lecciÓn 1. caracterización...

Lección 1 1

LECCIÓN 1. Caracterización morfológica.

Lección 1 2

Elección Unidad Básica de Caracterización (UBC) Elección caracteres

OBJETIVOS

Biología especie Centro de origen/domesticación

Planteamiento estudio caracterización

Lección 1 3

• UNIDADES BASICAS DE CARACTERIZACIÓN (UBC):– Unidades Taxonómicas Operativas (UTOs)– Accesiones– Genotipos– Casos

• CARACTERES:– Variables– Rasgos

Glosario de términos utilizados y sinónimos

Lección 1 4

Realización del muestreo: Selección de individuos que componen cada U.B.C.

Toma de los datos correspondientes a cada carácter en cada U.B.C.

Evaluación de resultados mediante ANÁLISIS MULTIVARIADO

Semejanza de las UBC (visualización de las relaciones

entre UBC)

Relación entre las variables consideradas

Elección U.B.C. Elección caracteres

Planteamiento estudio caracterización morfológico

Lección 1 5

• El rango taxonómico de las U.B.C. depende del objetivodel estudio.

• Cada U.B.C. está compuesta por un conjunto deindividuos.

Elección de las UBC

Lección 1 6

• La homogeneidad interna de las U.B.C. debe ser lomayor posible– Independientemente de los objetivos establecidos, es

aconsejable realizar una siembra inicial previa para conocerla variabilidad global

– Antes de intentar la caracterización definitiva homogeneizarlas UBC de acuerdo con los morfotipos

• Ej: tipo de semilla; tipo de fruto; hábito de crecimiento

Elección de las UBC (2)

Lección 1 7

• La homogeneidad interna de las U.B.C. debe ser lomayor posibleSoluciones para tratar con la heterogeneidad intrínseca a las

UBC:– Utilizar media o moda:

• Media: Caracteres multiestado cuantitativos continuos• Moda:

– Caracteres multiestado cualitativos– Caracteres multiestado cuantitativos discontinuos

– Elegir al azar un organismo de los que componen la UBC (?)

Elección de las UBC (3).

Lección 1 8

• La homogeneidad interna de las U.B.C. debe ser lomayor posibleSoluciones en caso de heterogeneidad (2):

– Utilizar coeficientes de similitud que tengan en cuenta lavariación intra-UBC

– Para caracteres• Doble-Estado• Multiestado cualitativos sin secuencia lógica transformados a

doble estadoSe introduce un tercer valor para el caso de que se manifieste

el carácter en unos individuos y no se manifieste en otros• Número de U.B.C. que deben utilizarse.

Elección de las UBC (4).

Lección 1 9

DATOS DOBLE ESTADO.1. Datos doble estado presencia-ausencia.2. Datos doble estado excluyentes.

DATOS MULTI-ESTADO1. Datos multiestado cualitativos sin secuencia lógica o desordenados2.Datos multiestado cualitativos con secuencia lógica3. Datos multiestado cuantitativos. Datos multiestado cuantitativos discontinuos Datos multiestado cuantitativos continuos

Cualitativos binarios

Cualitativos nominales

Cualitativos ordinales

Cuantitativos discretosCuantitativos continuos

Tipo de caracteres y su codificación

Lección 1 10

DATOS DOBLE ESTADO1. Datos doble estado presencia-ausencia

2. Datos doble estado excluyentes

Carácter Estados Codificación

Mucrón en el ápice foliar Presencia de mucrón 1Ausencia de mucrón 0

Carácter Estados CodificaciónAlt. 1 Alt. 2

Tipo de fruto Dehiscente 1 2Indehiscente 0 1

Tipo de caracteres y su codificación (2)

Lección 1 11

DATOS MULTI-ESTADO1. Datos multiestado cualitativos sin secuencia lógica o desordenados

a) Posibilidad 1


Superficie de la hoja

Escabrosa 1Estrigosa 2Híspida 3Hirsuta 4Serícea 5Estrellada 6


Lección 1 12

b) Posibilidad 2Carácter Estados Codificación

Superficie de la hoja escabrosa Presencia 1Ausencia 0

Carácter Estados CodificaciónSuperficie de la hoja estrigosa Presencia 1

Ausencia 0Carácter Estados Codificación

Superficie de la hoja híspida Presencia 1Ausencia 0

Carácter Estados CodificaciónSuperficie de la hoja hirsuta Presencia 1

Ausencia 0Carácter Estados Codificación

Superficie de la hoja serícea Presencia 1Ausencia 0

Carácter Estados CodificaciónSuperficie de la hoja estrellada Presencia 1

Ausencia 0


Lección 1 13

DATOS MULTI-ESTADO (2)2. Datos multiestado cualitativos con secuencia lógica

a) Posibilidad 1.

b) Posibilidad 2.


Presencia de pelosRara 1Común 2Abundante 3

Carácter Presencia pelos rara Presencia pelos común

Presencia pelos abundante

UBC A 1 0 0

UBC B 1 1 0

UBC C 1 1 1


Lección 1 14

DATOS MULTI-ESTADO (3)3. Datos multiestado cuantitativos.

• Datos multiestado cuantitativos discontinuos Ej. Número de pétalos

• Datos multiestado cuantitativos continuos Ej. Longitud de los pétalos

a) Posibilidad 1.Poner el número correspondiente


Lección 1 15

b) Posibilidad 2. Transformación a caracteres binarios.Ej. Discontinuo: Número de pétalos


De 2 a 4 pétalos Presencia 1Ausencia 0


De 5 a 7 pétalos Presencia 1Ausencia 0

Carácter Estados CodificaciónDe 8 a 10 pétalos Presencia 1

Ausencia 0


Lección 1 16

Ej. Continuo: Longitud de los pétalos


De 2 a 3,99 cmPresencia 1Ausencia 0


De 4 a 5,99 cm Presencia 1

Ausencia 0

Carácter Estados CodificaciónDe 6 a 8 cm Presencia 1

Ausencia 0


Lección 1 17

c) Posibilidad 3. Transformación a caracteres multiestado cualitativos con secuencia lógica.

Ej. Discontinuo: Número de pétalos

Carácter Estado Codificación

Longitud del pétaloDe 2 a 3,99 cm 3De 4 a 5,99 cm 5De 6 a 8 pétalos 7

Carácter Estado Codificación

Número de pétalosDe 2 a 4 pétalos 3De 5 a 7 pétalos 5De 8 a 10 pétalos 7

Ej. Continuo: Longitud de los pétalos


Lección 1 18

• Determinación de homologías– Los caracteres que se van a medir en las diferentes U.B.C. deben de ser

homólogos.– El feneticismo acepta la utilización de la “homología operativa”

• Criterios a la hora de seleccionar caracteres– Deben de excluirse los siguientes tipos de caracteres:

• Caracteres sin sentido biológico• Caracteres relacionados lógicamente• Caracteres invariables en las U.B.C. en estudio

– En los caracteres multiestado cuantitativos continuos son más estables lasmedidas relativas que las absolutas

• Importancia de los diferentes caracteres.• Número de caracteres a utilizar.

Elección de los caracteres (aplicado a plantas)

Lección 1 19

SEMILLAS PLÁNTULAS HOJAS

Cualitativos• Testa

Patrón Color.

• Presencia de determinadas estructuras (Por ejemplo arilo).

• Forma.• Presencia de costillas.

Cuantitativos.• Peso.• Número de costillas si las hubiera.• Longitud.• Anchura.• Espesor.• Superficie proyectado.• Ángulos (por ejemplo ángulo del

hilo)• Diámetro en las de forma

redondeada.• Factores de forma.• Distancias entre determinados

puntos singulares.• Longitud / Anchura / Factores de

forma de determinadas estructuras singulares (vgr. Hilo)

Cualitativas• Hipocótilo/Epicotilo

Características fisiológicas: Desarrollo hipocotilo.Pigmentación.Presencia / Ausencia de

pelos• Cotiledones.

Características del desarrollo.Consistencia.Otros equivalentes a los

indicados para hojas adultas.• Eofilos.

Filotaxia.Otros equivalentes a los

indicados para hojas adultas.Cuantitativos• Hipocotilo / Epicotilo

Longitud.Densidad de pelos.

• Cotiledones y EofilosCaracteres equivalentes a los indicados para hoja adulta

Cualitativos.• Estípulas (Presencia/Ausencia)• Simple / Compuesta.• Color de haz, envés y nervios.• Forma del limbo.• Forma y/o características de ciertos senos si los hubiera• Tipo de margen del limbo.• Forma del perfil del limbo (Plano/Alabeado).• Presencia / Ausencia de dientes en determinados puntos singulares.• Forma de los dientes si los hubiera.• Presencia / Ausencia de pelos en determinados puntos singulares.Cuantitativos.• Número de foliolos si fuera compuesta

PecioloDensidad de pelos.Longitud.Anchura (si es alado).

• Limbo. Número de lóbulos. Número de dientes en lugares singulares si los hubiera. Densidad de pelos. Longitud. Anchura. Superficie. Factores de forma. Distancias entre determinados puntos singulares. Longitud / Anchura de estructuras (dientes, senos, uñas ...). Longitud de determinados nervios / Distancias entre nerviaduras.

• Ángulos. De los márgenes del limbo. Entre nervios. De apertura de determinados senos.

Lección 1 20

FLORES FRUTOS

Cualitativos.• Tipo de inflorescencia.• Estambres.

Color de filamentos / anteras.Fusión filamentos.

• Gineceo.Color.Fusión carpelos.

• Cáliz.Color.Fusión sépalos.

• Corola.Color de cada pétalo.Fusión pétalos.

• Pétalos y Sépalos.Caracteres equivalentes a los

indicados para hoja adulta. • Brácteas.

Caracteres equivalentes a los indicados para hoja adulta.

• Pedúnculo

Cuantitativos.• Longitud inflorescencia completa.• Estambres.

Número de estambres.Anteras: Caracteres equivalentes a

los indicados en semillas.Filamentos: Longitud.

• Gineceo.Número de carpelos.Radio de curvatura del estilo.Caracteres equivalentes a los

indicados en los frutos.• Pétalos/ sépalos.

Caracteres equivalentes a los indicados para hoja adulta.

• Cáliz completo.Longitud / Anchura de labios y senos.

• Brácteas. Otros caracteres equivalentes a los

indicados para hoja adulta. • Pedúnculo.

Densidad de pelos.Longitud.Anchura (si es alado).

Cualitativos.• Tipo de fruto.• Formas.

General.De la sección.Curvaturas.

• Exocarpo/Mesocarpo/EndocaColor.Textura..Sabores especiales.Presencia/Ausencia de semillas.Presencia de costillas en el endocarpo.

Cuantitativos.• Pedúnculo.

Densidad de pelos.Longitud.Anchura (si es alado).

• Ovario fecundado y maduro.Peso.Exocarpo: Densidad de pelos.Endocarpo: Número de costillasLongitud.Anchura.Espesor.Superficie proyectada.Ángulos.Diámetro en los de forma redondeada.Factor de forma.Cuando las hojas carpelares mantengan su aspecto

de hoja, caracteres similares a hojas.

Lección 1 21

TALLOS. PLANTA COMPLETACualitativos.• Presencia / Ausencia de pelos.• Pigmentación.• FilotaxiaCuantitativos.• Longitud media entrenudos.• Densidad de pelos en nudos / entrenudos.

• Porte.• Tipo de ramificación.• Raíces: De reserva, pivotantes, adventicias

Lección 1 22

• Recolección de todas las U.B.C. en condiciones ambientales homogéneas.

• Identificación inequívoca del órgano concreto a estudiar, para que sea el mismo en todos los individuos (misma posición relativa en la planta).

• Conservación de las muestras en condiciones que no alteren sus características morfológicas Correcta herborización.

Normas para la realización del muestreo

Lección 1 23

• Número de observaciones para que el descriptor represente la muestra del taxon en estudio.

• Número de individuos por U.B.C.• Número de determinaciones por individuo.

• Factor determinante del tamaño de muestra uniformidad internaEs necesario haber realizado estudios previos sobre la variabilidad existente en

el taxon para no subestimar el tamaño de la muestra (p.e. no basar el estudio en una única población excesivamente homogénea).

• Factores que influyen en la uniformidad de la muestra y por tanto en el tamaño de la misma:

– Origen del germoplasma: silvestre vs. germoplasma cultivado.– Sistema reproductivo predominante la especie (Alógama vs. Autógama).

Tamaño de la muestra

Lección 1 24

• Criterios para elegir el tamaño de la muestra:

– Aplicar la ecuación

• CV: Porcentaje de variación asociado con el descriptor que se considere más variable dentro de la colección (datos de investigaciones previas o bibliográfico).

• E%: Error permisible expresado como porcentaje de la media verdadera: Diferencia que se espera entre la media muestral y la media verdadera del descriptor (), expresada como porcentaje de la media verdadera con un nivel de confianza de 95%

Tamaño de la muestra (2)

Lección 1 25

Ejemplos de aplicación.


Lección 1 26

• Criterios para elegir el tamaño de la muestra (2):– Determinar “por tanteo” el número de individuos por U.B.C.

El criterio a utilizar es que el Coeficiente de Variación para cada carácter sea menor o igual al x%; valor recomendado con carácter general x=12.


Lección 1 27

• Caracteres morfológicos.– Descripción y anotación en estadillos.

– Mínimo 2 personas para reducir subjetividad operador.

Toma de datos

Lección 1 28

• Caracteres morfométricos.– Análisis de imagen informatizado.

• Sistema de captación de imágenes.

• Software de análisis de imagen.

– Mediciones:

Automáticas: Previa binarización de la imagen.

Manuales.

– Almacenamiento de datos en formato hoja de cálculo y análisis estadístico.

Toma de datos (2)

Lección 1 29

Lección 1 30

• Mediante el uso de estadísticos simples para estimar y describir el comportamiento de las diferentes UBC en relación con cada carácter:– Media aritmética.– Rango de variación o amplitud total: Diferencia entre el valor

máximo y mínimo de cualquier variable sobre el conjunto de accesiones estudiadas.

– Desviación estándar: Cuantifica la magnitud de la variación respecto de la media aritmética. En las mimas unidades que las observaciones originales.

– Coeficiente de variación: Medida relativa de variación. Es independiente de las unidades de medida. Permite la

comparación de la variabilidad entre accesiones y entre caracteres.

Análisis preliminar de resultados

Lección 1 31

Análisis preliminar de resultados (2)

Lección 1 32

• Estimación de la fracción de la variabilidad observada en los caracteres morfológicos, que se debe al efecto de los genes vs. la debida al efecto ambiental

Mediante la medición de la repetibilidad de los valores que toma el carácter morfológico en diferentes ambientes.

Es necesario haber realizado la caracterización en diferentes ambientes siembra y evaluación del material en diferentes localidades


Lección 1 33

• Estimación de la fracción de la variabilidad debida al efecto genético (2)

• 2u: varianza genotípica entre las UBC

• 2ue: varianza de la interacción entre UBC y el ambiente

• 2: varianza del error experimental

Interpretación del valor de :– H próximo a 1: Heredabilidad alta: La medida

entre accesiones tiene más expresión genética que efecto del ambiente e interacciones.

– H << 1: Heredabilidad baja: Existe efecto del ambiente sobre la expresión del carácter.

Ejemplo de Phaseolus vulgaris L.

222

2

ueu

uH


Lección 1 34

lecciÓn 1. caracterización...

Documents