Germoplasma sau materialul iniial n ameliorare reprezint totalitatea formelor biologice cultivate sau spontane care sunt utilizate n procesul de ameliorare, pentru crearea de soiuri sau hibrizi superiori celor deja existeni sau pentru mbuntirea celor deja create.

n funcie de originea variabilitii, germoplasma se clasific n: - germoplasm de baz sau cu variabilitate msurat; - germoplasm nou creat sau cu variabilitate artificial. n funcie de origine, germoplasma se clasific n: - din flora spontan; - din formele cultivate. n cadrul germoplasmei de baz se ntlnesc 3 tipuri de germoplasm: - forme din flora spontan nrudite cu specia care se amelioreaz; - soiuri i populaii locale; - soiuri ameliorate. Din cadrul germoplasmei nou create fac parte: - populaiile hibride n curs de segregare; - liniile cosangvinizate; - formele mutante; - formele poliploide.

Prin exploatarea resurselor genetice existente s-a ajuns la epuizarea surselor de gene pentru caractere i nsuiri noi, astfel nct s-a impus gsirea de metode pentru creterea variabilitii la plantele cultivate.

Formele din flora spontan sunt utilizate n ameliorare datorit unor nsuiri precum plasticitatea ecologic ridicat i rusticitatea.

Direcia lor de utilizare const ndeosebi n transferul acestor nsuiri ctre soiuri deja ameliorate valoroase.

Soiurile i populaiile locale se remarc prin nsuiri deosebite de rezisten la factori climatici nefavorabili sau la unii ageni fitopatogeni.

Uneori prin lucrri de selecie artificial, din aceste forme s-a putut ajunge la soiuri noi omologate, ns cel mai frecvent sunt utilizate ca i prima categorie.

Soiurile ameliorate reprezint cea mai valoroas surs de germoplasm deoarece au deja imprimate nsuiri superioare privind productivitatea, calitatea, rezistena la boli i duntori, etc.

Aceste soiuri pot fi doar mbuntite prin lucrri de selecie iar pentru a se ajunge la crearea unui nou cultivar se impune i folosirea altor metode precum hibridarea, mutageneza, etc.

Populaiile hibride n curs de segregare reprezint cea mai valoroas surs de material iniial la speciile autogame.

Pentru crearea de soiuri noi, ne intereseaz plantele din generaiile segregante F2... Fn cnd pot fi identificate caractere i nsuiri noi diferite de ale prinilor.

Pot s apar forme transgresive - diferite de formele parentale.

Liniile cosangvinizate cea mai valoroas surs de germoplasm la speciile alogame (plante heterozigote) care prin autopolenizare forat, de-a lungul a mai multor generaii, se poate ajunge la izolarea unor biotipuri homozigote.

Prin ncruciarea unor astfel de linii se pot obine hibrizi de la care se exploateaz n practic efectul heterozis.

Formele mutante i poliploide pot fi utilizate pentru crearea de soiuri noi dar cel mai frecvent se folosesc pentru transferarea noului caracter la un soi deja ameliorat.

Cercettorii care se ocup cu studiul germoplasmei de ameliorare, apreciaz c n lumea vegetal exist ntre 300.000 i 500.000 de specii din care circa 250.000 au fost identificate i descrise, din acestea aproape 70.000 de specii ar putea fi folosite de om n diverse scopuri dar doar 7.000 au fost colectate i cultivate pn n prezent.

n ceea ce privete hrana, 30 de culturi asigur necesarul pentru omenire i care reprezint 95% din necesarul de hran.

Alte surse menioneaz 150 de specii folosite direct n alimentaie, 12 specii asigur peste 70% din hran iar 4 dintre ele: orezul, grul, porumbul, cartoful acoper peste 50%.

n ceea ce privete raportul energetic, cele mai importante culturi rmn: orezul, grul, sfecla, trestia de zahr, porumbul i soia.

Se acord o importan deosebit surselor de germoplasm n vederea colectrii i studierii acestora, motiv pentru care n majoritatea rilor din lume s-au creat instituii speciale care s se ocupe de o anumit categorie de germoplasm.

Aceste instituii s-au nfiinat n arealele unde o anumit specie ntlnete cele mai favorabile condiii de cultur i unde exist cea mai mare ncrctur de gene pentru specia respectiv.

Instituiile sunt nfiinate n centrele genice acolo unde exist cea mai mare diversitate de forme i cea mai mare variabilitate genetic pentru o anumit specie.

n cadrul F.A.O. s-a nfiinat un organism special numit Comisia de Resurse Genetice, organism interguvernamental cu rolul de a gestiona toate activitile legate de sursele de germoplasm.

n 2002 s-a semnat Tratatul Internaional privind resursele genetice, instrument care stabilete termenii utilizai internaional, drepturile i obligaiile celor care lucreaz cu sursele de germoplasm.

Toate aceste instrumente, instituii, tratate, s-au nfiinat datorit faptului c fie prin selecie natural fie prin activitatea oamenilor s-au constatat numeroase pierderi ale unor forme de plante sau chiar specii ntregi.

Pentru colectarea materialului iniial s-au iniiat expediii tiinifice, s-au nfiinat colecii de germoplasm, parcuri tiinifice, rezervaii naturale, bnci de gene.

n prezent exist colecii de plante care la cerere livreaz material biologic pentru ameliorarea speciilor respective, cele mai importante colecii n momentul de fa fiind la: Sankt Petersburg i la Beltsville n S.U.A, de asemenea colecii cunoscute care cuprind portaltoi sau hibrizi pentru via de vie, se ntlnesc numeroase colecii n: Italia, Frana, Spania care de asemenea colaboreaz cu amelioratorii pentru asigurarea materialului biologic.

Expediiile tiinifice au nceput n secolul trecut, prima mare expediie s-a realizat n 1923-1933 de ctre Vavilov, cercettor rus care n aceti 10 ani a colectat peste 150.000 de forme de plante.

Ulterior s-au organizat expediii i de ali cercettori: Hansen a fcut o expediie n Rusia i a colectat toate formele de mr rezistente la temperaturi sczute; Bukassov a fcut o expediie n America Central i de Nord de unde a colectat toate formele de cartof.

n fiecare ar unde exist program de ameliorare, cercettorii au ncercat s colecteze toate formele de germoplasm din cultur sau din flora spontan pentru o specie pe care urmau s o amelioreze.

n ceea ce privete colectarea germoplasmei exist o regul de baz indiferent de proveniena germoplasmei, aceasta nu se introduce direct n cmpul experimental, n ideea prevenirii unor mbolnviri cu ageni fitopatogeni necunoscui sau a atacurilor unor insecte aduse odat cu materialul respectiv.

Astfel fiecare form de germoplasm trece mai nti printr-un cmp de carantin (1-2 ani) i dac starea fitosanitar a materialului este corespunztoare atunci se introduce n cmpul de colecie.

n caz contrar materialul este distrus pentru c bolile respective ar putea s cuprind i alte culturi.

Materialul iniial colectat sau primit i observat n cmpurile de carantin va fi trecut n cmpul de colecie n funcie de anumite criterii geografice, taxonomice sau ameliorative; de regul se accept ultimul criteriu n organizarea germoplasmei n cmpul de colecie, astfel se face o schi a cmpului de colecie i n funcie de tipul de material avut la dispoziie, acest material se aeaz n parcele de dimensiuni corespunztoare pentru ca materialul pstrat s poat fi suficient n nceperea diferitelor procese de ameliorare.

Pentru speciile anuale fiecare form de germoplasm trebuie s cuprind o suprafa de cel puin 20 m2.

Pentru via de vie, fiecare form de germoplasm trebuie s fie format din cel puin 10 butuci, din care 5 pe rdcini proprii i 5 pe portaltoiul adaptat pentru zona respectiv.

Speciile pomicole trebuie s fie reprezentate n cmpul de colecie de cte 3-5 pomi n funcie de talia acestora pentru fiecare form de germoplasm.

Arbutii sunt reprezentai de cel puin 50 de tufe pentru fiecare form de germoplasm.

Pentru lucrrile de ameliorare n viticultur, germoplasma este organizat n plantaiile ampelografice, cele mai importante astfel de plantaii n Romnia sunt la: Valea Clugreasc, Odobeti, Drgani, Mini, Greaca, Iai, Dbuleni.

Pentru ameliorarea n pomicultur materialul se pstreaz n colecii pomologice iar coleciile sunt amplasate astfel:

Mr Voineti cu peste 850 de forme; Pr Cluj, Voineti, Piteti cu peste 650 de soiuri; Prun Piteti peste 700 de soiuri; Cais Greaca peste 650 de soiuri;

Piersic Murfatlar 850 de soiuri; Cire i Viin Piteti 525 de soiuri;

Cire 285 de soiuri; Viin, Nuc la Geoagiu 74 de soiuri; Gutui Trgu Jiu 40 de soiuri; Cpun, Coacz, Afin, Mur, Zmeur Cluj cu 540 de soiuri din care 258 Cpun.

Pentru legumicultur i floricultur, germoplasma se organizeaz pe suprafee de 5 10 m2 dac speciile sunt anuale iar la multianuale 20 - 50 de plante.

Inainte de a ncepe un proces de ameliorare este nevoie s se cunoasc valoarea ameliorativ a materialului avut la dispoziie, motiv pentru care se face un studiu de cel puin 3 5 ani dup intrarea pe rod la speciile perene.

Aceste studii au n vedere cunoaterea perioadei de vegetaie, cunoaterea diverselor fenofaze n corelaie cu factorii climatici, cunoaterea elementelor de productivitate, cunoaterea diferitelor nsuiri fiziologice privind rezistena la factorii de mediu, rezistena la boli i duntori, cunoaterea valorii nutritive a produsului principal, a diferiilor constituieni i din produsul principal a naturii chimice a acestor constituienti, cunoaterea pretabilitii la diverse tehnologii de fabricare, de prelucrare, de conservare, de depozitare, etc.

Cunoaterea valorii genetice a materialului respectiv fcndu-se studii hibridologice, cosangvinizri i autopolenizri pentru a vedea cum se transmit ereditar diverse caractere.

n urma acestor studii se face o inventariere a proprietilor ameliorative pentru materialul din colecie, pentru ca n orice moment amelioratorul s tie valoarea materialului pe care l are la dispoziie.

Toate sursele de germoplasm existente pe glob trebuie s fac parte dintr-un program de pstrare n ideea de a nu se pierde unele gene valoroase, se apreciaz c chiar i o ameliorare pronunat conduce la pierderea unor gene care nu condiioneaz obiectivele urmrite, din acest motiv fiecare soi chiar dac este scos din producie i nlocuit, trebuie s fie pstrat n vederea meninerii acelor gene utile care pot servi pentru un alt proces de ameliorare.

Pe lng coleciile de germoplasm nfiinate n centrele genice, exist tendina de a se forma fonduri mondiale de germoplasm, pe de o parte n vederea conservrii, iar pe de alt parte pentru ca specialitii s poat s apeleze pentru sursele respective.

Pentru a exista un limbaj comun privind sursele de germoplasm, n Tratatul Internaional semnat n 2002 se definesc principalele noiuni utilizate de amelioratori n vederea pstrrii germoplasmei:

Conservarea in situ nseamn pstrarea germoplasmei n arealele geografice n care s-au format aceste surse i unde se gsesc cele mai bune condiii de cretere i dezvoltare pentru speciile respective.

Conservarea ex situ nseamn pstrarea surselor de germoplasm ntr-un alt mediu dect cel n care s-au format.

Material genetic nseamn orice categorie de material biologic care poate fi nmulit sexuat sau vegetativ i care conine uniti funcionale ale ereditii.

Centrele de origine reprezint arealele unde s-au format diferite specii.

Centrele genice (de diversitate) reprezint arealele n care se gsete cea mai mare diversitate de forme.

n prezent exist urmtoarele sisteme de pstrare a germoplasmei: parcuri i rezervaii naturale, grdini botanice, bnci de gene, culturi de celule i esuturi.

n parcurile naturale, n rezervaiile naturale, sursele de germoplasm se pstreaz n mediul natural.

n toate rile exist preocuparea de nfiinare a acestor parcuri naturale cu caracter naional: S.U.A. 34 de parcuri naionale cu peste 100.000 de hectare; Canada 25 de parcuri naionale, 51 parcuri provinciale cu peste 200.000 de hectare; Rusia 22 parcuri naionale plus numeroase rezervaii naturale; n Romnia 130 de rezervaii naturale cu 80.000 de hectare.

n grdinile botanice pstrarea se face ex situ unde formele de germoplasm caut un echilibru dinamic i unde plantele sunt obligate s triasc nu aa cum s-au format ci n spaii izolate (unele) sau n anumite asociaii pe care nu le ntlnesc n locul de origine.

Una din cele mai importante grdini botanice este Grdina Botanic Regal din Anglia nfiinat n 1759.

n Romnia cea mai mare grdina botanic este cea din Iai cu circa 100 de hectare nfiinat n 1856.

Cea mai sigur metod de conservare n prezent este depozitarea n bnci de gene unde dac sunt asigurate condiiile cele mai bune, pstrarea poate s dureze peste 100 de ani.

Bncile de gene sunt instituii special nfiinate care au urmtoarele obiective:

- prospectarea i colectarea germoplasmei; - studiul privind efectul depozitrii asupra proprietilor

fizico-chimice ale materialului; - contientizarea cercettorilor n ceea ce privete valoarea

acestui material. Condiiile de pstrare difer de la o banc la alta ns

se apreciaz c cele mai importante condiii sunt: - umiditatea relativ a aerului s nu depeasc 15%; - temperatura pentru diferite celule de pstrare s fie

constant pentru o pstrare ndelungat 200C; - atmosfera ct mai srac n O2, ct mai bogat n CO2 i

absena total a luminii; - eliminarea riscului de influenare a seminelor n cazul

unor radiaii ionizante, umiditatea seminelor s fie de circa 4 5%.

n standardele FAO n colaborare cu Institutul Internaional pentru resurse genetice, condiiile de pstrare se clasific n 3 categorii:

- condiii acceptabile - condiii preferabile - condiii ideale Condiiile acceptabile conservarea sub 00C la un coninut de umiditate a

seminelor cuprins ntre 3 - 7% Condiiile preferabile cnd se asigur 200C la acelai procent de

umiditate. Condiiile ideale cnd se asigur 200C, umiditatea seminelor de 5%. Condiiile de pstrare n banca de la Fort Collins care poate depozita 180.000

de probe de cte 450 grame sunt: - probe pstrate n tvi metalice, n ncperi de beton armat cu grosime de 150 de cm

cu 10 camere de pstrare din care n 3 temperatura se menine la 120C, n 7 camere temperatura de circa +40C i umiditatea relativ de 52%;

- verificarea germinrii seminelor se face la fiecare 5 ani i dac aceasta a sczut sub 50% se face o renmulire a seminelor nlocuindu-se probele.

Banca de la Hirotsuga pstreaz probe de ctre 120 cm3, n cutii cositorite la temperatura de 100C.

Banca de la Krasnadar pstreaz 500.000 de probe n ncperi cu climatizare total, n vase de sticl aezate pe stelaje metalice.

Banca de la Suceava pstreaz circa 100.000 de probe, cldirea are 8 ncperi pentru pstrare, 4 pentru pstrare medie de 10 20 ani i 4 pentru pstrare ndelungat, peste 100 de ani cu temperatura de 200C.

Acest termen se refer la diferenierile care se observ sau care pot fi identificate prin analize privind caracterele i nsuirile materialului iniial.

Caracterele reprezint totalitatea particularitilor morfologice care difereniaz un individ de altul.

nsuirile reprezint proprietile fiziologice, biochimice i tehnologice ale germoplasmei.

Caracterele pot fi de 2 feluri: - cantitative, care pot fi reprezentate numeric (numrri, cntriri) - calitative unde este vorba de unele particulariti ale plantei care

difereniaz diverse forme de germoplasm dar care nu se pot exprima numeric.

Totalitatea caracterelor i nsuirilor unui individ formeaz fenotipulorganului respectiv.

Fenotipul este determinat pe de o parte de zestrea ereditar, pe de alt parte de interaciunea ntre ereditate i condiiile de mediu.

Totalitatea caracteristicilor ereditare reprezint genotipul unui material sau genotipul reprezint eventualele gene provenite ca urmare a mutaiilor naturale.

Zestrea ereditar poate genera fenotipuri diferite n funcie de condiiile de mediu n care s-a format organul respectiv astfel fenotipul poate fi considerat o rezultant a interaciunii ntre zestrea ereditar i condiiile de mediu.

Diferenierile care se observ n cadrul germoplasmei poart numele de variaii iar fenomenul ca atare poart numele de variabilitate.

Variabilitatea n cadrul germoplasmei - n ameliorarea plantelor este obligatoriu ca materialul iniial s prezinte o variabilitate suficient de mare n scopul identificrii i nmulirii acelor organisme cu caractere ori nsuiri noi, care n final s poat permite n mod real obinerea de soiuri noi.

Variabilitatea este dat de totalitatea diferenierilor privind caracterele i nsuirile indivizilor dintr-o anumit populaie.

Caracterele sunt reprezentate de totalitatea particularitilor morfologice, fiziologice, biochimice i pot fi grupate n funcie de parametrii utilizai pentru exprimarea lor n caractere calitative i caractere cantitative.

Caracterele cantitative sunt cele care pot fi exprimate numeric i se refer la acele componente morfologice ce pot fi msurate precum: greutatea produciei, nlimea plantelor, mrimea fructelor, etc.

Valorile acestora nregistreaz o anumit variabilitate ntr-un interval de minim i maxim.

Caracterele calitative se refer la elemente precum: culoare, form, gust, etc i variaz n cadrul diferitelor grupe.

nsuirile se refer la particulariti de natur biochimic, tehnologic sau fiziologic precum rezistena la scuturare, la ger, la boli, etc.

Suma caracterelor i nsuirilor exteriorizate de un individ ntr-un anumit stadiu de dezvoltare reprezint fenotipulacelui individ.

Fenotipul este condiionat pe de o parte de zestrea ereditar a organismului iar pe de alt parte de interaciunea dintre aceasta i condiiile de mediu n care se dezvolt.

Genotip totalitatea genelor (zestrea ereditar) unui individ provenite de la prini sau unele aprute n urma mutaiilor naturale sau induse.

Manifestarea genotipului poate varia de la un individ la altul n funcie de condiiile de mediu, ca urmare pentru crearea de soiuri noi este foarte important s se poat separa mrimea variabilitii genotipice i ponderea acesteia din cadrul variabilitii fenotipice totale.

Variabilitatea total este dat de suma tuturor variaiilor pe care le nregistreaz indivizii unei populaii, la rndul lor aceste variaii pot fi clasificate dup diverse criterii rezultnd astfel i diferite tipuri de variabilitate (De ex: n funcie de cauza care le provoac putem avea variaii genetice (genotipice, ereditare) i somatice (negenetice, neereditare).

Variaiile neereditare mai pot fi ntlnite i sub denumirea de modificaii, sunt determinate de diverse condiii de mediu i nu intereseaz n procesul de ameliorare dect foarte puin i rareori cnd fac adaptarea organismelor la anumite condiii de mediu.

n ameliorare factorul care poate fi realmente exploatat rmne variabilitatea genotipic respectiv cea dat de variaiile genetice.

Iniierea unui proces de ameliorare presupune stabilirea unei planificri care s in cont de materialul iniial existent, de posibilitile tehnologice i de obiectivele urmrite.

n funcie de aceste elemente se va alege i complexul de metode pentru ameliorare: selecia, hibridarea, cosangvinizarea, mutageneza, poliploidia, hibridarea somatic, mutaiile n vitro, androgeneza.

Selecia reprezint procesul natural sau artificial care permite supravieuirea i nmulirea indivizilor cel mai bine nzestrai.

Pentru ameliorare intereseaz selecia artificial n urma creia amelioratorul alege, reine i nmulete plantele care corespund obiectivelor de ameliorare.

Metoda n sine a stat la baza apariiei plantelor cultivate i actualmente completeaz toate celelalte metode de ameliorare.

Dac se practic n germoplasma de baz se poate spune c un soi este creat doar prin selecie iar dac vine n completarea acestor metode se va specifica faptul c soiul respectiv este obinut prin hibridare + selecie, mutageneza + selecie, etc.

Selecia natural favorizeaz n supravieuirea i nmulirea organismelor care se adapteaz cel mai bine la condiiile de mediu i elimin indivizii mai slabi, aceasta acioneaz n cadrul unor populaii vaste.

Selecia artificial vizeaz reinerea i nmulirea indivizilor care corespund obiectivelor de ameliorare i adesea direcia de aciune este n sens invers seleciei naturale.

Bazele teoretice i efectele seleciei eficiena lucrrilor de selecie depinde de un complex de factori care se refer la: variabilitatea materialului biologic n ceea ce privete caracterele i nsuirile urmrite, modul de polenizare al plantelor, modul de reproducere, de heritabilitatea caracterelor i nsuirilor.

Ca atare lucrrile de selecie se vor aplica n variante diferite inndu-se cont n prezentarea lor n primul rnd de modul de reproducere i polenizare al plantelor i de tipul de material biologic n care se practic selecia.

La speciile cu reproducere sexuat, n funcie de modul de polenizare se regsesc specii autogame i alogame.

La autogame (polenizarea cu polen propriu) datorit faptului c prinii i respectiv gameii sunt identici din punct de vedere genetic, indivizii sunt de asemenea identici genetic fiind practic homozigoi.

Ca atare posibilele variaii manifestate fenotipic se datoreaz condiiilor de mediu. Coeficientul de heritabilitate este foarte redus iar eficiena lucrrilor de selecie ntr-o populaie autogam este nul.

La speciile alogame (se polenizeaz cu polen strin) i la care nu se cunoate dect forma mam, zigotul se formeaz prin contopirea a 2 gamei diferii din punct de vedere genetic i ca atare rezult indivizi cu o constituie genetic diferit de a prinilor i n acelai timp datorit recombinrilor pot s apar indivizi cu o constituie genetic absolut nou.

Aceti indivizi sunt heterozigoi, ca atare populaiile alogame sunt din punct de vedere genetic ntr-o continu schimbare iar ponderea varietii genotipice din variabilitatea fenotipic total este comparativ cu autogamele mai mare, rezult c i eficiena lucrrilor de selecie este mai mare.

La speciile intermediare (Bobul) la care se pot ntlni n procente relativ egale att cazuri de autogamie ct i alogamie, se poate aprecia c eficiena seleciei crete odat cu plantele polenizate cu polen strin.

La speciile cu reproducere pe cale vegetativ, constituia genetic a indivizilor este asemntoare, ca atare i variabilitatea genotipic este practic inexistent iar lucrrile de selecie vor prezenta o eficien foarte redus.

Exist cazuri rare cnd pot aprea mutaii spontane i prin nmulirea acestora s se poat ajunge la obinerea unui soi nou.

Planta elit (elita) reprezint planta sau o parte din plant care este aleas, reinut, studiat i nmulit n timpul procesului de selecie, ca urmare aceasta trebuie s corespund obiectivelor stabilite prin programul de ameliorare.

n general la o plant elit se urmresc: productivitatea, calitatea produciei, rezistena la factorii de mediu nefavorabili sau alte nsuiri sau caractere specifice dar ntotdeauna se va ine cont de greutatea produsului util.

Plantele elit se aleg n 2 etape: ntr-o prim etap fcndu-se observaii n cmp cnd se apreciaz vigoarea, starea fitosanitar, unele componente morfologice ale capacitii de producie, pentru ca n a doua faz plantele reinute s fie aduse n laborator i supuse unor determinri asupra caracterelor cantitative, asupra calitii produciei, etc.

Alegerea propriu zis a plantelor elit se poate realiza din cmpul de alegere, din cmpul cu hibrizi, din cmpul cu forme mutante sau din oricare cmp de ameliorare ori de producie (dac este vorba de autogame).

Plantele obinute n urma nmulirii unei elite poart numele de descendene i se regsesc denumiri diferite ale descendenelor n raport cu modul de reproducere al plantelor sau cu generaia n care se gsesc acestea.

La autogame descendena unei elite poart numele de linie genealogic (sau linie) iar ansamblul unor descendene provenite de la o elit poart numele de arbore genealogic sau pedigreu.

La alogame descendena unei elite se numete familie sau familie genealogic.

La speciile cu nmulire vegetativ rezult clona sau linia vegetativ.

Noiunea de linie pur se refer la o populaie format din indivizi complet homozigoi i putem vorbi de acest termen la autogame.

Linia cosangvinizat este format dintr-o populaie de indivizi homozigoi ntlnit la alogame, n general plantele elit primesc n momentul alegerii i reinerii un numr sau un cod care se va nregistra ntr-un registru special de eviden i care se va menine pe tot parcursul ciclului de ameliorare.

Descendenele elitelor pot fi notate cu literele alfabetului (A, B, C...) sau D1, D2... Liniile cosangvinizate n generaii succesive se noteaz cu C1, C2... Cn

Formele mutante: M1, M2... Mn. Formele hibride: F1, F2... Fn.

Aceste metode pot fi clasificate n funcie de modul de alegere, de urmrire i de nmulire a plantelor elit n 2 mari grupe:

selecia n mas selecia individual Ambele metode se pot aplica n diferite variante, n funcie de structura

genetic a materialului folosit, n funcie de modul de polenizare i reproducere a plantelor, n funcie de obiectivele urmrite.

Selecia n mas const n notarea, studierea, reinerea i nmulirea plantelor elit, n amestec, inndu-se cont doar de manifestarea fenotipic a caracterelor i nsuirilor urmrite.

n esen descendenele elitelor se rein i se nsmneaz n mas (n amestec), n general n cadrul seleciei n mas, numrul elitelor reinute este foarte mare.

Selecia n mas este cea mai veche metod de selecie utilizat la nceput empiric i st la baza existenei actualelor soiuri i populaii locale.

Prezint avantajul c se poate aplica uor i este rapid, dar n acelai timp are i cteva dezavantaje: nu se ine cont de variabilitatea genotipic i de heritabilitatea caracterelor i nsuirilor valoroase i ca atare elitele valoroase se pot pierde n masa de material sau elitele nevaloroase genotipic dar cu un aspect fenotipic corespunztor pot deine o pondere mai mare n amestecul respectiv i ca rezultat n timp poate avea loc o depreciere a ntregului material.

Selecia n mas se poate practica n 2 variante: - selecia n mas negativ; - selecia n mas pozitiv.

Selecia n mas negativ const n alegerea, reinerea i nmulirea a unui numr foarte mare de plante elit nainte de nflorire iar restul materialului este eliminat.

n procesul propriu zis de ameliorare, metoda este mai puin folosit, n general ntlnit atunci cnd se urmrete mbuntirea unor caractere cantitative: talia plantelor, numrul sau greutatea fructelor.

Cel mai frecvent, metoda se folosete n procesul de producere de smn, fiind cunoscut sub denumirea de purificare biologic.

Selecia n mas pozitiv presupune alegerea unui numr mai redus de plante elit, respectiv circa 5-10% din numrul total de plante, descendenele acestora fiind urmrite n amestec.

Metoda se practic n mai multe variante, n funcie de numrul de ani, de alegeri de plant elit: cu o singur alegere (simpl); cu mai multe alegeri (repetat); pe grupe de plante.

Selecia n mas pozitiv simpl const n alegerea de plante elit ntr-un singur an urmat de nmulirea n amestec a descendenilor i compararea acestora cu materialul iniial din care au provenit pentru ca n final s poat fi trecute n producie.

Poate da rezultate la speciile autogame, formate dintr-un material cu un oarecare grad de heterogenitate.

Selecia n mas pozitiv repetat fa de prima variant const n alegerea, reinerea i nmulirea timp de mai muli ani a plantelor elit.

Metoda este practicat cu preponderen la speciile alogame, alegerea de plante elit se face din al 2-lea an din cmpurile de nmulire.

Selecia n mas pozitiv pe grupe de plante const n alegerea de plante elit i gruparea acestora pe mai multe grupe n funcie de anumite nsuiri.

n cadrul fiecrei grupe, descendenele sunt urmrite n mas.

Selecia individual se folosete n toate situaiile indiferent dac sunt specii autogame sau alogame, este superioar seleciei n mas deoarece urmrete aspectul fenotipic al plantelor, valoarea biologic a fiecrei descendene rezultat prin nmulirea elitelor.

n funcie de materialul urmrit i anume speciile autogame, speciile alogame, populaiile hibride n curs de segregare, liniile cosangvinizate, formele mutante, speciile cu nmulire sexuat, speciile cu nmulire vegetativ, selecia individual se practic n 3 variante:

- selecia individual simpl - selecia individual repetat anual - selecia clonal Datorit nenumratelor procese de exploatare a variabilitii

materialului natural, a surselor de germoplasm, s-a ajuns acum ca variabilitatea s fie foarte redus i practic s se reduc posibilitatea da a mai alege elite fr a interveni cu metode de creare a variabilitii.

Aceste motive au dus la identificarea posibilitilor de mrire a variabilitii n cadrul materialului iniial, acestea fiind: hibridarea,urmat de segregarea caracterelor, cosangvinizarea care determin desfacerea populaiilor n biotipurile constituiente, mutaiile, poliploidia i ingineria genetic.

Selecia n cadrul soiurilor locale i ameliorate la speciile autogame soiurile locale sunt alctuite dintr-un oarecare numr de biotipuri, motiv pentru care variabilitatea este mai pronunat comparativ cu soiurile ameliorate i deci ar exista o oarecare posibilitate de selecie.

n cadrul soiurilor ameliorate, la speciile autogame dac nu intervin unii factori perturbatori, structura genetic a acestor soiuri rmne aceeai de-a lungul generaiilor.

Aceste soiuri sunt alctuite din organisme practic homozigote care au luat natere prin contopirea a 2 gamei identici din punct de vedere genetic, din acest motiv dac datorit unui factor perturbator apar unele diferenieri ntre indivizii unui soi, separarea acestora ntr-un singur an o singur dat, contribuie la epuizarea complet a variabilitii i ca urmare continuarea seleciei mai mult de un an este ineficient.

Acest fapt a fost studiat pentru prima dat n anul 1903 de ctre Johansen care a studiat soiul de fasole (autogam) Princessa pe o perioad de 6 ani ncercnd s observe efectele seleciei la aceast specie, astfel din cmpul de colecie a ales 19 plante care se difereniau prin mrimea boabelor i deci prin greutatea a 1000 de boabe.

A semnat smna fiecrei plante separat pe cte un rnd, a recoltat smna de la fiecare descenden separat i apoi a ales din smna fiecrei descendene boabele cele mai mari i cele mai mici pe care le-a semnat pe cte un rnd.

A continuat s fac aceast separare timp de 6 ani consecutiv iar la sfritul experimentului a constatat c masa a 1000 de boabe pentru fiecare elit cu care a pornit, att pentru plantele care proveneau din seminele mici ct i pentru plantele care proveneau din seminele mari era aceeai.

A concluzionat i a publicat n 1903 faptul c la speciile autogame nu are rost s se continuie selecia mai mult de un an deoarece prin autopolenizare prin unirea gameilor identici genetic, descendenele vor rmne aceleai, cu alte cuvinte selecia este eficient numai pn la obinerea liniilor pure, astfel pentru speciile autogame cea mai potrivit metod de selecie este selecia individual simpl sau selecia cu o singur alegere, aceasta se desfoar dup urmtoarea schema:

- n cmpul de alegere se face un studiu al materialului pe ntreaga perioad de vegetaie, dar obligatoriu nainte de nflorit i nainte de recoltare i se extrag elitele;- acestea etichetate se aduc n laborator pentru analiz unde se determin din nou valorile elementelor de productivitate i se clasific n funcie de unele limite stabilite prin obiectivele de ameliorare;- dup studiul n laborator se rein pentru a fi semnate n anul urmtor acele exemplare care se situeaz n limitele stabilite pentru cele mai multe dintre caracterele urmrite dar ntre care trebuie s se ncadreze obligatoriu greutatea produsului principal;- n anul urmtor smna obinut de la fiecare plant n parte se seamn n cmpul de selecie;- n cmpul de selecie fiecare elit se seamn pe cte un rnd la distane mai mari ntre plante pe rnd dect n cultura obinuit i la fel n distane mai mari ntre rnduri pentru a se asigura un potenial mai mare de nmulire prin spaiul nutritiv pe care l vor avea plantele la dispoziie, n vederea obinerii unei cantiti mai mari de semine de la fiecare plant;- n timpul perioadei de vegetaie se observ cmpul de selecie n totalitatea sa i se fac observaii la fiecare plant din cadrul fiecrei descendene, ca urmare a acestor observaii se vor elimina descendenele care nu corespund din punct de vedere al obiectivelor urmrite (vigoare, capacitatea de producie) iar dac n cadrul unor descendene care chiar i manifest superioritatea fa de altele, dac exist o singur plant atacat de o boal se elimin ntreaga descenden;

- la recoltare smna fiecrei descendene se pstreaz separat i va fi semnat n anul urmtor n cmpul de control i n acest cmp distanele ntre rnduri i plante pe rnd vor fi mai mari dect n cultura obinuit.- se vor face aceleai observaii n timpul perioadei de vegetaie, se vor elimina descendenele necorespunztoare iar smna de la fiecare descenden valoroas se va pstra separat i se va semna n anul urmtor n cmpul de culturi de orientare.- ncepnd din aceast verig tehnologic, semnatul se face mecanizat cu desimea obinuit, se vor asigura lucrrile de ngrijire specifice pentru cultura respectiv i se vor face observaiile i determinrile biometrice caracteristice.- aprecierea capacitii de producie pentru fiecare descenden n parte se va face pe baza valorilor elementelor de productivitate iar dac exist o cantitate suficient de material se vor face i cntriri i chiar unele procesri tehnologice n vederea determinrii nsuirilor calitative.

Este posibil ca la sfritul celor 2-3 ani ct trebuie s rmn descendenele n cadrul acestei verigi biologice s se detaeze prin valoarea lor cteva descendene, este posibil ca unele s se situeze la limita erorilor, rezultatele s nu fie complet edificatoare, dup cum este posibil ca unele dintre linii s nu-i manifeste valoarea, ultimele vor fi eliminate, cele n care nu avem complet ncredere vor mai rmne nc un an n aceast verig biologic iar cu liniile foarte bune se organizeaz n anii urmtori culturile comparative de concurs, n cadrul acestora se vor respecta normele de tehnic experimental n ceea ce privete mrimea parcelei, numrul de repetiii, observaiile efectuate, analizele necesare, calcularea rezultatelor, interpretarea acestora.

Durata culturii comparative de concurs este de 3-4 ani normali climatic pentru speciile anuale i 3-4 ani de rod pentru speciile perene.

La finalul acestei perioade una sau dou linii care se vor evidenia prin valoarea produciei, prin calitatea acestuia, prin starea fitosanitar se vor propune pentru omologare i zonare la Ministerul Agriculturii care l va trimite n reeaua de ncercri pentru o nou perioad de experimentare egal cu cultura comparativ de concurs din staiunile de cercetare i unde va concura cu alte linii de la alte staiuni de cercetare, de soiurile zonate n regiunile n care se face experimentarea cu soiuri din import. Linia care se detaeaz total fa de celelalte se va considera drept soi, se va nscrie n registrul soiurilor cu o descriere care s difere fa de restul materialului existent deja n cultur.

La aceste plante soiurile sunt constituite din amestecuri de organisme heterozigote, aceasta deoarece n fiecare generaie, plantele se ncrucieaz liber ntre ele, fiecare zigot fiind format din contopirea a 2 gamei diferii genetic.

La aceast categorie de specii extragerea elitelor se face doar pe linie matern i nu exist posibilitatea de a se cunoate, de a se aproxima mcar genotipul descendenilor.

Prin polenizare liber se vor produce numeroase recombinri, astfel c este mpiedicat fixarea genelor valoroase ntr-un singur genotip.

Eficacitatea seleciilor n cadrul acestui material depinde de fondul genetic existent n materialul respectiv, de echilibrul genetic al populaiei precum i de efectul urmrit.

Noiunea de fond de gene a fost introdus pentru prima dat n 1951 de Dobzanskg, prin aceast nelegndu-se totalitatea genelor care controleaz caracterele i nsuirile unei populaii.

De-a lungul generaiilor datorit recombinrilor care apar se pot ntlni genotipuri diferite dar numrul de gene i echilibrul genetic rmn neschimbate.

Stabilitatea unei populaii se consider c este determinat de o anumit frecven a genelor i genotipurilor care compun populaia respectiv i care poart numele de echilibru genetic.

Mecanismele care controleaz acest echilibru genetic au fost determinate de Hardy i Weimberg n 1908 i care au enunat o lege a echilibrului genetic Legea Hardy Weimberg i care are urmtorul enun:

ntr-o populaie panmictic nelimitat, n care organismele se pot ncrucia liber pe baz de hazard, n absena unor factori perturbatori cum ar fi mutaiile, migraiile de gene, driftul genetic i selecia, frecvena iniial a genelor precum i a genotipurilor se menin neschimbate de la o generaie la alta, altfel spus indiferent de numrul genelor dominante, numrul genelor recesive, populaia se menine n echilibru deoarece ncrucirile au loc pe baz de probabilitate, ntmpltor i se pot ntlni absolut toate combinaiile posibile.

Echilibrul genetic al unei populaii se schimb datorit acestor factori perturbatori i anume abaterile de la panmixie + migraia genetic, drifturile genetice, etc.

Abaterile de la panmixie se manifest n situaia n care ntr-o populaie exist unele organisme cu predispoziie spre autofecundare sau o predispoziie pentru o fecundare preferenial unor organisme asemntoare, astfel c la unele specii se constat un procent de autogamie pn la 4-5% care chiar dac este att de mic, n timp se acumuleaz i poate duce la apariia unor genotipuri noi n detrimentul altora, fondul de gene ns rmne neschimbat.

Mutaiile acestea pot s transforme o gen sau mai multe gene n alelele lor, conducnd la schimbarea frecvenei genelor i implicit a echilibrului genetic.

Dac numrul de mutaii pozitive este egal cu numrul de mutaii negative, se ajunge la o nou stare de echilibru genetic fr s se exteriorizeze i n fenotip.

Migraia de gene aceasta se poate ntlni cnd 2 populaii apropiate n spaiu au o frecven diferit pentru aceleai gene i dac datorit apropierii au loc schimburi de gamei.

Migraia se poate face anemofil, entomofil i dac este ntmpltoare i nu direct mai muli ani, se revine la echilibrul iniial.

Dac migraia dureaz mai mult, se modific i frecvena genelor i implicit i echilibrul genetic.

Driftul genetic se ntlnete n cazul unei populaii reduse numeric unde numai anumite combinaii de gamei au anse s se ntlneasc, determin schimbarea echlibrului genetic.

Pentru evitarea acestui neajuns, n practica ameliorrii se stabilete un numr minim de exemplare cu care se lucreaz pentru a nu se ajunge la apariia acestui fenomen,

selecia (natural/artificial) care influeneaz n cea mai mare msur echilibrul genetic al unei populaii, deoarece elimin de la nmulire exemplarele neproductive, neadoptate, sanitar necorespunztoare i astfel se modific frecvena genelor i echilibrul genetic.

Efectul seleciei artificiale este condiionat de determinismul genetic al caracterului urmrit i de frecvena iniial a genelor care determin caracterul respectiv, astfel dac se urmrete eliminarea dintr-o populaie a unui caracter determinat de o gen dominant, acest lucru este posibil ntr-un singur an prin eliminarea de la nmulire a exemplarelor care manifest caracterul respectiv (astfel s presupunem c avem un caracter determinat de o gen dominant) eficiena seleciei n acest caz se manifest doar n condiiile n care gena recesiv se regsete n cadrul materialului jumtii de plant unde au flori roii condiionate dominant i jumtate de plant au flori albe adic gena recesiv este homozigot.

La acest grup de plante se pot ncerca toate metodele de selecie (selecia n mas, selecia simpl sau selecia repetat, selecia individual simpl sau repetat anual)

Selecia n mas presupune identificarea i extragerea elitelor care corespund obiectivelor urmrite, amestecarea seminei i nmulirea acestora n amestec n anul urmtor, aceasta este selecia n mas cu o singur alegere.

Selecia n mas repetat presupune ca n anul 2 s se fac o nou extragere de elite, amestecarea seminelor i nmulirea n anii urmtori.

Selecia individual simpl presupune extragerea elitelor din cmpul de alegere, recoltarea separat a seminei de la fiecare elit, semnatul n anul urmtor separat pentru fiecare elit, verificarea descendenelor obinute, reinerea doar a celor corespunztoare i amestecul familiilor superioare.

O variant a acestei metode este cunoscut sub numele de jumtatea din cantitatea de smn pe rnd imaginat de Hopkins n 1887, metod care presupune extragerea elitelor, recoltarea separat a seminelor de la fiecare elit, mprirea seminelor n 2 pri egale din care jumtate se pstreaz, jumtate se seamn, se urmresc descendenele iar n anul urmtor smna pstrat se amestec n funcie de valoarea descendenelor din cmp.

Selecia individual repetat se face prin dirijarea polenizrii pentru a se elimina polenizarea nedorit, metoda fiind asemntoare cu selecia individual numai c se face o nou extragere a elitelor i dup amestecul seminelor valoroase.

Selecia n cadrul soiurilor locale i ameliorate la speciile cu nmulire vegetativ la aceast categorie de plante este eficient doar o singur metod: o variant a seleciei individuale: selecia clonal care presupune 3 etape:

- cu examen prealabil - cu examen mediu - cu examen principal Durata acestora fiind mai mic pentru speciile anuale i

mai mare la speciile perene (> 25-30 de ani).

Reprezint ncruciarea a 2 organisme avnd ca efect contopirea n zigot a celor 2 baze ereditare.

Indivizii rezultai n urma hibridrii poart denumirea de hibrizi.

Aceti hibrizi pot manifesta n mod diferit caracterele i nsuirile provenite de la cei 2 prini.

n cazul n care descendenii hibrizi exteriorizeaz caractere i nsuiri de la ambii prini, nu seamn preponderent cu unul dintre prini sau cel n care nu seamn cu nici unul dintre genitori (exteriorizeaz caractere ori nsuiri complet noi).

Importana hibridrii: - Hibridarea este metoda de baz folosit n ameliorarea plantelor pentru creterea variabilitii genotipice n cadrul materialului iniial (germoplasmei).

Acest aspect se justific mai ales n ultimii ani ca urmare a utilizrii intensive a germoplasmei de baz i a epuizrii variabilitii naturale existente n cadrul acestora.

Peste 95% din soiurile cultivate au origine hibrid, hibridarea este metoda care st la baza cultivrii hibrizilor cu preponderen la speciile alogame, hibrizi la care se manifest efectul heterozis n generaia F1, din acest motiv, n producerea de smn n cazul cultivrii hibrizilor, aceast metod se folosete cu o frecven anual.

Metoda propriu zis a fost aplicat n urma descoperirii sexelor la plante (dup anul 1600) iar bazele teoretice au fost elucidate de Mendel care pe baza a numeroase experimente cu ncruciri la mai multe specii a stabilit legile ereditii.

Variabilitatea genotipic deosebit de ridicat care poate fi obinut prin hibridare (n generaia F2... Fn) se explic pe baza aciunii a mai multor cauze de ordin genetic:

- segregarea alelelor (a factorilor ereditari); - libera combinare a genelor pe baza legii hazardului; - crossing-over-ului (schimbul reciproc de gene ntre

cromatidele nesurori ale cromozomilor omologi); - apariia transgresiunilor respectivilor indivizi la care

un anume caracter se manifest ntr-o msur mai mic dect la cel mai slab printe sau ntr-o msur mai mare dect la cel mai valoros printe.

Aceste forme transgresive dac sunt valoroase au anse foarte mari s devin noi soiuri.

Codificarea generaiilor hibride: F1, P1 / P2.

Hibridarea se poate practica n diferite variante n funcie de particularitile biologice sau morfologice ale speciei i respectiv ale formelor parentale utilizate sau de obiectivele de ameliorare urmrite, de varietatea genotipic existent n cadrul materialului iniial.

O prim clasificare: n funcie de modul de polenizare i reproducere a plantelor, hibridarea poate fi: natural i artificial.

Hibridarea natural este un proces specific caracteristic speciilor heterogame, specific la: pomi, arbuti fructiferi, etc.

Ca urmare a hibridrilor naturale, variabilitatea genotipic la speciile vizate este suficient de mare, permind ansa de creare a unor soiuri noi.

Hibridarea artificial reprezint intervenia amelioratorului n anumite etape ale dezvoltrii plantelor sau de-a lungul procesului de dezvoltare n sensul dirijrii polenizrii, astfel pot exista 3 variante de hibridare n funcie de modul cum polenul ajunge pe stigmatul florilor, respectiv:

- hibridare cu polenizare liber - hibridare cu polenizare semiliber - hibridare cu polenizare dirijat (forat)

Polenizarea liber const n ndeprtarea organului de reproducere masculin de la genitorul mam i urmat de libera polenizare cu polen de la plantele alturate sau de la parcela vecin.

Metoda este folosit la unele specii dioice sau la unele specii monoice (porumb) sau n procesul de producere de smn la anumite specii.

Polenizarea semiliber reprezint cultivarea celor 2 prini (genitori) n rnduri alturate i introducerea inflorescenelor celor 2 nainte de nflorire sub acelai izolator.

Smna rezultat poate s prezinte caractere diferite n funcie de sensul hibridrilor respective sau reciproce.

Polenizarea forat reprezint castrarea florilor genitorului femel (mam), izolarea acestora, colectarea de polen de la genitorul patern (tat), polenizarea propriu zis urmat de izolare i recoltarea separat a combinaiilor hibride.

Metoda are aplicabilitate la toate speciile.

n funcie de gradul de nrudire a formelor parentale, hibridarea poate fi:

- apropiat - ndeprtat Hibridarea apropiat pentru ncruciarea ntre 2 prini

diferii din cadrul aceleiai specii i se mai numete i hibridare intraspecific.

Hibridarea ndeprtat const n ncruciarea ntre 2 prini care aparin la nivele taxonomice diferite, ex: la 2 specii diferite rezultate din aceleai gene se mai numete i ncruciare interspecific sau ntre 2 genuri diferite (intergeneric) din aceeai familie.

n cazul hibridrilor ndeprtate, apar unele dificulti ce micoreaz ansele de reuit cauzate de factorii genetici, morfologici sau fiziologici i concretizate prin intersterilitatea formelor parentale i respectiv sterilitatea hibrizilor din F1.

n funcie de numrul de genitori (forme parentale) care stau la originea unui organism hibrid, hibridarea poate fi: simpl, complex.

Hibridarea simpl reprezint ncruciarea a 2 prini, ex: 2 soiuri sau 2 linii cosangvinizate, nici una nici alta nu are hibrid.

Hibridarea complex const n ncruciarea a 2 parteneri din care cel puin unul are origine hibrid.

Hibrizii obinui n primul caz se numesc simpli iar n cel de-al doilea caz se numesc hibrizi compleci.

Fiecare dintre cele 2 metode poate fi practicat n mai multe variante, n general n funcie de poziiile alese pentru genitori.

Hibridarea simpl - putem ntlni una din variantele: - hibridare direct - hibridare reciproc - hibridare repetat - hibridare ciclic - hibridare dialel

Hibridarea direct ncruciarea de tipul A * B, ntotdeauna n formula hibridrii, forma mam este trecut prima.

Hibridarea reciproc ncruciarea de tipul B * A reprezint schimbarea rolului genitorilor i se impune n unele cazuri de incompatibilitate.

n cazul n care lungimea stilului florilor este mai mic, forma respectiv va fi aleas ca form mam pentru a putea fi strbtut mai uor de gameii masculi.

Hibridarea repetat se mai numete i regresiv, retroncruciare, back-cross, reprezint ncruciarea ntre 2 forme parentale, dintre care una este mai puin valoroas dar posed o anume nsuire sau un anume caracter dorit n urmtorul soi i care poart numele de donor cu o form parental valoroas din majoritatea punctelor de vedere dar care i lipsete acea nsuire de la donor purtnd numele de RECURENT.

Organismele hibride rezultate prin combinaia donorului (A) cu cel recurent (B) se rencrucieaz timp de mai multe generaii cu recurentul n scopul fixrii caracterului ori nsuirii de la donor.

Vor fi alese acele plante tipice care dein n timp i acele nsuiri dorite de la printele donor.

Cu fiecare generaie de retroncruciare, proporia de participare a donorului se reduce cu cte o jumtate, forma de simbolizare a cestei metode este [(A * B) * B] * B etc, n funcie de numrul de generaii n care facem retroncruciarea. A * B3 ~ AB3.

n general hibridarea repetat este aplicabil cnd se dorete preluarea unei nsuiri de rezisten (ex: la ger, secet, boli) de la o form spontan sau local, n scopul transferrii la un soi deja valoros, n acest sens metoda d rezultate bune.

Metoda este mai eficient atunci cnd se dorete preluarea unui caracter controlat dominant sau controlat de un numr relativ mic de gene.

Se poate afirma c metoda permite relativ uor transferarea unor nsuiri, a unor caractere calitative i mai puin n privina caracterelor cantitative.

Metoda poate fi practicat n 2 variante: direct sau reciproc.

Hibridarea ciclic reprezint ncruciarea tuturor formelor dintr-o colecie cu o form cunoscut denumit tester sau analizator (T). A * T; B * T; C * T

T tester A, B, C formele din colecie. Produciile obinute de la fiecare combinaie hibrid n urma

testrii n culturi comparative, ajut la determinarea capacitii combinative generale, metod frecvent folosit n scopul alegerii celor mai valoroase forme parentale.

Hibridarea dialel reprezint ncruciarea tuturor formelor dintr-o colecie, fiecare cu fiecare, att direct ct i reciproc (A * B, A * C, A * D; B * A, C * A, D * A).

Metoda este folosit pentru determinarea capacitii combinative specifice a posibilelor forme parentale.

Seminele combinaiilor hibride sunt semnate anul urmtor n culturi comparative, la recoltare se determin produciile, n final putndu-se aprecia care este poziia cea mai avantajoas sau combinaia favorabil pentru un anume genitor.

Hibridarea complex metoda se folosete pe de o parte pentru creterea variabilitii n cadrul surselor de germoplasm prin exploatarea populaiilor hibride n curs de segregare, la care se asociaz selecia individual repetat anual cu cele 2 variante ale sale: selecia genealogic i selecia tardiv.

Pentru aceste metode se folosesc la speciile autogame, alogame hibridarea complex, se folosete pentru evitarea costurilor foarte mari generate de utilizarea hibrizilor simpli prin alte tipuri de exploatare a heterozisului i anume:

- hibridarea triliniar, - hibridarea dubl i - hibridarea multiliniar numit i testul top-cross sau

poli-cross pentru acest tip de hibridri (hibridarea multiliniar) care mai poate fi numit i hibridare n mas i care reprezint ncruciarea liber a mai multor forme valoroase, fie soiuri, fie linii cosangvinizate.

Hibridarea triliniar presupune ncruciarea n primul an a 2 linii cosangvinizate pentru obinerea unui hibrid simplu, iar n al 2-lea an ncruciarea hibridului simplu cu o a treia linie cosangvinizat, alta dect cele 2 folosite iniial.

Hibridarea dubl presupune ncruciarea n primul an a 2 linii cosangvinizate pe de o parte pentru obinerea unui hibrid simplu, n acelai an a altor linii tot pentru obinerea unui hibrid simplu, iar n anul 2 se ncrucieaz cei 2 hibrizi simpli i se obine un hibrid dublu.

n hibridul dublu trebuie s existe 4 linii cosangvinizate diferite sau 4 soiuri diferite. Utilizarea hibrizilor triliniari i a hibrizilor dubli se practic n producie pentru c chiar dac efectul heterozis este ceva mai mic dect la hibrizii simpli, totui costurile de producere a seminei hibride n generaia F0 sunt mult mai mici n comparaie cu hibrizii simpli.

La hibrizii simpli triliniari, dubli, smna n generaia F0 trebuie s fie obinut n fiecare an.

Hibridarea sintetic - aceasta presupune ncruciarea liber ntre mai multe linii cosangvinizate semnate n amestec iar din smna obinut rezult aa-numitele soiuri sintetice.

Toate categoriile de hibridare menionate pn acum cu excepia hibridrii de tip back-cross (sau recurent, regresiv) fac parte din categoria hibridrilor apropiate, adic ncrucirile dintre forme din cadrul aceleiai specii.

Se mai cunoate i hibridarea intraspecific sau hibridarea apropiat.

n funcie de gradul de nrudire a genitorilor, exist i hibridarea ndeprtat adic ntre forme aparinnd la 2 specii diferite, 4 hibrizi interspecifici; 2 genuri diferite hibridare intergeneric care se poate practica att la speciile autogame ct i la speciile alogame.

De regul hibrizii ndeprtai se folosesc pentru transferul unor gene de rezisten de la unele specii din flora spontan la soiurile ameliorate existente n cultur care sunt deficitare din acest punct de vedere.

Datorit diferenierilor de tip morfologic sau de tip genetic ntre cele 2 forme care particip la hibridare, realizarea hibrizilor este suficient de dificil din cauza unor probleme care apar n aceste situaii.

Hibrizii rezultai n urma ncrucirii interspecifice se caracterizeaz printr-o variabilitate foarte pronunat la care se adaug o plasticitate ecologic, o adaptabilitate la condiiile de mediu mai bun dect a hibrizilor obinuii.

Problemele care apar n cazul hibridrilor ndeprtate sunt datorate intersterilitii formelor parentale i sterilitii hibrizilor n prima generaie.

Intersterilitatea formelor parentale este dat de unele deosebiri morfologice, fiziologice, biochimice sau genetice ntre cei 2 genitori folosii, astfel se ntlnesc situaii cnd polenul genitorului mascul nu germineaz pe stigmatul genitorului femel, se ntlnesc cazuri cnd germineaz dar tubul polenic nu poate strbate toat lungimea stilului pentru a fecunda ovulul.

Exist cazuri cnd nu se poate forma zigotul, se ntlnesc situaii cnd smna hibrid obinut nu poate germina sau plantele care s-au format nu ajung la maturitate.

n privina deosebirilor de ordin morfologic s-au constatat diferene ntre lungimea stilului la cei 2 genitori fapt care determin alegerea corect a genitorului femel i mascul n sensul c ntotdeauna genitorul femel trebuie s aib stilul mai scurt dect a celui mascul.

n privina deosebirilor de ordin fiziologic este posibil ca perioadele de vegetaie ale celor 2 genitori s fie diferite i astfel nu se asigur coincidena la nflorire.

n privina deosebirilor genetice acestea sunt date fie de numrul cromozomilor, fie de gradul de omologie a acestora, fie de calitatea materialului genetic.

Problemele date din cauza intersterilitii formelor parentale se rezolv prin cteva metode dup caz i anume: hibridarea reciproc, tratarea organelor sexuale ale florilor cu substane stimulatoare sau inhibitoare de cretere, embriocultura, dublarea sau njumtirea numrului de cromozomi la unul dintre genitori.

Hibridarea reciproc se folosete n situaia n care unul din genitori prezint un sistem de incompatibilitate care inhib germinaia polenului celuilalt genitor i dac lungimile stilurilor celor 2 poriuni sunt diferite.

Astfel s-a constatat c atunci cnd se ncrucieaz Phaseolus vulgaris cu Phaseolus multiflorus, procentul de reuit n hibridare este de 0,48%, n condiiile n care se schimb rolul genitorilor, adic forma matern este Phaseolus multiflorus i forma patern Phaseolus vulgaris, procentul de obinere a seminelor hibride ajunge pn la 42%.

Un aspect asemntor se ntlnete la hibridarea ntre Solanum tuberosum i Solanum acaule, situaie n care hibridarea nu reuete deloc schimbnd rolul genitorilor, adic folosind hibridarea reciproc Solanum acaule forma matern iar Solanum tuberosum forma patern, hibridarea reuete 100%, n acest caz hibridarea direct Solanum tuberosum * Solanum acaule nu reuete din cauz c polenul de la Solanum acaule dup germinare nu reuete s strbat stilul mai lung la Solanum tuberosum ca genitor matern.

Tratarea cu substane stimulatoare sau inhibitori de cretere se folosete pentru creterea gradului de germinare a polenului, pentru ncetinirea sau forarea nfloritului la unul din genitori atunci cnd nu exist coinciden la nflorire.

Embriocultura se folosete pentru eliminarea incompatibilitilor manifestate la unele specii ntre embrionul diploid i endospermul triploid al seminei, metoda const n detaarea embrionului imediat dup formare, trecerea acestuia pe un mediu special de cultur i creterea n condiii in vitro.

Dublarea sau njumtirea numrului de cromozomi se folosete pentru compatibilitatea garniturilor cromozomiale ale celor 2 parteneri pentru a reui hibridarea.

Sterilitatea hibrizilor n F1 aceast sterilitate se manifest datorit diferenelor existente ntre cei 2 gamei care particip la formarea zigotului n sensul c mperecherea cromozomilor poate avea loc n totalitate, doar parial, sau se poate s nu aib loc, cu alte cuvinte sterilitatea hibrizilor n F1 este dat de deosebirile de ordin cantitativ i calitativ ntre garniturile cromozomice ale celor 2 forme parentale.

Dac la ncruciare particip 2 genitori care au acelai numr de cromozomi i garnitur cromozomial, sunt omoloage, hibrizii rezultai sunt ntotdeauna fertili.

Dac numrul de cromozomi este acelai dar nu se nregistreaz omologie ntre cele 2 garnituri, hibrizii obinui sunt parial sterili.

Dac nu exist nici acelai numr de cromozomi i nici omologie ntre acetia, hibrizii obinui sunt ntotdeauna sterili.

Exist posibilitatea s se manifeste aceast sterilitate i din cauza unor condiii de mediu: temperaturi sczute, umiditate atmosferic nepotrivit n momentul fecundrii.

Pentru a putea utiliza aceti hibrizi n diferite procese de ameliorare, este obligatoriu s se refac fertilitatea acestora care este posibil prin 2 metode: prin hibridarea regresiv sau recurent i prin dublarea numrului de cromozomi

Hibridarea recurent se practic pentru eliminarea treptat a cromozomilor aparinnd unui genitor i refacerea garniturii celuilalt genitor, de regul se elimin cromozomii genitorului mascul sau prin refacerea complet a genomului patern prin biotehnologii transfernd un nucleu patern n citoplasma formei materne.

Eliminarea cromozomilor este posibil prin folosirea ca partener recurent a unuia dintre genitori i refacerea partenerului femel.

Dublarea numrului de cromozomi este de natur s restabileasc omologia cromozomilor n celulele care vor da natere la gamei, astfel diviziunea reducional se va desfura normal n urma dublrii garniturii prin tratarea cu colchicin n generaia F0.

Dublarea numrului de cromozomi se face doar la speciile cu reproducere sexuat reprezentnd importan pentru hibrizii cu reproducere vegetativ pentru c pe aceti hibrizi i vom reproduce doar prin altoire, marcotare, butire fr implicarea elementelor sexuale n reproducere.

Pentru ca lucrrile de hibridare s fie eficiente este obligatoriu s se parcurg cteva etape importante i anume:

- alegerea genitorilor, - alegerea plantelor care particip la hibridare, - -

alegerea florilor i inflorescenelor, - toaletarea i izolarea florilor (inflorescenelor) -

castrarea florilor genitorului femel, - polenizarea, - controlul fecundrii, - repetarea polenizrii dac este cazul, - recoltarea fructelor hibride

Este cea mai important etap n sensul c cei 2 parteneri, soiuri sau linii cosangvinizate trebuie s fie supui anterior unor studii hibridologice pentru a determina capacitatea lor combinativ. De asemenea o condiie minimal este ca din punct de vedere al fondului de gene, cei 2 parteneri trebuie s se completeze reciproc n privina unor caractere i nsuiri. Manifestarea unor elemente deosebite la hibrizii formai este cu att mai puternic cu ct cei 2 parteneri sunt mai ndeprtai din punct de vedere geografic, se poate folosi unul din parteneri, soiul zonat n regiunea respectiv care se va ncrucia cu un partener dintr-o alt zon geografic dar care corespunde din punct de vedere al garniturii cromozomice i al omologiei cromozomilor.Dac partenerii aparin la specii diferite, mai nti prin studii hibridologice se testeaz aptitudinea fiecrui partener la hibridarea ndeprtat alegndu-se rolul de femel sau mascul pentru fiecare dintre genitori.

Cele mai bune rezultate n hibridare se obin atunci cnd formele parentale sunt homozigote cel puin pentru caracterele i nsuirile pe care dorim s le transferm la noul hibrid, pentru aceasta trebuie s utilizm liniile pure pentru speciile autogame i liniile cosangvinizate pentru speciile alogame.

Valoarea hibridologic se stabilete prin cele 2 tipuri de hibridare: hibridare ciclic cu care se determin capacitatea combinativa general i hibridare dialel cu care se determin capacitatea combinativ specific.

n cazul n care nu exist coinciden, la nflorire este posibil folosirea fie a unor substane stimulatoare sau inhibitoare de cretere, folosirea unor metode fizice sau chiar nsmnatul la epoci diferite: mai nti genitorii cu nflorire tardiv i apoi al 2-lea genitor cel precoce.

Alegerea plantelor care particip la hibridare plante care manifest vigoare i stare fitosanitar corespunztoare.

Alegerea florilor i inflorescenelor presupune identificarea florilor i inflorescenelor care vor fi cel mai bine hrnite de planta respectiv (de la baza lstarilor) restul florilor eliminndu-se n totalitate.

Toaletarea florilor i inflorescenelor i izolarea acestora presupune ca din cadrul unor inflorescene s se aleag doar florile bine dezvoltate restul eliminndu-se cu o penset dup care se face izolarea cu o pung, cu o hrtie de pergament sau cu un scule de pnz care acoper toat inflorescena.

n momentul optim, nainte s fi avut loc polenizarea natural se castreaz genitorul femel.

Aceast etap presupune eliminarea florilor mascule dac acestea sunt pe aceeai plant cu inflorescenele femele; eliminarea plantelor mascule dac cele 2 tipuri de flori sunt pe plante diferite i eliminarea elementelor sexuale mascule din floarea hermafrodit a genitorului femel.

Polenizarea se face n momentul n care stigmatul genitorului femel este apt pentru polenizare i anume cnd acesta prezint o turgescen maxim i o secreie caracteristic pe suprafaa stigmatului.

Polenizarea se face fie cu polen proaspt recoltat de la genitorul mascul fie cu polen conservat dac nu este posibil asigurarea coincidentei la nflorire.

n ceea ce privete viabilitatea stigmatului aceasta este diferit de la o specie la alta i poate fi posibil fecundarea de la 1-2 ore pn la 2-3 zile.

Viabilitatea polenului tot este diferit dar acest aspect poate fi compensat prin conservarea polenului, la unele specii pstrarea acestuia putnd ajunge mai muli ani la rnd.

Polenizarea propriu-zis se poate face cu trecerea polenului cu un tampon de vat de la genitorul mascul pe stigmatul genitorului femel, uneori adugarea pe stigmat a unor substane care rein polenul mai multe ore (zile) dup care se izoleaz rapid pentru a nu se produce polenizare strin.

La cteva zile se face controlul fecundrii, dac stigmatul este ofilit rezult c fecundarea a avut loc dac nu se poate face o repetare a polenizrii inflorescenelor izolndu-se din nou dup care se fac lucrrile tipice de ngrijire pn la recoltarea fructelor hibride.

Selecia n populaiile hibride la speciile autogame la aceast categorie de plante metoda de selecie este selecia individual repetat anual cu cele 2 variante ale sale: selecia genealogic i selecia tardiv.

Selecia genealogic const n alegerea elitelor ncepnd cu generaia F2 cnd are loc segregarea caracterelor i apoi urmrirea separat a descendenelor fiecrei elite.

Dac descendena unei elite este reprezentat de plante uniforme din punct de vedere morfologic nseamn c exist i homozigoie total a genelor i n acest caz descendena respectiv va intra n cmpul de control i apoi va parcurge drumul prin toate verigile caracteristice seleciei individuale simple adic: cmp de control, cmp de culturi comparative de orientare, cmpuri de cultur orientate de concurs n staiuni de ameliorare i din nou cmpuri comparative de concurs n reeaua de omologare.

Dac descendena unei elite prezint exemplare neuniforme morfologic nseamn c plantele sunt heterozigote pentru caracterele i nsuirile pe care le urmrim i trebuie repetat alegerea elitelor.

Se aleg n acest caz plantele viguroase, sntoase, care manifest valori ale elementelor de productivitate care corespund obiectivelor noastre.

Aceste elite vor fi urmrite n continuare separat i dup aceeai logic, dac vor da descendene uniforme vor parcurge celelalte verigi ale procesului iar dac descendenele nu sunt uniforme se va proceda la o nou alegere a elitelor.

Acest proces va dura pn prin F5... F7 cnd este posibil s se ajung la homozigotarea majoritii caracterelor i nsuirilor.

Selecia tardiv presupune nceperea alegerii elitelor mult mai trziu, dup 5-7 generaii, lsnd mai nti plantele s se homozigoteze i apoi s se aleag elite homozigote.

Reprezint metoda de baz pentru crearea de noi surse de germoplasm prin creterea variabilitii la speciile alogame. Metoda const n autofecundarea forat a speciilor monoice sau hermafrodite i prin ncruciarea ntre indivizii nrudii provenii de la aceeai plant la speciile dioice.

La speciile autogame, autofecundarea este un fenomen firesc i nu afecteaz n nici un fel plantele respective, dimpotriv la speciile alogame la care fenomenul de autogamie este de doar 3-4%, efectele autofecundrii sunt foarte evidente.

n urma cosangvinizrilor repetate se obin liniile cosangvinizate care prin ncruciarea ntre ele dup o prealabil verificare a nsuirilor acestora formeaz hibrizii la care se manifest efectul heterozis.

Principala direcie de utilizare a liniilor cosangvinizate o constituie obinerea hibrizilor n vederea exploatrii: efectul heterozis.

n conformitate cu legea uniformitii caracterelor n prima generaie hibrid este posibil s ntlnim 5 situaii i anume:

- hibridul obinut s se situeze prin caracterele i nsuirile sale ntre cele 2 forme parentale (cea mai frecvent situaie);

- s se apropie mai mult de genitorul matern; - s se apropie mai mult de genitorul patern; - s fie peste nivelul genitorului mai bun; - s fie sub nivelul genitorului mai slab.

Ultimele 2 situaii poart numele de transgresiuni genetice i se urmrete identificarea acestora n vederea extragerii elitelor care depesc genitorul cel mai bun.

De la nceputul secolului 20 s-au intensificat cercetrile privind exploatarea efectului heterozis sub cele 2 aspecte ale sale: heterozisul somatic i heterozisul generativ (reproductiv).

Aceste cercetri au condus la identificarea metodelor pentru gsirea celor mai bune combinaii hibride n cadrul liniilor cosangvinizate.

Simbolurile care se folosesc pentru diferite generaii de cosangvinizare sunt: C0 smna cu care se pornete operaia de cosangvinizare; C1 prima generaie, C2 a doua, etc, pn la C9, C10 cunoscut fiind ca dup 9-10 generaii de autofecundare se ajunge la homozigotarea total pentru toate caracterele.

Efectele cosangvinizrii n urma autopolenizrii forate, la speciile alogame se manifest n fenotip unele efecte: reducerea vitalitii, scderea variabilitii sau creterea uniformitii, desfacerea populaiilor n biotipurile constituiente.

Reducerea vitalitii se manifest chiar din prima generaie de cosangvinizare i afecteaz principalele caractere i nsuiri ale plantei.

Fenomenul este cunoscut sub numele de presiune de cosangvinizare i se manifest prin reducerea taliei plantelor, reducerea fertilitii, reducerea productivitii.

Acest efect depinde de la o specie la alta i se manifest timp de cteva generaii pn cnd se ajunge la un minimum de cosangvinizare.

Depresiunea este cu att mai puternic cu ct procentul de autogamie la specia respectiv este mai mic.

n funcie de specie, la speciile multianuale efectul este mai redus, la speciile anuale, bienale efectul este mai puternic (la cucurbitaceae efectele sunt aproape nesemnificative pe cnd la varz sunt deosebit de puternice).

ncercnd s explice acest efect, cercettorii l-au pus pe seama homozigotrii genelor recesive cu implicaii majore asupra productivitii.

Reducerea vitalitii este nsoit i de alte efecte cum ar fi unele deficiene clorofiliene, apariia de plante albinotice, apariia de sectoare internervurale lipsite de clorofil, anomalii florale, sterilitate, sensibilitate la diferite boli.

Scderea variabilitii sau creterea uniformitii aceasta se manifest prin uniformizarea materialului dup cteva generaii de cosangvinizare uniform, determinat de gradul ridicat de homozigotare, astfel cu fiecare generaie de autopolenizare, gradul de homozigotare crete cu 50% fa de anul anterior i astfel se ajunge ca plantele s fie perfect uniforme i aici fenomenul se manifest diferit de la o specie la alta astfel: la ceap uniformitate perfect se ntlnete dup 3 generaii, la sfecla pentru mas abia la a 8-a generaie.

Desfacerea populaiei n biotipurile constituiente cosangvinizarea duce la apariia prin segregri i recombinri a unor noi biotipuri stabile care pot fi identificate, izolate, nmulite i folosite pentru folosirea hibrizilor.

Numrul maxim de linii homozigote care pot fi izolate dintr-o plant alogam este determinat de numrul genelor prezente n stare heterozigot, astfel dac planta iniial este heterozigot pentru 15 gene, prin cosangvinizare vor rezulta 215 linii homozigote diferite, adic 32768 linii.

Procesul de homozigotare se manifest att pentru genele dominante ct i pentru cele recesive.

De regul homozigotarea genelor recesive duce la exteriorizarea evident a unor efecte duntoare pentru plant fcnd n aa fel nct selecia natural s elimine aceste plante nc din primele generaii de cosangvinizare.

Astfel exemplarele care prezint malformaii, debilitate, nanism, sterilitate, fie sunt eliminate natural fie prin purificare biologic, prin selecia n mas negativ le elimin amelioratorul.

Exist i cazuri rare cnd prin homozigotarea unor gene recesive se obin unele exemplare rezistente la boli sau la factorii nefavorabili de mediu.

Cele mai importante exemplare sunt cele homozigote dominante.

Obinerea liniilor cosangvinizate importantaeste alegerea germoplasmei care va fi cosangvinizat, aplicarea unor msuri de mbuntire a acesteia, msurile fiind diferitele metode de selecie recurent care urmresc 2 grupe de efecte i anume pe de o parte eficientizarea seleciei pe de alt parte obinerea de genotipuri superioare prin diverse combinaii de gene din cadrul materialului avut la dispoziie.

Selecia recurent se utilizeaz n 4 variante: - selecia recurent pentru fenotip; - selecia recurent pentru capacitatea combinativ

general; - selecia recurent pentru capacitatea combinativ

specific; - selecia recurent reciproc.

Se desfoar n cteva cicluri de cte 2 ani care revin periodic pn la mbuntirea total a materialului.

n primul an elitele alese se autopolenizeaz i smna se recolteaz separat.

n anul 2 smna fiecrei elite se nsmneaz n cmpul de selecie, se elimin descendenele necorespunztoare iar n cadrul descendenelor bune se face polenizarea liber.

Din materialul rezultat se aleg noi elite i se ncepe un nou ciclu de selecie.

Se desfoar n cicluri de ctre 3 ani, astfel n primul an se aleg elitele i se autopolenizeaz iar n acelai an cu o parte de la polenul fiecrei plante se polenizeaz un hibrid simplu numit tester i folosit drept genitor matern.

Smna fiecrei descendene se recolteaz separat i se pstreaz n anul al 2-lea iar n cmp se cultiv n culturi comparative smna rezultat din fecundarea hibridului simplu.

Se analizeaz culturile respective iar n anul 3 se nsmneaz n cmp numai seminele elitelor care au dat cele mai bune rezultate cu testerul, acestea vor poleniza liber n cadrul fiecrei descendene i se ncepe un nou ciclu de selecie.

Selecia recurent pentru capacitatea combinativ specific se aseamn cu precedenta, diferena fiind c n loc de hibrid simplu se folosete drept tester o linie cosangvinizat.

Selecia recurent reciproc - se mbuntesc n acelai timp 2 linii cosangvinizate care se completeaz reciproc prin caracterele i nsuirile avute i care prezint i o bun capacitate de ncruciare.

Selecia n cadrul liniilor cosangvinizate i mbuntirea acestora Datorit faptului c n primele generaii de autofecundare, liniile cosangvinizate sunt foarte neuniforme n privina majoritii caracterelor i nsuirilor, n fiecare generaie se practic selecia individual repetat anual, astfel n fiecare generaie se elimin din cmp liniile necorespunztoare iar din cadrul liniilor bune se aleg elitele care rspund obiectivelor urmrite.

Aceast selecie se face timp de 4-6 generaii i se consider c aceast perioad de timp este suficient pentru fixarea genelor, pentru homozigotarea acestora chiar i pentru caracterele cantitative.

Unii autori precizeaz c pentru homozigotarea genelor care controleaz unele caractere morfologice este suficient o perioad de 3 ani de autopolenizare.

Scopul principal al autopolenizrii l constituie obinerea liniilor total homozigotate care vor fi utilizate pentru obinerea hibrizilor, alegerea acestora se face dup ce n prealabil se determin valoarea hibridologic a fiecrei linii n acest scop determinndu-se capacitatea combinativ general i capacitatea combinativ specific.

Capacitatea combinativ general se face la liniile cosangvinizate din colecie ncepnd chiar din generaiile C2 C3, prin hibridare ciclic astfel fiecare linie cosangvinizat se ncrucieaz cu un hibrid simplu cu un tester, rezultnd un hibrid triliniar pentru fiecare combinaie hibrid iar n anul urmtor se observ n culturi comparative care din linii au dat cele mai bune rezultate cu testerul.

n funcie de producia obinut sau dac urmrim alte aspecte n funcie de manifestarea acestora, liniile care dau cele mai bune rezultate au capacitatea combinativ general bun.

Capacitatea combinativ specific a valorii hibridologice reprezint capacitatea combinativ specific i care se controleaz cu ajutorul hibridrilor dialele, n acest scop se folosesc numai liniile cosangvinizate care s-au comportat foarte bine la hibridarea ciclic astfel n cmp fiecare linie cosangvinizat se ncrucieaz cu toate celelalte direct i reciproc.

Se observ rezultatele n culturi comparative i combinaiile hibride de cte 2 linii care se manifest conform obiectivelor urmrite, vor fi reinute n continuare i se apreciaz c au capacitatea combinativ specific bun.

O serie de linii cosangvinizate se comport bine n studiile hibridologice dar se constat c au unele deficiene n privina manifestrii unor caractere i nsuiri, astfel se pune problema corectrii acestor deficiene i n acest sens se practic selecia n combinaie cu retroncruciarea, metoda fiind cunoscut sub numele de ameliorare convergent, aceast metod se folosete n 3 variante i anume:

1. Ameliorare convergent simpl 2. Ameliorare convergent multipl 3. Ameliorare convergent paralel

1. Ameliorarea convergent simpl se practic n cazul a 2 linii cosangvinizate care au demonstrat c se comport bine n cercetrile hibridologice i care se completeaz reciproc prin caracterele i nsuirile lor, metoda const n ncruciarea acestor linii iar hibridul simplu obinut n generaia F1 se mparte n 2 grupe, fiecare apoi retroncrucindu-se cu unul din parteneri, procedeul dureaz 4-5 generaii dup care se face o autopolenizare i se ncrucieaz produii obinui n urma acestei autopolenizri obinndu-se n final un hibrid care are caracterele i nsuirile ambilor prini.

2. Ameliorarea convergent multipl se utilizeaz n cadrul a 3 linii cosangvinizate cu scopul de a transfera caracterele i nsuirile a dou dintre linii la cea de-a 3-a care este deficitar din unele puncte de vedere.

3. Ameliorarea convergent paralel const n mbuntirea a mai multor linii cosangvinizate cu ajutorul altora, lucrrile n acest caz sunt mult mai laborioase cu un program mai complex de retroncruciare i un volum mai mare de material cu care se lucreaz.

Folosirea liniilor cosangvinizate scopul principal l constituie utilizarea acestora pentru obinerea hibrizilor i n funcie de numrul de linii cosangvinizate care particip la formarea unui hibrid exist mai multe categorii de hibrizi i anume: hibrizii simpli, hibrizii triliniari, hibrizii dubli, hibrizii compleci, soiurile sintetice.

Hibrizii simpli sunt formai din 2 linii cosangvinizate fie c se ncrucieaz direct sau reciproc.

Hibrizii triliniari au n compoziia lor 3 linii cosangvinizate diferite, se obine mai nti un hibrid simplu care se ncrucieaz cu o linie cosangvinizat care nu intr n componena lui.

Hibrizii dubli au n compoziie 4 linii cosangvinizate diferite, mai nti se obin 2 hibrizi simpli iar prin ncruciarea lor se obine hibridul dublu.

Hibrizii compleci au n compoziia lor mai multe linii cosangvinizate i se obin prin ncruciarea a 2 hibrizi dubli.

Soiurile sintetice sunt reprezentate de populaiile hibride obinute prin polenizarea liber a mai multor linii cosangvinizate

ca urmare a aciunii mediului nconjurtor sau a aciunii omului n cadrul unor populaii, poate aprea o anumit variabilitate, o difereniere ntre indivizi cunoscut sub numele de fluctuaii, fenovariaii sau modificaii.

Dac aceste diferenieri nu afecteaz genotipul, acestea nu prezint valoare ameliorativ pentru c nu se vor transmite ereditar.

Dac dimpotriv se transmit ereditar se cunosc sub numele de variaii ereditare sau variaii genetice, n sens mai larg mutaii, singurele care au valoare ameliorativ.

n schimb cele care afecteaz numai fenotipul, mai sunt cunoscute i sub numele de somatoze sau variaii somatogene care se pot transmite de la o generaie la alta la speciile cu nmulire vegetativ.

Mutaiile aprute natural sau artificial sub influena unor ageni mutageni afecteaz genotipul individului i se pot transmite ereditar.

Organismul care a suferit o mutaie poart numele de mutant, form mutant iar fenomenul poart numele de mutagenez.

Clasificarea mutaiilor dup modul de apariie

- dup mrimea efectului fenotipic - dup modul de manifestare - dup locul apariiei - dup cantitatea de material genetic afectat - dup sensul de manifestare n funcie de modul de apariie exist 2

categorii de mutaii: - naturale i - artificiale.

n mutaiile naturale intr aa numitele mutaii spontane sau la speciile cu nmulire vegetativ, se mai cunosc i sub numele de variaii mugurale, acestea apar ca urmare a unor efecte naturale printre care amintim: radiaiile cosmice, radioactivitatea Pmntului, radiaiile Carbonului i Potasiului din plante, prezena n exces a unor sruri minerale n sol, variaiile brute de temperatur.

Frecvena apariiei acestor mutaii este foarte redus, mai mare la speciile alogame i mai mic la speciile autogame, n general nu au valoare ameliorativ datorit faptului c sunt identificate foarte rar i de cele mai multe ori au un efect letal asupra plantelor.

Mutaiile artificiale sunt cele produse de om cu ajutorul agenilor mutageni, chimici sau fizici.

n funcie de mrimea efectului exterior exist 2 categorii de mutaii: mari sau macromutatii i mici sau micromutaii.

Macromutaiile nu au valoare ameliorativ pentru c de cele mai multe ori au efect letal, se manifest sub forma unor malformaii care sunt eliminate prin selecie natural.

Micromutaiile apar cu o frecven mare i au valoare ameliorativ, valoarea acestora este cu att mai mare cu ct ele se acumuleaz succesiv i n final conduc spre apariia unor forme total diferite de formele iniiale.

Dup modul de manifestare exist 3 categorii de mutaii: morfologice, fiziologice, biochimice.

Mutaiile morfologice se refer la unele schimbri asupra taliei, formei plantelor, mrimii acestora sau doar ale unor pri ale plantelor.

Mutaiile fiziologice se refer la unele funcii ale organismelor iar mutaiile biochimice afecteaz capacitatea organismelor de a sintetiza unele enzime, aminoacizi, pigmeni, vitamine, amd.

n funcie de locul afectat se ntlnesc 2 tipuri de mutaii: germinale i mutaii somatice.

Mutaiile germinale apar n celulele presexuale sau sexuale, se transmit prin reproducere sexuat i se manifest numai la descendeni.

Mutaiile somatice sunt reprezentate de modificri care apar n corpul plantelor n celulele somatice i nu se transmit ereditar.

Pot fi transmise de la o generaie la alta n cadrul speciilor cu nmulire vegetativ, aici fiind cunoscute i sub numele de variaii mugurale.

n funcie de cantitatea materialului genetic afectat se cunosc 3 categorii de mutaii:

mutaii de genom mutaii cromozomice mutaii genice Mutaiile de genom afecteaz garnitura cromozomic n ntregul

ei ducnd la multiplicarea numrului de garnituri cromozomice sau afecteaz numrul de cromozomi din garnitura cromozomic, se coreleaz cu modificrile morfologice, fiziologice, biochimice care se manifest cu intensitate diferit de la o specie la alta.

Mutaiile cromozomice se cunosc i sub numele de restructurri cromozomice, se refer la unele modificri ale structurii cromozomului cunoscute sub numele de deficiene, deleii, duplicaii, inversii, translocaii.

Mutaiile genice sau mutaiile punctiforme se refer la acele modificri care afecteaz funciile unei gene sau a unui grup de gene.

Mutaiile genice se clasific n 2 categorii: mutaii dominante, mutaii recesive.

Mutaiile dominante conduc la transferul alelelor recesive n alele dominante i invers.

Mutaiile recesive reprezint transferul alelelor dominante n alele recesive.

Dup sensul modificrii sunt cunoscute 2 tipuri de mutaii: mutaii directe, mutaii inverse.

Mutaiile directe conduc la transformarea genei primitive, ancestrale, slbatice ntr-o alel mutant.

Mutaiile inverse transform o alel mutant n alela ei ancestral.

Se utilizeaz 2 categorii de ageni mutageni i anume ageni mutageni fizici i ageni mutageni chimici.

n categoria agenilor mutageni fizici ntlnim radiaiile, variaiile de temperatur, ultracentrifugarea.

Radiaiile sunt: ionizante i neionizante, sunt cu uniformitate mai mare radiaiile ionizante att cele electromagnetice ct i cele corpusculare care n funcie de doz afecteaz ereditar planta respectiv.

Se consider c o doz corespunztoare de iradiere ar fi cea care oprete creterea i care provoac moartea a 50% din material, aceasta doz poart numele de DL50, reprezint cantitatea de radiaii care provoac moartea a 50% din material.

De regul se folosesc aa numitele doze critice, acestea sunt un pic mai mari dect cele menionate anterior astfel c n urma aciunii acestora supravieuiesc 30-40% din plante.

Cteva date n legtur cu aceste doze critice exprimate n kilograme: tomate doza critic 20, castravei 50, semine de varz 80-100, morcov 80, ceap bulbi 5-12, fasole boabe 8-12, gulie 35, ridichi de lun semine 100-200, via de vie semine 10, via de vie coarde 7-8, mr 5-7 la mugurii dorminzi, pr 1,5-5, viin 0,5-3, prunul 2-5, laleaua 0,6, gladiola 15, garoafele 15-20 la semine.

Variaiile de temperatur produc mutaii dac acioneaz asupra zigotului n primele sale faze de dezvoltare i aceste ocuri constau n expunerea plantelor timp de 24 de ore la temperatura de 40-450C.

Ultracentrifugarea are efect atunci cnd acioneaz asupra celulelor n diviziune mpiedicnd migrarea cromozomilor spre polii celulei.

Agenii mutageni chimici sunt reprezentai de acele substane care acioneaz asupra acizilor nucleici n stare de repaos sau n timpul repicrii acestora.

ntre substanele mutagene a cror aciune este cunoscut, exemplificm: azoserina, cofeina, timidina, formaldehida, fenolul, etilmetansulfuratul, dietilsulfatul, hidroxilamina, nitrozoetilureea, nitrozometilureea.

Introducerea agenilor chimici ca factori mutageni prezint unele avantaje printre care:

efectele tratamentului nu necesit instalaii speciale care s prezinte pericol de iradiere;

interaciunea ntre mutagen i substana ereditar este mult mai eficient fr s se ajung la restructurri cromozomice care conduc la moartea plantei;

frecventa mutaiilor utile este mult mai mare dect n cazul radiaiilor la fel i frecvena exemplarelor care supravieuiesc.

Indiferent de agentul mutagen utilizat, pentru a se reui un numr mare de mutaii trebuie s se respecte regulile: tratarea unui numr ct mai mare de plante sau organe ale acestora, utilizarea mai multor ageni mutageni care pot produce mutaii diferite, utilizarea unei plaje largi de doze n cadrul fiecrui agent mutagen, repetarea tratamentului mai multe generaii mutante.

Selecia formelor mutante perioada ntre aciunea agentului mutagen i manifestarea fenotipic a mutaiei poart numele de lag mutaional, aceast perioad depinde de natura mutaiei, de locul unde se manifest, de faptul dac acioneaz asupra unei gene sau grup de gene.

Se apreciaz c cel puin 20% dintre mutaiile genice nu vor fi observate pentru c acioneaz doar asupra unor baze care nu se nscriu n codul genetic.

Manifestarea unor mutaii este diminuat i datorit prezenei unor gene numite gene reglatoare sau represoare.

Pentru a putea identifica mai uor formele mutante se practic o serie de metode printre care cosangvinizarea, retroncruciarea, ncruciarea succesiv.

Cosangvinizarea conduce la homozigotarea genelor recesive care au fost afectate de mutaii i astfel se manifest n fenotip.

n vederea seleciei se practic notarea convenional n felul urmtor: planta, organul sau smna tratat se consider n generaia M0, rezultatul obinut dintr-o plant la care s-a acionat cu un agent mutagen se consider n generaia M1i apoi generaiile M2 M3 M4 amd i dac se folosesc radiaii ionizante sau neionizante se noteaz cu X0, X1, X2, X3 amd.

n generaia M1 plantele sunt heterozigote n privina mutaiilor provocate i din acest motiv nu pot fi identificate formele mutante.

Se observ totui unele malformaii n cazul agenilor chimici sau unele radiomorfoze n cazul radiaiilor dar care nu au valoare ameliorativ.

n aceast generaie se aleg elitele numai dup caracterele morfologice la speciile alogame. Pentru a prentmpina polenizarea cu polen strin se izoleaz inflorescenele, se face autopolenizarea forat, seminele se recolteaz separat de la fiecare plant i se urmresc n descenden.

n generaia M2 sau X2 pot aprea unele forme mutante i abia din aceast generaie ncepe procesul efectiv de selecie, astfel seminele fiecrei plante se recolteaz separat i se seamn pe cte un rnd n anul urmtor n cmpul de selecie cu forme mutante, n generaia M3 se continu alegerea elitelor pn la homozigotarea total a genelor iar exemplarele obinute se vor utiliza fie ca forme mutante fie ca surse de germoplasm n alte procese de ameliorare.

Cercetrile n mutagenez sunt utilizate n ameliorarea plantelor ndeosebi pentru transformrile, n special micromutaiile, singurele utile n procesul de creare a materialului biologic.

Utilizarea formelor mutante este posibil n 3 direcii i anume: introducerea acestora direct n producie, folosirea ca material iniial de ameliorare i folosit pentru realizarea unor obiective speciale.

Utilizarea direct n producie constituie cea mai eficient direcie de utilizare, teoretic prin apariia formelor mutante, selecia, identificarea i selecia acestora, se reduce timpul de creare a noilor soiuri aproape la jumtate i n acelai timp cu reducerea costurilor pentru realizarea soiului respectiv, de obicei direct n producie se introduc formele mutante identificate n M1 dac sunt dominante i cele identificate n generaia M2 dup homozigotare dac mutaiile sunt recesive.

Micromutaiile care sunt cele mai importante, pot fi identificate cel mai devreme n generaia M3 cnd se manifest fenotipic dar cel mai sigur n M4, M5.

Folosirea ca surse de germoplasm sau ca material iniial n unele procese de ameliorare, cel mai adesea formele mutante care nu se introduc direct n producie se utilizeaz ca i genitori n lucrrile de hibridare pentru ca nsuirile i caracterele pe care le-au obinut prin mutagenez s se poat combina cu nsuirile i caracterele altor genitori n vederea armonizrii acestora i crerii unui soi superior din acest punct de vedere.

Astfel se pot ncrucia fie 2 forme mutante diferite direct i reciproc fie doar unul dintre genitori este o form mutant i cellalt genitor este neafectat de mutaii, fie o form mutant poate constitui un donor de la care s se transfere mutaia respectiv prin decrossare, prin hibridare recurent la un alt genitor deficitar pentru caracterul su nsuirile condiionate de forma mutant.

Folosirea mutaiilor pentru realizarea unor obiective speciale creterea variabilitii n cadrul natural iniial, introducerea