Resurse genetice vegetale

  • Published on
    14-Jul-2015

  • View
    436

  • Download
    1

Embed Size (px)

Transcript

<p>RESURSE GENETICE VEGETALE</p> <p>CUPRINS</p> <p>INTRODUCERE</p> <p>7</p> <p>I. PR INCIPII GENERALE 9 1.1. Definirea biodiversit ii</p> <p>9 10</p> <p>1.2. Sursele i evolu ia biodiversit ii II. SURSELE DE GERMOPLASM 2.1. Importan a germoplasmei 2.2. Clasificarea germoplasmei 2.3. Colectarea germoplasmei 2.4. Organizarea germoplasmei 2.5. Studiul germoplasmei 2.6. P strarea germoplasmei 25 26 13 13 16 20 23</p> <p>2.7. Variabilitatea n cadrul germoplasmei</p> <p>30</p> <p>III. METODE IN UTILIZAREA GERMOPLASMEI 37 3.1. Selec ia 3.2. Hibridarea 37 41</p> <p>IV. UTILIZAREA RESURSELOR GENETICE VEGETALE 54 4.1. Utilizarea resurselo r genetice n amelior area grului 2 54</p> <p>4.2. Utilizarea resurselo r genetice n amelior area secarei 4.3. Utilizarea resurselo r genetice n amelior area o rzului 4.4. Utilizarea resurselo r genetice n amelior area o rezului 4.6. Utilizarea resurselo r genetice n amelior area f asolei 4.7. Utilizarea resurselo r genetice n amelior area soiei 64</p> <p>57 59 60 63</p> <p>4.5. Utilizarea resurselo r genetice n amelior area p orumbului 61</p> <p>4.8. Utilizarea resurselo r genetice n amelior area florii soarelui 66 V. EXAMINAREA GERMOPLASMEI 67 5.1. Examinarea capacit ii de produc ie 5.2. Examinarea nsu irilor de calitate 5.3. Examinarea rezisten ei la ger 5.4. Examinarea rezisten ei la secet 5.6. Examinarea rezisten ei la ac iunea agen ilor fitopatogeni 83 5.7. Examinarea duratei perioadei de vegeta ie 5.8. Examinarea capacit ii de valorificare a tehnologiilor moderne de cultivare Termeni tiin ifici folosi i n lucrare BIBLIOGRAFIE SELECTIV 92 107 90 89 77 80</p> <p>69 72</p> <p>5.5. Examinarea rezisten ei la factorii nefavorabili de sol 82</p> <p>3</p> <p>INTRODUCERE Folosirea eficient a resurselor genetice constituie cea mai important etap a activit ii de identificare, colectare, evaluare i p strare a germoplasmei. Acurate ea cu care se r ealizeaz acest proces determin m sura n care celelalte etape ale eficien sau nu. Cu ct fondul de germoplasm este mai diversificat din punct de vedere genetic, cu att cresc posibilit ile de ob inere a unor noi soiuri i hibrizi cu productivitate sporit , cu calitate superioar , cu rezisten la factorii nefavorabili de mediu i la ac iunea agen ilor fitopatogeni. Principiul de baz al utiliz rii al utiliz rii eficiente a resurselor genetice vegetale este ca amelioratorul s cunoasc n permanen fondul de gene dar i obiectivele pe care le urm re te n procesul de creare a unor noi forme de material biologic. Dac se dore te o eficin a selec iei n cadrul formelor de germoplasm atunci se impune o variabilitate pronun at a materialului. Aceasta poate fi natural dar poate fi i creat de amelioratori dac variabilitatea natural nu satisface cerin ele unei diversit i accentuate. Indiferent de metoda de creare a unor foeme noi de material biologic (soiuri, hibrizi) este obligatoriu s se cunoasc direc ia de lucru i obiectivele urm rite. ns chiar dac aceste probleme sunt foarte clar e niciodat nu se va putea ob ine un material valoros dac fondul de germoplasm nu este suficient cunoscut i dac variabilitatea acestuia nu este suficient . 4</p> <p>procesului</p> <p>de ameliorare vor avea</p> <p>Din aceste motive se impune, naintea nceperii oric rui proces de amelioare, o evaluarea foarte clar a materialului ini ial de ameliorare separat p entru fiecare specie i crearea unor baze de date care vor putea f i utilizate de ameliorator n scopul u ur rii activit ii acestuia. Dea lungul timpului s-au desf urat numeroase activit i de identificare, evaluare, colectare i conservare a resurselor genetice vegetale utiliz rii acesteia pentru crearea de noi forme biologice. n vederea n materialul de fa ne propunem o prezentare succint a modului de utilizare a materialului ini ial, n func ie de specie, pentru crearea de noi forme biologice.</p> <p>5</p> <p>I. PRINCIPII GENERALE 1.1. Def inirea biodiversit ii Prin termenul de biodiversitate se n elege varietatea de forme sub care se prezint speciile vegetale grupate taxonomic n func ie de imagina ia diferi ilor oameni de tiin . O prim clasificare pe baze absolut tiin ifice e facut , la jum tatea secolului al XVIII - lea de cercet torul suedez Linn. La ora actual se cunosc mai multe modalit i de clasificare ale diferitelor specii vegetale cu toate c nu ex ist o alternativ unanim acceptat la clasificarea creat de Linn. Studiul diversit ii biologice reprezint o direc ie foarte important a cercet rii tiin ifice existnd preocup ri legate de cunoa terea biodiversit ii pe toate planurile ( tiin ific, econo mic, protectiv). Termenul de biodiversitate apare n anul 1986 (Bavaru, A., i al ii, 2007) nlocuind ex primarea anterioar i anume diversitatea vie uitoarelor sau diversitatea formelor de via . Conceptul de biodiversitate a nceput s fie foarte larg folosit dup ce n anul 1992 la conferin a Na iunilor Unite pentru mediu a fost adoptat Conven ia asupra diversit ii biologice. Termenul de biodiversitate este adoptat nu numai de speciali tii din biologie ci i de cei din ecologie, gen etic , antropologie, etnografie precum i de economi ti, juri ti i politicieni.</p> <p>6</p> <p>Preocuparea oamenilor de tiin i nu numai asupra biodiversit ii sub numer oasele sale aspecte se consider un r spuns politic la e ecul societ ii umane n gestionarea eficient a resurselor naturale. Biodiversitatea reprezint rezultatul unui proces evolutiv derulat pe parcursul tuturor erelor geologice timp n care a ap rut o varietate ex traordinar de procese biologice i ecologice. Pe parcursul celor peste 20 de ani de la lansarea termenului sau utilizat peste 85 de defini ii grupate n dou categorii: - taxonomic, termenul de biodiversitate se refer numai la diversitatea speciilor i a taxonilor de rang superior din cadrul ierarhiei taxonomice; - n sens larg, conceptul se refer la ntreaga variabilitate a organismelor vii i a habitatelor acestora distingndu-se patru categorii de diversitate i anume: genetic , specific , ecosistemic i antropic .</p> <p>1.2. Sursele i evolu ia biodiversit ii Pentru a explica procesul de formare al biodiversit ii actuale, diver i autori au abordat aceast problem din trei puncte de veder e distincte i anume: al cre terii complexit ii proceselor biologice, al eficientiz rii intr rilor i utiliz rilor energiei i al constituirii i complex rii rela iilor ecologice. n ceea ce prive te evolu ia viului se cunoa te c via a nu a ap rut odat cu geneza p mntului ci abia dup aproape un miliard de ani de evolu ie fizico-chimice a planetei. Godeanu (2007) citndu-i pe Fox (1988) i Botnariuc (2003) estimeaz c apari ia vie ii a avut loc n urm cu aproximativ 3,5 4 miliarde de ani i ar at c primele organisme au fost unicelular e caracterizate printr-o larg varietate de procese metabolice. Acela i autor estimeaz c durata existen ei acestor organisme este de peste 2 miliarde d e ani. 7</p> <p>Pe parcursul evolu iei, biodiversitatea a crescut permanent pe baza diversific rii i cre terii complexit ii proceselor metabolice i a mecanismelor fiziologice. Marea dificultate ntmpinat de plante a constat n trecerea acestora de la mediul acvatic la mediul terestru datorit difer en ei enorme ntre densitatea aerului i cea a apei. Astfel n aer plantele au trebuit s - i formeze esuturi de rezisten i conducte de transport antigravita ional pentru seva adus din sol. Ie irea plantelor n mediu terestru a condus la actuala biodiversitate a covorului vegetal. Ast zi, de i vegeta ia terestr constituie numai 29% din vegeta ia planetei aceasta contribuie cu 56% din produc ia primar brut de substan organic . Evolu ia vie ii i cre terii biodiversit ii nu s-au d esf ur at lent ci prin salturi majore ap rute n organizarea func ional sau structural a vie uitoarelor. Principalele momente ale acestor salturi pot fi puse pe seama unor modific ri metabolice ale modului de hr nire, ale modului de adaptare i utilizarea a energiei preluate din mediu precum i de diverse catastrofe naturale de mare amploare care au avut loc n trecutul planetei. Godeanu (2007) men ioneaz 10 etape importante n cre terea biodiversit ii: - apari ia i diversificarea procariotelor; - trecerea proceselor metabolice de la reac ii respiratorii, anaerobe la reac ii aerobe; - simbioza ; - apari ia fotosintezei; - apari ia eucariotelor unicelulare; - apari ia i diversificarea procesului sexual; - apari ia eucariotelor pluricelulare; - apari ia unor planu ri de organizare diferite; - apari ia i diversificarea formelor de via n mediul terestru ; - tendin a spre via a social . Diversificarea procariotelor a avut loc pe p arcursul a peste 2 miliarde de ani, timp n care acestea au fost singurele fiin e vii de p e 8</p> <p>planet . Din punct de vedere mor fologic diversitatea lor este minim . Privit din punct de vedere al proceselor metabolice diversitatea procariotelor nu a mai fost atins de alte organisme vii. Datorit diversit ii i modalit ii lor metabolice bacteriile pot tr i n cele mai diferite medii de via , din sedimentele aflate pe fundul oceanului pn la ghe ari i sedimente fosile. Schimbarea p roceselor metabolice a permis procariotelor ob inerea unor cantit i esen iale de energie, eficientizarea acestor procese determinnd salturi calitative foarte importante n utilizarea compu ilor organici i n eficientizarea energiei acumulate n diferite substan e organice. Simbioza reprezint procesul de coexisten facultativ sau obligat dintre dou organisme. La or ganismele eucariote simbioza a mbr cat forme foarte variate mergnd de la apar ia unor organisme prev zute cu cili, mitocondrii, cloroplaste pn la realizarea unor interac iuni att de strnse ntre specii de care depinde via a ambilor parteneri. Fotosinteza a determinat apari ia rspira iei aerobe, a stimulat dezvoltarea or ganismelor oxifile permi nd dezvoltarea eucariotelor monocelulare i apoi a celor pluricelulare. Spre deosebire de procariote la care diferen ele dintre ele sunt, mai ales, de natur metabolic la eucariotele unicelulare diversitatea este ndeosebi morfologic i trofic . Apari ia i diversificarea procesului sexual n urm cu aproximativ 1,1 miliarde ani a f cut posibil trasmiterea informa iei prin recombin ri genetice. Cre terea diversit ii biologice a fost un rezultat al cre terii vitezei evolu iei, n acest proces o deosebit importan avnd-o cele patru niveluri de organizare sistemic a viului i anume: nivelul individual, nivelul popula ional, nivelul biocenotic i nivelul biomic.</p> <p>9</p> <p>II. SURSELE DE GERMOPLASM 2.1. Importan a germoplasmei Noile forme biologice create i introduse n cultur de amelioratori aduc un aport substan ial la cre terea productivit ii plantelor, la mbun t irea calit ii produsului principal precum i la ob inerea diferitelor rezisten e fiziologice. Din aceast cauz procesul de creare a noilor soiuri i hibrizi care vor nlocui materialul existent n produc ie, necorespunz tor sub acesptul produc iilor realizate, al nsu irilor calitative i al rezisten ei la factorii de mediu i la ac iunea agen ilor fitopatogeni, trebuie s se desf oare permanent. C a urmare, n fiecare an n unit ile de cercetare dezvoltare pentru agricultur ncepe un nou proces de ameliorar e pe lng cele care sunt d eja ncepute anterior i care se g sesc n una din verigile caracteristice . n prima etap a procesului de ameliorare crearea de soiuri i hibrizi se urm re te ob inerea de material biologic ct mai diversificat genetic, pentru a se re ine, prin selec ie formele car e s cor espund obiectivelor urm rite. Acestea n urma unor diferite tehnici i metode utilizate de ameliorator dup prealabile verific ri n cmpurile de culturi comparative vor fi introduse n cultur . n etapa a doua producerea de s mn i material semincer cu valoarea biologic ridicat se urm re te reproducerea genotipurilor 10</p> <p>ob inute n etapa anterioar pentru a se putea asigura materialul semincer necesar unit ilor de produc ie. No iunea de germoplasm sau material ini ial cuprinde, deci, totalitatea formelor cultivate i spontane care pot fi introduse n procesul de ameliorare pentru crearea de soiuri i hibrizi sau pentru mbun t irea cultivarelor ob inute anterior. Indiferent de obiectivele urm rite, orice proces de ameliorare ncepe prin colectarea materialului ini ial diversificat genetic care nglobeaz o sum de caracteristici utile care vor fi folosite ulterior. Rezultatele ob inute n direc ia ob inerii d e noi forme biologice corespunz toar e cerin elor tot mai mari ale produc iei, sunt condi ionate n mare m sur de valoar ea i abunden a resurselor genetice, de ansamblul genelor utile a c ror acumulare se urm re te n organismele create. Materialul ini ial colectat se introduce n cmpul de colec ie unde este supus unui studiu sistematic, n cmp i n laborator n vederea determin rii nsu irilor fiziologice, biochimice i tehnologice. Perioada de studiu n cmpul de colec ie trebuie s fie de cel pu in 3 4 ani normali din punct de vedere climatic iar pentru speciile multi anuale de cel pu in de 3 4 ani de rodire no rmal . Cu ct sursele de germoplasm sunt mai numeroase i mai diversificate cu att exist posibilitatea ca, n urma unor studii aprofundate, s poat fi re inute formele care ntrunesc genele cele mai valoroase a c ror acumulare se urm re te n organismele nou create. Ob inerea unor organisme noi superioare productiv i calitativ fa de cele existente se poate realiza numai n condi iile cnd, n cadrul germoplasmei, exist acele gene car e condi ioneaz valorile mari ale elementelor de productivitate sau unele nsu iri calitative. Exprimarea valorilor elementelor de productivitate la nivelul poten ialului biologic al unei specii nu va fi posibil dac n organismele respective lipsesc genele care asigur rezisten la factorii de mediu i la agen ii fitopatogeni. De altfel indiferent de obiectivul urm rit (capacitate de produc ie, calitate, rezisten la factorii de mediu, boli i d un tori, secet sau ger) este necesar ca n cadrul materialului ini ial s existe o variabilitate pronun at pentru fiecare din aceste direc ii n a a fel nct prin selec ie s poat fi identificate cele mai bune forme. 11</p> <p>Aceste considerente impun o mbog ire i o renoire permanent a colec iilor de germoplasm pentru ca n orice moment cercet torul s poat dispune de cel mai valoros material n vederea nceperii unui nou proces de ameliorare. Un rol important n realizarea obiectivelor d e ameliorare l au formele primitive i s lbatice care, prin selec ie natural au acumulat n structura lor ereditar gene deosebit de valoroase. Aceste forme pot servi, pe de o parte, ca surse de gene pentru anumite nsu iri favorabile i, pe d e alt parte, ca material ini ial pentru ob inerea de noi soiuri i hibrizi. Krull i Borlaug (1970) cita i de Cristea M. (1988) stabilesc cteva p ricipii cu privire la utilizarea resurselor genetice vegetale i anume: - echipa de colectare a resurselor genetice trebuie s fie complex , alc tuit din speciali i cu competen i experien n domeniile lor de activitate, care, la rndul lor trebuie s f ie ct mai diverse, de la genetic i ecologie pn la agrotehnic i fitopatologie; - materialul colectat trebuie privit sub toate aspectele pentru c , pe lng nsu irea de baz care motiveaz colectarea este posibil s...</p>