Cultivos Tropicales Vol. 43, No. 2, abril-junio 2022, ISSN: 1819-4087
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Artículo original

Indicadores agronómicos y parámetros genéticos en seis cultivares de tomate (Solanum lycopersicum L.)

 

iDElio Lescay-Batista*✉:elescay@dimitrov.cu

iDDariel Molinet-Salas


Instituto de Investigaciones Agropecuarias "Jorge Dimitrov", carretera Bayamo a Manzanillo km 16½, Peralejo, GP 2140, CP 85100, Bayamo, Granma, Cuba

 

*Autor para correspondencia: elescay@dimitrov.cu

Resumen

Con el objetivo de evaluar indicadores agronómicos y estimar parámetros genéticos se establecieron seis cultivares de tomate en dos localidades, utilizándose un diseño de bloques completos al azar, con cuatro réplicas. Se evaluaron ocho variables morfoagronómicas, entre ellas el rendimiento agrícola. Los datos se procesaron con el paquete estadístico Statistica, mediante el cual se realizaron análisis de varianza bifactorial, de clasificación doble y de efectos aleatorios, este último para descomponer la varianza fenotípica total.

La comparación múltiples de medias se realizó a través de la prueba de Tukey p≤0,05. También se realizó un análisis de correlaciones simple entre las variables evaluadas. Los resultados mostraron efectos significativos de la interacción genotipo-ambiente en el 75 % de las variables objeto de estudio. Los coeficientes de variación ambiental fueron altos para todos los caracteres y los estimados de heredabilidad, en sentido amplio, fueron muy bajos. Las correlaciones simples fueron altas y positivamente significativas entre los caracteres masa de los frutos por planta y número de frutos por planta, diámetro del fruto y masa de los frutos por planta, rendimiento y número de frutos por planta, rendimiento y masa de los frutos por planta y rendimiento y diámetro del fruto.

Palabras clave: 
varianza, genotipos, heredabilidad en sentido amplio, variabilidad genética

Recibido: 21/9/2020; Aceptado: 10/7/2021

CONTENIDO

Introducción

 

El tomate es la hortaliza más cultivada e importante en el mundo, el consumo fresco e industrial son los dos principales destinos de producción (11. Guzmán A, Corradini F, Martínez JP, Torres A. Importancia y consideraciones del cultivo de tomate. Manual de cultivo del tomate al aire libre. Manual de cultivo del tomate al aire libre. Santiago de Chile, Chile [Internet]. 2017;94. Available from: https://biblioteca.inia.cl/bitstream/handle/123456789/6707/NR40981.pdf?sequence=1 ). Su demanda aumenta continuamente y con ella su cultivo, producción y comercio (22. Gargurevich G. Reinventar el cultivo del tomate [Internet]. Redagrícola Perú. 2018 [cited 27/11/2021]. Available from: https://www.redagricola.com/pe/reinventar-el-cultivo-del-tomate/ ). El fruto es un componente esencial para la alimentación de millones de personas (33. Sepúlveda Flórez DR. Sistemas de producción de tomate en el municipio de Cáchira, Norte de Santander: en busca de elementos para el análisis de su sostenibilidad. 2016;145. Available from: https://repository.javeriana.edu.co/handle/10554/21167 ).

En Cuba, este cultivo requiere de cultivares adaptados a las condiciones de clima tropical. La disponibilidad de cultivares cubanos con esa característica constituye una ventaja sobre los cultivares importados para ampliar las fechas de siembra y cosecha (44. Gil MA, Zubiaur YM, Carabeo JA, Bacallao MF, Hurtado FD. “ELBITA”: variedad de tomate resistente a Begomovirus para condiciones tropicales. Cultivos Tropicales [Internet]. 2018;39(3):91-2. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S025859362018000300013&lng=es&nrm=iso ).

El conocimiento de la relación entre variables y los parámetros genéticos en cualquier especie, facilita el proceso de selección de nuevos genotipos en los esquemas de mejoramiento de plantas. La caracterización morfoagronómica ha sido esencial para la identificación de rasgos deseables en individuos destinados a ser liberados directamente como cultivares o empleados como donantes de genes (55. Archak S, Tyagi RK, Harer PN, Mahase LB, Singh N, Dahiya OP, et al. Characterization of chickpea germplasm conserved in the Indian National Genebank and development of a core set using qualitative and quantitative trait data. The Crop Journal [Internet]. 2016;4(5):417-24. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214514116300678 ).

La variabilidad basada en los rasgos morfológicos y agronómicos es una herramienta fundamental en los esquemas de mejoramiento genético y en la conservación eficiente de germoplasma (66. Salazar Laureles ME, Pérez López D de J, González Huerta A, Vázquez García LM. Variabilidad fenotípica en colectas de haba provenientes del Valle Toluca-Atlacomulco, México. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2019;10(3):713-27. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S2007-09342019000300713&script=sci_arttext ). Por lo anteriormente expuesto el objetivo de este trabajo fue evaluar indicadores agronómicos y estimar parámetros genéticos en seis cultivares de tomate.

Materiales y métodos

 

En el periodo comprendido entre noviembre/2015 y abril/2016 se evaluaron los cultivares de tomate Vyta, INCA-9-1, L-10-3, Criollo Quivicán, L-316 y Buena Ventura, en dos localidades de la provincia Granma. Estas se establecieron en un suelo Vertisol Pélico (77. Hernández-Jiménez A, Pérez-Jiménez JM, Bosch-Infante D, Speck NC. La clasificación de suelos de Cuba: énfasis en la versión de 2015. Cultivos Tropicales [Internet]. 2019;40(1). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362019000100015 ) en la Unidad Básica de producción Cooperativa (UBPC) Tamara Bunke, en el municipio Río Cauto y en un suelo Fluvisol Mullido (77. Hernández-Jiménez A, Pérez-Jiménez JM, Bosch-Infante D, Speck NC. La clasificación de suelos de Cuba: énfasis en la versión de 2015. Cultivos Tropicales [Internet]. 2019;40(1). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362019000100015 ) en la Estación Experimental

Agrícola del Instituto de Investigaciones Agropecuarias ʺJorge Dimitrovʺ, en el municipio Bayamo. Los datos climáticos (Tabla 1) fueron tomados del registro del Centro Metereológico Provincial de Granma.

Tabla 1.  Datos climáticos durante el periodo experimental en las dos localidades objeto de estudio.
Localidad Meses Factores climáticos
Precipitaciones (mm) Temperatura media (oC) Humedad Relativa (%)
Río Cauto Noviembre 25,4 24,9 82
Diciembre 4,0 24,6 85
Enero 12,6 24,5 79
Febrero 10,0 25,4 78
Marzo 10,0 26,3 79
Bayamo Noviembre 75,2 25,3 80
Diciembre 84,2 25,2 87
Enero 6,3 24,6 98
Febrero 87,3 23,5 96
Marzo 47,2 25,7 96

La preparación del suelo para el montaje de los experimentos se realizó con tracción animal de la forma tradicional; las labores realizadas fueron: aradura, cruce, rastrillo y surca. Para la fertilización se utilizó una fuente orgánica derivada de estiércol ovino, incorporada al momento del trasplante, a razón de 5 t ha-1. Las atenciones culturales en todos los casos se efectuaron según el Instructivo Técnico para Organopónicos y Huertos Intensivos, establecido para el tomate (88. Rodríguez A, Companioni N, Peña E, Cañet F, Fresneda J, Estrada J, et al. Manual Técnico de Organopónicos, Huertos Intensivos y Organoponía Semiprotegida [en línea]. Ed. ACTAF-INIFAT, 2007, La Habana, Cuba, 184 p [Internet]. La Habana: ACTAF-INIFAT; 2007 p. 184. Available from: https://www.fao.org/family-farming/detail/es/c/341919/ ).

En las dos localidades se utilizó como método de siembra el trasplante de semillero a campo, con posturas de 25 días después de la siembra en el semillero. En ambos sitios se utilizó un marco de plantación de 1,40 x 0,25 m, en parcelas de 28 m2, distribuidas en un diseño de bloques al azar con cuatro réplicas. Cada parcela constó de cuatro surcos de cinco metros de largo, utilizándose como parcela útil 22,4 m2, compuesta por los dos surcos centrales, menos 50 cm en los extremos, para evitar los efectos de bordes.

Se evaluaron las siguientes variables: número de ramas primarias por plant; altura de la planta (cm); número de frutos por racimo; número de frutos por planta; masa de los frutos por planta (kg); masa promedio del fruto (kg); diámetro del fruto (cm) y rendimiento (t ha-1).

Se utilizó el paquete estadístico Statistica. Se realizó un análisis de varianza bifactorial y la comparación múltiple de medias se efectuó a través de la prueba de Tukey para p≤0,05.

En cada variable se estimó el coeficiente de variación mediante la siguiente expresión:

C V = S X × 100
 

donde:

CV: coeficiente de variación (%)

S: desviación estándar

X: valor medio de la variable.

Se estimaron las varianzas genéticas, ambientales y genotípicas, mediante análisis de varianza según las siguientes ecuaciones:

V a r i a n z a   g e n é t i c a   ( σ 2 G )   =   C M G -   C M e / r
 
V a r i a n z a   a m b i e n t a l   ( σ 2   A )   =   C M e   +   C M L   +   C M G L
 
V a r i a n z a   f e n o t í p i c a   ( ( σ 2 F   )   =   σ 2 G     +   σ 2 A  
 

donde:

CMG= cuadrado medio de los cultivares

CMe= cuadrado medio del error

CML= cuadrado medio de las localidades

CMGL= cuadrado medio de la interacción G x L

Se determinó la heredabilidad en sentido amplio mediante la expresión:

H 2 =   σ   2 G   /   σ   2 F
 

También se realizó un análisis de correlaciones simples entre las variables evaluadas.

Resultados y discusión

 

El análisis de varianza factorial mostró diferencias significativas en la interacción cultivar x localidad en la mayoría de los caracteres evaluados (Tabla 2), excepto las variables masa de frutos por planta y el rendimiento, que solo mostraron significancia estadística en los factores individuales (cultivares y localidades). La interacción significativa indica que al menos uno de los cultivares evaluados tuvo mejor comportamiento o adaptación en una localidad o ambiente específico (99. López-Morales F, Vázquez-Carrillo M, Molina-Galán JD, García-Zavala JJ, Corona-Torres T, CruzIzquierdo S, et al. Interacción genotipo-ambiente, estabilidad del rendimiento y calidad de grano en maíz Tuxpeño. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2017;8(5):1035-50. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S2007-09342017000501035&script=sci_abstract&tlng=pt ), lo cual pudiera deberse a las diferencias edafoclimáticas entre las localidades objeto de estudio y la existencia de diversidad genética entre los genotipos evaluados (1010. González Martínez J, López Santillán JA, Estrada Drouaillet B, Delgado Martínez R, Pecina Martínez JA, Varela Fuentes ES, et al. Parámetros genéticos y heterosis en líneas derivadas de poblaciones nativas de maíz tropical de Tamaulipas. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2016;7(2):387-99. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S2007-09342016000200387&script=sci_arttext ).

Las fluctuaciones ambientales hacen necesario la formación de nuevos genotipos, para lo cual el conocimiento de la interacción genotipo por ambiente permite determinar parámetros genéticos que en ocasiones pueden ser usados como criterios de selección en los programas de mejoramiento en este cultivo (1111. Castañeda PR. Bioestadística aplicada: agronomía, biología, química. Editorial Trillas; 1980. 236 p.).

Tabla 2.  Cuadrados medios, errores estándar (EE) y coeficientes de variación (CV) en caracteres morfoagronómicos en el cultivo de tomate.
FV NRP AP NFR NFP MFP MPF DF REND
L 189,06* 8,7 0,003 1584,04* 3,822* 477,93* 1766,95* 45,833*
V 40,80* 216,7* 0,688* 238,68* 0,174* 177,10* 88,96* 121,74*
VXL 70,83* 236* 0,647* 281,18* 0,055 514,90* 102,07* 58,08
EE 13,372 22,2 0,067 30,18 0,032 26,70 5,13 26,62
CV (%) 35,53 13,39 18,05 34,39 29,71 27,38 36,59 35,72

FV: Fuentes de variación, L: localidades, V: cultivares, VxL: interacción cultivares por localidad, NRP: número de ramas por planta, AP: altura de la planta (cm), NFR: número de frutos por racimo, NFP: número de frutos por planta, MFP: masa de los frutos por plantas (kg), MPF: masa promedio del fruto (kg), DF: Diámetro del fruto (cm), REND: Rendimiento (t ha-1)

La mayoría de las variables evaluadas mostraron coeficientes de variación que oscilaron entre 27 y 37 %, destacándose el diámetro del fruto con el mayor coeficiente. La altura de la planta y el número de frutos por racimos fueron inferiores al 20 %. Si el coeficiente de variación es superior al 20 %, se considera que el carácter en estudio es variable (1111. Castañeda PR. Bioestadística aplicada: agronomía, biología, química. Editorial Trillas; 1980. 236 p.). Esto es importante que se tenga en cuenta en los programas de mejora, pues a mayor variabilidad del carácter en la población en estudio, mayor probabilidad de éxito se esperará de la selección.

En estudios realizados en áreas del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas se constató amplia variabilidad morfoagronómica en la evaluación de 20 accesiones de tomate (1212. Florido M, Álvarez M, Lara RM, Plana D, Varela M, Shagarodsky T, et al. Caracterización morfoagronómica y bioquímica de 20 accesiones de tomate (Lycopersicon spp). Cultivos Tropicales [Internet]. 2002;23(4):61-9. Available from: https://www.redalyc.org/pdf/1932/193218135008.pdf ). Contar en los programas de mejoramiento con alta variabilidad de caracteres facilita la elección de nuevos genotipos.

Los efectos de la interacción cultivar x localidad en las variables evaluadas se muestran en la Tabla 3. En el número de ramas por planta la interacción C5xL2 superó estadísticamente al resto de las interacciones. La interacción C6xL2 no mostró diferencias significativas con la interacción C4xL1, pero difirió estadísticamente de las demás, las cuales, a su vez, no mostraron diferencias significativas entre ellas.

Tabla 3.  Efectos de la interacción cultivar x localidad en seis cultivares de tomate cultivadas en dos localidades en la provincia Granma.
Cultivar Localidad Variables
NRP AP NFR NFP MPF DF
C1 L1 11,5 c 69,37 bc 2,73bc 34,6 bc 35,43 cd 4,53 d
C1 L2 11,7 c 63,23 bcd 2,40 cd 37,1 b 54,67 ab 5,31 abc
C2 L1 16,0 c 67,83 bc 2,87abc 28,9 bc 36,57 cd 4,75 bcd
C2 L2 16,4 c 61,43 cd 3,4 ab 55,4 a 28,73 d 4,41 de
C3 L1 11,7 c 67,30 bc 2,53 c 31,43 bc 28,88 d 4,49 de
C3 L2 13,4 c 51,57 d 2,50 cd 31,5 bc 50,40 abc 5,36 ab
C4 L1 18,7 bc 69,70 bc 2,73bc 26,3 bc 41,10 bcd 4,77 bcd
C4 L2 14,1 c 85,20 a 2,60 c 55,7 a 40,03 bcd 3,75 e
C5 L1 11,5 c 61,83 bcd 2,53 c 19,3 c 53,32 ab 5,34 abc
C5 L2 28,0 a 75,33 ab 3,5 a 39,8 ab 36,13 cd 4,58 cd
C6 L1 14,3 c 67,93 bc 2,67bc 26,3 bc 33,48 d 4,11 de
C6 L2 19,0 b 61,30 cd 1,77 d 26,9 bc 62,53 a 5,96 a
EE 0,304 0,392 0,021 0,457 0,431 0,001

C1: Vyta, C2: Inca-9-1, C3: L-10-3, C4: Criollo Quivicán, C5: L-316, C6: Buena Ventura, L1: Río Cauto, L2: Bayamo, NRP: número de ramas por planta, AP: altura de la planta (cm), NFR: número de frutos por racimo, NFP: número de frutos por planta, MPF: masa promedio del fruto (kg), DF: Diámetro del fruto (cm).

Medias con letras iguales en la misma columna no muestran diferencias significativas entre ellas para p≤0,05

En la altura de las plantas la interacción C4xL2 mostró el mayor valor sin diferencia significativa con la interacción C5xL2. Esta última también superó estadísticamente al valor de las interacciones C2xL2, C3xL2 y C6xL2. El resto de las medias no mostraron diferencias significativas entre ellas.

El mayor número de frutos por racimo correspondió a la interacción C5xL2 sin diferencias significativas con C2xL1 y C2xL2. Esta última superó a C1xL2, C3xL1, C4xL2, C5xL1 y C6xL2. C3xL1, C4xL2 y C5xL1 también fueron superiores que C6L2.

En cuanto al número de frutos por planta se destacaron las interacciones C2xL2 y C4xL2, sin diferencias con C5xL2. Las interacciones C5XL2 y C1xL2 también superaron estadísticamente a C5xL1.

Con relación a la masa promedio del fruto se destacó el promedio expresado por la interacción C6xL2, sin diferencias estadísticas con los valores logrados por las interacciones C1xL2, C3xL2 y C5xL1. Además se observa que los valores de las interacciones C1xL2 y C5xL2 superaron estadísticamente a C1xL1, C2xL1, C2xL2, C3xL1, C5xL2 y C6xL1. El valor mostrado por la interacción C3xL2 también superó a los valores expresados por las interacciones C2xL2, C3xL1 y C6xL1.

El mayor diámetro de los frutos lo alcanzó la interacción C6xL2 sin diferencias significativas con los promedios expresados por las interacciones C1xL2, C3xL2 y C5xL1. El menor valor correspondió a la interacción C4xL2, sin diferencias estadísticas con los promedios de las interacciones C2xL2, C3xL1 y C6xL1.

El comportamiento diferencial de genotipos, a través de condiciones ambientales variables, es importante en el mejoramiento genético de los cultivos, debido a que está presente durante el proceso de selección y recomendación (1313. Pérez-Ruiz J, Zamora-Díaz M, Mejía-Contreras J, Hernández-Livera A, Solano-Hernández S. Estabilidad del rendimiento de grano en cebada maltera en el Bajío, México. Chilean journal of agricultural & animal sciences [Internet]. 2016;32(1):12-9. Available from: https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?pid=S0719-38902016000100002&script=sci_arttext&tlng=p ,1414. Gómez Masjuan Y, Boicet Fabre T, Tornés Olivera N, Meriño Hernández Y. Interacción genotipo ambiente de cuatro variedades de tomate en la provincia Granma. Centro Agrícola [Internet]. 2018;45(2):21-8. Available from: http://cagricola.uclv.edu.cu/descargas/pdf/V45Numero_2/cag03218.pdf ). Por otra parte, permite la elección de la variedad a sembrar en una determinada región agroecológica, lo cual es un aspecto central en la tecnología de producción de cualquier cultivo, ya que esta contribuye a la eficiencia con que se aprovechan los recursos disponibles (1515. Fierros Leyva GA, Ortega Murrieta PF, Acosta Gallegos JA, Valenzuela Herrera V, Padilla Valenzuela I, Velarde Félix S, et al. Interacción genotipo-ambiente en garbanzo blanco de semilla extra grande en el noroeste de México. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2016;7(3):507-19. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2007-09342016000300507 ). En tal sentido, la evaluación de los materiales genéticos en diferentes ambientes y la medición de la interacción genotipo-ambiente, da una idea sobre la estabilidad fenotípica de los genotipos ante las fluctuaciones ambientales (1616. Sánchez Aspeytia D, Borrego Escalante F, Zamora Villa VM, Sánchez Chaparro JD, Castillo Reyes F. Estimación de la interacción genotipo-ambiente en tomate (Solanum lycopersicum L.) con el modelo AMMI. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2015;6(4):763-78. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2007-09342015000400008 ).

En cuanto a la masa de los frutos por planta y el rendimiento (Tabla 4) el cultivar Vyta no mostró diferencias significativas con los cultivares INCA-9-1 y Criollo Quivicán. Sí superó a los demás, que a su vez, no difirieron entre ellos. Este cultivar ha mostrado buena capacidad de adaptación a las condiciones edafoclimáticas del territorio Granmense, pues como se observa, el rendimiento aquí logrado supera los 12,6 t ha-1 publicado por la ONEI (1717. ONEI. Anuario Estadístico Provincial [Internet]. Oficina Nacional de Estadística e Información, Sitio en Actualización. [cited 27/11/2021]. Available from: http://www.onei.gob.cu/node/14794 ) como la media de la provincia. Además se comportó entre los de mayor rendimiento en un estudio realizado en cuatro localidades en la provincia de Granma (1414. Gómez Masjuan Y, Boicet Fabre T, Tornés Olivera N, Meriño Hernández Y. Interacción genotipo ambiente de cuatro variedades de tomate en la provincia Granma. Centro Agrícola [Internet]. 2018;45(2):21-8. Available from: http://cagricola.uclv.edu.cu/descargas/pdf/V45Numero_2/cag03218.pdf ).

Tabla 4.  Comportamiento de la masa promedio de los frutos por planta y el rendimiento en seis cultivares de tomates evaluados en dos localidades en la provincia Granma.
Cultivares Masa promedio de los frutos por planta (kg) Rendimiento (t ha-1)
Vyta 1,61 a 44,41 a
INCA-9-1 1,35 ab 36,05 ab
L-10-3 1,24 b 34,16 b
Criollo Quivicán 1,54 ab 40,55 ab
L-316 1,22 b 33,65 b
Buena Ventura 1,22 b 33,30 b
EE 0,014 0,429

EE: error estándar, medias con letras iguales en la misma columna no muestran diferencias significativas entre ellas para p≤0,05

La masa de frutos por planta, expresados por los cultivares en las dos localidades, son superiores al rango señalado en algunas investigaciones (1818. Salinas Marquina JF. Evaluación de líneas de mejora de tomate (Solanum lycopersicum L.) De la pera en distintas condiciones de cultivo. 2017; Available from: http://dspace.umh.es/bitstream/11000/3966/1/TFM%20Salinas%20Marquina%2C%20Juan%20Francisco.pdf ), cuyos autores indicaron valores entre 5 y 500 g.

Al evaluar el comportamiento promedio de estas variables en las dos localidades objeto de estudio, se pudo apreciar que los mayores valores fueron expresados en la L2 (Tabla 5). De ahí la importancia de evaluar las variedades a nivel local, para seleccionar aquellas que puedan expresar un mayor potencial productivo, según sus respuestas en determinados ambientes.

Tabla 5.  Comportamiento de la masa de los frutos por planta y el rendimiento en seis cultivares de tomates evaluados en dos localidades en la provincia Granma.
Localidades Masa de los frutos por planta (kg) Rendimiento (t ha-1)
L1 1,04 b 25,74 b
L2 1,69 a 48,31 a
EE 0,014 0,429

EE: error estándar, medias con letras iguales en la misma columna no muestran diferencias significativas entre ellas para p≤0,05

Los valores de heredabilidad más altos fueron para la masa de los frutos por planta y el rendimiento con valores de 0,07 y 0,11, respectivamente. Estos valores, al igual que los demás, son bajos, lo cual indica que estas características se deben, esencialmente, a efectos ambientales, lo que no favorecerá que estos caracteres puedan ser recombinados y heredados en las siguientes generaciones (1919. Villaseñor Mir HE, Martínez Cruz E, Santa Rosa RH, González González M, Zamudio Colunga A, Huerta Espino J, et al. Variabilidad genética y criterios de selección para calidad industrial de trigos introducidos en condiciones de temporal. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2017;8(3):661-72. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S200709342017000300661&script=sci_arttext ).

Los coeficientes de variación ambiental (CVA) fueron superiores a los coeficientes de variación genética (CVG) en todos los caracteres evaluados (Tabla 6). Esto explica los bajos valores estimados, a partir de la relación entre ambos coeficientes (CVG/CVA), por lo cual se infiere que el comportamiento de los caracteres estudiados se debió, fundamentalmente, a las condiciones ambientales. Cuando la relación CVG/CVA tiende a uno o es superior a uno, la variación genética es mayor que la variación ambiental, lo cual contribuye favorablemente en un proceso de selección (2020. Pistorale SM, Abbott LA, Andrés A. Diversidad genética y heredabilidad en sentido amplio en agropiro alargado, Thinopyrum ponticum. Ciencia e investigación agraria [Internet]. 2008;35(3):259-64. Available from: https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?pid=S0718-16202008000300003&script=sci_arttext&tlng=n ).

Tabla 6.  Parámetros genéticos en caracteres morfoagronómicos en el cultivo de tomate.
Varianza NRP % AP % NFR % NFP % MFP % MPF % DF % Rend %
σ2L 6,568 16,8 0 0 0 0 72,381 38,9 0,209 77,9 0 0 75,771 96,3 51,4003 51,86
σ2V 0 0 0 0 0,0067 2,53 0 0 0,0200 7,45 0 0 0 0 10,6091 10,70
σ2VL 19,153 48,99 71,287 76,27 0,1942 73,20 83,6669 44,93 0,0072 2,68 62,7326 85,90 32,3127 3,19 10,4869 10,58
σ2 e 13,372 34,20 22,183 23,73 0,0644 24,27 30,1758 16,20 0,0321 11,95 26,7009 14,10 5,1326 0,51 26,6239 26,86
h2a 0,00 0,00 0,0257 0,00 0,0745 0,00 0,00 0,11
CVG 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,29
CVA 1,28 0,33 0,02 2,98 0,18 0,64 16,93 2,11
CVF 2,52 1,40 0,10 5,41 5,41 2,14 23,69 2,68
CVG/CVA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,14

NRP: número de ramas por planta, AP: altura de la planta (cm), NFR: número de frutos por racimo, NFP: número de frutos por planta, MFP: masa de frutos por planta (kg), MPF: masa promedio del fruto, DF: diámetro del fruto (cm), Rend: rendimiento (t ha-1), L: localidad, V: cultivar, VxL: interacción cultivar por localidad, h2a: heredabilidad en sentido amplio (%),CVG: coeficiente de variación genética, CVA: coeficiente de variación ambiental (%),CVF: coeficiente de variación fenotípica (%).

En las correlaciones simples entre los caracteres evaluados, el 50 % de los pares relacionados resultaron significativos (Tabla 7). Presentaron correlaciones altas y positivas los pares de caracteres masa de los frutos por planta y número de frutos por planta (r=0,63), diámetro del fruto y la masa de los frutos por planta (r=0,78), rendimiento y número de frutos por planta (r=0,64), rendimiento y masa de los frutos por planta (r=0,98) y rendimiento y diámetro del fruto (r=0,83).

Tabla 7.  Correlaciones fenotípicas entre caracteres agronómicos en tomate.
Variable NRP AP NFR NFP MFP MPF DF
NRPP
AP 0,23
NFPR 0,32 0,26
NFP 0,24 0,37* 0,37*
PFP 0,31 0,09 -0,04 0,63*
PPF 0,07 -0,32 -0,56* -0,41* 0,41*
DF 0,42* -0,20 -0,10 0,40* 0,78* 0,47*
Rend 0,32 0,07 -0,05 0,64* 0,98* 0,39* 0,83*

*: Coeficientes significativos, NRP: número de ramas por planta, AP: Altura de la planta (cm), NFR: número de frutos por racimo, NFP: número de frutos por planta, MFP: masa de los frutos por planta (kg), MPF: masa promedio del fruto (kg), DF: Diámetro del fruto (cm), REND: Rendimiento (t ha-1)

En cambio, las correlaciones fueron bajas y positivas entre diámetro del fruto y número de ramas por planta (0,42), número de frutos por planta y altura de la planta (0,37), número de frutos por planta y número de frutos por racimo (r=0,37), masa promedio del fruto y masa de los frutos por planta (r=0,41), diámetro de fruto y número de frutos por planta (r=0,40), diámetro del fruto y masa promedio del fruto (r=0,47), rendimiento y masa promedio del fruto (r=0,39). Presentaron correlaciones bajas y negativas, la masa promedio de los frutos con el número de frutos por racimos y número de frutos por planta con valores de r=-0,69 y r=-0,41, respectivamente.

El coeficiente de correlación entre la masa promedio y el diámetro del fruto, aunque resultó significativo, el valor es inferior al indicado por otros autores (2121. Duarte DE, Lagos TC, Lagos LK. Correlaciones genéticas, fenotípicas y ambientales en 81 genotipos de tomate de árbol (Cyphomandra betacea Cav. Sendt.). Revista de Ciencias Agrícolas [Internet]. 2012;29(2):57-80. Available from: https://revistas.udenar.edu.co/index.php/rfacia/article/view/457 ), quienes plantearon un coeficiente entre estas dos variables de 0,69. Estos autores también señalaron coeficientes positivamente significativos entre estas variables y el rendimiento, lo cual tiene coincidencia con los resultados obtenidos en esta investigación.

Conclusiones

 
  • En la variación fenotípica total la contribución ambiental fue alta y los estimados de heredabilidad, en sentido, amplio fueron valores bajos en los caracteres evaluados.

  • La masa de los frutos por planta, el diámetro del fruto y el número de frutos por planta fueron las variables que más influyeron positivamente en el rendimiento.

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Cultivos Tropicales Vol. 43, No. 2, abril-junio 2022, ISSN: 1819-4087
 
Original article

Agronomic indicators and genetic parameters in six tomato (Solanum lycopersicum L.) cultivars

 

iDElio Lescay-Batista*✉:elescay@dimitrov.cu

iDDariel Molinet-Salas


Instituto de Investigaciones Agropecuarias "Jorge Dimitrov", carretera Bayamo a Manzanillo km 16½, Peralejo, GP 2140, CP 85100, Bayamo, Granma, Cuba

 

*Author for correspondence. elescay@dimitrov.cu

Abstract

In order to evaluate agronomic indicators and estimate genetic parameters, six tomato cultivars were established in two locations, using a randomized complete block design with four replications. Eight morphoagronomic variables were evaluated, including agricultural yield. The data were processed with the Statistica statistical package, which was used to perform two-factor analysis of variance, double classification and random effects, the latter to decompose the total phenotypic variance. Multiple comparison of means was performed through Tukey's test p≤0.05. Simple correlation analysis was also performed among the variables evaluated. The results showed significant effects of genotype-environment interaction in 75 % of the variables under study. Coefficients of environmental variation were high for all traits and heritability estimates, in a broad sense, were very low. Simple correlations were high and positively significant between the characters fruit mass per plant and fruit number per plant, fruit diameter and fruit mass per plant, yield and fruit number per plant, yield and fruit mass per plant, and yield and fruit diameter.

Key words: 
variance, genotypes, broad heritability, genetic variability

Introduction

 

Tomato is the most cultivated and important vegetable in the world; fresh and industrial consumption are the two main production destinations (11. Guzmán A, Corradini F, Martínez JP, Torres A. Importancia y consideraciones del cultivo de tomate. Manual de cultivo del tomate al aire libre. Manual de cultivo del tomate al aire libre. Santiago de Chile, Chile [Internet]. 2017;94. Available from: https://biblioteca.inia.cl/bitstream/handle/123456789/6707/NR40981.pdf?sequence=1 ). Its demand is continuously increasing and with it its cultivation, production and trade (22. Gargurevich G. Reinventar el cultivo del tomate [Internet]. Redagrícola Perú. 2018 [cited 27/11/2021]. Available from: https://www.redagricola.com/pe/reinventar-el-cultivo-del-tomate/ ). The fruit is an essential component of the diet of millions of people (33. Sepúlveda Flórez DR. Sistemas de producción de tomate en el municipio de Cáchira, Norte de Santander: en busca de elementos para el análisis de su sostenibilidad. 2016;145. Available from: https://repository.javeriana.edu.co/handle/10554/21167 ).

In Cuba, this crop requires cultivars adapted to tropical climate conditions. The availability of Cuban cultivars with this characteristic constitutes an advantage over imported cultivars for extending planting and harvesting dates (44. Gil MA, Zubiaur YM, Carabeo JA, Bacallao MF, Hurtado FD. “ELBITA”: variedad de tomate resistente a Begomovirus para condiciones tropicales. Cultivos Tropicales [Internet]. 2018;39(3):91-2. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S025859362018000300013&lng=es&nrm=iso ).

The knowledge of the relation between variables and genetic parameters in any specie, facilitates the selection process of new genotypes in plant improvement schemes. Morphoagronomic characterization has been essential for the identification of desirable traits in individuals destined to be released directly as cultivars or used as gene donors (55. Archak S, Tyagi RK, Harer PN, Mahase LB, Singh N, Dahiya OP, et al. Characterization of chickpea germplasm conserved in the Indian National Genebank and development of a core set using qualitative and quantitative trait data. The Crop Journal [Internet]. 2016;4(5):417-24. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214514116300678 ).

Variability based on morphological and agronomic traits is a fundamental tool in breeding schemes and efficient germplasm conservation (66. Salazar Laureles ME, Pérez López D de J, González Huerta A, Vázquez García LM. Variabilidad fenotípica en colectas de haba provenientes del Valle Toluca-Atlacomulco, México. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2019;10(3):713-27. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S2007-09342019000300713&script=sci_arttext ). Therefore, the aim of this work was to evaluate agronomic indicators and estimate genetic parameters in six tomato cultivars.

Materials and methods

 

In the period from November/2015 to April/2016, tomato cultivars Vyta, INCA-9-1, L-10-3, Criollo Quivicán,

L-316 and Buena Ventura were evaluated in two locations in Granma province. These were established in a Pelic Vertisol soil (77. Hernández-Jiménez A, Pérez-Jiménez JM, Bosch-Infante D, Speck NC. La clasificación de suelos de Cuba: énfasis en la versión de 2015. Cultivos Tropicales [Internet]. 2019;40(1). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362019000100015 ) at the Basic Unit of Cooperative Production (UBPC) Tamara Bunke, in Río Cauto municipality and in a Fluvisol Fluffy soil (77. Hernández-Jiménez A, Pérez-Jiménez JM, Bosch-Infante D, Speck NC. La clasificación de suelos de Cuba: énfasis en la versión de 2015. Cultivos Tropicales [Internet]. 2019;40(1). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362019000100015 ) at the Agricultural Experimental Station of the Agricultural

Research Institute ʺJorge Dimitrovʺ, in Bayamo municipality. The climatic data (Table 1) were taken from the register of the Provincial Meteorological Center of Granma.

Table 1.  Climatic data during the experimental period in the two locations under study
Locality Months Climate temperature
Precipitations (mm) Average temperature (oC) Relative Humidity (%)
Río Cauto November 25,4 24,9 82
December 4,0 24,6 85
January 12,6 24,5 79
February 10,0 25,4 78
March 10,0 26,3 79
Bayamo November 75,2 25,3 80
December 84,2 25,2 87
January 6,3 24,6 98
February 87,3 23,5 96
March 47,2 25,7 96

Soil preparation for the experiments was carried out with animal traction in the traditional way; the tasks performed were: plowing, crossing, raking and furrowing. For fertilization, an organic source derived from sheep manure was used, incorporated at the time of transplanting, at a rate of 5 t ha-1. Cultural attentions in all cases were carried out according to the Technical Instructions for Organoponics and Intensive Orchards, established for tomato (88. Rodríguez A, Companioni N, Peña E, Cañet F, Fresneda J, Estrada J, et al. Manual Técnico de Organopónicos, Huertos Intensivos y Organoponía Semiprotegida [en línea]. Ed. ACTAF-INIFAT, 2007, La Habana, Cuba, 184 p [Internet]. La Habana: ACTAF-INIFAT; 2007 p. 184. Available from: https://www.fao.org/family-farming/detail/es/c/341919/ ).

In both locations, transplanting from seedbed to field was used as a method of sowing, with postures 25 days after sowing in the seedbed. At both sites, a planting frame of 1.40 x 0.25 m was used, in 28 m2 plots, distributed in a randomized block design with four replications. Each plot consisted of four furrows of five meters long, using 22.4 m2 as the useful plot, composed of the two central furrows, minus 50 cm at the ends, to avoid edge effects.

The following variables were evaluated: number of primary branches per plant; plant height (cm); number of fruits per cluster; number of fruits per plant; fruit mass per plant (kg); average fruit mass (kg); fruit diameter (cm) and yield (t ha-1).

The statistical package Statistica was used. A two-factor analysis of variance was performed and the multiple comparison of means was carried out using Tukey's test for p≤0.05.

For each variable, the coefficient of variation was estimated using the following expression:

C V = S X × 100
 

where:

CV: coefficient of variation (%)

S: standard deviation

X: mean value of the variable.

Genetic, environmental and genotypic variances were estimated by analysis of variance according to the following equations:

G e n e t i c   v a r i a n c e   ( σ 2 G )   =   C M G -   C M e / r
 
E n v i r o n m e n t a l   v a r i a n c e   ( σ 2 A )   =   C M e   +   C M L   +   C M G L
 
P h e n o t y p i c   v a r i a n c e   ( σ 2 F )   =   σ 2 G   +   σ 2 A
 

where:

CMG= cultivar mean square

CMe= mean square of the error

CML= mean square of locations

CMGL= mean square of the G x L interaction.

Broad sense heritability was determined by the expression:

H 2 =   σ 2 G   /   σ 2 F
 

An analysis of simple correlations between the evaluated variables was also performed.

Results and discussion

 

The factorial analysis of variance showed significant differences in the cultivar x locality interaction for most of the traits evaluated (Table 2), except for the variables fruit mass per plant and yield, which only showed statistical significance in the individual factors (cultivars and localities). The significant interaction indicates that at least one of the cultivars evaluated performed better or adapted better in a specific location or environment (99. López-Morales F, Vázquez-Carrillo M, Molina-Galán JD, García-Zavala JJ, Corona-Torres T, CruzIzquierdo S, et al. Interacción genotipo-ambiente, estabilidad del rendimiento y calidad de grano en maíz Tuxpeño. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2017;8(5):1035-50. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S2007-09342017000501035&script=sci_abstract&tlng=pt ), which could be due to the edaphoclimatic differences between the locations under study and the existence of genetic diversity among the genotypes evaluated (1010. González Martínez J, López Santillán JA, Estrada Drouaillet B, Delgado Martínez R, Pecina Martínez JA, Varela Fuentes ES, et al. Parámetros genéticos y heterosis en líneas derivadas de poblaciones nativas de maíz tropical de Tamaulipas. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2016;7(2):387-99. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S2007-09342016000200387&script=sci_arttext ).

The environmental fluctuations make necessary the formation of new genotypes, for which the knowledge of the interaction genotype by environment allows determining genetic parameters that sometimes can be used as selection criteria in the improvement programs of this crop (1111. Castañeda PR. Bioestadística aplicada: agronomía, biología, química. Editorial Trillas; 1980. 236 p.).

Table 2.  Mean squares, standard errors (SE) and coefficients of variation (CV) in morphoagronomic characters in tomato crop.
SV NBP PH NFB NFP MFP AFM FD YLD
L 189,06* 8,7 0,003 1584,04* 3,822* 477,93* 1766,95* 45,833*
V 40,80* 216,7* 0,688* 238,68* 0,174* 177,10* 88,96* 121,74*
VxL 70,83* 236* 0,647* 281,18* 0,055 514,90* 102,07* 58,08
SE 13,372 22,2 0,067 30,18 0,032 26,70 5,13 26,62
CV (%) 35,53 13,39 18,05 34,39 29,71 27,38 36,59 35,72

SV: Sources of variation, L: locations, V: cultivars, VxL: interaction cultivars by location, NBP: number of branches per plant, PH: plant height (cm), NFB: number of fruits per bunch, NFP: number of fruits per plant, MFP: mass of fruits per plant (kg), AFM: average fruit mass (kg), FD: fruit diameter (cm), YLD: Yield (t ha-1)

Most of the variables evaluated showed coefficients of variation ranging from 27 to 37 %, with fruit diameter having the highest coefficient. Plant height and number of fruits per bunch were less than 20 %.

If the coefficient of variation is greater than 20 %, it is considered that the character under study is variable (1111. Castañeda PR. Bioestadística aplicada: agronomía, biología, química. Editorial Trillas; 1980. 236 p.). This is important to be taken into account in breeding programs, since the greater the variability of the trait in the population under study, the greater the probability of success expected from the selection. In studies carried out in areas of the National Institute of Agricultural Sciences, a wide morphoagronomic variability was found in the evaluation of 20 tomato accessions (1212. Florido M, Álvarez M, Lara RM, Plana D, Varela M, Shagarodsky T, et al. Caracterización morfoagronómica y bioquímica de 20 accesiones de tomate (Lycopersicon spp). Cultivos Tropicales [Internet]. 2002;23(4):61-9. Available from: https://www.redalyc.org/pdf/1932/193218135008.pdf ). In breeding programs, having a high variability of characters facilitates the selection of new genotypes.

The effects of the cultivar x location interaction on variables evaluated are shown in Table 3. In the number of branches per plant, the C5xL2 interaction statistically outperformed the rest of the interactions. The C6xL2 interaction showed no significant differences with the C4xL1 interaction, but differed statistically from the others, which, in turn, showed no significant differences between them.

Table 3.  Cultivar x location interaction effects in six tomato cultivars grown in two locations in Granma province.
Cultivar Locality Variables
NBP HP NFB NFP AFM FD
C1 L1 11,5 c 69,37 bc 2,73bc 34,6 bc 35,43 cd 4,53 d
C1 L2 11,7 c 63,23 bcd 2,40 cd 37,1 b 54,67 ab 5,31 abc
C2 L1 16,0 c 67,83 bc 2,87abc 28,9 bc 36,57 cd 4,75 bcd
C2 L2 16,4 c 61,43 cd 3,4 ab 55,4 a 28,73 d 4,41 de
C3 L1 11,7 c 67,30 bc 2,53 c 31,43 bc 28,88 d 4,49 de
C3 L2 13,4 c 51,57 d 2,50 cd 31,5 bc 50,40 abc 5,36 ab
C4 L1 18,7 bc 69,70 bc 2,73bc 26,3 bc 41,10 bcd 4,77 bcd
C4 L2 14,1 c 85,20 a 2,60 c 55,7 a 40,03 bcd 3,75 e
C5 L1 11,5 c 61,83 bcd 2,53 c 19,3 c 53,32 ab 5,34 abc
C5 L2 28,0 a 75,33 ab 3,5 a 39,8 ab 36,13 cd 4,58 cd
C6 L1 14,3 c 67,93 bc 2,67bc 26,3 bc 33,48 d 4,11 de
C6 L2 19,0 b 61,30 cd 1,77 d 26,9 bc 62,53 a 5,96 a
SE 0,304 0,392 0,021 0,457 0,431 0,001

C1: Vyta, C2: Inca-9-1, C3: L-10-3, C4: Criollo Quivicán, C5: L-316, C6: Buena Ventura, L1: Río Cauto, L2: Bayamo, NBP: number of branches per plant, PH: plant height (cm), NFB: number of fruits per branch, NFP: number of fruits per plant, AFM: average fruit mass (kg), FD: fruit diameter (cm). Means with equal letters in the same column do not show significant differences between them for p≤0.05

In plant height, the C4xL2 interaction showed the highest value with no significant difference with the C5xL2 interaction. The latter also statistically exceeded the value of the C2xL2, C3xL2 and C6xL2 interactions. The rest of the means showed no significant differences among them.

The highest number of fruits per bunch corresponded to the interaction C5xL2 with no significant differences with C2xL1 and C2xL2. The latter outperformed C1xL2, C3xL1, C4xL2, C5xL1 and C6xL2. C3xL1, C4xL2 and C5xL1 were also superior to C6L2.

Regarding the number of fruits per plant, C2xL2 and C4xL2 interactions were outstanding, with no differences with C5xL2. The C5XL2 and C1xL2 interactions were also statistically superior to C5xL1.

In relation to the average fruit mass, the average expressed by the C6xL2 interaction stood out, with no statistical differences with the values achieved by the C1xL2, C3xL2 and C5xL1 interactions. It was also observed that the values of the interactions C1xL2 and C5xL2 statistically exceeded C1xL1, C2xL1, C2xL2, C3xL1, C5xL2 and C6xL1. The value shown by the C3xL2 interaction also exceeded the values expressed by the C2xL2, C3xL1 and C6xL1 interactions.

The largest fruit diameter was reached by the C6xL2 interaction without significant differences with the averages expressed by the C1xL2, C3xL2 and C5xL1 interactions. The lowest value corresponded to the C4xL2 interaction, without statistical differences with the averages of the C2xL2, C3xL1 and C6xL1 interactions.

The differential behavior of genotypes, through variable environmental conditions, is important in the genetic improvement of crops, because it is present during the selection and recommendation process (1313. Pérez-Ruiz J, Zamora-Díaz M, Mejía-Contreras J, Hernández-Livera A, Solano-Hernández S. Estabilidad del rendimiento de grano en cebada maltera en el Bajío, México. Chilean journal of agricultural & animal sciences [Internet]. 2016;32(1):12-9. Available from: https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?pid=S0719-38902016000100002&script=sci_arttext&tlng=p ,1414. Gómez Masjuan Y, Boicet Fabre T, Tornés Olivera N, Meriño Hernández Y. Interacción genotipo ambiente de cuatro variedades de tomate en la provincia Granma. Centro Agrícola [Internet]. 2018;45(2):21-8. Available from: http://cagricola.uclv.edu.cu/descargas/pdf/V45Numero_2/cag03218.pdf ). On the other hand, it allows the selection of the variety to sow in a determined agroecological region, which is a central aspect in the production technology of any crop, since it contributes to the efficiency with which the available resources are used (1515. Fierros Leyva GA, Ortega Murrieta PF, Acosta Gallegos JA, Valenzuela Herrera V, Padilla Valenzuela I, Velarde Félix S, et al. Interacción genotipo-ambiente en garbanzo blanco de semilla extra grande en el noroeste de México. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2016;7(3):507-19. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2007-09342016000300507 ). In this sense, the evaluation of genetic materials in different environments and the measurement of the genotype-environment interaction, gives an idea about the phenotypic stability of genotypes before environmental fluctuations (1616. Sánchez Aspeytia D, Borrego Escalante F, Zamora Villa VM, Sánchez Chaparro JD, Castillo Reyes F. Estimación de la interacción genotipo-ambiente en tomate (Solanum lycopersicum L.) con el modelo AMMI. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2015;6(4):763-78. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2007-09342015000400008 ).

In terms of fruit mass per plant and yield (Table 4), the Vyta cultivar did not show significant differences with the INCA-9-1 and Criollo Quivicán cultivars. It did outperform the others, which, in turn, did not differ from each other. This cultivar has shown good adaptability to the soil and climatic conditions of the Granmense territory, since, as can be seen, the yield achieved here exceeds the 12.6 t ha-1 published by ONEI (1717. ONEI. Anuario Estadístico Provincial [Internet]. Oficina Nacional de Estadística e Información, Sitio en Actualización. [cited 27/11/2021]. Available from: http://www.onei.gob.cu/node/14794 ) as the average for the province. It also behaved among the highest yields in a study conducted in four locations in Granma province (1414. Gómez Masjuan Y, Boicet Fabre T, Tornés Olivera N, Meriño Hernández Y. Interacción genotipo ambiente de cuatro variedades de tomate en la provincia Granma. Centro Agrícola [Internet]. 2018;45(2):21-8. Available from: http://cagricola.uclv.edu.cu/descargas/pdf/V45Numero_2/cag03218.pdf ).

Table 4.  Behavior of average fruit mass per plant and yield in six tomato cultivars evaluated in two locations in Granma province.
Cultivars Average fruit mass per plant (kg) Yield (t ha-1)
Vyta 1,61 a 44,41 a
INCA-9-1 1,35 ab 36,05 ab
L-10-3 1,24 b 34,16 b
Criollo Quivicán 1,54 ab 40,55 ab
L-316 1,22 b 33,65 b
Buena Ventura 1,22 b 33,30 b
SE 0,014 0,429

SE: standard error, means with equal letters in the same column do not show significant differences between them for p≤0.05

The mass of fruits per plant, expressed by the cultivars in the two localities, are higher than the range indicated in some research (1818. Salinas Marquina JF. Evaluación de líneas de mejora de tomate (Solanum lycopersicum L.) De la pera en distintas condiciones de cultivo. 2017; Available from: http://dspace.umh.es/bitstream/11000/3966/1/TFM%20Salinas%20Marquina%2C%20Juan%20Francisco.pdf ), whose authors indicated values between 5 and 500 g.

When evaluating the average behavior of these variables in the two locations under study, it was observed that the highest values were expressed in L2 (Table 5). Hence the importance of evaluating the varieties at the local level, in order to select those that can express a greater productive potential, according to their responses in specific environments.

Table 5.  Behavior of fruit mass per plant and yield in six tomato cultivars evaluated in two localities in Granma province.
Localities Mass of fruits per plant (kg) Yield (t ha-1)
L1 1,04 b 25,74 b
L2 1,69 a 48,31 a
SE 0,014 0,429

SE: standard error, means with equal letters in the same column do not show significant differences between them for p≤0.05

The highest heritability values were for fruit mass per plant and yield with values of 0.07 and 0.11, respectively. These values, like the others, are low, indicating that these characteristics are essentially due to environmental effects, which will not enhance that these characters can be recombined and inherited in the following generations (1919. Villaseñor Mir HE, Martínez Cruz E, Santa Rosa RH, González González M, Zamudio Colunga A, Huerta Espino J, et al. Variabilidad genética y criterios de selección para calidad industrial de trigos introducidos en condiciones de temporal. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2017;8(3):661-72. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S200709342017000300661&script=sci_arttext ).

The coefficients of environmental variation (CVA) were higher than the coefficients of genetic variation (CVG) for all the traits evaluated (Table 6). This explains the low values estimated from the ratio between both coefficients (CVG/CVA), and it is inferred that the behavior of the studied traits was mainly due to environmental conditions. When the CVG/CVA ratio tends to one or is higher than one, the genetic variation is greater than the environmental variation, which contributes favorably to a selection process (2020. Pistorale SM, Abbott LA, Andrés A. Diversidad genética y heredabilidad en sentido amplio en agropiro alargado, Thinopyrum ponticum. Ciencia e investigación agraria [Internet]. 2008;35(3):259-64. Available from: https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?pid=S0718-16202008000300003&script=sci_arttext&tlng=n ).

Table 6.  Genetic parameters in morphoagronomic traits in tomato crop
Variance NBP % HP % NFB % NFP % MFP % AFM % FD % Yld %
σ2L 6,568 16,8 0 0 0 0 72,381 38,9 0,209 77,9 0 0 75,771 96,3 51,4003 51,86
σ2V 0 0 0 0 0,0067 2,53 0 0 0,0200 7,45 0 0 0 0 10,6091 10,70
σ2VL 19,153 48,99 71,287 76,27 0,1942 73,20 83,6669 44,93 0,0072 2,68 62,7326 85,90 32,3127 3,19 10,4869 10,58
σ2 e 13,372 34,20 22,183 23,73 0,0644 24,27 30,1758 16,20 0,0321 11,95 26,7009 14,10 5,1326 0,51 26,6239 26,86
h2a 0,00 0,00 0,0257 0,00 0,0745 0,00 0,00 0,11
CVG 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,29
CVA 1,28 0,33 0,02 2,98 0,18 0,64 16,93 2,11
CVF 2,52 1,40 0,10 5,41 5,41 2,14 23,69 2,68
CVG/CVA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,14

NRP: number of branches per plant, AP: plant height (cm), NFR: number of fruits per bunch, NFP: number of fruits per plant, MFP: mass of fruits per plant (kg), AFM: average fruit mass, FD: fruit diameter (cm), Yld: yield (t ha-1), L: locality, V: cultivar, VxL: cultivar by locality interaction, h2a: broad sense heritability (%), CVG: coefficient of genetic variation, CVA: coefficient of environmental variation (%), CVF: coefficient of phenotypic variation (%)

In the simple correlations between the evaluated traits, 50 % of the related pairs were significant (Table 7). High and positive correlations were found for the pairs of characters fruit mass per plant and number of fruits per plant (r=0.63), fruit diameter and fruit mass per plant (r=0.78), yield and number of fruits per plant (r=0.64), yield and fruit mass per plant (r=0.98) and yield and fruit diameter (r=0.83).

Table 7.  Phenotypic correlations between agronomic traits in tomato.
Variable NBP PH NFB NFP MFP AFM FD
NRPP
HP 0,23
NFPB 0,32 0,26
NFP 0,24 0,37* 0,37*
PFP 0,31 0,09 -0,04 0,63*
PPF 0,07 -0,32 -0,56* -0,41* 0,41*
FD 0,42* -0,20 -0,10 0,40* 0,78* 0,47*
Yld 0,32 0,07 -0,05 0,64* 0,98* 0,39* 0,83*

*: Significant coefficients, NBP: number of branches per plant, PH: plant height (cm), NFR: number of fruits per cluster, NFP: number of fruits per plant, MFP: mass of fruits per plant (kg), AFM: average fruit mass (kg), FD: fruit diameter (cm), Yld: yield (t ha-1)

On the other hand, correlations were low and positive between fruit diameter and number of branches per plant (0.42), number of fruits per plant and plant height (0.37), number of fruits per plant and number of fruits per bunch (r=0.37), average fruit mass and fruit mass per plant (r=0.41), fruit diameter and number of fruits per plant (r=0.40), fruit diameter and average fruit mass (r=0.47), yield and average fruit mass (r=0.39). Low and negative correlations were found between average fruit mass and number of fruits per bunch and number of fruits per plant with values of r=-0.69 and r=-0.41, respectively.

The correlation coefficient between average fruit mass and fruit diameter, although significant, was lower than that indicated by other authors (2121. Duarte DE, Lagos TC, Lagos LK. Correlaciones genéticas, fenotípicas y ambientales en 81 genotipos de tomate de árbol (Cyphomandra betacea Cav. Sendt.). Revista de Ciencias Agrícolas [Internet]. 2012;29(2):57-80. Available from: https://revistas.udenar.edu.co/index.php/rfacia/article/view/457 ), who reported a coefficient of 0.69 between these two variables. These authors also indicated positively significant coefficients between these variables and yield, which coincides with the results obtained in this research.

Conclusions

 
  • In the total phenotypic variation, the environmental contribution was high and heritability estimates, in a broad sense, were low for the traits evaluated.

  • Fruit mass per plant, fruit diameter and number of fruits per plant were the variables that most positively influenced yield.