González Castañón, María Luisa

citaREA Repositorio Electrónico Agroalimentario

LA BIOTECNOLOGÍA EN LA MEJORA DEL AZAFRÁN(CROCUS SATIVUS)María Luisa González CastañónUnidad de Tecnología en Producción Vegetal; Centro de Investigación y Tec-nología Agroalimentaria (CITA), Avda. Montañana 930; 50059 Zaragoza.(mlgonzalez@aragon.es)1. Introducción1.1 Características y problemática de la  planta del  azafránCrocus sativus que significa crocus cultivado no se ha encontrado enforma silvestre ni naturalizado. En los lugares que se abandona el cultivodegenera y muere. De esta forma la extinción de un amplio número de va-riedades de azafrán supone para su investigación la pérdida de unos genesque posiblemente aportarían cualidades agronómicas importantes.Las flores del Crocus sativus contienen estigmas que una vez secos seconocen como azafrán. Se utilizan como condimento para colorear y darsabor y aroma a los alimentos. El componente más importante de estosestigmas es la crocina, un pigmento amarillo que se utiliza como colo-rante natural en la alimentación  y al que se le atribuyen otras muchaspropiedades. Los pigmentos carotenoides  responsables del color son lacrocina y crocetina, también contienen sustancias incoloras, safranal,  quees el que da un olor característico. La picrocrocina es el componente res-ponsable del gusto amargo del azafrán. El azafrán es una planta triploide y por lo tanto estéril, que el agricul-tor reproduce a través de su cormo. La reproducción vegetativa conserva indefinidamente el genotipo. Porlo que la vía de la selección clonal está mermada, al haber desaparecidoel cultivo en muchas zonas y no existir clones genéticamente diversos enlos que buscar genotipos de interés. Tampoco existen colecciones o bancos de germoplasma de azafrán, yademás, no resulta fácil el intercambio de material de élite. Los nuevos genotipos en el azafrán han de conseguirse necesariamentepor técnicas in vitro. Las técnicas de cultivo in vitro han sido incorpora-LA BIOTECNOLOGÍA EN LA MEJORA DEL AZAFRÁN (CROCUS SATIVUS) 13das con éxito a los programas de mejora en plantas con propagación ve-getativa. Es posible que se hayan producidos variaciones en el azafrán  peroestas son difíciles de detectar en un genotipo triploide. Las mutaciones  nose distribuyen entre cormos porque no existe multiplicación sexual por se-millas. A lo largo de los años  se  fueron acumulados en poblaciones y fue-ron guardadas por los agricultores de los distintos países.La  selección clonal y  la combinación con especies afines silvestres esel futuro.Por lo tanto los nuevos genotipos y su detección han de conseguirsepor técnicas  de cultivo in vitro en las que se consigan individuos haploi-des en los que puedan manifestarse los caracteres recesivos de interés.1.2 Descenso en la producción por problemas económicos• Mano de obra.• Problemas de mercados.• Competencia con otros Países.Se corre el riesgo de que no sólo se pierda la hegemonía en Europapara venta del azafrán con fines culinarios sino que otros países aprove-chen el vacío actual de un desarrollo del producto para la industria far-macéutica y usos médicos.1.3 Descenso en la producción por Problemas agronómicosEntre las causas se pueden citar.• el estado de los cormos con diversas infecciones internas,• el uso inadecuado de tierras,• las enfermedades propias del cultivo,• la competencia con otros cultivos.2. Mejora del cultivoPara mejorar la producción del azafrán se necesitaría actuar en varioscampos.14 PROYECTO MEJORA INTEGRAL DEL CULTIVO DE AZAFRÁN DEL JILOCA• Dentro de la propia planta:– Incrementando el número de flores por planta,– Aumentando el tamaño del estigma en  longitud y espesor.• Aumentando el porcentaje de colorante y aromas.• En la elección de los cormos sanos y más vigorosos.• Obteniendo un proceso de multiplicación eficaz.2.1 La biotecnología en la mejora del azafránLa elección de los cormos sanos y más vigorosos para realizar las nue-vas plantaciones es el factor más importante para mantener un cultivoproductivo.Se necesita un proceso de multiplicación eficaz poniendo a disposiciónde los agricultores el material de plantación en un periodo más corto queel utilizado tradicionalmente (ciclos de tres o cuatro años).El cultivo de tejidos in vitro es una herramienta apropiada para lo-grarlo.2.2 Para incentivar el cultivo se proponeUna propagación masiva y eficaz de cormos libres de patógenos. Ob-teniendo  cormos saneados utilizando el cultivo de meristemos y ovariosin vitro.Incrementar la tasa de multiplicación   mediante técnicas de cultivo invitro, en concreto la embriogénesis somática.Diversificar  la utilidad de los productos extraídos  del azafrán parausos en parafarmacia y medicina con la producción de crocina sobre  ca-llos y estigmas crecidos  in vitro.3. Multiplicación de Crocus sativus • Crocus sativus sólo se multiplica vegetativamente.• Cada año nuevos cormos hijos se desarrollan encima del cormomadre.• El índice de multiplicación es de 3-4 cormos por cormo madre y poraño.LA BIOTECNOLOGÍA EN LA MEJORA DEL AZAFRÁN (CROCUS SATIVUS) 154. Trabajos realizados4.1 Ciclo del azafránSe ha estudiado el desarrollo y funcionamiento de esta especie• La formación de los cormos hijos comienza durante el periodo decrecimiento vegetativo de noviembre a abril.• La brotación de los nuevos cormos requiere un periodo de madura-ción que tiene lugar durante el verano.Se puede resumir en el esquema siguiente• noviembre——marzo———junio———agosto——octubre.• Periodo vegetativo  Periodo generativo  Letargo  Floración4.2 Factores climáticos y floración • La oscuridad constante no impidió la floración. En condiciones deoscuridad y a 9 ºC los cormos florecieron a las cuatro semanas desu plantación • La iluminación constante inhibió la floración.• Temperaturas  constantes de 25 ºC inhibieron la floración.4.3 El sustrato y  la floraciónLa iniciación floral resultó independiente del sustrato utilizado (figura 2)Figura 1 A. Cormo de azafrán mostrando por dónde va a dividir. B. Tres cormos hijossobre cormo madre ya seco.A B16 PROYECTO MEJORA INTEGRAL DEL CULTIVO DE AZAFRÁN DEL JILOCA4.4 Selección de cormos según el número de tallos, flores  y hojas• Existe una gran variabilidad entre cormos de una misma especietanto para número de tallos como para número de hojas. (Tabla 1)• Dentro de cada especie, el número de tallos está relacionado con eldiámetro del cormo de partida y refleja el número de cormos  hijos.• Sobre 16 C. sativus seleccionados, el número medio de cormos hijosobtenidos fue 3,56  0,7 variando de 3 a 5.Tabla 1 Número de tallos, flores y hojas por cormo obtenidos  al añode cultivoFigura 2 A. Flores de Cr. sativus en perlita. B. flores en vermiculita.A sustrato perlita B sustrato vermiculitaEspecie nº cormos Tallos/ Flores/ Hojas/cormo cormo talloC. cartwrightianus “Albus” 20 1,90,9 3,30,6 15,27,5C. sativus 60 4,41,6 5,70,7 19,85,5C. sativus selección 44 2,71,4 3,20,9 14,313,14.5 Obtención de cormos saneados utilizando el método de  micro propaga-ción in vitroEmbriogénesis somática.Se estableció un protocolo para la clonación, vía embriogénesis, delos cormos seleccionados.LA BIOTECNOLOGÍA EN LA MEJORA DEL AZAFRÁN (CROCUS SATIVUS) 17El material utilizado fue:– Ovarios de cormos antes de la apertura floral.– Ovarios de cormos después de la apertura floral.18 PROYECTO MEJORA INTEGRAL DEL CULTIVO DE AZAFRÁN DEL JILOCAFigura 3 A. Cormos de azafrán antes de la apertura floral. B. cormos de azafrán conflores abiertas.Figura 4 A. C. sativus,  B. C. cartwrightianus “Albus”,  y  C. C. serotinus (azafrán se-rrano).A BObtención de cormos in vitro.Se utilizaron cormos de 0,8 -1,0 cm de diámetro.Se estudian tres especies: C. sativus, C. cartwrightianus “Albus” y C.serotinus (azafrán serrano).Figura 4Los medios de cultivo utilizados contenían auxinas y citoquininas.El material sembrado se mantuvo en oscuridad a 8-10 º C.A B CLA BIOTECNOLOGÍA EN LA MEJORA DEL AZAFRÁN (CROCUS SATIVUS) 194.5.1 ResultadosEmbriogénesis somática• Un 3% de los ovarios sembrados y tomados de flores antes de abrirprodujeron callos embriogénicos, Figura 5A• Sólo se obtuvieron 1,5% de callos embriogénicos cuando los ovariosse tomaron de flores abiertas.Multiplicación de cormos in vitro.• 32 cormos, de los 130 sembrados desarrollaron cormos hijos a lostres meses de cultivo.• En la figura 5 B se  muestran los obtenidos de C. serotinus.4.5.2 Ventajas de la micropropagación• La técnica de micropropagación ofrece una alternativa que permi-tiría la producción de cormos de material seleccionado en ciclos másrápidos de 3-4 meses. El material obtenido será homogéneo y sane-ado desde el punto de vista fitosanitario.• El crecimiento de callos in vitro ofrece la posibilidad de obtener ma-terial de Crocus sativus y de otros Crocus afines para la extracciónde crocina.Figura 5 A. Callos cormogénicos B. Cormos con tallos de Crocus serotinus.A BEspecie Nº cormos Lugar Fecha MultiplicadoC. nudiflorus 7 Asturias Oct.2008 siC. serotinus 10 Cantabria, Asturias Set 2010 noC. vernus Subsp. albiflorus 5 Huesca Junio 2010 noAgradecimientosA D. Jose Antonio Fernández por su amable suministro de materialvegetal de cormos de Crocus sativus seleccionados de su colección de Cas-tilla La Mancha.4.6 Recolección de otras especies de Crocus afines al azafrán Crocus sativusEn la tabla 2 se recogen los lugares y número de cormos recolectados. Tabla 2 Especies de Crocus recolectadas y multiplicadas20 PROYECTO MEJORA INTEGRAL DEL CULTIVO DE AZAFRÁN DEL JILOCA

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