Como parte de la agenda de investigación en la Red de Cacao, se han venido desarrollando dos macroproyectos: uno, orientado hacia el mejoramiento genético de la especie; y, el otro, hacia el desarrollo de tecnologías que contribuyan al fortalecimiento del sistema productivo mediante mejores prácticas agrícolas. Estos dos macroproyectos buscan mejorar la productividad, la inocuidad y la resistencia a las enfermedades más limitantes del cultivo, aprovechando los recursos genéticos disponibles y mediante la generación de mejores prácticas de manejo agronómico.
En el macroproyecto de mejoramiento genético se llevó a cabo la caracterización molecular de 521 accesiones del banco de germoplasma de cacao y de colecciones de trabajo. Así mismo, se caracterizaron 200 accesiones morfológicamente y 100 por características de calidad. Se realizó un análisis filogenético de las especies silvestres hermanas del cacao (género Theobroma) y la distribución de las especies del género en Colombia. Se estandarizaron los protocolos para evaluar las cuatro enfermedades más limitantes del cultivo de cacao. Además, se diseñó una primera plataforma para la evaluación de accesiones de cacao por absorción de cadmio. También, se pudieron estandarizar los protocolos para obtener librerías genómicas reducidas para poder asociar genotipo y fenotipo y así tener marcadores asociados a características de interés. Se estandarizaron protocolos de RNAseq para la obtención de transcriptomas, lo que nos permitirá detectar los genes expresados durante la infección de Phytophthora y Monilia y conocer así los mecanismos de defensa y de respuesta del cacao al ataque de estas dos enfermedades.
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En 2017 se continuarán los ensayos para hacer una genotipificación profunda de 200 accesiones de cacao con el fin de detectar marcadores asociados a los fenotipos. Así mismo, se están adelantando los experimentos de transcriptómica en Phytophthora y pronto se comenzará la experimentación en Monilia. En una nueva plataforma de evaluación de accesiones de cacao por absorción de cadmio, se espera obtener resultados para la absorción diferencial de cadmio (Cd) de diferentes accesiones. El material vegetal de la plataforma servirá para evaluar la expresión de los genes implicados en el transporte de cadmio y, además, mirar la relación con microorganismos endófitos y la acumulación de este metal pesado. Accesiones del banco de germoplasma serán evaluadas por respuesta a las principales enfermedades Monilia, Phytophthora, Ceratocystis y escoba de bruja. Se espera también identificar uno o pocos genes que sirvan como marcadores de la compatibilidad entre individuos de cacao.
En 2016, luego de la inscripción de las pruebas de evaluación agronómica (PEA) de nueve clones regionales establecidas en cuatro localidades de la montaña santandereana y el Magdalena Medio, se logró el registro por parte del ICA de los genotipos TCS 13 y 19 como nuevos materiales comerciales.
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Adicionalmente, se establecieron las pruebas de ampliación de registro de los clones TCS 01, 06, 13 y 19 para cuatro regiones naturales adicionales. Se completó el establecimiento de dos pruebas de adaptación de 20 genotipos de cacao regional TCS (Teobroma Corpoica La Suiza 20 al 39) en los centros de investigación de Nataima y La Libertad. En 2017 se dará continuidad a la evaluación de variables de crecimiento y producción de los 20 genotipos regionales de cacao establecidos en los cinco centros de investigación de Corpoica. Por otro lado, se continuará con el mantenimiento de las pruebas de ampliación de registro en los centros de investigación del Mira, Motilona, Nataima, El Nus y Turipaná. También se realizará el lanzamiento formal de los genotipos de cacao TCS 13 y 19 para la zona productora de cacao de la montaña santandereana y Magdalena Medio.
Se llevaron a cabo prácticas agronómicas con el propósito de garantizar el buen desarrollo de las cinco familias de hermanos completos y de los clones parentales establecidas en los centros de investigación Palmira y La Suiza. Se secuenciaron los genomas de parentales productivos y resistentes al igual que de poblaciones segregantes con ayuda de USDA-ARS. En las plantas F1 se realizaron observaciones y mediciones sobre plantas individuales; basados en esta caracterización, se llevó a cabo una preselección de árboles, dentro de cada familia, por vigor y productividad. Por otra parte, se obtuvieron nuevos recombinantes entre materiales provenientes del banco de germoplasma y de colecciones de trabajo, utilizando como
parentales materiales genéticos seleccionados a partir de la caracterización fenotípica y genotípica realizada en el macro. Se espera establecer un segundo grupo de familias de hermanos completos en los centros de investigación La Suiza y Palmira y caracterizar los árboles preseleccionados del primer grupo de familias de hermano completos, por resis- tencia a enfermedades, calidad y compatibilidad.
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En cuanto al macro de Sistemas Productivos se tienen varios resultados a destacar. Se determinó que el uso de ramas ortotrópicas y el injerto de púa terminal de aproximación es una tecnología que permite un mayor desarrollo de las plántulas de cacao en vivero con un 42 % más de hojas y 50 % más de ramas emitidas y menores ángulos de inserción, lo cual permite reducir el tiempo de permanencia en vivero y disminuir los costos de manejo. En campo, el material ICS 95 tuvo un comportamiento plagiotrópico con ángulos de inserción y diámetros de copas mayores que el material CCN 51. En el proyecto Manejo Integrado de Plagas y Enfermedades se generó un estudio de la diferenciación geográfica y de la estructura poblacional de Moniliophthora roreri en diferentes áreas productoras del país; adicionalmente se obtuvieron modelos de distribución espacial para
M. roreri, Phytophthora infestans y Carmenta foraseminis, tres de las limitantes fitosanitarias más importantes en el cultivo. Por otra parte, se realizaron estudios sobre la respuesta fisiológica en clones SCA 6 y CCN 51 frente a la infección con P. infestans.
En la parte de beneficio del cacao se realizó una vigilancia tecnológica estableciendo una línea de base teórica para las operaciones de cosecha y poscosecha en cacao. El período de observación va de 1990 a 2016 y el levantamiento se hizo para Santander, Arauca, Nariño, Antioquia, Huila y Cesar.
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Se establecieron curvas de crecimientos para tres materiales en tres zonas montaña santandereana (EET 8, ICS 60, CCN 51), valles interandinos secos (ICS 95, TSH 565, CCN 51) y zona cafetera marginal (ICS 01, EET 8, CCN 51) en donde se determinaron los índices bioquímicos de madurez por material. Además, se estimó la dinámica de poblaciones microbianas durante la fermentación de cacao en tres fincas modelos de Santander, Antioquia y Huila. Se ajustaron los protocolos de preparación de librerías por PCR de la región ITS, preparación de librerías del gen 16SrARN y secuenciación de marcadores moleculares con lo que se estableció la dinámica de las poblaciones microbianas. Se hizo el seguimiento bioquímico de la fermentación en estas fincas, por lo que se va a realizar una correlación entre la dinámica microbiana y los perfiles bioquímicos. Con base en esto, se establecerán las estrategias de cosecha y fermentación del cacao, al tener en cuenta la dinámica bioquímica y microbiológica y los tipos de materiales utilizados.
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Se están revisando estrategias para el manejo del problema del cadmio en cacao. Para ello se ha establecido el origen, principalmente geogénica y antropogénica. Se evaluó un pool de micro- organismos tolerantes a cadmio solubilizadres de potasio, que puede generar ventajas para recolonizar rápidamente los suelos en rizosfera, de los cuales se evaluaron cinco cepas inmovilizadoras (CdiB), sugiriéndose la recomendación de uso de las cepas bioprospectadas Enterobacter sp. CdDB41,
Pseudomonas sp. CdDB50 y Bacillus sp. CdDB70. La evaluación de la absorción de cadmio (Cd) en diferentes patrones en asociación con hongos formadores de micorrizas arbusculares (HFMA) mostraron que las plantas de cacao translocan el Cd fácilmente, es decir, son plantas acumuladoras ya que se encontraron en todos los órganos analizados, sin embargo, el tratamiento inoculado con MA3 (micorrizas nativas) disminuyó la acumulación de cadmio en estos. Se está evaluando el crecimiento y desarrollo de patrones de cacao en etapa de vivero con diferentes niveles de cadmio.
En el proyecto de evaluación de sistemas productivos de cacao, se está analizando el cacao bajo plena exposición solar y bajo sistema agroforestal en los CI Nataima y La Suiza, con el fin de observar el comportamiento de diez materiales de cacao, producto de la investigación de Corpoica, en cuanto a sus parámetros productivos y de calidad. Además, se tiene los resultados del conocimiento de los productores por las especies arbóreas utilizadas en los sistemas agroforestales y el análisis de la biodiversidad funcional de estas especies en tres zonas productoras del país, Antioquia, Nariño y Santander. Para el año 2017, se va realizar el análisis económico de los sistemas agroforestales y su comportamiento productivo.
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Red de Cacao
En el proyecto de manejo integrado de plagas y enfermedades se realizó un estudio de la diferenciación de la estructura poblacional de aislamientos de M. roreri agrupados por origen; de igual manera, se obtuvieron modelos epidemiológicos para Moniliophthora roreri y para Phytophthora palmivora. Otro logro importante fue determinar una autocorrelación espacial de las epidemias de Monilia, lo cual evidencia la necesidad de generar recomendaciones de la distribución de los materiales de cacao de acuerdo con su resistencia y microambientes y topografía de lote y localidades. También, se identificaron potenciales marcadores bioquímicos para la selección por resistencia de materiales de cacao. De acuerdo a la eficacia en el control de enfermedades, se seleccionaron los productos comerciales Antrasin® y Manzate® para ser integrados dentro de las estrategias de manejo P. palmivora
y los productos Nativo® y el Amistar Top® para el control de M. roreri. La cepa Bs006 Bacillus subtilis
se destacó por su eficacia en el control de la incidencia y severidad de Monilia. Respecto al control de plagas, se seleccionó la trampa McPhail con proteína hidrolizada como el método más eficiente de monitoreo para Carmenta foraseminis. Por último, se determinó que las épocas de mayor precipitación están estrechamente relacionadas con el aumento de las poblaciones de C. foraseminis.
Para 2017, se espera obtener un esquema de manejo integrado validado para Phytophthora sp.,
M. roreri y C. foraseminis, un estudio molecular y termodinámico de las actividades microbianas de bioabsorción y biomineralización de Cd y obtención de árboles clonados de cacao de tipo ortotrópico, con mejor arquitectura y amigable para el manejo en campo. Además de la recomendación de un sistema agroforestal de cacao.