Este documento describe los principios de la recolección optimizada de recursos fitogenéticos. Explica que una mala recolección puede resultar en duplicados, material poco diverso y subrepresentación de poblaciones valiosas. Propone que la recolección debe basarse en la representatividad ecogeográfica para capturar toda la diversidad genética y adaptativa de una especie. También describe cómo utilizar mapas ecogeográficos y sistemas de información geográfica para planificar recolecciones que llenen los vacíos en la representación de escenarios adaptat

1. Recolección Optimizada
de Recursos Fitogenéticos
Mauricio Parra Quijano
Departamento de Biología Vegetal
Universidad Politécnica de Madrid

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. Una recolección deficiente…
En términos cuantitativos:
Vuelta al campo a recolectar más material
En términos cualitativos:
 Mayor presencia de duplicados, materiales muy estrechamente emparentados o con aptitudes
muy 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. 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. 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. 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. El símil de los cromos

8. El símil de los cromos

9. El símil de los cromos

10. Colección (no Selección) de Judías del CRF

11. La recolección… por fenotipo (planta, semilla, datos de agricultor….)

12. Empiezan las dudas… ¿es esto igual a esto? (homonimias, sinonimias…)

13. Caracterización, la llave para conocer la representatividad genética
Pero, ¿y como caracterizo lo que está aun sin recolectar?

14. Examinemos la representatividad ecogeográfica
Miremos el ambiente de los sitios de colecta ¿Podría estar ocurriéndonos esto?

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. Ahora a llenar mi colección con todos los posibles escenarios
Intentando no sobre-representar escenarios comunes o confortables para la especie

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. Factores ecogeográficos - tipos
Bióticos
Abióticos Antropogénicos

19. Factores Abióticos
Componente geofísico
-Pendiente
-Orientación
-Altitud
-Latitud/Longitud
-Forma predominante del relieve

20. Factores Abióticos
Componente climático
-Precipitación
-Temperaturas
-Índices bioclimáticos

21. Factores Abióticos
Componente edáfico
-Tipo de suelo
-pH
-CIC
-% carbón orgánico
-Profundidad efectiva
-% arcilla, limo y arena
.
.

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. Los Sistemas de Información Geográfica (SIG), soporte de la ecogeografía
Sistema computacional para el análisis de datos espacialmente
referenciados (geo-referenciación)

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. 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. 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. Mapas de distribución potencial de especies

28. Mapas de riqueza potencial de especies
Riqueza conocida de especies
Riqueza potencial de especies

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. Faltantes espaciales
Pasos 4 y 5
Creación y visualización de mapas de puntos
Determinación de los faltantes espaciales

31. Faltantes ecogeográficos
Pasos 6, 7 y 8
Baja – nula representación

32. Paso opcional para diseños de colecta multiespecie
Pasos 9 y 10
Mapa de riqueza potencial de especies de Lupinus
Faltantes ecogeográficos en zonas de alta riqueza sp

33. Sitios priorizados para la recolección de Lupinus en España

34. Sitios priorizados donde se prospectó y recolectó
Poblaciones encontradas / Accesiones colectadas

35. Evaluación de las recolecciones
CRF-previo
Colectas

36. Aplicabilidad de la colecta optimizada según tipo de germoplasma
- Domesticación +
+ Adaptación -

37. Otros procesos verificables con SIG - Sesgos
Distribución de
las recolecciones
Sesgo
administrativo
Sesgo
por
infraestructura

38. Gracias por su atención!

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. Bioversity
International.
http://cropgenebank.sgrp.cgiar.org/images/file/procedures/collecting2011/Chapter6-2011.pdf

40. Recursos:
Colecta Optimizada de Recursos Fitogenéticos
http://www.agrobiodiversidad.org/Documentos/ParraQuijano2011_ColectaOptimizadaRecursosFitogenéticos.pdf
Optimized Germplasm Collecting
http://www.springerlink.com/content/61052181143r262q/

41. Recursos:
Blog sobre temas varios acerca de la biodiversidad agrícola, especialmente ecogeografía, SIG y
herramientas asociadas
http://www.agrobiodiversidad.org/blog