variabilitatea conŢinutului de amidon Şi fibre la ... · porumb în hrana omului, a animalelor,...

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI

MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA

SCOALA DOCTORALĂ

Ing. TEODORA VERONICA ŞCHIOP

VARIABILITATEA CONŢINUTULUI DE AMIDON ŞI FIBRE

LA POPULAŢII LOCALE ŞI SINTETICE,

LINII CONSANGVINIZATE ŞI HIBRIZI DE PORUMB

REZUMAT AL TEZEI DE DOCTORAT

CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC

PROF. DR. IOAN HAŞ

CLUJ-NAPOCA

2011

1

CUPRINS

CAPITOLUL I

IMPORTANŢA ECONOMICĂ ŞI RĂSPÂNDIREA GEOGRAFICĂ A

PORUMBULUI………………………………………………………………

9

6

1.1 IMPORTANŢA ECONOMICĂ………………………………………………. 9 6

1.2 RĂSPÂNDIREA GEOGRAFICĂ……………………………………………. 13 7

1.3 PRODUCŢIA DE PORUMB PE PLAN MONDIAL………………………… 14 7

1.4 SITUAŢIA SUPRAFEŢELOR ŞI A PRODUCŢIILOR DE PORUMB ÎN

ROMÂNIA………………………………………………..…………………...

16

8

1.5 UTILIZĂRILE PORUMBULUI……………………………………………… 21

1.6 UTILIZĂRI SPECIFICE ALE AMIDONULUI DE PORUMB....................... 24

CAPITOLUL II

GENETICA ŞI AMELIORAREA CONŢINUTULUI DE AMIDON ............ 28

2.1 GENE CARE CONDIŢIONEAZĂ CONŢINUTUL DE AMIDON LA

PORUMB………………………………………………..…………………….

28

2.2 GENE CARE INFLUENŢEAZĂ DEZVOLTAREA BOABELOR………….. 35

2.3 ANALIZA BIOCHIMICĂ A CONŢINUTULUI DE CARBOHIDRAŢI......... 36

2.4 INTERACŢIUNI ÎNTRE ACUMULAREA COMPONENTELOR

BOBULUI……………………………………………………………………..

42

2.5 STRUCTURA MOLECULARĂ A AMIDONULUI DE PORUMB................ 42

2.5.1 Structura generală a amidonului............................................................. 43

2.5.2 Structura fină a amilozei.......................................................................... 44

2.5.3 Structura fină a amilopectinei.................................................................. 45

2.6 MUTANŢI PENTRU COMPOZIŢIA AMIDONULUI DIN PORUMB.......... 46

2.6.1 Structura amidonului pentru mutanţii cu conţinut ridicat de amiloză 46

2.6.2 Structura amidonului pentru mutanţii cu conţinut ridicat de

amilopectină................................................................................................

48

2.6.3 Structura amidonului pentru alte tipuri de endosperm........................ 48

2.7 ORGANIZAREA GRANULELOR DE AMIDON…………………………… 52

2.8 PROPRIETĂŢI ALE AMIDONULUI DE PORUMB………………………... 55

2.8.1 Proprietăţi generale................................................................................... 55

2.8.2 Proprietăţi ale amidonului din mutanţii bogaţi in amiloză.................... 59

2.8.3 Proprietăţi ale amidonului din mutanţii cu gena wx.............................. 60

2.8.4 Proprietăţi ale amidonului din alte tipuri mutanţi de porumb şi linii

consangvinizte...................................................................................................

61

2

CAPITOLUL III

VARIABILITATEA CONŢINUTULUI DE FIBRE LA PORUMB………… 63

3.1 CONSIDERAŢII GENERALE.......................................................................... 63

3.2 IMPORTANŢA CONŢINUTULUI DE FIBRE LA PORUMB……………… 65

3.3 UTILIZĂRI SPECIFICE ALE FIBRELOR DE PORUMB………………….. 67

CAPITOLUL IV

OBIECTIVELE TEZEI DE DOCTORAT…………………………………… 75 9

4.1 MOTIVAŢIA CERCETĂRII…………………………………………………. 75

4.2 OBIECTIVE....................................................................................................... 77

CAPITOLUL V

CONDIŢIILELE PEDO-CLIMATICE DE DESFĂŞURARE A

EXPERIENŢELOR..............................................................................................

78

CAPITOLUL VI

MATERIALUL BIOLOGIC ŞI METODA DE LUCRU................................. 82 10

6.1 CREAREA LINIILOR CONSANGVINIZATE ISONUCLEARE.................... 82

6.2 TEHNOLOGIA APLICATĂ ÎN CÂMPUL EXPERIMENTAL....................... 86

6.3 PREGĂTIREA MATERIALULUI PENTRU ANALIZE CHIMICE................ 87

6.4 PRELUCRAREA STATISTICĂ A REZULTATELOR EXPERIMENTALE.. 91

CAPITOLUL VII

REZULTATE OBŢINUTE ŞI DISCUŢII........................................................ 95 13

7.1 STUDIUL POPULAŢIILOR LOCALE DIN COLECŢIA SCDA TURDA.... 95 13

7.1.1 Conţinutul de amidon şi fibre la populaţiile locale din colecţia SCDA

Turda..................................................................................................................

95

7.1.2 Studiul relaţiilor dintre constituenţii bobului la populaţiile locale..... 98

7.2 STUDIUL POPULAŢIILOR SINTETICE CREATE LA SCDA TURDA......... 103 14

7.2.1 Conţinutul de amidon şi fibre la populaţiile sintetice create la SCDA

Turda..................................................................................................................

103

7.2.2 Studiul relaţiilor dintre constituenţii bobului la populaţiile sintetice.. 107

7.3 STUDIUL LINIILOR CONSANGVINIZATE CREATE LA SCDA TURDA. 112 15

7.3.1 Conţinutul de amidon şi fibre la liniile consangvinizate create la

SCDA Turda.....................................................................................................

112

7.3.2 Studiul relaţiilor dintre constituenţii bobului la liniile consangvinizate.. 120

7.4 CONŢINUTUL DE AMIDON ŞI FIBRE AL LINIILOR

CONSANGVINIZATE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC BALANSAT.............

161

16

7.4.1 Conţinutul în amidon şi fibre la cinci grupe de linii consangvinizate

isonucleare.........................................................................................................

161

7.4.2 Ponderea factorilor genetici localizaţi în citoplasmă şi nucleu în

determinismul conţinutului de amidon şi fibre la un sistem de linii

isonucleare balansat........................................................................................

165

3

7.5 CONŢINUTUL DE AMIDON SI FIBRE AL LINIILOR

CONSANGVINIZATE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC NEBALANSAT........

166

18

7.5.1 Conţinutul de amidon al liniilor consangvinizate în sistemul genetic

nebalansat..........................................................................................................

166

7.5.2 Conţinutul de fibre solubile al liniilor consangvinizate într-un sistem

genetic nebalansat.............................................................................................

169


CONSANGVINIZATE FORME PARENTALE ÎN SISTEM DIALEL...........

172

20

7.6.1 Conţinutul de amidon al liniilor consangvinizate forme parentale în

sistem dialel.......................................................................................................

172

7.6.2 Conţinutul de fibre al liniilor consangvinizate forme parentale în

sistem dialel.......................................................................................................

173

7.7 TRANSMITEREA EREDITARĂ A CONŢINUTULUI DE AMIDON ŞI

FIBRE SOLUBILE LA PORUMB ÎNTR-UN SISTEM GENETIC DE LINII

CONSANGVINIZATE ISONUCLEARE.........................................................

174

22

7.7.1 Varianţa conţinutului de amidon în cinci seturi de linii consangvinizate

isonucleare.........................................................................................................

174

7.7.2 Influenţa acţiunilor genice de natură citoplasmatică, nucleară şi

interacţiunilor citoplasmă × nucleu în ereditatea conţinutului de amidon

178

7.7.3 Varianţa conţinutului de fibre solubile în cinci seturi de linii

consangvinizate isonucleare......................................................................

183

7.7.4 Influenţa acţiunilor genice de natură citoplasmatică, nucleară şi

interacţiunilor citoplasmă×nucleu în ereditatea conţinutului de fibre......

187

7.8 EREDITATEA UNOR CARACTERE DE INTERES AGRONOMIC LA

PORUMBUL TIMPURIU STUDIATĂ ÎNTR-UN SISTEM DIALEL DE

TIPUL p(p-1)......................................................................................................

192

7.8.1 Studiul eredităţii greutăţii ştiuletelui....................................................... 192

7.8.2 Studiul eredităţii lungimii ştiuletelui....................................................... 195

7.8.3 Studiul eredităţii numărului de rânduri de boabe pe ştiulete................. 200

7.8.4 Studiul eredităţii capacităţii de producţie............................................... 204

7.8.5 Studiul eredităţii conţinutului de substanţă uscată în boabe la

recoltare......................................................................................................

209

7.9 EREDITATEA CONŢINUTULUI DE AMIDON ŞI FIBRE SOLUBILE LA

UN SISTEM DIALEL DE TIPUL p(p-1) REALIZAT ÎNTRE LINII

CONSANGVINIZATE TIMPURII...................................................................

213

25

7.9.1 Studiul eredităţii conţinutului de amidon............................................... 213 25

7.9.2 Studiul eredităţii conţinutului de fibre.................................................... 221 28

CAPITOLUL VIII

CONCLUZII ŞI RECOMANDĂRI.................................................................. 229 32

BIBLIOGRAFIE............................................................................................. 234 35

4

CUVÂNT ÎNAINTE

Porumbul este una din cele mai importante plante de cultură, datorită

suprafeţelor mari pe care le ocupă, datorită productivităţii ridicate şi a multiplelor sale

intrebuinţări în alimentaţia oamenilor, în zootehnie şi în industrie.

Ameliorarea modernă a porumbului a impus obţinerea unor genotipuri

productive şi de calitate, care să corespundă cerinţelor privind utilizarea boabelor de

porumb în hrana omului, a animalelor, dar şi ca materie primă în industria alimentară,

industria hârtiei, a ambalajelor, industria farmaceutică şi cosmetică, în obţinerea

adezivilor, lacurilor, vopselelor, iar mai recent a biocarburanţilor.

Conţinutul mare în amidon al bobului de porumb a făcut ca în jurul acestui

constituent să se dezvolte o adevărată industruie. Având în vedere numeroasele

utilizări ale amidonului, studiul variabilităţii acestui component dominant al bobului

de porumb capătă o importanţă deosebită. Cunoaşerea conţinutului de amidon din

diferite genotipuri (populaţii locale, populaţii sintetice, soiuri, linii consangvinizate,

hibrizi) este necesară în stabilirea utilizării acestora, luând în considerare si faptul că

acest component este corelat negativ cu conţinutul de proteină şi grăsimi.

Cunoaşterea conţinutului de fibre din bobul de porumb este importantă din

perspectiva utilizării acestora în alimentaţia umană şi ca furaj pentru animale. Fibrele

din porumb sunt un produs secundar al prelucrării industriale umede. Industria

procesatoare a porumbului produce anual circa 4 milioane de tone de fibră de porumb,

cantităţi care sunt valorificate ca nutreţuri, un ingredient ieftin în hrana animalelor.

Fibrele din porumb prezintă potenţial ca materie primă la fabricarea de diferite

produse, fiind disponibilă pe scară largă în ţări mari producătoare de porumb. O

importantă utilizare a fibrelor de porumb se referă la obţinerea uleiului de fibra de

porumb, cu rol important in reducerea colesterolului (SINGH şi colab, 2001). În timp ce

conţinutul de ulei din fibră este de 2%, conţinutul de gumă din aceasta este de 40%

(DONER şi colab. 1998). Poate fi folosită în produsele alimentare ca emulsificator,

agent de îngroşare sau sursă de fibre solubile. În industrie poate fi folosită la obţinerea

adezivilor sau ca agent de îngroşare pentru vopselele pe bază de apă.

5

Prezenta lucrare cuprinde rezultatele cercetărilor efectuate în perioada 2009-

2010, în câmpul experimental şi laboratorul de ameliorare a porumbului de la SCDA

Turda.

Teza de doctorat este structurată pe 8 capitole, şi cuprinde 244 pagini, 100

tabele, 81 figuri, 157 titluri bibliografice.

Teza nu ar fi putut fi realizată fără sprijinul şi îndrumarea distinsului Prof. Dr.

IOAN HAŞ. Dânsului îi adresez cele mai calde mulţumiri pentru suportul ştiinţific,

îndrumarea, atenţia, răbdarea şi sprijinul permanent acordat în aceşti ani.

Mulţumirile mele se îndreapta şi către doamna Ing. Dr. Voichita Haş, şeful

Laboratorului de ameliorare a Porumbului din cadrul SCDA Turda, pentru sprijinul

acordat în realizarea experientelor şi interpretarea rezultatelor, precum şi către întregul

colectiv al Laboratorului de ameliorare a Porumbului din cadrul SCDA Turda, care

mi-au oferit sprijinul lor în vederea realizării experienţelor.

Multumesc colegilor de la Disciplina de Genetica şi Ameliorarea Plantelor

pentru sprijinul acordat pe tot parcursul elaborării tezei de doctorat.

Alese mulţumiri şi recunoştinţă se îndreaptă către soţul meu, către familia mea, cei

care m-au sprijinit moral pe tot parcursul acestor ani de pregătire şi elaborare a tezei.

Vă multumesc !

6

CAPITOLUL I

IMPORTANŢA ECONOMICĂ ŞI RĂSPÂNDIREA GEOGRAFICĂ

A PORUMBULUI

1.1. IMPORTANŢA ECONOMICĂ

Una dintre cele mai importante plante de cultură, porumbul ocupă pe plan

mondial locul trei ca suprafaţă şi primul loc ca producţie, fiind devansat ca suprafaţă

de grâu şi orez. Prin suprafeţele mari pe care le ocupă şi producţiile ce le realizează,

devine un component de baza în asigurarea hranei. Datorită compoziţiei chimice a

tuturor părţilor componente, porumbul pe lângă importanţa alimentară pe care o

prezintă pentru om constituie şi un furaj de bază în hrana animalelor şi o valoroasă

materie primă pentru industrie.

Din producţia mondială de porumb, asa cum statisticile FAO o arată, cea mai

mare parte se foloseşte pentru furajarea animalelor (72%), urmată de consumul în

alimentaţia umană (21%) şi doar 7% fiind destinat industrializării. Ca aliment,

porumbul are şi unele neajunsuri, din care remarcăm cantitatea redusă a unor

aminoacizi esenţiali, cum sunt lizina şi triptofanul, lipsa vitaminelor C şi D şi altele.

Cu toate acestea, porumbul rămâne sursa de bază în furajarea animalelor, sub forma

de nutreţ concentrat, siloz sau masă verde.

Forma sub care porumbul este cel mai des folosit în alimentaţie este forma

procesată prin măcinare uscată sau umedă. Prin măcinare umedă se pot separa

amidonul, proteinele, fibrele şi germenii. Prin măcinare uscată se se separă fracţiunile

de endosperm de diferite dimensiuni (făină, grişuri) de germenii bogaţi în grăsimi, şi

de fibre. Amidonul şi produsele de măciniş stau la baza obţinerii snacks-urilor,

cerealelor pentru micul dejun, siropurilor şi alcoolului. Cel mai mare consumator al

porumbului măcinat este industria bauturilor alcoolice. Produsele de măciniş

constituie o sursă ieftină de carbohidraţi fermentescibili. Prin hidroliză enzimatică

amidonul este transformat în zaharuri, rezultând plămada dulce, produs ce stă la baza

obţinerii băuturilor alcoolice precum berea sau băuturi distilate (votka, whiskey). O

7

recentă utilizare a amidonului este legată de extracţia de bioetanol. Obţinerea

etanolului din materii prime amidonoase (aşa cum este şi porumbul) presupune

transformarea amidonului în zahăr fermentescibil proces ce se realizează sub acţiunea

enzimelor amilolitice. Peste 30% din porumbul cultivat în SUA în 2006 a fost folosit

pentru producţia de bioetanol. Din acest punct de vedere, porumbul tinde să devină

cea mai importantă plantă energetică pentru zona temperată.

Fibrele din porumb sunt un produs secundar al prelucrării industriale umede,

Industrie ce produce anual circa 4 milioane de tone de fibră de porumb. Aceste

cantităţi sunt valorificate ca nutreţuri, un ingredient ieftin în hrana animalelor.

Cercetările recente efectuate asupra fibrei de porumb au arătat că acestea pot fi

folosite pentru extracţia de ulei de fibră de porumb, care are un rol important în

reducerea colesterolului din sange. O importantă utilizare a fibrelor de porumb se

referă şi la obţinerea agenţilor de gelificare, a gumelor. În industrie poate fi folosită la

obţinerea adezivilor sau ca agent de îngroşare pentru vopselele pe bază de apă.

1.2. RĂSPÂNDIREA GEOGRAFICĂ

Din centrul de origine (Mexic, America Centrală, America de Sud), porumbul

s-a răspândit şi este cultivat pe glob în foarte multe condiţii de climă şi sol. Arealul

geografic se întinde între paralelele 42º latitudine sudică (Noua Zeelandă) şi 53º

latitudine nordică (Rusia). Pentru boabe, zona de cultură a porumbului este delimitată

de izoterma de 18º a lunii iulie. Pentru furaj, în emisfera nordică se poate cultiva până

la paralela de 59º în Rusia.

1.3. PRODUCŢIA DE PORUMB PE PLAN MONDIAL

Suprafaţa totală cultivată pe glob a sporit în ultimele decenii, de la 86 milioane

hectare în perioada 1948- 1950 la peste 144,4 milioane hectare în anul 2006 (FAO, 2006).

În anul 2006, în privinţa suprafeţelor cultivate, porumbul ocupă locul al treilea după grâu

8

(216,1 milioane hectare) şi orez (154,3 milioane hectare), iar cele mai mari suprafeţe

cultivate sunt în SUA, China, Brazilia, India, Mexic etc. (VÂRBAN, 2008).

Tabelul 1

Suprafaţa şi producţia de porumb pe continente, 2006 (după Vârban, 2008)

Zona geografică Suprafaţa

(mii ha)

Producţia medie

(kg/ha)

Producţia totală

(mii tone)

AFRICA 26118 1771 46260

AMERICA DE NORD ŞI CENTRALĂ 38772 6027 301654

AMERICA DE SUD 18586 3316 66990

ASIA 47365 4286 203025

EUROPA 13439 5710 76742

OCEANIA 96 5835 558

TOTAL 144376

1.4 SITUAŢIA SUPRAFEŢELOR ŞI A PRODUCŢIILOR DE PORUMB ÎN

ROMÂNIA

În România, porumbul are condiţii favorabile de cultură pe ce mai mare parte din

suprafaţa arabilă. Din punct de vedere ecologic nu există zone în care care cerinţele

porumbului să fie satisfăcute în optimum în fiecare an, având în vedere că în diferite

regiuni ale ţării pot să apară unii factori mai puţin prielnici culturii (temperaturi scăzute în

primăvară, exces de umiditate, secete prelungite în cursul verii etc.).

Zona foarte favorabilă cuprinde câmpia din vestul ţării (de la Carei la

Moraviţa), pe soluri fertile (mai puţin nisipuri şi sărături) şi regim termic favorabil, în

Câmpia Română şi Lunca Dunării. În această zonă predomină solurile fertile, numărul

zilelor cu temperaturi medii zilnice mai mari de 10º C este de 190-200, iar cantitatea

anuală de precipitaţii se ridică la 550-600. Din punct de vedere termic există condiţii

foarte favorabile pentru cultivarea cu precădere a hibrizilor tardivi, iar potenţialul

natural al zonei permite obţinerea unor producţii de peste 6000 kg/ha.

9

CAPITOLUL II

OBIECTIVELE TEZEI DE DOCTORAT

Prin acest proiect de cercetare se urmăreşte realizarea urmatoarelor obiective:

studiul colecţiei de populaţii locale, soiuri, populaţii sintetice privind

conţinutul de amidon şi fibre şi identificarea unor corelaţii cu caractere ale

plantei, ştiuletelui şi boabelor;

identificarea din colectia de linii consangvinizate a genotipurilor

bogate/sărace în amidon si fibre;

evidenţierea rolului citoplasmei în transmiterea ereditară a conţinutului de

amidon şi fibre;

studiul transmiterii ereditare a conţinutului de amidon şi fibre;

identificarea unor genotipuri (populaţii locale, linii consangvinizate) pentru

iniţierea ciclurilor primare pentru selecţie direcţională pentru caracterele

studiate.

10

CAPITOLUL III

MATERIALUL BIOLOGIC ŞI METODA DE LUCRU

Analiza conţinutului de amidon şi fibre s-a realizat la colectia de genotipuri de

porumb al Laboratorului de Ameliorare a Porumbului de la S.C.D.A. Turda. Au fost

cuprinse în studiu următoarele tipuri de germoplasmă:

258 populaţii locale;

60 populaţii sintetice, composite şi soiuri locale;

422 linii consangvinizate create la S.C.D.A. Turda;

un sistem dialel cu 30 de hibrizi simpli şi cele şase forme parentale de tipul

p(p-1);

pentru determinarea conţinutului de amidon şi fibre au fost luate în studiu şi

cinci sisteme ciclice cu linii isonucleare (pe citoplasme diferite).

Liniile consangvinizate elită folosite pentru transferul nucleului pe diferite

provenienţe de citoplasmă, au fost in număr de cinci si sunt prezentate în tabelul 2, iar

cele utilizate ca surse de citoplasmă în tabelul 3.

Tabelul 2

Linii consangvinizate donoare a nucleului

Nr. crt. Linia

consangvinizată Genealogia (germoplasma) Instituţia amelioratoare

1. TC 209 BSSS SCDA Turda

2. TC 243 A 654 X TC 209 SCDA Turda

3. TC 221 Lo3 Berg. X Josenii Bârgăului SCDA Turda

4. TB 367 PI 187 X T 248 I SCDA Turda

5. D 105 Indurat timpuriu european Univ. Hohenheim, Germania

Fiecare linie consangvinizată donoare a nucleului a fost studiată pe şase

provenienţe de citoplasmă, linia donoare de nucleu fiind utilizată ca martor. Pentru

isoliniile nou create denumirea a fost făcută după linia donoare de nucleu, iar

provenienţa citoplasmei a fost trecută alături în paranteză: TC 209 (cit. A 665), TC

243 (cit. T 248), TC 221 (cit. K 1080), TB 367 (cit. K 2051), D 105 (cit. TB 329).

11

Tabelul 3

Linii consangvinizate surse de citoplasmă

Nr. crt. Linia

consangvinizată Genealogia (germoplasma) Instituţia amelioratoare

1. T 248 Hibrid comercial KC 3 SCDA Turda

2. TC 243 A 654 X TC 209 SCDA Turda

3. TC 298 WF 9 X A 116 SCDA Turda

4. TC 209 BSSS SCDA Turda

5. K 1080 Iodent timpuriu Nordsaat- Germania

6. TC 316 S54 X Mo 17 SCDA Turda

7. TB 329 Iodent (MBS 847) SCDA Turda

8. TC 221 Lo3 Berg. X Josenii Bârgăului SCDA Turda

9. K 2051 Indurat timpuriu european Nordsaat- Germania

10. T 291 Pop. Ungheni- Mureş SCDA Turda

11. A 665 Stiff Stalk Synthetic Univ. Minnesota – SUA

12. W 633 Reid Yellow Dent Univ. Wisconsin- SUA

13. TC 177 Sel. Fv. 2 SCDA Turda

Pentru studiul valorii "per se" a liniilor consangvinizate isonucleare s-a folosit

sămânţa produsă în anul 2008. Testarea liniilor isonucleare s-a făcut prin încrucişarea

fiecăreia din cele cinci linii consangvinizate isonucleare cu patru linii consangvinizate

tester. Liniile consangvinizate tester au fost cele prezentate în tabelul 4.

Tabelul 4

Linii consangvinizate utilizate la testarea capacităţii de combinare

a liniilor consangvinizate isonucleare

Nr.crt. Linia

consangvinizată Germoplasma Tester pentru isoliniile

1. TC 344 Stiff Stalk Synthetic TC 209, TC 243

2. Lo3 Rf Lombardia local variety TC 209, TC 243

3. TB 329 Iodent (Sel. MBS 847) TC 209, TC 243

4. TD 233 MBS 847 X Fv. 2 TC209, TC243, TC 221, TB367, D 105

5. T 291 Pop. Ungheni- Mureş TC 221, TB 367, D 105

6. TC 209 BSSS TC 221, TB 367, D 105

Studiul conţinutului de amidon şi fibre naturale solubile s-a făcut şi pe un

sistem dialel de tipul p(p-1). Au fost utilizate următoare şase linii consangvinizate: T

248, T 291, TC 208, TC 209, K 1080, TC 344.

Liniile consangvinizate isonucleare şi hibrizii de testare au fost studiati în

condiţii naturale, fără irigare, în doi ani (2009 şi 2010) în culturi comparative de

12

orientare la SCDA Turda. Testările de linii isonucleare TC 209 şi TC 243 au fost

studiate în 28 parcele, în 3 repetiţii, în timp ce grupul de linii isonucleare TC 221, TB

367 şi D105 în 21 parcele, în 3 repetiţii. Fiecare parcelă a fost formată de câte 2

rânduri de 5 m lungime, cu 70 cm distanţa între rânduri. Distanta între plante a fost de

23,7 cm, rezultând 23 plante pe rând. Densitatea de plante la hectar a fost de 60.000.

După recoltare, ştiuleţii au fost uscaţi la temperatura de 38-40°C; după

desprinderea de pe rahis s-a constituit proba medie. Din proba medie s-a cântărit o

probă de 50g; această probă a fost măcinată cu moara de laborator, cu cel mult 48 de

ore înainte de efectuarea analizelor. Făina rezultată a fost folosită la determinarea

conţinutului boabelor în proteine, grăsimi, amidon, fibre şi cenuşă. Determinările au

fost făcute cu ajutorul analizorului NIR INSTALAB 600. S-au folosit probe provenite

din autopolenizare, şi probe provenite de la ştiuleţi polenizaţi liber.

Studiul variabilităţii conţinutului de amidon şi fibre s-a analizat cu ajutorul

analizei sirului de variaţie. S-au studiat corelaţiile dintre componentele chimice ale

bobului, precum şi legătura între unele caractere ale bobului şi stiuletelui şi cele două

componente. În vederea evaluǎrii variabilitǎţii colecţiei în privinţa însuşirilor de calitate,

s-a recurs la studiul parametrilor variabilitǎţii pentru caracterele analizate.

Caracterizarea variabilitǎţii s-a fǎcut prin calculul mediei ( x ), abaterii standard a

mediei (s), amplitudinii de variaţie şi a coeficientului de variaţie (s%), după modelul

prezentat de ARDELEAN (2006).

13

CAPITOLUL IV

REZULTATE OBŢINUTE ŞI DISCUŢII

4.1. STUDIUL POPULAŢIILOR LOCALE DIN COLECŢIA SCDA TURDA

Luând în considerare conţinutul de amidon al tuturor celor 258 de genotipuri de

porumb luate în studiu, se observă că amplitudinea de variaţie a acestuia a avut valori

cuprinse între 59,3% şi 68,9%, cu o medie de 64,9%; abaterea standard de 1,9% arată

că majoritatea genotipurilor se grupează în jurul mediei, iar valoarea mică a

coeficientului de variabilitate (2,93) evidenţiază o variabilitate redusă a conţinutului

de amidon în rândul populaţiilor luate în studiu (tabelul 5).

În ceea ce priveste conţinutul de fibre, se observă că amplitudinea de variaţie a

acestuia a avut valori cuprinse între 3,3% şi 7,3%, cu o medie de 5,27%; valoarea

coeficientului de variabilitate de 15,05 arată o variabilitate mijlocie a conţinutului de

fibre în rândul populaţiilor analizate; abaterea standard a fost de 0,79%, fapt care arată

că majoritatea genotipurilor se grupează în jurul mediei, lucru întărit şi de valoarea

mică a varianţei, de 0,63 (tabel 5).

Tabelul 5

Analiza statistică a conţinutului de amidon şi fibre la un set populaţii locale de porumb

Parametrul statistic

Amidon Fibre

Media % 64,90 5,27

Eroarea standard a diferenţei 0,12 0,05

Abaterea standard 1,90 0,79

Varianţa 3,61 0,63

Amplitudinea diferenţelor 9,60 4,00

Valoarea minimă 59,30 3,30

Valoarea maximă 68,90 7,30

Nivel semnificaţie abateri P=95% 0,23 0,10

Coeficientul de variabilitate 2,93 15,05

Numărul de cazuri 258 258

14

4.2. STUDIUL POPULAŢIILOR SINTETICE CREATE LA SCDA TURDA

Populaţiile sintetice luate în studiu au fost create la S.C.D.A Turda, şi au fost în

număr de 60. Analizând conţinutul de amidon al acestor populaţii sintetice, se observă că

amplitudinea de variaţie a acestuia a avut valori cuprinse între 59,4% şi 74,6%, cu o

medie de 66,37%. Abaterea standard a fost de 3,54%, iar varianţa 12,51% (tabelul 6).

Valoarea mare a varianţei indică o împrăştiere puţin mai mare a valorilor individuale faţă

de valoarea medie. În rândul populaţiilor analizate, variabilitatea este redusă (5,33).

În ceea ce priveşte conţinutul de fibre al populaţiilor sintetice luate în studiu, se

observă că amplitudinea de variaţie a acestuia a avut valori cuprinse între 0,4% şi

6,7%, cu o medie de 5,17%. Abaterea standard a fost de 1,11%, fapt care arată că

majoritatea genotipurilor se grupează în jurul mediei. Varianţa relativ mică 1,23

(tabelul 6) vine ca o confirmare a acestui lucru.

Datorită numărului mai redus de cazuri analizate valoarea pentru semnificaţia

abaterilor a fost mai ridicată decât în cazul populatiilor locale, 0,91% amidon şi 0,29%

pentru fibre. Valoarea ridicată a coeficientului de variabilitate (21,44), indică o

variabilitate mare a continuţului de fibre în rândul populaţiilor sintetice analizate.

Tabelul 6

Analiza statistică a conţinutului de amidon şi fibre la un set populaţii sintetice de porumb


Amidon Fibre

Media % 66,37 5,17



Varianţa 12,51 1,23




Nivelul de semnificaţie abaterilor P=95% 0,91 0,29



15

4.3. STUDIUL LINIILOR CONSANGVINIZATE CREATE LA SCDA TURDA

Analiza statistică a conţinutului de amidon şi fibre la un număr de 422 de linii

consangvinizate create la S.C.D.A. Turda este prezentată în tabelul 7.

Conţinutul mediu de amidon este de 67,54%; amplitudinea conţinutului este între

55,10,% şi 72,7%. Abaterea standard a fost de 2,7%, iar varianţa 7,3%. Valoarea relativ

mare a varianţei indică o uşoară împrăştiere a valorilor individuale faţă de valoarea

medie. Variabilitatea conţinutului de amidon este însă redusă în rândul liniilor analizate.

Tabelul 7

Analiza statistică a conţinutului de amidon şi fibre la un set linii consangvinizate de porumb


Amidon Fibre

Media % 67,54 4,88



Varianţa 7,30 0,85




Nivelul de semnificaţie abateri P=95% 0,26 0,09



În ceea ce priveşte conţinutul de fibre a liniilor consangvinizate luate în

studiu, acestea au prezentat o medie de 4,88% conţinut de fibre. Diferenţele au fost

de 5,2 procente, şi au variat de la 2,3% la 7,5%. Abaterea standard a fost de 0,92 iar

varianţa de 0,85, fapt care arată că majoritatea genotipurilor se grupează în jurul

mediei. Exista o variabilitate mijlocie a continutului de fibre in rândul liniilor

consangvinizate analizate (18,87).

16

4.4 CONŢINUTUL DE AMIDON ŞI FIBRE AL LINIILOR

CONSANGVINIZATE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC BALANSAT

Sinteza rezultatelor privind semnificaţia varianţelor pentru constituenţii

biochimici analizaţi la cinci grupe de linii isonucleare în sistem balansat este

prezentată în tabelul 8. Pentru toate caracterele studiate s-au determinat semnificaţii

ale varianţei corespunzătoare factorilor nucleari şi interacţiunii nucleo-citoplasmatice

distinct semnificative statistic. Citoplasmele au influenţat semnificativ transmiterea

ereditară a conţinutului de amidon la cele cinci grupe de linii, însă nu au avut nici o

contribuţie în transmiterea conţinutului de fibre.

Tabelul 8 Sinteza rezultatelor privind semnificaţia varianţelor pentru conţinutul biochimic al boabelor

la cinci grupe de linii consangvinizate isonucleare de porumb în sistem balansat (SCDA

Turda)

Cauza variabilităţii Amidon % Fibre %

Genotipuri ** **

Factori genetici citoplasmatici * ns

Factori genetici nucleari ** **

Interacţiuni nucleo-citoplasmatice ** **

Tabelul 9

Conţinutul de amidon (%) al boabelor de porumb la cinci grupe de linii isonucleare de

porumb în sistem balansat (SCDA Turda)

Citoplasmă

Nucleu Media

tipului de

citoplasmă

Abaterea +/- faţă de

citoplasma

convenţinonală

TC 209 TC 316 TC 243 TB 367 D105

Convenţională 69,57 70,30 65,67 61,60 66,37 66,70 0,00

Cit. T 248 68,00oo

69,20o

65,10 62,67* 65,53 66,10 -0,60oo

Cit. TB 329 70,13 70,43 65,17 64,87*** 65,17* 66,55 -0,15

Cit. TC 177 68,13oo

69,53 65,47 59,03ooo

66,13 65,66 -1,04ooo

Cit. TC 221 69,33 70,23 65,47 60,33o

68,83*** 66,84 +0,14

Media liniilor

Isonucleare 69,03*** 69,94** 65,37

oo 61,10

ooo 66,41 66,37

DL comparaţii citoplasme P 5% = 0,45 P 1% = 0,60 P 0.1% = 0,79

DL influenţă nucleu P 5% = 0,47 P 1% = 0,68 P 0.1% = 1,02

DLinteracţiuni citoplasmă×nucleu P 5% = 1,00 P 1% = 1,34 P 0.1% = 1,76

Conţinutul mediu de amidon la cele cinci grupe de linii isonucleare a fost de

66,37%; amplitudinea valorilor pentru conţinutul de amidon a fost cuprinsă între

59,03% la linia TB367 (cit.TC177) şi 70,43% pentru linia TC316 (cit.TB329) (tabelul

17

9). Doar media citoplasmei TC 221 a înregistrat o abatere în sens pozitiv faţă de media

citoplasmei convenţionale, deşi în patru din cele cinci grupe analizate a determinat

reducerea conţinutului de amidon.

În tabelul 10 sunt prezentate valorile conţinutului de fibre la cele cinci grupe de

linii consangvinizate isonucleare. Conţinutul mediu de fibre la cele cinci grupe a fost

de 4,3%, cu amplitudinea valorilor cuprinsă între 2,97% la linia TB367(cit.T248) şi

5,23% pentru linia TC209(cit.T248). Aceste valori înregistrate vin în susţinerea

afirmatiei că, conţinutul de fibre nu este influenţat de factorii citoplasmatici, dovadă

fiind faptul că aceeaşi citoplasmă dă atât valoarea cea mai mică, cât şi valoarea cea

mai mare a conţinutului de fibre, demonstrându-se astfel influenţa factorilor nucleari.

Totuşi, faţă de citoplasma convenţională, tipuri diferite de citoplasme determină

creşteri sau reduceri ale conţinutului de fibre. Asfel, se înregistreaza creşteri la

citplasmele T248 (+0,17), TB329 (+0,11), TC 221 (+0,17), în timp ce TC177

determină o scădere a conţinutului de fibre faţă de citoplasma convenţionala (-0,13).

Tabelul 10

Conţinutul de fibre (%) al boabelor de porumb la cinci grupe de linii isonucleare de porumb

în sistem balansat (SCDA Turda)

Citoplasmă

Nucleu Media

tipului de

citoplasmă

Abaterea +/- faţă de

citoplasma

convenţinonală TC 209 TC 316 TC 243 TB 367 D105

Convenţională 3,73 4,20 4,70 3,87 4,70 4,24 0,00

Cit. T248 5,23*** 4,13 5,17 2,97ooo

4,53 4,41 +0,17

Cit. TB 329 4,23* 4,17 4,47 3,97 4,93 4,35 +0,11

Cit. TC 177 3,90 4,40 4,07o 3,83 4,33

o 4,11 -0,13

Cit. TC 221 4,75*** 4,50 4,70 4,03 4,47 4,41 +0,17

Media liniilor

Isonucleare 4,29 4,28 4,62 3,73

o 4,59* 4,30

DL comparaţii citoplasme P 5% = 0,22 P 1% = 0,30 P 0.1% = 0,39

DL influenţă nucleu P 5% = 0,26 P 1% = 0,38 P 0.1% = 0,58

DL interacţiuni citoplasmă×nucleu

P 5% = 0,50 P 1% = 0,67 P 0.1% = 0,88

Sunt semnificative unele interacţiuni nucleo-citoplasmatice. Cele mai multe

abateri semnificative faţă de linia consangvinizată generatoare de grupă s-au

înregistrat la grupa de linii consangvinizate TC209, la care transferul pe citoplasme

provenite de la liniile consangvinizate T248, TC221 şi TB329 a dus la sporirea

semnificativă statistic a conţinutului de fibre solubile în comparaţie cu linia TC 209.

18


CONSANGVINIZATE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC NEBALANSAT

Studiul continuţului de amidon al liniilor consangvinizate isonucleare s-a făcut

în doi ani experimentali, în două condiţii: pentru probe provenite din înmulţire sub

izolator, şi pentru boabe din polenizare liberă. S-a considerat oportun a se face acest

lucru din două motive: posibilele diferenţe ce s-ar putea obţine între genotipuri

datorită naturii triploide a endospermului (peste 80% din conţinutul de amidon se

găseste în endosperm), cât şi lipsei de aport al pănuşilor la fotosinteză, şi implicit la

creşterea conţinutului de constituenţi nutritivi ai boabelor.

S-a ales pentru prezentare rezultatele de la grupul de linii isonucleare: TC 209,

cu media cea mai ridicată pentru conţinutul de amidon si fibre.

Tabelul 11

Conţinutul de amidon al liniilor consangvinizate isonucleare TC 209, SCDA Turda, 2009-

2010

Linia consangvinizată

isonucleară

Conţinutul de amidon (%) la boabe provenite din autopolenizări

Conţinutul de amidon (%) la boabe provenite din polenizare liberă

Media pe tip de citoplasmă

2009 2010 Media

% faţă de

linia iniţială

2009 2010 Media

% faţă de

linia iniţială

Conţinut

mediu

Valoarea

relativă

TC 209 (martor) 69,33 71,60 70,47 100,0 69,73 71,17 70,45 100,0 70,46 100,0

TC 209 (cit. A665) 70,70 72,47 71,59** 101,6 71,57 71,87 71,72*** 101,8 71,65 101,7

TC 209 (cit. T291) 69,03 71,20 70,12 99,5 68,90 70,77 69,84o 99,1 69,98 99,3

TC 209 (cit. T248) 69,67 71,37 70,52 100,1 71,50 68,80 70,15 99,6 70,34 99,8

TC 209 (cit. W633) 68,63 71,73 70,18 99,6 70,53 69,47 70,00 99,4 70,09 99,5

TC 209 (cit. TC177) 68,27 70,07 69,17ooo 98,2 70,07 69,07 69,57oo 98,8 69,37 98,5

TC 209 (cit. D105) 69,63 70,70 70,17 99,6 73,57 69,60 71,59*** 101,6 70,88 100,6

Media liniilor isonucleare 69,32 71,31 70,31 70,84 70,11 70,47 70,39

DL (P=5%) 0,73 0,63

DL (P=1%) 0,97 0,84

DL (P=0.1%) 1,25 1,09

La linia consangvinizată generatoare de grupa TC 209, media continutului de

amidon pentru cele patru condiţii a fost de 70,46% (tabelul 11). O îmbunătăţire

semnificativă s-a înregistrat prin transferul pe citoplasma A665, atât la boabe

provenite de sub izolatori (71,59% - diferenţa distinct semnificativă pozitivă faţă de

martor), cât şi la boabe provenite din polenizare liberă (71,72%, faţă de 70,45%,

diferenţă distinct semnificativă statistic). În schimb, la linia TC 209 citoplasmă TC177

19

s-a înregistrat o scădere foarte semnificativă a conţinutului de amidon (de la 70,47% la

69,17%) în cazul boabelor provenite din autopolenizări; în situaţia boabelor provenite

din polenizare liberă conţinutul de amidon la linia TC 209 (cit TC177) a fost mai

redus decât la genotipul martor cu 0,88%, diferenţa distinct semnificativă statistic. În

concluzie, se poate afirma că tipul de citoplasma poate influenţa semnificativ creşterea

sau reducerea conţinutului de amidon la linii consangvinizate isonucleare.

Tabelul 12

Conţinutul de fibre al liniilor consangvinizate isonucleare TC 209, SCDA Turda, 2009-2010

Linia consangvinizată

isonucleară

Conţinutul de fibre solubile (%) la

boabe provenite din autopolenizări

Conţinutul de fibre solubile (%) la

boabe provenite din polenizare liberă

Media pe tip de

citoplasmă

2009 2010 Media % faţă de

linia

iniţială

2009 2010 Media % faţă de

linia

iniţială

Conţinut

mediu

Valoarea

relativă

TC 209 (martor) 4,50 3,37 3,94 100,0 4,10 4,60 4,35 100,0 4,14 100,0

TC 209 (cit. A665) 4,63 4,50 4,57*** 116,0 4,17 4,43 4,30 98,9 4,43 107,0

TC 209 (cit. T291) 4,67 4,10 4,39* 111,4 5,30 4,77 5,04* 115,7 4,71 113,7

TC 209 (cit. T248) 4,77 3,37 4,07 103,4 3,17 4,63 3,90o 89,7 3,99 96,2

TC 209 (cit. W633) 4,70 4,30 4,50** 114,4 4,57 4,77 4,67 107,4 4,59 110,7

TC 209 (cit. TC177) 5,00 4,50 4,75*** 120,7 4,20 5,37 4,79* 110,0 4,77 115,1

TC 209 (cit. D105) 4,37 5,03 4,70*** 119,4 2,87 4,73 3,80oo

87,4 4,25 102,6


DL (P=5%) 0,35 0,34

DL (P=1%) 0,47 0,45

DL (P=0.1%) 0,60 0,58

Având în vedere natura fibrelor solubile din boabele de porumb cu provenienţă

în special din pericarp, diferenţele dintre cele două provenienţe ale boabelor de

porumb ar putea fi influenţate de condiţiile în care boabele s-au format şi de aportul

fotosintetic redus al pănuşilor în cazul autopolenizării (pe întreaga perioadă de la

polenizare până la recoltare ştiuletele de porumb a fost protejat de punga de hârtie cu

care s-a realizat autopolenizarea).

La linia consangvinizată generatoare de grupa TC209 media continutului de fibre

pentru cele patru condiţii a fost de 4,14%. O îmbunătăţire semnificativă s-a înregistrat

prin transferul pe citoplasma TC177, atât la boabe provenite de sub izolatori (4,75% -

diferenţa distinct semnificativă pozitivă faţă de martor), cât şi la boabe provenite din

polenizare liberă (4,79%, faţă de 4,35%, diferenţă distinct semnificativă statistic). O

tendinţă asemănătoare s-a observat şi la transferul pe citoplasma D105, în cazul

20

boabelor provenite din autopolenizare. În acest caz s-a înregistrat o creştere a

conţinutului de fibre de la 3,94% la 4,70%, diferenţă distinct semnificativă faţă de

martor. În cazul boabelor provenite din polenizare liberă, la linia TC209(cit.D105) s-a

înregistrat o scădere semnificativă a conţinutului de fibre solubile, de la 4,35% la

3,80%. În aceeaşi situaţie experimentală (polenizare liberă) reduceri ale conţinutului de

fibre solubile au fost înregistrate şi la linia TC209(cit.T248) (3,90%).


CONSANGVINIZATE FORME PARENTALE ÎN SISTEM DIALEL

Studiul continuţului de amidon al liniilor consangvinizate isonucleare forme

parentale în sistem dialel s-a făcut în aceleaşi condiţii: doi ani experimentali, pentru probe

provenite din înmulţire sub izolator şi pentru boabe din polenizare liberă. Linia TC 248 a

fost aleasă linie martor şi a înregistrat un conţinut mediu de 69,38% amidon (tabelul 13).

În situaţia boabelor provenite din autopolenizare doar linia K 1080 a înregistrat

un conţinut de amidon sub varianta martor (67,73% faţă de 67,92% pentru linia

martor). Conţinut de amidon superior liniei martor a fost determinat la liniile

consangvinizate TC 208 (69,60%) şi TC 291 (69,44%), cu diferenţe foarte

semnificative faţă de martor.

Tabelul 13

Conţinutul de amidon al liniilor consangvinizate forme parentale în sistem dialel,

SCDA Turda, 2009-2010

Linia consangvinizată isonucleară

Conţinutul de amidon (%) la boabe

provenite din autopolenizări

Conţinutul de amidon (%) la boabe

provenite din polenizare liberă

Media pe tip de

citoplasmă

2009 2010 Media

% faţă de

linia

iniţială

2009 2010 Media

% faţă de

linia

iniţială

Conţinut mediu

Valoarea relativă

TC 248 (martor) 68,10 67,73 67,92 100,0 69,40 72,27 70,84 100,0 69,38 100,0

TC 291 68,37 70,50 69,44*** 102,2 72,87 72,27 72,57*** 102,4 71,00 102,3

TC 208 68,73 70,47 69,60*** 102,5 74,23 68,60 71,42 100,8 70,51 101,6

TC 344 66,63 69,87 68,25 100,5 69,10 68,63 68,87ooo

97,2 68,56 98,8

K 1080 67,53 67,93 67,73 99,7 73,63 70,83 72,23*** 102,0 69,98 100,9


DL (P=5%) 0,73 0,63

DL (P=1%) 0,97 0,84

DL (P=0.1%) 1,25 1,09

21

În situaţia boabelor provenite din polenizare liberă conţinutul de amidon a fost

superior condiţiilor de autopolenizare, cu o medie de 70,84% amidon la linia martor.

În acest caz, linia care a prezentat o valoare inferioara a conţinutului de amidon faţă de

linia martor a fost TC 344 (68,87%, diferenţă foarte semnificativă faţă de martor).

Celelalte linii analizate au prezentat valori superioare ale conţinutului de amidon faţă

de linia martor, însă cele care s-au remarcat cu conţinut ridicat au fost TC 291

(72,57%) şi K 1080 (72,23%), cu diferenţe foarte semnificative faţă de linia martor.

Pentru studiul continuţului de fibre solubile al liniilor consangvinizate

isonucleare forme parentale în sistem dialel a fost aleasă aceeaşi linie martor TC 248,

care a înregistrat un conţinut mediu de 4,79% fibre (tabelul 14).

În situaţia boabelor provenite de sub izolator toate liniile luate în studiu au

prezentat valori inferioare ale conţinutului de fibre faţă de linia martor. La trei din cele

patru linii diferenţele sunt foarte semnificative, doar linia K 1080 fiind cea care nu

prezintă diferenţe semnificative statistic, fiind cea care realizează cea mai apropiată

valoare a conţinutului de fibre faţă de varianta martor.

Tabelul 14

Conţinutul de fibre solubile al liniilor consangvinizate forme parentale în sistem dialel,


Linia consangvinizată isonucleară

Conţinutul de fibre solubile (%) la boabe provenite din autopolenizări

Conţinutul de fibre solubile (%) la boabe provenite din polenizare liberă

Media pe tip de citoplasmă

2009 2010 Media

% faţă de

linia

iniţială

2009 2010 Media

% faţă de

linia

iniţială

Conţinut mediu

Valoarea relativă

TC 248 (martor) 5,13 4,70 4,92 100,0 4,87 4,47 4,67 100,0 4,79 100,0

TC 291 4,67 3,93 4,30ooo

87,5 3,20 4,30 3,75ooo

80,3 4,03 84,0

TC 208 4,17 4,07 4,12ooo

83,8 1,73 5,27 3,50ooo

74,9 3,81 79,5

TC 344 4,77 3,60 4,19ooo

85,1 3,57 5,13 4,35 93,1 4,27 89,0

K 1080 5,10 4,10 4,60 93,6 1,43 5,17 3,30ooo

70,7 3,95 82,4


DL (P=5%) 0,35 0,34

DL (P=1%) 0,47 0,45

DL (P=0.1%) 0,60 0,58

Aceeasi tendintă se manifestă şi în cazul boabelor provenite din polenizare

liberă, în sensul unui conţinut mai redus de fibre faţă de varianta martor. Toate liniile

studiate au prezentat diferenţe foarte semnificative faţă de varianta martor, cu exceptia

22

liniei TC 344, care a înregistrat un conţinut de fibre apropiat de cel al liniei martor

(4,35% faţă de 4,67%, diferenţă nesemnificativă statistic).

4.7 TRANSMITEREA EREDITARĂ A CONŢINUTULUI DE AMIDON ŞI

FIBRE SOLUBILE LA PORUMB ÎNTR-UN SISTEM GENETIC DE LINII

CONSANGVINIZATE ISONUCLEARE

În tabelul 15 este prezentată analiza varianţelor pentru conţinutul de amidon în

boabele de porumb la cele cinci culturi comparative de testare a grupului de linii

consangvinizate isonucleare pentru situaţia în care boabele au provenit de la ştiuleţii

autopolenizaţi (ŞCHIOP şi colab., 2011).

La toate cele cinci grupe de linii testate, anii experimentali au influenţat

conţinutul de amidon. La fiecare dintre cele cinci grupe de testări, diferenţele dintre

genotipuri au fost semnificative statistic. La patru din cele cinci grupe de linii testate

citoplasmele au influenţat, de asemenea, semnificativ statistic diferenţele între

genotipuri, exceptie făcând linia TC 221 care este nesemnificativ statistic. În toate cele

cinci grupe de linii consangvinizate, varianţa testerilor a fost superioară varianţei

citoplasmelor; interacţiunea reciprocă “testeri×citoplasme” a fost de asemenea

semnificativă statistic în toate cele cinci situaţii experimentale.

Tabelul 15

Analiza varianţei pentru conţinutul de amidon la testările liniilor isonucleare (autopolenizare)


Cauza variabilităţii GL

Linii

isonucleare

Linii

Isonucleare GL

Linii

isonucleare

Linii

isonucleare

Linii

isonucleare

SP s2 SP s2 SP s2 SP s2 SP s2

Ani experimentali (A) 1 78,04 78,04** 40,42 40,42* 1 12,32 12,32** 28,76 28,76* 131,05 131,05**

Genotipuri 27 297,28 11,01** 521,24 19,31** 20 95,87 4,79** 50,08 2,50** 59,45 2,97**

Citoplasme (C) (6) 11,92 1,99** 24,92 4,15** (6) 5,00 0,83 15,83 2,64* 17,63 2,94**

Testeri (T) (3) 265,40 88,47** 429,53 143,18** (2) 69,12 34,56** 9,20 4,60 28,74 14,37**

Interacţiuni (C ×T) (18) 19,97 1,11** 66,79 3,71** (12) 21,75 1,81** 25,06 2,09* 13,08 1,09*

Interacţiuni (A × T) 3 5,22 1,74** 30,28 10,09** 2 0,52 0,26 8,33 4,17 7,51 3,76**

Interacţiuni (A × C) 6 25,68 4,28** 12,51 2,08** 6 26,47 4,41** 23,64 3,94** 11,70 1,95**

Interacţiuni (A × T × C) 18 24,99 1,39** 28,62 1,59** 12 19,35 1,61** 32,29 2,69** 20,45 1,70**

Repetiţii (R) 2 0,38 0,19 0,16 0,08 2 1,45 0,72 10,52 5,26 0,45 0,22

Eroarea A 2 0,37 0,18 0,83 0,42 2 0,12 0,06 2,92 1,46 0,07 0,04

Eroarea T 12 2,47 0,21 3,56 0,30 8 5,89 0,74 11,30 1,41 0,49 0,06

Eroarea C 96 13,36 0,14 21,76 0,23 72 36,00 0,50 80,50 1,12 33,40 0,46

23

Anii experimentali influenţează rolul citoplasmei şi interactiunea “citoplasmă ×

tester”; de asemenea, acţiunile genice transmise cu ajutorul genelor localizate în

nucleul testerilor este influenţată de anii experimentali pentru trei din liniile

isonucleare testate: TC 209, TC 243 şi D 105.

În figura 1 este prezentată ponderea factorilor implicaţi în varianţa conţinutului

de amidon la fiecare din cele cinci grupe de testare, în situaţia de autopolenizare.

Calculul ponderii factorilor implicaţi în varianţa conţinutului de amidon s-a făcut după

modelul propus de LEIN, citat de CEAPOIU (1969). Ponderea varianţei citoplasmelor

este cuprinsă între 4% (TC 209) şi 32% (TB 367), a varianţei testerilor între 18% (TB

367) şi 89% (TC 209), iar a interacţiunii “citoplasme×testeri” între 7% (TC 209) şi 50%

(TB 367).

TC 209 C

4%

T

89%

CxT

7%

TC 243C

5%

T

82%

CxT

13%

TC 221C

5%

T

72%

CxT

23%

TB 367C

32%

T

18%

CxT

50%

D 105C

30%

T

48%

CxT

22%

Figura 1. Ponderea factorilor implicaţi în variabilitatea conţinutului de amidon al boabelor de

porumb la cinci grupe de linii consangvinizate isonucleare (autopolenizare), SCDA Turda

Analiza varianţelor pentru conţinutul de fibre solubile în boabele de porumb la

cele cinci culturi comparative de testare a grupului de linii consangvinizate isonucleare

pentru situaţia în care boabele au provenit de la stiuleţii autopolenizaţi sunt prezentate în

tabelul 16.

În patru din cele cinci grupe de linii testate, anii experimentali au influenţat

conţinutul de fibre. La fiecare dintre cele cinci grupe de testări, diferenţele dintre

genotipuri au fost semnificative statistic. Tipurile de citoplasme au influenţat, de

asemenea, semnificativ statistic diferenţele între genotipuri. În toate cele cinci grupe

24

de linii consangvinizate, varianţa testerilor a fost superioară varianţei citoplasmelor;

interacţiunea reciprocă “testeri × citoplasme” a fost de asemenea semnificativă

statistic în toate cele cinci situaţii experimentale (ŞCHIOP şi colab., 2011).

Tabelul 16

Analiza varianţei pentru conţinutul de fibre la testările liniilor isonucleare (autopolenizare)


Cauza variabilităţii GL

Linii

isonucleare

Linii

isonucleare GL

Linii

isonucleare

Linii

isonucleare

Linii

isonucleare

SP s2 SP s2

SP SP s2 SP s2

Ani experimentali (A) 1 6,21 6,21* 1,89 1,89* 1 3,50 3,50* 2,29 2,29 13,02 13,02*

Genotipuri 27 12,41 0,46** 12,69 0,47** 20 14,05 0,70** 8,01 0,40** 8,83 0,44**

Citoplasme (C) (6) 2,22 0,37** 2,77 0,46** (6) 3,12 0,52** 4,57 0,76** 2,49 0,41**

Testeri (T) (3) 7,78 2,59** 7,17 2,39** (2) 3,39 1,69** 1,05 0,53 1,74 0,87**

Interacţiuni (C × T) (18

) 2,41 0,13** 2,74 0,15** (12)

7,54 0,63** 2,39 0,20* 4,60 0,38**

Interacţiuni (A × T) 3 0,28 0,09 2,06 0,69** 2 0,33 0,16 0,83 0,41 0,50 0,25

Interacţiuni (A × C) 6 1,25 0,21** 0,83 0,14* 6 3,33 0,55** 3,32 0,55** 5,42 0,90**

Interacţiuni (A × T ×C) 18 3,25 0,18** 5,71 0,32** 12 6,77 0,56** 4,57 0,38** 5,68 0,47**

Repetiţii (R) 2 0,14 0,07 0,17 0,09 2 0,03 0,02 0,46 0,23 0,04 0,02

Eroarea A 2 0,15 0,08 0,08 0,04 2 0,14 0,07 1,22 0,61 0,63 0,31

Eroarea T 12 0,76 0,06 0,87 0,07 8 0,74 0,09 1,15 0,14 0,56 0,07

Eroarea C 96 4,14 0,04 5,70 0,06 72 10,45 0,15 6,93 0,10 7,49 0,10

Anii experimentali influenţează rolul citoplasmei şi interacţiunea

“citoplasmă×tester”, acţiunile genice transmise cu ajutorul genelor localizate în

nucleul testerilor nefiind influenţate de anii experimentali.

TC 209CxT

19%

T

63%

C

18%

TC 243C

22%

T

56%

CxT

22%

TC 221C

22%

T

24%

CxT

54%

TB 367C

57%

T

13%

CxT

30%

D 105 C

28%

T

20%

CxT

52%

Figura 2. Ponderea factorilor implicaţi în variabilitatea conţinutului de fibre la cinci grupe de

linii consangvinizate isonucleare de porumb (autopolenizare), SCDA Turda

25

În figura 2 sunt prezentate ponderile factorilor implicaţi în varianţa conţinutului

de fibre solubile la fiecare din cele cinci grupe de testare, în situatia de autopolenizare.

Ponderea varianţei citoplasmelor este cuprinsă între 18% (TC 209) şi 57% (TB 367), a

varianţei testerilor între 13% (TB 367) şi 63% (TC 209), iar a interacţiunii

“citoplasme×testeri” între 19% (TC 209) şi 52% (D 105).

4.8. EREDITATEA CONŢINUTULUI DE AMIDON ŞI FIBRE SOLUBILE

LA UN SISTEM DIALEL DE TIPUL p(p-1) REALIZAT ÎNTRE LINII

CONSANGVINIZATE TIMPURII

4.8.1. Studiul eredităţii conţinutului de amidon

În tabelele 17, 18, 19 este prezentat conţinutul de amidon la hibrizii direcţi şi

reciproci, media în cei doi ani experimentali, efectele genice aditive, neaditive

reciproce şi efectele citoplasmatice (materne).

Tabelul 17

Conţinutul de amidon (%) pentru hibrizii directi şi reciproci din sistemul dialel p(p-1) şi

efectul genetic rij al interacţiunii specifice dintre citoplasma maternă şi genele nucleare -

autopolenizare

Hibridul simplu A×B

(%)

B×A

(%) Diferenţa rij

Amido

(%) 2009

Amidon

(%) 2010

Medie

% faţă de

medie

T 248 × T 291 68,17 68,32 -0,15 0,12 66,92 69,57 68,24 98,31

T 248 × TC 208 69,05 69,53 -0,48 0,10 68,50 70,09 69,29 99,83

T 248 × TC 209 69,80 67,73 2,07 1,61 68,00 69,54 68,77 99,07

T 248 × TC 344 68,47 69,42 -0,95 -0,47 67,22 70,67 68,95 99,33

T 248 × K 1080 69,38 69,35 0,03 0,26 67,83 70,90 69,37 99,94

T 291 × TC 208 70,28 69,37 0,91 0,61 69,73 69,92 69,82 100,59

T 291 × TC 209 70,47 70,67 -0,20 0,28 70,40 70,73 70,57 101,66

T 291 × TC 344 68,30 68,82 -0,52 -0,44 68,15 68,97 68,56 98,77

T 291 × K 1080 69,40 69,75 -0,35 -0,12 69,23 69,92 69,58 100,24

TC 208 × TC 209 70,43 70,75 -0,32 0,02 69,82 71,37 70,59 101,70

TC 208 × TC 344 70,03 68,55 1,48 0,36 68,48 70,10 69,29 99,83

TC 208 × K 1080 69,45 69,68 -0,23 -0,26 68,88 70,25 69,57 100,22

TC 209 × TC 344 70,12 70,22 -0,10 -0,53 69,12 71,22 70,17 101,09

TC 209 × K 1080 70,50 69,67 0,83 0,17 69,90 70,27 70,08 100,97

TC 344 × K 1080 68,60 68,05 0,55 0,45 67,40 69,25 68,33 98,44

MEDIA 69,50 69,33 0,17 68,64 70,18 69,41 100,00

DL 5% comparatii ani 0,29

DL 5% comparatii hibrizi 0,5

comparaţii rij faţă de rji 0,1604

26

Conţinutul de amidon a fost cuprins între 68,24% şi 70,59%; conţinutul cel mai

ridicat s-a înregistrat la combinaţia hibridă TC208×TC209, iar cel mai scăzut la

hibridul T248×T291. Anul experimental 2010 a fost mai favorabil acumulării

amidonului în boabe, diferenţa faţă de anul 2009 de 1,54% fiind semnificativă

statistic. Amplitudinea conţinutului în anul favorabil a fost cuprinsă între 68,97% la

hibridul T291×TC344 şi 71,37% la hibridul TC208×TC209, deci 2,4 unităţi

procentuale. În anul 2009, mai puţin favorabil acumulării amidonului în bob,

amplitudinea conţinutului a fost mai ridicată, între 66,92% la hibridul T248×T291 şi

70,40% la hibridul T291×TC209, deci 3,48 unităţi procentuale.

Între hibrizii direcţi şi reciproci s-au înregistrat, în cazul unora dintre ei,

diferenţe semnificative statistic: T248×TC209 (+2,07), TC208×TC344 (+1,48%),

T291×TC208 (+0,91%), TC209×K1080 (0,83%). Hibrizii reciproci au avut conţinut

semnificativ statistic mai ridicat, în cazul următorilor hibrizi : T248×TC344 (-0,95%),

T291×TC344 (-0,52%).

Diferenţele mari între hibrizii direcţi şi reciproci sunt explicabile prin valorile

ridicate ale interacţiunilor reciproce, nuclear-citoplasmatice (+1,61 la combinaţia hibridă

T248 ×TC209, +0,61 la combinaţia hibridă T291×TC208, +0,45 la combinaţia hibridă

TC344×K1080, -0,53 la combinaţia hibridă TC209×TC344, -0,47 la combinaţia hibridă

T248×TC344, -0,44 la combinaţia hibridă T291×TC344).

Tabelul 18

Efectele genice aditive (ĝ i) şi efectele materne implicate în transmiterea conţinutului de

amidon la un sistem de încrucişări dialel p(p-1) - autopolenizare (SCDA Turda, 2009-2010)

Linia

consangvinizată

constantă

Capacitatea de

transmitere ca

formă maternă

ĝ i Formă

maternă

Capacitatea de

transmitere ca

formă paternă

ĝ j Formă

paternă

Capacitatea

generală de

combinare ĝ

Efecte

materne

T 248 68,97 -0,44 68,87 -0,54 68,92 -0,49 0,05

T 291 69,35 -0,06 69,36 -0,05 69,36 -0,06 0,00

TC 208 69,76 0,35 69,66 0,25 69,71 0,30 0,05

TC 209 69,95 0,54 70,12 0,71 70,04 0,62 -0,08

TC 344 69,12 -0,29 68,99 -0,42 69,06 -0,35 0,06

K 1080 69,30 -0,11 69,47 0,06 69,38 -0,03 -0,08

Medie sistem 69,41 69,41 69,41

comparaţii ĝ i faţă de ĝ j 0,0481

comparaţii mi faţă de mj 0,0321

27

Efectele materne au avut valori reduse cuprinse între 0,06 la TC344 şi -0,08 la

TC209 şi K1080; se poate afirma că importanţa interacţiunilor reciproce nuclear-

citoplasmatice este mai ridicată decât efectele materne (citoplasmatice). Efectele genice

aditive sunt destul de ridicate, cuprinse între -0,49 pentru linia consangvinizată T248 şi

+0,62 pentru TC209. Sensul şi valorile absolute ale efectelor aditive calculate pentru

liniile consangvinizate în funcţie de poziţia în hibrid (forma maternă sau paternă) sunt

asemănătoare, indicând faptul că în transmiterea acestui caracter, genele cu poziţionare

nucleară sunt importante.

Acelaşi lucru este relevat şi de valorile efectelor genice neaditive, cu valori destul

de importante, cuprinse între -0,78 (T248×TC209) şi +0,59 (T291×TC209).

Tabelul 19

Conţinutul mediu de amidon şi efectele genice neaditive în sistemul dialel p(p-1) –

autopolenizare

T 248 T 291 TC 208 TC 209 TC 344 K 1080

T 248 68,24 69,29 68,77 68,95 69,37

ŝ ij -0,62 0,07 -0,78 0,38 0,47

T 291 69,82 70,57 68,56 69,58

ŝ ij 0,17 0,59 -0,44 0,25

TC 208 70,59 69,29 69,57

ŝ ij 0,25 -0,07 -0,12

TC 209 70,17 70,08

ŝ ij 0,49 0,08

TC 344 68,33

ŝ ij -0,71

K 1080

ŝ ij

comparaţii ŝ ij faţă de ŝ ik 0,1444

comparaţii ŝ ij fata de ŝ ke 0,0963

Heterozisul pentru conţinutul de amidon a fost calculat atât pentru rezultatele

obţinute în analiza boabelor provenite de la ştiuleţi autopolenizaţi, cât a boabelor

provenite din polenizate liberă. Se poate afirma că în ambele situaţii nu există

heterozis nici faţă de părintele mediu, cu atât mai puţin faţă de părintele maxim.

28

Tabel 20

Heterozisul conţinutului de amidon la hibrizii de porumb din sistemul dialel – autopolenizare

Combinaţia hibridă Conţinut de amidon (%) Heterozisul faţă de

media parinţilor

Heterozisul faţă de

parintele maxim P1 P2 F1

T248 × T291 67,92 69,43 68,24 -0,63 -1,72

T248 × TC208 67,92 69,60 69,29 0,78 -0,44

T248 × TC209 67,92 70,47 68,77 -0,61 -2,41

T248 × TC344 67,92 68,25 68,95 1,27 1,02

T248 × K1080 67,92 67,73 69,37 2,27 2,13

T291 × TC208 69,43 69,60 69,82 0,44 0,32

T291 × TC209 69,43 70,47 70,57 0,88 0,14

T291 × TC344 69,43 68,25 68,56 -0,41 -1,26

T291 × K1080 69,43 67,73 69,58 1,45 0,20

TC208 × TC209 69,60 70,47 70,59 0,80 0,18

TC208 × TC344 69,60 68,25 69,29 0,53 -0,45

TC208 × K1080 69,60 67,73 69,57 1,31 -0,05

TC209 × TC344 70,47 68,25 70,17 1,16 -0,43

TC209 × K1080 70,47 67,73 70,08 1,42 -0,55

TC 344 × K1080 68,25 67,73 68,33 0,49 0,11

MEDIA 69,41 0,74 -0,21

Pentru obţinerea de heterozis cu un potenţial ridicat de producere a amidonului

este nevoie de forme parentale bogate în amidon; aceste forme parentale pot fi

obţinute prin selecţie recurentă în germoplasme de porumb, iar apoi, în timpul

consangvinizării prin controlul repetat al conţinutului de amidon. Creşterea

conţinutului de amidon va însemna, implicit, reducerea conţinutului de proteine şi

grăsimi în boabe.

4.8.2. Studiul eredităţii conţinutului de fibre

Valorile procentuale pentru conţinutul de fibre în boabele de porumb provenite

de pe stiuleţii autopolenizaţi sunt prezentate în tabelul 21. Valorile medii pe cei doi

ani experimentali sunt cuprinse între 4,38% (T291×TC209) şi 5,01% (T248×TC34).

Media conţinutului de fibre naturale solubile este de 4,72%, relativ apropiată de media

înregistrată pentru conţinutul de fibre de la boabe provenite din polenizare liberă.

29

Tabelul 21

Conţinutul de fibre (%) pentru hibrizii directi şi reciproci din sistemul dialel p(p-1) şi efectul

genetic rij al interacţiunii specifice dintre citoplasma maternă şi genele nucleare – autopolenizare

Hibridul simplu A×B

(%)

B×A

(%) Diferenta rij

Fibre

(%) 2009

Fibre

(%) 2010

Medie

(%)

% faţă de

medie

T 248 × T 291 4,62 4,78 -0,16 -0,15 5,05 4,35 4,70 99,68

T 248 × TC 208 4,65 4,47 0,18 0,01 4,90 4,22 4,56 96,66

T 248 × TC 209 4,53 4,85 -0,32 -0,25 4,90 4,48 4,69 99,47

T 248 × TC 344 5,02 5,00 0,02 0,08 5,34 4,69 5,01 106,25

T 248 × K 1080 4,97 4,88 0,09 0,06 5,34 4,52 4,93 104,45

T 291 × TC 208 4,60 4,63 -0,03 -0,08 4,84 4,40 4,62 97,93

T 291 × TC 209 4,43 4,33 0,10 -0,03 4,35 4,42 4,38 92,94

T 291 × TC 344 5,15 4,85 0,30 0,23 5,18 4,82 5,00 106,04

T 291 × K 1080 4,72 4,67 0,05 0,05 4,54 4,85 4,69 99,52

TC 208 × TC 209 4,38 4,55 -0,17 -0,05 4,55 4,38 4,47 94,69

TC 208 × TC 344 4,62 4,83 -0,21 0,08 5,10 4,35 4,73 100,21

TC 208 × K 1080 4,47 4,40 0,07 0,18 4,70 4,17 4,43 94,01

TC 209 × TC 344 4,83 4,58 0,25 0,24 4,88 4,53 4,71 99,78

TC 209 × K 1080 4,73 5,00 -0,27 -0,07 5,07 4,67 4,87 103,18

TC 344 × K 1080 5,08 4,83 0,25 0,09 5,24 4,69 4,96 105,19

MEDIA / MEAN 4,72 4,71 0,01 4,93 4,50 4,72 100,00 DL 5% comparatii ani

LDS 5% comparison years 0,66

DL 5% comparatii hibrizi

LDS 5% comparison hybrids 0,28

comparaţii rij faţă de rji

comparison of rij to rji 0,0493

Cel mai ridicat conţinut de fibre solubile s-a înregistrat la hibrizii: T248×TC344,

T291×TC344, TC344×K1080. Valorile procentuale cele mai mici pentru conţinutul de

fibre s-a înregistrat la hibrizii: TC291×TC209, TC208×K1080, TC208×TC209.

Diferenţele medii între hibrizii direcţi şi reciproci au fost practic nule, dar între

hibrizii direcţi şi reciproci s-au înregistrat diferenţe cuprinse între -0,32% la

T248×TC209 şi +0,30% la hibridul T291×TC344. În cazurile de mai sus diferenţele

între hibrizii direcţi şi reciproci au fost semnificative statistic.

Diferenţele între hibrizii direcţi şi reciproci sunt urmare a interacţiunii reciproce

nuclear-citoplasmatice (rij) şi se datorează mai puţin efectelor materne care sunt la

nivele destul de reduse. Efectele reciproce au valori cuprinse între -0,25

(T248×TC209) şi +0,24 (TC209×TC344), iar pentru efectele materne (m) valorile au

fost cuprinse între -0,05 (TC208) şi +0,06 (T291).

Cel mai ridicat conţinut de fibre este transmis, la nivel aditiv, de linia

consangvinizată TC344 (4,88%), valoarea efectelor genice aditive fiind de +0,16;

30

valoarea cea mai redusă este transmisă la nivelul capacităţii generale de combinare de

către linia consangvinizată TC208 (4,56%), efectele genice aditive corespunzatoare

acestui părinte fiind de -0,16 (tabelul 22).

Tabelul 22

Efectele genice aditive (ĝ i) şi efectele materne implicate în transmiterea conţinutului de fibre

solubile la un sistem de încrucişări dialel p(p-1) - autopolenizare (SCDA Turda, 2009-2010)

Linia

consangvinizată

constantă

Capacitatea de

transmitere ca

formă maternă

ĝ i Forma

materna

Capacitatea de

transmitere ca

formă paternă

ĝ j Formă

paternă

Capacitatea

generală de

combinare ĝ

Efecte

materne

T 248 4,76 0,04 4,80 0,08 4,78 0,06 -0,02

T 291 4,74 0,02 4,62 -0,10 4,68 -0,04 0,06

TC 208 4,51 -0,20 4,61 -0,11 4,56 -0,16 -0,05

TC 209 4,66 -0,06 4,58 -0,13 4,62 -0,09 0,04

TC 344 4,87 0,15 4,89 0,17 4,88 0,16 -0,01

K 1080 4,76 0,04 4,79 0,08 4,78 0,06 -0,02

Medie sistem

System mean 4,72 4,72 4,72

comparaţii ĝ i faţă de ĝ j 0,0148

comparaţii mi faţă de mj 0,0099

Tabelul 23

Conţinutul mediu de fibre (%) şi efectele genice neaditive în sistemul dialel p(p-1) - autoplenizare

T 248 T 291 TC 208 TC 209 TC 344 K 1080

T 248 4,70 4,56 4,69 5,01 4,93

ŝ ij -0,04 -0,06 0,01 0,07 0,09

T 291 4,62 4,38 5,00 4,69

ŝ ij 0,09 -0,20 0,16 -0,04

TC 208 4,47 4,73 4,43

ŝ ij 0,00 0,00 -0,18

TC 209 4,71 4,87

ŝ ij -0,08 0,18

TC 344 4,96

ŝ ij 0,02

K 1080

ŝ ij

comparaţii ŝ ij faţă de ŝ ik 0,0444

comparaţii ŝ ij faţă de ŝ ke 0,0296

Efectele genice neaditive (tabelul 23), corespunzătoare capacităţii specifice de

combinare au avut valori cuprinse între -0,20 (T291×TC209) şi +0,18

(TC209×K1080). Aceste valori sunt comparabile cu cele pentru capacitatea generală

31

de combinare, şi mai reduse decât cele obţinute la analizele făcute pentru boabele

provenite din polenizare liberă.

Tabelul 24

Heterozisul conţinutului de fibre la hibrizii de porumb din sistemul dialel – autopolenizare

Combinatia hibridă Conţinut de fibre (%) Heterozisul faţă de

media parinţilor

Heterozisul faţă de

parintele maxim P1 P2 F1

T248 × T291 4,92 4,30 4,70 1,99 -4,41

T248 × TC208 4,92 4,12 4,56 0,90 -7,31

T248 × TC209 4,92 3,93 4,69 5,99 -4,61

T248 × TC344 4,92 4,18 5,01 10,11 1,90

T248 × K1080 4,92 4,60 4,93 3,50 0,17

T291 × TC208 4,30 4,12 4,62 9,72 7,38

T291 × TC209 4,30 3,93 4,38 6,46 1,92

T291 × TC344 4,30 4,18 5,00 17,88 16,28

T291 × K1080 4,30 4,60 4,69 5,45 2,01

TC208 × TC209 4,12 3,93 4,47 10,93 8,46

TC208 × TC344 4,12 4,18 4,73 13,86 12,95

TC208 × K1080 4,12 4,60 4,43 1,70 -3,64

TC209 × TC344 3,93 4,18 4,71 15,93 12,47

TC209 × K1080 3,93 4,60 4,87 14,02 5,76

TC 344 × K1080 4,18 4,60 4,96 12,94 7,83

MEDIA 4,72 8,76 3,81

La boabele provenite din ştiuleţii autopolenizati (tabelul 24) heterozisul faţă de

media părinţilor a fost de 8,76%, fiind cuprins între 0,90% la hibridul T248×TC208 şi

17,88% la hibridul T291×TC344. Heterozisul faţă de părintele maxim a fost cuprins

între -7,31% la hibridul T248×TC208 şi 16,28% la hibridul T291×TC344. Se poate

concluziona că, heterozisul pentru conţinutul de fibre naturale solubile nu este prea

ridicat, fiind cu valori medii între 8,76% şi 20,05% atunci când a fost calculat faţă de

media părinţilor şi 3,81% şi 6,96% când raportarea s-a făcut la părintele cu valoare

maximă.

32

CAPITOLUL V

CONCLUZII SI RECOMANDARI

1. Conţinutul de amidon al celor 258 de populaţii locale din colecţia SCDA Turda

a avut o medie de 64,9%, şi prezintă o variabilitate redusă, valoarea coeficientului de

variabilitate fiind de 2,93. În ceea ce priveste conţinutul de fibre al populatiilor locale,

acesta a avut o medie de 5,27%, iar abaterea standard a fost de 0,79%, fapt care arată că

majoritatea genotipurilor se grupează în jurul mediei, lucru întărit şi de valoarea mică a

varianţei, 0,63. Populaţiile locale prezintă o variabilitate mijlocie a conţinutului de fibre,

dată de valoarea coeficientului de variabilitate de 15,05.

2. Populaţiile sintetice create la S.C.D.A Turda au prezentat un o medie a

conţinutulului de amidon de 66,37%. Varianţa calculată a fost de 12,51%, ceea ce

reflectă o dispersie a valorilor individuale faţă de medie. Variabilitatea conţinutului de

amidon în rândul populaţiilor studiate este redusa (5,33%). În ceea ce priveşte

conţinutul de fibre al populaţiilor sintetice analizate, acestea au prezentat o

variabilitate ridicata, valoarea coeficientului de variabilitate fiind de 21,44. Valoarea

medie a conţinutului de fibre în rândul populaţiilor sintetice a fost de 5,17%.

3. La liniile consangvinizate create la SCDA Turda, conţinutul de amidon a

prezentat o variabilitate redusă (4,0%). Conţinutul mediu determinat este de 67,54%.

Conţinutul mediu de fibre determinat la liniile consangvinizate analizate a fost de

4,88%, şi a prezentat o variabilitate mijlocie a continutului de fibre in rândul (18,87).

4. În analiza conţinutului de amidon şi fibre la liniile consangvinizate

isonucleare în sistem balansat valoarea medie determinată pentru conţinutul de amidon

a fost de 66,37%, iar pentru fibre de 4,3%. Între genotipurile testate în toate cele cinci

situaţii experimentale diferenţele au fost distinct semnificative statistic.

5. Citoplasmele au influenţat semnificativ transmiterea ereditară a conţinutului de

amidon la cele cinci grupe de linii în sistem balansat, însă conţinutul de fibre nu este

influenţat de factorii citoplasmatici, dovadă fiind faptul că aceeaşi citoplasmă dă atât

valoarea cea mai mică, cât şi valoarea cea mai mare a conţinutului de fibre,

demonstrându-se astfel influenţa factorilor nucleari.

33

6. În analiza liniilor consangvinizate în sistem nebalansat, conţinutul mediu de

amidon a fost cuprins între 62,82% (pentru linia generatoare de grupă TB 367), şi

70,46% (linia generatoare de grupă TC209). Se poate afirma că tipul de citoplasmă

poate influenţa semnificativ creşterea sau reducerea conţinutului de amidon la linii

consangvinizate isonucleare.

7. Valorile medii determinate pentru fibre în analiza liniilor consangvinizate în

sistem nebalansat au fost cuprinse între 3,36% (pentru linia generatoare de grupă TC

221) şi 4,14% (la linia generatoare de grupă TC 209).

8. În studiul continuţului de amidon şi fibre al liniilor consangvinizate forme

parentale în sistemul dialel cu hibrizi direcţi şi reciproci, nu s-au înregistrat diferenţe

semnificative între cele două situaţii experimentale de polenizare liberă şi

autopolenizare.

9. Conţinut ridicat de amidon la liniile consangvinizate forme parentale în

sistem dialel a fost determinat în situaţia de autopolenizare la liniile consangvinizate

TC 208 (69,60%) şi TC 291 (69,44%), cu diferenţe foarte semnificative faţă de

martor, iar în situaţia de polenizare liberă la liniile TC 291 (72,57%) şi K 1080

(72,23%), cu diferenţe foarte semnificative faţă de martor.

10. În ceea ce priveste continutul de fibre la liniile consangvinizate forme

parentale în sistemul dialel, toate liniile luate în studiu au prezentat valori inferioare

ale conţinutului de fibre faţă de linia martor, cu diferenţe foarte semnificative atât în

cazul boabelor provenite de sub isolator, cât şi în situaţia de polenizare liberă.

11. În determinismul genetic al conţinutului de amidon şi fibre solubile la

porumb într-un sistem genetic de linii consangvinizate isonucleare sunt implicate atât

acţiunile genice nucleare (datorate testerilor), acţiunile genice nucleo-citoplasmatice,

cat şi factorii genetici localizaţi în citoplasme.

12. În transmiterea conţinutului de amidon sunt importante efectele genice

aditive, efectele genice neaditive şi mai puţin importante efectele genice materne.

13. La realizarea formulelor pentru hibrizii bogaţi în amidon este necesar a se

include în combinaţiile hibride forme parentale care să transmită la nivel aditiv

conţinut ridicat de amidon, iar datorită efectelor reciproce a interacţiunii nuclear-

citoplasmatice este absolut obligatorie testarea încrucişărilor directe şi reciproce.

34

14. Pentru obţinerea de hibrizi cu un potenţial ridicat de producere a amidonului

este nevoie de forme parentale bogate în amidon; aceste forme parentale pot fi

obţinute prin selecţie recurentă în germoplasme de porumb, iar apoi, în timpul

consangvinizării prin controlul repetat al conţinutului de amidon. Creşterea

conţinutului de amidon va însemna, implicit, reducerea conţinutului de proteine şi

grăsimi în boabe.

15. În condiţionarea genetică a conţinutului de fibre în boabe provenite de la

stiuleţi autopolenizaţi sunt importante, în egală măsură, efectele genice aditive şi cele

neaditive; în realizarea formulelor de hibridare trebuie să se tină seama de efectele

interacţiunii nuclear-citoplasmatice, efectele materne fiind mai reduse.

16. Recomandăm ca în cazul unor cercetări care necesită mai multă acurateţe

experimentală analizele să se efectueze pe probe provenite din ştiuleţii autopolenizaţi,

indiferent dacă este vorba de hibrizi sau linii consangvinizate.

35

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

1. ARDELEAN M., 2006, Principii ale metodologiei cercetării agronomice şi

medical veterinare, Ed. AcademicPres;

2. CEAPOIU N., 1969, Istoricul ameliorării plantelor în România, Probl. genet. teor.

aplic. I: 1-50.

3. DONER L.W., H.K. CHAU, M.L. FISHMAN, K.B. HICKS, 1998, An Improved

Process for Isolation of Corn Fiber Gum, Cereal Chem., 75 (4): 408-411;

4. HAŞ I, CAMELIA CHICINAŞ (RACZ), VOICHIŢA HAŞ, CORNELIA STAN,

TEODORA ŞCHIOP, I. D. COSTE, N. TRITEAN, Rolul diversităţii

citoplasmatice asupra comportării liniilor şi încrucişărilor acestora, 2011

5. HAŞ I., 2004, Heterozisul la porumb, În: Butnaru Gallia, I. Căbulea, M. Cristea,

I. Haş, Voichiţa Haş, Dana Malschi, Felicia Mureşan, Elena Naghy, T. Perju, T.

Sarca, Vasilichia Sarca, D. Scurtu, Porumbul- studiu monografic, Ed. Academiei

Române, Bucureşti;

6. SINGH V., P. YANG, R.A. MOUREAU, K.B. HICKS, S.R. ECKHOFF, 2001,

Effect of harvest moisture content and ambient air drying on mayze fiber oil yield

and its phytosterol composition, în Starch 53, 653-658;

7. ŞCHIOP TEODORA, I. HAŞ, Voichiţa HAŞ, I. COSTE, Camelia RACZ, N.

TRITEAN, 2011, Valoarea fenotipică şi genetică a unor linii consangvinizate

isonucleare de porumb. Studiul fenotipic si genetic al continutului de amidon,

Analele I.C.C.P.T., Fundulea vol. 78;

8. ŞCHIOP TEODORA, I. HAŞ, Voichiţa HAŞ, I. COSTE, Camelia RACZ, N.

TRITEAN, 2011, Gene actions, cytoplasmic actions and cytoplasmic-nuclear

interactions involved in the determination of fiber content in a series of isonuclear

maize lines, Research Journal of Agricultural Science, 43 (II), Timisoara;

9. VÂRBAN D. I., 2008, Culturi de câmp, Ed. Risoprint Cluj-Napoca;

10. *** Anuarul Statistic al României pe anul 2007.

11. www.faostat.fao.org

12. www.dickey-john.com/product/instalab.600/

http://www.faostat.fao.org/

http://www.dickey-john.com/product/instalab.600/

variabilitatea conŢinutului de amidon Şi fibre la ... · porumb în hrana omului, a animalelor,...

Documents