Capacidad fotosintética, fenología, rendimiento y composición química de semillas de tres cultivares de quinua (Chenopodium quinoa Willd.)
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Resumen
La quinua es un grano andino reconocido por su alto valor nutricional y su capacidad para tolerar condiciones ambientales extremas. La mayoría de las publicaciones sobre esta especie se han centrado en aspectos agronómicos o agroindustriales, dejando incertidumbres sobre la relación entre el rendimiento biológico y las características composicionales del grano. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue analizar el rendimiento biológico y las propiedades agroindustriales de las semillas de tres cultivares de quinua ampliamente utilizados en Colombia. Se empleó un diseño completamente al azar con los cultivares Pasankalla, Soracá y Titicaca. La primera fase involucró la evaluación del comportamiento fisiológico de las plantas bajo condiciones controladas. En la segunda fase, se determinaron la producción de semillas y algunas características composicionales en el laboratorio. En general, los tres cultivares mostraron una diversidad significativa y diferencias en rasgos morfológicos, fisiológicos y bioquímicos. El cultivar Titicaca presentó la madurez más temprana, tardando 115,6 días en alcanzar la cosecha, mientras que Soracá fue el cultivar con mayor producción, logrando 321 g de semillas por planta. En cuanto a las características del grano, los cultivares Soracá y Pasankalla tuvieron el mayor contenido de proteína, con valores de 14,33 y 13,76%, respectivamente.
Palabras clave
Clorofila, Crecimiento vegetal, Proteína de semilla, Conductancia estomática, Almidón
Referencias
- Amjad, M., S.S. Akhtar, A. Yang, J. Akhtar, and S.-E. Jacobsen. 2015. Antioxidative response of quinoa exposed to iso-osmotic, ionic and non-ionic salt stress. J. Agron. Crop Sci. 201(6), 452-460. Doi: https://doi.org/10.1111/jac.12140
- Angeli, V., P.M. Silva, D.S. Massuela, M.W. Khan, A. Hamar, F. Khajehei, S. Graeff-Hänninger, and C. Piatti. 2020. Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.): an overview of the potentials of the “golden grain” and socio-economic and environmental aspects of its cultivation and marketization. Foods 9(2), 216. Doi: https://doi.org/10.3390/foods9020216
- Baker, M.J. J. Trevisan, P. Bassan, R. Bhargava, H.J. Butler, K.M. Dorling, P.R. Fielden, S.W. Fogarty, N.J. Fullwood, K.A. Heys, C. Hughes, P. Lasch, P.L. Martin-Hirsch, B. Obinaju, G.D. Sockalingum, J. Sulé-Suso, R.J. Strong, M.J. Walsh, B.R. Wood, P. Gardner, and F.L. Martin. 2014. Using Fourier transform IR spectroscopy to analyze biological materials. Nat. Protoc. 9, 1771-1791. Doi: https://doi.org/10.1038/nprot.2014.110
- Bazile, D., S.-E. Jacobsen, and A. Verniau. 2016. The global expansion of quinoa: trends and limits. Front. Plant Sci. 7, 622. Doi: https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00622
- Cruces, L., E. de la Peña, and P. de Clercq. 2024. Advances in the integrated pest management of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.): a global perspective. Insects 15(7), 540. Doi: https://doi.org/10.3390/insects15070540
- Czekus, B., I. Pećinar, I. Petrović, N. Paunović, S. Savić, Z. Jovanović, and R. Stikić. 2019. Raman and Fourier transform infrared spectroscopy application to the Puno and Titicaca cvs. of quinoa seed microstructure and perisperm characterization. J. Cereal Sci. 87, 25-30. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jcs.2019.02.011
- Delgado, A.I., J.H. Palacios, and C. Betancourt. 2009. Evaluación de 16 genotipos de quinua dulce (Chenopodium quinoa Willd.) en el municipio de Iles, Nariño (Colombia). Agron. Colomb. 27(2), 159-167.
- Doria, J. 2010. Generalidades sobre las semillas: su producción, conservación y almacenamiento. Cult. Trop. 31(1), 74-85.
- Eustis, A., K.M. Murphy, and F.H. Barrios-Masias. 2020. Leaf gas exchange performance of ten quinoa genotypes under a simulated heat wave. Plants 9(1), 81. Doi: https://doi.org/10.3390/plants9010081
- El-Harty, E.H., A. Ghazy, T.K. Alateeq, S.A. Al-Faifi, M.A. Khan, M. Afzal, S.S. Alghamdi, and H.M. Migdadi. 2021. Morphological and molecular characterization of quinoa genotypes. Agriculture 11(4), 286. Doi: https://doi.org/10.3390/agriculture11040286
- García-Parra, M., J. García-Molano, and Y. Deaquiz-Oyola. 2019b. Physiological performance of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) under agricultural climatic conditions in Boyaca, Colombia. Agron. Colomb. 37(3), 160-168. Doi: https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v37n2.76219
- García-Parra, M., J.F. García-Molano, and C.A. Quito. 2019a. Efecto de la salinidad por NaCl en el crecimiento y desarrollo de plantas de Chenopodium quinoa Willd. Cienc. Desarro. 10(1), 19-29. Doi: https://doi.org/10.19053/01217488.v10.n1.2019.8341
- García-Parra, M., D. Roa-Acosta, and J.E. Bravo-Gómez. 2022. Effect of the altitude gradient on the physiological performance of quinoa in the Central region of Colombia. Agronomy 12(9), 2112. Doi: https://doi.org/10.3390/agronomy12092112
- García-Parra, M., R. Stechauner-Rohringer, J.F. Garcia-Molano, and D. Ortiz-Gonzalez. 2020c. Analysis of the growth and morpho-physiological performance of three cultivars of Colombian quinoa grown under a greenhouse. Rev. Ciênc. Agrovet. 19(1), 73-83. Doi: https://doi.org/10.5965/223811711912020073
- García-Parra, M., R. Stechauner-Rohringer, D. Roa-Acosta, D. Ortiz-González, J. Ramirez-Correa, N. Plazas-Leguizamón, and A. Colmenares-Cruz. 2020b. Chlorophyll fluorescence and its relationship with physiological stress in Chenopodium quinoa Willd. Not. Bot. Horti. Agrobo. 48(4), 1742-1755. Doi: https://doi.org/10.15835/nbha48412059
- García-Parra, M., A. Zurita-Silva, R. Stechauner-Rohringer, D. Roa-Acosta, and S.-E. Jacobsen. 2020a. Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) and its relationship with agroclimatic characteristics: A Colombian perspective. Chil. J. Agric. Res. 80(2), 290-302. Doi: https://doi.org/10.4067/S0718-58392020000200290
- Gómez, L. and E. Aguilar. 2016. Guía de cultivo de la quinua. FAO, Lima.
- Gonzalez, J.A., Y. Konishi, M. Bruno, M. Valoy, and F.E. Prado. 2012. Interrelationships among seed yield, total protein and amino acid composition of ten quinoa (Chenopodium quinoa) cultivars from two different agroecological regions. J. Sci. Food Agric. 92(6), 1222-1229. Doi: https://doi.org/10.1002/jsfa.4686
- Guerrero, A. 2018. Impacto del cultivo de la quinua (Chenopodium quinoa Willd) como alternativa productiva y socioeconómica en la comunidad indígena Yanacona de La Vega, Cauca, Colombia. PhD thesis. Universidad Nacional de Colombia, Palmira, Colombia.
- Hernández-Ledesma, B. 2019. Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) as source of bioactive compounds: a review. Bioact. Compd. Health Dis. 2(3), 1-27. Doi: https://doi.org/10.31989/bchd.v2i3.556
- Hinojosa, L., J.A. González, F.H. Barrios-Masias, F. Fuentes, and K.M. Murphy. 2018. Quinoa abiotic stress responses: a review. Plants 7(4), 106. Doi: https://doi.org/10.3390/plants7040106
- Hinojosa, L., J.B. Matanguihan, and K.M. Murphy. 2019. Effect of high temperature on pollen morphology, plant growth and seed yield in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). J. Agron. Crop Sci. 205, 33-45. Doi: https://doi.org/10.1111/jac.12302
- Infante, H., S. Albesiano, L. Arrieta, and N. Gómez. 2018. Morphological characterization of varieties Chenopodium quinoa cultivated in the department of Boyacá, Colombia. Rev. U.D.C.A Act. Div. Cient. 21(2), 329-339. Doi: https://doi.org/10.31910/rudca.v21.n2.2018.977
- Issa Ali, O., R. Fghire, F. Anaya, O. Benlhabib, and S. Wahbi. 2019. Physiological and morphological responses of two quinoa cultivars (Chenopodium quinoa Willd.) to drought stress. Gesunde Pflanzen 71, 123-133. Doi: https://doi.org/10.1007/s10343-019-00460-y
- Jacobsen, S.-E., A. Mujica, and C.R. Jensen. 2003. The resistance of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) to adverse abiotic factors. Food Rev. Int. 19(1-2), 99-109. Doi: https://doi.org/10.1081/FRI-120018872
- Jiménez-Suancha, S.C., O.H. Alvarado, and E.H. Balaguera-López. 2015. Fluorescencia como indicador de estrés en Helianthus annuus L. Una revisión. Rev. Colomb. Cienc. Hortic. 9(1), 149-160. Doi: https://doi.org/10.17584/rcch.2015v9i1.3753
- Madrid, D., E. Salgado, G. Verdugo, P. Olguín, D. Bilalis, and F. Fuentes. 2018. Morphological traits defining breeding criteria for coastal quinoa in Chile. Not. Bot. Horti. Agrobo. 46(1), 190-196. Doi: https://doi.org/10.15835/nbha46110788
- Mamedi, A., R. Tavakkol, and M. Oveisi. 2017. Cardinal temperatures for seed germination of three quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) cultivars. Iran. J. Field. Crop Sci. 2017, 89-100.
- Manjarres-Hernández, E.H., D.M. Arias-Moreno, A.C. Morrillo-Coronado, Z.Z. Ojeda-Pérez, and A. Cárdenas-Chaparro. 2021. Phenotypic characterization of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) for the selection of promising materials for breeding programs. Plants 10(7), 1339. Doi: https://doi.org/10.3390/plants10071339
- Manjarres-Hernández, E.H., A.C. Morillo-Coronado, Z.Z. Ojeda-Perez, A. Cárdenas-Chaparro, and D.M. Arias-Moreno. 2021. Characterization of the yield components and selection of materials for breeding programs of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). Euphytica 217(1), 101. Doi: https://doi.org/10.1007/s10681-021-02837-5
- Melo, D.I. 2016. Studio di adattabilità colturale della quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) in Italia settentrionale. PhD thesis. Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza, Italia settentrionale. PhD thesis. Università Cattolica del Sacro Cuore, Piacenza, Italy.
- Morillo-Coronado, A., M. Castro-Roberto, and Y. Morillo-Coronado. 2017. Caracterización de la diversidad genética de una colección de quinua (Chenopodium quinoa Willd). Rev. Biotecnol. Sector Agropecu. Agroind. 15(2), 49-56. Doi: https://doi.org/10.18684/BSAA(15)49-56
- Morillo-Coronado, A.C., E.H. Manjarres-Hernández, and Y. Morillo-Coronado. 2020. Evaluación morfoagronómica de 19 materiales de Chenopodium quinoa en el departamento de Boyacá. Biotecnol. Sector Agropecu. Agroind. 18(1), 84-96. Doi: https://doi.org/10.18684/bsaa.v18n1.1416
- Ortiz-Gómez, V., J.E. Nieto-Calvache, D.F. Roa-Acosta, J.F. Solanilla-Duque, and J.E. Bravo-Gómez. 2022. Preliminary characterization of structural and rheological behavior of the quinoa hyperprotein-defatted flour. Front. Sustain. Food Syst. 6, 852332. Doi: https://doi.org/10.3389/fsufs.2022.852332
- Polo-Muñoz, M.P., M.Á.Garcia-Parra, and D.F. Roa-Acosta. 2023. Viscoelastic behavior of gels obtained from five cultivars of quinoa at altitude gradient. Front. Sustain. Food Syst. 7, 1222277. Doi: https://doi.org/10.3389/fsufs.2023.1222277
- Ramzani, P.M.A. L. Shan, S. Anjum, W.-ud-D. Khan, H. Ronggui, M. Iqbal, Z.A. Virk, and S. Kausar. 2017. Improved quinoa growth, physiological response, and seed nutritional quality in three soils having different stresses by the application of acidified biochar and compost. Plant Physiol. Biochem. 116, 127-138. Doi: https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2017.05.003
- Reguera, M., C.M. Conesa, A. Gil-Gómez, C.M. Haros, M.Á. Pérez-Casas, V. Briones-Labarca, L. Bolaños, I. Bonilla, R. Álvarez, K. Pinto, Á. Mujica, and L. Bascuñán-Godoy. 2018. The impact of different agroecological conditions on the nutritional composition of quinoa seeds. PeerJ 6, e4442. Doi: https://doi.org/10.7717/peerj.4442
- Roa, D.F., P.R. Santagapita, M.P. Buera, and M.P. Tolaba. 2014. Amaranth milling strategies and fraction characterization by FT-IR. Food Bioprocess. Technol. 7(1), 711-718. Doi: https://doi.org/10.1007/s11947-013-1050-7
- Roa-Acosta, D.F., J.E. Bravo-Gómez, M.A. García-Parra, R. Rodríguez-Herrera, and J.F. Solanilla-Duque. 2020. Hyper-protein quinoa flour (Chenopodium quinoa Wild): monitoring and study of structural and rheological properties. Lwt 121, 108952. Doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.108952
- Rodríguez-Sandoval, E., A. Lascano, and G. Sandoval. 2012. Influencia de la sustitución parcial de la harina de trigo por harina de quinua y papa en las propiedades termomecánicas y de panificación de masas. Rev. U.D.C.A Act. Div. Cient. 15(1), 199-207. Doi: https://doi.org/10.31910/rudca.v15.n1.2012.817
- Shabala, S., Y. Hariadi, and S.-E. Jacobsen. 2013. Genotypic difference in salinity tolerance in quinoa is determined by differential control of xylem Na+ loading and stomatal density. J. Plant Physiol. 170(1), 906-914. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jplph.2013.01.014
- Sosa-Zuniga, V., V. Brito, F. Fuentes, and U. Steinfort. 2017. Phenological growth stages of quinoa (Chenopodium quinoa) based on the BBCH scale. Ann. Appl. Biol. 171(1), 117-124. Doi: https://doi.org/10.1111/aab.12358
- Taiz, L. and E. Zeiger. 2010. Plant physiology. 5th ed. Sinauer Associates, Sunderland, MA.
- Varma, A. and A. Jain. 2021. Taxonomy, morphology, and life cycle of quinoa. pp. 17-33. In: Varma, A. (ed.). Biology and biotechnology of quinoa. Springer, Singapore. Doi: https://doi.org/10.1007/978-981-16-3832-9_2
- Veloza, C., G. Romero-Guerrero, and J.J. Gómez-Piedras. 2016. Respuesta morfoagronómica y calidad en proteína de tres accesiones de quinua (Chenopodium quinoa Willd.) en la sabana norte de Bogotá. Rev. U.D.C.A Act. Div. Cient. 19(2), 325-332. Doi: https://doi.org/10.31910/rudca.v19.n2.2016.86
- Yuan, Z., Q. Cao, K. Zhang, S.T. Ata-Ul-Karim, Y. Tian, Y. Zhu, W. Cao, and X. Liu. 2016. Optimal leaf positions for SPAD meter measurement in rice. Front. Plant Sci. 7, 719. Doi: https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00719