Un modelo de regresión de Gompertz para germinación de esporas de helechos
DOI:
https://doi.org/10.3989/ajbm.2405Palabras clave:
Helechos leptosporangiados, modelo matemático, esporas no verdes, modelización de germinación de esporasResumen
La germinación es uno de los procesos biológicos más relevantes tanto para las plantas con esporas, como para las plantas con semillas y los hongos. Hasta el momento, se han desarrollado modelos de germinación para hongos, briofitos y diversas especies de espermatófitos. Los helechos son el único grupo de plantas cuya germinación nunca ha sido modelizada. En este trabajo se desarrolla un modelo de regresión para explicar la germinación de las esporas de helechos. Observamos que para las especies Blechnum serrulatum, Blechnum yungense, Cheilanthes pilosa, Niphidium macbridei y Polypodium feuillei el modelo de crecimiento de Gompertz describe satisfactoriamente la germinación acumulativa. Un importante resultado es que los parámetros de la regresión son independientes de la especie y que el modelo no está afectado por variación intraespecífica. Por lo tanto, los resultados del trabajo muestran que la curva de Gompertz puede representar un modelo general para todos los helechos leptosporangiados de esporas no verdes. Se incluyen, adicionalmente, comentarios sobre el significado fisiológico y ecológico del modelo.
Descargas
Citas
Angell, A. C. & Kielland, K. 2009. Establishment and growth of white spruce on a boreal forest floodplain: Interactions between microclimate and mammalian herbivory. Forest Ecology and Management 258, 2475-2480. http://dx.doi.org/10.1016/j.foreco.2009.08.030
Ashcroft, C. J. & Sheffield, E. 2000. The effect of spore density on germination and development in Pteridium, monitored using a novel culture technique. American Fern Journal 90: 91-99. http://dx.doi.org/10.2307/1547324
Baskin, C. C. & Baskin, J. M. 1998. Seeds: ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination. San Diego, CA. Academic Press.
Bewley, J. D. 1997. Seed germination and dormancy. Plant Cell 9: 1055-1066. http://dx.doi.org/10.1105/tpc.9.7.1055 PMid:12237375 PMCid:PMC156979
Bosch, A., Maronna, R. A. & Yantorno, O. M. 1995. A simple descriptive model of filamentous fungi spore germination. Process Biochemistry 30: 599-606. http://dx.doi.org/10.1016/0032-9592(94)00007-7
Bradbeer, J. W. 1988. Seed dormancy and germination. Glasgow. Blackie and Son Ltd.
Brown, R. F. & Mayer, D. G. 1988. Representing Cumulative Germination. 2. The Use of the Weibull Function and Other Empirically Derived Curves. Annals of Botany 61: 127-138.
Cheng, C. & Gordon, I. L. 2000. The Richards function and quantitative analysis of germination and dormancy in meadowfoam (Limnanthes alba). Seed Science Research 10: 265-277.
Conway, E. 1949. The autecology of bracken (Pteridium aquilinum (L.) Kuhn) The germination of the spore, and the development of the prothallus and the young sporophyte. Proceeding of the Royal Society of Edinburgh 63 B: 325-342. http://dx.doi.org/10.1017/s0080455x00011966
Dantigny, P., Nanguy, S-M., Judet-Correia, D. & Bensoussan, M. 2011. A new model for germination of fungi. International Journal of Food Microbiology 146: 176-181. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2011.02.022 PMid:21396731
Draper, N. & Smith, H. 1998. Applied regression analysis. New York. John Wiley & Sons. http://dx.doi.org/10.1002/9781118625590
Dyer, A. 1979. The culture of fern gametophytes for experimental investigation. In: A. Dyer (ed.) The experimental biology of ferns: 254-305. London.
Finch-Savage, W. E. & Leubner-Metzger, G. 2006. Seed dormancy and the control of germination. New Phytologist 171: 501-523. http://dx.doi.org/10.1111/j.1469-8137.2006.01787.x PMid:16866955
Fitzhugh, H. A. 2011. Analysis of growth curves and strategies for altering their shape. Journal of Animal Science 42: 1036-1051.
Gabriel y Galán, J. M. 2010. Gametophyte development and reproduction of Niphidium macbridei Lellinger (Polypodiaceae, Pteridophyta). Nova Hedwigia 90: 513-519. http://dx.doi.org/10.1127/0029-5035/2010/0090-0513
Gabriel y Galán, J. M. 2011. Gametophyte development and reproduction of Argyrochosma nivea (Poir.) Windham (Pteridaceae). Biologia 65: 50-54.
Gabriel y Galán, J. M., Migliaro, G. & Lahoz-Beltrá, R. 2011. Effect of temperature and dark pre-treatment in the germination of three species of Jamesonia (Pteridaceae, Polypodiopsida). Plant Species Biology 26: 254-258. http://dx.doi.org/10.1111/j.1442-1984.2011.00327.x
Gabriel y Galán, J. M., Passarelli, L. M., Prada, C. & Rolleri, C. H. 2008a. Sporophyte morphology and gametophyte development of the fern Blechnum sprucei (Pteridophyta: Blechnaceae). Revista De Biologia Tropical 56: 2027-2040. PMid:19419099
Gabriel y Galán, J. M. & Prada, C. 2009. Gametophytes of Pleurosorus papaverifolius (Kunze) Fee (Aspleniaceae) and Cheilanthes glauca (Cav.) Mett. (Pteridaceae), two South American fern. Acta Botanica Brasilica 23: 805-811. http://dx.doi.org/10.1590/S0102-33062009000300021
Gabriel y Galán, J. M. & Prada, C. 2010a. Gametophyte of the Andean fern Cheilanthes pilosa Goldm. (Pteridaceae). American Fern Journal 100: 32-38. http://dx.doi.org/10.1640/0002-8444-100.1.32
Gabriel y Galán, J. M. & Prada, C. 2010b. Gametophyte of the Andean fern Polystichum pycnolepis (Kunze ex Klotzsch) T. Moore (Dryopteridaceae). American Fern Journal 100: 103-109. http://dx.doi.org/10.1640/0002-8444-100.2.103
Gabriel y Galán, J. M. & Prada, C. 2010c. Pteridophyte spores viability. In: H. Fernández, A. Kumar & M. A. Revilla (eds.), Working with ferns: issues and applications: 193-205. New York.
Gabriel y Galán, J. M. & Prada, C. 2012. Farina production by gametophytes of Argyrochosma nivea (Poir.) Windham (Pteridaceae) and its implications for cheilanthoid phylogeny. American Fern Journal 102: 191-197. http://dx.doi.org/10.1640/0002-8444-102.3.191
Gabriel y Galán, J. M., Prada, C. & Rolleri, C. H. 2008b. Germinación de la espora y desarrollo del gametófito del helecho americano Polypodium feuillei Bert. Gayana Botanica 65: 14-22. http://dx.doi.org/10.4067/S0717-66432008000100002
Goodchild, N. A. & Walker, M. G. 1971. A method of measuring seed germination in physyiological studies. Annals of Botany 35: 615-621.
Hsu, F. H., Nelson, C. J. & Chow, W. S. 1984. A mathematical-model to utilize the logistic function in germination and seedling growth. Journal of Experimental Botany 35: 1629-1640. http://dx.doi.org/10.1093/jxb/35.11.1629
Lapp, M. S. & Skoropad, W. P. 1976. A mathematical model of conidial germination and appressorial formation for Colletotrichum graminicola. Canadian Journal of Botany 54: 2239-2242. http://dx.doi.org/10.1139/b76-240
Lloyd, R. & Klekowski, E. J. 1970. Spore germination and viability in pteridophyta: evolutionary significance of chlorophyllous spores. Biotropica 2: 129-137. http://dx.doi.org/10.2307/2989770
Maguire, J. D. 1962. Speed germination-aid in selection and evaluation for seedling emergence and vigour. Crop Science 2: 176-177. http://dx.doi.org/10.2135/cropsci1962.0011183X000200020033x
Marquardt, D. 1963. An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters. Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics 11: 431-441. http://dx.doi.org/10.1137/0111030
Migliaro, G. & Gabriel Y Galán, J. M. 2012. Gametophyte development and reproduction of the Asian fern Polystichum polyblepharum (Roem. ex Kunze) C. Presl (Dryopteridaceae, Polypodiopsida). Plant Biosystems 146: 368-373. http://dx.doi.org/10.1080/11263504.2011.651505
Neter, J., Kutner, M. H., Nachtsheim, C. J. & Wasserman, W. 1996. Applied Linear Statistical Models. Richard D. Irwin, Inc., Chicago, IL.
O'Neill, M., Thompson, P., Jacobs, B., Brain, P., Butler, R., Turner, H. & Mitakda, B. 2004. Fitting and comparing seed germination models with a focus on the inverse normal distribution. Australian & New Zealand Journal of Statistics 46: 349-366. http://dx.doi.org/10.1111/j.1467-842X.2004.00335.x
Myers, R. H. 1990. Classical and Modern Regression with Applications. Duxbury Press, Belmont, CA.
Prada, C. 2004. Helechos. In: J. Izco (ed.) Botánica: 385-415. Madrid.
Prada, C., Moreno, V. & Gabriel Y Galan, J. M. 2008. Gametophyte development, sex expression and antheridiogen system in Pteris incompleta Cav. (Pteridaceae). American Fern Journal 98: 14-25. http://dx.doi.org/10.1640/0002-8444(2008)98[14:GDSEAA]2.0.CO;2
Raghavan, V. 1989. Developmental biology of fern gametophytes. Cambridge. University Press. http://dx.doi.org/10.1017/CBO9780511529757
Ranal, M. A. & Garcia De Santana, D. 2006. How and why to measure the germination process? Revista Brasileira de Botânica 29: 1-11. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-84042006000100002
Roush, W. B., Dozier, W. A. & Branton, S. L. 2006. Comparison of Gompertz and neural network models of broiler growth. Poultry Science 85: 794-797. http://dx.doi.org/10.1093/ps/85.4.794 PMid:16615365
Sheffield, E. 1996. From pteridophyte spore to sporophyte in the natural environment. In: M. G. J. M. Camus, R. Johns (ed.) Pteridology in Perspective: 541-549. Kew.
Smith, D. L. & Robinson, P. M. 1975. Effects of spore age on germination and gametophyte development in Polypodium vulgare L. New Phytologist 74: 101-108. http://dx.doi.org/10.1111/j.1469-8137.1975.tb01344.x
Stat Trek. 2012. Statistics: Influential points. http://stattrek.com/
Thompson, P. A. 1973. Seed germination in relation to ecological and geographical distribution. In: V. A. Heywood (ed.) Taxonomy and ecology: 93-119. London.
Torres, M. & Frutos, G. 1990. Analysis of germination curves of aged fennel seeds by mathematical-models. Environmental and Experimental Botany 29: 409-415. http://dx.doi.org/10.1016/0098-8472(89)90016-6
Waggoner, P. E. & Parlange, J.-Y. 1973. Mathematical model for spore germination at changing temperatures. Phytopathology 64: 605-610. http://dx.doi.org/10.1094/Phyto-64-605
Weinberg, E. S. & Voeller, B. R. 1969. Induction of fern spore germination. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 64: 835-842. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.64.3.835 PMid:16591804 PMCid:PMC223310
Wiklund, K. & Rydin, H. 2004. Ecophysiological constraints on spore establishment in bryophytes. Functional Ecology 18: 907-913. http://dx.doi.org/10.1111/j.0269-8463.2004.00906.x
Wu, L. & Wang, Y. (2009). Fitting Gompertz curve using grey method. In: Proceedings of the 2009 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics. pp. 5093-5096. San Antonio. http://dx.doi.org/10.1109/ICSMC.2009.5346025
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2015 Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
© CSIC. Los originales publicados en las ediciones impresa y electrónica de esta Revista son propiedad del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, siendo necesario citar la procedencia en cualquier reproducción parcial o total.
Salvo indicación contraria, todos los contenidos de la edición electrónica se distribuyen bajo una licencia de uso y distribución “Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional ” (CC BY 4.0). Consulte la versión informativa y el texto legal de la licencia. Esta circunstancia ha de hacerse constar expresamente de esta forma cuando sea necesario.
No se autoriza el depósito en repositorios, páginas web personales o similares de cualquier otra versión distinta a la publicada por el editor.