Notas de investigación

 

Exploración y caracterización morfológica de poblaciones de la jamaica (Hibiscus sabdariffa L.) del estado de Guerrero, México*

 

Morphological exploration and characterization of roselle (Hibiscus sabdariffa L.) populations from state of Guerrero, Mexico

 

Noé Alarcón-Cruz^1§, Rafael Ariza Flores², Aristeo Barrios Ayala³, David H. Noriega Cantú⁴ y Juan Porfirio Legaria Solano⁵

 

¹ Departamento de Fitotecnia, Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco. Km. 38.5. Chapingo, Estado de México C. P. 56230. (noealarcon1242003@hotmail.com). ^§Autor para correspondencia: noealarcon1242003@hotmail.com.

² Centro de Investigación Regional Pacífico Sur (CIRPS), INIFAP. Melchor Ocampo Núm. 7, Col. Santo Domingo Barrio Bajo, Villa de Etla, Oaxaca, Oaxaca. C. P. 68200. (ariza.rafeal@inifap.gob.mx.)

³ Campo Experimental Iguala- INIFAP. C. P. 40000. Carretera Tuxpan km.2.5 iguala Guerrero México. (barrios.aristeo@inifap.gob.mx)

⁴ Campo Experimental Iguala- INIFAP. (noriega.david@inifap.gob.mx).

⁵ Departamento de Fitotecnia Programa de Genética de la Universidad Autonóma Chapingo km. 38.5. Carretera México Texcoco. Chapingo Estado de México C. P. 56230. México. (ilegaria@correo.chapingo.mx).

 

* Recibido: junio de 2011
Aceptado: febrero de 2012

 

Resumen

El presente estudio se realizó en las instalaciones de la Universidad Autónoma Chapingo durante el periodo de 2007 a 2009 y tuvo como objetivo caracterizar morfológicamente a 47 colectas de jamaica (Hibiscus sabdariffa L.) que representaron a poblaciones del estado de Guerrero. En la caracterización morfológica se evaluaron 50 variables, mismas que se separaron en 40 cuantitativas y 10 cualitativas. De las cuantitativas se seleccionaron 25 variables y de las cualitativas cinco con alta significancia. En la caracterización de datos morfológicos se utilizaron correlaciones, análisis de correspondencia y de agrupamiento. Los caracteres morfológicos cuantitativos que más aportaron a la diferenciación de los genotipos de jamaica fueron: longitud en la base del lóbulo principal de la hoja, longitud promedio del fruto, perímetro promedio del fruto, longitud vertical de la hoja, ángulo del lóbulo izquierdo de la hoja, croma (C) de la flor y promedio de color de hoja cuantificado con colorímetro (L). Los caracteres cualitativos que mejor ayudaron a definir los grupos de jamaicas fueron el color visual de la hoja, precocidad, color aparente del tallo, color de brácteas y ausencia o presencia de glándulas melíferas que contribuyeron de manera substancial en la separación de los grupos.

Palabras clave: agrupamientos, caracterización, colectas, germoplasma.

 

Abstract

During 2007 to 2009 period this study was performed. Taking place at facilities of Universidad Autonoma Chapingo, the aim was to morphologically characterize 47 collections of roselle (Hibiscus sabdariffa L.) that represented populations from the state of Guerrero. In morphological characterization 50 variables were assessed, which were divided into 40 quantitative and 10 qualitative variables. 25 were selected from the quantitative ones and five with high importance from the qualitative. For morphological data characterization correlations, correspondence and grouping analysis were used. The quantitative morphological characters that most contributed to differentiation of roselle genotypes were: width at the base of leaf's main lobule, average length of fruit, average fruit perimeter, leaf's vertical length, leaf's left lobule angle, flower's chroma (C) and average leaf's color quantified by colorimeter (L). The qualitative characters that best helped to define roselle groups were leaf's visual color, earliness, stem's apparent color, bracts color and lack or presence of glands, which substantially contributed to segregate the groups.

Key words: groupings, characterization, collections, germplasm.

 

Introducción

La jamaica (Hibiscus sabdariffa L.), pertenece a la familia de las Malvaceae y es un cultivo anual nativo de África tropical. Actualmente, el cultivo es extensamente cosechado en la India, Sudán, Egipto, Senegal y Tailandia por sus agradables cálices de color rojo los cuales son usados para hacer mermeladas, gelatinas y refrescos (Al-Wandawi et al., 1984; Balami, 1998).

Por otra parte, extractos de sépalos y semillas de jamaica en agua y aceite presentan una alta capacidad antioxidante, los cuales pueden proteger a las células contra los daños ocasionados por los radicales libres (Pin-Der y Gow-Chin, 1997). Recientemente, el aceite extraído de semillas de la planta ha demostrado tener un efecto inhibitorio sobre algunas bacterias y hongos in vitro. Además, el extracto que procede de los sépalos en el cultivo de jamaica puede tener un efecto considerable sobre la reducción de la presión arterial (Haji Faraji y Haji, 1999). En Egipto, Hibiscus sabdariffa L., es importante porque tiene uso farmacéutico, alimenticio e industrial (cosméticos) (Omer et al., 1997). Como resultado de la importancia de Hibiscus sabdariffa L., a nivel internacional, el área de cultivo se está incrementando en México de manera gradual con fines de utilización y exportación. En 2008 Guerrero obtuvo una producción de 1 603.19 t de jamaica y a partir de ese año a 2010 la producción se ha incrementado a 3 792.71 t; cuyo incremento porcentual representa 42.27% de la producción estatal (Anónimo, 2008, 2010). El objetivo de este estudio fue la caracterización morfológica en Hibiscus sabdariffa L., debido a que se buscó evaluar la variación para un número de caracteres morfológicos en 47 colectas de jamaica, a través del estudio de parámetros morfológicos, mismos que contribuyen al rendimiento de las plantas.

En caracterización morfológica se estudiaron 47 materiales de Hibiscus sabdariffa L., colectados en regiones tropicales y subtropicales del estado de Guerrero, en un rango de altura de 0- 1200 m. Los municipios muestreados fueron Tecoanapa, Acapulco, Ometepec, Tlapa, El Ocotito, Atoyac de Álvarez, Iguala, Chilpancingo y Arcelia. El experimento se estableció en instalaciones de la Universidad Autónoma Chapingo (UACH) bajo condiciones de invernadero rústico sin calefacción y con cubierta de cristal en el periodo de enero-octubre del 2008. La universidad se localiza en el Estado de México, entre las coordenadas 19° 29'34.61" latitud norte, 98° 53 '06.93" longitud oeste, a 2 254 msnm. La zona presenta un clima templado subhúmedo. La temperatura media oscila entre 22 y 28 °C. El clima se clasifica como C Wo w b (y) g García (1988).

El experimento empezó con el establecimiento del semillero, en el cual se utilizó como sustrato el 'cosmo peat'. El número de semillas que se colocaron por compartimiento fueron 2, a una profundidad no mayor de 5 mm en cada charola; al término del día 4 el proceso de germinación comenzó en la mayoría de las colectas. Las plántulas permanecieron en el semillero por un periodo de 2 meses hasta su transplante en bolsas de plástico negras de 30 x 30 cm utilizando como sustrato una combinación de tezontle, lana de roca, fibra de coco y dos sustratos turbas que reciben los nombres comerciales de 'cosmo peat' y 'promix', asignando 2 plantas por bolsa.

El número total de plantas por colectas fueron 20, dando un total de 940 plantas distribuidas uniformemente en 470 bolsas negras de 30 x 30.

Para el diseño experimental y variables evaluadas en la caracterización morfológica se utilizó un diseño completamente al azar en el que se empleó como unidad experimental una planta. Las variables de respuesta fueron el rendimiento y las características morfológicas de las colectas. Se evaluó un sólo tratamiento, debido a que era necesario mantener las condiciones homogéneas en las unidades experimentales.

Variables evaluadas

La fase metodológica del proyecto incluyó la exploración física y ecogeográfica para la identificación de los recursos fitogenéticos de interés de jamaica (Hibiscus sabdariffa L.). La estrategia de exploración consistió en la identificación y muestreo de las plantas, basándose en requerimientos agroecológicos de la especie como son clima, suelo, pendiente y altitud; así como en la lista de localidades descritas como productoras de jamaica en el estado de Guerrero (Anónimo, 2006). Los criterios de selección de las plantas fueron: a) que los especímenes provinieran de plantas y sitios diferentes además de encontrarse en estado productivo y aparentemente sanas; b) el número de plantas a las que se les tomó la muestra presentó una variación de 2 a 15 plantas por accesión; y c) en forma simultánea se tomaron las variables correspondientes a la ubicación geográfica con la ayuda de un GPS Modelo 2000, como pendiente, altitud, asociación con tipo de vegetación o especies de interés agronómico, color del suelo e índice de pedregosidad en el lugar de la muestra, dicha información se encuentra registrada en los datos de pasaporte.

De cada planta se colectó un mínimo de 10 frutos. Los frutos cosechados se envolvieron en bolsas de papel y se trasladaron a las instalaciones de la UACH, para su almacenamiento por un lapso de 3 meses hasta que alcanzaron el punto adecuado de madurez.

Los características estructurales de la planta tomados en cuenta fueron: altura de planta, se midió desde la base del tallo hasta el meristemo apical considerando que la planta ya había culminado su desarrollo hasta su estado adulto y se encontraba en etapa productiva; la cobertura foliar se midió tomando en cuenta las longitudes mayor y menor de las zonas de goteo de cada ejemplar. El diámetro basal se midió considerando la parte más baja del tallo que presentaba contacto directo con el sustrato. El criterio utilizado para medir el diámetro basal medio, se basó en el hecho de que no todas las colectas presentaban el mismo porte, por lo tanto, una vez que dichos especímenes se encontraban en su estado adulto, se procedió a tomar datos de altura de la planta y dividirla entre dos para obtener la altura media. Simultáneamente a lo anterior se tomó datos de número de flores, número de ramas, ausencia o presencia de glándulas, precocidad, color visible de hojas, flores y frutos. Para evaluar características de las hojas, de cada colecta se seleccionó al azar 5 de ellas fisiológicamente maduras y a diferentes niveles de ubicación en la planta.

En cuanto el análisis de la parte reproductiva de la planta, se consideraron los cálices y las semillas debido a que son las principales partes aprovechables. Se tomó el peso del fruto así como datos de longitud y diámetro promedio con la ayuda de un vernier y una balanza granataria. Cabe resaltar que para el muestreo se realizó una selección de 10 frutos en todos los individuos de las 47 colectas. Éstos se separaron y se midieron en fresco tomando los datos anteriormente mencionados.

Las características cualitativas evaluadas fueron: a) color visual de la hoja; b) color de pecíolo; c) color aparente del tallo; d) color de brácteas; e) color de flor; f) precocidad; g) ausencia o presencia de glándulas melíferas; h) color visual del fruto aparente; e i) defoliación total a los 6 meses. Para establecer los valores se realizó una comparación entre todas las colectas y con experiencia del contacto continuo entre los materiales se establecieron escalas para todas las variables fenotípicas cualitativas. Los caracteres cuantitativos medidos fueron: número de ramas, número de frutos, número de brácteas, lóbulos y los promedios de color de hoja, tallo, flor y fruto, así como mediciones de área foliar, ángulos, alturas, pesos, diámetros y longitudes.

Análisis estadísticos de marcadores morfológicos

Con el propósito de analizar estadísticamente los caracteres morfológicos, se realizó una base de datos en Excel y posteriormente se separaron las variables en cuantitativas y cualitativas siendo 40 y 10, respectivamente. Con las variables morfológicas cuantitativas y cualitativas se procedió a realizar análisis estadísticos independientes con el programa Statistical Analysis System, SAS (2004) versión 9 utilizando los procedimientos siguientes: para la selección de las variables cuantitativas con alta significancia se utilizó el principio de una regresión progresiva hacia adelante llamado Forward y con las variables seleccionadas y estandarizadas se determinó del número de grupos de colectas a través de la representación gráfica de un análisis cúbico de agrupamientos y el uso de distancias euclidianas cuadradas.

Con las variables cualitativas se realizó un segundo análisis, en donde los agrupamientos estuvieron determinados en base a un análisis de correspondencia para detectar relaciones fenotípicas entre las colectas y así mismo inferir que características determinaron la formación de grupos.

En la caracterización morfológica la selección de las variables cuantitativas altamente significativas se utilizó el principio de una regresión progresiva hacia delante con la instrucción Forward con un nivel de significancia de 0.04 y 0.01 y de la cual se obtuvieron las siguientes variables altamente significativas (Cuadro 1).

Una vez realizada la selección de las variables altamente significativas, éstas se utilizaron para el realizar el análisis cúbico de agrupamientos y determinar el número de grupos formados, siendo 4 para los caracteres morfológicos cuantitativos y dicho agrupamiento fue corroborado por el análisis de conglomerado de la varianza mínima de WARD correspondientes a las variables morfológicas cuantitativas seleccionadas (Cuadro 2).

Para determinar el número de grupos se realizó un análisis discriminante canónico. El análisis discriminante canónico permitió determinar las características que mejor contribuyeron a la separación de los grupos (Figura 1).

En el dendrograma de la Figura 2 se observa la formación de cuatro grupos que mantienen una relación según el análisis cúbico de agrupamiento. La altura de corte se presenta a 0. 100.

El grupo I se divide en dos subgrupos. El primer subgrupo está conformado por las colectas 10T, 15C, 19T, 1C, 11C, 16C, 11T, 28C, 12C, 22T, 20C, 27C,9C, 30T, JC, 1T, 28T, 31T, 20T, 27T, 25C, 26T y 24T. En este subgrupo se encuentran las colectas 11T y 28C separadas a una distancia de 0.001, siendo esta la menor distancia que se observa en el dendrograma.

El segundo subgrupo lo formaron las colectas: 14T, 7C, 15T, 29T, 21T y 23T. Mismas que se separaron a una distancia de 0.075. El grupo II lo conformó sólo la colecta 9T, separándose del grupo uno a una distancia de 0.13 5. El grupo III estuvo conformado por las colectas: 13T, 16T, 19C, 36T, 37T, 4T, 5T, 29C, TEX, 3T, 32T, 33T, 34T, 38T, 35T y 39T. Este grupo se encuentra unido al grupo IV a una distancia de 0.130. El cuarto grupo lo constituyó la colecta 7T.

Entre las colectas más importantes que se separan totalmente de los grupos principales debido a sus características fenotípicas fueron las 7T y 9T. La colecta 7T presenta frutos muy coloridos y carece de glándulas melíferas, mientras que 9T es muy tardía, tiene frutos de color blanco y presenta glándulas melíferas.

Para la caracterización morfológica también se incluyeron las variables cualitativas X8, X17, X12, X15 y X18 que simbolizan al color visual de la hoja, precocidad, color aparente del tallo, color de brácteas y ausencia o presencia de glándulas melíferas, mismas que contribuyeron de manera substancial en la separación de los grupos.

 

Conclusiones

La variables morfológicas permitieron diferenciar a los genotipos de jamaica divido a la alta variabilidad de los materiales de Hibiscus sabdariffa L. Los agrupamientos de genotipos, resultado de la caracterización morfológica fueron 4 grupos diferentes y los caracteres morfológicos cuantitativos que más aportaron a la diferenciación fueron: ancho en la base del lóbulo principal de la hoja, longitud promedio del fruto, perímetro promedio del fruto, longitud vertical de la hoja, ángulo del lóbulo izquierdo de la hoja, croma (C) de la flor y promedio de color de hoja cuantificado con colorímetro (L). Los caracteres cualitativos que mejor ayudaron a definir los grupos de jamaicas fueron color visual de la hoja, precocidad, color aparente del tallo, color de brácteas y ausencia o presencia de glándulas melíferas.

 

Agradecimientos

A la Universidad Autónoma Chapingo (UACH) y al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por la oportunidad para realizar los estudios de posgrado del primer autor.

 

Literatura citada

Al-Wandawi, H.; Al-Shaikhaly, K. and Abdurahman, M. 1984. Roselle seeds: a new source of protein. J. Sci. Food Agric. 32:510-512.         [ Links ]

Anónimo, 2006. Avances de cosechas del ciclo primavera verano por cultivo 2006. Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación. Información del Sector Agrícola Delegación Estatal Guerrero Sección Estadísticas.         [ Links ]

Anónimo, 2008. Estadísticas del cultivo de jamaica en el estado de Guerreo. Secreta de Agricultura, Pesca y Alimentación. www.sagarpa.gob.mx. (28/07/2011).         [ Links ]

Anónimo, 2010. Estadísticas del cultivo de jamaica en el estado de Guerreo. Secretaría de Agricultura, Pesca y Alimentación. www.sagarpa.gob.mx. (28/07/2011).         [ Links ]

Balami, A. 1998. The effect of processing conditions packaging and store on selected quality attributes of Mungza Ntusa. M. Sc. Thesis, University of Ibadan, Nigeria.         [ Links ]

García, E. 1988. Modificaciones al sistema de clasificación climática de Köppen, 4ª. Ed. UNAM. México, D. F. 252 pp.         [ Links ]

Haji Faraji, M. and Haji, T. A. H. 1999. The effect of sour tea (Hibiscus sabdariffa) on essential hypertension. J. Ethnopharmacol. 65:231-236.         [ Links ]

Omer, E. A.; Khattab, M. E. and Ibrahim, M. E.1997. Effect of pinching and foliar application of some growth regulators on two new early mature varieties of Hibiscus sabdariffa L. Egypt J. Hort. 24:117-130.         [ Links ]

Pin-Der, D. and Gow-Chin, Y. 1997. Antioxidative activity of three herbal water extracts. J. Food Chem. 60:639-645.         [ Links ]