Recolección Optimizadade Recursos Fitogenéticos  Mauricio Parra Quijano  Departamento de Biología Vegetal  Universidad Pol...
La estructura del trabajo en recursos fitogenéticos                              Otras instituciones                      ...
Una recolección deficiente…En términos cuantitativos:Vuelta al campo a recolectar más materialEn términos cualitativos: ...
Representatividad, una idea siempre en mente  Una colección de germoplasma busca:          Tener una representación lo más...
Representatividad Ecogeográfica… una vieja idea, un nuevo concepto            Fischer, R.A. 1930…. Falconer and Mackay (19...
Representatividad Ecogeográfica… una vieja idea, un nuevo concepto  RE = Representatividad ecogeográfica  Representando to...
El símil de los cromos
El símil de los cromos
El símil de los cromos
Colección (no Selección) de Judías del CRF
La recolección… por fenotipo (planta, semilla, datos de agricultor….)
Empiezan las dudas… ¿es esto igual a esto? (homonimias, sinonimias…)
Caracterización, la llave para conocer la representatividad genética Pero, ¿y como caracterizo lo que está aun sin recolec...
Examinemos la representatividad ecogeográficaMiremos el ambiente de los sitios de colecta ¿Podría estar ocurriéndonos esto?
Estableciendo todos los posibles escenarios adaptativos de la sp.Con mis datos y con los de otros, incluso con presencias ...
Ahora a llenar mi colección con todos los posibles escenariosIntentando no sobre-representar escenarios comunes o conforta...
La Recolección de RF: una actividad espacial   Si debo recolectar germoplasma en diferentes escenarios adaptativos, primer...
Factores ecogeográficos - tipos Bióticos Abióticos                        Antropogénicos
Factores Abióticos    Componente geofísico     -Pendiente     -Orientación     -Altitud     -Latitud/Longitud     -Forma p...
Factores Abióticos    Componente climático     -Precipitación     -Temperaturas     -Índices bioclimáticos
Factores Abióticos    Componente edáfico     -Tipo de suelo     -pH     -CIC     -% carbón orgánico     -Profundidad efect...
Cómo se elabora un mapa ELC     1. Tratamiento de variables y obtención de categorías                                     ...
Los Sistemas de Información Geográfica (SIG), soporte de la ecogeografía  Sistema computacional para el análisis de datos ...
El análisis de faltantes (gap analysis) “ Qué tienes tú que no tengo yo”  Qué tengo yo:   Accesiones geo-referenciadas co...
El análisis de faltantes (espaciales) conocidos…     No hay faltante               Faltante de             Faltante de    ...
Modelos de distribución de especies (SDM)    Metodología por el cual podemos predecir la ocurrencia de una especie    en u...
Mapas de distribución potencial de especies
Mapas de riqueza potencial de especies                                            Riqueza conocida de especies            ...
Recolección Optimizada de Recursos Fitogenéticos Proceso “paso a paso” de diseño de recolección de germoplasma bajo princi...
Faltantes espacialesPasos 4 y 5 Creación y visualización de mapas de puntos                                               ...
Faltantes ecogeográficosPasos 6, 7 y 8                           Baja – nula representación
Paso opcional para diseños de colecta multiespeciePasos 9 y 10Mapa de riqueza potencial de especies de Lupinus            ...
Sitios priorizados para la recolección de Lupinus en España
Sitios priorizados donde se prospectó y recolectó           Poblaciones encontradas          /       Accesiones colectadas
Evaluación de las recolecciones                                  CRF-previo                                  Colectas
Aplicabilidad de la colecta optimizada según tipo de germoplasma   -                             Domesticación            ...
Otros procesos verificables con SIG - Sesgos  Distribución de  las recolecciones  Sesgo  administrativo  Sesgo  por  infra...
Gracias por su atención!
Recursos:Chapter 6: Strategies for the collecting of wild species. In: L. Guarino, V. Ramanatha Rao, and E.Goldberg (ed.) ...
Recursos:Colecta Optimizada de Recursos Fitogenéticoshttp://www.agrobiodiversidad.org/Documentos/ParraQuijano2011_ColectaO...
Recursos:Blog sobre temas varios acerca de la biodiversidad agrícola, especialmente ecogeografía, SIG yherramientas asocia...
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Colecta optimizada de recursos fitogeneticos

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Charla para el XIV Curso Internacional sobre Conservación y Utilización de los Recursos Fitogen

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  1. 1. Recolección Optimizadade Recursos Fitogenéticos Mauricio Parra Quijano Departamento de Biología Vegetal Universidad Politécnica de Madrid
  2. 2. La estructura del trabajo en recursos fitogenéticos Otras instituciones Prospección/Recolección Prospección/Recolección Intercambios Conservación ex situ donaciones Marco legal Gestión Caracterización Evaluación Salida germoplasma Documentación Usuario
  3. 3. Una recolección deficiente…En términos cuantitativos:Vuelta al campo a recolectar más materialEn términos cualitativos: Mayor presencia de duplicados, materiales muy estrechamente emparentados o con aptitudesmuy similaresDesprotección de poblaciones con características valiosasMayores costos de conservaciónCaracterizaciones más exigentes (nivel genoma) para discernir entre materialesPobre utilización del germoplasma…. Una mala recolección de germoplasma es el enemigo oculto de todo programa de conservación de recursos fitogenéticos
  4. 4. Representatividad, una idea siempre en mente Una colección de germoplasma busca: Tener una representación lo más completa posible de la diversidad genética de una especie (idealmente todos los alelos) RG = Representatividad genética Para saber que me falta, tengo que saber que hay por completo y entonces deducir mis carencias. Entonces ¿cómo saber si he capturado toda o casi toda la diversidad genética de la especie (incluso para un marco espacial relativamente reducido como lo es un país) si desconozco la composición alélica de poblaciones no recolectadas (y en muchas ocasiones también de las recolectadas)? Al final, lo que podemos saber de la Representatividad Genética son ideas parciales que pueden estar sesgadas de acuerdo a nuestra forma de muestrear (o recolectar), y aún así caracterizar es un proceso NECESARIO aunque demandante en $, formación del personal y tiempo
  5. 5. Representatividad Ecogeográfica… una vieja idea, un nuevo concepto Fischer, R.A. 1930…. Falconer and Mackay (1966), genética cuantitativa Fenotipo = Genotipo + Ambiente + (GxE) Ecogeografía es cada factor ambiental que determina la supervivencia de una planta, estamos hablando de…. ADAPTACIÓN Frankel, O.H. y Bennett, E. 1970. Genetic resources in plants: their exploration and conservation. Blackwell Scientific Publications, Oxford. Capítulos: “Adaptation in wild and cultivated plant populations”, “Environmental physiology” o “Climate and crop distribution”
  6. 6. Representatividad Ecogeográfica… una vieja idea, un nuevo concepto RE = Representatividad ecogeográfica Representando todos los posibles escenarios adaptativos para una especie, estaría representando de manera optimizada la diversidad genética, en particular la útil a los mejoradores. Colectar bajo principios de representatividad ecogeográfica implica:  Un muestreo diseñado de manera que intente capturar la mayor parte de los escenarios adaptativos de la especie dentro de un marco espacial.  Que la representación de los escenarios se da de manera balanceada, sin sobre-representar en exceso aquellos más comunes que suelen ser donde la especie se encuentra más confortable y haciendo énfasis en aquellos infrecuentes, raros o límites dentro del rango de la especie. Conocer los rangos adaptativos de una especie a partir de datos de presencia (no necesariamente de recolección), y a partir de allí determinar mis faltantes (en el caso de colecciones ya existentes)… ES posible, la tecnología y los datos SON accesible la tecnología y además ES barato. Parra Quijano, M. et al. 2008. Ecogeographical representativeness in crop wild relative ex situ collections. In: Crop wild relative conservation and use, chapter 15, p. 249-273. CAB International, Wallingford.
  7. 7. El símil de los cromos
  8. 8. El símil de los cromos
  9. 9. El símil de los cromos
  10. 10. Colección (no Selección) de Judías del CRF
  11. 11. La recolección… por fenotipo (planta, semilla, datos de agricultor….)
  12. 12. Empiezan las dudas… ¿es esto igual a esto? (homonimias, sinonimias…)
  13. 13. Caracterización, la llave para conocer la representatividad genética Pero, ¿y como caracterizo lo que está aun sin recolectar?
  14. 14. Examinemos la representatividad ecogeográficaMiremos el ambiente de los sitios de colecta ¿Podría estar ocurriéndonos esto?
  15. 15. Estableciendo todos los posibles escenarios adaptativos de la sp.Con mis datos y con los de otros, incluso con presencias de pob. aun no recolectados
  16. 16. Ahora a llenar mi colección con todos los posibles escenariosIntentando no sobre-representar escenarios comunes o confortables para la especie
  17. 17. La Recolección de RF: una actividad espacial Si debo recolectar germoplasma en diferentes escenarios adaptativos, primero debo saber en donde están situados. Los escenarios adaptativos se pueden representar en forma de mapas. Opciones generalistas:  Mapas de regiones ecológicas  Mapas agroclimáticos  Mapas de ecosistemas  Mapas bioclimáticos…. etc… Mapas de Caracterización Ecogeográfica del Terreno (siglas en inglés ELC)  Dividen el territorio en los diferentes escenarios adaptativos (zonas ecogeográficas) presentes  El conocedor de la especie / recolector / investigador interviene en la selección de las variables ecogeográficas más relevantes para la especie (proceso subjetivo)  La formación y delineación de los escenarios se hace mediante métodos multivariados de agrupamiento (proceso objetivo)  Los mapas son válidos para una especie o grupo de especies emparentadas. Requieren validación Parra Quijano, M. et al. 2011. Ecogeographical land characterization maps as a tool for assessing plant adaptation and their implications in agrobiodiversity studies. Genetic Resources and Crop Evolution, DOI 10.1007/s10722-011-9676-7
  18. 18. Factores ecogeográficos - tipos Bióticos Abióticos Antropogénicos
  19. 19. Factores Abióticos Componente geofísico -Pendiente -Orientación -Altitud -Latitud/Longitud -Forma predominante del relieve
  20. 20. Factores Abióticos Componente climático -Precipitación -Temperaturas -Índices bioclimáticos
  21. 21. Factores Abióticos Componente edáfico -Tipo de suelo -pH -CIC -% carbón orgánico -Profundidad efectiva -% arcilla, limo y arena . .
  22. 22. Cómo se elabora un mapa ELC 1. Tratamiento de variables y obtención de categorías 3. Extracción de categoría y representación en histogramas 2. Representación cartográfica de las categorías
  23. 23. Los Sistemas de Información Geográfica (SIG), soporte de la ecogeografía Sistema computacional para el análisis de datos espacialmente referenciados (geo-referenciación)
  24. 24. El análisis de faltantes (gap analysis) “ Qué tienes tú que no tengo yo” Qué tengo yo:  Accesiones geo-referenciadas conservadas en mi banco/colección Quien eres tú:  Otros bancos de germoplasma  Herbarios e información botánica  Bases de datos sobre biodiversidad (suelo denominarlos “Fuentes o Datos Externos”) Qué tienes:  Accesiones geo-referenciadas conservadas en otros bancos/colecciones  Datos de presencia de la especie geo-referenciados E inicia la comparación…. ESPACIAL
  25. 25. El análisis de faltantes (espaciales) conocidos… No hay faltante Faltante de Faltante de media prioridad alta prioridad Existen también análisis de faltantes basados en modelos de distribución de especies… se trata entonces de faltantes potenciales (no recomiendo el uso de modelos como guía principal en el diseño de colectas… los modelos dan altas probabilidades a las zonas de confort de las especies)
  26. 26. Modelos de distribución de especies (SDM) Metodología por el cual podemos predecir la ocurrencia de una especie en un sitio para el cual no contamos con información sobre la misma.  Distribución potencial  Variables más influyentes en la distribución Modelos de Nicho Ecológico Nicho Ecológico: Combinación de condiciones ecológicas Nicho fundamental que permiten mantener la población sin migración Nicho Fundamental: condiciones posibles Nicho Nicho Realizado: espacio realmente ocupado realizado Movilidad, dispersión, historia
  27. 27. Mapas de distribución potencial de especies
  28. 28. Mapas de riqueza potencial de especies Riqueza conocida de especies Riqueza potencial de especies
  29. 29. Recolección Optimizada de Recursos Fitogenéticos Proceso “paso a paso” de diseño de recolección de germoplasma bajo principios de RE, basado en la utilización de SIG y mapas ecogeográficos tipo ELC y dirigido a la mejora de la representatividad de colecciones existentes o a la creación de nuevas colecciones. Pasos: 1. Conversión de coordenadas a formato grados decimales 2. Asignación de coordenadas a accesiones sin ellas pero con datos de localidad (GEOlocate) 3. Recopilación de datos de presencia de fuentes externas (herbarios, bases de datos, etc.) 4. Representación mapas de puntos a) banco objetivo y b) fuentes externas 5. Detección de faltantes espaciales 6. Extracción de categorías ecogeográficas del mapa ELC para cada accesión 7. Determinación de categorías de alta / medio-alta / medio baja / baja y nula representación 8. Detección de faltantes ecogeográficos (dentro de los que ya fueron señalados como espaciales) 9. Opcional: Creación de MDS individuales, binarización y suma, para obtención de mapa de riqueza potencial 10. Opcional: Detección de faltantes ecogeográficos en áreas de alta riqueza potencial de especies 11. Determinación final de sitios priorizados para la recolecta de germoplasma Parra Quijano, M. et al. 2011. Improving representativeness of genebank collections through species distribution models, gap analysis and ecogeographical maps. Biodiversity and Conservation, DOI 10.1007/s10531-011-0167-0
  30. 30. Faltantes espacialesPasos 4 y 5 Creación y visualización de mapas de puntos Determinación de los faltantes espaciales
  31. 31. Faltantes ecogeográficosPasos 6, 7 y 8 Baja – nula representación
  32. 32. Paso opcional para diseños de colecta multiespeciePasos 9 y 10Mapa de riqueza potencial de especies de Lupinus Faltantes ecogeográficos en zonas de alta riqueza sp
  33. 33. Sitios priorizados para la recolección de Lupinus en España
  34. 34. Sitios priorizados donde se prospectó y recolectó Poblaciones encontradas / Accesiones colectadas
  35. 35. Evaluación de las recolecciones CRF-previo Colectas
  36. 36. Aplicabilidad de la colecta optimizada según tipo de germoplasma - Domesticación + + Adaptación -
  37. 37. Otros procesos verificables con SIG - Sesgos Distribución de las recolecciones Sesgo administrativo Sesgo por infraestructura
  38. 38. Gracias por su atención!
  39. 39. Recursos:Chapter 6: Strategies for the collecting of wild species. In: L. Guarino, V. Ramanatha Rao, and E.Goldberg (ed.) Collecting Plant Genetic Diversity: Technical Guidelines – 2011 Update. BioversityInternational.http://cropgenebank.sgrp.cgiar.org/images/file/procedures/collecting2011/Chapter6-2011.pdf
  40. 40. Recursos:Colecta Optimizada de Recursos Fitogenéticoshttp://www.agrobiodiversidad.org/Documentos/ParraQuijano2011_ColectaOptimizadaRecursosFitogenéticos.pdfOptimized Germplasm Collectinghttp://www.springerlink.com/content/61052181143r262q/
  41. 41. Recursos:Blog sobre temas varios acerca de la biodiversidad agrícola, especialmente ecogeografía, SIG yherramientas asociadashttp://www.agrobiodiversidad.org/blog

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