Introducción

El aguacate (Persea americana Mill.) es una especie frutal de origen mesoamericano perteneciente a la familia Lauraceae. Esta especie exhibe alta plasticidad adaptativa a diferentes ambientes como resultado de procesos evolutivos y ecológicos (^{Barrientos-Priego, Muñoz-Pérez, Reyes-Alemán, Borys, & Martínez-Damián, 2007}; ^{Galindo-Tovar, Ogata-Aguilar, & Arzate-Fernández, 2008}). A la fecha, se reconocen tres subespecies o razas hortícolas: raza mexicana (P. americana var. drymifolia), raza guatemalteca (P. americana var. guatemalensis) y raza antillana (P. americana var. americana). La diversidad genética entre estas razas ha permitido, a través de hibridación y por procesos de selección antrópica, el desarrollo de las variedades comerciales modernas, las cuales se han adaptado a áreas específicas con altos rendimientos productivos (^{Knight & Campbell, 1999}).

De manera natural, el aguacate se distribuye desde la región central de México hasta Perú, y actualmente se cultiva en más de 50 países de clima tropical y subtropical en todo el mundo. México es el principal productor (2,029,886 t·año^-1), mientras que Republica Dominicana es el país con los rendimientos más altos por unidad de área (43.7 t·ha^-1) (^{FAOSTAT, 2017}). En Colombia, se estima una producción de 544,933 t·año^-1 y un rendimiento promedio de 9.77 t·ha^-1, ubicándolo en el quinto país con mayor volumen de producción a nivel mundial, donde los departamentos de Antioquia, Bolívar, Caldas, Huila, Quindío, Risaralda, Santander, Tolima y Valle del Cauca contribuyen con más del 80 % de la producción nacional (^{Agronet, 2019}).

Tradicionalmente, la propagación de plantas de aguacate para cultivos en Colombia se realiza mediante el injerto de materiales comerciales (‘Hass’, ‘Lorena’, ‘Choquette’, ‘Fuerte’, ‘Reed’, ‘Trinidad’, entre otros) sobre portainjertos producidos a partir de semilla sexual (pie franco) proveniente de árboles criollos y de ‘Hass’ (^{Bernal-Estrada & Díaz-Díez, 2020}). Las semillas se obtienen de mercados locales, donde por lo general desconocen la procedencia del material, o de zonas productoras ubicadas en regiones agroecológicas contrastantes sin ningún criterio claro de selección.

Características morfológicas de fácil observación y de alta acción discriminante han sido utilizadas para determinar la variedad morfológica en poblaciones de aguacate criollo en diferentes regiones del mundo (^{Acosta-Díaz, Hernández-Torres, & Almeyda-León, 2012}; ^{Acosta-Díaz, Hernández-Torres, & Almeyda-Leó, 2013}; ^{Gutiérrez-Díez et al., 2009}; ^{López-Guzmán et al., 2012}; ^{López-Guzmán et al., 2015}; ^{Montes-Hernández, de la Torre-Vizcaíno, Heredia-García, Hernández-Martínez, & Camarena-Hernández, 2017}; ^{Sánchez-Pérez, 1999}). En Colombia, es muy escasa la información que se tiene acerca de la diversidad de aguacates criollos y su efecto sobre el comportamiento productivo y fitosanitario cuando se usan como portainjertos en cultivos comerciales.

En los trabajos de ^{Cañas-Gutierrez, Galindo-López, Arango-Isaza, y Saldamando-Benjumea (2015)} y ^{Cañas-Gutiérrez, Arango-Isaza, y Saldamando-Benjumea (2019)}, queda en evidencia la alta variabilidad morfológica y molecular en aguacates criollos donadores de semilla para diferentes regiones de Colombia; además, relacionan la compatibilidad genética de éstos con cultivares comerciales como ‘Hass’, ‘Fuerte’ y ‘Reed’, al utilizarlos como portainjertos. ^{Burbano-Figueroa (2019)} menciona algunos ecotipos antillanos para la zona de los Montes de María (Bolívar y Sucre), identificados por los productores locales de acuerdo con características externas e internas del fruto, y son conocidos como ‘Cebo’, ‘Leche’ y ‘Manteco’.

En cuanto a la identificación de portainjertos criollos con tolerancia o resistencia a problemas fitosanitarios, las investigaciones son pocas. Entre éstas destacan las selecciones realizadas por ^{Rodriguez-Henao, Caicedo-Arana, Enriquez-Valencia, y Muñoz-Florez (2017)} en la colección del Banco Nacional de Germoplasma de Aguacate ubicado en el centro de Investigación Palmira de AGROSAVIA (Valle del Cauca), enfocadas principalmente en la identificación de materiales con resistencia a la pudrición radical causada por Phytophthora cinnamomi Rands.

Determinar la variabilidad morfológica existente en las diferentes regiones productoras de semilla de aguacate para portainjerto en Colombia permitiría identificar atributos de selección para el desarrollo de programas de propagación y mejoramiento genético, así como identificar refugios de alta diversidad que contribuyan a la implementación de planes de conservación. En este sentido, el objetivo de este trabajo fue caracterizar la variabilidad fenotípica de árboles de aguacate “criollo” donadores de semilla para la producción de portainjertos en tres zonas de Colombia. Lo anterior con el propósito de ampliar el conocimiento para otras regiones del país, las cuales carecen de información, y brindar bases para la selección de árboles productores de semilla que se ajusten a las necesidades de los viveristas.

Materiales y métodos

El trabajo se realizó durante el periodo de marzo de 2015 a noviembre de 2016 en tres zonas productoras de aguacate criollo para la obtención de portainjertos en Colombia: Norcasia en el departamento de Caldas (NOR) (05° 36’ latitud norte y 74° 52’ longitud oeste, a 550 m s. n. m.), Alvarado en el departamento del Tolima (ALV) (04° 37’ latitud norte y 075° 01’ longitud oeste, a 1,250 m s. n. m.) y San José del Palmar en el departamento de Chocó (SJP) (04° 55’ latitud norte y 76° 12’ longitud oeste, a 920 m s. n. m.).

En cada zona de estudio, los árboles productores se seleccionaron considerando los requisitos establecidos por el Instituto Colombiano Agropecuario (^{ICA, 2009} y ²⁰¹⁵), en las normas 3180 de 2009 y 3168 de 2015 (modificada por la resolución: 0780006 de 2020). Dichas normas describen los lineamientos para la selección de árboles donadores de semillas para la producción de portainjertos.

Cada árbol se georreferenció, marcó y caracterizó mediante la evaluación de 39 caracteres morfológicos de planta, hojas, frutos y semillas de acuerdo con los descriptores estandarizados publicados para aguacate por el Instituto Internacional para los Recursos Fitogenéticos (^{IPGRI, 1995}) (Cuadro 1). La selección de árboles se hizo durante los periodos de cosecha principal para obtener información de frutos y semillas.

El tamaño de muestra utilizado por árbol fue de 15 frutos (con apariencia sana en madurez fisiológica), 15 semillas y 5 hojas (completamente desarrolladas y colectadas de forma aleatoria). La caracterización morfológica de los árboles se hizo in situ, mientras que la caracterización de hojas, frutos y semillas se realizó en el laboratorio de fitopatología de AGROSAVIA. Las variables morfométricas de longitud y diámetro se midieron con un calibrador digital Mitutoyo (±0.01 mm), y las variables de peso, con una balanza Mettler Toledo (±0.01 g).

Con los datos obtenidos se construyeron matrices de datos que se analizaron con estadística descriptiva y multivariada. Se creo una matriz mixta de datos que incluyó características morfológicas cuantitativas y cualitativas, sobre la cual se aplicó un análisis factorial múltiple (AFM). Este método estadístico analiza tablas de datos, donde los individuos están descritos por grupos de variables cuantitativas y cualitativas, lo cual permite el análisis simultaneo de éstas (^{Escofier & Pages, 1994}; ^{Abdi, Williams, & Valentin, 2013}).

El AFM se realizó en dos etapas: 1) análisis de componentes principales (ACP) en las variables cuantitativas y análisis de correspondencia múltiple (ACM) en las variables cualitativas (ordinales o nominales por separado), reteniendo en cada procedimiento el mayor valor propio, y 2) ACP global con las ponderaciones de las variables originales obtenidas en el paso anterior (^{Escofier & Pages, 1994}). Como resultado de dicho análisis, se obtuvo una combinación lineal de la primera componente del ACP y la primera dimensión del ACM, con la cual se obtuvieron las puntuaciones para cada individuo.

Con las puntuaciones obtenidas en el ACP global del AFM, se llevó a cabo un análisis de conglomerados empleando la distancia Euclídeana al cuadrado y el método de agrupamiento de varianza mínima de Ward. El número de grupos en el clúster se determinó con el pseudo-estadístico t² de Hotelling. Para determinar la asignación correcta de árboles donadores de semilla, se efectuaron análisis discriminantes para cada grupo. Todos los análisis se realizaron con el paquete estadístico SAS ver. 9.4 (^{SAS Institute Inc., 2013}).

Resultados y discusión

En las tres zonas evaluadas, el sistema productivo de aguacate se caracterizó por utilizar baja tecnificación en la producción, estar asociado con otras especies vegetales de interés agrícola y por presentar relictos de bosques naturales. Por estas características, se les puede considerar como sistemas productivos agroforestales de recolección, lo cual es consistente con las descripciones realizadas por ^{Burbano-Figueroa (2019)} para la región productora de aguacate en los Montes de María ubicada en los departamentos de Bolívar y Sucre (Colombia).

En total se caracterizaron 80 árboles donadores de semillas que cumplieron con los requisitos técnicos establecidos por el ^{ICA (2009} y ²⁰¹⁵⁾. De éstos, 31 árboles se seleccionaron en la zona productora de Norcasia (Caldas), 28 árboles en San José del Palmar (Chocó) y 21 árboles en Alvarado (Tolima). Dichos árboles se caracterizaron por ser vigorosos, de buena apariencia fitosanitaria (plagas y enfermedades), altamente productivos, presentar frutos uniformes y por haber tenido por lo menos tres periodos consecutivos de producción.

En las tres zonas se identificaron dos periodos de producción o cosecha de frutos. El primero fue entre los meses de marzo a junio, como cosecha principal, y el segundo periodo fue entre los meses de octubre a diciembre, con producciones menores conocido localmente como “traviesa o mitaca”.

Los árboles de la zona productora de Norcasia (Caldas) se caracterizaron por tener tamaño variable, alcanzar alturas de copa de hasta 15 m y circunferencia de tronco máxima de 230 cm (Cuadro 2); además, en su mayoría eran de forma ovada y de hábitos de crecimiento ascendente e irregular. Los frutos tenían un peso promedio de 459.1 ± 99.9 g, y la relación largo/ancho del fruto fue de 1.81, predominando los frutos de forma obovado-angosta, piriformes y claviformes, de ápice redondeado o aplanado, y pedicelo asimétrico. La superficie de la cáscara era intermedia, de color verde a verde oscuro, y la pulpa del fruto era pastosa color verde crema.

Las semillas en Norcasia tuvieron un peso promedio de 65.4 g, lo cual representa el 14.2 % del peso total del fruto. En esta zona, se registraron semillas de forma ovada-ancha, cordiforme, elipsoides, de base aplanada con ápice cónico y ovada. La superficie del cotiledón era rugosa intermedia, color amarillo crema o blanquecino. La posición de la semilla en el fruto estaba al centro o a un lado del fruto, y por lo general la testa o cubierta estaba fuertemente pegada a la semilla. El espacio libre de la cavidad de la semilla era apical, y en menor medida estaba ausente.

En San José del Palmar (Chocó) se registraron árboles con alturas superiores a los 20 m y circunferencia del tronco de 128.9 cm. En su mayoría, eran árboles vigorosos de forma columnar, con hábito de distribución de ramas axial o irregular. Los frutos se caracterizaron por ser grandes, con peso promedio de 542.8 g y peso máximo de 976.9 g. La relación largo/ancho del fruto fue de 1.77, y éstos eran piriformes, elipsoides, obovado-angosto, obovado, claviformes o romboidales. El ápice del fruto y la posición del pedicelo frecuentemente eran asimétricos. La superficie de la cáscara del fruto era intermedia o lisa, la cual varió de color verde a verde claro. La textura de la pulpa generalmente era acuosa color marfil o verde claro.

Las semillas de la zona productora de San José del Palmar eran grandes, con peso promedio de 107.3 ± 35.6 g y ocupación del 19.7 % del peso total del fruto. Las formas de semilla más frecuentes fueron las ovadas, ovadas anchas y de base aplanada con ápice cónico. La superficie del cotiledón, en su mayoría, fue rugosa intermedia. La ubicación de la semilla en el fruto era central, y el espacio libre de la cavidad en la semilla era apical.

En la zona productora de Alvarado (Tolima), los árboles eran de tamaño variable, con alturas máximas de copa de 15 m y circunferencia del tronco promedio de 81.5 cm. En su mayoría eran de copa columnar o piramidal, con hábito de distribución de ramas axial. Los frutos se caracterizaron por ser de tamaño mediano (x- = 427.2 ± 87.4 g), y la relación largo/ancho del fruto fue de 1.92. La forma de fruto más frecuente fue el piriforme, seguido de obovado angosto, claviformes, elipsoides y obovado. Los frutos eran de ápice redondeado o asimétrico, y la posición del pedicelo era asimétrica. La superficie de la cáscara era intermedia, de color verde claro a amarilla. La textura de la pulpa fue cremosa o pastosa, de buen sabor, y color verde crema a amarillo intenso.

El peso promedio de semillas en Alvarado fue de 87.1 ± 21.3 g, llegando a ocupar el 20.3 % del peso total del fruto. En esta zona predominaron las semillas de forma ovada-ancha, de base aplanada con ápice cónico y ovada. Poseen cotiledones con superficie rugosa intermedia y testa desprendible, de posición central y a un lado del fruto, ésta puede ser de color marfil, amarillo crema o rosa crema. El espacio libre de la cavidad de la semilla era apical.

Los caracteres morfológicos cuantitativos evaluados presentaron amplio intervalo de variación en las tres zonas productoras. En el 58.3 % de los descriptores considerados, se registraron coeficientes de variación (CV) mayores a 20 % (Cuadro 2). Según ^{Hidalgo (2003}), los atributos con un porcentaje mayor pueden indicar alta variabilidad. Las características con mayor variación en las tres zonas fueron el PF, el PPF, el PS, el PCF y el GCF.

De acuerdo con el análisis de correlación simple presentado en el Cuadro 3, el 16.6 % de las asociaciones entre las variables cuantitativas fueron significativas (P ≤ 0.05). Por ello, se consideró que los coeficientes con valores significativos >0.40 representaban asociaciones con patrones naturales de variación (^{Rojas, 2003}). Entre las variables con mayores coeficientes de correlación se encontraron: el PF con el PPF (r = 0.93), seguido del PS con el DS (r = 0.91), el AH con la LH (r = 0.88) y el PS con la LS (r = 0.70).

Las características morfológicas observadas en las tres zonas productoras concuerdan con las descripciones realizadas para frutos y semillas de aguacates de la raza antillana (^{Bernal-Estrada & Díaz-Díez, 2020}; ^{Cañas-Gutiérrez et al., 2015}; ^{Sánchez-Pérez, 1999}), y se ajustan a las características de tamaño y forma señaladas por ^{López-Guzmán et al. (2012)}, las cuales son apreciadas en el mercado de consumo. El PF varió de 256.5 a 976.9 g, y las formas más comunes fueron piriformes, obovado y claviformes. En semillas se documentaron intervalos de peso entre 29.7 y 220.6 g, donde las formas predominantes fueron las obovadas y las de base aplanada con ápice cónico.

El PS fue variable en las tres zonas, siendo mayor en San José del Palmar (Chocó) (CV = 33.2 %), seguido de Alvarado (Tolima) (CV = 24.4 %) y Norcasia (Caldas) (CV = 24.2 %). El DS y la LS fueron caracteres de moderada variabilidad, aunque correlacionados positivamente con el PS. Las semillas de las tres zonas de estudio se pueden categorizar como grandes, si se comparan con lo citado por ^{Acosta-Díaz et al. (2012)} (x- = 35.3 g), Acosta-Díaz et al. (2013) (x- = 36.0 g) y ^{Gutiérrez-Díez et al. (2009)} (peso máx. = 69.76 g) para aguacates criollos del estado de Nuevo León (México), y por ^{Montes-Hernández et al. (2017)} en germoplasma de aguacate mexicano (P. americana var. drymifolia) del Campo Experimental Bajío en el estado de Guanajuato, México (x- = 38.1 g).

El ACP generado en el AFM permitió determinar la relación entre las variables cuantitativas evaluadas y las muestras de aguacate de las tres zonas productoras. De acuerdo con el Cuadro 4, y según el criterio de Kaiser-Gutman (^{Palacio, Apodaca, & Crisci, 2020}), los primeros cuatro componentes con valores propios mayores a 1 lograron explicar el 92.2 % de la variabilidad total. Por su parte, el Cuadro 5 señala el mayor aporte de variabilidad explicada por cada variable que conforma los cuatro componentes principales, donde las características de fruto y de semilla son las que tienen mayor peso para describir el nivel de variación en las tres poblaciones.

De acuerdo con el ACM desarrollado en el AFM para las variables cualitativas, se identificaron las dos primeras dimensiones como las de mayor contribución a la variabilidad observada (41.04 %). La dimensión 1 aportó el 24.5 % de la variabilidad, y la dimensión 2, el 16.4 %. Las características que mayor polimorfismo presentaron con respecto a los mayores valores de inercia fueron la FH (0.2094), la FF (0.1572), la FS (0.0810) y el CCS (0.0829) (Cuadro 6). Las características FA, DRA, STA, PSF, ELCS, FCF, PAH, OAH y FAH tuvieron bajo polimorfismo, por lo que no fueron incluidos en el ACM.

De acuerdo con los análisis descriptivos y multivariados, las característica que presentaron mayor variabilidad morfológica fueron aquellas relacionadas con frutos y semillas, lo cual permite confirmar que estos rasgos constituyen el criterio morfológico más importante para explicar la variabilidad fenotípica en las tres poblaciones de aguacate. ^{López-Guzmán et al. (2012)} reportaron resultados similares para aguacates criollos del estado de Nayarit, y ^{Gutiérrez-Díez et al. (2009)} y ^{Acosta-Díaz et al. (2012)}, para aguacates criollos de la raza mexicana en el estado de Nuevo León (México).

El aguacate es una especie de fecundación cruzada altamente heterocigótica que produce frutos con semillas monoembriónicas, por lo que su progenie puede ser muy variable (^{Bernal-Estrada & Díaz-Díez, 2020}; ^{Alberti, Brogio, da Silva, Cantuarias-Avilés, & Fassio, 2018}). En este sentido, es de esperar que, en las tres regiones agroecológicas evaluadas, donde los procesos de repoblamiento se dan de forma espontánea con escasa injerencia de selección por parte de los productores, exista alta variabilidad morfológica, en especial en características de fruto y semilla, que son los de mayor variabilidad natural (^{IPGRI, 1995}).

Con base en las puntuaciones globales del ACP, el análisis de conglomerados obtenido en el AFM (^{Escofier & Pages, 1994}) permitió identificar, a una altura de corte de 0.08 unidades (R² semi parcial), tres grupos plenamente conformados a partir de atributos cuantitativos y cualitativos similares, lo cual indica que no fue posible discriminar grupos de árboles por zonas de origen (Figura 1). De acuerdo con el análisis discriminante implementado, no se observó reclasificación de árboles entre grupos, por lo que se asume que las agrupaciones formadas son correctas.

Figura 1 Dendrograma de datos morfológicos cuantitativos y cualitativos generado mediante el análisis de componentes principales global de 80 árboles de aguacate criollo donadores semilla en Colombia. NOR = Norcasia; ALV = Alvarado; SJP = San José del Palmar. 

El grupo I estuvo conformado por 20 árboles que representan el 25 % de la población, donde 14 de ellos pertenecen al centro productor de San José del Palmar (SJP), cuatro a Norcasia (NOR) y dos a Alvarado (ALV). Este grupo se caracterizó por tener árboles con mayor PF, PPF, DF, PS, LS, DS, LH y AH. Además, son árboles con frutos alargados (claviformes), pulpa de textura pastosa (masosa), cáscara con adherencia intermedia a la pulpa, semillas color marfil y árboles con hojas obovadas angostas (Cuadro 7).

El grupo II estuvo conformado por 44 árboles (55 % población) con diferentes centros de origen (NOR = 19 árboles, ALV = 15 árboles y SJP = 10 árboles). En este grupo se encuentran agrupados árboles con características cuantitativas intermedias (hojas, frutos y semillas), donde los caracteres cualitativos más determinantes fueron árboles con frutos piriformes, semillas de base aplanada con ápice cónico y árboles con hoja oval. En contraste, el grupo III estuvo conformado por el menor número de árboles (16, 20 % población) (NOR = nueve árboles, ALV = cinco árboles y SJP = dos árboles) y con las características cuantitativas más bajas, siendo la variable GCF el carácter de mayor peso. Este grupo estuvo conformado por árboles de vigor intermedio, con frutos obovados y hojas oblongas lanceoladas.

^{Alberti et al. (2018)} y ^{Ramírez-Gill (2016)} recomiendan que la selección de árboles donadores de semillas se realice en función del vigor, productividad, adaptación a condiciones climáticas locales y compatibilidad con la variedad injertada. Sin embargo, en Colombia, el tamaño y el peso de las semillas son atributos importantes para la producción de portainjertos de aguacate. Lo anterior debido a que los viveristas prefieren semillas grandes para la multiplicación de plantas, ya que consideran que éstas inducen un mejor vigor y generan diámetros de injertación en menor tiempo, como lo confirman los estudios realizados por ^{Adjei, Banful, y Idun (2011)} y ^{Ndoro, Anjichi, Letting, y Were (2018)} en otras regiones del mundo.

Las semillas obtenidas de los árboles de las tres zonas evaluadas, que pertenecen a los grupos I y II (formados en el cladograma y que corresponden al 80 % de la población analizada), produjeron semillas grades y medianas, las cuales cumplen con las características físicas requeridas por los viveristas para la producción de portainjertos en viveros de Colombia. No obstante, a la hora de seleccionar árboles donadores de semilla se deben considerar aspectos adicionales de las semillas como fisiológicos, sanitarios y genéticos, con el fin de determinar su calidad, afinidad y productividad con los mercados comerciales de interés para Colombia (^{Reyes-Herrera et al., 2020}).

Conclusiones

La alta divergencia fenotípica en frutos y semillas encontrada en las tres poblaciones de aguacate supone una base genética amplia, en la cual cada nicho agroecológico puede anidar alta variabilidad de formas y tamaños. Esto permite explicar porque no fue posible identificar patrones de variación característicos para cada centro productor.

El 80 % de los árboles de aguacate identificados como donadores de semillas en las tres zonas productoras presentaron características físicas sobresalientes para el proceso de producción de material de siembra (portainjertos), debido a que en ellos es posible garantizar semillas de buen peso y tamaño para actividades de vivero.