En la búsqueda del ajonjolí indehiscente

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La cosecha del ajonjolí está definida por la característica de su fruto de ser dehiscente, es decir, de abrirse cuando ha alcanzado su madurez. Al abrirse, las semillas que están en su interior pueden caer al suelo, y por lo tanto hacer imposible su recuperación. Esta situación hace que desde tiempos ancestrales la cosecha del ajonjolí sea manual, y la dehiscencia no es un problema ya que justamente lo que se desea es que la cápsula libere fácilmente la semilla para poder colectar toda la que está en ella contenida, así, luego de cortar y apilar a las plantas, éstas se secan y al invertir el haz de plantas las semillas fluyen naturalmente, siendo colectadas con trozos de tela o de plástico colocados en el suelo.

La industrialización del ajonjolí ha tenido el gran inconveniente a lo largo de su historia, de contar con cultivares que a pesar de ser muy productivos, son dehiscentes, y por tanto dificultan la cosecha mecanizada. Hace ya casi 80 años, en 1943, D. Langham reportó una planta de ajonjolí indehiscente, que generó muchísimas expectativas en cuanto a su posible uso para la cosecha mecanizada. Pero los estudios posteriores de esta planta determinaron que el control genético de esta característica era determinado por un gen en estado homocigoto recesivo (denominado como id id) que resultó pleiotrópico, es decir, que además de generar indehiscencia en la cápsula generaba cambios en otros fenotipos y resultaban en plantas de bajo rendimiento. Adicionalmente, se determinó que se debían hacer grandes esfuerzos para que este gen resultara útil, ya que ya que sus cápsulas, al pasar por los mecanismos de trilla de la cosechadora combinada, no se rompían y por tanto no liberaban su semilla. Se hicieron adecuaciones a la cosechadora combinada, pero aun cuando se tuvo éxito en romper la cápsula, se originó el problema de obtener semillas con muchos daños mecánicos como consecuencia de la fuerza adicional aplicada para romper la cápsula. Estas heridas en la semilla ocasionaban una muy temprana rancidez debida a la liberación de parte del contenido de aceite en la semilla de ajonjolí. Esta situación fue punto de partida para iniciar programas de mejoramiento genético en que se obtenían poblaciones básicas partiendo de padres indehiscentes y padres con paredes de cápsulas débiles, pero no se tuvo éxito en obtener segregantes con ambas características a la vez que tuvieran buenos rendimientos.

En 1950 D. Langham reporta la importancia de la placenta en la retención de la semilla en cápsulas. Él reportó materiales de ajonjolí dehiscentes en los cuales, aun luego de la madurez para la cosecha, las semillas permanecían adheridas a la placenta, permitiendo su retención; sin embargo también fue reportado que esa adhesión se va perdiendo a medida que la cápsula y las semillas avanzan en su madurez, dejando a la semilla totalmente libre dentro de los lóculos de las cápsulas que las contienen.

En 1986 se reportó una mutación llamada “cápsula sin costura”. Esta mutación dio origen a plantas con cápsulas originadas de solo 1 carpelo, por lo tanto no existía la sutura de unión entre los dos carpelos que normalmente constituyen la cápsula, sutura que normalmente se da a ambos lados a lo largo de la cápsula. Esto por supuesto originaba cápsulas que no abrían. Esta mutación para su expresión fenotípica se daba por la presencia del genotipo homocigoto recesivo gs gs. Esta mutación no fue comercialmente utilizada debido a la dureza de la cápsula y a la poca cantidad de semilla que contenían estas cápsulas, como consecuencia de problemas de fertilidad en las flores que le daban origen. Se hicieron intentos de aprovechar este carácter mediante cruzamientos con plantas normales, y se obtuvieron plantas cuyas cápsulas abrían solo en la parte apical.

SESACO, empresa de Estados Unidos de América, liberó entre 1988 y 1997 cultivares de ajonjolí que se secaban en campo y retenían sus semillas dentro de sus cápsulas dehiscentes, por tanto fueron comercializadas con éxito como cultivares diseñados para la cosecha directa mecanizada. A partir de estos logros, se empieza a cambiar la percepción en cuanto a lo que se necesita para la cosecha mecanizada: no necesariamente hay que generar cultivares indehiscentes, lo que hay que generar son cultivares cuyas cápsulas tengan una alta capacidad de retención de sus semillas dentro de sus cápsulas aun estando éstas totalmente maduras, secas y abiertas; pero no basta con esto, para la cosecha mecanizada del ajonjolí hay que considerar cultivares que cumplan con condiciones morfológicas adecuadas en dos momentos distintos: mientras se da la madurez de los frutos en campo, y mientras se está dando el trillado de la semilla (separación de la semilla del fruto). Es decir, poco o nada se hace con tener cultivares indehiscentes (que por definición tendrán un máximo de retención de semilla) que cumplen con la condición de retener la semilla en campo, si luego su estructura morfológica no da facilidades a la cosechadora combinada para que la trilla se dé de forma eficiente; y de forma análoga, poco o nada se hace al tener un cultivar cuyas cápsulas estén totalmente abiertas o sean de estructura muy frágil permitiendo que la cosechadora combinada las rompa fácilmente para liberar la semilla, si son cultivares que retienen poco la semilla en el interior de la cápsula mientras éstas están en campo.

Ante este dilema, el ideotipo a conseguir está muy bien definido: es necesario obtener un cultivar que tenga la máxima retención de semilla dentro de sus cápsulas mientras la planta esté en el campo, pero que la morfología de sus cápsulas facilite a la cosechadora combinada romperlas longitudinalmente para que las semillas sean liberadas y recolectadas.

Los atributos que definen la retención de la semilla dentro de la cápsula son los siguientes:

  1. Indehiscencia, como ya se ha mencionado, es la condición en la cual la cápsula permanece cerrada aun después de estar totalmente seca. Se han identificado lo que se pudieran definir como grados de indehiscencia, desde las cápsulas que permanecen totalmente cerradas hasta cápsulas que abren totalmente. Un grado de dehiscencia frecuentemente visto en algunos materiales, es aquel en el que solo abre la parte apical de la cápsula una vez que esta está seca.
  2. Las cápsulas del ajonjolí están conformadas por 2, 3 y hasta 4 carpelos que se unen de forma longitudinal. Cada carpelo que conforma la cápsula, posee generalmente una membrana que delimita el espacio vacío de los lóculos, es un tejido que se proyecta desde el borde longitudinal del carpelo, por la parte interna del lóculo hacia la placenta, creciendo hacia el vacío y por tanto delimitando el espacio locular. La efectividad de la membrana en retener a la semilla dentro de la cápsula vendrá dada por:
    1. Presencia o ausencia de membrana
    2. Si está presente, qué tanto rodea al espacio locular (espacio donde se encuentra la semilla), qué tan cerca está de la placenta, es decir, qué tanto ocupa del ancho de la cámara de la semilla
    3. Si está presente, qué tanto delimita de la longitud del espacio locular
  3.   En el ovario de la planta, los óvulos permanecen adheridos a la placenta. Una vez que se da la fecundación, los embriones, es decir las semillas, permanecen adheridos a esa estructura. En algunos materiales de ajonjolí, la placenta permanece íntegra aun después de la madurez de la cápsula, y por tanto las semillas permanecen adheridas a esta, logrando que, aun luego las cápsulas estén totalmente secas y sus carpelos separados, la semilla no fluye a través de la cápsula cuando ésta es invertida.
  4. Constricciones en cápsula. En el espacio locular, donde están ubicadas las semillas, se forman unas constricciones que no es mas que la marca que va dejando la semilla mientras crece debido a la presión que ejerce sobre el carpelo. Si se separan los carpelos y hay membrana, estas constricciones pueden llegar a ser tan pronunciadas que evitan la salida de las semillas aun si la cápsula se coloca en posición invertida. Esto, aun cuando sería muy deseable para retener la semilla dentro de la cápsula, es indeseable para el mecanismo de trillado de la cosechadora combinada, ya que la única forma de liberar la semilla sería rompiendo la cápsula en sentido transversal, lo cual puede ameritar tanta fuerza que las semillas también sufran daños mecánicos.

El extremo de retención es la no apertura de la cápsula, la indehiscencia. Pero si no es indehiscente la semilla puede quedar retenida por el hecho que la cápsula abra pero sin separación de los cárpelos, por tanto no hay exposición de la cámara de la semilla. Pero si abre completamente y los carpelos se separan, si las semillas están unidas a la placenta y además la membrana cubre al espacio locular en toda su longitud y toda su anchura, las semillas quedan retenidas. Y si la placenta se degrada, las semillas quedan libres en la cámara, pero existe la membrana y adicionalmente existe una constricción de la cápsula en su  punta, las semillas quedarán retenidas dentro de la cápsula aun cuando esta se mueva por efectos del viento o de las labores de cosecha, incluso si la cápsula es invertida las semillas quedarán dentro de la cápsula. O, si se dan cápsulas que no tienen constricciones, pero sí tienen membranas que cubren todo el espacio locular, y una unión de las semillas a la placenta que permanece aun luego que la cápsula esté seca, la única forma de liberar a la semilla será rompiendo la unión de éstas a la placenta, y que las semillas fluyan por el ápice abierto de la cápsula.

Por todo lo mencionado, hay dos aspectos a considerar: 1. Retención de semillas en cápsulas en campo. 2. Facilidad de liberar semilla dentro de la combinada

Estos dos aspectos hay que considerarlos al observar:

  1. Potencial de separación de carpelos. Para retener semilla en campo lo ideal es que sea indehiscente. Pero para liberar semilla en la combinada lo ideal es que tenga la estructura morfológica que le dé el potencial de abrir completamente desde el ápice hasta la base de la cápsula, es decir, que las suturas que unen ambos carpelos estén presentes desde el ápice hasta la base de la cápsula, por ambos lados. Para obtener un cultivar adaptado a la semilla mecanizada, se escogería éste último criterio.
  2. Separación entre carpelos al secarse la cápsula: para retener semilla en campo lo ideal es que los carpelos no se separen, o que tan solo lo hagan en la punta. Para liberar semilla en la combinada lo ideal es que se separen completamente ante la presión. Se escogen las que en campo tengan apertura en la punta de la cápsula, así ante cualquier presión ya dentro de la cosechadora combinada, la apertura apical facilitará que la cápsula abra completamente facilitando la liberación de la semilla
  3. Cobertura de la membrana: se desea que cubra lo más posible el espacio locular donde se ubica la semilla, de tal manera de mantener la semilla dentro de las cápsulas mientras las plantas están en campo. Esto no afecta en nada la liberación de semilla en la combinada ya que las semillas podrán fluir hacia el exterior de la cápsula por su parte apical, propiciado por el movimiento que el mecanismo de trilla de la cosechadora combinada hace sobre las cápsulas.
  4. Constricción: no son deseables las constricciones, pues a pesar que en campo retiene la semilla, dentro de la combinada no se podrán sacar las semillas a menos que se rompa la cápsula en sentido transversal para eliminar la acción de retención conjunta de la membrana con las constricciones, lo cual requiere mucha fuerza que también podrá romper a la semilla
  5. Unión de semilla a placenta: se desea que permanezca esta unión el mayor tiempo posible, esto permitiría retener la semilla en campo. La unión es bastante débil, y esto hace que sea fácilmente rota en la combinada para liberar la semilla, lo cual puede ser logrado simplemente con movimientos bruscos de la cápsula.

La obtención de cultivares de ajonjolí con altos rendimientos, con semilla adecuada a los estándares de calidad del mercado (fundamentalmente color de la semilla) así como adecuados para la cosecha mecanizada, no es una tarea fácil. Muchos cultivares de buen rendimiento y buena calidad de semilla han sido obtenidos, pero pocos los que tengan los tres atributos a un mismo tiempo. El reto es grande para las personas dedicadas al mejoramiento genético de plantas, e indudablemente la obtención de muchos cultivares con estos atributos podrá marcar un antes y un después en la producción de ajonjolí en el mundo.

 

Ing. Agr. Hernán E. Laurentin T. (M. Sc., Ph. D.)

 

 

universidadagricola.com

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