Vanilla planifolia: origen, proceso de domesticación y explotación comercial

El género Vanilla Plum ex Miller es uno de los más antiguos, dentro de la familia Orchidaceae. De acuerdo con ^{Bory, Grisoni, et al. (2008)}, hasta 2008 había descritas 110 especies en el género, de estas, 52 se encuentran en América, 31 en Asia y Nueva Guinea, 17 en África, siete en las islas del Océano Índico, y tres en la zona del Pacífico. Sin embargo, en la última década, al menos 16 nuevas especies han sido descritas en América y dos en Asia (tabla 1). Es muy probable que el número de nuevas especies continúe aumentando y que próximamente dispongamos de estudios filogenéticos de estas nuevas especies. De todas las especies del género Vanilla solo tres son cultivadas con fines comerciales, V. planifolia, V. tahitensis y V. pompona (^{Sasikumar, 2010}). V. pompona se cultiva en las islas Guadalupe, Martinica y Dominica, y es utilizada en las industrias cosmética y de fragancias (^{Amiryousefi, et al., 2017}). V. tahitensis es producida en la Polinesia Francesa y, al igual que V. planifolia, se utiliza en las industrias de saborizantes y fragancias (^{Lubiski, Cameron, et al., 2008}); sin embargo, esta última abarca el 95% del mercado mundial (^{Bory, Lubinsky, et al., 2008}). La distribución natural reconocida de V. planifolia incluye a México (Veracruz, Oaxaca, Chiapas, Tabasco y Quintana Roo), Belice, Costa Rica, Guatemala y Honduras, pero su cultivo se ha extendido a regiones tropicales de América Central, América del Sur y Asia Pacífico (^{Soto Arenas & Dressler, 2010}).

Tabla 1 Nuevas especies del género Vanilla descritas del 2010 a 2020 

La vainilla fue una de las plantas de mayor importancia entre los pueblos prehispánicos mexicanos. Los totonacos la llamaron “Xahnat” y, posteriormente, los aztecas la denominaron Tlilxochitl (^{Arditti et al., 2009}). Hasta antes del siglo XVIII, no se disponía en México de información sobre el cultivo de la vainilla. Los registros del Archivo General de la Nación (AGN), que datan de 1744, refieren que la vainilla producida en el Totonacapan resultaba netamente silvestre, y que los indígenas de esa región, se dedicaban a recolectarla en de las selvas (^{Kourí, 2000}). El primer registro oficial que se tiene del cultivo de la vainilla data de 1767, en un pliego petitorio al virrey donde se informaba del establecimiento de un vainillal en el pueblo de Colipa, perteneciente al distrito de Misantla, Veracruz (^{Kourí, 2000}). Por lo tanto, la transición de la fase de recolección de ejemplares silvestres hacia su cultivo comercial se inició hace apenas dos siglos y medio (^{Kourí, 2000}).

Actualmente, se considera que dentro del Totonacapan (Veracruz, México) se encuentra la mayor variación del germoplasma cultivado de V. planifolia (^{Lubinsky, et al., 2008}; ^{Sclüter et al., 2007)}. Asimismo, en estudios recientes que evaluaron la variación en la composición de los cuatro principales fitoquímicos que definen el aroma y la calidad de las vainas (vainillina, ácido vanílico, p-hidroxibenzaldehído, ácido p-hidroxibenzoico), que definen el aroma y calidad de sus vainas, se evidencia la influencia del pueblo totonaca para lograr un mejor perfil aromático (^{Salazar-Rojas, et al., 2012}).

Por su parte, las vainas de V. planifolia comercializadas en el Totonacapan, y que se consideran más domesticadas, presentan una cantidad de vainillina entre 10,407 a 18,657 ppm, así como una limitada proporción de compuestos menores como el ácido p-hidroxibenzoico (58-112 ppm), ácido vanílico (391-861 ppm) y p-hidroxibenzaldehído (219-733 ppm). A su vez, las vainas de V. planifolia provenientes de Oaxaca se caracterizan por presentar 19,118 ppm de vainillina y mayor proporción de compuestos menores: ácido p-hidroxibenzoico (255 ppm), ácido vanílico (1,315 ppm) y p-hidroxibenzaldehído (873 ppm).

En el material cultivado de Totonacapan se observa que la participación de los compuestos menores decrece en comparación con el material con características silvestres de Oaxaca (^{Salazar et al., 2012}). Las vainas de V. pompona y V. insignis, presentan una baja cantidad de vainillina (1,115 y 866 ppm, respectivamente) y de compuestos menores [ácido p-hidroxibenzoico (63 y 48 ppm), ácido vanílico (83 y 43 ppm) y p-hidroxibenzaldehído (104 y 84 ppm)] (^{Herrera et al., 2012}; ^{Salazar et al., 2012}). Con base en estos resultados, se concluye que, en la región de Totonacapan, a lo largo de los años, el germoplasma de V. planifolia ha sido sometido a un proceso de selección-domesticación guiada por las preferencias sensoriales del pueblo totonaca, y que, al mismo tiempo, su sistema de reproducción vegetativa ha contribuido a la preservación de la variación quimiotípica del perfil aromático de sus vainas (^{Herrera et al., 2012}).

Aunque la hipótesis más aceptada es que la selección y domesticación de la vainilla fue realizada por el pueblo totonaca, los resultados del trabajo realizado por ^{Colunga & Zizumbo (2004)} sugieren que la vainilla es una de las plantas que iniciaron su selección y domesticación dentro del territorio Maya. Por ello, aún se desconoce si históricamente existieron uno o varios centros de selección y domesticación del cultivo, sobre los que incidieron los antiguos pueblos mexicanos.

Dispersión del cultivo y polinización manual

En el siglo XVI, los conquistadores españoles llevaron la vainilla a su país y después a toda Europa (^{Arditti et al., 2009}). A finales del siglo XVIII y principios del XIX, el cultivo de vainilla se introdujo en las colonias francesas, inglesas y holandesas (Reunión, Java, India, Tahití y las islas Seichelles) (^{Bory, Grisoni et al., 2008}). En el estudio de ^{Bory, Lubinsky et al. (2008)} se describe el proceso el proceso mediante el cual se establecieron las plantaciones de vainilla, a principios y mediados del siglo XIX, en las islas tropicales del Océano Índico. En el mismo documento se precisa que el morfotipo mexicano “Mansa”, proveniente del Totonacapan, dio origen a la gran mayoría de los vainillales que se cultivan en el mundo (^{Bory, Grisoni et al., 2008}; ^{Lubinsky, Bory, et al., 2008}). Las plantaciones vainilleras en estas islas del Océano Índico, tenían como limitación la falta de fructificación debida a la ausencia de sus polinizadores naturales (^{Arditti et al., 2009}). La producción a gran escala en las islas fue posible gracias al descubrimiento y uso extendido de la polinización manual (^{Arditti et al., 2009}); con lo cual la forma de producción en los vainillales cambión, y, por lo tanto, la zona del océano Índico se convirtió en la mayor productora mundial de vainilla (^{Kourí, 2000}).

Colecciones de germoplasma

En la literatura consultada se reportan al menos 12 bancos de germoplasma de Vanilla. De acuerdo con esta información, los bancos de la región del Océano Índico conservan el mayor acervo genético de Vanilla, ya que iniciaron sus trabajos de prospección y mejoramiento desde mediados de siglo XX, y hoy en día es la zona que se considera más avanzada en la obtención de material mejorado de Vanilla. Estados Unidos e India le siguen en importancia en cuanto a la cantidad de especies y número de accesiones mantenidas en bancos de germoplasma.

El Instituto de Investigaciones Agronómicas de Madagascar (IRAM, sus siglas en francés: Institut de Recherches Agronomiques a Madagascar) junto al Instituto de Investigaciones Agronómicas Tropicales (IRAT, sus siglas en francés: Institut de Recherches Agronomiques Tropicales) establecieron una colección de germoplasma del género Vanilla durante las décadas de 1950 a 1990. Estas instituciones, llevaron a cabo uno de los programas de mejoramiento genético más ambiciosos que se haya hecho hasta el momento (^{Dequaire, 1976}). En 1974 establecieron una colección de aproximadamente un centenar de accesiones de vainillas, introducidas y colectadas localmente, con las que se produjeron varios híbridos (^{Bory, Grisoni et al., 2008}; ^{Dequaire, 1976}). En todos los casos se utilizó a V. planifolia como planta madre y a diferentes especies de Vanilla como progenitores masculinos. El objetivo central de esta investigación consistía en obtener plantas tolerantes a patógenos fúngicos, sin perder la calidad aromática de las vainas (^{Dequaire, 1976}). Aunque no se logró cumplir este objetivo, sí se obtuvo información de interés. Al respecto, se encontró que solo los híbridos entre especies americanas fueron capaces de producir descendencia, de igual forma se identificó un híbrido (V. planifolia x V. tahitiensis) que presentó mayor contenido de vainillina en comparación con el cultivo comercial (^{Dequaire, 1976}). A finales de 1990 se llegó a mantener una colección de 22 especies y 250 híbridos, resultantes de los programas de cruzamientos (^{Dequaire, 1976}). No obstante, esta colección se reportó como abandonada por ^{Bory, Grisoni et al. (2008)}.

También en Madagascar, el Centro Nacional para la Investigación Aplicada al Desarrollo Rural (National Center for Reseach Applier to rural development) reporta que cuenta con centenares de híbridos, producto de años de investigación de mejoramiento genético que se iniciaron desde 1950. Dentro de este germoplasma se incluyen 19 híbridos de interés que continúan en investigación, dos de los cuales son sobresalientes: Manitra ampotony que se caracteriza por su alto contenido de vainillina, y Tsy taitra que posee fuerte resistencia a Fusarium (^{Grisoni & Fleuron, 2021}).

En la Isla de la Reunión, la colección del Centro de Cooperación Internacional en Investigación Agronómica para el Desarrollo (CIRAD, sus siglas en francés: Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement) reportó alrededor de 500 accesiones de 30 especies del género Vanilla (^{Grisoni et al, 2007}). Dentro de esta colección se destacan las seis variantes de V. planifolia (Mexique, Classique, Variegata, Aiguille, Sterile y Grosse Vanille). Los genotipos denominados “Mexique” y “Classique” corresponden a germoplasma derivado del genotipo comercial mexicano “Mansa”; el genotipo “Aiguille” fue obtenido por reproducción sexual; “Variegata” es un genotipo que presenta rayas amarillas en hojas y tallo (muy similar al encontrado en cultivares mexicanos y es descrito como morfotipo “Rayada”); “Sterile” es un genotipo triploide y “Grosse Vanille” es autotetraploide (^{Bory, Catrice et al., 2008}; ^{Bory, Lubinsky et al., 2008}).

Otra colección importante es la reportada por el National Botanical Research Institute (NBRI) de India, donde se ha efectuado la caracterización molecular (usando RAPD e ISSR) de un híbrido entre V. planifolia y V. wightii, y ocho especies de Vanilla. V. albida Blume, V. aphylla, V. andamanica Rolfe, V. planifolia, V. wightii Lindl. ex Wight, V. parishii Rchb. f., V. walkeriae Wight, V. tahitensis (^{Verma et al., 2009}). El Indian Institute of Spices Research reporta 300 accesiones de Vanilla, que representan 28 especies e híbridos (^{Divakaran et al., 2006}). Asimismo, se reportan 21 accesiones del género Vanilla en el Indian Cardamin Reseach Institute (^{Sasikumar, 2010}).

En el Centro de Investigación y Educación Tropical de la Universidad de Florida, Estados Unidos, están desarrollándose programas de genética, genómica y mejoramiento de vainilla. Estos cuentan con cerca de 200 accesiones correspondientes a 23 especies e híbridos (^{Chambers, 2019}), también han obtenido un borrador del genoma de V. planifolia de 2,20 Gb, que representa el 97% de su tamaño estimado. Además, han usado marcadores de polimorfismo de nucleótido único (SNP) para la identificación óptima de híbridos y estudios de diversidad genética (^{Ying et al., 2019}).

En el Instituto de Investigación y Servicios Forestales (Inisefor), el Tecnológico de Costa Rica y la Escuela de Ciencias Agrarias (ECA), iniciaron un programa de prospección de parientes silvestres y del acervo genético secundario de V. planifolia con la finalidad de incrementar su variabilidad genética y conservar ex situ el germoplasma colectado (^{Azofeifa et al., 2014}). En esta colección ex situ resguardan a Vanilla sotoarenasii M. Pignal, Azofeifa-Bolaños & Grisoni, especie recientemente encontrada en la provincia de Limón, Costa Rica (^{Azofeifa et al., 2017}).

En Colombia se han desarrollado iniciativas para la conservación de materiales genéticos de Vanilla. Para esto, se han establecido huertos comunitarios con plantas de V. denshikoira, especie distintiva del noroeste del Amazonas colombiano, que es morfológicamente similar a las especies del grupo V. planifolia así como de V. pompona (^{Flanagan et al., 2018}).

En México, la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) estableció un banco de germoplasma en Tenampulco, con fines de conservación y mejoramiento genético. Actualmente este banco resguarda 192 accesiones de las especies V. planifolia, V. pompona, V. insignis y V. odorata (^{Reyes et al., 2014}). Dentro del material cultivado de V. planifolia, este banco cuenta con algunos ejemplares del morfotipo “Oreja de Burro”, que se caracteriza por presentar vainas y hojas de mayor tamaño, y tallos más gruesos que el morfotipo comercial “Mansa”. Sin embargo, “Oreja de Burro” ha sido catalogado como un material improductivo, por su alto porcentaje de aborto de fruto (^{Castillo & Engleman, 1993}). Por este motivo, entre los vainilleros se estableció un acuerdo para eliminarlo y evitar su propagación (^{Ramos et al., 2017}).

En el Instituto de Biotecnología y Ecología Aplicada (INBIOTECA) de la Universidad Veracruzana, México, se desarrolla un programa de mejoramiento genético usando herramientas biotecnológicas. Para establecer el banco de germoplasma se realizaron trabajos de prospección y colecta de Vanilla, el cual actualmente cuenta con accesiones de V. planifolia entre las que se destacan: los morfotipos “Mansa” y “Rayada” (figura 1a y b), materiales silvestres de V. planifolia provenientes de Oaxaca y Quintana Roo, y ejemplares de tres especies silvestres (V. insignis, V. pompona, y V. odorata) que se han caracterizado morfológica y molecularmente (^{Ramos et al., 2017}). En la Polinesia Francesa se reporta la existencia de un banco de germoplasma conformado por 250 accesiones de V. tahitensis(^{Wong, 2005}). En Tahití se conservan 140 accesiones de V. tahitensis con fines de investigación (^{Chambers, 2019}).

Continuar la colecta y el resguardo de ejemplares silvestres en México y América Central son esenciales para rescatar la variación intraespecífica de V. planifolia (de la que se tienen pocos registros). Este aspecto es de suma importancia porque Divakaran et al., (2016) señalan que el acervo genético primario de V. planifolia se ha reducido y se encuentra seriamente amenazado debido, sobre todo, a la destrucción de sus hábitats naturales. Esta especie se encuentra resguardada en México dentro de la norma NOM-059-SEMARNAT-2010 (^{SEMARNAT, 2010}) y está sujeta a protección especial. Debido a este panorama, se ha trabajado en la creación de protocolos de conservación in vitro de esta especie (^{Divakaran, Babu & Peter 2006}; Divakaran et al., 2016; ^{Bello et al., 2015}; ^{E. Hernández et al., 2020}). De igual forma, se han establecido protocolos para la crioconservación de brotes del germoplasma de V. planifolia mediante el método D-Cryoplate, obteniéndose resultados prometedores (^{F. Hernández et al., 2020}).

Por último, cabe señalar que es importante considerar lo indicado por ^{Flanagan (2016)}, en cuanto a la conveniencia de establecer una estrategia integrada de conservación in situ, ex situ y circa situm para conservar la diversidad genética, que aún está disponible, por medio de programas participativos de conservación y uso sostenible de estos valiosos recursos, principalmente en la región de México y América Central donde se encuentran las especies más cercanas a V. planifolia (^{Soto Arenas, 1999}).

Figura 1 Morfotipos de Vainilla planifolia encontrados en el Totonacapan, Veracruz, México. a) Mansa; b) Rayada. 

De acuerdo con ^{Soto Arenas (1999)}, las especies americanas de Vanilla se caracterizan por tener frutos más fragantes que las de otras regiones del mundo. Entonces debe considerarse que la hibridación con otras especies (aunque mejore la tolerancia a Fov u otros factores) podría afectar el perfil aromático del fruto y aumentar la necesidad de realizar programas de retrocruzamientos. Para lograr un mayor éxito en este aspecto, resulta necesario también considerar la variación de otros compuestos aromáticos que están presentes incluso en especies cercanas a V. planifolia (^{Salazar et al., 2012}).

Resistencia a enfermedades fúngicas

La problemática más significativa que enfrentan los países productores de vainilla son las enfermedades fúngicas, que en gran medida se han visto favorecidas por condiciones inadecuadas de cultivo (^{Flanagan et al., 2018}). Las enfermedades causadas por hongos ocasionan las mayores pérdidas productivas. Hasta ahora, algunos de los géneros causantes de enfermedades en vainilla incluyen a: Fusarium, Phytophthora, Sclerotium y Colletotrichum. Los síntomas de la enfermedad causada por Phytophthora meadii McRae, aparecen como una pudrición de las vainas que se extiende hacia el tallo. Las partes de la vaina infectada se muestran acuosas, suaves y de color café oscuro (^{Bhai & Thomas, 2000}). Colletotrichum orchidophilum Damm, P.F., es otro de los patógenos que ha ocasionado afectaciones entre 10% y 30% de las plantas de la vainilla de la Isla de la Reunión, al provocar la aparición de manchas oscuras en las flores, las vainas, las hojas y los tallos (^{Charron et al., 2018}). Las afectaciones por Sclerotum rolfsi Sacc. aparecen en hojas y tallos maduros, y se inician en los ápices de las vainas y avanzan como una putrefacción hacia el tallo, aunque aún no ha sido reportada como causante de grandes pérdidas entre los productores de vainilla (^{Thomas & Bhai, 2001}).

La roya (Uromyces joffrini) se identifica con la presencia de pústulas de color naranja amarillentas en el lado abaxial de las hojas y, a medida que la infección crece, las pústulas se fusionan y eventualmente secan la hoja entera. Esta enfermedad es más frecuente en sistemas de cultivo tradicional con poca ventilación, sombra excesiva y abundante precipitación. Las plantas infectadas cesan su desarrollo y reducen su productividad, y la enfermedad puede defoliar la planta por completo e incluso a plantaciones enteras (^{Hernández, 2018}).

Por otra parte, Fusarium oxysporum f sp. vanillae (Fov), se considera la enfermedad más destructiva para el cultivo de vainilla. Los síntomas aparecen como manchas negras en los tallos con límites progresivos y márgenes cafés; las manchas van progresando hasta secar segmentos del tallo, en ocasiones, a lo largo de los tallos, se presentan lesiones cafés y café oscuro con márgenes menos definidos (Fig. 2) (^{Bhai & Dhanesh, 2008}). Este patógeno tiene la particularidad de poder sobrevivir en el suelo por largos periodos de tiempo e infectar a las plantas de vainilla poco después de sembrarlas, así reduce el crecimiento y la productividad del cultivo (^{Bhai & Dhanesh, 2008}; ^{Pinaria et al., 2010}).

Figura 2 Afectaciones de Fusariumoxysporum en diferentes tejidos de la planta de vainilla. a) Afectación en tallo; b) Afectación en hojas; c) Afectación en vainas. 

En V. planifolia se han realizado estudios para determinar el mecanismo de infección de Fov (^{Koyyappurath et al., 2015}). Se ha sugerido que la mejor estrategia para enfrentar a este patógeno es la obtención de genotipos resistentes (^{Fravel et al., 2003}). Hoy en día se sabe que algunas especies de Vanilla (V. pompona, V. phaeantha Rchb. f., V.barbellata Rchb. f., V. aphylla Blume y V. andamanica Rolfe) poseen cierto grado de resistencia a este patógeno (^{Divakaran et al. 2006}), por lo que se han desarrollado trabajos de hibridación para obtener genotipos que cuenten con cierta resistencia.

El primer registro del desarrollo de un programa de mejoramiento genético en América provino de ^{Childers et al. (1959)}. Estos autores intentaron transferir genes de resistencia a factores bióticos y al estrés hídrico. Para ello, llevaron a cabo trabajos de hibridación de V. planifolia con ejemplares silvestres de Puerto Rico. Algunos de los materiales genéticos usados como progenitores eran distantes genéticamente y la compatibilidad de esos cruzamientos resultó extremadamente baja.

En el Instituto Indio de Investigación de Especias (IISR, sus siglas en inglés: Indian Institute of Spices Research) se ha trabajado para la obtención de plantas tolerantes a Fov y a P. meadii. Los resultados obtenidos mostraron que V. andamanica es tolerante al ataque de ambos hongos, mientras que V. aphylla es tolerante a P. meadii. Con base en estos resultados, se inició un programa de cruzamientos para obtener híbridos de V. planifolia con estas especies (^{Divakaran, Jayakumar et al., 2008}). Estos materiales fueron evaluados citogenética, morfológica y molecularmente para obtener genotipos promisorios (^{Divakaran et al., 2006}; ^{Divakaran, Jayakumar et al., 2008}). De igual forma, se seleccionaron 10 híbridos interespecíficos (V. planifolia x Vanilla sp. (A&N), V. planifolia x V. tahitensis y 15 híbridos de V. planifolia x V. aphylla con resistencia a Fov (^{Divakaran et al., 2006}).

En la Isla Reunión, usando el método estandarizado de monitoreo en campo, se evaluó la susceptibilidad de diferentes accesiones de Vanilla a la pudrición de raíz causada por Fov. Para hacerlo, se evaluaron 18 especies e híbridos provenientes de cinco cruzas diferentes. Además, se realizó una prueba de susceptibilidad in vitro con 12 especies de Vanilla e híbridos de cinco cruzas, y un material proveniente de retrocruces [(V. planifolia x V. pompona) x (V. planifolia x V. pompona) x V. planifolia)]. Este trabajo se realizó con la finalidad de establecer una selección temprana de accesiones resistentes y multiplicar material con alta resistencia a la pudrición de raíces. Los resultados en campo mostraron mayor resistencia al ataque de Fov por parte de las accesiones de Vanilla sp., V. pompona, V. bahiana Hoehne, V. phaeantha Rchb. f., V. crenulata Rolfe, dos híbridos de V. planifolia x V. pompona y V. planifolia x V. phaeantha, así como de tres accesiones de .. planifolia. Bajo condiciones in vitro, se llegaron a seleccionar 19 de 103 genotipos con resistencia a F. oxysporum, de estos, ocho fueron de V. planifolia, cuatro de V. bahiana, y cuatro de V. pompona, V. crenulata, V. phalaenopsis Rchb.f. ex Van Houtte y Vanilla sp. (^{Koyyappurath et al., 2015}).

Como resultado de estas investigaciones el CIRAD ha patentado la primera variedad de vainilla denominada “Handa”, que se describe como notoriamente resistente a Fusarium oxysporum f. sp. radicis vanillae, presenta buen perfil aromático y frutos indehiscentes (^{Grisoni & Dijoux, 2019}). Esta variedad fue obtenida por autopolinización de V. planifolia y el uso de técnicas de cultivo in vitro. Este resultado constituye un ejemplo de la importancia del uso de la biotecnología para generar variación sin perder la calidad aromática de los frutos. La obtención de esta variedad fue un proceso de 18 a 20 años (^{Grisoni & Dijoux, 2019}) que transcurrieron desde la autopolinización hasta las pruebas en campo. Esto muestra que el mejoramiento de esta especie es un proceso lento dadas las características biológicas de la planta, incluso con el uso de las técnicas biotecnológicas y sin necesidad de llevar a cabo retrocruzas.

Otro ejemplo de obtención de líneas mejoradas con tolerancia a Fov es el trabajo del Centro Indonesio de Biotecnología Agrícola e Investigación y Desarrollo de Recursos Genéticos (ICABIOGRD, sus siglas en inglés: Indonesian Center for Agricultural Biotechnology and Genetic Resource Research and Development) en el que la variación somaclonal generada se amplió con el uso de radiación ionizante aplicada a semillas, callos y embriones somáticos. Sobre esta base luego se efectuó la selección in vitro en medio MS enriquecido con 15-75 mg/L de ácido fusárico. Los clones resistentes fueron nuevamente sometidos a selección con dosis de 75 mg/L de ácido fusárico y 50% de filtrados de Fov (L^{estari et al., 2006}) y, finalmente, fueron evaluados en campo (^{Lestari, 2012}). De manera similar, la Universidad de Gadjah Mada, seleccionó in vitro vitroplántulas de un mutante de V. planifolia, que mostró tolerancia a 100 y 110 ppm de ácido fusárico (^{Nurcahyani et al., 2012}). En INBIOTECA, de igual forma se logró la selección in vitro de brotes de V.planifolia resistentes a filtrados de Fov (50% v/v) (^{Ramírez et al., 2019}).

En el Centro de Investigaciones Tropicales (CITRO) de la Universidad Veracruzana, como una estrategia para mejorar la resistencia a enfermedades, se realizaron cruzamientos interespecíficos entre V. pompona ♀ x V. planifolia ♂ y V. planifolia ♀ x V. pompona ♂, que mostraron 85% y 57.9% de germinación, respectivamente, mientras que las semillas de autopolinización de V. pompona presentaron 5.3% de germinación y las de V. planifolia no germinaron. Las plantas híbridas presentaron mayor vigor que las obtenidas por autopolinización (^{Menchaca et al., 2011}).

A modo de reflexión, cabe resaltar que falta la evaluación del perfil aromático de los frutos en todos los casos de obtención de híbridos interespecíficos, la cual determinaría su aceptación por parte de los productores. Por esto es importante detectar fuentes parentales con perfiles deseables, y de no estar presente en germoplasma silvestre podría generarse por medios biotecnológicos usando combinadamente la variación somaclonal y mutágenos físicos o químicos. La técnica de selección in vitro resulta muy viable para obtener líneas promisorias con tolerancia a Fov en un tiempo menor al del mejoramiento tradicional. Sin embargo, esta requiere la multiplicación masiva de los materiales y su evaluación en el campo.

Tolerancia a factores abióticos

La vainilla es una especie susceptible a factores abióticos. La sequía prolongada (más de 30 días) y la alta irradiación repercuten negativamente en su capacidad fotosintética y en el metabolismo general de la planta (^{Gantiva et al., 2020}). A pesar de que la vainilla es una especie CAM (metabolismo ácido de las crasuláceas), se ha observado que la captura nocturna de carbono y la acumulación nocturna de ácidos disminuyen significativamente durante condiciones de sequía moderada mantenida por 48 días, afectando negativamente todas las etapas de la fotosíntesis CAM (^{Gantiva et al., 2020}). El impacto de la sequía es más fuerte si la planta se encuentra bajo condiciones de alta iluminación (63%), ya que se afecta el contenido de las clorofilas a, b, y total, así como de carotenoides, y se presenta disminución neta de la fotosíntesis (^{Díez, Moreno, & Gantiva et al. 2017}). En Kerala, India, las condiciones de temperatura elevada (32.6°C a 35.6°C) y baja humedad relativa (45.0% a 63.6%) imperantes entre los meses de febrero y abril, se han asociado con la caída prematura de frutos (^{Bhai et al., 2006}). A pesar de esto, no se ha considerado suficientemente el mejoramiento genético de la tolerancia de la vainilla a factores abióticos.

En el Colegio de Horticultura de Kerala, India, se evaluó el comportamiento en campo de cinco materiales genéticos de V. planifolia, obtenidos por variación somaclonal bajo una condición de sequía por 10 días. A pesar del corto periodo de estrés, se observaron diferencias significativas entre los materiales con respecto al testigo, lo cual permitió seleccionar uno que tuvo degradación mínima de clorofila y alta tasa de evolución de oxígeno, como evidencia de una fotosíntesis efectiva (^{Chandran & Puthur, 2009}).

En INBIOTECA, se realizó una selección in vitro con polietilenglicol (PEG6000) de plántulas de vainilla irradiadas con 13 Gy de rayos gamma. Después de 70 días en PEG, las plántulas irradiadas incrementaron significativamente el contenido de glicina betaína (GB) en comparación con el control (^{Ramos, 2016}). Este trabajo puso en evidencia que la acumulación de GB constituye un mecanismo natural de protección de V. planifolia a la sequía y que la respuesta ante este factor abiótico puede mejorarse usando mutágenos físicos, como la radiación gamma (^{Ramos, 2016}).

El mejoramiento de vainilla enfocado a la tolerancia a sequía resulta de gran importancia en México, ya que, mayoritariamente, las plantaciones establecidas no tienen sistemas de riego, por lo que depende de las lluvias de temporada (^{Sánchez et al., 2001}), a la par que la sequía se ha incrementado (^{Villarreal & Herrera, 2018}). Aunque ^{Gantiva et al. (2020)} plantean que las pérdidas por Fov podrían disminuirse cultivando vainilla en ambientes menos húmedos, es imperativo contar con variedades que tengan mayor tolerancia a la sequía.

Otros trabajos de mejoramiento aplicados a V. planifolia

Otra técnica biotecnológica que se ha empleado en este cultivo es la fusión de protoplastos. Esta permite la obtención de células desprovistas de pared celular gracias a la acción de un coctel enzimático. Para el caso de Vanilla, se utilizó una mezcla de celulosa, pectina y manitol, aplicada a tejido mesófilo de hojas jóvenes. Una vez obtenidos, los protoplastos se fusionaron utilizando la técnica de electrofusión, que consiste en la aplicación de un pulso de corriente eléctrica (^{Divakaran, Geetha, et al. 2008}; ^{Ortega et al., 2016}). En Vanilla, la fusión de protoplastos, o hibridación somática, se empleó para obtener híbridos somáticos entre V. andamanica y V. planifolia (^{Divakaran, Geetha, et al., 2008}; Divakaran et al., 2016). También se ha empleado para la hibridación de protoplastos entre V. planifolia y V. pompona (^{Ortega, et al., 2016}). En ambos trabajos se obtuvo una alta viabilidad (mayor al 70%) de los protoplastos. Las plantas obtenidas por hibridación somática son diferentes a los híbridos obtenidos sexualmente, ya que pueden presentar diferencias a nivel nuclear y citoplasmático; es decir, se puede obtener híbridos somáticos típicos, poliploides ó aneuploides y con diferencias en el material genético extranuclear porque la fusión de protoplastos puede originar células con contenido citoplasmático de ambos parentales, de un solo parental, o híbrido, por ello es una técnica relevante para el mejoramiento genético. En esta especie ya se cuenta con protocolos efectivos para el aislamiento y fusión de protoplastos, pero se requiere continuar con el crecimiento y proliferación de los híbridos somáticos.

La ingeniería genética es otra de las técnicas que se ha aplicado en la mejora genética de este cultivo. Utilizando PLBs (Protocorm Like Bodies) se ha logrado la trasferencia de los genes reporteros nptII y GUS, vía Agrobacterium tumefaciens como vehículo de transformación, al genoma de V. planifolia (^{Malabadi & Nataraja, 2007}). Un trabajo similar fue realizado por ^{Retheesh y Bhat (2011)} quienes también emplearon PLBs, cocultivados con la cepa EHA15 de A. tumefaciens y el vector binario pBI121, con los genes GUS y nptII. De igual forma, ^{Gätjens y Montero (2012}) establecieron un protocolo de transformación genética de meristemos radicales mediante bombardeo, empleando liposomas cristalizados como vectores de transformación genética. Estos trabajos constituyen los primeros intentos del uso de las técnicas de ingeniería genética en el mejoramiento de vainilla. A pesar de que se logró insertar genes reporteros, se requieren más estudios para avalar su posible empleo en la mejora genética de este cultivo. Además, debe revisarse la legislación de organismos genéticamente modificados en países como México, que es considerado el centro de origen y domesticación de vainilla.