Maestría en Ciencias en Horticultura
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Objetivo: Formar personal con alto nivel académico y responsabilidad social, capaces de participar en la investigación científica instituyendo líneas de investigación y dirigiendo grupos de investigadores, para generar conocimiento en forma original e innovadora, cumpliendo con una función de liderazgo intelectual en el ámbito hortícola del país.
Líneas de investigación del programa:- Sistemas de Producción en Horticultura
- Recursos Fitogenéticos y Mejoramiento Genético de Hortalizas
- Fisiología y Bioquímica en Horticultura
- Biotecnología en Horticultura
- Nutrición y Fertilidad en especies hortícolas
- Horticultura Protegida
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ItemCaracterización morfológica y molecular de genotipos de amarilis (Hippeastrum Herbert)(Universidad Autónoma Chapingo, 2022-11)Las plantas ornamentales de Hippeastrum, apreciadas por la estética de sus flores, son objetivo de programas de mejoramiento que buscan modificar su apariencia y calidad. Estos programas parten de conocer y describir la variabilidad genética de accesiones molecular y morfológicamente. Los marcadores moleculares ISSR son reproducibles, polimórficos y neutrales; mientras que los descriptores morfológicos evalúan rasgos fenotípicos, la variabilidad observable y la calidad del material. En este estudio se caracterizaron 64 accesiones de Hippeastrum con el objetivo de conocer su variabilidad genética, utilizando 23 iniciadores ISSR y 39 descriptores morfológicos. Se obtuvieron 167 bandas con 88.02 % de polimorfismo y un promedio de 7 bandas por iniciador. Los iniciadores con más bandas polimórficas fueron ISSR1, ISSR3 e ISSR6 con valores de PIC de 0.35, 0.28 y 0.27, respectivamente. Las distancias de Jaccard oscilaron entre 0.30-0.81, y el agrupamiento por varianza mínima de Ward permitió identificar tres grupos con tendencia a asociarse por el ancho de la flor. Con los descriptores morfológicos se realizó un análisis de componentes principales (CPs), identificándose cinco CPs que explicaron el 70 % de la variabilidad total. Las distancias de Gower y el método de Ward produjeron asimismo tres grupos, donde doce características cuantitativas mostraron ser altamente discriminantes para definir la agrupación explicando el 72 % de la variabilidad. Entre accesiones y grupos, los rasgos fueron estadísticamente diferentes donde los grupos se separaron entre sí por sus colores principales y patrones de distribución en la flor. El análisis de cruzamiento entre dendogramas tuvo una coincidencia del 46 %, sugiriendo la complementación de ambas caracterizaciones para seleccionar genotipos y planear y diseñar programas de mejoramiento.
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ItemEnzimas de resistencia en especies silvestres de Solanum spp.(Universidad Autónoma Chapingo, 2020-03-16)La papa (Solamun tuberosum) pertenece a la familia de las Solanáceas su centro de origen se ubica en la región de las montañas andinas del sur de américa. Existen cinco mil variedades de papa en el mundo de las cuales tres mil se han encontrado en Perú, Bolivia, Ecuador, Chile y Colombia (Hijmans y Spooner, 2001). Es el cuarto cultivo más importante a nivel mundial, después del trigo, arroz y maíz (Ezekiel, et al., 2013). La principal enfermedad que ataca a este cultivo es el tizón tardío causada por el oomiceto Phytophthora infestans. En condiciones de humedad y temperaturas de 10 a 20 °C puede causar severos daños al desarrollo y rendimiento de la planta (Fry, 2008). Esta enfermedad puede afectar negativamente a este cultivo originando efectos devastadores como los ocurridos en la década de 1840 donde más de un millón de irlandeses murieron y cientos de miles migraron hacia los Estados Unidos y demás países europeos debido al daño que causó el tizón tardío a los cultivos de papa (Zadoks, 2008). En la actualidad esta enfermedad es considerada una amenaza ya que el patógeno produce estructuras de propagación asexual (esporangios y zoosporas) las cuales son fácilmente dispersadas por el viento y la lluvia, además de que la reproducción sexual de este oomiceto produce oosporas que pueden sobrevivir por largos periodos (Brylinska, et al., 2016). El número de cultivares utilizados en plantaciones comerciales no ha sido suficiente para reducir las pérdidas que esta enfermedad provoca a los agricultores, ya que los cultivares desarrollados en el siglo XIX y principios del XX proveyeron una estrecha base genética. Hasta el final del siglo XX el germoplasma disponible consistió en un pequeño número de cultivares de papa resistentes a tizón tardío (Colon, 1994) y para la década de los 80s el 77 % de los cultivares europeos (incluyendo Rusia) y norteamericanos habían introducido genes resistentes a P. infestans provenientes sólo de S. demissum (Zoteyeva, et al., 2012). El Instituto Vavilov de Recursos Fitogenéticos (VIR) inició la colecta de especies silvestres de papa en el año de 1926 en México, Guatemala, Colombia, Perú, Bolivia y Chile (Zoteyeva, et al., 2012). Durante 1998-2000 el Instituto de Fitomejoramiento y Aclimatación en coordinación con el Instituto Nacional de Investigación IHAR-PIB (Polonia) utilizaron las semillas colectadas para reconstruir las accesiones del VIR con apoyo financiero del CEEM (CornellEastern Europe-Mexico) proyecto enfocado al control de tizón tardío (Zoteyeva, et al., 2012). Actualmente el VIR cuenta con 2300 variedades de papa de las cuales 320 han sido mejoradas en Rusia y países vecinos (Antonovaa, et al., 2016). Los factores bióticos y abióticos afectan el desarrollo y rendimiento de los cultivos (Hakeem, et al., 2012; Mahajan y Tuteja 2005). Por lo que las primeras barreras de defensa de la planta ante el ataque de patógenos son la pared celular y cutícula, además de deposiciones de minerales, lignina y calosa las cuales protegen a la planta de amenazas externas (Malinovsky, et al., 2014; Song, et al., 2016). No obstante, durante la interacción planta-patógeno la planta genera una Reacción Hipersensitiva (HR) que desencadena muerte celular programada (PCD) del tejido cercano a la zona de infección y la síntesis de especies reactivas de oxigeno (ROS) (Serrano, et al., 2014). El ataque de P. infestans activa una gran cantidad de genes que codifican enzimas que participan en las rutas metabólicas relacionadas con la defensa de la planta como los fenilpropanoides y alcaloides. (Wang, et al., 2005). Sin embargo, para eliminar los efectos de ROS, las células activan el metabolismo anti-oxidativo. Catalasa (CAT), peroxidasa (POD) y superóxido dismutasa (SOD) son enzimas que forman parte de este metabolismo. Como parte del sistema de defensa no enzimático los polifenoles son compuestos no proteínicos que contribuyen a eliminar a las especies reactivas de oxigeno (Foyer y Noctor, 2013). Por otra parte, los compuestos fenólicos son productos del metabolismo secundario de las plantas y son esenciales para el crecimiento y reproducción además de que forman parte del sistema de defensa de la planta y contribuyen a la pigmentación (Naczk y Shahidi, 2004). Algunas enzimas como la polifenol oxidasa (PPO) y peroxidasa (POD) se relacionan con la oxidación de compuestos fenólicos catalizando la oxidación de fenoles en quinonas, las cuales se polimerizan para formar pigmentos oscuros (Vaughn, et al., 1998). Otros compuestos sintetizados bajo altas concentraciones de ROS son el ácido salicílico (AS) así como la fenilalanina amonio-liasa (PAL) la cual es la primera enzima de la ruta de los fenilpropanoides la cual sintetiza el ácido trans-cinámico precursor del AS (Koukol y Conn, 1961). Cabe mencionar que alta actividad de enzimas antioxidantes son consideradas un potencial bioquímico de la planta para resistir el daño oxidativo (Gill y Tuteja, 2010; Maksimovic, et al., 2013). El objetivo de la presente investigación fue cuantificar el contenido de fenoles totales (FEN) y ácido salicílico (AS) así como la actividad de las enzimas fenilalanina amonio-liasa (PAL), catalasa (CAT), peroxidasa (POD), superóxido dismutasa (SOD) y polifenol oxidasa (PPO) en accesiones silvestres de papa Solanum tuberosum spp.). Obtenidas del Instituto Vavilov de Recursos Fitogenéticos (VIR) en respuesta al ataque del oomiceto Phytophthora infestans.
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ItemMetabolómica de antioxidantes en germinados de maíces pigmentados (Zea mays L.).(Universidad Autónoma Chapingo, 2020-05-19)La síntesis de fitoquímicos en plantas comienza durante la germinación de la semilla Existe una correlación directa entre el consumo humano de alimentos con altas cantidades de compuestos fenólicos, con una reducción en el riesgo de padecer enfermedades crónicas y degenerativas, debido a su acción antioxidante. El maíz tiene una alta concentración de compuestos con actividad antioxidante. Sin embargo, estos compuestos bioactivos se encuentran ligados a pared celular (+85%), por lo que no todos son biodisponibles. Se analizó la metabolómica de los fenoles libres acumulados durante la germinación en dos variedades nativas de maíz (grano rojo y azul) colectadas en Chilchotla, Puebla, México. Con el propósito de encontrar las condiciones que promueven la mayor concentración de fenoles libres (CFL) en los germinados de maíz, primero se buscó un método de desinfección adecuado para la semilla, a base de hipoclorito de calcio (0.2% y 0.4%) y de plata coloidal (1.4 y 2.8 ppm) que eviten problemas de inocuidad en los germinados (incidencia de patógenos), no afecten la calidad fisiológica de la semilla ni la acumulación de fenoles libres. Luego, se cultivaron germinados en diferentes niveles de temperatura en su desarrollo (10°, 25° y 30°C), tiempo de siembra a cosecha (7, 14, 21, 28, 35, 42 y 49 días para 10°C, y 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7 días para 25° y 30°C) y variedades de maíz; y finalmente, se corrió el análisis metabolómico a las muestras obtenidas del experimento factorial. La plata coloidal a 1.4 ppm fue el mejor tratamiento de desinfección para maíz (PI=13.5%) sin afectar la calidad fisiológica de la semilla ni su metaboloma (PG=92.5% y CFL=246.905mg/100g de harina de germinado). La concentración de fenoles libres en los germinados de maíz azul (973.69 mg/100g de germinado) fue mayor que en los de maíz rojo (756.29 mg/100g de germinado), tras 7 días de crecimiento a una temperatura de 25°C. Al seleccionar dos rangos de frecuencia de RMN conocidos asociados con fenoles y tocoferoles, hubo un sistemático incremento lineal (T=25°C) o modular (T=30°C) de S/SO en función de la temperatura y del tiempo después de la siembra (días), a su vez relacionado con una desintegración de LWHH inversa dependiente del tiempo de resonancia de agua que sugieren fuertemente la tasa y disponibilidad de producción de antioxidantes durante la producción de germinados.
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ItemCrecimiento, rendimiento y calidad de chile habanero (Capsicum chinense Jacq.) bajo condiciones de malla sombra de colores(Universidad Autónoma Chapingo, 2021-05-01)El chile es parte importante de la alimentación y cultura de México. El chile habanero Capsicum chinense Jacq. destaca por su pungencia y aportación de compuestos antioxidantes. Es una hortaliza cultivada en campo, invernadero y casas sombra. Los objetivos de este trabajo fueron determinar si algún color de malla sombra en invernadero permite incrementar el crecimiento, rendimiento y la calidad del fruto y determinar si el uso de malla sombra de algún color en invernadero, puede ser un sistema de producción que permita incrementar el rendimiento y calidad del chile habanero. El cultivo se desarrolló en invernadero, con un sistema hidropónico abierto. Se utilizaron semillas de chile habanero maya Mayan Ba’alché. Los tratamientos consistieron en modificar la cantidad y calidad de luz que recibieron las plantas, mediante mallas sombra de colores verde, beige, azul, negro y el tratamiento testigo sin malla. Se evaluaron el peso fresco y seco de la parte aérea, raíz y frutos, el área foliar por planta y la relación parte aérea/raíz; en las hojas se cuantificaron el peso específico, azucares solubles totales y compuestos fenólicos. En frutos, se determinó la concentración de compuestos fenólicos, flavonoides totales y capacidad antioxidante. El uso de la malla beige incremento en 22 % el peso seco de la parte aérea, en comparación con el testigo. El tratamiento testigo presentó 37 % más peso seco de raíz y 25 % más peso específico de la hoja, que los demás tratamientos. La mayor área foliar fue obtenida con las mallas verde y negra, 70 % y 67 %, respectivamente. En el tratamiento con malla negra se encontró el mayor valor de la proporción parte aérea:raiz, con un aumento del 262 %, respecto al tratamiento testigo. El uso de malla beige presentó 15 % más frutos, con un 15 % de mayor peso fresco y 40 % más concentración de flavonoides; la mayor capacidad antioxidante, 25 % superior, se observó en los frutos del tratamiento testigo.
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ItemManejo de esquejes enraizados para la producción de jitomate en alta densidad de población, bajo invernadero e hidroponia(Universidad Autónoma Chapingo, 2020-12-14)El jitomate (Solanum lycopersicum L.) es una hortaliza de importancia nacional y mundial, y la más cultivada bajo invernadero. En la Universidad Autónoma Chapingo se ha desarrollado tecnología de producción hidropónica bajo invernadero orientada a incrementar el rendimiento del cultivo y a acortar su ciclo mediante trasplantes tardíos, despunte de las plantas a tres racimos y alta densidad de población, obteniéndose rendimientos de 500 t∙ha-1∙año-1. Sin embargo, esta tecnología ocupa elevadas cantidades de semilla híbrida de alto precio, lo que incrementa los costos de producción. En esta investigación se establecieron tres experimentos para contribuir al desarrollo de un protocolo de producción de esquejes como alternativa al uso de semilla botánica. Se evaluó el crecimiento y rendimiento de plantas provenientes de esquejes con seis edades de trasplante: 20, 25, 30, 35, 40 y 45 días respecto a plantas obtenidas de semilla híbrida con cuatro edades: 30, 35, 40 y 45 días; se compararon esquejes enraizados en sustratos sólidos: Peat-Moss, tezontle rojo y mezcla de éstos, contra esquejes enraizados directamente en solución nutritiva; además se evaluó el efecto de podar una, dos o ninguna inflorescencia del esqueje sobre dichas variables. En cada experimento se utilizó un diseño experimental en bloques completamente al azar con cuatro repeticiones y diez plántulas por unidad experimental. Se realizaron análisis de varianza y comparación de medias (Tukey, p≤0.05). En cada caso se obtuvieron plántulas de calidad para el trasplante sin efectos importantes de tratamientos. Entre plantas provenientes de esquejes y de semillas no hubo diferencias en rendimiento y sus componentes; tampoco hubo diferencias debidas al enraizamiento en sustratos sólidos o en solución nutritiva, o por la remoción o no de inflorescencias del esqueje. Se concluyó que los esquejes enraizados son una alternativa viable para la producción de jitomate en altas densidades de población.