AGRUPAMIENTO DE 20 ESPECIES SILVESTRES DEL GÉNERO NICOTIANA SEGÚN ANÁLISIS DE COMPONENTES PRINCIPALES Y CLUSTER

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1 AGRUPAMIENTO DE 20 ESPECIES SILVESTRES DEL GÉNERO NICOTIANA SEGÚN ANÁLISIS DE COMPONENTES PRINCIPALES Y CLUSTER Mileidy Cabrera Esmory, Gilberto Torrecilla, Yoan Rodríguez Marrero y Madeleyne Jacomino Hernández. Estación Experimental del Tabaco. Carretera Santa Lucía km 2, Cabaiguán, Sancti Spíritus, Cuba. mileidy@eetcab.co.cu RESUMEN La necesidad de disponer una gran variabilidad en el germoplasma de tabaco resulta hoy importante en el desarrollo de este cultivo. Para esto se realizan grandes esfuerzos por caracterizar y conocer la mayor cantidad de materiales que incluyen variedades comerciales y especies silvestres. El presente trabajo se realizó en la Estación Experimental del Tabaco de Cabaiguán, con veinte especies silvestres del género Nicotiana las cuales fueron caracterizadas desde el punto vista morfoagronómico. Se procedió a realizar agrupamientos de estas por un análisis de componentes principales y de conglomerados (cluster) a partir de una matriz de distancias euclidianas, formándose seis grupos. En los datos obtenidos fueron encontradas diferencias entre todas las especies. El conocimiento científico obtenido proveerá a mejoradores, fitopatólogos, botánicos, etc de una información que será de alto valor para el avance del cultivo del país. Se cuenta así con un grupo de especies caracterizadas que reúnen diversos caracteres positivos para ser incorporados al tabaco cubano. Palabras claves: especies silvestres, caracterización y agrupamiento. ABSTRACT GROUPING OF 20 WILD SPECIES OF NICOTIANA GENDER ACCORDING TO MAIN COMPONENT ANALYSIS AND CLUSTER The need of having a great variability in tobacco germplasm is important today for the development of this cultivation. Big efforts are carried out to characterize and to know the must material quantities that include commercial varieties and wild species. The present work was carried out in Cabaiguán Tobacco Experimental Station, with 20 wild species of the Nicotiana gender which were characterized morphagronomical. A Principal Components analysis and a Cluster analysis were carried out. Six different groups were formed. The obtained scientific knowledge will provide important information for genetic, phyto pathology, botanic, future works and a great contribution to the advance of the cultivation. Key words: wild species, characterization and grouping 3

2 Vol.10, No.2, 2009 INTRODUCCIÓN El mantenimiento de los recursos genéticos es una necesidad que se impone hoy para mantener la diversidad biológica. Dichos recursos, dada la importancia del cultivo, constituyen la fuente fundamental para el mejoramiento de las plantas, razón por la cual en la actualidad se caracterizan todos los recursos del Banco de Germoplasma de tabaco del país y su comportamiento frente a los diferentes factores. Por todo lo anterior, es la importancia que tiene la conservación de los recursos genéticos cubanos de tabaco los cuales están enmarcados dentro de un programa de Ciencia y Técnica del Ministerio de la Agricultura, con vista a evitar en primer lugar, la erosión genética de la planta y en segundo lugar, disponer de la suficiente variabilidad genética para el desarrollo de los distintos temas de mejoramiento que se llevan a cabo y para lo cual se requiere de una correcta caracterización de cada variedad y especies silvestres del género Nicotiana pertenecientes al banco de germoplasma. El banco de germoplasma del género Nicotiana cuenta con todas las variedades cubanas, así como especies silvestres con características útiles que se pudieran incorpor en las variedades comerciales, lo que es de gran interés en los programas de mejoramiento. Capote (2005) advierte sobre la importancia que cobra cada día las especies silvestres y hace énfasis en las áreas protegidas para estas especies. Lo anteriormente expuesto sirvió de base para la ejecución del presente trabajo que tiene como objetivo caracterizar morfoagronómicamente y agrupar las veinte especies silvestres del género Nicotiana que se encuentran dentro del banco de germoplasma. MATERIALES Y MÉTODOS El trabajo se realizó en la Estación Experimental del Tabaco de Cabaiguán, en veinte especies silvestre del género Nicotiana pertenecientes al banco de germoplasma del cultivo durante las campañas , , Las especies fueron las siguientes: N. longiflora (1), N. acuminata (2), N. occidentales (3), N. alata (4), N. glutinosa (5), N. debneyii (6), N glauca (7), N ingulba (8), N langdorfii (9), N trigonophyla (10), N suaveolens (11), N forgetiana (12), N sylvestris (13), N knightiana (14), N megalosiphum (15), N sanderae (16), N velutina (17),, N simulans (18). N. goodspeedii (19) y la N nudicaulis (20). A cada especie se le midieron 19 caracteres, de ellos 7 cualitativos: ramificaciones de la planta (RP), superficie de la hoja (SH), color de la hoja (CH), grosor de las venas (GV), color de la flor (CF), relación estambre estigma (REE), forma de la base del limbo (FBL) y 12 caracteres cuantitativos: longitud de la flor (LF), anchura de la flor (AF), altura de la planta (AP), diámetro de la planta (DP), número de hoja botánicas (HB), longitud de la hoja (LH) y anchura de la hoja (AH), diámetro del tallo (DT), longitud de la cápsula (LC) y anchura de la cápsula (AC), días para florecer (DF) y días para madurar (DM) según Torrecilla (1980) y UPOV (2001). Las especies se plantaron en suelos pardos sialíticos. La fertilización, riego, control fitosanitario se realizaron según las establecidas por el MINAG (2001) para el cultivo del tabaco. La descripción morfoagronomica se realizó a 10 plantas cuando más del 50 % de éstas poseían el 70 % o más de las flores abiertas. Posteriormente se procesaron los datos de campo y el valor final fue la media de tres años de estudio. Los datos primarios obtenidos 4

3 en este estudio se encuentran disponibles en una base de datos de la Estación Experimental del Tabaco de Cabaiguán. Los datos de la descripción cuantitativa como cualitativa fueron analizadas, primero mediante el análisis de componentes principales. Para efectuar la selección de los caracteres de mayor contribución en la caracterización de los individuos, se tomó como umbral el valor 7.0 según Statistica 6.0 (2001). Luego fueron agrupadas basados en un análisis de conglomerados (cluster analysis) a partir de una matriz de distancias euclidianas. (Linares, 1988; Statistica 6.0, 2001). RESULTADOS En la Tabla 1 se muestra la descripción de los caracteres cualitativos. En la Tabla 2 se observa la expresión de los caracteres cuantitativos de las veinte especies silvestres del género Nicotiana. De acuerdo con los resultados, los caracteres cualitativos evaluados en las 20 especies del género Nicotiana de la colección cubana demuestran que existen especies con: varios tallos y con un solo tallo; la superficie de la hoja, arrugada y lisa; el grosor de las venas, finas y gruesas; el color de la flor blanca, roja, anaranjadas, verde y en ocasiones con tonalidades púrpuras o verdosas; la relación estambre estigma, corto y largo y la forma de la base del limbo, sésil y peciolada. Con esta información se logra un mayor conocimiento de las especies. En la mayoría de las plantas analizadas predominaban hojas de color verde, aunque difieren en cuanto a forma y tamaño. Los descriptores cuantitativos estudiados dan como resultado diferencias entre ellas; los fundamentales se describen a continuación: en cuanto al ciclo de vegetativo aparecen especies de ciclo largo como la N. glauca con 160 días para florecer y 180 días para madurar y con ciclo corto como: N. velutina. y N. acuminata de 66 y 68 días aproximadamente y además los genotipos de mayor altura que en algunos casos son superiores a 3 m se presentan e la especies N. glauca y siguiendo en orden consecutivo las especies N. sylvestris, N. knightiana y los menores en la N. nudicaulis y N. velutina. El agrupamiento y clasificación del germoplasma es un aspecto importante a tener en cuenta previo a la selección del material a utilizar en los programas de mejoramiento genético. Las técnicas estadísticas multivariadas son una herramienta potente para la diferenciación de genotipos en diferentes grupos debido a que permiten incluir un gran número de variables para efectuar la clasificación, así como, reconocer la magnitud de su contribución en relación con el resto de los caracteres. En la Figura 1 se observa el resultado del análisis de componentes principales donde se hace una distribución gráfica de cada especie silvestre del género Nicotiana en Figura 1: Distribución de especies silvestres según el análisis de componentes principales con las variedades cuantitativas estudiadas. 5

4 Vol.10, No.2, 2009 Figura 2: Dendograma obtenido mediante el análisis de conglomerados de las 20 especies silvestres perteneciente al género Nicotiana. Grupo IV: se agrupan la N. acuminata y N. glutinosa; La forma de la base del limbo es peciolada y la cantidad de días para florecer y para madurar de las cápsulas similares y los valores de diámetro del tallo son similares. Grupo V: se encuentra N.trigonophyla. Tiene flores pequeñas así como los valores de cápsulas con longitud y anchura. Grupo VI: se encuentra el resto de las especies estudiadas que tiene características de mayor similitud. CONCLUSIONES Con la utilización del método de agrupamiento de componente principal y de cluster se pudieron llegar a la formación de seis grupos. Se observó alta variabilidad de cada uno de los descriptores cuantitativos estudiados. Con la caracterización de las especies silvestres se dispone de una mayor diversidad de características específicas que puedan ser utilizadas por los mejoradores como herramientas de trabajo. BIBLIOGRAFÍA base a las caracteristicas morfoagronómicas evaluada, el cual permitió la formación de 6 grupos. En el componente I, los valores que más contribuyeron a su formación son todas las características relacionadas con la biomasa. Para el componente II, las variables más importantes son las correspondidas con el desarrollo fisiológico de la planta. En la Figura 2 aparece el dendograma obtenido mediante el análisis de conglomerados de las 20 especies silvestres pertenecientes al género Nicotiana. Se observa que se forman seis grupos: Grupo I: aparecen la N. glauca; esta se caracteriza por poseer en general los mayores valores de altura de la planta, días para florecer y días para madurar. Grupo II: se encuentra N. knignitiana; Posee un solo tallo, la superficie de la hoja es lisa y la altura de planta de 160 cm. Grupo III: se encuentra N. sylvestris; Posee flores grandes, de color de la flor es blanco sin presentar ninguna tonalidad, de un solo tallo con pocas ramificaciones por lo que los valores de diámetro de la planta no son muy altos. Capote, Amelia; T, Shagarodsky y Odalys Pérez.: Utilización de germoplasma silvestre en el mejoramiento genético del tomate mediante técnicas biotecnológicas. Memorias en: V Evento Internacional Fitogen, 21 pp., Linares,G.: Análisis de datos, Ed. Pueblo y Educación, La Habana, 590 pp, MINAG, Ministerio de la Agricultura, Cuba: Manual técnico para el cultivo del tabaco negro recolectado al sol en hojas y mancuerna, Ed. AGRINFOR,

5 Statistica 6.0: En sitio Web: Torrecilla, G, L. A, Pino, P. Alfonso y A. Barrosol: Metodología para las mediciones de los caracteres cualitativos y cuantitativos de la planta de tabaco, Ciencia Técnica Agricultura. Tabaco, 3(1): 21-63, UPOV. Unión Internacional para la protección de las obtenciones vegetales. Tobacco. Nicotiana tabacum L. Guidelines for the conduct f tests for distinctness, uniformity and stability, 28p.,