Colección núcleo
| ||||
Colección núcleo. Es una fuente primaria y bien organizada de genes. Con una estructura dada por particiones o estratos formados por conjuntos de accesiones que presentan algún grado de semejanza genética. El hecho de tener dicha estructura en la colección núcleo y en la colección de reserva permite asociar niveles de diversidad a cada estrato. Indiscutiblemente estratos con mayor diversidad deberían tener una proporción mayor de accesiones.
Sumario
Tamaño
El gran tamaño de algunas colecciones podría desalentar su uso y se propuso establecer, a partir de una colección existente, una colección limitada o núcleo, definida conceptualmente como aquella que, con un mínimo de representatividad, agrupa la diversidad genética de una especie vegetal. Por su tamaño incluyen entre el 10 y el 20% de la colección original pero tienen un 70-80% de su diversidad total. Las accesiones que no son incluidas en la colección núcleo no serán eliminadas, sino que pasarán a formar la colección de reserva. Hasta una selección al azar de una colección de germoplasma se puede utilizar como colección núcleo. Este proceso de muestreo puede ser el más simple, pero quizás el menos eficaz, ya que no representaría la diversidad genética porque no usan información sobre las accesiones. El uso de dicha información siempre mejora la representatividad de una colección núcleo. Sin embargo, ya sea sencillo o complejo el procedimiento adoptado, siempre conviene consultar a administradores de bancos de germoplasma, fitomejoradores y otros investigadores interesados en la especie cultivada y en el uso que se hará de su diversidad genética.
Estructura
La estructura del núcleo no reemplaza la colección o el material del cual se obtiene y ha sido propuesta como una alternativa poco costosa para impulsar la evaluación de germoplasma, a la vez que constituye una herramienta eficaz para mejorar su conservación y su uso. El hecho de representar la diversidad presente en toda la colección, unido a la identificación y eliminación de las accesiones duplicadas constituyen en la actualidad dos de las soluciones complementarias dirigidas a mejorar el manejo, conservación y uso eficiente y sostenible del germoplasma.
Razones prácticas para el establecimiento de una colección núcleo
- El hecho de que representa una forma racional de priorizar los materiales para su caracterización y evaluación
- Mejorar estrategias de manejo y distinguir prioridades para la búsqueda de nuevos materiales
De ese modo, con costos y esfuerzos reducidos, el banco de datos abarcaría mucha más información y una utilización más rápida y eficiente del germoplasma.
El Plan de Acción Mundial para la Conservación y Utilización Sostenible de los Recursos Fitogenéticos para la Alimentación y la Agricultura recomienda entre sus actividades principales, además del incremento de la caracterización y la evaluación, el aumento del número de colecciones núcleo, ya que la utilización acertada de una estructura menor, es importante en el ordenamiento eficaz y efectivo de las colecciones, y a su vez, aumenta y facilita la utilización de los recursos filogenéticos conservados a nivel mundial.
¿Qué materiales representan la colección núcleo?
El material o la colección que estarán representados por la colección núcleo serán diferentes en cada caso, dependiendo del material disponible, de lo que constituye un conjunto prudente de material para el establecimiento de la colección núcleo y de los objetivos para los cuales se establece dicho núcleo.
Además, se señala que no hay un tamaño o una relación proporcional fija y apropiada para todos los casos de colección núcleo. Se recomienda incluir en la colección núcleo un 10% de accesiones de la colección total, siempre que este número no exceda de 2000. Concluyeron que la fracción de una muestra óptima depende, en gran parte, del grado de redundancia genética existente entre las accesiones, de los recursos disponibles para mantener las entradas de la colección núcleo y de la frecuencia de regeneración de las mismas. Aunque no se pudo precisar un valor óptimo, se considera adecuada una relación proporcional del 20% al 30%. Otros tamaños, del 5% al 10% son los óptimos porque captan entre el 75% y el 90% de la diversidad. En cambio también se han sugerido porcentajes mayores (20% a 30%), especialmente cuando el objetivo es captar la diversidad genética de caracteres heredados cuantitativamente.
Una colección núcleo puede representar eficazmente la diversidad genética de la colección completa, si las accesiones se separan primero en grupos con alguna significación (estratificación), maximizando la variación entre uno y otro y reduciendo al mínimo la variación dentro de ellos. Para definir los grupos se sigue, en general, un procedimiento gradual y jerárquico. Se han aplicado varios enfoques para decidir el número de entradas que deberá tener cada grupo, uno consiste en asignar entradas al grupo según el número de accesiones que se presenten dentro de éste, otra alternativa consiste en comparar la diversidad de marcadores dentro de los grupos cuando existe información sobre caracterización y fundamentar la asignación de entradas. Hay finalmente un enfoque subjetivo que toma en cuenta para la asignación, las necesidades de los usuarios u otros datos, casi siempre lo más apropiado será emplear diferentes estrategias de asignación de entradas de cada uno de los grupos del núcleo, tratando de incluir al menos una accesión de cada grupo.
Para el establecimiento de una colección núcleo es necesario elegir las entradas que la conformarán. Éstas deben ser las que mejor representen el grupo y las que cumplan mejor la función y los objetivos de la colección núcleo en cuanto a la diversidad genética del grupo, la calidad de la documentación, la disponibilidad de semillas o material de propagación, entre otros. La elección puede hacerse más o menos al azar o con base en un procedimiento analítico formal o en consideraciones de tipo práctico.
Validación de una colección núcleo
Una vez establecida la colección núcleo es necesario comprobar si se han logrado los objetivos originales de representar la diversidad y de evitar la repetición. Este proceso de validación incluye, por lo general, comparar el núcleo, mediante algún método apropiado, con la colección original a partir de la cual se desarrolló. Esta comparación se puede hacer entre los promedios, los rangos, las frecuencias y las varianzas de algunos de los caracteres presentes en los diferentes grupos de la colección núcleo, con aquellos pertenecientes a los grupos de donde se derivaron los básicos. Los rangos deben permanecer similares, mientras que los promedios deben acercarse a la mediana; Las varianzas podrán aumentar en la colección núcleo.
Mientras que en los cultivos que producen semillas un número pequeño de muestras es sorprendentemente eficiente en la retención de los alelos en un simple loci, en cultivos clonales o de propagación vegetativa como la malanga o guagüí, que raramente o nunca produce semillas en las condiciones naturales de Cuba, aumenta mucho más el interés alrededor de todo el genotipo, ya que las combinaciones específicas de los genes en constituciones altamente heterocigóticas pueden ser una conservación valiosa. En este caso, el número de genotipos preservados aumenta en proporción directa con el número de muestras (asumiendo que los duplicados son eliminados), y no hay eficiencia especial en el muestreo en números pequeños.
Colecciones de cultivos clonales
En orden de magnitud son menores que las colecciones de cultivos de semillas y por naturaleza presentan menos accesiones, por tanto se discute la necesidad de la creación de un núcleo en estos cultivos y, de ser necesario éste, si debe ser mayor o menor que en las colecciones de semillas. Sin embargo, una combinación de varios factores indica que una colección base de un cultivo clonal, tiene mucho que ganar con el establecimiento de una colección núcleo.
Factores que incentivan la necesidad de crear colecciones núcleo en cultivos de propagación vegetativa:
- Los gastos y la vulnerabilidad de las colecciones de campo que aumentan con su tamaño.
- El desarrollo y validación de nuevos métodos de conservación in vitro.
- El monitoreo de la salud de las muestras conservadas.
- La evaluación efectiva de un rango incrementado de caracteres y sus interacciones para brindar genotipos para uso directo.
- El suministro de genotipos para la introducción en nuevas áreas o para nuevos propósitos.
- El alto costo de producir y mantener un material clonal libre de patógenos para la distribución.
Sin embargo, la formación de grupos y la selección de las entradas al núcleo deben brindar mayor énfasis a las características fenotípicas expresadas en el medio ambiente relevante, que en el caso de los cultivos de semillas. El desarrollo del núcleo necesita más integración de datos en estos cultivos que en las colecciones de semillas y la proporción de las entradas no debe ser fijada al 10%, ya que puede ser necesaria una mayor o menor proporción para cumplimentar los papeles especiales de las colecciones núcleo clonales, analizadas anteriormente.
Fuentes
- Milián Jiménez, M. 2008. Caracterización de la variabilidad de los cultivares de la colección cubana de germoplama del género Xanthosoma (Araceae). Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Biológicas. Facultad de Biología, Universidad de La Habana - Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT), Cuba. 122 p.
