UNITATEA DE NVARE 1 sau CURS 1 sau Lecia 1

Cuprins

UNITATEA DE NVARE 1. noiuni introductive privind ameliorarea plantelor7

1.1. Definiie i coninut7

1.2. Prile ameliorrii plantelor9

1.3. Importana ameliorrii plantelor9

1.4. Legtura ameliorrii cu alte discipline10

1.5. Etapele dezvoltrii ameliorrii pantelor11

UNITATEA DE NVARE 2. OBIECTIVE I METODE DE AMELIORARE14

2.1. Obiective de ameliorare14

2.2. Metode de ameliorare17

UNITATEA DE NVARE 3. Alegerea metodologieI de ameliorare n funcie de modul de reproducere 19

3.1. Soiul i hibridul, rezultate ale procesului de ameliorare19

3.2. Metodologia ameliorrii la speciile cu nmulire vegetativ21

3.3. Metodologia ameliorrii la speciile autogme21

3.4. Metodologia ameliorrii la speciile alogame22

UNITATEA DE NVARE 4. Materialul iniial folosit n procesul de ameliorare24

4.1. Materialul iniial folosit n ameliorarea plantelor24

4.2. Centrele genice sau de diversificare a plantelor26

4.3. Procurarea studiul i pstrarea materialului iniial28

UNITATEA DE NVARE 5. SELECIA CA METOD DE AMELIORARE30

5.1. Definiie i importn30

5.2.Tipuri de selecie30

5.2.1. Selecia dup scop31

5.2.2. Selecia dup modul de urmrire a descendenelor31

UNITATEA DE NVARE 6. UTILIZAREA HIBRIDRII N AMELIORARE36

6.1. Importana hibridrii36

6.2. Tipuri de hibridare folosite n ameliorarea plantelor37

6.2.1.Hibridarea n funcie de modul de realizare37

6.2.2 H ibridarea dup numrul genitorilor

38

6.2.3 Hibridarea dup gradul de nmulire a formelor parentale40

6.3. Selecia n populaii hibride40

6.4. Tehnica general a hibridrii45

UNITATEA DE NVARE 7. UTILIZAREA consangvinizrii N AMELIORARE i A Androsterilitii n obinerea seminei hibrid49

7.1. Importana consangvinizrii49

7.2. Efectele consangvinizrii50

7.3. Materialul iniial folosit la consangvinizare51

7.4. Obinerea i selecia liniilor consangvinizate52

7.5. Utilizarea liniilor consangvinizate53

7.6. Importana androsterilitii53

7.7. Tipuri de androsterilitate54

UNITATEA DE NVARE 8. Utililizarea MUTAIILor i a poliploidiei n ameliorare56

8.1. Importana mutaiilor56

8.2. Tipuri de mutaii57

8.3. Inducerea mutaiilor i selecia mutantelor58

8.4. Importana poliploidiei

8.5. Folosirea autopoliploidiei n ameliorarea plantelor60

8.6. Folosirea alopoliploidiei n ameliorarea plantelor62

UNITATEA DE NVARE 9. metode neconvenionale folosite n ameliorarea plantelor63

9.1. Importana biotehnologiilor vegetale63

9.2. Cultura i regenerarea plantelor in vitro65

9.3. Aplicaii ale culturilor de celule i esuturi vegetale n multiplicarea genotipurilor valoroase68

9.4. Posibilitile de obinere de variabilitate i selecie a genotipurilor valoroase prin folosirea metodelor in vitro70

9.5. Rezultatele i perspectivele folosirii transgenezei n ameliorarea plantelor73

UNITATEA DE NVARE 10. bAzele genetice ale nmulirii soiurilor i hibrizilor78

10.1. Importane producerii de smn i material sditor78

10.2. Bazele genetice ale nmulirii soiurilor79

10.3. Bazele genetice ale obinerii seminei hibride84

10.4. Categoriile biologice de smn86

10.5. Certificarea culturilor semincere88

10.6 Metodica general a producerii de smn90

UNITATEA DE NVARE 11. producerea de smn la cereAlele pioase i leguminoasele pentru boabe92

11.1. Producerea de smn la cerealele pioase (gru, orz, ovz, secar, triticale)92

11.2. Particulariti tehnologice n producerea de smn la cerealele pioase93

11.3. Producerea de smn la leguminoasele pentru boabe (mazre,m fasole, soia)96

11.4. Particulariti tehnologice i condiii de certificare n loturile semincere la leguminoasele pentru boabe97

UNITATEA DE NVARE 12. producerea de smn hibrid la porumb i floarea soarelui101

12.1. Producerea seminei hibride la porumb101

12.1.1. Producerea seminei hibride pe baz de forme parentale normale (androfertile)101

12.1.2. Producerea seminei hibride pe bz de androstrilitate i restaurare a fertilitii103

12.2. Particulariti tehnologice i de certificare n loturile de hibridare la porumb106

12.3. Producerea seminei hibriode la floarea soarelui108

12.4. Particulariti tehnologice i certificarea n loturile de hibridare la floarea soarelui110

UNITATEA DE NVARE 13. producerea de smn la plantele textile113

13.1. Producerea de smn la inul pentru fibr114

13.2. Particulariti tehnologice i certificarea n producerea de smn la in115

13.3. Producerea de smn la cnep116

13.3.1. Producerea de smn pentru soiurile de cnepa dioic117

13.3.2. Producerea de smn pentru soiurile de cnep monoic118

13.4. Particulariti tehnologice i certificarea n loturile semincere la cnep119

UNITATEA DE NVARE 13. producerea de smn la sfecla de zahr i cartof121

14.1.1. Producerea de smn pentru soiurile diploide la sfecla de zahr121

14.1.2. Producerea de smn pentru soiurile poliploide la sfecla de zahr121

14.1.3. Producerea de smn pentru hibrizii triploizi la sfecla de zahr125

14.2. Particulariti tehnologice i certificarea n loturile semincere la sfecla de zahr125

14.3. nmulirea cartofului128

14.4. Particulariti tehnologie i certificarea n loturile de nmulire a cartofului130

Bibliografie selectiv

133

UNITATEA DE NVARE 1

noiuni introductive privind ameliorarea plantelorCuvinte cheie: crearea de soiuri, ameliorare empiric, ameliorare tiinific , ameliorare general, ameliorare special, producere de smn RezumatAmeliorarea este o tiin aplicativ care are ca obiect mbuntirea caracterelor i nsiirilor la plantele cultivate. Activiatea de ameliorare pe baze tiinifice se realizeaz dup dezvoltatea tiinelor biologice i n special a geneticii. Pe lng activitate de creare a noi soiuri i hibrizi, ameliorarea plantelor se ocup i cu activitatea e nmulire a acestora.

La originea termenului ameliorare st cuvntul latin ad melior (mai bine, mbuntire) dar care are astzi o semnificaie mai larg, cuprinztoare.

Rezultatul procesul de ameliorare este o populaie cu caracteristici importante din punct de vedere agronomic, cre este introdus n cultur sub denumirea de soi sau hibrid. Acestea constituie un factor al procesului de producie, alturi de tetehnologia aplicat. Contribuia soiului (hibridului) n complexul msurilor menite s duc la sporirea produciei vegetale este esenial deoarece oricum celelalte msuri (chimizare, irigaii, mecanizare etc.) nu pot fi puse n valoare dect dac exist i se folosesc n cultur forme biologice adecvate.Evoluia ameliorrii ca tiin s-a datorat contribuiei aduse de numeroi oameni de tiin i cercettori, ea desfurndu-se la nceput relativ lent i accelerndu-se n special dup mijlocul secolului al-XX-lea.

Durata medie de parcurgere a unitii de studiu este de 3 ore1.1. Definiie i coninutAmeliorarea este o tiin aplicativ care are ca obiect mbuntirea caracterelor i nsiirilor la plantele cultivate. Activiatea de ameliorare pe baze tiinifice se realizeaz dup dezvoltatea tiinelor biologice i n special a geneticii. Pe lng activitate de creare a noi soiuri i hibrizi, ameliorarea plantelor se ocup i cu activitatea e nmulire a acestora.

Asigurarea cu hran a reprezentat din toate timpurile pentru om o problem de real dificultate dar totodat de maxim importan de nsi existena i viitorul speciei umane.

Spectrul foametei i al malnutriiei rmne i n zilele noastre o realitate extrem de dureroas pentru circa 2/3 din populaia globului i exist tendina ca acesta s se rspndeasc i s creasc pe msur ce populaia globului va spori iar decalajul dintre rile dezvoltate i cele subdezvoltate va continua s se adnceasc.

Hrana este nu numai nendestultoare ci este, pentru majoritatea rilor subdezvoltate, n special a celor din: Africa, Asia i America de Sud, deficitar i din punct de vedere caloric i nutriional. Ea, este n mare msur amidonoas neavnd un aport proteic i lipidic balansat.

Sporirea produciei agricole, n condiiile n care suprafeele cultivate nu mai pot fi extinse, sau aceast extindere este extrem de costisitoare, se poate realiza doar pe baza intensificrii produciei plantelor la unitatea de suprafa.

Sporirea produciei plantelor agricole este determinat de civa factori care merit atenia principal. Astfel, sunt factori precum apa, ngrmintele, pesticidele etc care au rolul de a asigura condiii mai bune de mediu n care s creasc planta. Un loc aparte ntre aceti factori l ocup materialul biologic cultivat. De fapt acest materila este rezultatul procesului de ameliorare, care n funcie de caracteristicile pe care le prezint este soiul sau hibridul. Pentru aceste dou tipuri de populaii, dar i pentru alte tipuri de populaii cultivate se mai utilizeaz i denumirea de cultivar.

Soiul i hibridul ca forme cultivate, reprezint capacitatea ereditar a plantei de a produce ntr-un mediu existent. Cu alte cuvinte, se pot obine producii mai mari fie prin condiii de cretere mai bune sau prin mbuntirea ereditii speciei de cultur. Formularea cea mai simpl a acestei aciuni de mbuntire a acestei aciuni de mbuntire a ereditii speciei de cultur este fcut sub denumirea de ameliorare a unor soiuri (hibrizi) mai performani.

Contribuia soiului i a hibridului n complexul msurilor menite s duc la sporirea produciei vegetale este esenial deoarece oricum celelalte msuri (chimizare, irigaii, mecanizare etc.) nu pot fi puse n valoare dect dac exist i se folosesc n cultur forme biologice adecvate.

Soiul (hibridul) este rezultatul unei activiti ample, larg cuprinztoare, care face obiectul tiinei denumit ameliorarea plantelor.

La originea termenului ameliorare st cuvntul latin ad melior (mai bine, mbuntire) dar care are astzi o semnificaie mai larg, cuprinztoare.

Amelioarare plantelor s-a practicat din cele mai vechi timpuri, cnd omul a nceput s aleag cele mai bune plante. Rezultatele eforturilor omului primitiv n alegerea plantelor a contribuit indiscutabil ntr-o msur important la evoluia tuturor plantelor de cultur. Pe msur ce cunotinele omului despre plante au crescut, el a devenit capabil s efectueze o selecie mult mai potrivit. Astfel selecia a devenit prima metod a amelrii plantelor. Dup descoperirea sexelor la plante, hibridarea se adaug, cu o contribuie esenial la metodologia de ameliorare.

n concepia actual, ameliorarea plantelor este tiine care se ocup de crearea soiurilor i hibrizilor, de mbuntirea acestora precum i de meninerea potenialului de producie i a tuturor nsuirilor valoroase a soiurilor i hibrizilor aflai n producie. Cu alte cuvinte munca amelioratorului nu se termin o dat cu crearea noului soi ci continu n procesul producerii de smn prin care se asigur nu numai simpla nmulire a seminelor ci i pstrarea valorii biologice superioare a acesteia.Cultivarele (soiuri i hibrizi) moderne prezint trsturi care permit obinerea unor performane economice n practica agricol. Cultivrele moderne permnit cultivarea n condiii tehnologice intensive sau chiar superintensive, care implic cultivarea la densiti foarte mari, aplicarea unor doze mari de fertilizani, mecanizarea i chimizarea lucrrilor de ntreinere i recoltat. Prin insuiri fiziologice i prin modificri morfologice, cultivarele de tip intensiv sunt capabile s valorifice tot ceea ce li se ofer prin tehnologie. Cultivarele vechi, de tip extensiv, au potenialul productiv plafonat, efortul tehnologic nefiind valorificat n totalitate. Astfel, prin cultivrea unui material biologic adecvat tehnologiei pot fi obinute beneficii mari n urma agriculturii. Nu trebuie uitate n totalitate nici formele extensive, care sunt puin pretenioase fa de tehnologia aplicat, acestea pretndu-se unie agriculturi biolgice unde chimizarea este exlus.Crearea unor cultivare performate nu este suficient, dac n timpul cultivrii acestora nu se iau msurile necesare ca valoarea lor s se pstreze. De aceasta se ocup o parte special a ameliorrii. De aceea, denumirea mai exact i complet a acestei tiine este ameliorare i producere de smn.

1.2. Prile ameliorrii plantelorAdecvat acestei concepii, de ameliorarea plantelor cuprinde urmtoarele pri: ameliorarea general, ameliorarea special i producerea de smn.

Ameliorarea general cuprinde noiunile referitoare la: tehnica general a procesului de ameliorare: colectarea, crearea i studiul materialului iniial; metodele de ameliorare i baza lor genetic; metodele de testare a materialului pe parcursul procesului de ameliorare. Ameliorarea special prezint problematica ameliorrii fiecrei specii de cultur, lundu-se n considerareparticularitile biologice ale plantei i scopul pentru care se cultiv. Producerea de smn cuprinde prezentarea metodologiei de nmulire a seminelor aparinnd soiurilor create prin procesul de ameliorare, cu meninerea tuturor nsuirilor i catracterelor de soi.

1.3. Importana ameliorrii plantelorAmeliorarea plantelor, noiune ce implic un efort uman ndreptat spre mbuntirea vechilor soiuri i crearea de noi soiuri la plantele de cultur este o munc creativ cu rol esenial n rezolvarea problemei globale a asigurrii hranei.

Acest fapt poate fi evideniat prin numeroase exemple. Astfel, la gru, dup cel de-al doilea rzboi mondial prin crearea i introducerea n producie a unor soiuri intensive rezistente la cdere i capabile s foloseasc mai eficient ngrmintele, producia de boabe a nregistrat un salt foarte mare ajungnd la 3-4t/ha. n prezent soiurile de gru cultivate realizeaz producii medii de 6-8 t/ha i producii record de peste10 t/ha. La porumb, dac hibrizii cultivai n prima jumtate a secolului al XX lea, produciile record erau de circa 5,0 t/ha, n prezent ele se cifreaz la peste 20,0 t/ha. Realizri i mai remarcabile s-au obinut i la pomii fructiferi i via de vie, la plantele legumicole i ornamentale

Desigur, sporurile mari de producie nu s-au datorat exclusiv numai introducerii noilor soiuri. ns, trebuie subliniat c introducerea acestor noi forme biologice au impus aplicarea unor cantiti sporite de ngrminte, a irigaiilor, a unor tehnologii moderne fr de care ele nu puteau s-i realizeze potenialul lor de producie.

Prin activitatea de ameliorare au fost mbuntite i alte nsuiri i caractere importante ale plantelor de cultur. Astfel, crearea de soiuri cu o calitate deosebit, rezistente la condiii nefavorabile (ger, secet), precoce i care posed o bun plasticitate ecologic, a permis extinderea culturii unor specii n zone noi mai puin favorabile. De asemenea., s-au creat soiuri care pe lng o capacitate mare de producie posed i rezisten la boli i duntori i astfel se asigur constana i stabilitatea produciei de la un an la altul i se elimin necesitatea aplicrii tratamentelor cu pesticide. Ca rezultat, scade preul de cost al produciei i se elimin poluarea produselor agricole i a mediului nconjurtor1.4. Legtura ameliorrii cu alte disciplineAmeliorarea plantelor este o tiin aplicativ i ca atare este obligat s utilizeze informaii i cunotiine aparinnd altor tiine, n special biologice.

tiina de care ameliorarea plantelor este indisolubil legat, dat fiind faptul c ea reprezint baza sa teoretic, este genetica. Genetica, prin informaiile pe care le ofer, cu privire la condiionarea genetic i modul de transmitere ereditar a diferitelor caractere i nsuiri, la interaciunea acestora cu mediu precum i prin fundamentarea tuturor metodelor de ameliorare, asigur desfurarea ntregii activiti de ameliorare pe baze certe,tiinifice.

Lucrnd cu plantele, amelioratorul trebuie s fie un desvrit botanist,. El trebiue posede cunotiine de taxonomie, morfologie i mod de reproducere, furnizate de botanic.

Ameliorarea plantelor utilizeaz de asemenea cunotiinele i informaiile furnizate de fiziologia plantelor, tiin care d relaii cu privire la nutriia i dezvoltarea plantelor la aciunea factorilor de mediu n care triesc. Amelioratorul depune eforturi pentru modificarea genetic a unor procese fiziologice, astfel nct planta s funcioneze mult mai eficient.

La realizarea unor soiuri rezistente la boli i duntori, care s asigure constana i stabilitatea produciei, ameliorarea plantelor se folosete de informaiile i cunotinele cu privire la bolile i duntorii plantelor, puse la dispoziie de ctre fitopatologie i entomologie. Rezistena gazdei este indiscutabil o important msur de combatere a multor boli la plante. De asemenea controlul biologic al populaiilor de insecte, prin ameliorarea pentru rezisten este un important mod de a reduce pagubele provocate de acestea la culturile agricole.

Ameliorarea plantelor este legat de biochimia vegetal, de la care folosete cunotiine i tehnici de testare pentru mbuntirea calitii produselor rezultate de la plantele de cultur.

Pentru evaluarea comparativ a performanelor diferitelor linii, soiuri (hibrizi) etc., urmrite n programele de ameliorare sunt necesare cunotine de statistic matematic. Obinerea unor rezultate sigure i interpretarea corect se bazeaz pe folosirea tehnicii de experimentare n cmp, ct i a unor metode statistice de calcul adecvate. Aplicarea procedeelor statistice asigur o mai bun nelegere a ereditii caracterelor cantitative i pentru prognosticarea ctigului genetic posibil care poate fi obinut la un sistem particular de reproducere.

Indiscutabil, ameliorarea plantelor este strns legat de agrotehnic i fitotehnie. Amelioratorul trebuie s tie i s anticipeze cerinele agriculturii n aa fel nct s fie capabil s evalueaz materialul de ameliorare disponibil i s planifice programul de ameliorare n lumina necesitilor de perspectiv ale produciei.

1.5. Etapele dezvoltrii ameliorrii pantelor

Activitatea de creare a unor populaii desinate cultivrii este o activitate foarte veche, numai c obinerea acestor forme s-a produc diferit n decursul timpului. Primele forme cultivate au aprut prin trecerea unor specii de la stadiul de specii slbatice la cel de specii cultivate. Aceast trecere a presupus pierderea unor caracteristici specifice strii de slbticie (capacitate mare de nmulire i diseminare n arealul de existen). Mai trziui au intervenit i cultivatorii n modelarea acestor populaii prin reinreea de smeine de la anumie plante. Mult ami trziu populaiile au fost obinute prin aplicarea unor metode care au urmrit imprimarea anumitor caractere i nsuiri cu valori precise. Din aceste motive, ameliorarea plantelor prezint dou mari etape de dezvoltare, n funcie de modul n care formele cultivate au aprut:Perioada ameliorrii empirice

nceputurile ameliorrii plantelor se leag n mod intim de domesticirea plantelor slbatice i de nceputurile agriculturii, perioad plasat cu cca. 10.000 n urm.n activitatea de cultivare a plantelor, omul a executat incontient nc de la nceput i s aciune de mbuntire a plantelor. Astfel, cu timpul, acumulnd experien i tradiie n cultivarea plantelor el i-a dat seama c poate obine recolte mai mari dac folosete pentru semnat smn de la plantele cele mai bine dezvoltate i seminele cele mai mari i mai bune.

Reinerea pentru nmulire a celui mai bun material ct i cultivarea plantelor n condiii controlate reprezint acte de selecie pe care omul primitiv le-a aplicat probabil din cele mai vechi timpuri i se poate astfel afirma c ameliorarea plantelor reprezint una din cele mai vechi ndeletniciri ale omului.

Procesele de selecie i de mbuntire a condiiilor de cretere a plantelor care au condus spre de spre dezvoltarea plantelor de cultur a fost lent i se estimeaz c acestea au fost capabile s asigure cca. 50% din necesarul de hran al omenirii abia n secolul al II-lea .C. Aceste specii de cultur i populaiile locale aprute se deosebesc radical de strmoii lor slbatici i n multe cazuri nu mai pot exista fr intervenia omului.

S-au elaborat i ipoteze care consider c selecia empiric a fost efectuat de om chiar nainte de luarea n cultur a plantelor. Se presupune c omul a folosit doar speciile care corespundeau ntr-o msur mai mare cerinelor sale i c a ales fructele i seminele cele mai mari pe care le-a rspndit n jurul locuinelor sale n toate zonele n care s-a deplasat. Aceast aciune de selecie involuntar dei pare neimportant, innd ns cont c s-a executat timp de milenii a avut probabil o nsemnat contribuie la apariia i evoluia plantelor cultivate.

\

Perioada ameliorrii tiinifice

Evoluia ameliorrii ca tiin s-a datorat contribuiei aduse de numeroi oameni de tiin i cercettori, ea desfurndu-se la nceput relativ lent i accelerndu-se n special dup mijlocul secolului al-XX-lea.

Ameliorarea tiinific este o activitate contient de creare a unor soiuri i hibrizi care trebuie s ntruneasc anumite caractere i nsuiri. Acest deziderat a fost posil de realizat dup ce s-au dezvoltat tiinele biologice. Teoriile pe care se bazeaz ameiorarea tiinific sunt: teoria seleciei naturale i artificiale elaborat de ctre C.Darwin, legile ereditii elaborate de ctre G.mendel i toeria comozomial a ereditii elaborat de ctre T.H.Moragn

Un veritabil impuls pentru dezvoltarea acestei tiine l-au constituit lucrrile lui Darwin, care prin lucrrile sale a fundamentat selecia artificial, dar mai ales cercetrile lui Mendel (1865), care descoperind legile ereditii a pus bazele apariiei geneticii ca tiin independent. Treptat, s-au acumulat date experimentale care au permis mbuntirea metodologiei de ameliorare a plantelor, progresele fiind mult vreme relativ lente.

i n ara noastr, ca de altfel pe plan mondial, ameliorarea empiric ncepe odat cu formarea primelor comuniti stabile i luarea n cultur a plantelor.

Prin activitatea de selecie empiric efectuat de cultivator n special dup secolul al XIV-lea au fost obinute numeroase soiuri i populaii locale, unele foarte valoroase pentru acele timpuri, ajunse pn astzi i care reprezint o zestre genetic de valoare inestimabil.

Dintre acestea menionm. grul blan romnesc, grul de Banat, grul rou romnesc, orzul de Banat; populaii de porumb: Hngnesc, Ardelenesc, Scorumnic; cele de floarea soarelui: Mslinica, Uleioasa; fasolea Ouoar de Moldova, Ceal de Dobrogea, de Transilvania, de Banat, Ialomiean; cnep de Moldova, de Trnave; lucern de Banat; trifoiul de Transilvania etc.

Dintre soiurile locale la pomii fructiferi i la via de vie cu mare rspndire n acea perioad amintim: la cire: Boabe, Cotnari; la mr. Creeti, Ptule, Domneti; la prun : Bobie, la via de vie: Feteasc alb, Feteasc neagr, Tmioas, Gras.

Saltul calitativ n organizarea, conducerea i desfurarea lucrrilor de ameliorare tiinific a plantelor n ara noastr are loc ns abia dup 1927, cnd a luat fiin Institutul de Cercetri Agronomice al Romniei (ICAR).

n cadrul institutului , activitatea de ameliorare a fost coordonat de secia de ameliorarea plantelor i s-a desfurat la nceput la nceput la staiunile experimentale de la Cluj, Iai, Cenad i Mrculeti, iar mai trziu i la staiunile experimentale de la Cmpia Turzii, Valea lui Traian, Studina i Trgul Frumos.

La plantele horticole, activitatea de ameliorare propriu-zis organizat i cu aciuni concrete se menioneaz abia dup 1948 cnd se organizeaz primele laboratoare de biologie i ameliorare a acestora.

Dintre numeroasele soiuri create de ICAR n cei 30 de ani de existen, amintim soiurile de gru: A15, Cenad 512, Trgul Frumos 16, Arnut de Studina; soiurile de orz: Cluj 123 i Trgul Frumos 240; soiurile de porumb: Dinte de cal ICAR, Galben timpuriu; soiurile de in de ulei: Deta, ICAR 44, ICA 32; soiurile de cnep: Carmagnolla Cluj, ICA42/118; soiurile de cartof: Ardeal, Napoca, Somean, Bucur, Colina; soiurile de sfecl de zahr: Lovrin 532, CT 34.

Sarcina coordonrii cercetrilor agricole din Romnia dup dispariia ICAR-ului revine, n perioada 19621969, Institutului Central de Cercetri Agricole (ICCA) iar din 1969, Academia de tiine Agricole i Silvice (A.S.A.S.).

Dup nfiinarea A.S.A.S. apar structuri de cercetare noi (institute, staiuni i laboratoare) pentru foarte diversele preocupri ale cercetrii agricole la plante i animale.

Astfel, apar noi institute de cercetare precum: Institutul Naional de Cercetare-Dezvoltare pentru Agricultur Fundulea, Institutul de Cercetare-Dezvoltare pentru Pomivultur Piteti-Mrcineni, Institutul de Cercetare-Dezvoltare pentru Legumiculturi Floricultur Vidra, Institutul de Cercetare-Dezvoltare pentru Viticultur i Vinificaie de la Valea Clugreasc, Institutul de Cercetare-Dezvoltare pentru Cartof i Sfecl de Zahr Braov, Institutul de Cercetare-Dezvoltare pentru Pajiti Braov, etc. Aceste institute coordoneaz activitatea unor staiuni de cercetare-dezvolztare, rspndite n principalele zone agrciole din ar.

ntrebri de autoevaluare

1. Care este definiia Ameliorrii platelor?

2. Care este rezultatel procesului de ameliorare_

3. Care sunt prile Ameliorii plantelor?

4. Care sunt principalele discipline care ofer cunotine necesare procesului de ameiorare?

5. Care sunt principalele etape de dezvoltare ale Ameliorii plantelor?

UNITATEA DE NVARE 2OBIECTIVE I METODE DE AMELIORARE

Cuvinte cheie: obiective generale de ameliorare, obietive speciale, metode de ameliorare Rezumatn procesul de ameliorare se urmrete atingerea unor obiective care pot fi generale (ntlnite la toate speciile) sau speciale (care apar la grupe de specii). Cele mai importante obiective ale ameliorrii sunt: mbuntirea capacitatea de producie, mbuntirea parametror de calitate, a rezistenei la boli i duntori i a aptitudinilor pentru mecanizarea i chimizara lucrrilor de ngrijire i recoltat. Obiectivele sepciale urmpresc obinerea de forme deosebite (androsterile, forme monoice) sau a unor cultivare cu nsuiri necesare valorificrii unor factori de mediu la limite extreme (toleran la temparaturi excesive, la soluri cu factori de stres, etc.).

Metodele prin care aceste obiective pot realizate sunt metode care prelucreaz variabilitatea, care creaz vaiabilitate, dintre cetodele clasice de ameliorare, dar i metode speciale. Metoda prin care se prelucreaz variaiblitatea este selcei, cu diferite variate de lucru. Metodele clasice de ameliorare sunt cele care manipuleaz materuialul ereditar prin intermdiul indivizilor: hibridare, consangvinizare, mutagenez sau poliploidie. Metodele neconvenionale sunt cele mare se aplic asupra culturilor in vitro, avnd ca scop producere de variaii genetice: hibridare in vitro, mutagenez in vitro, tansgenez, etc.

Durata medie de parcurgere a unitii de studiu este de 3 oreFormele create prin procesul de ameliorare trebuie s posede un complex de caractere i nsuiri valoroase care constutuie obiectivele de ameliorare. Acestea sunt condiionate de trei factori principali: condiiile de clim i sol ale zonei unde vor fi cultivare, nivelul de dezvoltare a tehnologiei de cultur i cerinele pieei fa de producia agricol.

2.1. Obiective de ameliorareObiectivele de ameliorare se pot mpri n dou categorii. Obiective generale, care se ntlnesc n ameliorarea tuturor speciilor i obiective speciale, care apar numai la anumite specii.

Obiectivele generale de ameliorare sunt acele obiective care apar n toate programele de ameliorare, indiferent de specie i se refer la principalele caractere importante din punct de vedere agronomic.

- mbuntirea capacitii de producie este scopul principal al oricrui proces de ameliorare. Capacitatea de producie eeste un caracter foarte complex avnd ca i componente, numerose caractere morfologice i unele nsuiri de ordin fiziologic pe baza crora se realizeaz caracterele morfologice. Modificrile care trebuie relaizate sunt foarte multe, iar determinismul i stabilitatea caracteelor componente sunt diferite de la un caracter la altul. Din punct de vedere morfologic, productivitatea la unitatea are ca i componente: densitatea de plante la unitatea de suprafa i productivitatea unie plante. La rndul ei, productivitatea unei plante are mai multe caractere morfologice componente. n general, producie pe plant este constituit din numrul inflorescenelor, numrul fructelor i mrimea fuctelor. nsuirile fiziologice care au influen asupra productivitii sunt: randamentul fotosintezei, intensitatea respiraiei, modul de utilizare a asimilatelor, nivelulo toleraneo la factorii de stres bioti i abiotic. Densitatea la unitatrea de suprafa este o caracteristic dependent de habitusul platelor i de preteniile fa de lumin. n general, pentru a crete densitatea n cultur, se caut obinerea unor forme cu talia redus, cu foliaj i ramificaii grupate tulpinii principale i cu o poziionare a acestora astfel nct s valorifice ct mai eficient lumina.- mbuntirea calitii este un obiectiv la fel de important. De calitatea produciei depinde valorificarea acesteia. n general, elementele de calitate sunt impuse de cei care utilizeaz produsele agricole. Astfel, calitatea poate fi studiat din mai multe puncte de vedere: din punct d ecedere biochimic, tehnologic sau comercial din punct de vedere biochimic intereseaz coninutul recoltei n anumite substane. Astfel, la speciile agricole, dar i la unele horticole, se urmrete cretere coninutului n proteine, grsimi, zaharuri sau alte substane organice. La specile horticole, la care fructele se consum n stae proaspt, foarte importante sunt procentul de substan uscat, coninutul n vitamine sau glucide. n fucnie de modul de utilizare al recoltei, calitatea este evaluat i n pricina structurii principalelor grupe de substane organice. Spre exemplu, la gru este important nu numai procentul d eprotein dar i structura proteinei, la grul pentru panificaie, facia mproteic cea mai important este glutenul. La rndul lui, glutenul poate avea caliti pentru panificaie sau penztru obinerea pastelor finoase. La fructele pomilor fructuiferi, foarte important este procentul de zaharuri, dar i forma acestora glucoz sau fructoz. La floarea soarelui, grsimile pot fi formate din diferite tipuri de acizi grai, care pot direciona utiliuarea produciei spre obinerea de uleiuri cu destinaii speciale (salate, prjit) sau obinerea margarinei. Din punct de vedere tehnologic, calitatea se evalueaz prin stablirea randamentului la prelucrare. Spe exemplu, la sfecla de zahr calitatea este dat de cantitatea de zahr obinut la unitatea de supafa, cantitate care depuinde nu numai de coninutul rdcinilor n zahr ci i de randamentul de extragere a uahului cristalizabil. La gru, din punct de vedere tehnologic se testeaz randamentul de obinere a finii n procesul de mrrit i cantitatea de energie necesar procesului tehnogic. La seciile la acre rcolta se valorific fr prelucrarea, spre esemplu la plantele klegumicole sau pomii fructiferi, calitatea are i anumite componente comerciale: forma, mrimea i culorea fructelor.- mbuntirea rezistenei la boli i duntori este un alt obiectiv general. Prin crearea de forme rezistente se elimin tratamentele chimice de combatere aceasta contribuind la reducerea preului de cost al produsului i la prevenirea polurii n agricultur. Astfel de forme pot fi create prin preluarea de gene de la formele slbatice, care sunt foarte rezistente. Obinerea unor forme rezistente la atacul bollor i duntorilor eswre un obiectiv permanent, deoarece agennii patogeni i duntorii evolueaz n paralel cu pocresul de ameliorare, formndu-i rase fiziologice care tolereaz efectele genelor de rezisten sau msurile chimice de combatere. Pentru a se obine forme cu rezisten sporit sau chiar imune, n realizarea acestui obiectiv se recurge la metode neconvenionale, prin folosirea unor gene din sirse foarte dioverse care se introduc n genomul noiulor creaii prin transgenez. Aa au fost create soiurile modificate genetic cu rezisten la duntori i la unele dintre categoriile de boli.- Obinerea de forme precoce. Aceste forme prezint unele avantaje: evit atacurile puternice de boli i duntori fiind mai avansate n vegetaie n faza de atac maxim, evit perioadele secetoase din var i pot permite nfiinarea unor culturi succesive. Crearea unor astfel de forme trebuie s in cont de corelaiile precocitii cu unele dintre caracterele foarte importante, cum ar fi: productivitatea i claitatea. n geneal, formele foarte precoce realizeaz producii mai mici i de calitate mai slab. Exist situaii cand soiurile prcoce sunt necesare, chiar dac nu sunt dntre cele mai productive. Este cazul pomilor fructiferi i a legumelor, cnd este necesar asigurarea pieei cu fructe proaspete o perioad ct mai lung din an.- mbuntirea aptitudinilor pentru mecanizarea culturii este un obiectiv prin care se creeaz forme rezistente la cdere i scuturare pentru ca recoltatul s se fac fr pierderi, dar i cu o conformaie care s permit accesul mai uor al utilajelor la efectuarea lucrrilor de ntreinere (talia mai mic, rdcini adnci, frunze dispuse mai grupat, posibiliti de erbicidare). Prentru a se rcolta fr pierderi, talia plantelor trebuie s fie mai redus pentru a se evita cderea, maturarea fructificaiilor s se realizeze ct mai grupat, fructele s nu se scuture. Pentru ntreinerea curat a culturilor, foarte important este combaterea chimic a buruienilor. Utilizarea erbicidelor cu mare spectru de combatere nu este posibil la toate speciile. n ultimii ani au aprut forme modificate genetic rezistenete la erbicide cu mare eficacitate n combatere, bazate pe gligfosat. Utilizarea acestor erbicide reduce foarte mult preul de cost al poduciei i sporete producia la unitatea de surpafa. Obiectivele speciale sunt ntlnite numai n programele de ameliorarea la anumite specii. Aceste obiective se refer la nsuiri arte aparte prin care se cut crearea unor forme care s suportte condiii mai vitrege de mediu sau factorii de stres care sunt prezeni n regiuni restrnse. Deasemenea, la unele specii prin includerea unor obiective speciale, se urmrete sreara unor forme deosebite de cele normle. Acestea sunt:

- Crearea de forme rezistente la temperaturi sczute este un obiectiv care este necesar la plantele ce se seamn toamna, sau n cazul celor de primvar, numai pentru zonele cu climat foarte rcoros din zonele de deal. Referitor la plantele care trec o pate din perioada de vegetaie, foarte important este rezistenala iernare, deoarece n timpul iernii para un compelx de condiii de stres: ger, elternarea ngheului cu dezgheul, formarea crustei de gheaz, prezena sau absena stratului de zpad. La plantele termofile, foarte important este crearea unor forme care s germineze la temparaturi mai mici i care s reziste la temparaturi coborte dup rsrire.

- Crearea de forme rezistente la secet i ari este necesar numai pentru zonele din sudul rii unde regimul precipitaiilor este deficitar. Acest caracter tinde s devin un obiectiv general, deoarece condiiile climatice sunt n schimbare

- Crearea de forme pentru cultura irigat care trebuie s aib o mare capacitate de utilizare a apei i a fertilizanilor, dar i o rezisten superioar al atacul bolilor.

- Crearea de forme destinate cultivrii pe soluri speciale (soluri acide, srturi, soluri calcaroase, soluri poluate). Astfel de fome sunt necesare pentru valorificarea terenurilor mai puin favoravile agriculturii. Acest obiectiov poate fi introdus n programele de ameliorare la spciile care au o anumit tolern natural, pentru cele sensibile, acest deziderat este foarte greu de atins. n cazul solurilor poluate cu metale grele sau alte substante rezultate din procese industriale, se urmrete obinerea unor forme care s aibe caapcitatea de a extrage aceti poluani din sol. Prin cultivarea lor se realizeaz bioremedieera solurilor i redarea lor n circuitul agricol. nb acest sens se utilizeaz specii agricole (cmepa) sau forestiere (salcia). Este important ca tot ceea ce produc aecste specii s fie redat solului, c toat masa vegetal s poat fi folositn alte direcii.

- Crearea unor forme rezistente la factori de vegetaie speciali: condiii de microclimat din spaii protejate (sere, solarii) sau condiii de poluare specifice zonelor urbane sau industriale (poluarea aerului). La speciile legumicole, cultivarea n spaii protejate se lovete de microclimat specific: umiditate foarte mare, lumin insuficient, fluctuaii mari de temperatur. La speciile ornamentale sunt ncesare forme care s suporte poluarea din aglomeraiile urbane.

- Crearea unor forme cu nsuiri speciale: forme monoice (unisexuate) la cnep, forme androsterile (care nu produc polen fertil) care s fie folsoite ca forme materne ale hibrizilor comerciali, forme monogerme (cu o singur smn n fruct) la sfecl, forme apirene (cu fructe fr semine), forme poliploide. Acestea prezint numeroase avantaje tehnologice.

2.2. Metode de ameliorare.Orice metod care contribuie direct sau indirect la atingerea obiectivelor de ameliorare constituie o metod de ameliorare. Metodele de ameliorare pot rezolva dou aspecte ale procesului de ameliorare: producerea de vriabilitate i prelucrarea acesteia.

Primele metode de ameliorare utilizte, chiar i n ameliorarea empiric, au fot cele care au prelucrat veriabilittea existent. Metodele de prelucrare a variabilitii au ca scop separarea indivizilor care ntrunesc caractere i nsuiri n conformitate cu obiectivele de ameliorare dintre indivizii existeni. n periodaa actual, aceste metode au devenit metode juttoare, aplicate la sfritul procesului de ameliorare. La nceputurile ameliorrii tiinifice, aceste metode au fost cele care au dus la obinerea primelor soiuri din populaiile cultivate existente. n perioda actual, procesul de ameliorare se bazeaz pe metode care provoac variabilitatea necesar. Metodele clasile de provocare a variabilitii sunt completate tot mai mult cu metodele moderne, neconvenionale, n care meterialul gnetic se manipuleaz l nivel celular, nu la nivel individul. Aceste metodele de ameliorare care sunt utilizate n perioada acutual se pot mpri n trei categorii:

- metode care permit identificarea i izolarea genotipurilor valoroase, aici fiind incluse diferitele tipuri de selecie;

- metode clasice care sporesc variabilitatea genetic, care permit obinerea unui material nou, cu variaiblitate crea artificial, aici fiind cuprinse: hibridarea, mutageneza, poliploidia. Tot in categoria metodelor clasice pot fi incluse i cele care utilizaz avantajle unor fenomne genetice cum este heterozisul i androsterilitatea;- metode neconvenionale care creaz variabilitate, aici fiind cuprinse metodele care permit obinerea de modificri genetice asupra culturilor in vitro.

ntrebri de autoevaluare

1 Care sunt obiectivele de meliorare generle?

2 Care sunt obiectivele de ameliorare speciale?

3. Care sunt efectele metodelor de ameliorare?

4. La ce nivel se acioneaz cu ajutorul metodelor clasice de ameliorare?

5. La ce nivel se acioneaz cu ajutorul metodelor neconvenionale de ameliorare?

UNITATEA DE NVARE 3

Alegerea metodologieI de ameliorare n funcie de modul de reproducere Cuvinte cheie: reproducerea la plante, plamte autogame, plante alogame, plante cu nmullire vegetativRezumatReproducerea plantelor are implicaii directe asupra configuraiei genetice agenotipurilor. Starea genetic a indivizilor se reflect n starea populaiei. n funcie de modul de reproducere populaiile pot fi cu uniformitate i stabilitate a caracterelor de la o generaie la alta, mai mari au mai reduse.

n funcie de caracteristicile,populaiilor, n urma procesului de ameliorare pot fi create soiuri (care sunt caracterizate prin distincilbilitate, omogenitate i stabilitate) sau hibrizi (care sunt caracteruzai prin distinctibilitate, omogenitate i heterozis)

Reproducerea plantelor poate fi asexuat sau sexuat. Reproducerea sexuat este situat la un nivel superior pe scara evolutiv. Majoritatea plantelor de interes agricol se nmulesc prin semine (sexuat). Exist ns i specii, la care se practic nmulirea vegetativ (asexuat). Pentru diferitele tipuri de reproducere, plantele prezint unele adaptri care permit acdeptarea la fecundare a unui anumit tip de polen, sau i-ai transformat orgene vegetative care permit perpetuarea de la o generaie la alta.

n funcie de aceste adaptri, indivizii care rezult pot fi de tip homozigot, acetia ducnd la formrea unor populaii uniforme i stabile, sau pot fi indivizi de tip heterozigot, care formeaz populaii neuniforme, care fuctuez de la o generaie la alta. Metodele de ameliorare, la speciile cu populaii stabile urmresc crearea de soiuri, iar la cele la cre variabilitatea i instabilitatea genetic este mare, pe lng soiuri se obin hibrizi, care au n cultur numeroase avantaje. Acestea sunt principii generale, dar exist i abateri.

Durata medie de parcurgere a unitii de studiu este de 3 ore3.1. Soiul i hibridul, rezultate ale procesului de ameliorare.

Procesul de ameliorare finalizeaz cu obinerea unei populaii noi, cu caracteristici importante pentru practica agricol, care se lanseaz n cultur sub denumirea de soi sau hibrid. Valoarea celor dou tipuri de populaii create artifical pntru a fi cultivate, este dat de configurie genetic obinut prin procesul de ameliorare. n funcie de zestrea genetic i de metodologia prin care s-a ajuns la aceasta, soiurile au trsturi comune cu hibrizii, dar prezint i deosebiri. Cele dou tipuri de cultivare trebuie privite din punct de vedere genetic, pentru c starea i configuraia genotipului le confer valoare. Valoarea este dat de complexul de nsuiri i caractere care rezult din interaciunea genotipului cu condiiile de cultivare, dar i de stabilitatea caracterelor de la o generaie la alta. Diferenele dintre cele dou tipuri de cultivare se refer la stabilitatea caracterelor.

Soiul este, n sens larg eset o populaie stabil cu trsturi valoroase. Din punct de vedere genetic, soiul poate fi definit ca o populaie caracterizt printr-un anumit fond de gene, n care genele au o anumit frecven. Exit soiuri foarte uniforme, la care genele specifice au frecvena de 100% n cadrul populaiei (adic indivizii sunt identici genetc). Aceast situaie este destul de rar ntlnit. Cele ami multe soiuri prezint majoritatea generlor cu frecven de 100%, dar au i gene cuu frecvene variabile. Pentru ca soiul s fie o populaie uniform, genele implicate n determinismul caracterelor morfologice de baz, trebuie s fie prezente la toi indivizii. Genele care pot avea frecvene diferite, adic s fie prezente numai la o parte dintre indivizii soiului, sunt gene minore, gene care sunt implicate n determinisul caracterelor poligenice, a celor de rezisten, sau gene cu expresivitate mai redus.

Pe baza structurii gentice au soiului, aceste pretint trei caracteristici de baz: distinctibilitatea, omogenitatea i stabilitatea. Distinctilibilitatea este trstura soiului de a prezenta caractere i nsuiri prin care se deosebete de alte soiuri. Omogenitatea este proprietatea soiului de a cuprinde indivizi foarte asemntori ntre ei. Stabiliattea este proprietatea soiului de a-i pstra nemodificate nsuirile i caracterele de la o generaie la alta.

Hibridul comercial este tot o populaie crreat artificail, cu anumite tresturi specifice i cu valoare pentru cultivare. Hibridul are ca principal trestur efectul heterozis. Acest fenomen genetic poate avea valori doferite, n funcie de valoarea formelor parentale care particip la realizarea hibridului. Se tie c heterozisul eset la valoare maxim atunci cnd se ncrucieaz intre ele forme parentale difereniate genetic i cu o bun capacitate combinatv. Pentu a se obine o anumit constelaie de gene n cadrul hibriduluiu, formele parentale trebuie s fie foarte bine cunoscute, deci forme homozigote. Dac sunt i foarte diferite din punct de vedere genetic, la hibrid se va ajunge la un grad ridicat de heterozigoie, de care depinde nivelul heterozisului.

Hibridul se definete innd cont de aceste considerente. Astfel hibridul comercial este o populaie obinut n urma unei ncruciri ntre forme parentale homozigote (pentru a fi bine cunoscute), difereniate genetic (pentru a se ajunge l un grad ridicat de heterozigoie) i cu o bun capcitate combinativ (pentru ca ntre genele care particip la realizarea caracterelor cantitative s existe interaciuni favorabile). Dac se repsect aceste principii n obinerea hinrizilor comerciali, aceia vor avea trei caracteristici; distinctibilitate, omogenitate i efect heterozis. Aceste caracteristici nu se pstreaz n timp, hibrizii neavnd stabilitate, ele sunt prezente numai n generaia F1.

Modul de reproducere al plantelor are influena hotrtoare asupra alegerii metodei de ameliorare. Aceasta deoarece, reproducerea influeneaz direct structura genetic a indivizilor i a populaiilor, respectiv, variabilitatea i stabilitatea caracterelor i nsuirilor supuse ameliorrii.

La plante, reproducerea poate fi sexuat sau asexuat. Pe scar evolutiv, cel mai vechi mod de peproducere este cel asexuat, prin diviziune. La plantele superiore, diviziunea nu mai este prezent, dar este ntlnit nmuirea asexuat prin intermediul unor organe vegetaive speciale, adaptate nmulirii. Cele mai multe dintre aceste specii au i posibilitatea nmuliroo prin semine, doar c n practic nmulirea vegetaiv este mult mai convenabil.

Reproducerea sexuat este un mod superior de nmulire. Acest mod de nmulire are la baz procesul fecundrii, n urma cruia se formeaz zigotul, apoi smna i fructul. Fecundarea se poate realiza ntre gamei care provin din aceii floare sau din flori diferite. Existena uneia sau a alteia din cele dou situaii depinde de adapatrile care sunt prezente. Unele adaptri mpiedic polenizarea cu polen produc n aceiai floare, alte adaptri favorizeaz acest tip de polenizare. Tinnd cont de aceste adaptri i de modul n care are are lor polenizarea, plantele cre se nmuleac prin semine se mpart n dou categorii: autogame, la care fecundarea are loc ntre gemei produi de ceiai flore, i plante alogame, la care fecundarea are loc ntre gamei produi n flori diferite.

n funcie de particularitile genetice ale populaiilor, ameliorrea va fi direcionat, la unele specii spre crearea de soiui, la altele spre hibrizi, dar sunt i situaii cnd, la aceiai specie se cultiv att soiuri ct i hibrizi.

3.2. Metodologia ameliorrii la speciile cu nmulire vegetativ.

Reproducerea asexuat (vegetaiv) la plante se realizeaz cu ajutorul unor organe vegetive modificate: bulbi (ceap), tuberculi (cartof), rizomi (iris), stoloni (cpun), drajoni (prun), marcote (via de vie). Aceste sunt modalitile naturale de nmulire. Pe lng acestea sunt modaliti artifiale, care se practic la foarte multe sepcii horticole: butirea din lstari, tulpini, frunze (la multe specii ornamentale) sau altoirea (pomi fructiferi i via de vie). Acest tip de nmulire asigur o stabilitate foarte mare a populaiilor de la o generaie la alta i o uniformitate perfect. Starea genotipului nu are importan. Prin nmulire vegetativ pot fi obinute populaii constituite dinj indivizi identici genotipic, indiferent de starea homozigot sau heterozigot a a genotipului. Dac aceste populaii se or nmuli numai vegetativ, va fi asigurat o foarte bun stabilitate a caracterelor de la o generaie la alta. Ameliorarea la aceste specii, trebuie s nceap cu metode de provocare a variabilitii, apelmdu-e chair la nmulirea prin semine pentru a fi uzilizat hibridarea sau consangvinizarea. Pot fi aplicte toate metodele clasice dar i cele neconvenionale. Dup inducerea variabilitii se aplic selcia ca metod de prelucrare a variabilitii obinute. Selecia are ca scop separarea indivizilor valorosi care se vor nmuli vegetaiv. Astfel la aceste specii se creaz soiuri. Stabilitatea acestora este asigurat prin nmulirea vegetaiv. Nu prin starea de homozigoie.

3.3. Metodologia ameliorrii la speciile autogme.

Plantele autogame sunt specii la care fecundarea are loc n interiorul florii, att gametul femel ct i cel mascul sunt produi de aceiai floare. Fenomenul fiind numit autopolenizare. n decursul evoluiei aceste specii i-au realizate anumite adaptri pentru a mpiedica polenizarea cu polen strin. Acestea sunt:

- cleistogamia polenizarea nainte de deschiderea florii (orez)

- chasmogamia polenizarea n timpul deschiderii florii.(gru, orz, fasole,soia, in, etc.)

Majoritatea speciilor sunt de tip chasmogam. La acestea este posibil i polenizarea cun polen strin, dar procentulde alogame este foarte redus, i numrul perechikor de gene heterozigote este mic. Aceste tiprui de perechi de gene se autoelimin.

Aceste specii se caracterizeaz prin starea de homozigoie a indivizilor, stare care confer uniformitate populaiilor i stabilitate de la o generaie la alta. La aceste specii, ameliorarea trebuie s utilizeze metodele prin care se produce variabilitate genetic (hibridare, mutagenez, poliploidie sau metode neconvenionale). Dup inducerea variabilitii se aplic selecia care are ca scop selecionaera unor indivizi valororoi i stabili. n procesul de selecie, pe lng valoarea individului se urmrete i starea de homozigoie a aecstuia. Constituirea unor populaii din indivizi homozigoi asigur stabilitatea populaiei, care va deveni soi. Exist i specii autogame la care se cultiv hibrizi comerciali, dar nmulirea acestora este foarte dificl i smna este foarte sump din cauza unui numr mare de lucrri manuale care trebuei efectuate (hibirii de tomate)

3.4. Metodologia ameliorrii la speciile alogame.

Plantele alogame sunt plante la care polenizarea se face cu polen strin.

Aceste specii prezint o serie de adaptri la mpiedicarea polenizrii cu polen propriu:

- separarea sexelor n flori diferite unisexuate, care pot fi situate pe aceiai individ (monoicitate flori femele i flori mascule, cum este cazul porumbului) sau pe indivizi diferii (plante femele i plante mascule, la cnep)

- maturizarea la date diferite a organelor femele i a celor mascule: protandria cnd polenul se maturizeaz ai devreme dect stigmatul, sau protogenia, cnd stigmatul florii se maturizeaz nainte ca polenul s fie eliberat. Aceast adaptre apare la unle specii de poli fructiferi;

- heterostilia cnd stigamtul este mult mai lung dect staminele i polenul nu poate ajunge pe stigmatul florii proprii. n aceast situaie, polenizarea este realizat de ctre insecte, care realizeaz i un amestec de polen de lao flori diferite (floarea soarelui);

- autoincompatibilitatea care este un fenomen genetic prin care polenul nu poate fecunda ovarul florii proprii. n cazul autoincompatibilitii, se inhib pe cale enzimatic geminarea polenului sau formaera tubului polinic, dac grunciorul d epolen re aceiai zestre ereditar cu cea prezent n ovar (sfecl, unele specii de pomi fructiferi)

La plantele alogame fecundarea are loc ntre gamei produi n flori diferite, de pe indivizi diferii, care au zestre genetic diferit. Indivizii acestor specii au o stare heterozigot care creeaz o variabilitate foarte mare a populaiilor i o slab stabilitate de la o generaie la alta. Ameliorarea plantelor alogame trebuie s pun n eviden marea variabiliutate genetic existent, care nu se manifest fenotipic. Matoda clasic ce ofer aceast posibilitate este consangvinizarea. n urma consangvinizrii mare parte dintre gene ajunge n stare homozigo i se manifest fenotipic i genele recesive. Dac acestea sunt utile se pstreaz n populaie, dac sunt duntoare sunt eliminate, astfel se aplic selecia n crearea de soiuri la plantele alogame. Noile populaii vor fi mai uniforme i cun un numr redus de gene nefolositoare. n cazul n care variabilitatea manifestat n urma consangvinizrii nu este satisfctoare, se pot aplica toate metodele clasice sau neconinionale de crearea a variabilitii.

Cea mai valoroas cale de folosire a consangvinizrii este cea care duce la obinerea de hibrizi comerciali. n acest caz, consangvinizarea are ca scop formarea unor populaii homozigote (linii consangvinizate) care sunt utilizate ca forme parentale pentru obinerea hibrizilor comerciali. Hibrizii comerciali se pot obine la toate speciile alogame, dar apare problema producerii seminei hibride n cantitile necesare. Dac hibridarea nu se poate efefzua uor prin lucrri manuale sau dac nu este cunsocut fenomenul androsterilitii, hibrizii coerciali nu vor putea fi nmulii pe scar larg.

Test rezolvat

1. Care sunt caracetristicile soiului?

a. Discinctibilitate, omogenitate, stabilitate.

b. Discinctibilitate, omogenitate, heterozis.

2. Care sunt caracetristicile hibridului?

a. Discinctibilitate, omogenitate, stabilitate.

b. Discinctibilitate, omogenitate, heterozis.

3. Ce fel de cultivare se creaz la plantele autogame?

a. preponderant soiuri

b. preponderant hibrizi

4. Ce fel de cultivare se creaz la plantele alogame?

a. preponderant soiuri

b. soiuri i hibrizi

5. Care este metoda de baz n ameliorarea plantelor alogame?

a. Hibridarea

b. Consangvinizarea

Grila de rezolvare

intrebare nr.12345

Rspunsuri corecteababa

UNITATEA DE NVARE 4

Materialul iniial folosit n procesul de ameliorareCuvinte cheie: tiprui de materila iniial, centre genice, procurare, studiu, pstrareRezumatMaterialul biologic de la care pornete procesul de ameliorare constituie materialul iniial de ameliorare. Pentru acest material biologic se mai utilizeaz i termenul de germoplasm. Materialul iniial este constituit din forme existente (cultivate sau spontane) sau din forme create prin diferite metode de ameliorare. Pentru procesul de ameliorare procurarea materialului iniial este o activitae permenant, prin care se mbogete fondul de gene disponibil a fi manipulat. Materialele procurate trebuie studiate pentru a se stabili n ce fel pot fi utilizte, n funcie de valoarea lor. Pstrarea formelor colectate se poate face n cadrul laboratoarelor de ameliorare sau la instituii specializate (bancile de gene) Principalele zone unde se pot gsi forme cu gene valoroase pentru procesul de ameliorare sunt denumite centre genice sau centre de diversificare. Acete regiuni prezint anumite trsturi legate de variabilitatea i determinismul gentic al caracterelor care intereseaz n programele de ameliorare.

Durata medie de parcurgere a unitii de studiu este de 3 ore

4.1. Materialul iniial folosit n ameliorarea plantelor

Printre bogiile unei ri, dup cum remarc Kelluer i Giura (1979), trebuie menionat i complexul de material ereditar al speciilor, subspeciilor, resurselor geografice i populaiilor de plante existente, reprezentat printr-o mare bogie de forme, deci printr-o mare variabilitate genetic i care este cunoscut sub denumirea de resurse genetice vegetale, germoplasm sau simplu material iniial pentru ameliorare.

Noiunea de resurse genetice, germoplasm sau material iniial pentru ameliorare definete totalitatea formelor spontane sau cultivate (existente sau create de ameliorator) care sunt folosite ca surse de gene pentru crearea de noi cultivare la o anumit plant de cultur.Numeroasele forme aparinnd speciilor de cultur sunt datorate ndelungatei evoluii naturale a lumii vegetale ct i activitii omeneti manifestat n timp, prin domesticirea formelor slbatice i transformarea plantelor primitive n plante cultivate, extinderea arealelor de cultur ale plantelor cultivate prin aclimatizarea lor n multe alte zone ale globului i n mod deosebit prin activitatea la nceput empiric apoi contient de ameliorare a plantelor.

Realizarea i meninerea unei germoplasme disponibile reprezint una din condiiile eseniale ale desfurrii activitilor de ameliorarea plantelor, asigurndu-se astfel variabilitatea genetic util pentru lucrrile prezente i viitoare de creare a noi soiuri (hibrizi) la plantele de cultur.

Principalele resurse ale variabilitii se pot mpri n dou catergorii. Materiale existente i materiale create. Acestea trebuie cutate i pstrate, deoarece pot conine gene importanet pentru diferitele caractere urmrite n procesul de ameliorare. Materialul existent cuprinse forme care sunt cunoscutem cultivate sau spontane. n momentul procurii, drespre aceste forme pot fi obinute i informaii referitore la valoarea lor. Principalele forme existente sunt:

Soiurile (hibrizii) ameliorate sunt forme create sau nrudite printr-un proces de ameliorare tiinific. Ele sunt rezultatul unor selecii intensive prin care se urmrete atingerea unui anumit nivel de homozigoie genetic, i deci omogenitate i stabilitate ereditar. Aceste soiuri (hibrizi) reprezint cea mai valoroas surs de germoplasm pentru numeroase nsuiri (producie, calitate, rezisten etc.).

Soiurile primitive (soiuri locale, populaii locale) sunt acele forme care au aprut ntr-o foarte lung perioad de timp, n diferite zone geografice sau ecologice ca rezultat al seleciei naturale i al seleciei empirice efectuate de cultivatori. Ele posed n primul rnd o bun adaptare la condiiile de mediu n care s-au format, fiind rezistente la factori nefavorabili (ger, secet, boli etc.). Totodat, dup cum s-a menionat deja, soiurile primitive prezint un polimorfism accentuat (fiind de fapt un amestec de numeroase biotipuri) care le confer o foarte mare plasticitate ecologic.

n ameliorare, soiurile locale se folosesc ca material de selecie n vederea identificrii i izolrii unor genotipuri valoroase i rar ca genitori pentru hibridare. La plantele alogam ale sunt folosite i ca material iniial pentru obinerea liniilor consangvinizate.

Materialul iniial din flora spontan cuprinde genuri, specii, subspecii, forme spontane nrudite cu specia de cultur la care se efectueaz ameliorarea.

Formele spontane reprezint o important surs de germoplasm pentru procesul de ameliorare datorit numeroaselor nsuiri de rezisten la factorii nefavorabili de mediu, la boli i duntori, a capacitii de adaptare i a plasticitii ecologice, caracteristici rezultate n urma ndelungatei aciuni a seleciei naturale.

Stocuri genetice speciale. Materialul iniial de ameliorare pentru fiecare specie de cultur trebuie s conin i diferite surse de utilizare special n programele de ameliorare. Astfel, sunt necesare forme care posed anumite nsuiri genetice, citogenetice i citoplasmatice care pot fi transmise altor forme ca: surse de gene de rezisten, la anumite boli i duntori; surse de androsterilitate; surse de gene restauratoare de fertilitate a polenului; surse de aneuploidie i surse de gene specifice (porumb, sfecl, cnep etc.); surse ce pot servi ca martori citologici (floarea-soarelui, orz) etc.

Materialul creat cuprinde forme create n cadrul unor programe de ameliorare care nu au fost introduse n cultur (linii, populaii hibride). Aceste materiale pot fi mbuntite prin corectarea deficeinelor n cadrul laloratoarelor unde au fost create.

4.2. Centrele genice sau de diversificare a plantelor.Se consider c n vremuri foarte ndeprtate, acolo unde s-au format primele centre de civilizaie (obinuit n bazinele fluviilor), populaia a nceput s foloseasc speciile spontane existente. Deoarece aceste centre de civilizaie erau izolate prin diferite bariere naturale i ntru-ct nu exista schimb de mrfuri, diversificarea plantelor luate n cultur a avut loc doar n limitele zonei respective. Aceste zone au fost numite de Vavilov centre de origine (genice) pentru a indica staiunile primare ale diversificrii plantelor de cultur.Mai trziu, ca rezultat al iniierii i dezvoltrii schimbului de mrfuri ntre diferitele centre de civilizaie, plantele de cultur au fost introduse i n alte zone, ceea ce a determinat alte diversificri genetice. Au aprut deci i alte centre de diversificare (secundare, teriare etc.) care prezint importan prin multitudinea de forme ce le conin. Desigur c n prezent, cnd harta resurselor vegetale agricole este mult diferit fa de perioadele anterioare, este greu de afirmat dac actualele centre genice (diversificare) coincid cu centrele de origine ale speciilor cultivate.

Privitor la originea plantelor de cultur sunt i alte preri. Astfel, Harlan (1970) consider c de fapt originea plantelor de cultur a fost difuz n timp i spaiu i c problemele asociate cu centrele de origine ale plantelor nu vor fi niciodat complet elucidate.

Aceste zone precum i altele nc necercetate rmn n continuare locuri deosebit de importante pentru explorrii viitoare, ntruct cercetarea din punct de vedere botanic a globului este nc incomplet, estimndu-se c pn n prezent sunt cunoscute numai 60-70% din totalul plantelor superioare existente pe Pmnt.

Lund n considerare originea i vechimea lor n cultur, Vavilov introduce noiunile de plant primar sau secundar.

Plantele primare sunt acele specii cultivate care au fost luate n cultur n mod direct, din cele mai vechi timpuri, fr a trece printr-o etap intermediar ca buruieni. n aceast categorie se includ: grul, orzul, orezul, meiul, porumbul etc.

Plantele secundare sunt acele specii cultivate, care iniial au fost apoi luate n cultur, fie ntmpltor, fie datorit unor nsuiri deosebite care au impus cultivarea lor. Dintre speciile care n mod ntmpltor au fost luate n cultur se menioneaz speciile antropochore ce creteau n stare slbatic n preajma aezrilor omeneti, unde gseau condiii prielnice ca de pild: cnepa, morcovul, sfecla, varza, macul, diferite plante medicinale etc.

Exist unele specii mai recent luate n cultur, care nu pot fi ncadrate n niciuna din cele dou grupe, deoarece nu ndeplinesc nici condiia de vechime, nici cea de fost buruian n cultur.

Revizuirea n timp a multora dintre cunotinele privitoare la genurile care cuprind speciile cultivate a fcut necesar ns modificarea numrului, delimitrii geografice i a structurii centrelor genice stabilite de ctre Vavilov. Jukovski completeaz teoria lui Vavilov privitoare la centrele genice i introduce noiunea fitogeografic de microcentre. Astfel, el stabilete c n fapt sunt 12 centr genice (megacentre) i 103 microcentre pe care le-a localizat i descris.

Cele 12 centre genice (megacentre) sunt urmtoarele:

I. Centrul chino-japonez, este foarte bogat n specii cultivate i sbatice i anume: specii de plante agricole (soia, orezul, meiul, ovzul, orzul, grul, sorgul, fasolea); specii de legume (ridichea, salata, vinetele, castraveii) i numeroase specii de pomi fructiferi (mr, p, piersic).

II. Centrul indoneziano-indochinez, reprezentativ pentru unele plante tropicale, precum citrice, nuca de cocos etc.

III. Centrul australian, care se consider a fi unul din centrele de origine a speciilor din genul Gossipium, Eucalyptus etc.

IV. Centrul indian, cu rol important n dezvoltarea resurselor vegetale mondiale. Se ntlnesc specii de: orez, bumbac, trestie de zahr, citrice, iut, fasole etc.

V. Centrul din Asia Central cuprinde o mare diversitate de specii cultivate, precum i multe specii endemice utile omului. Este, mpreun cu centrul urmtor (Orientul Apropiat) centrul primar al grului cultivat, precum i a multor legume (ceap, spanac, morcov etc.).

VI. Centrul din Orientul Apropiat este de asemenea centrul primar al grului, al secarei, pepenelui cultivat i a mai multor pomi fructiferi (pr, gutui etc.).

VII. Centrul mediteranean, foarte bogat n forme aparinnd gramineelor, leguminoaselor, inului de ulei i plantelor de nutre. De asemenea se ntlnesc specii leguminoase ca morcov, varz, ptrunjel, sparanghel.

VIII. Centrul african cuprinde forme de sorg, orez, ricin, cafea etc.

IX. Centrul europeano-siberian, cu rol important n evoluia plantelor cultivate. Este centrul primar al sfeclei de zahr, al speciilor de varz de grdin i al unor specii de plante furajere (trifoi, lucern).

X. Centrul sud-american este patria cartofului i ntr-o msur a porumbului i fasolei. Este centrul primar pentru tomate, alune de pmnt, lupin etc.

XI. Centrul din America de Central, este reprezentativ pentru unele plante cultivate i anume: porumb, fasole, cartof, ardei i bumbac.

XII. Centrul nord-american este patria florii-soarelui, viei de vie, porumbului, tutunului.

Caracteristicile centrelor genice

Centrele genice se gsesc situate n general n zone cu climat i condiii mai puin propice agriculturii (podiuri, zone muntoase etc.) i separate ntre ele prin bariere naturale (muni, ape, deerturi). Suprafaa total a acestor centre este relativ restrns, reprezentnd doar 2,5% din suprafaa uscat a globului.

S-a remarcat o legtur ntre diversificarea genetic i distribuia geografic. Astfel, s-a constatat o cretere progresiv a dimensiunilor fructelor, seminelor i a altor pri ale plantei pornind de la munii Himalaia spre zonele mediteraneene.

De asemenea s-a constatat c toate culturile de cmp se caracterizeaz printr-o durat de vegetaie mai scurt n zonele deertice, precum i n majoritatea zonelor muntoase.

Centrele genice sunt considerate de asemenea zone n care se ntlnesc numeroase forme cu rezisten natural la atacul bolilor i duntorilor.

Astfel, majoritatea speciilor de vi de vie provenite din America de Nord sunt foarte rezistente la filoxera i la man; centrul chinez este un important bazin de gene pentru imunitate la rapnul pomilor fructiferi, n centrul african i anume n Etiopia se ntlnesc forme de orz rezistente la virusul care produce nglbenirea i putrezirea plantelor, iar n Africa de Nord forme de gru rezistente la musca de Hessa etc.

Cu privire la condiiile pedoclimatice variate existente n aceste zone trebuie specificat c ele sunt diferite la distane foarte mici (uneori doar civa metri) i astfel o mutaie aprut chiar dac nu gsete condiii de supravieuire n locul de apariie le poate ntlni n imediata vecintate i poate astfel s se menin, adaptndu-se acestui biotop. Deci ansele de supravieuire ale unui nou tip sunt mult mai mari dect la es, unde condiiile sunt uniforme pe mari suprafee. Faptul c diversitatea existent n centrele genice s-a meninut att de mult timp poate fi explicat prin aceea c acestea sunt n general amplasate n zone mai ndeprtate de circulaia mondial i cu o agricultur nc primitiv.

In urma observrii caracterelor din aceste zone, s-a ajuns la dou constatri foarte importante pentru procesul de ameliorare. Astfel, s-a constatat c variabilittea exitent la o specie poate s fie ntlnit i la speciile nrudite. O alt constatate este legat de dispersia geneleor perimetrul centrului. In mijlocul centrului predomin caractere determinate de gene dominante, iar l periferie, sunt caractere determinte de gene recesive.

4.3. Procurarea studiul i pstrarea materialului iniial.Pentru utilizarea acestor forme este necesar colectarea i studiul lor. Colectarea materialului iniial este o activitate permanent a amelioratorilor, prin care coleciile existente se mbogesc, sau se creeaz colecii noi. Sursele de unde poate fi colectat material iniial nou sunt diverse, depinznd de tipul materialului. Soiurile noi pot fi procurate de pe piaa seminelor, de la centrele de ameliorare sau cu ocazia trgurilor i expoziiilor de profil agricol. Formele mai vechi i speciile din flora spontan se colecteaz direct din teren, prin efectuarea de expediii de colectare n arealele de existen a acestora. O surs modern de procurare a germoplasmei sunt centrele de resurse genetice sau bncile mde gene care se ocup cu realizarea de colecii u cu pstrarea lor.

Dup procurare, materialul biologic trece printr-o faz de carantin pentru a depista bolile i duntorii de carantin. Dup aceast faz urmeaz studierea formelor procurate pentru a se stabili dac sunt adaptate zonei deservit de laboratorul de ameliorare, dar i pentru a stabili care sunt caracterele valoroase sau nevaloroase pe care le prezint. Acest studiu se realizeaz n cmpul de colecie i are o durat de trei ani. Dup acest studiu se realizeaz o descriere a fiecrei forme realizndu-se o fi de descriere pe baza creia se stabilete n ce mod materialul va fi prelucrat n procesul de ameliorare. Cele mai valoroase forme vor fi trecute n colecia de lucru care se menine n permanen n cmp, iar celelalte se trec n colecia de baz care este destinat pstrrii.

Pstrarea coleciilor, n cadrul laboratoarelor de ameliorare are loc sub form de semine, n magazii obinuite pentru ca seminele s nu-i piard germinaia, coleciile se rensmneaz la intervale de 3-4 ani. Coleciile plantelor perene i cu nmulire vegetativ se menin permanent n cmp.

O metod modern d pstrare se realizeaz la bncile de gene sau la centrele de resurse genetice vegetale, care sunt instituii care au ca menire colectarea i pstrarea germoplasmei. La aceste instituii, exist depozite speciale, n care se controleaz factorii climatici (temperatur, umiditate) pentru a permite o pstrare pe o perioad mai lung de timp. Pentru plantele cu nmulire vegetativ sunt create laboratoare de pstrare a culturilor de celule i esuturi, unde este posibil pstrarea fr modificri a unui numr mare de genotipuri pe perioade nelimitate.

ntrebri de autoevaluare:

1.Ce se nelege prin centru de diversificare ?

2.Care sunt principalele caracteristici ale centrelor de diversificare ?

3.Ce se nelege prin plante primare i plante secundare de cultur ?

4.Ce se nelege prin material iniial de ameliorare ?

5.Care sunt principalele tipuri de material iniial ?

UNITATEA DE NVARE 5SELECIA CA METOD DE AMELIORARE

Cuvinte cheie: selecei, selecie direcional. Selecie stabilizatoare, selecie Rezumat

Alegerea formelor care corespund obiectivelor de ameliorare se realizeaz prin selecie. Selecia poate avea ca scop modificarea mediei unei populaii, unoformizarea populaieim sau mprirea ei n subpopulaii. Selecia se relizeaz prin alegerea de elite i urmrirea descendenelor acestora. Descendenele se pot urmri impreun sau separat.

Selecia este cea mai veche i cea mia folosit metod de ameliorare. Spre deosebire de selecia natural care asigur supravieuirea celui mai apt, selecia artificial este un proces prin care sunt favorizai indivizii care prezint caractere i nsuiri conform obiectivelor de ameliorare.

Principiul metodei seleciei n mas const n alegeerea dintr-o populaie a mai multor elite i nmulirea n amestec a acestora. Este deci, o selecie fenotipic deoarece descendenele elitelor nu se verific separat. Se pleac de la ideea c plantele valoroase alese dup fenotip vor fi i genotipic valoroase.

Selecia individual const n alegerea de elite i urmrirea separat a descendenelor acestora, n scopul unei estimri precise a valorii genotipului. Prin aceasta se obine o eficien sporit comparativ cu selecia n mas.

Durata medie de parcurgere a unitii de studiu este de 3 ore

5.1. Definiie i importn.

Selecia este cea mai veche i cea mia folosit metod de ameliorare. Spre deosebire de selecia natural care asigur supravieuirea celui mai apt, selecia artificial este un proces prin care sunt favorizai indivizii care prezint caractere i nsuiri conform obiectivelor de ameliorare. n unele situaii aciunea seleciei naturale este benefic ameliorrii (n cazul rezistenei la factorii de mediu nefavorabili, rezistena la boli i duntori). n alte situaii, cele dou tipuri de selecie au aciune contradictorie ( capacitate de producie, rezisten la cdere i scuturare, calitate)

Selecia poate fi definit drept metoda de ameliorare cu ajutorul creia se izoleaz genotipurile valoroase dintr-o populaie, prin intermediul alegerii celor mai buni indivizi (elite) i a celor mai bune descendene ale acestora.

Fiind drept ce are drept scop fixarea genotipurilor valoroase, izolate dintr-un material iniial, precum i meninerea acestora ct mai multe generaii prin nmulirea lor n producie, selecia reprezint o metod de baz obligatorie n programele de ameliorare dar i n producerea de smn.

5.2.Tipuri de selecie

Modalitile de aplicare a seleciei pot clasifica variantele de lucru dup dou criterii: dup scopul urmrit (ceea ce se ntmpl cu caracteristicile populaiei supuse seleciei) sau dup mdoul n care sunt studiate descendenele elitelor.

5.2.1. Selecia dup scop.

Selecia direcional este selecia prin care media unie populaii se modific spre una din valorile extreme, putnd scdea sau crete. Aceasta se obine prin eliminarea indivizilor de la una din extremele, fie a celor cu valori mici, cnd se dorete cretere mediei, fie a celor cu valori mari, cnd se dorete micorarea mediei. Acest tip de selecie se aplic frecvent n ameliorare.

Selecia stabilizatoare (conservativ) este selecia prin care se elimin valorile extreme, att a celor minime ct i a celor maxime, n final media rmnnd neschimbat, dar populaia va fi mai uniform. Acest tip de selecie se aplic n producerea de smn.

Selecia disruptiv (diversificatoare) este selecia prin care se elimin valorile din jurul mediei, n final rezultnd dintr-o populaie, dou populaii deosebite ntre ele. Acest tip de selecie poate fi aplicat n ameliorare.

5.2.2. Selecia dup modul de urmrire a descendenelor.

Dup modul de studiere a descendenelor plantelor elit, selecia poate fi n mas i individual, care sunt variante ale seleciei direcionale cu larg aplicabilitate n ameliorare.

Selecia n mas.

Principiul metode const n selecionarea dintr-o populaie a mai multor elite i nmulirea n amestec a acestora. Este deci, o selecie fenotipic deoarece descendenele elitelor nu se verific separat. Se pleac de la ideea c plantele valoroase alese dup fenotip vor fi i genotipic valoroase. Cu elitele reinute se formeaz o nou populaie. Pentru a avea uniformitatea necesar, elitele care se rein trebuie s se asemene ntre ele. Pentru a putea realiza aceasta, populaia suus seleciei trebuie s fie o populaie mare.

Rezultatele seleciei n mas depind de mrimea populaiei i de numrul elitelor extrase. Selecia n mas are ca speci

Selecia n mas pate fi pozitiv i negativ. Selecia pozitiv const n alegerea dintr-o populaie a indivizilor valoroi, iar selecia negativ reine din populaia prelucrat indivizii nevaloroi. Primul tip de selecie este specific procesului de ameliorare, iar cel de-al doilea producerii de smn.

Selecia pozitiv const n alegerea unui numr de elite i nmulirea lor n amestec. Acest tip este caracteristic ameliorrii i prezint mai multe variante.

Selecia n mas simpl (cu o singur alegere) const n alegerea unor elite asemntoare fenotipic din cadrul unei populaii i se formeaz o populaie nou care se va semna n parcele pentru a fi comparat cu o form martor. Este specific plantelor autogame, deoarece epuizeaz variabilitatea ntr-o singur alegere.Selecia n mas repetat const n repetarea alegerii de elite timp de mai muli ani pn cnd noua populaie nu mai evideniaz deosebiri semnificative fa de populaia din anul precedent (din care s-au extras elitele). Este specific plantelor alogame.

Cmpul de alegere

Cmpul de control

CCO

Culturi comparative de orientare

CCC

Culturi comparative de concurs

Testare la ISTIS

Figura 5.1. Schema seleciei n mas simpl

Cmpul de alegere

Cmpul de alegere

CCCmpul de control

CCO

Culturi comparative de orientare

CCC

Culturi comparative de concurs

Testare la ISTIS

Figura 5.2. Schema seleciei n mas repetat

Selecia n mas pe grupe se aplic dac materialul iniial este foarte heterogen i concomitent se pot forma mai multe grupe de elite care trebuie s se deosebeasc ntre ele prin caractere evidente. Extragerea elitelor se poate realiza o singur dat, iar n cadrul grupelor formate, la plantele alogame se poate aplica o selecie de uniformizare.

Cmpul de alegere

CCCmpul de control

CCOCulturi comparative de orientare

CCCCulturi comparative de concurs

Testare la ISTIS

Figura 5.3. Schema seleciei n mas pe grupeSelecia individual.

Selecia individual const n alegerea de elite i urmrirea separat a descendenelor acestora, n scopul unei estimri precise a valorii genotipului. Prin aceasta se obine o eficien sporit comparativ cu selecia n mas. Selecia individual este o metod aplicat n prelucrarea populaiilor mici cu variabilitate mare, fiind ua dintre metodele cele mai precise i mai mult utilizate n programele de ameliorare.Selecia individual prezint dou variante.

Selecia individual cu o singur alegere const n reinerea de elite i semnatul lor individual n vederea obinerii descendenelor. Descendenele se verific mai muli ani n cmpul de ameliorare, n final obinndu-se un nou soi. Este specific plantelor autogame i cu nmulire vegetativ.

Selecia individual repetat anual se aplic atunci cnd n interiorul descendenei apar variaii genetice au valoare selectiv. Repetarea alegerii de elite din descendene are loc pn cnd se obin descendene valoroase i stabile. Este o metod specific plantelor alogame. Pentru eficientizarea procesului de selecie. Selecia individual repetat folosuit la ,plantele alogame prezint unele variante modificate pentru eficientiza procesul de prelucrare a vraibilitii. Aceste variante urmresc un control al polenizrilor, prin excluderea de la polenizare a indivizilor nevaloroi nainte de nflorit. Pentru caracterele care se evideniaz dup nflorit, s-a elaborat o metod modificat, numit varianta rezervei de smn, metod care prevede verificarea separat descendenelor, urmnd ca repetarea extragerii elitelor s se fac n anul urmtor verificrii, pentru descendenele valoroase, folosindu-se o rezerv din smna iniial.

Cmpul de alegere

X X

Cmpul de selecie

CCCmpul de control

CCOCulturi comparative de orientare

CCCCulturi comparative de concurs

Testare la ISTIS

Figura 5.4. Schema seleciei individuale cu o singur legere

Cmpul de alegere

X X

Cmpul de selecie

X X

Cmpul de selecie

CCCmpul de control

CCOCulturi comparative de orientare

CCCCulturi comparative de concurs

Testare la ISTIS

Figura 5.5. Schema seleciei individuale repetat

ntrebri de autoverificare:

1. Definiia seleciei.

2. Clasificarea seleciei dup scopul urmrit.

3. Care este principiul seleciei n mas i care sunt variantele de lucru.

4. Care este principiul seleciei individuale i care sunt variantele de lucru.

UNITATEA DE NVARE 6UTILIZAREA HIBRIDRII N AMELIORARE

Cuvinte cheie: hibridare, tipuri de hibridare, selecie genealogic, seldc ie tardiv, castrare, polenizare Rezumat

Hibridara este principala metod de provocare a variabilitii la plantele autogame. ncepnd cu generaia F2 datorit recombinrii i a segregrii apare variabilitate care poate fi prelucrat prin selecie individual. n fucnie de momentul nceperii seleciei, aceasta poate fi genealogic, tardiv sau n populaii pariele. Realizarea hibrizilor de poate face n mai multe moduri, utiliznd doi sau mai muli genitori (hibridare simpl sau complex) care pot aparine aceleiai specii sau pot face parte din specii diferite (hibridare apropiat sau ndeprtat). O vriant special a hibridrii este back-cross-ul, care poate aplicat simplu, repetat sai n trepte.

Pentru ameliorare, n sens larg, hibridarea este o metod de creare a variabilitii prin ncruciarea ntre indivizi care fac parte din soiuri, specii sau genuri diferite. Dup scopul care se urmrete a fi realizat, hibridarea poate fi divergent, cnd duce la diversificare, deci la apariia variabilitii, sau convergent cnd are ca efect restrngerea variabilitii.

Populaiile hibride formate n urma ncrucirilor trebuie prelucrate prin selecie pentru a depista segregntele care corespund obiectivelor de ameliorare. Selecia n populaii hibride poate ncepe n generaia F2 (genealogic) sau n F5-7 (tardiv)

Pentru efectuarea hibridrilor se parcurg urmtoarele etape: alegera genitorilor, pregtirea fomei mam pentru castrat, castrarea, polenizarea, recoltarea seminei hibride.

Durata medie de parcurgere a unitii de studiu este de 3 ore

6.1. Importana hibridrii.

nc de la nceputurile ameliorrii plantelor, ca o activitate contient, hibridarea a fost metoda prin care s-a ncercat obinerea unor combinaii noi de caractere. Dup punerea la punct a fundamentrii tiinifice prin elaborarea legilor ereditii de ctre G.Mendel i a teoriei cromozomiale a ereditii de ctre T.H.Morgan, hibridarea a constituit i nc mai constituie, metoda de baz utilizat n ameliorare.

Hibridrile naturale au dus la apariia unor forme valoroase n intervale de timp foarte lungi datorit caracterului lor limitat. n majoritatea cazurilor, ncrucirile naturale s-au produs ntre forme apropiate, foarte asemntoare. De asemenea, ele s-au produs ntmpltor, foarte multe dintre rezultatele acestor ncruciri fiind puin valoroase sau chiar duntoare.

Hibridarea, ca metod de ameliorare s-a conturat nc din secolul al XIX-lea. Cu timpul a devenit cea mia folosit metod, ajungndu-se astzi, s fie aplicat planificat n vederea obinerii unor genotipuri cu anumite combinaii de gene.

Dac se dorete definirea hibridrii, din punct de vedere genetic, hibridarea constituie o ncruciare ntre doi genitori care se deosebesc prin cel puin o pereche de caractere. Pentru ameliorare, n sens larg, hibridarea este o metod de creare a variabilitii prin ncruciarea ntre indivizi care fac parte din soiuri, specii sau genuri diferite.

La realizarea diversitii n urma hibridrii concur o serie de fenomene genetice care permit apariia unui material iniial nou. Principala consecin a hibridrii este recombinarea genetic. Prin unirea celor doi gamei, provenii de la cele dou forme parentale se realizeaz combinaii noi de gene, fiecare genitor participnd cu zestrea sa genetic. Aceasta va constitui baza de aciune a altor fenomene genetice.

La sporirea variabilitii concur i alte fenomene genetice: nlnuirea genelor (linkage), crossing-over-ul sau diferite interaciuni ntre genele alele ori nealele. Toate aceste fenomene care nsoesc nmulirea sexuat ofer posibilitatea manifestrii unei variabiliti foarte pronunate, ns nu tot ceea ce apare nou poate fi valorificat.

Cu toate c hibridarea este o metod veche, va rmne n continuare modalitatea principal prin care se poate provoca variabilitatea la toate speciile supuse ameliorrii. Uurina cu care se aplic este un argument n plus pentru meninerea ei ca metod de baz.

6.2. Tipuri de hibridare folosite n ameliorarea plantelor.

Hibridarea fiind o metod foarte mult utilizat, s-a ajuns la situaia de a fi aplicat sub mai multe forme. Astfel, se pot face diferite clasificri ale hibridrii, dup mai multe criterii. Dup modul n care se realizeaz, hibridarea poate fi natural i artificial. Cea mai larg clasificare a hibridrii se poate realiza dup numrul genitorilor ce particip la realizarea hibridului. Dup gradul de nrudire a formelor parentale, hibridarea poate fi apropiat (intraspecific) sau ndeprtat (interspecific, dac speciile sunt aparintoare aceluiai gen, sau intergeneric, dac speciile sunt din genuri diferite).

Dup scopul care se urmrete a fi realizat, hibridarea poate fi divergent, cnd duce la diversificare, deci la apariia variabilitii, sau convergent cnd are ca efect restrngerea variabilitii. Toate tipurile de hibridare, cu excepia unuia, oricare ar fi criteriul de clasificare, sunt divergente. Excepie face un caz aparte a hibridrii simple, back-cross-ul, prin care se revine la un genotip existent anterior. Efecte asemntoare back-cross-ului se pot obine i prin aplicarea unor hibridri succesive.

6.2.1.Hibridarea n funcie de modul de realizare.

n funcie de intervenia omului n realizarea hibridrii exist dou variante ale hibridrii: hibridare natural, care se realizeaz fr aportul omului i hibridare artificial, care este dependent de aciunea amelioratorului.

Hibridarea natural a avut un rol deosebit n evoluia speciilor, dar i n ameliorare, la nceputurile acesteia ca activitate contient.

n cazul hibridrii naturale, ncrucirile se realizeaz spontan, din acest motiv nu se cunoate de la cine a provenit polenul, deci nu se tie care este combinaia hibrid.

Hibridarea artificial este o activitate controlat care necesit intervenia omului n realizarea hibridului.n obinerea dirijat a unor hibrizi trebuie controlat foarte strict polenizarea. Stabilirea partenerilor care se vor ncrucia este elementul hotrtor n crearea unor hibrizi valoroi. ncrucirile nu se fac la ntmplare. Formele parentale se aleg judicios, dup un studiu prealabil foarte bine fundamentat.

6.2.2.Hibridarea dup numrul genitorilor.

Dup umrul formelor parentale ce particip la realizarea hibridului, hibridarea poate fi simpl, cnd particip doi genitori i hibridare complex, cnd la realizarea hibridului particip mai mult de doi genitori.

Hibridarea simpl

Hibridarea simpl este cea mai folosit n ameliorare i producerea de smn i const n ncruciarea a dou genotipuri diferite (A x B), acestea putnd fi soiuri, linii, linii consangvinizate. Hibridarea simpl este foarte mult utilizat pentru provocarea variabilitii la speciile autogame, al toate grupele de plante, agricole i horticole. Hibridarea simpl poate aprea sub mai multe forme, n funcie de modul n care se folosesc genitorii.

Dac se are n vedere poziia pe care o ocup genitorii n hibridare, hibridarea simpl poate fi direct i reciproc.

Hibridarea direct poziioneaz unul dintre genitori ca form mam, iar cellalt ca form tat. Forma mai precoce se va utiliza ca mam pentru avea flori neajunse la maturitate. Acesta este doar un criteriu arbitrar pentru stabilirea poziiei n hibridare.

Hibridarea reciproc este ncruciarea n care poziia partenerilor se schimb. Dac hibridul direct este de tipul A x B, reciprocul su este B x A; forma care a fost utilizat ca mam va fi folosit ca tat. Hibridarea reciproc se efectueaz atunci cnd hibridul direct ncercat nu s-a putut obine..

Modul de utilizare a genitorilor n hibridarea simpl a dus la apariia unor modaliti aparte de lucru care constituie metode distincte de ameliorare convergent (retroncruciarea sau backcrossul) sau metode de studiu genetic al determinismului caracterelor (bazate pe diferite sisteme de calcul), ori studiul valorii unor genitori ca forme parentale n obinerea hibrizilor comerciali (hibridarea ciclic sau hibridarea dialel).

Backcrossul - este o hibridare care const n ncruciarea unui hibrid F1 cu unul dintre prini, spre exemplu [ ( A x B )xA]xA. Este considerat o hibridare simpl deoarece are la baz numai doi genitori. Fiind o metod prin care, n fond, variabilitatea genetic se restrnge, backcrossul va fi tratat pe larg separat. Ca metod de ameliorare, cack-cross-ul const n ncruciarea repetat a unui hibrid F1 cu unul dintre prini, la ncruciate alegndu-se plantele care se aseamn ct mai mult cu printele folosit (cel care trebuie corectat), dar care s prezinte i caracterele dorite a se transfera de la cellalt printe. Ca urmare, n acest tip de ncruciare apar dou categorii de forme parentale. Printele folosit la ncruciarea cu hibridul F1 este printele valoros, dar deficitar n privina ctorva caractere. Aceast form parental este denumit printe recurent. Cellalt genitor, de la care se preiau genele cu ajutorul crora se vor corecta deficienele printelui recurent, este denumit printe donator. Pentru a mbunti printele recurent, numrul retroncrucirilor necesare depinde de complexitatea genotipului printelui recurent i de numrul genelor care trebuie preluate de la printele donator.

Hibridarea ciclic este o metod prin care se obin mai muli hibrizi simpli din ncruciarea mai multor genitori, folosii de regul ca form mam, cu un tester. n cazul unui set de patru genitori (A, B, C, D), hibridarea ciclic const n ncruciarea tuturor cu un tester i obinerea hibrizilor: A x T, B x T, C x T, D x T. Valoarea genotipurilor ca genitori rezult n urma studierii hibrizilor obinui n culturi comparative. Hibrizii avnd unul dintre prini acelai genotip (testerul), diferenele dintre ei se datoreaz capacitii printelui testat de a transmite nsuirile sale valoroase prin hibridare. Aceasta este capacitatea combinativ general.

Hibridarea dialel este un sistem de hibridare care necesit un set de genitori, ntre acetia efectundu-se toate ncrucirile posibile. Acest tip de hibridare se folosete n studiile de analiz genetic sau n selecia liniilor consangvinizate pentru stabilirea capacitii combinative specifice. Acest tip de testare stabilete care este cea mai valoroas combinaie hibrid.

n cazul unui grup de patru genitori (A, B, C, D), hibridarea dialel const n executarea urmtoarelor ncruciri:

A x B

B x C

C x D

A x C

B x D

A x D

La plantele autogame, hibridarea dialel se practic numai n studiile de genetic. Exist multe sisteme de calcul i interpretare prin care n urma efecturii unor ncruciri dialele se pot obine informaii despre numrul genelor implicat n realizarea unor caractere sau a interaciunilor dintre acestea.

Hibridarea complex

Hibridarea complex se realizeaz prin folosirea la realizarea hibridului a mai mult de doi genitori. Hibrizii compleci sunt des utilizai n ameliorare, n cadrul acestora putndu-se combina un numr mai mare de nsuiri, n final rezultnd un genotip care reunete caractere din surse diferite.

Utilizarea mai multor genitori se poate face n dou moduri: prin hibridare n mas sau prin hibridare n perechi.

Hibridarea n mas (poly-cross) se aplic la plantele alogame i const n ncruciarea liber, fr castrare a mai multor elite reinute din dou sau mai multe soiuri diferite, dup care urmeaz un studiu al descendenelor rezultate i alegerea celor mai valoroase, care prin amestecare vor forma un soi nou. Hibridarea n mas este mai puin utilizat. Ca metod de ameliorare, de folosete n ameliorarea unor specii furajere care se pot nmuli i vegetativ.

Hibridarea n perechi este mult mai utilizat, att n ameliorare ct i n producerea de smn. Printr-o astfel de hibridare se poate modela un viitor genotip, care, fie c va fi cultivat, fie c va fi prelucrat prin selecie pentru obinerea de noi soiuri. Hibridarea complex n perechi poate crea mai multe tipuri de hibrizi.

Hibrizii trilinairi sunt hibrizi la realizarea crora concur trei genitori i se obin din ncruciarea unui hibrid simplu cu un al treilea genitor: (A x B) x C.

Hibr