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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).
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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
Carácter Estados Codificación
Superficie de la hoja
Escabrosa 1Estrigosa 2Híspida 3Hirsuta 4Serícea 5Estrellada 6
Tipo de caracteres y su codificación (3)
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
Tipo de caracteres y su codificación (4)
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DATOS MULTI-ESTADO (2)2. Datos multiestado cualitativos con secuencia lógica
a) Posibilidad 1.
b) Posibilidad 2.
Carácter Estados Codificación
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
Tipo de caracteres y su codificación (5)
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
Tipo de caracteres y su codificación (6)
Lección 1 15
b) Posibilidad 2. Transformación a caracteres binarios.Ej. Discontinuo: Número de pétalos
Carácter Estados Codificación
De 2 a 4 pétalos Presencia 1Ausencia 0
Carácter Estados Codificación
De 5 a 7 pétalos Presencia 1Ausencia 0
Carácter Estados CodificaciónDe 8 a 10 pétalos Presencia 1
Ausencia 0
Tipo de caracteres y su codificación (7)
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Ej. Continuo: Longitud de los pétalos
Carácter Estados Codificación
De 2 a 3,99 cmPresencia 1Ausencia 0
Carácter Estados Codificación
De 4 a 5,99 cm Presencia 1
Ausencia 0
Carácter Estados CodificaciónDe 6 a 8 cm Presencia 1
Ausencia 0
Tipo de caracteres y su codificación (8)
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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
Tipo de caracteres y su codificación (9)
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
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• 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.
Tamaño de la muestra (3)
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• 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.
Tamaño de la muestra (4)
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)
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• 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
Análisis preliminar de resultados (3)
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• 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
Análisis preliminar de resultados (4)
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