METODELE DE AMELIORARE A PLANTELOR - SELECTIA

METODELE DE AMELIORARE A PLANTELOR - SELECTIA

Definitie: Metodele de ameliorare reprezintǎ activitǎti fundamentate stiintific, prin care se urmǎreste imbunǎtǎtirea genotipului, astfel ca acesta sǎ se manifeste prin aparitia de caractere fenotipice valoroase la nivelul unei noi populatii stabile, denumite soi sau cultivar.

Clasificare:

dupǎ importantǎ:    - metode clasice sau conventionale:

- selectia,

- hibridarea,

- consangvinizarea,

- mutageneza.

- metode noi sau neconventionale:

- heterozisul,

-variatia numǎrului de cromozomi;

-tehnologia ADN-ului recombinat.

dupǎ efect:

- metode care nu induc diversitatea geneticǎ (doar ordoneazǎ zestrea geneticǎ)

- selectia,

- consangvinizarea,

- autofecundarea,

- apomixia obligatorie.

- metode care induc diversitatea geneticǎ (modificǎ esential zestrea geneticǎ prin introducerea insusirilor de la alte specii):

hibridarea,

- androsterilitatea,

- mutatiile,

- poliploidia,

- electroporatia,

- pusca de gene,

- apomixia facultativǎ.

Alegerea metodei de ameliorare se face in functie de :

- materialul biologic folosit (modul de inmultire - amfimicticǎ sau apomicticǎ, biologia floralǎ - plante autogame sau alogame, variabilitate genotipicǎ si fenotipicǎ, durata de viatǎ - plante anuale, bienale, perene)

- scopul urmǎrit (tipul de cultivar)

- abilitatea amelioratorului

- tehnica de lucru folositǎ

- fondurile banesti alocate.

Selectia

Consideratǎ a fi o metodǎ de ameliorare esentialǎ, prezentǎ in orice program de ameliorare, selectia constǎ in studierea atentǎ a a unui cultivar si retinerea pentru inmultire a plantelor cu caractere fenotipice valoroase, numite elite sau plante elite. Elitele se inmultesc apoi, dupǎ care selectia continuǎ panǎ la obtinerea unei noi populatii, distinctǎ, uniformǎ si stabilǎ, care in functie de performante, este atestatǎ ca un noi soi sau cultivar.

Schema de selectie reprezintǎ succesiunea lucrǎrilor de alegere pe parcursul generatiilor panǎ la atingerea obiectivelor stabilite (Fig. 5.1.).

Schema generalǎ a selectiei cuprinde:

- Campul de alegere (CA) = parcela pe care se cultivǎ un soi cu variabilitate suficient de mare, in care se face prima alegere a elitelor.

- Campul de selectie (CS) = e format din descendentele elitelor alese din CA, organizate pe linii, familii, grupe de plante sau in amestec. Acest camp se repetǎ mai multe generatii, panǎ la obtinerea unei noi populatii, diferite de cea initialǎ.

- Campul de control (CCt) = e format din descendentele liniilor din CS, in care se face o verificare (studiere) suplimentarǎ a acestora.

- Campul de inmultire (CI sau I) = in care se realizeazǎ inmultirea materialului promovat din ultimul CS.

- Campul de culturi comparative de orientare (CCO) = se realizeazǎ cu noile populatii stabile si uniforme obtinute in CS, in vederea stabilirii celor mai valoroase, prin metoda analizei variantei, cultivandu-se fiecare variantǎ experimentalǎ in mai multe repetitii.

- Celelalte campuri (CC, ISTIS) = in care se cultivǎ variantele performante din CCO si se analizeazǎ prin comparare cu un cultivar martor recomandat in zonele de culturǎ si cu alte creatii ale altor amelioratori.

Cultivarul care trece testul organizat de ISTIS urmeazǎ sǎ fie mentinut si inmultit conform unei scheme de selectie conservativǎ.

Clasificarea metodelor de selectie:

- dupǎ modul de apreciere a materialului de selectie:

- selectie fenotipicǎ ;

- selectie genotipicǎ.

- dupǎ modul cum se repetǎ alegerea:

- selectie simplǎ;

- selectie repetatǎ ;

- selectie recurentǎ (alternarea alegerii elitelor cu

autopolenizarea)

- dupǎ modul de studiere a elitelor si descendentelor acestora:

- selectia in masǎ ;

- selectia individualǎ;

- selectia liniarǎ;

- selectia pe familii;

- selectia pe grupe;

- selectia mixtǎ.

5.1.1. Selectia in masǎ se practicǎ incepand cu alegerea elitelor dupǎ valoarea fenotipicǎ si continuand cu inmultirea lor in amestec in generatiile urmǎtoare. Scopul acestei metode este de a reduce variabilitatea populatiei respective si mai rar de a obtine soiuri noi. In mod curent, metoda se aplicǎ in cadrul schemelor de selectie conservativǎ si de obtinere a semintelor de bazǎ la unele cultivare cu polenizare liberǎ.

Selectia in masǎ poate fi pozitivǎ (se aleg si se inmultesc plantele valoroase) sau negativǎ (se eliminǎ plantele nevaloroase sau netipice soiului = purificare biologicǎ).

Selectia in masǎ poate fi simplǎ (cand se face o singurǎ alegere) sau repetatǎ (cand alegerea elitelor se face in mai multe generatii).

5.1.1.1. Selectia in masǎ simplǎ (Fig. 5.2.) se realizeazǎ printr-o singurǎ alegere individualǎ a elitelor si amestecarea semintelor acestora, urmand realizarea campului de inmultire (CI) din generatia a doua si a campului de culturi comparative de orientare (CCO). Numǎrul elitelor alese trebuie sǎ fie suficient de mare (min. 100) pentru a evita drift-ul genetic sau fenomenul de consangvinizare la plantele alogame. In generatiile urmǎtoare se introduc progresiv si campurile CC si ISTIS, dacǎ rezultatele anterioare sunt pozitive. Atestarea se face dupǎ 2 - 3 ani de testǎri ISTIS, dacǎ rezultatele sunt pozitive.

5.1.1.2. Selectia in masǎ repetatǎ (Fig. 5.3.) se realizeazǎ prin alegerea elitelor in mai multe generatii si inmultirea lor in amestec. Se aplicǎ atat la plantele autogame, dar mai ales la plantele alogame cu grad mare de heterogenitate. Scopul acestei metode este de a crea un soi nou sau de a conserva un soi deja existent.

Selectia individualǎ

Alegerea individualǎ a plantelor elitǎ urmatǎ de inmultirea separatǎ a descendentilor si studierea acestora se numeste selectie individualǎ. Aceast tip de selectie este genotipic deoarece apreciazǎ valoarea genotipicǎ a elitelor alese prin valoarea descendentilor.

Scopul metodei este diferit, in functie de materialul biologic folosit si de procedurile adoptate. Selectia individualǎ se poate realiza pentru:

conservarea unor soiuri existente;

obtinerea unor cultivare noi;

obtinerea unor linii consangvine homozigote.

5.1.2.1. Selectia individualǎ simplǎ (pe linii)- se aplicǎ numai la plantele autogame si constǎ in alegerea individualǎ de elite, o singurǎ datǎ, in campul de alegere si urmǎrirea descendentilor (liniilor), separat, 2 - 3 generatii. Metoda se bazeazǎ pe Teoria liniilor pure a lui Johansen (1903), conform cǎreia selectia la plantele autogame este eficientǎ numai panǎ la obtinerea liniilor pure (linii provenite de la elite homozigote).

In campul de selectie (CS) rǎman liniile provenite de la elitele homozigote (de aceea se mai numeste si selectie genotipicǎ) (Fig. 5.4.)

Dacǎ testǎrile fǎcute de ISTIS obtin rezultate superioare timp de 2 - 3 generatii, liniile obtinute sunt declarate soiuri. Asa cum am definit la inceputul indrumarului, soiurile noi, obtinute numai prin inmultirea unei singure linii, se numesc soiuri sau cultivare monoliniare.

Dacǎ in timpul selectiei se obtin unele linii foarte asemǎnǎtoare, acestea se pot amesteca, obtinand un soi sau cultivar multiliniar.

Dacǎ metoda se aplicǎ in procesul de selectie conservativǎ, sǎmanta obtinutǎ in campul de selectie (CS) sau in campul de control (CCt) formeazǎ sǎmanta de prebaza (PB), din care, prin inmultiri succesive (selectie in masǎ negativǎ), se obtin sǎmanta de bazǎ si respectiv sǎmanta certificatǎ.

5.1.2.2. Selectia individualǎ repetatǎ (Selectia genealogicǎ sau metoda pedigree-ului) constǎ in alegerea repetatǎ in mod individual a elitelor in fiecare generatie de selectie, in functie de valoarea descendentelor. Se aplicǎ in populatiile hibride, atat la plantele autogame cat si la plantele alogame.

Scopul acestei metode este de a extrage linii sau familii cu o bazǎ ereditarǎ cat mai ingustǎ, care sǎ confere in descendentǎ o variabilitate mai mare. In mod special, metoda se foloseste la extragerea liniilor homozigote la plantele alogame, in procesul de consangvinizare.

La speciile autogame, selectia elitelor incepe din prima generatie si semintele se recolteazǎ separat. In F3, din semintele elitelor rezultǎ cate o linie. Fiecare linie se analizeazǎ separat si se aleg din nou elitele, recoltandu-se semintele separat. Procesul se repetǎ panǎ la obtinerea liniilor care nu mai segregǎ (s-a obtinut homozigotarea genotipurilor). Liniile considerate homozigote se mai verificǎ incǎ o datǎ intr-un camp de control. Liniile valoroase in special pentru caracterele cantitative se analizeazǎ in campurile de culturi comparative de orientare (CCO) si in celelalte campuri (CC ; ISTIS), unde poate avea loc omologarea noului soi. (Fig. 5.5.)

La speciile alogame, din fiecare elitǎ aleasǎ in F1 se obtine cate o familie, din care se face o nouǎ extragere de elite. Fiecare familie este izolatǎ, asigurandu-se o polenizare sib (intre indivizii care o alcǎtuiesc). In urma polenizǎrii sib sau intre familii diferite pot apǎrea indivizi cu caractere recesive nedorite. Acestia se eliminǎ in generatia urmǎtoare prin purificare biologicǎ. Selectia se continuǎ panǎ cand familiile descendente sunt formate din plante asemǎnǎtoare. Uneori poate sǎ aparǎ o reducere a vigorii datoritǎ consangvinizǎrii, fapt care poate fi combǎtut prin inmultirea acestora cu alte familii cu care au ascendent comun (Fig. 5.6.).

5 Selectia recurentǎ

Selectia recurentǎ este o metodǎ de ameliorare in care alegerea elitelor alterneazǎ cu autopolenizarea. Aceastǎ metodǎ se aplicǎ cu succes la plantele alogame pentru imbunǎtǎtirea liniilor consangvine ce urmeazǎ a fi folosite la crearea de hibrizi, dar se foloseste si la plantele autogame. Scopul acestei metode este de a spori fondul de gene, imbunǎtǎtind populatia prin imbunǎtǎtirea capacitǎtii combinative (= proprietatea unuia sau mai multor parteneri la hibridare de a realiza hibrizi superiori mediei populatiei din care provin).