Variabilidad fenotípica y genética de Tithonia diversifolia (hemsl.) A. Gray, una planta para la producción animal sostenible en Colombia (2020)
RESUMEN: El presente documento tiene como propósito dar a conocer los resultados obtenidos en el trabajo de investigación: “Variabilidad fenotípica y genética de Tithonia diversifolia (hemsl.) A. Gray, una planta para la producción animal sostenible en Colombia”, desarrollado para optar por el título de Doctor en Ciencias Animales. Con el fin de agrupar los resultados obtenidos en cada una de las temáticas trabajadas, este documento de tesis esta conformado por seis capítulos estructurados en forma de artículos científicos y su objetivo general es evaluar diferentes genotipos de T. diversifolia e identificar aquellos con mayor potencial para la producción forrajera en sistemas con rumiantes. En el primer capítulo se revisa la literatura sobre la diversidad química y agronómica de T. diversifolia y sus usos en la alimentación animal y en otras áreas; el capítulo dos reporta la diversidad genética de esta arbustiva en materiales colectados en Colombia y México, y su potencial para la alimentación de rumiantes; el tercer capítulo evalúa la interacción GxA y la estabilidad de genotipos destacados de T. diversifolia para la producción de biomasa y su composición química bajo diferentes condiciones edafoclimáticas; el cuarto capítulo muestra los resultados de una evaluación in vitro de la dinámica de fermentación y una cuantificación de AGV y CH4 de dietas con la inclusión de diferentes genotipos de T. diversifolia; en el quinto capítulo se describen las fases de crecimiento, desarrollo y reproducción de esta especie junto con su potencial de producción de semilla sexual y su germinación; y finalmente en el sexto capítulo se reporta una evaluación del consumo voluntario y selectividad de los diferentes genotipos estudiados por bovinos en fase de crecimiento. La revisión de literatura se basó en una búsqueda de artículos publicados en revistas científicas durante los últimos 10 años. Se encontró que, desde el punto de vista fitoquímico se han identificado más de 150 compuestos presentes en T. diversifolia, algunos con propiedades farmacológicas o capaces de modular la dinámica de degradación y fermentación en el rumen. También se destaca que T. diversifolia tiene una alta adaptabilidad a condiciones edafoclimáticas adversas lo que puede atribuirse en parte a la capacidad de asociarse con microorganismos diazotróficos del suelo y solubilizadores de fosfatos, además, de su diversidad y plasticidad genotípica y fenotípica. En cuanto al análisis diversidad genética (capítulo Dos), se evaluaron 31 poblaciones seleccionadas y colectadas en Colombia y México. El análisis de diversidad genética se realizó mediante marcadores moleculares ISSR y del gen del citocromo P450 y sus características químicas y morfologías fueron analizadas con estadística multivariada. Los materiales evaluados presentaron diferencias en el contenido de PC (29.4% ± 3.29), EE (1.6% ± 0.67), Ca (2.3% ± 0.2), P (0.6% ± 0.18), FDA (44.99 ± 9.43) y FDN (46.82 ± 12.52). Igualmente, se encontraron diferencias en el peso total de la planta, área foliar, hojas por rama y altura de planta (p<0.05). Finalmente se identificó una amplia diversidad genética con cinco grupos bien definidos y mediana relación geográfica entre materiales, con un índice de Nei de 0.281 y un índice de Shannon de 0.432. La interacción GxA se evaluó en siete genotipos destacados para la producción de MS en tres ambientes y se midieron algunas características químicas y morfológicas. La interacción GxA se estudió con los modelos AMMI y SREG. Para la producción de MS se encontraron diferencias significativas entre los genotipos (p < 0.05), en el análisis GxA la interacción resultó significativa y se observaron efectos del ambiente sobre la productividad (p<0.05). De otro lado, fueron encontrados dos genotipos estables y otros con mayor adaptación a cada uno de los ambientales. En el estudio de la dinámica de fermentación y degradación ruminal, se evaluaron mezclas de siete materiales de T. diversifolia y las gramíneas Cenchrus clandestinus y Urochloa brizantha cv Marandú. La inclusión de T. diversifolia en dietas basadas en U. brizantha mejoró la oferta de nutrientes y modificó los parámetros de dinámica de fermentación (p<0.05); la degradación de la MS se incrementó 4.72 puntos porcentuales frente a dietas únicamente con esta gramínea (p<0.05), las emisiones de CH4 fueron significativamente menores en dietas que tuvieron T. diversifolia (p<0.05) y se disminuyó la relación A:P. En dietas basadas en C. clandestinus, la inclusión de T. diversifolia modificó la composición química de las dietas y la degradación de la MS (p<0.05), pero tuvo poco efecto en los parámetros de dinámica de fermentación y en sus productos. En la evaluación de los aspectos reproductivos los genotipos tuvieron diferencias significativas en todas las variables medidas a excepción del tiempo de secado de aquenios y del porcentaje de semillas rudimentarias (p<0.05). En la producción de semilla sexual, la fertilización tuvo efecto significado (p< 0.05) y en general incrementó el tiempo de las fases evaluadas; con relación al porcentaje de germinación hubo diferencias significativas entre genotipos y entre los tratamientos (p =0.000118), y se encontró que algunos procesos pre-germinativos pueden incrementar el porcentaje de germinación. Finalmente, en las determinaciones de consumo se encontró una ingesta de 0.39 ± 0.045 kg de MS en cada periodo de evaluación con diferencias significativas entre algunos genotipos, pero todos los materiales fueron consumidos. No se encontró diferencias en cuanto al tiempo en el comedero entre los genotipos (p=0.0818). Se concluye que T. diversifolia es una especie que puede ser utilizada como arbustiva forrajera bajo diferentes condiciones edafoclimáticas como suelos ácidos y de baja fertilidad gracias a su alta diversidad genética. A pesar de que se identificó que esta especie ofrece una alta calidad nutricional debido a su baja fibra, alta oferta de nutrientes y degradabilidad existe la posibilidad de seleccionar materiales superiores para el crecimiento y producción de biomasa para condiciones específicas.