Ameliorarea Plantelor [PDF]

Zitiervorschau

C1. 22.09.2016

Introducere in ameliorarea plantelor Importanta ameliorarii plantelor Stiinta biologica aplicativa care stabileste metodele ce se folosesc pentru obtinerea de noi soiuri si hibrizi la plante s.n. amelioarare. Ameliorarea plantelor presupune insa pe langa creearea de material biologic nou si imbunatatirea celui existent. Fie ca se urmareste creearea de noi soiuri sau imbunatatirea celor deja existente, cel mai mare rol revin faptului genetic care conduce la cresterea productiei/productivitatii la imbunatatirea calitatii si la obtinerea unor rezistente specifice ale plantelor, la factorii nefavorabili de mediu sau la actiunile agentilor fitopatogeni. Factorul genetic este considerat prioritar in toate tehnicile de ameliorare. La inceput datorita volumului redus de cunostinte, absolut toate speciile intrau in vizorul unei singure discipline generale intitulata ameliorarea plantelor. Odata cu acumularea de noi cunostinte, cu efectuarea unor noi experiente s-a considerat ca este nevoie de separarea in mai multe ramuri a disciplinei astfel ca a aparut ameliorarea plantelor agricole, ameliorarea plantelor horticole care are in vedere vita de vie, pomii, legumele, florile; ameliorarea speciilor silvice sau forestiere si chiar ameliorarea speciilor ornamentale altele decat florile: arbustii ornamentali sau arborii ornamentali. Obiectul ameliorarii plantelor in prezinta creearea de noi soiuri si hibrizi, imbunatatirea materialului biologic existent si producerea de samanta si material de plantat atat pentru soiurile nou create cat si pentru cele deja existente. In horticultura se utilizeaza atat soiuri cat si hibrizi. Soiul – reprezinta o grupa de indivizi cu caracteristici morfologice, fiziologice si biochimice comune stabile genetic si transmisibile ereditar. In conformitate cu legea privind producerea, controlul calitatii si comercealizarea semintelor si materialului saditor prin soi se intelege o populatie de plante creata de un ameliorator sau identificata de un autor care se diferentiaza de tot ceea ce exista pana la momentul respectiv prin cel putin un caracter important, diferentiere denumita distinctibilitate, populatie care de asemenea este omogena prin ansamblul caracterelor luat in considerare, caracteristica denumita omogenitate, populatie care este stabila in caracterele sale esentiale in timpul procesului de reproducere, caracteristica numita stabilitate. Un soi se caracterizeaza prin cele 3 proprietati caracteristice si anume : distinctibilitate, omogenitate si stabilitate. 1

Hibridul - este constituit dintr-o grupa de indivizi cu caracteristici comune, caracteristici care se pastreaza si se exteriorizeaza numai in prima generatie hibrida. In aceasta generatie se manifesta fenomenul heterozis prin cresterea productiei fie de seminte ( heterozis generativ) , fie productia de masa verde ( heterozis somatic). Importanta ameliorarii plantelor rezulta din contributia recunoscuta a noilor forme bilogice, ( soiuri/hibrizi noi) la cresterea productiei , si la imbunatatirea insusirilor calitative. Materialul biologic nou creat, contribuie la cresterea productiei si la imbunatatirea calitatii fara investitii suplimentare, realizandu-se astfel o scadere a pretului de productie. Faptul ca noul material biologic are si unele rezistente genetice, presupune o diminuare a nr de tratamente, a substantelor folosite astfel ca in acest fel contribuie la reducerea poluarii pe de o parte si la reducerea cheltuielior si obtinerea acestor substante energofage. Obtinerea soiurilor si hibrizilor cu perioade diferite de vegetatie creaza posibilitatea obtinerii unui convert vegetal astfel incat sa avem fructe proastepe o perioada mai mare de timp, legume proaspete o perioada mai mare de timp in functie de perioada de maturare a fiecarui soi sau hibrid. De asemenea soiurile precoce ( cu coacere timpurie) si care necesita o perioada mai scurta de vegetatie pot fi cultivate si in zonele nordice sau la altitudini mai mari acolo unde perioada cu temperaturi optime este ceva mai redusa. Legaturile ameliorarii cu alte discipline Ameliorarea are ca baza stiintigica genetica. In toate etapele procesului de ameliorare, in toate tehnicile, metodele utilizate se utilizeaza legile geneticii, legile ereditatii, legile transmitere caracterelor de la o generatie la alta astfel ca se pune spune ca ameliorarea plantelor este genetica aplicata. Fitopatologia este disciplina care contribuie la cunoasterea biologiei diferitilor agenti fitopatogeni, a modului de atac, a relatiei intre patogen si planta gazda, creeand astfel posibilitatea de a identifica/diferentia/evidentia plantele cu rezistenta genetica. Entomologia prezinta date privind biologia insectelor, relatiile dintre acestea si planta gazda, modul in care ataca si aprecierea daunelor inregistrate, toate aceste conducand in final tot la identificarea exemlarelor cu rezistenta genetica. Fiziologia plantelor ofera cunostinte privind procesele care conditioneaza cresterea si dezvoltarea organismelor, capacitatea productiva si calitatea recoltei. Biochimia vegetala explica modul in care relationeaza toate elementele chimice din organismele vegetale si ofera date pentru alegerea acelor tehnici de ameliorare care sa conduca la posibilitatea asimilarii mai bune a unor substante si compusi. Botanica este disciplina care precizeaza originea materialului biologic, taxonomia, clasificarea acestuia dar ofera date in ceea ce priveste in florirea si particularitatile morfologice ale diferitelor specii. Tehnica 2

experimentala precizeaza metodele de amplasare in teren a culturilor comparative, metodele de efectuare a analizelor fizice, chimice, biologice precum si metode de valorificare a rezultatelor obtinute si de interpretare a acestora. Disciplinele tehnologice ofera date privind tehnologiile optime de cultura pentru fiecare specie in parte dar si pentru soiurile si hibrizii nou creati. Intre acestea : viticultura ( discipina tehonogica care ofera tehnologia pt vita de vie) pomicultura, floricultura, legumicultura. Etapele ameliorarii plantelor- se cunoaste ca, toate plantele cultivate provin fie din specii salbatice unice sau din grupe de specii inrudite care s-au modificat in urma indelungatului proces de evolutie ajungand la stadiul actual cand nu ar putea sa reziste in natura fara a fi cultivate. Explicand originea si evolutia lumii vegetale, Darvin arata ca unele specii cultivate au origine monofiletica ( provin dintr-o singura specie ex: fasole, mazare, varza, cartof), provin din grupuri de specii inrudite, origine polifiletica ( ex: marul, parul, ciresul, capsunul). Exista unele specii cultivate la care diferenta dintre plantele de astazi si plantele de origine sunt atat de mari incat practic plantele de origine nu se pot stabili cu precizie. Cercetatorul rus Vavilov analizand formele primitive si salbatice care stau la originea plantelor cultivate a ajuns la concluzia ca astea au aparut in anumite locuri pe pamant, in anumite areale geografice pe care el le numeste centre de origine. Initial s-au stabilit 14 centre de origine dupa care diversi autori au ajuns la concluzia ca sunt doar 12 centre, 2 dintre acestea introducandu-le ca subcentre in cazul celor 12 centre. El face deosebirea intre centrele de origine (care reprezinta arealele unde au luat nastere/s-au format speciile vegetale) si centrele genice( reprezinta arealele geografice cu cea mai mare diversitate de forme si cu maximum de frecventa pentru anumite plante de cultura). Trecerea de la speciile salbatice la plantele cultivate, asa numita domesticire a fost un proces evolutiv indelungat desfasurat sub influenta mutatiilor si hibridarilor naturale,sub inflenta selectiilor naturale si apoi sub inflenta influentei artificiale facuta empiric de catre om. Pentru ca se face confuzia de luare in cultura a unor specii vegetale...... se mentioneaza ca, prin procesul de luare in cultura presupune efortul omului de a cultiva, de a imbunatati, de a ingriji plantele respective in vederea cresterii productivitatii si imbunatatirii calitatii. Procesul de cultivare presupune introducerea in trend a speciei si recoltarea la sfarsitul vegetatiei. In functie de nivelul cunostintelor, de procedeele utilizate, de valoarea reultatelor obtinute, dezvoltarea ameliorarii plantelor se imparte in 2 mari perioade si anume,perioadaempirica si perioada stiintifica.

3

Etapa ameliorarii empirice Aceasta etapa s-a desfasurat pe parcursul a 7-8mii de ani si a fost marcata de prima alegere artificiala facuta de om...... La inceput s-au ales plantele mai frumoase, mai bine dezvoltate..... In etapa empririca cunostintele acumulate se transmiteau prin traditie sau prin contacte stabilite intre diversi cultivatori. Unii autori citati de Cristea, arata ca in orientul apropiat, se pare ca selectia empirica a inceput mul mai timpuriu comparativ cu alte zone de pe glob. In acest sens exista probe/ scrieri ca prima alegere a inceput in urma cu peste 9 mii de ani. Ca rezultat a acestei lungi perioade de alegere empirice, au aparut soiurile locale sau autohtone in zonele de cultura ale unor specii. Folosirea soiurilor locale este consemnata in unele lucrari in urma cu 3-4 mii de ani. Rezultattul selectiei empirice a fost foarte bine exemplificat de juriev, care arata ca in trecutul indepartat nomazii din Kazacstan, plecau cu turmele la pasunat, dupa ce mai intai semanau graul de primavara iar la intoarcere gaseau graul supracopt si majoritatea spicelor scuturate. Recoltau apoi doar spicele rezistente la scuturare,si astfel dupa o lunga perioada de timp,s-a ajuns la formarea soiurilor locale, cunoscute si astazi foarte rezistente la scuturare. Astfel de probleme s-au intalnit la maoritatea plantelor de cultura obtinandu-se prin alegeri repetate, soiuri locale rezistente la factori nefavorabili sau la agentii fitopatogeni. Etapa ameliorarii stiintifice A inceput in secolul XIX si a fost marcata de creearea in mod deliberat, prin metode stiintifice a unor forme biologice noi cu capacitate de productie sporita. Se poate spune ca ameliorarea stiintifica a inceput din momentul in care s-a clarificat probema sexelor la plante si s-a facut prima incrucisare artificiala. Primele idei despre sexulalitate la plante au fost formulate in Grecia dar adevaratul descoperitor al sexualitatii la plante a fost camerarius care prin experientele sale formuleaza si ideea primelor hibridari intre diferitele forme cultivate. Efectuarea practica a primei hibridari a fost facuta intre nicotiana rustica si nicotiana paniculata obtinandu-se in felul acesta primul hibrid sexuat la plante. Un rol major in dezvoltarea lucrarilor de ameliorare le-au avut cercetarile lui Darvin si ale lui Mendel precum si a precursorilor acestora. Astfel Mendel a stabilit legile transmiterii ereditare a caracterelor prin procesul de hibridare punand bazele geneticii ca stiinta. In secolul XX lucrarile de ameliorare au suferit o dezvoltare fara precedent..... teoria cromozomica a ereditatii, consagvinizarea si folosirea heterozisului in practica agricola, creearea artificiala a formelor mutante si poliploide, utilizarea diferitelor tehnici de inginerie genetica pana 4

la introducerea in cultura a plantelor modificate genetic cu diferite rezistente specifice la anumite substante chimice. Dezvoltarea cu precadere a lucrarilor de ameliorare la anumite plante in unele tari a dus la formarea unor scoli de ameliorare intre acestea amintind scoala franceza in domeniu viticulturii, scoala belgiana in domeniul pomiculturii, scoala olandeza in domeniul floriculturii s.a. Ameliorarea plantelor in Romania La fel ca si in alte tari,avem 2 etape: etapa empirica si cea stiintifica. In timpul etapei empirice ca urmare a activitatii numeroaselor generatii de cultivatori anonimi au aparut unele soiuri locale la vita de vie, la pomi, la legume, soiuri care se gasesc si astazi in sortimentul autohton, soiuri care se pastreaza ca material de ameliorare utilizat pentru imbunatatirea altor soiuri. Ameliorarea stiintifica a inceput in anul 1900 si a fost marcata de profesorul Vlad Cranu Munteanu , profesor la scoala centrala de cultura Herastrau. Constantin Sandu Aldea, a fost primul profesor de ameliorare din Romania. Ceapoiu un cunoscut ameliorator arata ca majoritatea lucrarilor a lui C.S.Aldea au fost pierdute din cauza razboiului. Dupa razboi Gheorghe Ionescu Sisesti a contribuit la dezvoltarea ameliorariii dar si la alte stiinte agronomice. Ceapoiu arata ca inceputul ameliorarii stiintifice s-au confruntat cu diferite probleme siintifice dintre care acesta mentioneaza: - imposibilitatea utilizarii complete a resurselor genetice autohtone pentru ca nu au fost evaluate si nu au fost colectionate de cercetatori. –variabilitatea in cadrul resurselor genetice era potrivita mai mult pentru adaptabilitate, printr-o plasticitate ecologica,.... - Absenta totala a resurselor genetice straine , lipsa unor amelioratori consacrati cu o informatie stiintifica adecvata si cu o pregatire specifica pentru anumite plante cultivate. – existenta controversei intre scoala genetica occidentala dominata de ideile lui Mendel si Morgan si scoala sovietica deominata de ideile lui Miciurin si Lisenco cu impact foarte rau asupra geneticii romanesti si ameliorarii romanesti. – lipsa unei idei clare in ceea ce priveste strategia de dezvoltare a agriculturii in Romania. In anul 1929 s-a infiintat Institultul de cercetari agronomice a Romaniei in cadrul caruia functiona o sectie de ameliorare a pantelor cu laboratoare de cercetare la Cluj, Iasi , Tragu Mures, Cenab, Marculesti, Campia Turziei, Valul lui Traian, Moara domneasca, Studina. In aceste laboratoare s-au creat numeroase soiuri ameliorate care si astazi constituie surse de gene pentru ameliorare. S-au infiintat colectii pomicole la Ramnicu Valcea, Pietroasa, Istrita si Visan Iasi. In viticultura pentru

5

relansarea plantatiilor atacate de Filoxera si importa activ producatori directi si soiuri de vita altoita iar in unele zone se pun in valoare.... In anul 1937 in cadrul I.C.A.R. ia fiinta o sectie de horticultura cu statiuni experimentale la Strehaia, Falticeni, Odobesti, Dragaseni, Bistrita. I.C.A.R a functionat oana in 1957 cand se reorganizeaza activitatea de cercetare si se infiinteaza institutul de cercetari pentru cereale si plante tehnice, institutul de cercetare si productie a cartofului si institutul de cercetari hortiviticole. Incepand cu anul 1962 intreaga activitate de cercetare in agricultura este coordonata de A.S.A.S. In 1967 are loc o noua reorganizare a cercetarii si se infiinteaza institutul de cercetari pentru viticultura si vinificatie Valea calugareasca, institutul de cercetari pentru pomicultura MaracineiPitesti, si institutul pentru legumicultura si floricultura Vidra-Ilfov. Fiecare din aceste institute isi formeaza o retea de statiuni experimentale sau de labortaore de ameliorare unde se desfasoara cercetare horticola. Astfel I.C.P.V are statiuni la Vlas, Odobesti, Mulfatlar, Bechet, Dragasani, Minis , Valea calugareasca, Iasi, Cluj, Bucuresti. Institutul de pomicultura are statiuni la Bistrita, Geoagiu, Voinesti, Falticeni, Mracinei si laboratoare la Iasi, Cluj, Oradea, Targu-Jiu. Insitutul de la vidra are statiuni la Vidra, Isalnita, Buzau, Bacau si lab la Minis, Cluj, Secueni, Baneasa BlAJ. Cercetari de ameliorare in horticultura s-au dezvoltat si in unitatile de invatamant superior la facultatile de agricultura si horticultura ale universitatilor Bucuresti, Cluj, Timisoara si Iasi. Paralel cu activitatea de obtinere a noi soiuri si hibrizi s-a dezvoltat si activitatea de producere de samanta si material saditor, astfel ca in momentul de fata si dupa toate greutatile intervenite dupa 1989 se poate spune ca exista material saditor obtinut in statiunile eperimentale dar si in unele filme private specializate in prioducerea de samanta. Pentru omologarea si zonarea soiurilor obtinute, a hibrizilor nou creati, in 1953 s-a creat o comisie de stat pentru incercarea si omologarea soiurilor comisie a carei activitate a fost imbunatatita, reorganizata, astfel ca astazi exista inspectorate de stat pentru incercarea soiurilor si care raspund si de controlul tehnic al procesului de producere de samanta si material de plantat. C2. 29.09.2016

Totalitatea caracterelor si insusirilor care sunt urmarite pe tot parcursul procesului de cercetare si pe care trebuie sa l eintruneasca noile soiuri si hibrizi, intre care capacitatea de productie, calitatea si diversele rezistente se constituie in obiective ale ameliorarii. 6

Factorii care impun in alegerea obiectivelor de ameliorare Obiectivele urmarite sunt determinate de un complex de factori caracteristici pentru fiecare areal de cultura pentru fiecare zona a globului. Pentru Romania alegerea obiectivelor este determinata de factorii naturali, factorii tehnologici si factorii economici. Factorii naturali Exista o diversitate de zone naturale, de clima si sol, zone care impun amelioratorilor alegerea acelor metode care sa conduca la crearea de soiuri si de hibrizi cu adaptabilitate, cu rezistente specifice pentru zonele respective. In acest sens este necesar sa se cunoasca particularitatile morfologice,fiziologice si biochimice a materialului cu care se lucreaza precum si cerintele acestuia fata de conditiile de mediu. Intre factorii naturali rolul preponderent il are clima care este data de o amplitutide de valori ale temperaturilor si precipitatiilor care nu pot fi controlate de catre om. Sub aspect climatic Romania se incadreaza in zona temperata cu unele influente ale climatului continentall si mediteraneean insa prezinta totusi o serie de variatii locale determinate de lantul carpatic, zona dealurilor inalte, conditiile din lunca Dunarii, conditiile de pe litoral, prezenta unor zone paduroase si altele. Urmare a acestor influente cu caracter local, in Romania se gasesc diverse zone cu asa numitele microclimate unde fie regimul termic fie regimul fluviometric sunt in masura sa conduca la cresterea sau la scaderea productiilor obtinute. Din aceste considerente pentru aceste zone trebuie creat hibrizi specifici, create soiuri potrivite pentru a se adapta la conditiile respective de clima. Astfel, pentru zonele cu regim fluviometric deficitar este devoie de soiuri cu rezistenta la seceta. Pentru zonele cu ierni foarte grele, este nevoie de soiuri si hibrizi cu rezistenta la temperaturile scazute. Pentru altitudinile mai mari/inalte , zonele mai nordice, este nevoie de soiuri si hibrizi cu o perioada de vegetatie mai redusa. Factorii de sol Au un rol mai putin important deoarece conditiile actuale ale ahrotehnicii/fitotehnicii sunt in masura sa vina cu imbunatatiri in ceea ce priveste corectarea diferitelor probleme care se intalnesc la sol si care deranjeaza plantele, cum ar fi: salinitatea, aciditatea, textura si structura solului. Cu toate acestea in unele zone pe soluri nisipoase, soluri saraturoase se impune crearea de soiuri si hibrizi care sa manifeste adaptabilitate la aceste conditii.

7

Factorii tehnologici Pentru a spera la productii la nivelul potenitialului biologic a noilor soiuri si hibrizi se impune utilizarea celor mai perfectionate tehnologii, tehnologii pentru o anumita cultura, pentru un anumit soi sau hibrid. De la inceput amelioratorul isi poropune ca materialele nou create sa valorifice cat mai eficient conditiile agrotehnice superioare oferite de chimizare, mecanizare si irigatii. Se impune de asemenea rezistenta la cadere la scuturare la boli si daunatori. O atentie deosebita se acorda concordantei intre aparitia/introducerea soiului in cultura si tehnologia existenta la momentul respectiv. Aceasta deoarece mai ales in horticultura perioada de la momentul inceperii creeari unui soi sau hibrid si pana la momentul introducerii in cultura este foarte mare uneorid e ordinul zecilor de ani, mai ales la pomi si vita de vie daca se urmareste creeare unui soi cu o rezistenta biologica unde sunt necesare 3-4 retroincrucisari este posibil ca soiul sa apara la 25-30 ani de la momentul inceperii crearii soiului respectiv, astfel ca amelioratorul trebuie sa prevada sa intuiasca care ar putea fi imbunatatirile aduse tehnologiei in 20-30 de ani din momentul in care incepe creearea unui soi, aceasta deoarece pe langa rezistentele specifice pe care le va avea materialul nou creat acesta sa poata sa fructifice noutatile tehnologice aparute in acest timp. Factorii economici Un comandament al ameliorarii il reprezintacresterea productiei la toate creatiile ameliorarii. Insa odata cu dezvoltarea civilizatiei acest lucru nu mai este suficient pentru ca se intalneste si o crestere a cerintelor calitative ale consumatorilor mergand la preferinte/pretentii pana la aroma, culoare la diverse produse horticole. Obiectivele ameliorarii plantelor in Romania Programele de ameliorare prevad creeare de soiuri pentru fiecare zona ecologica, soiuri cu plasticitate ecologica, soiuri cu adaptabilitate la conditiile specifice din fiecare areal de cultura soiuri care sa valorifice eficient tehnologiile superioare astfel incat sa asigure productii ridicate si superioare calitativ. In functie de specificul zonei naturale exista si unele cerinte speciale si anume, rezistenta la factorii climatici pentru unele zone, rezistenta la actiunea agentilor fitopatogeni pentru alte zone, rezistenta la seceta, rezistenta la temperaturile scazute, comportare buna la ambalare/transport, comportare buna la procesare precum si alte obiective specifice. Practic pentru toate speciile sunt 4 obiective principale la care se adauga unele obiective specifice dar pot fi adaptate la mai multe culturi , dar 4 obiective principale sunt comune pentru toate speciile horticole. 8

 Ameliorarea capacitatii de productie Capacitatea de productie este insusirea fundamentala , in functie de care un soi sau un hibrid se introduce sau nu in cultura. Productivitatea – este determinata in mare masura de constructia soiului respectiv, de baza genetica, care conditioneaza valoarea elementelor de productivitate si este influentata de conditiile de mediu si agrotehnica aplicata. Se presupune ca in cresterea si dezvoltarea plantelor la asigurarea productivitatii participa absolut fiecare gena care face parte din genomul respectiv. Fiind o insusire atat de complexa productivitatea nu a putut fi explicata in totalitate cu ajutorul princiipiilor genetice clasice si din aceste motive s-a apelat la studierea fenomenelor intalnite in cresterea si dezvoltarea plantelor, la analize genetice, la analiza sistemului poligenic, la inlatuirile de gene, pentru a se explica corelatiile intre elementele de productivitate. Astfel zestrea ereditara, conditiile de mediu, tehnologia de cultura influenteaza capacitatea indivizilor care formeaza un soi de a forma organe de fructificare. Acest lucru este cunoscut sub numele de fertilitate. In procesul de crestere si dezvoltare se intalnesc 2 categorii de fertilitate si anume: fertilitatea potentiala si fertilitatea reala. Fertilitatea potentiala reprezinta capacitatea indivizilor de a forma muguri, formatiuni de rod, inflorescente si flori, proces care este determinat de informatia genetica si de conditiile de mediu. Fertilitatea reala este reprezentata de totalitatea florilor capabile de fecundare. Aproape intodeauna fertilitatea reala este sub nivelul fertilitatii potentiale. Raportul dintre fertilitatea potentiala si cea reala s.n. coeficient de fertilitate. Cu cat valoarea acestui coeficient este mai apropiata de 1 cu atat fertilitatea soiului respectiv este mai ridicata. Productivitatea unui soi poate fi influentata atat prin stimularea fertilitatii cat si prin creearea conditiilor pentru formarea si maturarea fructelor sau pentru asimilarea mai buna a substantelor/compusilor chimici care fac parte din produsul principal. Productivitatea initiala reprezinta totalitatea fructelor formate in primele faze de dezvoltare. Acest lucru depinde de fertilitatea reala si de conditiile de mediu. Productivitatea finala este data de capacitatea plantelor de a retine si a matura fructele care s-au format, insusire care este conditionata de productivitatea initiala si de factorii de mediu. Raportul intre productivitatea initiala si productivitatea finala s.n. indice de priductivitate si este valoarea care in procesul de selectie ste fundamentala. 9

Productivitatea in ultima analiza este determinata de o serie de factori intrinseci si factori de influenta. Factorii intrinseci sunt reprezentati de elementele de productivitate caracteristice pentru fiecare specie iar factorii de influenta sunt reprezentati de diversele rezistente la factorii nefavorabile de mediu si la agentii patogeni. Pentru realizarea productivitatii sunt necesare cateva directii de urmat si anume exploatarea germoplastei autohtone si mondiale pentru identificarea unor gene specifice, obtinerea de gene noi prin utilizarea agentilor mutageni, marirea plasticitatii fenotipice si fenotipice a soiurilor si in sfarsit ruperea corelatiilor negative existente intre productivitate si calitate, productivitate si precocitate.  Ameliorarea calitatii La fel ca si productivitatea calitatea productiei este determinata pentru omologarea si introducerea in cultura a noilor creatii ale ameliorarii. Valoarea calitativa asoiurilor si hibrizilor este conferita de continutul de substante utile de natura compusilor chimici, de insusirile tehnologie si culinare iar la unele produse de modul de prezentare si de aspectul exterior al acestora. In privinta substantelor utile o importanta deosebita o are continutul de proteine, lipide, hidrati de carbon. In ceea ce priveste proteinele se stie ca 70-75% din totalul proteinelor consumate pe plan mondial sunt de natura vegetala. Desi posibilitatile de sporire a productiei modiale de proteine sunt multiple principala sursa ramane insa tot materia vegetala, tot soiurile si hibrizii creati prin ameliorare. In ameliorarea comtinutului de substante utile apar unele dificultati determinate de corelatiile negative intre productie si calitatea acesteia. De mare importanta este echilibrarea sau echilibrul intre compusii chimici astfel substantele proteice trebuie sa aiba un continut de aminoacizi esentiali cat mai echilibrat cat mai complet cunoscut fiind faptul ca lipsa unui singur aminoacid esential conduce la dezechilibre metabolice. Astfel se lucreaza pentru continutul de metionina si triptofan la unele plante, continutul de lizina la altele, continutul de amidon de substante minerale si vitamine. Pentru speciile horticole notiunea de calitate este cumva diferita comparativ cu speciile agricole si variaza de la o specie la alta sau in fucntie de directia de productie. Astfel la vita de vie pe langa proprietatile organoeletice si tehnologice, ne intereseaza si aspectul exterior, forma strugurilor, marimea acestora forma boabelor si marimea acestora,culoarea prezenta sau absenta stratului de pruina. La fructe ne intereseaza continutul de substante chimice dar si existenta unor anumite raporturi intre aceste substante hotaratoare pentru insusirile gustative. Astfel continutul total in zaharuri, aciditate si alte componente ale fructelor da doar o idee de ansambu 10

asupra calitatii astfel ca trebuie mers cu analizele in profunzime pentru a se vedea echilbrul intre aceste componente. La struguri , la fructe aprecierea clitatii se face atat prin analiza componentelor chimice cat si pe calea degustarii si observarii aspectului exterior. Pentru vinuri determinarea alcoolului, zaharurilor, aciditatii totale, substantelor colorante, taninurilor sunt importante dar hotarator este aprecierea gustativa care urmareste culoarea, limpiditatea, aroma, buchetul, gustul si echilibru intre aceste insusiri. Si imbunatatirea calitatii se poate face la fel ca si productivitatea prin identificarea materialului biologic, a genelor care conditioneaza fiecare component chimic in parte si mai ales echilibrul intre aceste componente. Deasemenea prin mutageneza se cauta sa se obtina si sa se identifice gene noi raspunzatoare pentru anumite insusiri calitative. Si de asemenea si la productivitate este ruperea a corelatiei negative intre intre calitate si productivitate.  Ameliorarea rezistentei la boli si daunatori Acest obiectiv este important pentru ca pagubele produse de boli si daunatori la speciile horticole ajung in unii ani pana la compromiterea totala a culturilor. Cu toate progresele realizate in combaterea chimica si in inglobarea rezistentei genetice in noie creatii ale ameliorarii intensitatea si frecventa atacurilor unor agenti patogeni inregistreaza cresteri importante la toate speciile cultivate. Rezistenta la boli si daunatori este o insusire ereditara exprimata prin capacitatea plantei de a se apara fata de atacul unui agent fitopatogen. Unii autori apreciaza ca rezistenta este sinonima cu imunitatea altii vorbesc si de o rezistenta pasiva si de o rezistenta adevarat. Rezistenta adevarata este determinata de 2 cauze principale si anume : starea plantei si comportamentul acesteia in momentul atacului ; reactia plantei gazda dupa infectie in sensul opririi patrunderii agentului respectiv. Starea plantei poate induce o rezistenta anatomica determinata de unele proprietati morfologice o rezistenta fiziologica determinata de capacitatea plantei de a nu fi sensibila la actiunea agentului respectiv, si o rezistenta chimica determinata de prezenta unor substante care impiedica declansarea infectiei. Toate aceste tipuri de rezistenta sunt cunoscute sub numele de rezistenta pasiva. Rezistenta activa – sau reactia de aparare a plantei se manifesta prin aparitia unor tesusturi care izoleaza patogenul prin perturbarea celulelor infectate prin moartea agestora care impiedica diseminarea patogenului. Proliferarea agentilor patogeni are mai multe cauze care dupa Ceapoi ar fi urmatoarele:  Introducerea in cultura a soiurilor si hibrizilor la care s-a urmarit in primul rand productivitatea si calitatea si in mai mica masura rezistenta la boli. 11

 Cultivarea unui numar restrans de soiuri pe suprafete mari care la aparitia unei boli inlesneste profilerearea puternica.  Aparitia unor noi rase fiziologice la care materialul nu este rezistent.  Nerespectarea rotatiei culturilor pentru cele anuale, aplicarea unor doze mari de azot, unor norme mari de irigare care favorizeaza aparitia unor microclimate favorabile aparitiei parazitilor. Pentru evitarea pagubelor produse de boli exista 2 solutii si anume:  Mijloace curative – prin perfectionarea mijloacelor de combatere chimica.  Creearea de soiuri si hibrizi cu rezistenta genetica. In ceea ce priveste rezistenta genetica aceasta se poate manifesta sub 2 forme :  Rezistenta verticala sau perependiculara cand soiul sau hibridul are rezistenta 100% la un agent patogen sau o anumita rasa fiziologica a acestuia.  Rezistenta orizontala presupune rezistenta la mai multi agenti fitopatogeni sau la mai multe rase fiziologice ale acestora. Rezistenta verticala este mai usor de incorporat, este mult mai puternica dar la aparitia unui alt agent sau unei alte rase fiziologice cultura este compromisa. Din acest motiv se prefera rezistenta orizontala care nu este atat de puternica nu duce pana aproape de imunitate dar apara culturile de mai multi agenti patogeni si odata indusa aceasta rezistenta se poate mentine la un soi sau la un hibrid cateva zeci de ani. Dintre daunatori cele mai mari pagube sunt produse de insecte la care se cunosc peste 700 de mii de specii. Raspandirea acestora este datorata unor cauze cum ar fi distrugerea ecosistemelor naturale, importul unor specii de insecte odata cu semintele, odata cu,culturile daca nu sunt trecute prin perioada de carantina, folosirea nerationala a insecticidelor care pot conduce incet incet la creearea de rezistenta la insecte precum si alte cauze la fel ca si la boli ce=reearea de microclimate specifice prin aplicarea unilaterala a dozelor de azot si a normelor mari de irigare. Pentru realizarea acestui obiectiv prima masura este identificarea de gene care induc rezistenta la agentii fitopatogeni, gene care se gasesc in speciile din flora spontana in speciile salbatice inrudite cu specia care se amelioreaza. Etapa a doua o reprezinta efectuarea hibridarilor interspecifice, identificarea exemplarelor rezistente si inmultirea acestora in paralel cu selectia pana la obtinerea unor soiuri cu rezistenta sau hibrizi cu rezistenta genetica.

12

 Ameliorarea rezistentei la factorii de mediu In cadrul acestui obiectiv se urmaresc 2 aspecte si anume: temperaturile scazute si deficitul de umiditate. Rezistenta plantelor la temperaturile scazute sunt insuri esentiale pentru unele zone mai nordice sau pentru altitudini mai inalte. Sunt periclitate in deosebi ... mai sudice, prunul, caisul , piersicul si periodic marul, parul si vita de vie. Rezistenta la ger presupune capacitatea plantelor de a suporta temperaturile scazute fara o afectare semnificativa a ciclului biologic al acestora. In general se considera a fi rezistente acele soiuri care dupa ce au trecut, au suportat actiunea gerului sunt capabile sa asigure productii satisfacatoare. Pragul de rezistenta este diferit de la o specie la alta si trebuie privit sub 2 aspecte, si anume: modul in care suporta gerurile aspre din timpul iernii precum si temperaturile scazute din momentul prealabil al infloritului sau chiar la inflorit. Rezistenta pantelor multianuale , pomi, vita de vie, la temperaturile scazute este conditionata genetic, dar este influentata de ambianta in care s-a produs coacerea lemnului format in anul repsectiv precum si de procesele fiziologice si biochimice de la sfarsitul perioadei de vegetatie care asigura trecerea plantelor in starea de repaos in iarna. Aceasta stare se caracterizeaza printr-o incetinire a metabolismului care determina o rezistenta mai buna la temperaturile scazute. Procesul de trecere s.n calire si daca se desfasoara normal vita de vie poate rezsita la -18, -25 de grade in conditiile in care gerul apare treptat, dar daca apare brusc temperaturi de chiar -15 grade pot distruge mugurii fructiferi. La pomi rezistenta este mult mai puternica pana la -40 de grade, in conditiile in care procesul de calire s-a produs corespunzator. Realizarea acestui obiectiv este posibila prin identificarea genelor care imprima rezistenta a temperaturile scazute, gene care se gasesc in speciile din flora sponatana inrudite cu specia care se amelioreaza sau la speciile care cresc in areale cu temperaturi foarte scazute. Etapa a doua: hibridarea interspecifica , identificarea exemplarelor rezistente, selectia acestora si apoi inmutirea si omologarea soiului sau hibridului respectiv.

C3 06.10.2016 GERMOPLASMA SAU MATERIALUL INITIAL DE AMELIORARE Importanta germoplasmei Procesul de ameliorare are in vedere pe de o parte creearea de material biologic nou, soiuri si hibrizi , lucru care se face prin aplicarea diferitelor tehnici de valorificare a 13

potentialului genetic al germoplasmei existente iar pe de alta parte producerea de samanta si material semincer care urmareste reporducerea genotipurilor obtinute in etapa anterioara pentru a asigura unitatile de productie cu samanta necesara. Si pentru producerea de samanta se porneste tot de la un material iniial, de la o germoplasma initiala care urmeaza a fi reprodusa. Notiunea de germoplasma cuprinde totalitatea formelor cultivate si spontane care pot fi introduce in procesul de ameliorare pentru creearea de noi soiuri si hibrizi si pentru imbunatatirea celor déjà existenti. Astfel orice process de ameliorare incepe prin colectarea materialului biologic diversificat genetic, material care trebuie sa inglobeze o suma de caractere si insusiri utile pentru obiectivele urmarite. Acest material colectat se introduce in campul de colectie si se examineaza din toate punctele de vedere in camp si in laborator pentru a i se determina toate insusirile fiziologice, biochimice, tehnologice. Aceasta perioada de studiu dureaza cel putin 3-4 ani. Obtinerea unor soiuri valoroase si a unor hibrizi cu capacitate de productie ridicata este posibila doar atunci cand germoplasma avuta la dispozitie contine gene de productivitate, gene pentru calitate si pentru diferitele rezistente. In cadrul germoplasmei este obligatoriu sa existe o variabilitate pronuntata sau o amplitudine mare intre diferitele valori pentru elementele de productivitate sau cele de calitate astfel incat sa poata fi identificate/retinute si utilizate in perspectiva cele mai bune exemplare care sa raspunda in totalitate obiectivele urmarite. Clasificarea germoplasmei Materialul biologic cu care se incepe procesul de ameliorare poate fi clasificat dupa origine in 2 categorii si anume : -

Material porvenit din flora spontana Material provenit din plantele cultivate

D.p.d.v. ameliorativ insa exista o alta clasificare mai practica in functie de variabilitatea germoplastei si anume : - Germoplasma cu variailitate naturala - Germoplasma cu variabilitate artificiala sau creata de ameliorator. Germoplasma cu variabilitate naturala s.n si germoplasma de baza. a. Formele de baza ale germoplasmei. Aceste forme sunt constituite prin specii din flora spontana , soiuri si populatii locale, soiuri ameliorate. Formele din flora spontana trebuie sa fie obligatoriu inrudite cu specia care se amelioreaza. Aceste forme se caracterizeaza printr-o plasticitate ecologica 14

deosebita, prin prezenta unor insusiri de rusticitate, caracteristici care pot fi utilizate in procesul de creeare a noilor soiuri. Exista si unele insusiri nedorite cum ar fi productivitatea scazuta, calitatea slaba, lipsa rezistentei la scuturare, maturarea neuniforma a produsului principal, motiv pentru care utilizarea acestei germoplasme trebuie facuta cu discernamant numai in anumite tehnici de ameliorare si care creeaza posibilitatea eliminarii pe parcurs a insusirilor nedorite. Motivul principal pentru care se utilizeaza aceste surse de germoplasma este incrucisarea cu soiurile ameliorate in vederea transferului unor gene de rezistenta la factorii nefavorabili de mediu sau la unii agenti fitopatogeni.imediat dupa incrucisare este obligatorie folosirea unor tehnici de eliminare al insusirilor nedorite care se transfera odata cu genele respective. O alta directie de utilizare o reprezinta hibridarea celulara tot in ideea transferului genelor de rezistenta. Populatiile locale au aparut ca urmare a unui indelungat proces de selectie naturala ajutata uneori de selectia empirica practicata de om. Aceste populatii apar in anumite zone pedoclimatice motiv pentru care au drept caracteristica principala rezistenta foarte ridicata la factorii de mediu din zonele respective. Aceste populatii au o structura puternic heterogena motiv pentru care din cadrul acestora se pot extrage exemplare valoroase care sa raspunda unor obiective urmarite. Soiurile locale urmeaza intr-o ierarhie care se situeaza deasupra populatiilor locale in ceea ce priveste variabilitatea, caracterele si insusirile pe care el au. Fiind deja soiuri, se caracterizeaza printr-o variabilitate mai redusa fapt care ofera selectiei o plaja mai mica de alegere insa rezistentele sunt superioare populatiilor locale. Soiurile ameliorate constituie fondul cel mai valoros de germoplasma deoarece se caracterizeaza prin productivitate ridicata, uniformitate de maturare, calitate superioara, rezistenta la boli si daunatori. Structura genetica a acestor soiuri este destul de vulnerabila, destul de saraca in comparatie su soiurile locale ceea ce face ca la aparitia unor rase fiziologice noi pentru unele boli aceste soiuri sa sufere pierderi foarte mari. Aceasta categorie de germoplasma ( soiurile ameliorate) se utilizeaza in deosebi ca genitori in lucrarile de hibridare la speciile autogame precum si pentru obinerea liniilor consangvinizate la speciile alogame. Datorita ...... selectia in cadrul acestor soiuri nu este posibila, nu duce la rezultate astfel ca din soiurile locale nu se pot obtine prin selectie genotipuri noi.

15

b. Formele de germoplasma cu variabilitate artificiala sau create de ameliorator La un moment dat s-a constatat ca variabilitatea naturala a germoplasmei s-a dovedit a fi insuficienta pentru a se putea obtine soiuri si hibrizi la pretentiile din momentul respectiv, si din aceste considereente s-au cautat posibilitati de marire a variabilitatii, de provocare dirijata a variabilitatii genetice. S-au identificat diferite metode , amintim : hibridarea la speciile autogame , consangvinizarea la speciile alogame, mutatiile,poliploidizarea la ambelecategorii atat autogame cat si alogame, precum si utilizarea ingineriei genetice. Cea mai importanta sursa de germoplasma la speciile autogame o constituie populatiile hibride in curs de segregare. In cadrul acestor populatii se intalnesc exemplare care intrunesc insusiri si caractere de la cei 2 genitori iar in urma segregarii pot parea unele transgresiuni care sa fie folosite in porcesul de ameliorare. Pentru obtinerea unor forme segregante vaoroase de mare importanta este alegerea genitorie. Cu cat acestia se completeaza reciproc prin caracterele si insusirile pe care le manifesta, le exteriorizeaza cu atat in populatiile segregante vom gasi exemplare utile pentru noile soiuri. Liniile consangvinizante reprezinta cea mai valoroasa sursa de germoplasma pentru speciile alogame. Fiind constituite din organisme homogametice rezultate prin separarea materialului heterogametic supus consangvinizarii, separarea in biotipurile constituente, aceste linii se folosesc in obtinerea hibrizilor productivi la care se manifesta cel mai pregnant efectul heterozis. Formele mutante si formele poliploide constituie de asemenea o sursa de germoplasma valoroasa tat pentru speciile autogame cat si pentru cele alogame deoarece exista posibilitatea ca dintr-o mutanta utila sa se ajunga mai rapid la un soi nou. Colectarea, organizarea si studiul germoplasmei Colectarea – se aprecieaza se .... ca diversitatea vegetala este cuprinsa intre 300 de mii si 500 de mii de specii la plantele superioare din care aproximativ 250 de mii au fost identificate si descrise. Dintre acestea in jur de 70 de mii de specii sunt considerate utile iar din acestea aproape 7 mii au fost colectate si cultivate de oameni pentru hrana sau pentru alte utilitati. Se apreciaza ca de asemenea in hrana oamenilor participa in principal doar 30 de culturi care asigura 95% din necesarul de hrana. Unii autor spun ca 12 specii asigura 70% din necesarul de hrana iar 4 soecii asigura 50% din necesarul de hrana ( orez, porumb, garu si cartof). Sub raport energetic cele mai importante culturi agricole, orezul asigura 26% din energie, graul 23%, sfecla si trestia de zahar 9%, porumbul 7%, soia 3%. Datorita importantei deosebite care se acorda pe plan mondial surselor de germoplasma in mai multe tari ale lumii au fost infiintate institutii specializate care au drept obiectiv colectarea, 16

studiul si pastrarea germoplasmei. In cadrul FAO s-a constituit comisia pentru resurse genetice iar in anul 2002 s-a semnat tratatul international privind resursele genetice, tratat care stabileste drepturile si obligatiile celor care utilizeaza germoplasma. Pentru colectarea surselor de germoplasma se organizeaza expeditii stiintifice cea mai mare fiind organizata de Vavilow, cercetator rus, care a colectat in perioada 1923-1933 , 150 de mii de forme de la toate plantele de cultura si a infiintat cu acestea colectia de la Sant Petesburg, ulterior s-au organizat diverse expeditii in toate tarile dezvoltate in vederea colectarii surselor de germoplasm. Organizarea germoplastica Odata colectat, materialul initial de ameliorare trebuie asezat in campurile de ameliorare numite si campuri de colectie in ideea de a avea o evidenta clara a tuturor surselor/formelor avute in colectie. In aceste campuri germoplasma poate fi ordonata dupa criterii taxonomice pe genuri pe specii, subspecii etc, criterii netaxonomice soiuri , hibrizi, varietati, populatii, dupa criterii egologicogeografice sau chiar in functie de unele particularitati ale soiurilor si hibrizilor si anume pe talii, perioade de maturare pe culori ale florilor, ale fructelor si altele. Pentru lucrarile de ameliorare in viticultura germoplasma se organizeaza in plantatii ampelografice in care fiecare provenienta/forma este reprezentata de 10 butuci din care 5 pe radacini propii si 5 altoiti. Vitele roditoare se organizeaza separat,portaltoii se organizeaza separat. Colectii ampelografice cunoscute in Romania sunt la Valea Calugareasca, la Odobesti, Dragasani, Minis, Greaca , Dabuleni, Iasi. Pentru ameliorarea in pomicultura , germoplasma se organizeaza in colectii pomologice pe specii in acele localitati unde ponderea speciei respective este cea mai mare si unde se intalnesc conditii optime pentru fiecare specie in parte. Datorita taliei mai mari decat la vita de vie, fiecare forma de germoplasma este reprezentata de 4-5 exemplare. Colectiile pomologice cu caracter national sunt amplasate astfel : colectia de mar la Voinesti are in jur de 880 de soiuri. Colectii de par la Cluj, Voinesti, Pitesti in jur de 660 de soiuri. Colectie de prun la Pitesti peste 700 de soiuri. Colectie de cais la Greaca peste 650 de soiuri. Colectie de piersic la Mulfatlar peste 850 de soiuri. Cres si visin la Pitesti cu peste 500 de soiuri la cires si peste 280 de soiuri de visin. Pentru legumicultura si floricultura germoplasma se organizeaza prin cultivarea fiecarei proveniente pe suprafete mici de 5-10m2 sau un numar limitat de exemplare 20-50 de exemlare pentru fiecare germoplasma la flori , 50-200 de exemplare la speciile legumicole. Colectii se intalnesc la Vidra Ilfov, Buzau, Bacau. Studiul germoplasmelor

17

Indiferent de obiectivele de ameliorare urmarite, inainte de inceperea procesului propriuzis de creare a noilor soiuri/forme de material biologic este necesar sa se facaun studiu amanuntit a surselor de germoplasma avute la dispozitie pentru a cunoaste valoarea genetica a acestora. Acest studiu dureaza cel putin 3-4 ani la speciile anuale si cel putin 3-5 ani de rodire normala la pomi si vita de vie. Cercetarile asupra germoplasmei se refera la urmatoarele aspecte : -

Studii fenologice pentru cunoasterea perioadei de vegetatie, a duratei diferitelor fenofaze in corelatie cu factorii climatici Studii morfologice pentru cunoasterea elementelor de productivitate. Studii fiziologice pentru cunoasterea diferitelor rezistente la ger seceta, boli si daunatori. Studii biochimice pentru cunoasterea valorii anumitor constituenti ai pordusului principal. Studii tehnologice care urmaresc pretabilitatea la diferite tehnologii de procesare. Studii genetice de laborator sau hibirdologice in camp pentru cunoasterea bazei ereditare a germoplasmei precum si prentru stabilirea modului de transmitere a unor caractere si insusiri.

Toate datele respective se inregistreaza in baze de date pentru ca in orice moment sa poata fi cunoscuta valoarea genetica, biologica a colectiei respective care va folosi pentru crearea de noi soiuri. Pastrarea germoplasmei Datorita importanteti care se acorda surselor de germoplasma activitatea de pastrare este coordonata de un organism special existent in cadrul FAO. Exista pareri care considera ca, ameliorarea pronuntata a unor specii conduce la pierderea unor gene din baza ereditara care ar avea un efect foarte puternic pentru viitorul speciei respective. Din aceste considerente fiecare soi chiar daca este scos din productie se conserva/pastreaza in ideea pastrarii acestor gene utile care la un moment dat pot fi folosite pentru realizarea unor obiective de ameliorare. Pe langa colectiile infiintate in majoritatea tarilor dezvolate exista tendinta de a se constitui fonduri mondiale de germoplasma pe specii in zonele unde acestea intalnesc cele mai bune conditii de crestere si dezvoltare. Pentru a exista o posibilitate de a se vorbi aceiasi limba in ceea ce priveste germoplasma in tratatul international care s-a semnat in 2002 s-au stibulat cateva notiuni pe care sa le utilizeaza fiecare ameliorator indiferent de zona din care porvine. Astfel in ceea ce priveste conservarea germoplasmei exista conservarea „in situ” care presupune cresterea si dezvoltarea speciilor in habitatul 18

natural care s-au format, exista conservarea „ ex situ” care presupune reconstituirea conditiilor de dezvoltare pentru unele specii in alte areale decat cele originale, resurse genetice pentru alimentatie si agricultura – inseamna orice material biologic cu valoare potentiala pentru alimentatie, material genetic- orice categorie ed material biologic care poate fi inmutit sexuat sau vegetativ, colectiile „ex situ” – colectii de material biologic inafara habitatului natural sau de origine, centre de origine- reprezinta arealelel geografice in care speciile de plante si-au dezvoltat pentru prima data proprietatile lor distinctive, centrele de diversitate sau genice – rprezinta arelalel geografice in care se gaseste cea mai mare diversitate pentru o anumita specie de cultura. In prezent exista urmatorele posibilitati de conservare a resurselor genetice : -

In parcuri si rezervatii naturale In gradini botanice In banci de gene In culturi de celule si tesuturi

In parcurile si rezervatiie naturale , resursele genetice sunt conservate in ariile unde s-au format sau in alte locuri unde gasesc cele mai bune conditii de crestere si dezvoltare. Pastrarea acestor parcuri se intalneste in multe zone, in special in tarile dezvoltate. Astfel in SUA sunt organizate 34 de parcuri nationale insumand peste 100 de mii de ha. Canada are 24 de parcuri nationale peste 200 de mii de ha. Rusia 22 de parcuri, in Argentina, Noua Zeelanda , Italia, Franta , Elvetia , Austria , Ungaria sunt organizate astfel de paruri. In Romania exista 130 de rezervatii naturale cu o suprafata totala de 80 de mii de ha. In gradinile botanice plantele sunt obligate sa se dezvolte in conditii controlate de om, pot fi specii autohtone adaptate la conditiile de mediu locale, cat si specii din alte tari pentru care se asigura pe cat posibil conditiile de temperatura si umiditate din locurile respective. In ultimul timp a crescut nr de gradini botanice in lume insa acestea au mai mult un rol educativ si mai putin un rol in cercetarea genetica si ameliorarea plantelor. Una din cele mai importante gradini botanice este gradina regala din Anglia infiintata in anul 1759. La noi in Romania in 1856 s-a infiintat gradina botanica din Iasi care pana in anul 1989 avea o suprafata de 100ha. Bancile de gene – constituie cea mai eficenta forma de dezvoltare a germoplasmei , unde materialul biologic poate fi pastrat chiar sute de ani. Conditiile de conservare difera de la o banca la alta de la o specie la alta dar in general se apreciaza ca principalele cerinte ar fi urmatoarele : 19

-

Umiditatea relativa a aerului sa fie de aproximativ 15%, T -20 grade, atmosfera saraca in oxigen si bogata in CO2. Absenta luminii eliminarea efectului radiatiilor sau cel putin reducerea acestora la minimum. Umiditatea semintelor 4-6%. In standardele elaborate de institutul national pentru resurse genetice, conditiile pentru depozutarea de lunga durata se impart in 3 categorii si anume: acceptabile preferabile si ideale. Conditii preferabile T -18-20grade... in prezent cele mai mari banci de gene se afla in SUA la Fort Collins ,in japonia la Hirasuga, in Turcia la Izmir, in Italia la Bari, in Rusia la Crasnodar si exista si la noi o banca de gene la Suceava recunoscuta international. Banca de a Fort Collins pastreaza 180 de mii de probe de seminte de catre 450g fiecare. Pentru eliminare aefectului radiatiilor peretii celulelor sunt facuti din beton armat cu latimea de 150cm. Banca de la Hirasuga pastreaza probele in cutii cositorite de 120g, banca de la Krasnoda pastreaza 500 de mii de probe in vase de sticla pe stelaje metalice. Banca de la Suceava pastreaza 100 de mii de probe in 8 celule de conservare din care 4 pe termen mediu 10-20 de ani,4 pe termen lung peste 100 de ani la temperatura de -20 de grade C.

10.11.2016 Selectia in cadrul soiurilor ameliorate si.... alogame Acest tip de material biologic este format din amestecuri de organisme heterogametice datorita faptului ca de-a lungul generatiilor are loc polenizarea straina astfel ca gametii care participa la formarea zigotului sunt diferiti din punct de vedere genetic. Extragerea elitelor in timpul selectiei se face numai pe linie materna neexistand posibilitatea de a se cunoaste genotipul descendentelor dat fiind faptul ca partenerul mascul este necunoscut. Eficacitatea selectiei in acest tip de populatii depind ede fondul de cereri, de echilibrul genetic si de obiectivele urmarite. Notiunea de fond de gene a fost introdusa in annul 1951 de Dobzhansky prin fond de gene intelegandu-se totalitatea genelor care determina ( conditioneaza) caracterele si insusirile populatiei respective. In cursul diferitelor generatii, genele se pot recombina, pot da nastere la genotipuri diferite marind gradul de variabilitate insa in conditii neschimbat de mediu, orice populatie ramane ttusi stabila. Aceasta stabilitate este data de o anumita frecventa a genelor si a genotipurilor care o compun asigurand astfel o stare de echilibru genetic. Toate cunostintele referitoare la fondul 20

de gene, la echilibrul genetic, la posibilitatile de schimbare ale acestui echilibru fac obiectul unui capitol special al geneticii numit genetica populatiilor ale carei principii au fost stabilite in anul 1908 de catre Hardy si Weimberg, primul cercetator englez al doilea german care in acelasi timp au descoperit si au pus bazele asa numitei legi hardiweimberg. Aceasta lege are urmatrul enunt: intr-o populatie panmictica care se reproduce dupa principiul hazardului, in absenta mutatiilor migratiilor de gene driftului genetic si selectiei, frecventa initiala a genelor si genotipurilor se mentine de la o generatie la alta. Populatia se mentine constanta de la.......................... Echilibru genetic al unei populatii....alogame este adeseori deteriorat ca urmare a actiunii unor factori de mediu care modifica frecventa genelor si implicit frecventa genotipurilor. Cei mai importanti din acesti factori sunt: abaterile de la palmixie, mutatiile, migratia genelor, driftul genetic si selectia. Abaterile de la palmixie sunt determinate de prezenta in cadrul populatiilor alogame a unor organisme adaptate la autopolenizare precum si la incrucisarea preferentiala a unor organisme asemanatoare. In general procentu de autogamie nu depaseste 4-5 procente insa cu toate acestea de-a lungul a mai multor generatii se poate modifica frecventa unor genotipuri in detrimentul altora. Abaterile de la palmixie nu determin modificarea frecventei genelor. Mutatiile – pot sa transforme o gena sau mai mute gene in una din alelele lor, conducand la schimbarea frecventei genelor si implicit a genotipurilor.daca numarul mutatiilor pozitive este egal cu cel al mutatiilor de reversie se poate ajunge l o noua stare de echilibru neexteriorizata in genotip. Migratia genelor se poate produce in situatia in care 2 opapulatii invecinate au fregvente diferite pt aceleasi gene si daca intre aceste populatii se produc schimbul de gameti. Daca o populatie alogama nu este complet izolata in spatiu se produce polenizare reciproca cu populatiile invecinae, se modifica frecventa genelor si echilibrul genetic al acelei populatii. Driftul genetic- fenomenul s eproduce in populatii reduse numeric, cand numai anumite combinatii intre gameti au sanse de realizare conducand la degenerarea materialului respecti. Din acest motiv in ameliorare trebuie sa se lucreze cu populatii numeroase in care posiibilitatea incrucisarii straine sa fie pentru cat mai multi dintre indivizi pentru a nu aparea driftul genetic. Selectia – atat naturala cat si cea artificiala influenteaza in cea mai mare masura echilibrul genetic al unei populatii prin eliminarea de la inmultire a exemplarelor neproductive de calitate slabasau neadaptata la factorii nefavorabili de mediu. In 21

cadrul populatiilor alogame selectia urmareste eliminarea genelor nevaloroase in vederea cresterii frecventei genotipurilor utile iar pe de alta parte identifificarea liniilor consangvinizate care prin incrucisare vor duce la obtinerea organismelor hibride la care sa se manifeste fenomenul heterozis. Efectele selectiei artificiale sunt determinate de determinismul genetic al caracterelor urmarite si de frecventa initialaa genelor asupra carorase manifesta procesul selectiv, astfel daca se are in vedere eliminarea unui caracter determinat de gena dominanta acest ucru este posibil doar intr-o singura generatie prin eliminarea din material a exemplarelorcare exteriorizeaza carac respectiv. ... Cu cat frecventa indivizilor pe care vrem sa ii eliminam este maii aproape de gena dominanta sau recesiva cu atat eliminarea este mai usoara dar niciodata definitiva. ..... Selectia individuala.... 17.11.2016 HIBRIDAREA SIMPLA Hibridarea regresiva sau recurenta sau de tib Back-cross Aceasta metoda consta in incrucisarea repetata de 5,6, a unui hibrid in generatia F1 cu parintele recurent utilizandu-se la fiecare noua incrucisare doar acele exemplare care fenotipic seamana cel mai mult cu genitorul recurent dar care au mostenit si caracterele utile care se vrea a fi transferate de la donator. Schematic este vorba de 2 genitori care poarta numele de genitor recurent, cel care primeste un caracter sau o insusire utila si un genitor donor sau donator de la care se preia si se transfera caracterul sau insusirea respectiva. In primul an se incruciseaza cei doi genitori obtinandu-se un hibrid F1 intre donator si recurent. In anul al doilea se seamana samanta acestui hibrid iar in timpul perioadei de vegetatie se fac observatii asupra descendentei. In camp se urmaresc, se identifica acele plante care seamana cel mai mult cu genitorul recurent dar care au si insusirea preluata de la donator. Aceste plante se vor incrucisa din nou cu parintele recurent obtinandu-se un nou hibrid in generatia F1. Samanta acestui hibrid se seamana in anul urmator si se procedeaza la fel ca si in anul anterior. Astfel de hibridari se fac timp de 5-6 ani. In aceasta perioada in fiecare an se pierd o parte din caracteristicile mai putin utile/necesare ale genitorului donator care i-au fost transferate recurentului odata cu caracterul util.

22

Schema 1. La speciile autogame aceasta metoda se utilizeaza in deosebi pentru transferul genelor de rezistenta la boli si la factorii nefavorabili de mediu,pe cand la speciile alogame metoda se aplica .... Retroincrucisarea sau hibridarea regresiva trebuie insotita permanent de metode de selectie adecvate. Hibridarea ciclica Acest tip de hibridare presupune incrucisarea unui genitor cu valoare biologica cunoscuta de regula un hibrid simplu cu toate celelalte forme din colectie. Schema 2. Samanta acestor combinatii selective se recolteaza separat iar in anul urmator se seamana pe cate o parcela. Se analizeaza efectul heterozis obtinut prin determinarea productiei la fiecare combinatie hibrida. Se calculeaza productiile relative obtinute considerandu-se productia testerului egala cu 100%. Schema 2. Din analiza acestor productii relative rezulta ca formele A,B,C, s-au comportat bine in combiatie cu testerul si le vom putea folosi in continuare pentru noi determinari sau pentru noi incrucisari. Se spune despre aceste forme de material biologic A,B,C, ca au o capacitate combinativa generala mare,buna, ceea ce le recomanda oentru urmatoarele incrucisari. Practic hibridarea ciclica se foloseste pentru determinarea capacitatii combinative generale a materialului biologic, a formelor biologice avute in colectie. Hibridarea dialela Acest tip de hibridare presupune incrucisarea fiecarei forme din colectie cu toate celelalte. Se face apoi aprecierea efectului heterozis si se determina care sunt cele mai bune combinatii hibride. Schema3. Se recolteaza separat samanta de la fiecare combinatie si se seamana pe cate o parcela in camp se determina productia din fiecare parcela si apoi se fac cmparatii intre diferitele formule/combinatii hibride. Sa presupunem ca vom avea cele mai mari productii in AxC, AxE BxE CxD, DxF dar si din cele reciproce iar in acest caz rezulta ca pentru forma A cel mai bun genitor din colectie este genitorul C sau E, pentru forma B cel mai bun genitor este E, iar pentru C cel mai bun genitor este D. Se spune ca au o buna capacitate dispecifica. Hibridarea dialela se face pentru determinarea capacitatii combinative specifice a formelor de germoplasma din colectie.

23

HIBRIDAREA COMPLEXA La care participa mai multe forme parentale, descendentii rezultati purtand numele de hibrizi complecsi si care imbina zestrea ereditara sau genele valoroase de la mai multe forme parentale. A speciile autogame prin hibridarea complexa se formeaza soiuri cu origine hibrida formate din mai multe biotipuri, la speciile alogame se obtin liniile consagvinizate mai intai si dupa care prin combinarea acestora se obtn diferite forme de hibrizi prin hibridare in masa, hibridare triliniara, hibridare dubla, hibridare sintetica. Hibridarea in masa consta in incrucisarea libera a unor forme valoroase din acelasi soi sau din aceiasi populatie, forme distribuie in teren de asa maniera incat sa favorizeze hibridarea,polenizarea libera. Hibridarea triliniara consta in incrucisarea a 3 soiuri sau a 3 linii consangvinizate intre care doua din ele au participat deja la formarea unui hibrid simplu. Schema 4.a Hibridarea dupla presupune incrucisarea inre 4 soiuri sau intre 4 linii consangvinizate activitate care dureaza sau care se face succesiv, intai se obtin 2 hibrizi simpli si dupa care prin incrucisarea lor se obtine un hibrid dublu. Schema 4.b. Hibridarea sintetica presupune incrucisarea mai multor linii consangvinizate sau a mai multor soiuri in amestec in vederea obtinerii de soiuri sintetice. In cadrul tuturor formelor de hibridare mentionate pana acum se apreciaza ca exista inca o clasificare in functie de gradul de inrudire a formelor parentale. Astfel in functie de acest criteriu avem 2 tipuri de hibridare si anume: hibridarea apropiata sau intraspecifica - cand incrucisarea se face intre soiuri ale aceleiasi specii ; hibridarea indepartata sau interspecifica – atunci cand cele 2 forme parentale apartin la 2 specii diferite sau chiar doua genuri diferite. PROBLEME INTALNITE IN HIBRIDAREA INDEPARTATA In cadrul hibridarilor apropiate, linii consangvinizate sau soiuri apartinand aceleiasi specii nu se intampina dificultati datorita aproierii genetice intre formele parentale. In situatia hibridarilor indepartate obtinerea hibrizilor este putin mai delicata, mai laborioasa datorita unor probleme care pot sa apara intre care amintim intersterilitatea formelor parentale si sterilitatea hibrizilor in prima generatie. Intersterilitatea formelor parentale aceasta problema este determinata de deosebirile morfologice fiziologice sau genetice intre cei doi genitorii ( cele doua forme parentale), din aceste cauze poate sa apara perturbarea fecundarii datorita 24

faptului ca polenul nu poate germina pe stigmatul partenerului matern sau daca germineaza nu poate penetra acest stigmat sau nu poate parcurge distanta pana la ovul si nu se poate forma zigotul. In ceea ce priveste deosebirile de ordin fiziologic se mentioneaza perioade diferite de inflorire ale speciilor care urmeaza a fi incrucisate, ritmul diferentiat de maturare a florilor, influenta conditiilor de mediu asupra cresterii si dezvoltarii organelor sexuale mascule sau femele, aptitudinile de incrucisare a diverselor specii, in privinta diferentelor genetice amintim numarul diferit de cromozomi, calitatea genomurilor care influenteaza hibridarea. Pentru indepartarea / rezolvarea acestor probleme se folosesc cateva metode si anume: embriocultura, dublarea sau injumatatirea numarului de cromozomi la una din formele parentale, tratarea cu substante stimulatoare sau inhibitoare de crestere sau hibridarea reciproca. Embriocultura se foloseste pentru eliminarea incompatibilitatii intre embrionul diploid si endospermul triploid al semintei si care consta in recoltarea embrionului imediat dupa formare si transferul acestuia pe medii de cultura speciale. Dublarea sau injumatatirea numarului de cromozomi se foloseste cu scopul de a realiza acelasi grad de ploidie a celor doi parteneri. Exemplu in acest sens la hibridarea intre speciile lycopersicum .... cu esculentum aceasta hibridare reuseste numai daca prin colchicinizare se dubleaza numarul de cromozomi la esculentum adica la 4x=24 cromozomi. Tratarea cu substante stimulatoare sau inhibitoare de crestere se utilizeaza fie pentru a mari receptivitatea stigmatului pentru polen fie pentru a favoriza cresterea tubului polemic sau pentru a incetini diferentierea elementelor sexuale la specia mai precoce. Infelul acestua ajungandu-se la concordanta/ coincidenta la inflorire ale celor 2 parteneri. Hibridarea reciproca se foloseste mai ales atunci cand tubul polinic al unei specii nu reuseste sa parcurga intreaga distanta de la stigmat pana la ovul. In aceasta situatie de regula se foloseste drept genitor matern specia care are stilul mai scurt. Exemple ar fi la incrucisarea intre phaseolus vulgaris si phaseolus multiflorus procentul de seminte obtinute este doar de 0,48%, in cazul in care se foloseste hibridarea reciproca adica multiflorus este genitorul matern procentul de seminte hibride ajunge pana la 42%. De asemenea la incrucisarea dintre solanum tuberosum si solanum acaule in aceatsa formula hibrida incrucisarea nu reuseste deloc, schimbandu-se partenerii facandu-se hibridarea reciproca adica solanum tuberosum genitor mascul hibridarea nu intampina nici o dificultatea. Sterilitatea indivizilor in prima generatie (F1) Aceasta problema este determinata de diferentierile intre gameti precum si de imposibilitatea imperecherii cromozomilor de la cei doi gameti care participa la 25

formarea zigotului. Astfel la incrucisarea intre 2 forme parentale ( genitori) care au genomuri omoloage si care au un numar egal de cromozomi hibridarea nu intampina nici o problema iar hibrizii rezultati vor fi intodeauna fertili. Daca cele doua forme parentale au genomuri omoloage dar numar diferit de cromozomi apar probleme iar hibrizii rezultati vor fi partial sterili. Daca genomurile nu sunt omoloage dar numarul de cromozomi este egal intalnim aceiasi problema aparitia de hibrizi partial sterili. Daca genomurile sunt neomoloage si numarul de cromozomi nu este egal intodeauna hibrizii formati vor fi sterili. Refecaerea fertilitatii acestor hibrizi este posibila prin hibridarea regresiva si prin dublarea numarului de cromozomi al unuia dintre parteneri. Tehnica hibridarii Eficienta incrucisarilor a hibridarilor este conditionata de executarea corecta a urmatoarelor operatii/etape: -

Alegerea genitoriilor Asigurarea coincidentei la inflorire Alegerea plantelor care participa la hibridare Alegerea inflorescentei si florilor Castrarea Izolarea si polenizarea Controlul fecundarii Recoltarea semintelor hibride.

Alegerea genitoriilor este o conditie esentiala pentru reusita hibridarilor motiv pentru care se face un studiu permanent ...pentru cunoasterea valorii ameliorative ale acestora. Se determina capacitatea combinativa generala, capacitatea combinativa specifica si abea apoi se aleg genitorii care participa in diversele formule hibride. Ca o conditie minimala este ca cei di genitori sa se completeze reciproc in privinta caracterelor si insusirilor pe care dorim sa ii aiba noul hibrid. Asigurarea coincidentei la inflorire in situatia in care cele 2 forme parentale au perioade diferite de vegetatie se face prin insamantarea le epoci diferite , prin grabirea sau incetinirea vegetatiei prin diverse mijloace ingrasaminte cu N sau P sau cu substante inhibitoare sau stimulatoare de crestere. La pomi si vita de vie se foloseste in acest sens unele procedee mecanice,adunarea de zapada in jurul pomilor sau butucilor care conduc la incetinirea vegetatiei, acoperirea plantelor cu folie de poietilena care duc la grabirea vegetatiei. Alegerea plantelor care participa la hibridare presupune identificarea exemplarelor valoroase, viguroase cu stare 26

fitosanitara optima de la care se vor alege cele mai dezvoltate inflorescente si flori. Castrarea presupune operatia de indepartare a organelor sexuale mascule de la partenerul femel, adica eliminarea staminelor la florile hermafrodite, a florilor mascule la plantele monoice a exemplarelor mascule la speciile dioice. Pentru florile hermafrodite castrarea se face de regula dimineata si se evita zilele cu arsite si vanturi puternice. Imediat dupa castrare se face polenizarea care poate fi fortata, libera, semilibera cu polen de la genitorul mascul recolatat in momentul respectiv sau cu polen pastrat de la partener recoltat in anul anterior. Polenizarea fortata se face in deosebi pentru lucrarile de genetica si presupune tamponarea stigmatelor partenerului femel cu polen de la partenerul mascul si apoi izolarea rapida a inflorescentei sau florii respective. Polenizarea libera presupune doar castrarea si lasarea florii libere sa poata fi vizitata de insecte sau sa poata fi adus polenul de vant. Acest procedeu se foloseste in procesul de producere de samanta. Polenizarea semilibera asigura cunoaterea ambilor parteneri care participa la hibridare si presupune introducerea sub acelas izolator a celor 2 parteneri sau cel putin a inflorescentelor celor 2 parteneri dupa care polenizarea se face liber. De regula se introduc insecte polenizatoare in interiorul izolatorilor. Recoltarea semintelor hibride - se face la maturitatea fiziologica si pastrarea acestora pe combinatii hibride Selectia in cadrul populatiilor hibride in cadrul speciilor autogame Cea mai buna metoda de selectie este selectia genealogica care consta in alegerea elitelor incepand cu generatia F2 si continuarea alegerii in urmatoarele generatii segregante pana cand din punct de vedere fenotipic plantele din cadrul unei descendente sunt aproape identice. In acest moment descendenta respectiva se trece in campul de control dupa care urmeaza aceleasi etape ca si la selectia individuala simpla si anume campul de culturi comparative de orientare, camul de cuturi comparative de concurs in statiunea de ameliorare, si campul de culturi comparative de concurs in ....ameliorare. Selectia tardiva sau metoda amestecului care consta in inmultirea descendentilor segregante timp de 5-8 generatii in amestec dupa care incepe alegerea elitelor. Dezavantajul metodei este ca se lucreaza cu un volum foarte mare de material dar in momentul in care se incepe alegerea elitelor acestea sunt homogametice si se poate trece prin celelalte etape ale selectiei. La speciile alogame care sut alcatuite din amestecuri de genotipuri heterogametice selectia este ceva mai dificilaiar la speciile cu inmultire vegetativa metoda de selectie utilizata este selectia clonala.

27

consangvinizarea

8.12.2016 – lipsa curs o ora FACTORII MUTAGENI CHIMICI In comparatie cu radiatiile ionizante factorii mutageni chimici patrund mai usor in materialul biologic, pot fi eliminati de pe suprafata plantei inainte de a produce mutatii sau pot fi metabolizati de catre plante in alti produsi inofensivi. Intre substantele mutagene amintim azoserina , cofeina, timidina, formalaldehida,etilmetan-sulfonatul, dietil-sulfatul, hidroxilamina,nitrozoetilureea,nitrozoetilureea,azida de sodiu. Incomparatie cu agentii mutageni fizici, agentii chimici prezinta cateva avantaje si anume efectuarea tratamentelor nu necesita instalatii speciale care sa prezinte pericol pentru cei care lucreaza. Nu exista pericolul de iradiere a mediului, interactiunea intre substanta ereditara si agentul mutagen se produce cu mai multa eficacitate, frecventa mutatiilor utile este incomparabil mai mare iar procentul de indivizi care supravetuiesc este de asemenea mai ridicat. Indiferent daca se utilizeaza agenti mutageni fizici sau chimici se impune respectarea catorva regului pentru a avea eficienta aceasta actiune si anume Ș tratarea unui numar cat mai mare de indivizi, utilizarea mai multor agenti mutageni, utilizarea unor plaje mai mari de doze, repeatrea tratamentelor la organismele care au suferit o mutatie. M1- prima generatie , m0- generatiile mutante. De asemena notatiile utilizate in cadrul radiatiilor ionizante sau neionizante se fac cu X0- pentru samanta mutanta, x1,2,3,diverse generatii mutante. Folosirea mutatiilor in ameliorarea plantelor. 3 metode de utilizare 1. Introducerea directa in productie 2. Utilizarea ca material initial sau ca susra de germoplasma 3. Folosirea mutatiilor pentru realizarea unor obiective special 28

INTRODUCEREA DIRECTA IN PRODUCTIE Constituie cel mai efficient mod de utilizare inproductie. Theoretic prin utilizarea mutatiilor se scurteaza cel putin la jumatate perioada de obtinere a unui soi nou. Micromutatiile pot fi identificate cel mai devreme in generatia M3, dar mai sigur M4M5 si daca se constata ca prezinta utilitate formele respective se introduc direct in productie. UTILIZAREA CA SURSA DE GERMOPLASMA Constituie principala cale de utilizare a mutantelor utile.CEL MAI DES formelelmutante se folosesc ca genitori in diverse combinatii hibride pentru transferul unor caractere si insusiri care au fost dobandite prin mutageneza. FOLOSIREA MUTATIILOR PENTRU REALIZAREA UNOR OBIECTIVE SPECIALE Numerosi autori arata ca se folosesc mutatiile pentru porducerea de translocatii , pentru diploidizarea unor forme autoploidesau pentru ruperea unor corelatii negative intre canitate si calitate, ingtre cantitate si precocitate, intre calitate si precocitate. De asemenea se utilizeaza mutatiile pentru dublarea numarului de cromozomi in conditiile in care formele hibride indepartate sunt sterile, pentru producerea de variabilitate biochimica si metabolica in vederea sintetiizarii unor vitamine,aminoacizi, sau substante care creeaza rezistenta. POLIPLOIDIA ASA CUM se cunoaste in celulele somatice ale unor specii , ca si in gametii speciei respective exista un numar constant de cromozomi. Totalitatea cromozomilor din celula sexuala a speciei diploide originare poarta numele de numar de cromozomi de baza, sau garnitura cromozomica de baza si care se noteaza cu X. Numarul de cromozomi din celula sexuala a unei specii actuale care a trecut prin evolutie de la specia initiala se noteaza cu „n” . la unele specii numarul de cromozomi actuali poate fi egal cu garnitura de baza , adica n=x dar de cele mai multe ori la cele mai multe specii, n este diferit de x , si mai corect este un multiplu al acestuia. Astfel printre specii se gasesc forme diploide la care 2n=2x , forme triploide 2n=3x , tetraploide 2n=4x , pentaploide 2n=5x, hexaploide 2n=6x,. Seriploide ex la rubus x=7 dar se gaseste intreaga specie pana la 56.. 2x=14, 3x=21, 28,35,42,7x=49 8x=56. La crizantemum se gasesc 5 serii ploliploide x=9,2x=18, 3x=27,4x=36, 5x=45. La allium x=8,2x=16,3x=24,4x=32. IMPORTANTA PLOPLOIDIEI 29

Fenomenul de poliploidizare are loc in urma unor factori ploiploidizanti naturali sau artificiali. In dezvoltarea ontogenetica a planteor d.p.d.v.citologic se disting 2 faze : 1. Diplofaza – caracterizata prin prezenta a 2n cormozomi 2. Haplofaza- caracterizata prin prezenta a n cromozomi. Diplofaza incepe odata cu formarea zigotului si se inchieie in momentul in care incepe meioza. Material : diplofaza este reprezentata prin radacina , tulpina, ramuri , frunze si flori pana la gametofit. Haplofaza – incepe odata cu diviziunea reductionala in urma careia se formeaza celule cu n cromozomi si se termina odata cu contopirea celor 2 celule sexuale si formarea zigotului. Material : hapofaza este reprezentata prin graunciorii de polen si ovule. Haplofaza este reprezentata de celulele gametice cu n cromozomi iar diplofaza este reprezentat de celulele somatice cu 2n cromozomi. Datorita alternantei dintre diplofaza si haplofaza nr de cromozomi a unor specii se mentine constant de la o generatie la alta, aceasta in lipsa unor factori poliploidizanti. In prezenta acestor factori se intampla ca plantele diploide sa dea urmasi a caror celule somatice sa contina mai mult decat garniturile comozomice de la cele 2 celule sexuale. Asemenea plante se numesc plante poliploide si au aparut ca urmare a unor mutatii de genom sau mutatii ploploide. S-a constatta ca exista o corelatie pozitiva intre gradul de poliploidie si potentialul bioproductiv al plantelor. Poliploidia influenteaza pozitiv procesele fiziologice motiv pentru care aceste plante au un continut mai bogat in hidrati de carbon, in grasimi, poroteine, vitamine saruri minerale. CLASIFICAREA FROMELOR POLIPLOIDE In functie din efectivul de cromozomi din celulele somatice, exista 2 tipuri de plante si anume euploide, si aneuploide. Formele euploide prezeinta in celuelle somatice una sau mai multe garnituri de baza complete. Formele aneuploide se caracterizeaza prin marirea sau micsorarea numarului de cromozomi din celula somatica cu unul sau mai multi cormozomi. Formele euploide se impart in 2 categorii : haploide si poliploide. Formele haploide prezinta atat in gameti cat si in celulasomatica acelasi numar de cromozomi. Fomele poliploide prezinta in celula somatica mai mult de 2 garnituri 30

cromozomice de baza. In functie de originea garniturilor cromozomice care participa la nasterea formelor poliploide se gases 2 categorii de plante : -

Autoploide – prin multiplicarea numarului de cromozomi proprii Aloploide – aplopoliploide prin multiplicarea numarului de cromozomi preveniti de la aplte plante.

Formele autopoliploide se clasifica in : -

Artioploide cu un numar par de cromozomi, fiecare cromozom are perechea lui , aiar hibrizii sunt fertili Perisoploide – formeaza garnituri cu un numar inegal de cromozomi iar hibrizii obtinuti sunt intodeauna sterili.

Formele aneuploide se impart in hipoploide la care pot lipsi unul sau mai multi cromozomi , si forme hiperploide la care pot aparea in plus unul sau 2 cromozomi. Formele hiperploide pot fi : monozomice- l acare lipsesc 1 cromozom, si nulizomice la care pot lipsi 2 cromozomi. Formele hiperploide pot fi trizomice la care se adauga un cromozom si tetrazomice la care se pot adauga 2 cromozomi.

c-lipsa 22.12.2016 PRODUCEREA SEMINTELOR SI A MATERIALULUI SADITOR Terminologia utilizta in producerea de seminte Obiectivele principale in producerea si multiplicarea semintelor si a materialului saditor sunt urmatoarele: -

Mantinerea structurii genetice a soiurilor si a hibrizilor Mentinerea capacitatii de productie si a insusirilor de rezistenta ale soiurilor la nivelul avut in momentul omologarii, Pastrarea puritatii biologice a formelor parentale si asigurarea unui grad de hibriditate a semintelor comerciale Mentinerea unei stari fitosanitare bune a materialului semincer 31

-

Asigurarea permanenta cu seminte de calitate si in cantitatile necesare a unitatilor de productie.

Intreaga activitate a acestui domeniu se desfasoara in conformitate cu legea pe baza careia exista si functioneaza o retea zonala, teritoriala si judeteana de structuri specializate care organizeaza, controleaza si certifica intregul program national de producere a semintelor si a materialului saditor. Prin lege se definesc si termenii de specialitate care se folosesc in procesul de producere si comercializare a semintei care sunt urmatrii: -

-

-

-

-

-

Samanta – prin samanta intelegem orice material de reproducere destinat multiplicarii sau reproducerii unei specii agricole sau horticole. Soiul – reprezinta o populatie de plante creata sau identificata care se diferentiaza de celelalte deja existente care este omogena pentru ansamblul caracterelor luate in considerare si care este stabila in caracterele sale initiale. Amelioratorul –este persoana juridica sau fizica care a creat sau a identififcat prin metode stiintifice un soi sau un hibrid. Amelioratorii pot fi insitutiile de cercetare, insitutiile de invatamant de profil, producatorii privati si specializati in crearea de soiuri, firme straine specializate in acest scop. Mentinantor – este o persoana juridica sau fizica indicata in registrul de stat ca fiind responsabila de mentinerea unui soi sau a unui hirbid cu caracteristicile avute la data inscrierii la data respectiva. Calitatea de mentinator o poate avea amelioratorul dar si o alta persoana autorizata careia amelioratrul i-a transferat acest drept printr-o tranzactie legala. Titular – reprezinta o persoana fizica sau juridica cu drept de proprietate asupra soiului omologat si destinat reproducerii sau comercializarii. Comercializare – termenul reprezinta oferirea spre vanzare, expunerea spre vanzare, posedarea in vederea vanzarii, vanzarea propriu zisa si orice alta tranzactie prin care dreptul de proprietate se transfera de la o peroanala alta prin intermediul unui contract legal. Samanta amelioratorului – inseamna materialul produs de ameliorator sau sub indrumarea aestuia, sau a mentinatorului folosind metode stiintifice specifice si destinat producerii de prebaza si care in acelasi timp satisface semintele privind puritatea si starea fitosanitara. Samanta de prebaza- reprezinta materialul din toate verigile biologice intre samanta amelioratorului si samanta de baza, samanta care de asemenea are puritate abiologic stabilita de lege si are starea fitosanitara corespunzatoare. -

32

Referitor la...de materialsemincer, aceasta presupune atat samanta pentru fasole mazare, grau porumb cat si bulbii de ceapa de usturi de gladiole, rasadurile de tomate de ardei varza, butasii la vita de vie, puietii la pomi si arbusti fructiferi. Deci toate aceste categorii sunt cunsocute sub numele de material semincer. In prezent se cultiva al majoritatea speciilor soiuri pure, soiuri cu origine hibrida iar la unele specii se cultiva hibrizii. Orice soi trebuie sa se caracterizeze prin identitate sau distictibilitate ceea ce presupune deosebirea evidenta de alt material biologic existent, prin omogenitate- adica uniformitatea caracterelor si insusirilor; si prin stabilitate adica mentinerea acestor caractere si insusiri si dupa reproducere si in generatiileurmatoare. Prin hibrid se intelege descendenta rezultata in prima generatie prin incrucisarea a doua linii consangvinizate cu a unui hibrid simplu cu o linie consangvinizata , a 2 hibrizi simpli. Spre deosebire de soiuri, hibrizii prezinta identitate si omogenitate numai in prima generatie hibrida. In generatiile urmatoare are loc segregarea caracterelor, cresterea variabilitatii si prin urmare reducerea.... La speciile cu inmutilre vegetatitva, hibrizii in generatia F1 inlipsa mutatiilor isi pastreaza caracterele si insusirile pe toata durata vietii acestuia. Soiurile si hibrizii nu prezinta subunitati sistematice ci se integreaza si integreaza in aceste subunitati prin apartenenta la o anumita varietate sau la o anumita forma. Ca unitate economica fiind legate de notiunea de plante cultivate codul international pentru nomenclatura plantelor cultivate a introdus pentru soiuri si pentru hibrizi notiunea de cultivar. Aceasta notiune a fost introdusa in anul 1948, a fost acceptata la congresul de botanica de la Stocol 1950, apoi la congresulinternational de cultura de la Londra 1952 dupa care a ramas in literatura de specialitate. Pentru delimitarea si identificarea cultivarelor, normele internationale prevad ca al acrearea unui soi sau a unui hibrid acesta sa poarte o denumire cat mai diferita fata de alte cultivare deja existente, denumire care se inscrie intrun registru al soiurilor alaturi de o descriere cat mai detaliata pe care le prezinta soiul respectiv.

Conditiile ce trebuie indeplinite de materialul semincer cu valoare biologica ridicata Valoarea biologica a unui material semincer este determinata de totalitatea insusirilor cerute acestui material pentru reproducereafidela in cultura a soiului sau hibridului repsectiv. Astfel materialul semincer trebuie sa fie autentic, sa aibapuritate 33

biologica si stare fitosanitara in conformitate cu sandardele si sa fie superior d.p.d.v. calitativ. Aceste insusiri se determina in camp pentru plante si in laboratoarele specializate pentru samanta iar rezultatele obtinute se inscriu in certficaele de calitate in actele de provenienta, in certificatele de valoare biologica, in certificatele de stare fitosanitara, documennte care vorinsoti materialul semincer in circulatia lui intre si spre unitatile horticole. Autennticitatea materialului semincer consitituie unul din principalele aspecte care se apreciaza pe baza analizelor morfologice si fiziologice ale plantelor. Un material biologic autentic presupune omogenitate genotipica si fenotipica apsoluta si o apartenenta clara la un anumit cultivar. Din aceste considerente pentru determinarea autenticitatii se recurge la analize fizice si chimice la masuratori biometrice, la unele teste anatomice care sa conduca la identificarea foarte clara a materialului repspectiv. Intodeauna comparatia se face cu descrierea existenta in registrul oficialal soiurilor. Puritatea biologica se exprima prin procentul....fata de formele straine. Pe baza determinarilor efectuate in camp sau in laborator se stabileste categoria biologica din care face parte materialul respectiv in functie de puritate. Valorile de incadrare in diverse categorii biologice sunt stabilite prin standarde iar abaterile de la aceste standarde pot conduce la declasificarea materialului in scrierea acestuia intr-o categorie inferioara sau poate duce pana la respingerea materialului respectiv de la recunoastere. Puritatea si autenticitatea trebuie sa aiba valori maxima 100% pentru categoriile biologice superioare, samanta amelioratorului prebaza , baza, si apoi lavori proportional mai reduse si scazute dar in niciun caz sub 95% indiferent de categoria biologica. Incadrarea in limiteel stabilite de standarde, impune lucraru de purificare biologica in timpul perioadei de vegetatie pentru culturi sau lucrari de conditionare a semintelor inafara perioadei de vegetatie. Starea fitosanitara a semintelor si a materialului saditor trebuie sa elimine toate posibilitatile de transmitere a unor boli si daunatori la culturile nou infiintate. Astfel , pentru materialul saditor se acorda o imortanta aparte urmaririi virozelor prin testari serologice. Culturile semincere care prezinta plante parazite, buruieni de carantina, plante si seminte greu separabile ca regula generala se resping de la recunoastere. Mentinerea capacitatii de productie a soiurilor si hibrizilor Acest aspect reprezinta unul din obiectivele principale ale producerii de samanta, si se realizeaza diferentiat in functie de consitutia genetica a materialului dar si de modul de reproducere, generativ sau vegetativ, la soiuri, capacitatea de productie se poate mentine neschimbata prin pastrarea echilibrului genetic in cadrul acestora, pe cand la .....este dat de intensitatea la care se manifesta. Pentru speciile cu reproducere vegetativa, in absenta mutatiilor capaciatea de productie ramane 34

neschimbata de la o generatie la alta. Daca apar forme mutante acestea pot fi identificate prin selectie si pot fi identificae prin selectie.... Pastrarea....genetic constituie.... Majoritatea soiurilor existente in cultura au origine hibrida. La unele soiuri se cunosc soiuri obtinute prin mutageneza iar la alte specii soiurile au fost obtinute prin metode conventionale. Trebuie retinut ca nu este posibila mentinerea capacitatii de productie numai prin simpla reinmultire a semintei de baza. Dupa o anumita perioada de timp fie datorita factorilor climatici, fie datorita zestrei ereditare se constata o pierdere treptata a capacitatii productive a unui soi, motiv pentru care se impune periodic inlocuirea totala a materialului biologic respectiv. Desi se reprezinta uniformitate sub aspect morfologic si fiziologic totusi ele sunt formate dintr-un amestec de biotipuri cu constitutii genetice mai mult sau mai putin asemanatoare. Numarul biotipurilor care intra in componenta unui soi variaza in functie de metoda cu care a fost creat, de modul de reproducere, de vechimea in cultura si aria de raspandire. Astfel la plantele cu reproducere vegetativa numarul biotipurilor este foarte redus fata de plantele cu reproducere sexuata si mult mai mare la speciile alogame fata de cele autogame. De asemenea soiurile introduse recent in cultura contin mai putine biotipuri in comparatie cu soiurile mai vechi iar soiurile cu origine hibrida complexa contin mai multe biotipuri comparativ cu soiurile cu origine hibrida simpla. In cadrul fiecarui soi, numarul de biotipuri, raportul intre acestea raman neschimbate de la o generatie la alta daca nu intervin factorii care deranjeaaz echilibrul genetic. Cea mai mare stailitate in cadrulsoiurilor se intalneste la soiurile cu inmultire vegetativa la care soiurile se obtin prin selectie clonala fara a interveni o baza ereditara straina. La speciile autogame, exista de asemenea stailitatea soiurilor datorita faptului ca reproducerea are loc prin gameti identici. La speciile alogame, numarul de biotipuri este mai mare, omogenitatea si stabilitatea fiind mai reduse. Cauzele care pot deprecia echilibrul genetic in cadrul soiurilor pot fi de natura biologica, hibridarile naturale, selectia naturala, mutatiile spontane, segregarile intarziate sau pot fi cauze de natura fizica amestecurile de seminete. Hibridarile naturale cu alte soiuri ....conduc la impurificarea soiurilor cultivate. Acest pericol apar emai evident la speciile alogame la care polenul poate fi transportat de vant, insecte si se poate face polenizare intamplatoare. In acest cazpastrarea echilibrului genetic poate fi asigurata prin izolarea in spatiu a culturilor semincere, prin purificarea biologica inainte de inflorit si prin inlocuirea materialului semincer la intervale mai scurte 1-2 ani. La speciile autogame nu trebuie facuta o izolare atat de mare in spatiu ca la cele alogame, iar datorita pericolului mai mic de impurificare cu 35

polen strain samanta se poate reinoi la 2-3 ani. Selectia naturala poate favoriza pastrarea unor biotipuri care prezinta o adaptabilitate mai pronuntata si poate elimina de la reproducere, biotipurile mai sensibile modificand in felul acesta echilibrul genetic si implicit capacitatea de productie. Mutatiile spontane pot duce de asemena la o alterare a echilibrului genetic, insa influenta este ceva mai redusa impurificarea prin hibridare sau prin selectie naturala. Amestecurile de samanta constituie cea mai frecventa cauza de impurificare biologica iar pentru eliminarea acestei cauze se vor avea in vedere cateva masuri si anume : -

Nu se vor cultiva loturi semincere dupa plante premergatoare din aceiasi specie Nu se vor cultiva mai multe soiuri la speciile autogame in aceiasi sola Nu se vor utiliza aceleasi masini de samanant/recoltat si conditionat pentru mai multe soiuri. Nu se vor pastra mai multe soiuri in aceiasi magazie.

Nerespectarea acestor masuri ducand la impurificarea si deprecierea totala a valorii....a soiului. Pentru hibrizi mentinerea ... de manifestare a heteroziului sub toate formele sale, somatic, reproductiv, adaptiv se realizeaza prin pastrarea puritatii biologice a formelor parentale si prin marirea gradului de hibriditate a semintei. Heterozisul este un fenomen biologic caracteristic atat specilor alogame cat si celor autogame si in functie de gradul de exteriorizare sau tipul de manifestare deosebim: heterozisul somatic caracterizat prin dezvoltarea luxuriana a organeor vegetative, heterozisul reproductiv evidentiat prin dimensiunile mai mare ale inflorescentelor si fructelor, heterozisul adaptativ care presupune o adaptare mai buna a organismelor la conditiile nefavorabile de mediu. Cea mai puternica manifestare a heteroziului se manifesta in F1 pentru ca in generatiile urmatoae datorita segregarii vigoarea hibrida sa scada foarte mult, generatia din F0 trebuie produsa in fiecare an pentru ca numai in acest fel se constata manifestarea heterozisului in generatia F1. Pastrare puritatii formelor parentale. Necesita respectarea normelor specifice in functie de speciile si caracteristicile morfologice de la speciile cu care selucreaza. Micsorarea puritatii biologice a liniilor consangvinizate influenteaza capacitatea combinativa si astfel micsoreaza intensitatea de manifestare a heterozisului. Pastrarea .... a liniilor consangvinizate se face prin izolarea...in spatii prin care se adauga lucrariile de purificare biologica in timpul perioadei de vegetatie. Marirea gradului de hibriditate a semintei se poate realiza prin izolarea perfecta a spatiilor din 36

loturile de hibridare si iprin evitarea polenizarii formei materne cu polen propriu. Spatiu de izolare depinde de .... cea mai mare distana se cunoaste la sfecla pentru zahar care este de aprox de 10km. Pe o arie de 10km nu este posibil sa se intallneasca 2 loturi semincere hibride cu aceiasi cultura. Pastrarea starii fitosanitare a materialului semincer Datorita consecintelor negative pe careo au bolile care se transmit prin samanta, sunt necesare masuri severe de protectie fitosanitara. Amplasarea loturilor pentru samanta se face numai in zonele in care agentii fitopatogeni specifici pentru o anumita cultura nu se manifesta pentru zona respectiva. Chiar si in cadrul zonelor foarte favorabila, zonelor optime se vor evita terenurile joase precum si terenurile cu exces de umiditate care ar putea favoriza atacul unor agenti fitopatogei. Se vor evita monoculturile precum si plantele premergatoare care pot avea boli comune. Toate lucrarile fie cele de baza fie cele de intretinere trebuie efectuate in epoca optima pentru a se evita pe cat posibil o concordanta intre faza critica a plantei si momentul optim de atac a patogenului sau daunatorului. In timpulperioadei de vegetatie se vor efectua controale periodice a starii fitosanitare pentru a se identifica eventualii agenti patogeni. Controlul fitosanitar urmareste intr-o prima etapa gradul de extindere a atacului si daca atacul nu este identificat in mai multe focare se poate proceda la eliminarea acestor focare dinlan inainte de recoltare iar daca focarele cuprind intreaca cultura se elimina lanul de la recunoastere. La fiecare conrol se determina gradul de atac prin acordarea de note de la 1-5,pentru fregventa, pentru intensitatea de mansifestare si dupa care se calculeaza valorilemedii ale gradului de atac. Controlul si certificarea loturilor smeincere Intreaga activitate care priveste controlul si certificarea loturilor de samanta si material saditor este regelemnata prin lege si este desemnata o atoritate nationala care coordoneaza toata aceasta activitate de la nivelul ministerului agriculturii, activitate care se desfasoara la nivelul inspectoratelor pentru controlul si certificarea semintelor de la nivel de fiecare judet. Inspectoratele teritoriale supravegheaza si acrediteaza acttivitatile agentilor autorizati in producerea si prelucrarea si comrcealiarea semintelor. Controalele se efectueaza in toate fazele deproducere, prelucrare, comercializare si folosire si utilizare a materialului semincer pentru a se putea cunoaste in orice moment puritatea biologica, absenta buruienilor de carantina, frecventa semintelor greu separabile, starea fitosanitara. Sunt supuse controalelelor in camp in vederea certificarii urmatoarele loturi: loturi semincere la 37

producerea semintelor la cerealele pentru boabe, la porumb la leguminoasele pentru boabe, floarea soarelui, plante tehnice plante medicinale. Plantatiile viticole destinate de coarde altoi, plantatii viticole de portaltoi si scolile de vita, plantatii pomicole furnizoare de butasi si altoi, scolile de puieti, scolile de pomi altoiti,plantatiile de arbusti fructiferi, loturile semincerepentru producerea semintelor de legume,si loturile semincere pentru producerea de seminte de flori si material . Etapele de desfasurare a activitatii de certificare sunt urmatoarele: -

-stabilirea provenienei categoriei biologice si autenticitatii materialului semincer Verificarea amplasarii loturilor smeincere Verificarea respectarii tehnologiilor specifice entru fiecare lot semincer Controlul puritatii biologice si a starii fitosanitare comparativ cu standardele in vigoare.

Toate aceste date s einscriu in documente care intr-un exemplar raman la inspectoratele de control, unulla unitatileproductatoare de samanta si material semincer, si un exemplar insosteste samanta.

38