Mejoramiento genético de cerezos y nuevos portainjertos

El avance más importante en la mejora de portainjertos de cerezo dulce y agrio se produjo cerca del cambio de siglo, con la comercialización de la serie Gisela→ de híbridos interespecíficos de Prunus que conferían precocidad, productividad y una amplia gama de niveles de vigor a las variedades de púa (scion variety). Esto estimuló la investigación hortícola y fisiológica que condujo a innovaciones en los sistemas de producción de los huertos de cerezo dulce, lo que llevó a una mejora de los rendimientos, la calidad de la fruta y la eficiencia de la mano de obra. En consecuencia, Amy Iezzoni, mejoradora de guindo ácido de la Universidad Estatal de Michigan, comenzó a evaluar docenas de cruces de guindo ácido y colectó germoplasma en base a su potencial como portainjertos de cerezo.

Su trabajo dio lugar a la serie Corette® de portainjertos enanos a semienanos, precoces y productivos (Cass, Clare, Clinton, Crawford, Lake) y varios portainjertos semivigorosos, menos precoces (Lincoln, King). Las púas de cerezo dulce y guindo ácido injertadas en portainjertos enanos o semienanos muestran niveles de vigor relativo que varían de un lugar a otro, según los resultados obtenidos hasta ahora en los ensayos de investigación coordinados por el proyecto NC140 en Norteamérica. Los rendimientos relativos también han variado según el lugar y el año (debido al significativo impacto de fenómenos climáticos extremos en ciertos lugares). En general, los niveles de vigor y productividad son comparables a los exhibidos por los árboles de Gisela® 3 y Gisela®.

En varios sitios, el chupón (suckering) ha sido excesivo en Clare y significativo en Cass y Lake, observándose en general un chupón mínimo en Clinton y Crawford (similar a Gisela® 3 y 5). Sin embargo, serán necesarios -al menos- tres años más de ensayos y otras observaciones de campo antes de poder hacer recomendaciones concretas a los productores.

DESARROLLO DE PORTAINJERTOS PARA CEREZO

La mejora y selección de portainjertos de cerezo dulce (Prunus avium) y agrio (P. cerasus) dio un gran salto adelante durante las últimas décadas del siglo XX, cuando el grupo de investigación dirigido por el profesor Werner Gruppe, en la Universidad Justus Liebig de Giessen, Alemania, adoptó un enfoque metódico para crear una serie de híbridos interespecíficos de Prunus que conferían una serie de niveles de vigor (y otros rasgos) a las variedades injertadas.

Hasta ese momento, la mejora de los portainjertos de cerezo se había relegado -en gran medida- a la selección de plántulas o clones de P. avium, P. mahaleb o P. cerasus que presentaban rasgos de compatibilidad de injerto y/o adaptabilidad al suelo ligeramente mejorados, pero poca o ninguna reducción del vigor ni una mejora significativa de la precocidad o la productividad.

Las primeras hibridaciones considerando una gama más amplia de especies incluyeron
el cruce de P. avium con P. pseudocerasus (que dio lugar a Colt) y con P. mahaleb (que dio lugar a la serie de portainjertos MxM [Mahaleb×Mazzard]). En un principio se pensó que el portainjerto Colt limitaba el vigor, pero en condiciones de buen regadío (o de lluvia frecuente), en realidad promueve el crecimiento con el mismo vigor que los portainjertos de semillero estándar.

Posteriormente, la incorporación de otras especies de Prunus y los cruces interespecíficos, como los de la Universidad de Gembloux (Bélgica), que utilizaron P. canescens, P. dawyckensis, P. incisa y P. serrula, lograron una reducción significativa del vigor (dando lugar a Inmil, Damil y Camil). Sin embargo, fueron los cruces realizados por Hanna Schmidt en el programa de Giessen los que crearon la serie de portainjertos comercializada con el nombre de Gisela®, que proporcionó una amplia gama de portainjertos relativamente exitosos, desde enanizantes (Gisela® 3) a semienanizantes (Gisela® 5) y semivigorosos (Gisela® 6 y 12).

De los diversos cruces interespecíficos realizados en el programa de Giessen, los que finalmente se liberaron para uso comercial fueron todos provenientes de P. cerasus× P. canescens o el cruce inverso. Más recientemente, se han liberado otros dos portainjertos productivos y precoces, el semivigoroso Gisela→ 13 (P. cerasus×P. canescens) y el de vigor casi completo Gisela® 17 (P. canescens× P. avium). Gisela® 3, 5 y 6 se han comportado muy bien en zonas templadas de Europa y Norteamérica; sin embargo, en zonas de clima mediterráneo cálido y seco, como California, España y las regiones V y VI de Chile, tienden a mostrar un estrés significativo. Gisela® 12, 13 y 17 se han comportado adecuadamente en tales condiciones con un riego bien gestionado.

SISTEMAS DE HUERTO DE ALTA DENSIDAD

La disponibilidad generalizada de estos portainjertos Gisela® estimuló -posteriormente- una innovación significativa en los sistemas de producción de huertos de cerezo dulce, proporcionando los materiales vegetales adecuados para las técnicas de formación de alta densidad, así como catalizando estudios sobre la fisiología reproductiva del cerezo que avanzaron significativamente el potencial de mejora de los rendimientos y la calidad de la fruta. En Estados Unidos, entre 1995 y 2020, la producción de cerezas dulces aumentó un 97% y la productividad de los huertos (medida por el rendimiento medio por acre) aumentó un 31%. Sin duda, los avances genéticos concurrentes en variedades de púa autofértiles también han contribuido a estos logros, pero la llegada de árboles más pequeños y eficientes en mano de obra abrió la puerta a muchos más potenciales productores de cerezas en todo el mundo.

Otros esfuerzos de hibridación interespecífica de portainjertos de cerezo -de finales del siglo XX-incluyeron el programa Pillnitz en Alemania oriental dirigido por Brigitte Wolfram (que finalmente dio lugar a los portainjertos PiKu®) y el prolífico programa ruso de portainjertos de frutales de hueso dirigido por Gennadiy Eremin (que dio lugar a los portainjertos de cerezo Krymsk®).

Los portainjertos Krymsk® se seleccionaron en condiciones de secano y tienden a desarrollar sistemas radiculares más extensos que los portainjertos Gisela® 3, 5 y 6. Son un poco menos precoces que los portainjertos Gisela®, pero muestran un mejor anclaje y crecimiento -que Gisela® 6- en condiciones cálidas y secas, dentro de la clase semivigorosa. En algunos suelos, Krymk® 5 tiende a emitir chupones en exceso, mientras que Krymsk® 6 presenta menos chupones, pero aún más que los portainjertos Gisela®.

Con Krymsk® 5 y 6, que son hipersensibles a los virus de la poda enana (PDV) y de la mancha anular necrótica del prunus (PNRSV), deben utilizarse brotes libres de virus. Krymsk® 7, una introducción más reciente, confiere casi pleno vigor, pero, según se informa, con menos chupones y ninguna sensibilidad a PDV o PNRSV. A finales de la década de 1990, Amy Iezzoni, obtentora de guindos ácidos de la Universidad Estatal de Michigan, comenzó a evaluar docenas de sus cruces y germoplasma de guindos ácidas para determinar su potencial como portainjertos de cerezo. El resultado fue la serie de portainjertos Corette®, que se ha lanzado recientemente para su evaluación y posible comercialización.

Existen otros programas internacionales de mejora de portainjertos de cerezo en curso, como los portainjertos WeiGi®, que son esencialmente esfuerzos de “próxima generación” basados en material vegetal de los programas de portainjertos Giessen y Weihanstephan (“Weiroot”), y ciertamente importantes esfuerzos de mejora interespecífica en China (de los que es difícil obtener buena información, y mucho menos material vegetal para evaluación internacional). Sin embargo, esta será principalmente, una actualización de lo que se sabe actualmente sobre la serie Corette®.

SERIE CORETTE® DE LA UNIVERSIDAD ESTATAL DE MICHIGAN

Las accesiones actuales de la serie incluyen Cass, Clare, Clinton, Crawford, Lake, Lincoln y King. Están licenciados a North American Plants, Inc. y Sierra Gold Nursery en Estados Unidos; al Grupo Agromillora en la Unión Europea, el Reino Unido y Sudamérica; y a Global Plant Variety Administration Ltd en Nueva Zelanda.

Aunque la facilidad de propagación por púas fue uno de los criterios de selección de estos portainjertos clonales, hoy en día se propagan mediante cultivo de tejidos y son compatibles con injertos de cerezo dulce y agrio.

Son tolerantes al PDV y al PNRSV (virus). El patrimonio de cada portainjerto es el siguiente (O.P. = polinización abierta):

► Cass (alias Corette® 1) – O.P. (presunto híbrido natural de P. cerasus, P. avium, y/o P. fruticosa), semilla recolectada en Hungría.

► Clare (alias Corette® 2) – O.P. (presunto híbrido natural de P. cerasus, P. avium, y/o P. fruticosa), semilla recolectada en Hungría.

► Clinton (alias Corette® 3) – O.P. semilla de Gisela 5 (P. cerasus× P. canescens).

► Crawford (alias Corette® 4) – P. cerasus.

‘Balaton’ (alias ‘Ujfehértói Fürtös’)× ‘Gisela 6’ (P. cerasus x P. canescens)

► Lake (alias Corette® 5) – O.P. (presunto híbrido natural de P. avium, y P. fruticosa), semilla recolectada en Hungría.

► Lincoln (alias Corette® 6) – P. cerasus (‘English Morello’ x ‘Sumadinka’)× P. cerasus ‘Akastoi Korai’.

► King (alias Corette® 7) – P. cerasus (‘English Morello’ x ‘Maliga Emléke’)× P. cerasus (O.P. seedling).

Los portainjertos Corette® se seleccionaron en ensayos iniciales en la Universidad Estatal de Michigan. Corette® 1 a 5, de un ensayo con cerezo dulce ‘Bing’ y Hedelfinger’; Corette® 6 y 7, de un ensayo con guindo ácido ‘Montmorency’.

Hasta la fecha, solo se han probado en algunos ensayos esporádicos de productores en Michigan, Oregón y Washington (Long et al., 2019), además de ensayos de investigación en cerezas dulces y ácidas plantadas en 2017, que son coordinados en todo Estados Unidos a través del Proyecto de Investigación Regional NC140, por el que se espera recopilar datos durante al menos 10 años.

Si bien, aún no se han logrado conclusiones definitivas sobre las diversas características de cada portainjerto, de modo de proporcionar recomendaciones sólidas para circunstancias de producción específicas, ya son evidentes algunas conclusiones generales.

El vigor de los árboles injertados en Cass, Clare, Clinton, Crawford y Lake oscila entre el enanismo (similar a Gisela®3) y el semienanismo (similar a Gisela® 5); los árboles injertados en Lincoln y King son semivigorosos (similares a Gisela® 6). El vigor que muestran los árboles injertados en los cinco primeros portainjertos varía de un lugar a otro y, posiblemente, también entre las variedades de púa. Por consiguiente, el tipo de suelo y/o la gestión del agua pueden influir significativamente en el vigor relativo de cada portainjerto.

Michigan cuenta con dos lugares de ensayo NC140 con cerezo dulce ‘Benton’ como púa (cerca de Sparta [SP] y en el noroeste [NW], cerca de Traverse City). El suelo de SP es franco-arcilloso con una excelente fertilidad y capacidad de retención de agua, mientras que el suelo del NW es muy arenoso y propenso a condiciones de estrés hídrico durante periodos de sequía. Los sistemas radiculares se desarrollan tanto bajo precipitaciones periódicas a lo largo de la temporada (promoviendo sistemas radiculares más extendidos) como bajo riego por goteo durante las sequías (limitando la actividad del sistema radicular al bulbo mojado de los emisores).

Luego de siete años, los árboles sobre el portainjerto Lake tienen un tamaño casi idéntico en los dos sitios, mientras que los sobre Cass, Clare y Gisela® 3 son un 50% más grandes en SP (que en NW) y los de Gisela® 5 son un 140% más grandes en SP. Esto resultados sugieren que Lake puede ser más tolerante que Gisela® 5, Cass, Clare, o Gisela® 3 al estrés hídrico y/o a la baja disponibilidad de nutrientes. No hay suficientes árboles de ‘Benton’ sobre Clinton o Crawford para hacer comparaciones similares. En SP, los árboles de Lake eran más pequeños que los de Gisela® 5, Cass y Clare, y más grandes que los de Clinton o Gisela® 3. En NW, los árboles de Lake eran los más grandes, seguidos de los sobre Cass, Gisela® 5, Clare y Gisela® 3.

Los sitios de Michigan con cerezo ácido ‘Montmorency’ se encuentran en la misma ubicación noroeste (NW), pero el segundo lugar es una ubicación suroeste (SW) similarmente arenosa. En ambos lugares, los árboles de ‘Montmorency’ más grandes estaban sobre Lake; en el SW, los árboles sobre Clare tenían un tamaño similar a los sobre Lake, seguidos por los sobre Clare, Cass, Gisela® 5, Crawford y Clinton. Sin embargo, en el NW, a continuación de los árboles sobre Lake, los sobre Gisela® 5, Cass y Clare eran ligeramente más pequeños, luego seguidos de Crawford y Clinton. En los ensayos NC140 de Wisconsin, los árboles ‘Montmorency’ sobre Lake fueron los más pequeños, mientras que en Utah y Nueva York fueron intermedios entre los portainjertos. Los árboles sobre Gisela® 5 fueron los más grandes en Wisconsin, Utah y Nueva York.

En Michigan, Cass, Clare, Clinton, Crawford y Lake también tienden a promover una precocidad y una productividad igual o superior a Gisela® 5 y similar a Gisela® 3; en tanto que la precocidad y la productividad son mucho menores en Lincoln y King. Con cerezo dulce ‘Benton’, Clinton tiene hasta ahora la mayor eficiencia de rendimiento en Michigan (SP) y Nueva York, y en Michigan (NW) con ‘Montmorency’. Sin embargo, la eficiencia de rendimiento de ‘Montmorency’ es mayor hasta ahora sobre Lake, en Michigan (SW), y sobre Clare, en Nueva York.

Estas comparaciones se basan en datos de sólo 2 a 4 años, debido a cosechas pérdidas por heladas primaverales. Es así que faltan -al menos- tres años de ensayos antes de que puedan obtenerse conclusiones sólidas sobre rendimiento. En varios de los sitios NC140 (Michigan, Nueva York, Utah), está claro que la emisión de chupones puede ser excesiva sobre Clare y significativa sobre Cass y Lake, pero mínima sobre Clinton y Crawford (similar a Gisela® 3 y 5), que son progenie de Gisela® 5 y 6, respectivamente.

LA RELATIVAMENTE NUEVA SERIE WEIGI

Asumida la compatibilidad/incom. Cuando se descontinuó el programa de mejoramiento de Giessen, tras la jubilación de Werner Gruppe, algunas de las selecciones se trasladaron a la universidad alemana de Freising-Weihenstephan, donde ya se había llevado a cabo una selección de portainjertos a partir de cerezos dulces y ácidos -de polinización abierta- que dio lugar a varios lanzamientos comerciales de portainjertos, por ejemplo, la serie Weiroot® (W10, W13, W53, W72, W158, entre otros). Esta colección de materiales constituyó la base del programa de selección de portainjertos del productor Peter Stoppel, que ha generado tres portainjertos de cerezo para su comercialización en Estados Unidos durante la última década:

WeiGi® 1 (alias ‘STO1’) – P. cerasus O.P. (presuntamente P. avium)
WeiGi® 2 (alias ‘STO2’) – P. cerasus x (P. avium× P. canescens)
WeiGi® 3 (alias ‘STO3’) – P. cerasus x (P. avium× P. canescens)

Los tres portainjertos están supuestamente bien adaptados a condiciones cálidas y secas, pero aún no se han probado masivamente en EE.UU. WeiGi® 1 se considera entre semienano y semivigoroso, similar a Gisela® 6; WeiGi® 2 se considera entre enano y semienano, entre Gisela® 3 y Gisela® 5; WeiGi® 3 se considera semivigoroso, similar a Gisela® 12. Sin embargo, los supuestos rasgos de precocidad, productividad y adaptabilidad enumerados en las patentes aún no han sido confirmados en ensayos estadounidenses.

UNA GAMA COMPLETA DE CONTROL DEL VIGOR

El mejoramiento genético de portainjertos de cerezo -en los últimos 40 años- ha logrado una gama completa de control del vigor, así como de la precocidad y la productividad. Esto ha sido particularmente importante para las cerezas dulces producidas para mercados frescos, ya que Prunus avium es genéticamente un árbol forestal grande, no precoz, apicalmente dominante, con frutos pequeños y delicados, y, por tanto, naturalmente ineficiente respecto de la mano de obra para la cosecha. Con árboles más pequeños y una mayor productividad, se requiere un manejo hortícola más intensivo para lograr el equilibrio necesario en la relación superficie foliar- fruto para obtener el tamaño y la calidad de fruto deseado. Los portainjertos precoces y enanizantes hicieron posible simplificar las copas de los árboles de cerezos dulces para estimar, cuantificar y gestionar mejor la carga frutal con el fin de producir buenos rendimientos de frutos grandes, lo que ha conducido a un aumento sin precedentes de la producción en todo el mundo durante los últimos 30 años.

Durante este tiempo, las innovaciones en las técnicas de formación de la copa, como el ‘Kym Green Bush’ (KGB) peatonal y el ‘Upright Fruiting Offshoots’ (UFO) de pared frutal, también han logrado arquitecturas de copa menos vigorosas, simplificadas y altamente estructuradas, incluso sobre portainjertos semivigorosos a vigorosos.

Los futuros esfuerzos de mejoramiento genético de portainjertos deberían basarse en los paradigmas actuales: 1) precocidad, 2) productividad y 3) diversos niveles de vigor, para seguir avanzando en rasgos como la adaptación a condiciones específicas del suelo (ej. mayor pH), mayor eficiencia de absorción de nutrientes clave (ej. calcio) y una mayor resistencia a los estrés climáticos (por sequía, altas temperaturas estivales o invernales, entre otros), a medida que se hace más evidente el impacto de un clima cambiante y con una mayor incidencia de fenómenos extremos.