Importanta ameliorarii plantelor

Importanta ameliorarii plantelor

Ameliorarea plantelor - ad melior (limba latina) = la mai bine - reprezinta stiinta aplicativa care foloseste legile geneticii, legile ereditatii in vederea obtinerii de material biologic nou, soiuri si hibrizi precum si pentru producerea de samanta si material saditor pentru cultura.

Crearea de soiuri si hibrizi prezinta importanta pentru faptul ca in economia unei culturi, soiul contribuie cu 30% din pretul produsului respectiv.

Odata creat un material biologic, acesta isi mentine proprietatile, caracterele si insusirile o perioada de 10-20 de ani timp in care se economiseste 30% din pretul produsului respectiv.

Este o stiinta aplicata si care are legatura cu alte discipline dupa cum urmeaza: Genetica - foloseste legile acesteia pentru orice combinatie hibrida, pentru obtinerea efectului heterozis, pentru selectia formelor mutante, pentru obtinerea formelor poliploide;

Fiziologia - in procesul de creare a soiurilor este nevoie sa se cunoasca procesele de crestere si dezvoltare, perioada de vegetatie, diferite fenofaze pentru fiecare specie in parte;

Referat: Celula - esenta vietii (fenomene biotice) Referat: Fuel Cells (Celulele de combustibil)

Una din cele mai importante gradini botanice este Gradina Botanica Regala din Anglia infiintata in 1759.

In Romania cea mai mare gradina botanica este cea din Iasi cu circa 100 de hectare infiintata in 1856.

Cea mai sigura metoda de conservare in prezent este depozitarea in banci de gene unde daca sunt asigurate conditiile cele mai bune, pastrarea poate sa dureze peste 100 de ani.

Bancile de gene sunt institutii special infiintate care au urmatoarele obiective:

prospectarea si colectarea germoplasmei;

studiul privind efectul depozitarii asupra proprietatilor fizico chimice ale materialului

constientizarea cercetatorilor in ceea ce priveste valoarea acestui material.

Conditiile de pastrare difera de la o banca la alta insa se apreciaza ca cele mai importante conditii sunt:

umiditatea relativa a aerului sa nu depaseasca 15%;

temperatura pentru diferite celule de pastrare sa fie constanta pentru o pastrare indelungata - 20⁰C;

atmosfera cat mai saraca in O₂, cat mai bogata in CO₂ si absenta totala a luminii;

eliminarea riscului de influentare a semintelor in cazul unor radiatii ionizante, umiditatea semintelor sa fie de circa 4 - 5%.

In standardele FAO in colaborare cu Institutul International pentru resurse genetice, conditiile de pastrare se clasifica in 3 categorii:

1. conditii acceptabile
2. conditii preferabile
3. conditii ideale

Conditiile acceptabile - conservarea sub 0⁰C la un continut de umiditate a semintelor cuprins intre 3 - 7%

Conditiile preferabile - cand se asigura - 20⁰C la acelasi procent de umiditate.

Conditiile ideale - cand se asigura - 20⁰C, umiditatea semintelor de 5%.

Conditiile de pastrare in banca de la Fort Collins care poate depozita 180000 de probe de cate 450 grame sunt:

probe pastrate in tavi metalice, in incaperi de beton armat cu grosime de 150 de cm cu 10 camere de pastrare din care in 3 temperatura se mentine la - 12⁰C, in 7 camere temperatura de circa +4⁰C si umiditatea relativa de 52%;

verificarea germinarii semintelor se face la fiecare 5 ani si daca aceasta a scazut sub 50% se face o reinmultire a semintelor inlocuindu-se probele.

Banca de la Hirotsuga pastreaza probe de catre 120 cm³, in cutii cositorite la temperatura de - 10⁰C.

Banca de la Krasnadar pastreaza 500000 de probe in incaperi cu climatizare totala, in vase de sticla asezate pe stelaje metalice.

Banca de la Suceava pastreaza circa 100000 de probe, cladirea are 8 incaperi pentru pastrare, 4 pentru pastrare medie de 10 - 20 ani si 4 pentru pastrare indelungata, peste 100 de ani cu temperatura de - 20⁰C.

Variabilitatea germoplasmei - acest termen se refera la diferentierile care se observa sau care pot fi identificate prin analize privind caracterele si insusirile materialului initial.

Caracterele reprezinta totalitatea particularitatilor morfologice care diferentiaza un individ de altul.

Insusirile reprezinta proprietatile fiziologice, biochimice si tehnologice ale germoplasmei.

Caracterele pot fi de 2 feluri:

cantitative, care pot fi reprezentate numeric (numarari, cantariri)

calitative unde este vorba de unele particularitati ale plantei care diferentiaza diverse forme de germoplasma dar care nu se pot exprima numeric.

Totalitatea caracterelor si insusirilor unui individ formeaza fenotipul organului respectiv

Fenotipul este determinat pe de o parte de zestrea ereditara, pe de alta parte de interactiunea intre ereditate si conditiile de mediu.

Totalitatea caracteristicilor ereditare reprezinta genotipul unui material sau genotipul reprezinta eventualele gene provenite ca urmare a mutatiilor naturale.

Zestrea ereditara poate genera fenotipuri diferite in functie de conditiile de mediu in care s-a format organul respectiv astfel fenotipul poate fi considerat o rezultanta a interactiunii intre zestrea ereditara si conditiile de mediu.

Diferentierile care se observa in cadrul germoplasmei poarta numele de variatii iar fenomenul ca atare poarta numele de variabilitate.

Variabilitatea in cadrul germoplasmei - in ameliorarea plantelor este obligatoriu ca materialul initial sa prezinte o variabilitate suficient de mare in scopul identificarii si inmultirii acelor organisme cu caractere ori insusiri noi, care in final sa poata permite in mod real obtinerea de soiuri noi.

Variabilitatea este data de totalitatea diferentierilor privind caracterele si insusirile indivizilor dintr-o anumita populatie.

Caracterele sunt reprezentate de totalitatea particularitatilor morfologice, fiziologice, biochimice si pot fi grupate in functie de parametrii utilizati pentru exprimarea lor in caractere calitative si caractere cantitative.

Caracterele cantitative sunt cele care pot fi exprimate numeric si se refera la acele componente morfologice ce pot fi masurate precum: greutatea productiei, inaltimea plantelor, marimea fructelor, etc.

Valorile acestora inregistreaza o anumita variabilitate intr-un interval de minim si maxim.

Caracterele calitative se refera la elemente precum: culoare, forma, gust, etc si variaza in cadrul diferitelor grupe.

Insusirile se refera la particularitati de natura biochimica, tehnologica sau fiziologica precum rezistenta la scuturare, la ger, la boli, etc.

Suma caracterelor si insusirilor exteriorizate de un individ intr-un anumit stadiu de dezvoltare reprezinta fenotipul acelui individ.

Fenotipul este conditionat pe de o parte de zestrea ereditara a organismului iar pe de alta parte de interactiunea dintre aceasta si conditiile de mediu in care se dezvolta.

Genotip - totalitatea genelor (zestrea ereditara) unui individ provenite de la parinti sau unele aparute in urma mutatiilor naturale sau induse.

Manifestarea genotipului poate varia de la un individ la altul in functie de conditiile de mediu, ca urmare pentru crearea de soiuri noi este foarte important sa se poata separa marimea variabilitatii genotipice si ponderea acesteia din cadrul variabilitatii fenotipice totale.

Variabilitatea totala este data de suma tuturor variatiilor pe care le inregistreaza indivizii unei populatii, la randul lor aceste variatii pot fi clasificate dupa diverse criterii rezultand astfel si diferite tipuri de variabilitate (De ex: in functie de cauza care le provoaca putem avea variatii genetice (genotipice, ereditare) si somatice (negenetice, neereditare).

Variatiile neereditare mai pot fi intalnite si sub denumirea de modificatii, sunt determinate de diverse conditii de mediu si nu intereseaza in procesul de ameliorare decat foarte putin si rareori cand fac adaptarea organismelor la anumite conditii de mediu.

In ameliorare factorul care poate fi realmente exploatat ramane variabilitatea genotipica respectiva cea data de variatiile genetice.

Pentru determinarea variabilitatii fenotipice si genotipice, ameliorarea plantelor se foloseste de anumiti indicatori ai statisticii biologice: varianta, abaterea standard, coeficientul de variabilitate, coeficientul de heritabilitate.

Varianta (s²) reprezinta dispersia valorilor individuale ale unui caracter in cadrul unei populatii statistice de indivizi si este data de relatia: s²=

x - valorile individuale ale caracterului analizat, n - numarul de indivizi analizati.

Abaterea standard (s) este

Coeficientul de variabilitate (s%) s%=;

- media aritmetica

Coeficientul de heritabilitate (h²) reprezinta marimea variabilitatii genotipice din variabilitatea fenotipica totala, se calculeaza: h²=

s²g - variabilitatea genotipica;

s²f - variabilitatea fenotipica.

S²f=s²g + s²Mediu

La speciile autogame: s²g=0 s²f=s²m

Aceasta relatie se regaseste efectiv in practica, respectiv lucrarile de selectie la autogame sunt indeficiente sau sunt suficiente un singur an.

La speciile alogame la care in procesul de polenizare se contopesc gametii diferiti din punct de vedere genetic, rezulta indivizi cu constitutie genetica diferita de a parintilor, acest proces fiind amplificat si de fenomenul de recombinare, ca urmare o populatie dintr-o specie alogama va fi din punct de vedere genetic heterozigota si in dinamica de la o generatie la alta, ca atare influenta conditiilor de mediu va fi mai mica in manifestarea variabilitatii fenotipice totale (s²f)  s²f = s²g + s²m.

Pentru determinarea varietatilor genotipice si a coeficientului de heritabilitate se procedeaza la cultivarea timp de 2 ani la rand, in aceleasi conditii de mediu si tehnologice a 2 generatii hibride: F₁ si F₂

Pentru F₁: s²f (F₁) =s²g (F₁) + s²m (F₁)s²F (F₁) =s²M (F₁)

F₂: s²(F)(F₂) =s²G (F₂)+s²M (F₂)s²G (F₂) =s²F (F₂) - s²F (F₁) h²F (F₂) =

Valorile rezultate pentru h² pot fi exprimate zecimal, fiind cuprinse intre 0 si 1 sau procentual cuprinse intre 1 si 100%.

Cu cat aceste valori sunt mai apropiate de 100 cu atat sansele lucrarilor de selectie sunt mai mari.

Metode de ameliorare - initierea unui proces de ameliorare presupune stabilirea unei planificari care sa tina cont de materialul initial existent, de posibilitatile tehnologice si de obiectivele urmarite.

In functie de aceste elemente se va alege si complexul de metode pentru ameliorare: selectia, hibridarea, cosangvinizarea, mutageneza, poliploidia, hibridarea somatica, mutatiile "in vitro", andr

Biochimia - pentru cunoasterea proceselor de acumulare a diferitilor compusi chimici, substantelor organice, substantelor minerale care vor alcatui produsul principal.

Fitopatologia - pentru a cunoaste biologia fiecarui agent fitopatogen pentru care sa gasim gene de rezistenta care vor fi inoculate in materialul respectiv;

Entomologia - pentru a cunoaste biologia daunatorilor in crearea de soiuri rezistente;

Viticultura, pomicultura, legumicultura - pentru a se putea stabili cele mai bune tehnologii care sa corespunda cerintelor soiurilor respective;

Management, marketing - in sensul de a putea cunoaste cerintele pietei in momentul in care soiul va fi terminat si scos in productie.