METODE DE AMELIORARE A PLANTELOR

Metode conven ionale

Dup anul 1900 , legile Mendeliene au furnizat baza iin ific pentru ameliorarea plantelor . ntruct toate caracteristicile unei plante sunt controlate de gene localizate n cromozomi, ameliorarea conven ional a plantelor poate fi considerat a fi o manipulare a combin rii cromozomilor. cromozomilor.

1 : plantele unei popula ii date , care exterioririzeaz caracteristici dorite, pot fi selectate i folosite mai departe pentru ameliorare i a fi cultivat cultivate. Procedeul se nume te selec ia liniilor pure.. pure.. 2: caracteristicile dorite g site n diferitele linii de plante, pot fi plante, combinate mpreun pentru a ob ine plante care manifest ambele caracteristici simultan, metoda numindu-se hibridizare. numindu Heterosis, un fenomen al cre terii vigorii plantelor , este ob inut prin hibridizarea liniilor consangvine 3: poliploidizarea (cre terea num rului setului de cromozomi) . cromoz Poate fi indus o nou variabilitate genetic prin mutagenez spontan sau artificial

Trei procedee principale de manipulare a cromozomilor plantelor.

SELEC IAy Cea mai veche i de baz metod de ameliorare a plantelor ce implic trei trepte distincte y 1. un mare num r al selec iilor se ob in din popula ia cu variabilitate genetic original . y 2. Descenden ii sunt crescu i din plante individuale selectate pe baza observa iilor f cute. y Selec iile sunt crescute un num r de ani pentru a permite observarea performan elor n diferite condi ii de mediu, dup care se face o ulim eliminare a plantelor care nu corespund . y n final liniile selectate i cele consangvinizate sunt comparate cu soiurile comerciale existente sub aspectul performan elor de produc ie i alte caracteristici agronomice importante

Selec ia n mas Un procent mai mare al genotipurilor dorite Metoda poate fifolosit doar n condi iile de mediu , unde caracteristicile sunt expresate Eficacitatea este n func ie de heritabilitate. Managementul parcelelor experimentale f cut astfel nct s sporeasc diferen ele: ex, irigarea excesiv pentru a cre te presiunea atacului agen ilor patogeni.

XXXXXX XXXXXX XXXXXX XXXXXX

popula ia ini ial (crescut ) permite ncruci area aleatoare, la ntmplare recoltare n vrac a semin elor de la plantele selectate, cu carcteristici dorite noua genera ie de plante repetare

XXXXXX XXXXXX XXXXXX XXXXXX

SELEC IA N MAS(Soursa: Tinker, 2008)

Metode de ameliorare n mas a plantelor

Hibridarea Scopul hibrid rii este de a aduce mpreun caracteristici dorite ce se g sesc n diferite linii de plante , la o singur linie de plante , aceasta realizndurealizndu-se prin polenizare ncruci at

Obtinerea de genotipuri noi prin hibridare Ob inerea de genotipuri noi n F1 ncruci area ntre forme homozigote (linii pure sau consangvinizate), care pot determina o serie de efecte fenotipice n func ie de natura rela iilor interalelice, cum sunt: dominan a, semidominan a, codominan a, supradominan a etc., care se manifest o singur genera ie si se fixeaz prin nmul ire vegetativ. Datorit rela iilor epistatice i non-epistatice. non La plantele alogame, care sunt heterozigote la marea majoritate a locilor. nmul irea prin semin e a plantelor alogame, care de obicei se nmul esc vegetativ (pomi, vit de vie, arbusti etc.), este o metod frecvent folosit pentru identificarea genotipurilor noi datorate recombinrilor aprute n fiecare generatie. Prin haploidie (androgenez si ginogenez), prin hibridri somatice si prin hibridri sexuate interspecifice si intergenerice, care urmate de dublarea numrului de cromozomi, duc la obtinerea de specii noi.

Obtinerea de genotipuri noi n F2 este specific plantelor autogame i se realizeaz pe diferite c i: prin recombin ri intercromoziomiale prin recombin ri intracromozomiale, care se bazeaz pe fenomenul de crossingover, n crossingover, cazul genelor allelice sau al transloca iei n cazul genelor neallelice; prin recombin ri poligenice (segreg ri transgresive); prin substitu ie si adi ia de cromozomi, bazate pe ncruci area unor forme aneuploide cu soiuri sau specii, care con in gene utile pentru ameliorare

Alegerea formelor parentale pentru hibridri Alegerea genitorilor se face n cmpul de colec ie sau de sortiment, pe baza unui studiu complex de 3 5 ani, al comport rii acestora n condi iile pedoclimatice al zonei pentru care se creaz soiul respectiv. Acest studiu, pe lng observa iile si notarea plantelor n diferite faze de vegeta ie, este completat cu metode de examinare speciale, ca: infec ii artificiale, pentru agresiunea corect a rezisten ei la boli si duntori, expunerea plantelor n condi ii artificiale de mediu (fitotron, camere frigorifice) pentru examinarea rezisten ei la secet , la ger, la c dere etc., analize de laborator pentru examinarea calit ii etc

Biologia nfloritului i fecund rii Un rol esen ial pentru reu ita hibrid rii l are coinciden a nfloritului. Dac ntre cei doi genitori se constat un anumit decalaj la nflorire, acesta se poate corecta prin anumite metode : a) sem natul genitorilor la diferite epoci ( 3 5) cu un decalaj de 6 8 zile,la plantele anuale ; b) recoltarea i p strarea polenului pn la data ncruci rii (la plantele multianuale); c) cre terea plantelor n condi ii artificiale (sere, case de vegeta ie) unde se poate dirija, ntre anumite limite, data nfloritului. nfloritului.

n cazul soiurilor sintetice nflorirea simultan a tuturor genitorilor este obligatorie, altfel se modific structura genetic a popula iei si se creaz perturb ri n producerea de semin e. Pentru a evita polenizarea cu polen propriu a genitorilor din componen a unui soi sintetic se recomand folosirea ca genitori a formelor autoincompatibile auto

Gradul de homozigotie Este necesar ca genitorii folosi i la ncruci are s fie homozigo i. Pentru aceasta, la plantele autogame se folosesc linii pure, iar la plantele alogame linii consangvinizate. n situa ia c suntem nevoi i s folosim la ncruci are heterozigo i, se elimin toate tipurile nedorite nc din F1. Pentru controlul reu itei hibrid rii n F1, se recomand ca forma nou s posede unele caractere recesive. Aceasta permite identificarea si eliminarea plantelor nehibride.

Elementele de productivitate Trebuie s fie bine exprimate la formele parentale, ce se vor deosebi prin valoarea lor cantitativ. De exemplu, unul din p rin i s aib un num r mare de fructe pe plant de dimensiuni mici, iar cel lalt p rinte un num r mai mic de fructe, dar de dimensiuni foarte mari. Elementele de productivitate sunt caractere poligenice la care n descenden a hibrid rii are loc segregarea transgresiv , ale c rei combina ii valoroase depind de alegerea genitorilor. Prin hibrid ri dialele cu forme de provenien e diferite se pot identifica transgresiile pozitive.

Capacitatea combinativ Pentru determinarea capacittii combinative generale se fac test ri prin ncruci ri ciclice, iar pentru capacitatea combinativ specific se fac ncruci ri dialele. Aceste metode se folosesc cu prec dere la selec ia liniilor consangvinizate care vor intra n componen a hibrizilor comerciali F1 (hibrizi simpli, triliniari, dubli, sintetici).

nsusirile fiziologice, biochimice si tehnologice Genitorii folositi la ncrucisare trebuie s fie rezisten i la factorii de mediu (la ger, secet, boli etc.), s aib o calitate superioar determinat de anumi i componen i chimici (con inutul n zaharuri, n acizi, vitamine, s ruri etc.) si s se preteze bine la prelucrarea industrial .

Genitorii de profesie O mare aten ie se acord n lucr rile de ameliorare hibrid rii genitorilor care au capacitatea de a transmite dominant (cu grad nalt de intensivitate) anumite nsu iri, care se cunosc sub denumirea de genitori de profesie. profesie. Astfel, la mr se cunosc sursele de rezisten total la rap n, care con in gene Vf

(Malus floribunda, M. prunifolia etc.), surse de rezisten la arsura bacterian (Gravestein, Golden Harnet, Golden gen, Golden Spur etc.), la cartof sursa de rezistent total la man (Solanum (Solanum demissum) demissum) i la virusurile Y si A.

nsusirile ecologice Se aleg genitori care posed o mare capacitate de adaptare fa de condi iile variate de mediu.

Clasificarea formelor de hibridare I. Dup modul realizrii polenizrii: 1. Hibridarea natural n cazul cnd polenizarea se face natural (cu ajutorul vntului sau al insectelor). 2. Hibridarea artificial este realizat n mod dirijat de c tre om i se folose te cel mai frecvent att n programele de ameliorare, ct i n producerea de semin e. n acest caz, genitorul matern este obligat s se polenizeze cu polen de la alt soi. Se practic la plantele autogame, iar n anumite condi ii si la cele alogame. Dup modul de realizare deosebim trei variante: hibridare liber cnd planta mam castrat se polenizeaz liber (prin vnt sau insecte) cu polenul de la tat . Aceasta nseamn c cei doi genitori sunt izola i de alte forme din aceia i specie; hibridarea semiliber cnd planta mam castrat se izoleaz (cu pungi de hrtie, saci de tifon etc.) si sub izolator se introduc mai multe inflorescen e ale soiului tat nainte de nflorire, l snd ca polenizarea s se fac liber (la plantele autogame) sau cu sprijinul insectelor introduse sub izolator; hibridarea for at cnd planta mam castrat (flori castrate) si izolat se polenizeaz cu polenul recoltat de la genitorul tat .

II. Dup gradul de nrudire sistematic si genetic a formelor parentale: 1. Hibridarea apropiat (interspecific): n interiorul soiului (ntre biotipurile componente); ntre soiuri ale aceleia i specii; ntre ecotipuri sau forme geografice diferite. 2. Hibridare ndeprtat : hibridare interspecific cnd se ncruci eaz indivizi din specii diferite apar innd aceluia i gen (ex. Malus domestica v Malua pumila, M. domestica v M. prunifolia, Iuglans regia v Iuglans nigra, Prunus armeniaca x Prunus persicae etc.); hibridare intergeneric cnd se ncruciseaz indivizi din genuri diferite (Ex. p r v gutui, cire v vi in, vi in v prun, cire v prun etc.).

Dup numrul formelor parentale (genitorilor) care particip la ncrucisare, hibridare poate fi:

Hibridare simpl cnd se ncruci eaz dou linii consangvinizate sau dou soiuri, rezultnd un hibrid simplu: A v B hibrid simplu Hibridare dubl reprezint ncruci area a doi hibrizi simpli, rezultnd un hibrid dublu: (A v B) v (C v D) hibrid dublu Hibridare tripl reprezint ncruci area unui hibrid simplu folosit ca mam cu o linie consangvinizat sau cu un soi: (A v B) v C hibrid triliniar Hibridare complex const din ncruci area a doi genitori care sunt hibrizi F1, care implic un num r relativ mare de linii sau soiuri: (A v B) (C v D) v (E v F) hibrid complex De asemenea, prin ncruci are complex se mai n elege ncruci area unui soi cu amestec de polen de la mai multe soiuri. Aceasta se utilizeaz ndeosebi la plantele alogame ndeoseb

Dac ncruci area se face liber ntre mai multe linii consangvinizate sau soiuri (6 10) selec ionate pe baza capacittii combinative specifice, se ob in hibrizi sintetici sau soiuri sintetice, sintetice, care se pot cultiva mai multe genera ii succesive f r s afecteze sim itor efectul heterozis. Acest tip de ncruci are se realizeaz practic n dou feluri: a) se ncruci eaz liniile ntre ele si b) se amestec s mn a liniilor, iar plantele rezultate se polenizeaz liber. Att hibrizii complec i ct si cei sintetici prezint avantajul de a ntruni ntro ntr popula ie hibrid gene favorabile de la mai mul i genitori, ceea ce confer popula iei o plasticitate genetic mai larg .

Hibridarea are ca scop: A. Determinarea capacit ii de combinare Reac ia diferitelor linii sau soiuri la ncruci are este cunoscut sub denumirea de capacitate de capacitate combinare combinare a acestora, care este de dou feluri:

1. Capacitatea combinativ general se determin prin hibridare ciclic (topcross), care const n ncruci area (top fiec rei linii consangvinizate, familii etc. cu acela i genitor comun, folosit de obicei ca tat care se nume te analizator sau tester. Testerul poate fi o linie consangvinizat , un tester. hibrid simplu, soi etc., care se remarc prin produc ii relativ mici. Dac presupunem c dorim s determin m capacitatea general a liniilor consangvinizate A, B, C, D, E, F, G, acestea se ncruci eaz fiecare cu un tester T, rezultnd urm toarele combina ii hibride: A v T = H1 B v T = H2 C v T = H3 D v T = H4 E v T = H5 F v T = H6 G v T = H7 Pentru determinarea capacit ii generale de combinare, hibrizii obtinu i din ncruci rile ciclice, se testeaz pe baza produc iei n culturi comparative, timp de 2 ani. Se consider c au capacitate de combinare general ridicat , acele linii care au dat cele mai mari produc ii n combina ia hibrid cu testerul.

2. Capacitatea specific de combinare se determin prin hibridri dialele, n care mai multe forme parentale (linii consangvinizate, soiuri, familii) sunt ncruci ate ntre ele, n toate combina iile posibile, att directe ct si reciproce. Num rul combina iilor hibride (N) ntrun ntr sistem de hibrid ri dialele se calculeaz astfel: N=n(n-1)/2, dac ncruci rile se fac doar =n(nntr+un sens N=n(n-1)cnd se iau n considerare i =n(n-1)cnd ncruci rile reciproce N num rul combina iilor dialele n num rul formelor (liniilor consangvinizate) luate n considerare pentru testare

Exemplu de calcul: Presupunem c avem liniile A, B, C, D, E, F, G, la care trebuie s determin m capacitatea specific de combinare prin ncruci ri dialele: N=n(n-1)/2, 7(7-1)2= =n(n-1)/2, 7(721 combinatii dialele directe care rezult astfel: Av B Bv C Cv D Dv E Ev F Fv G Av C Bv D Cv E Dv F Ev G Av D Bv E Cv F Dv G Av E Bv F Cv G Av F Bv G Av G Combina iile hibride, care de fapt sunt hibrizi simpli, se verific privind produc ia rezultat , n culturi comparative. Cei mai buni hibrizi simpli (cu produc iile cele mai mari), con in liniile cu cea mai mare capacitate specific de combinare.

mbun t

irea soiurilor sau liniilor

Retroncrucisarea (backcross, hibridare repetat , hibridare regresiv , hibridare de transformare). Const n ncruci area repetat (de 5 6 ori) a hibridului F1 cu unul dintre prin i (printe recurent). Aceast metod se folose te la mbun t irea unor soiuri valoroase (productive i de calitate superioar ) prin transferul unor gene de rezisten la boli, ger, secet etc., de la specii s lbatice sau rustice. Retroncruci area se poate face cu unul dintre genitori, dup modelul: A v B = A1B A1B v A = A2B A2B v A = A3B etc. sau cu un al treilea genitor (soi sau specie), dup schema (A v B) v C = ABC1 ABC1 v C = ABC2 ABC2 v C = ABC3 etc.

Soiul valoros (dar sensibil la anumiti factori de mediu), care urmeaz s fie mbun t it, simbolizat cu A se nume te recurent, iar soiul sau specia slbatic, care posed gene de rezisten , notat cu B se numeste donator sau donor. A (recurent) v B(donator) = AB; AB v A = A2B; A2BF v A = A3B Soiul recurent A se foloseste ca mam la prima ncrucisare iar apoi ca tat. Cu fiecare backcross, cre te gradul de homozigo ie si se acumuleaz n hibrid genele favorabile ale p rintelui recurent (soiul valoros A), plus nsu irile de rezisten de la p rintele donator (soiul sau specia B). Dup fiecare backcross se face selec ia formelor pentru viitoarea ncruci are care posed caracterele valoroase ale p rintelui recurent, plus genele de rezisten de la donator. n mod obi nuit sunt necesare 4 6 ncruci ri, uneori mai pu ine, alternnd cu autofecund ri. n final, se aleg elitele care ntrunesc la un nalt nivel caracterele valoroase ale soiului recurent si factorii de rezisten ai speciei donatoare.

Transferul caracterelor monogenice Transferul unei gene dominante (Ex. rezisten a la boli, notat cu R). recurent donor P rr v RR B1 Rr v rr B2 Rr v rr . . . B6 Rr6 autofecundare RR 2Rr rr se re ine segreg (se elimin )

Transferul unei singure gene: prin Backcross tradi ional Genitor donor X Soi comercial

Gena de rezisten

Noul soi

Transferul unei gene semicombinate. Se face la fel, cu semicombinate. deosebirea c dup 4 6 generatii de backcross este suficient doar o singur autofecundare. Transferul unei gene recesive. Numeroase gene recesive controleaz o serie de caractere si nsu iri valoroase, cum ar fi: rezisten a la anumite rase de boli, talia pitic, aderenta pulpei la smbure etc. Transferul acestora la soiurile deficitare se face tot prin backcross dar dup o metodologie mai complicat, deoarece genele recesive se manifest numai n stare homozigot. ntruct dup fiecare backcross rezult heterozigoti (Aa) si homozigoti dominanti (AA), pentru identificarea genei recesive n stare homozigot (AA) backcrossul alterneaz cu una dou backcross autofecundri. n descenden a autofecund rii are loc segregarea de tip mendelian, fapt ce permite selec ia indivizilor pentru caracterele valoroase ale recurentului, plus caracterul recesiv n stare homozigot de la donor.

recurent AA F1 Aa Aa

donor v v aaM AA AA B1

2Aa aa AA se re ine pentru urm toarele backcross backcrossuri urmate de fecund ri Autofecundarea poate fi aplicat n diferite momente: a) dup fiecare backcross b) dup 2 4 backcrossuri pentru a favoriza segregarea backcross genelor recesive.Pentru a nu se pierde genele recesive trebuie s se foloseasc un num r relativ mare de indivizi pentru a re ine suficien i heterozigo i.

autofecundare 1AA

Transferul treptat al mai multor caracteristici monogenice Aceast metod permite mbun t irea unui soi sau linie prin transferul succesiv al unor caractere de la mai mul i donatori. Pentru aceasta, recurentul c ruia i sa transferat s prin backcross un anumit caracter de la un prim donor, se ncruci eaz din nou cu un al doilea donor, folosind ca recurent soiul mbun t it si apoi se poate proceda similar cu al i donori. Se consider c este mai u oar transferarea separat si treptat a unor gene n acela i recurent, dect transferul simultan a dou sau mai multe gene diferite. Pornind de la transferul treptat al mai multor gene, Borlang (1957, 1958) a propus crearea la plantele autogame a unor soiuri multiliniale, prin amestecul mecanic al mai multiliniale, multor linii asem n toare fenotipic, derivate din acela i recurent (soi), dar mbun t it prin transferarea unor gene cu rezisten la diferi i factori de mediu. Un soi multilinial se ob ine mai repede si mai u or dect un soi (linie) care s cumuleze toate genele de rezisten

Transferul caracterelor cantitative (poligenice) este posibil, de asemenea, prin backcross, ns se realizeaz mai dificil din cauza heritabilit ii reduse a acestor caractere Prin hibridarea unor genotipuri care se deosebesc printrun caracter printr cantitativ, cel mai adesea genera ia F1 este intermediar ntre cei doi p rin i. Pentru transferul unui caracter cantitativ se procedeaz astfel; hibridul F1 se ncruci eaz cu p rintele recurent si se realizeaz BC1, a c rei descenden se autopolenizeaz ; semin ele rezultate se seam n pentru a ob ine generatia F2, n care se selec ioneaz plantele cu caracterele recurentului, plus caracterul cantitativ transferat de la donor. Dac caracterul transferat este observabil nainte de nflorit, atunci plantele selec ionate n F2 se backcrosseaz cu recurentul (BC2), iar dac caracterul urm rit se observ dup nflorit (la maturitate), atunci al doilea backcross cu recurentul se face cu plantele selec ionate n F3. Backcrossul al doilea (BC2) si eventual al treilea (BC3) se autofecundeaz din nou, dup care se aplic selec ia si backcrossul. Dup 3 4 genera ii de backcross i autopolenizare, urmat de selec ia formelor homozigote care posed caracterele recurentului, plus caracterul dorit de la donor, se pun bazele ob inerii noului soi mbunttit cu o caracteristic cantitativ . Pentru mbun t irea caracterului cantitativ prin acumularea n acela i soi a ct mai multe gene multiple favorabile, se continu backcrossul cu ncruci area convergent dup schema propus de Mac Key (1958) , pe care o vom g si mai jos. n schem, soiul A este recurent, iar soiurile B, C, D, E, F, sunt donori.

Transferul genelor linkage n acela i cromozom (grup linkage) al donorului n care se linkage) gse te gena dorit pentru a putea fi transformat la recurent se pot g si una sau mai multe gene nefavorabile, care trebuie eliminate n genera iile de backcross si de autopolenizare. Transferarea numai a genei favorabile poate avea loc prin apari ia unui crossingover de o parte crossing i de alta a genei dorite. Pentru a spori ansele de apari ie a unui asemenea crossingover, mai ales cnd gena dorit crossing se g se te la distan e mici de alte gene nefavorabile, este necesar repetarea backcrossurilor care asigur ruperea cromatidelor ntre cei doi loci i recombinarea dorit . Autopolenizarea descenden ilor backcrossurilor favorizeaz cresterea frecven ei crossingoverelor, deoarece la crossing plantele heterozigote crossingoverul apare att n game ii crossing femelei ct i n cei masculi

Av Av Av

B AB A2B

Av Av Av

C AC A2C

Av Av Av

D AD A2D

Av Av Av

E AE A2E

A v A3B Av A4B A5B v

A v A3C Av A4C

A v A3D Av A4D A5D v

A v A3E Av A5E A4E

A5C

(A5B . A5C) v (A5D . A5E) Schema ameliorrii prin backcross si ncruci are convergent (dup Mac Key, 1985)

Hibridare convergent Metoda convergen ei se utilizeaz att la plantele autogame ct si la cele alogame. Const n ncruci area n paralel a hibridului F1, att cu un p rinte ct si cu cel lalt p rinte timp de 4 6 generatii, dup care hibrizii ob inuti ajun i la un grad nalt de homozigo ie se ncruci eaz ntre ei. n felul acesta, nsu irile ambilor p rin i accentuate prin backcross se reg sesc n acela i hibrid (soi).

Considernd c se folosesc la ncruci are dou soiuri A si B, schema hibrid rii convergente este urm toarea: AB v B = AB2 AB2 v B = AB3

Av

B

AB A2B v A = A3B AB v A = A2B

Abn

AnB

AnB v

ABn

P

aB v aB Ab

Ab Ab aB v aB aB B1 are loc

crossingoverul la genitorul matern

Ab Autofecundare

aB

ab

AB

aB

aB se elimin

aB

aB Autofecundare

AB

AB (se elimin aB

aB 1 AB : 2 aB : 1

AB Se re ine AB segreg (se elimin)

Hibridare transgresiv Metoda de baz pentru ameliorarea caracterelor cantitative (poligenice) i n primul rnd a componentelor de produc ie i a nsu irilor fiziologice. Formele transgresive apar n F2, sunt stabile i prezint fenotipuri superioare ambilor p rin i (transgresii pozitive) sau inferioare acestora (transgresii negative). Acesta este rezultatul recombin rii genelor multiple ale aceluia i caracter (nsu ire).La plantele pomicole ;i viticole transgresiile pot s apar n F1 Varia ia transgresiv se manifest n cazurile cnd cei doi p rin i nu reprezint extremele posibile de combinare a genelor multiple implicate. ult :

Dac presupunem c produc ia la tomate este controlat de genele multiple A, B, C, F1 AaBbCc la ncruci area a dou soiuri cu genotipurile AaBbCc respectiv aaBBcc rezult

P AabbCCF1

v

aaBBccAaBbCc

Eficienta selec iei ntro popula ie transgresiv F2 este cu ntr att mai mare, cu ct num rul de gene multiple implicate n determinismul caracterului luat n considerare este mai mic, ntruct frecven a formelor mic, transgresive cu fenotipuri extreme este mai mare.

Reu ita hibrid rii transgresive Determinat de structura genotipurilor care se ncruci eaz , adic de compensarea i acumularea genelor favorabile de la cei doi p rin i (ceea ce i lipse te unui p rinte s posede cel lalt p rinte, conform exemplului rinte, prezentat mai sus). sus). Pentru a favoriza aceast ntlnire n acela i individ a genelor ntlnire favorabile de la diferi i genitori pe principiul compens rii reciproce, se reciproce, aplic hibrid ri diallele, cnd selectivitatea stigmatului fa de polen diallele, este mai redus , se ac ioneaz prin folosirea intermediarului la ncruci are. are. Dup fecundare, unul din genomuri este eliminat n perioada fecundare, form rii embrionului. embrionului. Uneori pot s apar deficien e n dezvoltarea morfogenetic a embrionului n urma c rora semin ele nu se dezvolt normal (rezult (rezult semin e f r germina ie sau plantulele pier n diferite stadii). stadii). Aceste dificult i se pot diminua sau chiar evita prin: - hibrid ri reciproce cultura in vitro a embrionilor sau semin elor imature

Consangvinizarea si heterozisul Consangvinizarea reprezint autofecundarea for at cu polen a plantelor alogame sau ncruci area ntre indivizi nrudi i frate v sor, tat v fiic, etc. Descenden a consangvin timp de mai multe genera ii succesive a unei singure plante alogame este cunoscut sub denumirea de linie consangvinizat. consangvinizat. Se aplic la speciile alogame (ceap , sfecl , morcov, castrateti, pomi fructiferi etc.). Efectul major al consangvinizrii : ob inerea de genotipuri noi, homozigote, ca urmare a desfacerii popula iei ini iale n biotipurile componente.

Efectele consangvinizrii Efectele fenotipice. fenotipice. Reducere puternic a vitalit ii, care afecteaz capacitatea de cre tere, de reproducere i de adaptare, mai ales dup prima autofecundare for at (C1). Acest fenomen cunoscut i sub denumirea de depresiune de consangvinizare, variaz foarte mult cu specia de plante. consangvinizare, Astfel, este nul la dovleac, foarte mic la sfecl i foarte puternic la varz , salat , ceap , morcov, etc. Reducerea vitalit ii are loc pn la C7 consangvinizare. C8, cnd se ajunge la un minim de consangvinizare. Sc derea vitalit ii este marcat prin reducerea taliei, a suprafe ei foliare, diminuarea elementelor de productivitate i respectiv sc derea evident a produc iei, apari ia unor deficien e clorofiliene, etc. Sc derea rezisten ei liniilor consangvinizate la anumi i factori de mediu datorit ngust rii bazei genetice. Odat cu cre terea num rului de genera ii consangvine se realizeaz uniformitatea fenotipic a liniilor consangvinizate, care consangvinizate, practic dup 7 10 genera ii sunt homozigote la majoritatea locilor

Efecte genotipice. Cele mai importante genotipice. efecte genotipice sunt urmtoarele: urmtoarele: Segregarea puternic n primele genera ii de autofecundare i desfacere a popula iei n biotipurile componente care pot fi homozigotrecesive, homozigotrecesive, homozigot homozigotdominante i homozigot homozigot recesive pentru anumi i loci i respectiv homozigot homozigotdominante pentru al i loci

Aa Bb Cc Dd aa Bb Cc Dd aa bb Cc Dd aa bb cc Dd aa bb cc dd

Aa Bb Cc Dd AA Bb Cc Dd AA BB Cc Dd AA BB Cc Dd AA BB cc dD dominan i

homozigo i

homozigo i recesivi Aa Bb Cc Dd AA bb Cc DD aa BB CC DD AA BB cc DD AA BB CC dd AA bb CC dd

homozigoti recesivi i dominan i

individul cu genotipul Aa Bb Cc Dd, poate segrega n biotipurile demai sus: Dd, sus:

Genotipurile homozigoterecesive se separ de regul mai u or i rerpezint n numeroase cazuri caracteristici d un toare, cum ar fi: plante pitice, debile, sterile, cu deficiente clorofiliene, etc. Ele pot fi identificate n C1 sau C2 i pot fi eliminate u or. cre terea homozigo iei odat cu num rul de genera ii consangvine. Indicele folosit frecvent pentru aprecierea gradului homozigo ie ntro popula ie autopolenizat n func ie de num rul locilor lua i n considerare, genera ia de consangvinizare i num rul indivizilor dintro genera ie de consangvinizare, este coeficientul de consangvinizare notat cu F, care se calculeaz dup formula:F coeficientul de consangvinizare; t numrul genera iei de consangvinizare; n numrul de loci homozigo i care se iau n considerare; N num rul total de indivizi din genera ia de consangvinizare. F are valori cuprinse ntre 0 si 1. Cnd F = 0, nseamn c toate plantele sunt heterozigote, iar cnd F = 1, rezult c plantele consangvinizate sunt homozigote la to i locii lua i n considerare. manifestarea genelor recesive n stare homozigot i identificarea unor genotipuri noi valoroase; eliminarea din popula iile consangvine a genelor letale n stare homozigot .

Importanta liniilor consangvinizate unele linii consangvinizate sunt valoroase datorit manifest rii unor gene recesive n stare homozigot , care controleaz caractere i nsu iri dorite de om, cum ar fi: om, fi: port porterect, tuf compact , frunze sesile, con inut redus n sesile, alcaloizi, alcaloizi, rezisten mare la anumi i factori de mediu etc.; ob inerea efectului heterozis prin ncruci area liniilor consangvinizate i ob inerea hibrizilor comerciali F1, care treptat tind s nlocuiasc soiurile la numeroase specii de plante horticole

Heterozisul Fenomenul opus consangvinizrii, care reprezint expresia consangvinizrii, genetic favorabil a hibridrii. Cu alte cuvinte, heterozisul hibridrii. cuvinte, reprezint cre terea vigorii hibride n F1 n urma ncruci rii ntre forme (linii consangvinizate, soiuri, etc.) diferite consangvinizate, soiuri, genetic. ncepnd cu generatia F2 efectul heterozis scade datorit segreg rii Are un rol deosebit n ameliorarea plantelor alogame, el alogame, putndu putnduse fixa la plantele cu nmul ire vegetativ . De asemenea, asemenea, heterozisul se manifest i la plantele autogame (tomate, ardei, etc.). tomate, ardei, Intensitatea heterozisului este foarte mare la ncruci area ntre linii consangvinizate sau ntre soiuri (linii pure) i scade la ncruci area ntre forme cu grad ridicat de heterozigo ie. ie. Fenomenul heterozis afecteaz att caracterele cantitative

Fenomenul heterozis afecteaz att caracterele cantitative (elemente de productivitate, nsu iri productivitate, biochimice, biochimice, nsu iri fiziologice, etc fiziologice, Dup natura caracterelor i nsu irilor afectate se disting urm toarele tipuri de heterozis: heterozis: Heterozis reproductiv cnd n F1 spore te productivitatea de semin e i respectiv produc ia de fructe; fructe; Heterozis somatic cnd n F1 cre te considerabil masa vegetativ ; Heterozis adaptativ cnd n F1 se nregistreaz o cre tere a rezisten ei plantelor la anumi i factori de mediu; mediu; acest tip de heterozis apare mai ales la ncruci rile ndep rtate

X F1

Efectul heterozis se calculeaz frecvent n dou moduri si anume: anume:

media aritmetic a populatiei F1 pentru caracterul analizat; media aritmetic a populatiei p rintelui matern media aritmetic a populatiei p rintelui patern - media aritmetic a populatiei p rintelui cu valori maxime ale rezisten ei. n genera iile urm toare, efectul heterozis scade cu 50% de la o genera ie la alta datorit reducerii heterozigo ilor cu cte 50%

Importan a practic a heterozisului Pe lng rolul heterozisului n evolu ia plantelor, el este plantelor, considerat ca o metod de ameliorare extrem de pre ioas i benefic pentru sporirea produc iei horticole. horticole. A a se explic faptul c la numeroase specii legumicole hibrizii F1 se afirm foarte rapid i cu siguran ei vor nlocui treptat soiurile existente n cultur Odat cu descoperirea sterilit ii mascule i a genelor restauratoare de fertilitate, precum i a posibilit ilor fertilitate, de polenizare se asigur premize rapide de ameliorare unor specii autogame foarte importante cum sunt: sunt: maz rea, fasolea, etc rea, fasolea,

Dintre plantele legumicole, tomatele, ardeii, vinetele, legumicole, tomatele, ardeii, vinetele, castrave ii, pepenii, guliile, varza, salata, spanacul, manifest ii, pepenii, guliile, varza, salata, spanacul, un pronun at efect heterozis. La plantele pomicole a fost heterozis. semnalat o cre tere a vigorii hibride la prun i piersic. La unele plante horticole heterozisul din F1 poate fi fixat n descenden , prin nmul irea vegetativ a hibrizilor din prima genera ie. Micropropagarea prin culturi de celule i ie. meristeme apare ca o alternativ rapid de permanentizare a combina iilor hibride F1. mpiedicarea segreg rii hibrizilor F1 se poate realiza i pe diferite c i genetice dintre care men ion m: inducerea unor transloca ii multiple, a unor deficien e i inversii cromozomiale, inducerea poliploidiei, etc

ntreb ri Ce nsu ire de baz a lumii vii define te diferen a calitativ i cantitativ ntre indivizi? Care sunt metodele ce le putem folosi pentru inducerea i l rgirea variabilit ii genetice la plante? Care sunt c ile pentru ob inerea formelor genetice noi n F1? Care sunt c ile pentru ob inerea formelor genetice noi n F2? Care sunt criteriile pentru alegerea genitorilor (formelor parentale) pentru hibridare? Cum explic m capacitatea general i specific de combinare? Care sunt formele de hibridare pe care le putem folosi n studiul mecanismelor genetice? Cum putem contura efectele fenotipice i genotipice ale consangviniz rii? Cum explic m teoretic fenomenul heterozis? Care este importan a practic a fenomenului heterozis?

Bibliografie B lan V.,1991. Cercet ri privind variabilitatea genetic la cais cu privire special la V.,1991. adaptabilitate i calitate. Research on the genetic variability of the apricot-tree with special apricotfocus on adaptability and quality, PhD Thesis, University of Agronomic Sciences and Veterinary Medicine Bucharest,Romania, 247 pp Bucharest,Romania, B lan V., 1992. Studiul variabilitatii materialului ini ial de cais, in vederea identific rii de noi cais, surse de gene pentru adaptabilitate, productivitate si calitate. Lucr ri tiin ifice ICPP voi. XV, adaptabilitate, calitate. voi. 5555-70 B lan V., Iva cu A., 1995. Genetic resources at apricot and peach in Romania. In: Schmidt H, Kellerhals M (Eds) Progress in Temperate Fruit (Eds) Breeding, Breeding, Eucarpia Fruit Breeding Section. Meeting Held at Wadenswil/Einsiedeln, Wadenswil/Einsiedeln, Switzerland, August 3, 1993, Kluver Academic Publishers, Boston, pp 439439447 B lan V., Tudor V., Topor E., Corneanu M., 2007. Apricot genetics and Biotechnology in Romania,The European Journal of Plant Science and Biotechnology, Global Science Books .pp 153-169. 153B lan V., Tudor V., Topor E., Corneanu M., 2OO8, Genetica ameliorarea i biotehnologia caisului n Romania, Lucr ri tiin ifice, ifice, Seria A, LI, AGRONOMIE, Universitatea de tiin e Agronomice i Medicin Veterinar Bucure ti Ceapoiu N., 1980. Evolu ia Speciilor. Evolution of Species, Romanian Speciilor. Species, Academy Publishing House, Bucharest, 480 pp