitez bacteriana (Pseudomonas solanacearum), nematodos (Radopholus similis) y Mal de Panamá (Fusarium oxysporum raza 1 y 4) 26 Fuente: Soto, 2014 Cormo (tallo) Morfológicamente, el cormo se define como un tallo que desarrolla hojas en la parte superior y raíces adventicias en la parte inferior o rizomorfo. En los bananos y plátanos comestibles hay un eje mayor dominante y las yemas laterales (retoños) se originan a cierta distancia del meristemo apical. Un cormo bien desarrollado puede tener de 25 a 40 cm de diámetro y pesar de 6,9 a 11,5 kg, de acuerdo con el clon y la edad de la planta. Los cormos que se usan para la reproducción en las siembras comerciales tienen un peso que varia de 0,5 a 5 kg. Fuente: Soto, 2014 27 Yemas Laterales (brotes, hijos o retoños) Los brotes o retoños, mejor conocidos en los medios bananeros como "hijos", se desarrollan a partir de las yemas laterales del cormo. El desarrollo de "nuevos hijos" o yemas laterales parece estar influenciado por la dominancia apical de la "planta madre" y por los hijos ya desarrollados. La independencia del 'hijo" ocurre cuando después de desarrollar de 7,5 a 12,5 hojas muy reducidas, da origen a una nueva hoja con una lámina foliar cuyo ancho es cercano a los 10 cm Desarrollo de yemas laterales Fuente: Soto, 2014 28  Las hojas de las plantas Sistema Foliar y pseudotallo monocotiledóneas tienen vetas que corren paralelas y nacen de la nervadura central. La hoja consta de base o vaina foliar (forman el pseudotallo), pseudopecíolos y láminas. Las hojas están distribuidas en forma espiral. Las largas bases foliares se traslapan y forman un pseudotallo robusto, a través del cual crece la inflorescencia terminal. Entre las monocotiledóneas se incluyen las bien conocidas palmeras, Hojas los jengibres, los lirios, las orquídeas, las gramíneas o poáceas (pastos ubicadas y cañas), los juncos, las bananas, las bromelíadas, las aroides como en forma la cala y los pastos marinos. de espiral 29 Fuente: Soto, 2014 Sistema Foliar y pseudotallo El pseudotallo ofrece a la planta apoyo y la capacidad de almacenar reservas amiláceas e hídricas. Por otra parte, permite a la planta alcanzar mayor altura y elevar el nivel de las láminas foliares que captan la luz solar. Corte transversal en un pseudotallo de En una planta adulta puede medir una planta de banano 5 m de altura y 40 cm de diámetro según el clon. Su estructura es resistente y Corte longitudinal puede soportar el peso de las de una sección del láminas foliares y de su pseudotallo de una inflorescencia que llega hasta 75 planta de banano. kg Fuente: Soto, 2014 30 Sistema Foliar y pseudotallo El diámetro del pseudotallo se considera como un índice de gran valor para medir el vigor de la planta, ya que representa el número de hojas emitidas y el vigor de las mismas. La velocidad de crecimiento del pseudotallo del retoño durante el período Floración-Cosecha (F-C) de la planta madre es primordial; cuando crece mucho en altura, con seguridad se tendrá una inflorescencia grande. Relación entre el número de manos y la circunferencia del pseudotallo Fuente: Soto, 2014 31 Lámina Foliar Distribución de las hojas en Una planta de banano emite generalmente de una planta de 25 a 35 hojas, con una frecuencia de emisión banano (estado de una hoja por cada 7 a 10 días en foliar superior). condiciones favorables. El ancho de la lámina varía de 70 a 100 cm y el largo de 200 a 400 cm. En condiciones optimas, el mantenimiento de 8 hojas es suficiente para obtener un desarrollo normal del racimo hasta la Hojas desarrolladas cosecha. Una hoja de banano “Valery" o "Gran Enano” puede tener de 150 a 300 millones de estomas Fuente: Soto, 2014 32 Lámina Foliar El color y tamaño de las láminas está dado por el estado nutricional de las plantas. Entre las principales plagas que tiene la parte foliar de las musas están las larvas defoliadoras (Ceramidia viridis, Sibini apicalis, otras) La Sigatoka negra y Sigatoka amarilla: Son enfermedades que se encuentra diseminada en todas las regiones importantes del cultivo del banano en el mundo. Son manchas que aparecen en la superficie superior o inferior de la hoja, causadas por hongos Mycosphaerella. Síntoma de la infección primaria y secundaria del agente causal Sigatoka negra Fuente: Soto, 2014 33 Inflorescencia En una de las fases intermedias del desarrollo fisiológico de la planta de banano, una parte del punto de crecimiento se transforma en una yema floral, para iniciar la inflorescencia. Las inflorescencias de los clones comerciales no se mantienen erectas, sino que la parte del eje que se encuentra arriba de las hojas bracteales se curva hacia el suelo. Las brácteas rojas violáceas de la inflorescencia se levantan, se enrollan y caen rápidamente. Flores: En las flores pistiladas funcionales no se forman estambres con antera y filamento, sino que éstos permanecen sin desarrollar. Por el contrario en las flores estaminadas (masculinas) hay un desarrollo anormal de filamentos y anteras Fuente: Soto, 2014 34 Diferentes etapas de desarrollo de la inflorescencia en plantas de banano. Fuente: Soto, 2014 35 ElElracimo racimode debanano banano Plantas de banano a las cuales se les han quitado las hojas y vainas para dejar visibles el tallo floral y los puntos de inserción de las hojas. Fuente: www.promusa.org 36 Fuente: www.promusa.org/ 39 Fruto El desarrollo del fruto o banano es partenocárpico, es decir, sin polinización de los óvulos y por consiguiente sin semillas. La polinización no tiene efecto alguno sobre el desarrollo del fruto del banano comestible exceptuando el hecho de que propicia el desarrollo del ovario. El racimo es cosechado de 90 a 120 días después de la salida de la inflorescencia cuando los frutos alcanzan un grado determinado que corresponde a un estado cercano a la maduración. Crecimiento de la inflorescencia desde 4 días Fuente: Soto, 2014 después de la floración hasta la cosecha 37  El hecho de que la mayoría de los frutos de banano sean estériles (sin semillas), se debe a un complejo de causas, es probable que los genes específicos de esterilidad femenina, la triploidia y el cambio estructural Fuente: Science (Angélique D'Hont). cromosómico sean todos responsables en distintos grados de esta condición. Gran parte de los clones de gran eficiencia, cultivados para la exportación, tienen una elevada esterilidad femenina inherente. Algunos bananos silvestres poseen semilla, como es el caso del fruto de Musa acuminata malaccensis El fruto grande es el banano cultivado de la variedad ‘Cavendish’, común en nuestros mercados. El pequeño es el fruto de la banana silvestre Musa acuminata malaccensis, uno de los ancestros del ‘Cavendish’ 38 INTRODUCCIÓN A LA FAMILIA DE LAS MUSACEAE: Grupos taxonómicos y organografía Prof. Alexander Mendoza Información tomada del libro: Bananos: Conceptos Básicos. Tomo I Moisés Soto Ballestero Editor: Universidad Tecnológica de Costa Rica (2014)