1.1. AMELIORAREA GRÂULUI

Grâul este un aliment de bază care este principala sursă de hrana pentru aproximativ 40% din populaţie.

Datorită adaptabilităţii largi, arealul de cultură a grâului se întinde de la 600 latitudine nordică până la 450 latitudine sudică. În privinţa altitudinii, grâul poate fi întâlnit până la o altitudine de 3500 m.

Utilizarea în alimentaţie se datorează valorii alimentare dată de conţinutul în proteine cu valoare nutritivă superioară, obţinută la un preţ de cost mult mai scăzut decât cel al porumbului.

Ca şi conţinut biochimic, în boabele de grâu se găsesc proteine bogate în aminoacizi esenţiali 7-22%, amidon 65-70%, lipide 2-4%, săruri minerale, vitaminele B, K, PP, H (lipesc însă vitaminele A, C, D).

Boabele de grâu îşi găsesc o largă utilizare în panificaţie, industria alcoolului şi a glucozei. Tărâţele şi resturile vegetale sunt folosite în furajarea animalelor.

1.1.1. Originea şi sistematică.Cercetările arheologice şi cele de sistematică arată că grâul a fost cultivat din cele mai vechi

timpuri. Există date de atestă că grâul a fost cultivat în Orientul Mijlociu şi Asia Mică cu 10.000-15.000 ani în urmă, în centrul Mediteranean cu peste 6.000 ani.

Cea mai veche formă cultivată a fost alacul (Triticum monococum) iar din grupa speciilor hexaploide T.spelta. Din centrul de cultură Asia Mică, cele două specii s-au răspândit în Europa, nordul Africii şi sudul Asiei.

În clasificarea speciilor de grâu există două sisteme de clasificare, în funcţie de gradul de ploidie.

Speciile de grâu fac parte din familia Gramineae, genul Triticum.După SEARS (1963) citat de CEAPOIU şi colab., 1986 , există 11 specii de grâu, grupate în

trei grupe.(Tabelul 1.1)Tabelul 1.1.

Clasificarea speciilor de grâu, după SEARS, 1963.Grupa diploi

dă (2x)genomul AA

Grupa tetraploidă (4x) genomul AABB

Grupa hexaploidă(6x) genomul

AABBDDT.boeticum (T.aegilopsoides),T.monococum.

T.dicocoides,T.dicocum,T.durum,T.turgidumT.turanicumT.polonicumT.persicumT.timopheevi (AAGG)

T.aestivum ssp.: - vulgare, - compactum, - sphaerococum, - spelta, - macha, - vavilovii

După MAK KEY (1966) citat de AURIAU şi colab., 1992), există 5 specii de grâu, deoarece deosebirile între speciile grupei diploide şi între cele ale grupei tetraploide (conform clasificării lui SEARS) sunt foarte mici, între acestea diferind doar câte o singură genă. (tabelul 1.2)

Tabelul 1.2.Clasificarea speciilor de grâu, după MAK KEY 1966.

Grupa diploidă (2x)

Grupa tetraploidă (4x) Grupa hexaploidă (6x)

T.monococum. (AA)

T.turgidum (AABB)T.timopheevi (AAGG)

T.aestivum (AABBDD) ssp.: - vulgare, - compactum, - sphaerococum, - speltaT.zukovski (AAAAGG)

Accepţia generală asupra evoluţiei speciei T.aestivum este că acesta este un alohexaploid având la bază trei specii diploide: T.boeticum (AA), Aegilops speltoides (BB) şi A.squarosa (DD)

1.1.2. Genetica grâuluiCercetările de genetică la grâu au fost numeroase, dar s-au desfăşurat destul de greoi din

cauza numărului mare de cromozomi, a existenţei celor trei genomuri şi a interacţiunii puternice dintre genotip şi mediu. Cu toate că se cunosc bine cromozomii genotipului cu genele caracteristice, încă nu s-a definitivat o hartă cromozomială completă a grâului.

Numerotarea cromozomilor a fost făcută de către Sears în anul 1956: 1A la 7A, 1B la 7B, 1D la 7D.

Studiul localizării genelor pe cromozomi a fost făcut cu ajutorul monosomilor şi nulisomilor, obţinând pe lângă localizarea genelor pe cromozomi şi stabilirea determinismului genetic pentru principalele caractere.

Capacitatea de producţie este un caracter complex influenţat puternic de condiţiile de mediu, având o stabilitate destul de redusă. Determinismul genetic al acestui caracter este de tip poligenic cu efecte de aditivitate, dominanţă, spradominanţă sau epistazie, putând fi implicate şi oligogene sau gene cu efecte modificator de amplificare, inhibare sau reducere.

În urma unui astfel de determinism rezultă două componente ale capacităţii de producţie: o componentă morfologică şi una fiziologică, ambele fiind influenţate de condiţiile de mediu în proporţie de 50-60%.

În privinţa componentelor producţiei interesează stabilitatea genetică a acestora. Caractere cu stabilitate genetică mare sunt: MMB, densitatea spicului, numărul de spiculeţe din spic. Stabilitate mijlocie prezintă: lungimea spicului, numărul de boabe din spic, iar cu stabilitate mică: numărul fraţilor fertili, greutatea boabelor din spic, numărul de boabe din spic şi numărul boabelor pe plantă.

Calitatea la grâu prezintă două componente principale: procentul de proteină şi calitatea proteinei.

Procentul de proteină variază între 8 şi 12%, dar la soiurile cultivate este de 14-16%. Procentul de proteină este determinat poligenic cu efecte de aditivitate şi dominanţă. Există şi gene majore dominante (genele Pro 1 şi 2 amplasate pe cromozomul 5D la soiul Hope; sau gene

amplasate pe cromozomii 1A,1B,1D la linia F.26-70) sau recesive (amplasate pe cromozomii 5A şi 5D la soiul Atlas 66).

Procentul de proteină are un coeficient de ereditate cuprins între 0,4-0,8 şi este corelat negativ cu capacitatea de producţie.

Calitatea proteinei este dată de calitatea glutenului. Această fracţie proteică are două componente: gliadina determinată de gene amplasate pe cromozomii 2,3,4,7 şi gluteina determinată de gene amplasate pe cromozomii 1.

Rezistenţa la ger este un caracter determinat poligenic intervenind puţine gene majore. Pentru acest caracter apar frecvent transgresiuni în populaţiile hibride. Genele pentru acest caracter sunt localizate pe cromozomii 1B, 1D, 7A,4D, 5D.

Rezistenţa la diferitele boli poate fi prezentă de tip vertical sau orizontal. Principalele gene recunoscute pentru rezistenţa la boli sunt:

- pentru făinare (Erysiphe graminis): Pm 1-8, bun donator soiul Khlapi,- pentru rugina brună (Puccinia recondita): Lr 1-26 preluate de la genurile Aegilops, Secale,

Agripyron, T.monococum, T.timopheevi,- pentru rugina galbenă (Puccinia striiformis): Yr 1-10 preluate de la Aegilops, Agropyron

sau de la donatorii Nadadores sau Aurora,- pentru rugina neagră (Puccinia graminis): Sr 1-37, preluate de la T.monococum,

T.turgidum, T.timopheevi, Aegilops, Agropyron, Haynaldia- pentru mălură (Tiletia sp.): Bt 1-10, bun donator Turkei 3055,- pentru fuzarioză (Gibberella sp.): gene neprecizate găsite la T.timopheevi, Aegilops,

Agropyron,- pentru septorioză (Septoria sp.): gene neprecizate la soiurile Oasis şi Blueboy.Rezistenţa la dăunători se poate realiza în mai multe moduri: prin nepreferinţă, prezenţa

unor antibiotice sau poate fi creată numai o toleranţă.Pentru principalii dăunători pot interveni gene majore sau poate apărea un determinism de

tip poligenic.- pentru musca de Hessa: genele H 1-8 preluabile din soiurile Turkey, Seneca, Jawa,- pentru viespea grâului: gene neprecizate găsite în soiurile Rescue, Rega, Fortuna,- pentru gândacul ovăzului: gene neprecizate care conferă peroziatate frunzelor găsite în

soiul Doweny- pentru păduchele verde al grâului: gene neprecizate găsite în soiul Amigo sau triticalele

Gancho.Rezistenţa la scuturare a fost mai puţin studiată. Se cunoaşte că prezenţa genei Tg de pe

cromozomul 2B conferă tenacitate rahisului. Această genă provine de a unele specii de Aegilops.Rezistenţa la încolţirea în spic este determinată de genele R 1-3 cu acţiune cumulativă, gene

amplasate pe cromozomii 3A, 3B, 3D. Se cunoaşte că formele cu bob roşu sunt mai rezistente.Rezistenţa la cădere este influenţată de elemente morfologice: talie şi structura anatomică a

paiului. Este un caracter determinat poligenic, genele fiind amplasate pe cromozomii 1A, 2A, 2B, 4B, 2D, 3D. Reducerea taliei se poate face utilizând genele Rht 1-7 plus genele de piticire d cu efect aditiv. Cel mai utilizat donator pentru reducerea taliei este soiul Norin 10.

Rezistenţa la secetă prezintă un determinism genetic mai puţin cunoscut, ştiindu-se doar că pot interveni atât gene majore cât şi gene minore.

Precocitatea este un caracter determinat de gene dominante. Pentru precocitate acestea sunt amplasate pe cromozomul 7D a soiurilor Kanred şi Kharkov, iar pentru tardivitate pe cromozomii 1A şi 7D ai liniei Cornell Selection 507.

1.1.3. GermoplasmaGermoplasma la grâu este foarte bogată. Pe lângă populaţiile locale şi soiurile vechi (Odvoş

231, Cenad 117, A-15) se pot utiliza ultimele creaţii româneşti din principalele centre de

ameliorare. Creaţiile de la Fundulea sunt mai timpurii, rezistente la iernare şi secetă, cu o calitate bună,

cu capacitate mare de adaptare, având producţie bazată pe capacitate mare de înfrăţire. Spicele şi boabele sunt mai mici.

Creaţiile de la Lovrin sunt foarte productive, cu spice şi boabe mari, dar cu capacitate mai slabă de înfrăţire. Rezistenţa la cădere este bună, dar sunt mai sensibile la iernare şi cu calitate mai slabă.

Soiurile străine prezintă caracteristici aparte în funcţie de zona de provenienţă. grupa ecologică din estul Europei se caracterizează printr-o foarte bună rezistenţă la ger şi secetă, capacitate de înfrăţire foarte bună, productivitate satisfăcătoare, foarte precoce dar bune calitativ.

Grupa ecologică din centrul Europei prezintă capacitate de producţie bună şi o rezistenţă la iernare medie.

Grupa ecologică din vestul Europei se caracterizează printr-o productivitate foarte mare, sunt forme tardive, cu spic foarte mare, foliaj bogat, pretenţioase faţă de umiditate şi fertilizare, dar slabe din punct de vedere calitativ.

Grupa ecologică din estul Asiei se caracterizează prin precocitate, talie redusă, rezistenţă la cădere, boabe mici.

Grupa ecologică din centrul Asiei se caracterizează prin rezistenţă la boli.Grupa ecologică din America de Sud se caracterizează prin productivitate mai redusă dar

rezistenţă la aciditatea şi excesul aluminiului în sol.Grupa ecologică din Africa este rezistentă la secetă, cuprinzând forme specifice de

primăvară.Genitorii de profesie sunt soiuri sau linii care prezintă gene speciale, aceste soiuri fiind

amintite la determinismul principalelor caractere. Cei mai cunoscuţi sunt: Fiorello pentru boabe mari, Norin 10 pentru talie mică, Atlas 66 pentru calitate, etc.

Speciile înrudite constituie un bogat rezervor de gene pentru rezistenţe la boli sau la factorii de mediu nefavorabili.

Speciile diploide sunt rezistente la rugini şi făinare şi au o bună capacitate de înfrăţire. Speciile tetraploide prezintă gene de rezistenţă pentru majoritatea bolilor. T.turgidum poate fi folosit pentru îmbunătăţirea capacităţii de producţie, iar T.durum şi T.timopheevi pentru corectarea calităţii.

Pe lângă speciile genului Triticum, mai pot fi folosite ca genitori pentru diferite tipuri de rezistenţe, specii din genurile Aegilops, Agropyron, Secale, Haynaldia.

1.1.4. Obiective de ameliorare.Obiectivele de ameliorare pot fi împărţite în patru mari categorii:- Ameliorarea capacităţii de producţie în condiţii de mediu nelimitative.- Stabilitatea recoltei în condiţii de mediu limitative (rezistenţă la boli, la factorii de mediu

nefavorabili, precocitate).- Adaptare la tehnologia aplicată (recoltare mecanizată, rezistenţă la erbicide, adaptare la

condiţii de irigare).- Îmbunătăţirea calităţii recoltei.

Aceste obiective se vor avea în vedere ca un complex, ameliorarea făcându-se concomitent în toate direcţiile, acţionarea într-o singură direcţie fiind neeconomică.

Cu cât numărul obiectivelor propuse este mai mare cu atât progresul genetic este încetinit. Ca urmare, se va stabili o strategie de ameliorare prin punctarea priorităţilor în funcţie de

necesităţile zonei deservite de laboratorul de ameliorare. Pentru a se realiza acest lucru este necesară cunoaşterea factorilor limitativi din zonă, a posibilităţilor de progres genetic şi alegerea unor metode de ameliorare care să poată duce la realizarea obiectivelor propuse.

Ameliorarea capacităţii de producţie. Nivelul producţiilor atinse de soiurile actuale este de 8.000-9.000 kg/ha, dar teoretic, potenţialul biologic poate permite atingerea unor valori de 11.000-13.000 kg/ha. Pentru atingerea unor astfel de parametrii trebuie îmbunătăţite unele caracteristici morfologice şi unele însuşiri fiziologice.

a.Optimizare proceselor fiziologice.Producţia de boabe este realizată în urma acţiunii a trei procese fiziologice importante:

fotosinteza, respiraţia, utilizarea asimilatelor în procesele de creştere şi depunere a lor ca substanţe de rezervă.

Sporirea potenţialului fotosintetic se realizează prin obţinerea unor forme cu suprafaţa foliară mai mare şi o poziţionare erectă a frunzelor astfel încât să valorifice mai bine lumina. Un potenţial fotosintetic mai mare îl prezintă speciile diploide şi cele tetraploide de la care pot fi preluate gene pentru îmbunătăţirea acestei însuşiri.

În privinţa suprafeţei foliare, prin crearea unor forme cu frunze mai late, se tinde spre o suprafaţă foliară de 5-7 m2 suprafaţă folaiară/m2 de teren.

La asemenea suprafeţe foliare, pentru asigurarea unei bune aprovizionări cu substanţe nutritive, este necesară şi dezvoltarea sistemului radicular.

În scopul direcţionării asimilatelor spre depunere şi evitarea consumării lor în procesele de creştere, este necesară reducerea taliei, obiectiv ce contribuie şi la mărire rezistenţei la cădere.

b. Optimizarea proceselor de morfogeneză.Formarea elementelor morfologice componente ale producţiei se realizează secvenţial. În

fiecare fază fenologică se formează câte un component de producţie, care are determinism genetic stabilit. Pentru aceasta se urmăreşte selecţia formelor dorite sau folosirea metodelor adecvate pentru crearea acestora, apoi a celor de identificare a creaţiilor valoroase.

În urma optimizării proceselor de morfogeneză se îmbunătăţesc caracteristicile morfologice componente ale producţiei. Producţia de boabe are două componente importante: numărul spicelor la unitatea de suprafaţă şi productivitatea unui spic.

Numărul de spice la unitatea de suprafaţă depinde de: - capacitatea de înfrăţire care este un caracter determinat genetic cu influenţă din partea

condiţiilor de mediu; - calitatea seminţei de care depinde numărul plantelor răsărite. Acest caracter este influenţat

de mărimea embrionului, viteza de germinare, puterea de străbatere care este mai mare la formele cu coleoptil lung sau cele la care numărul rădăcinilor embrionare este mai mare.

- rezistenţa la iernare influenţează direct numărul spicelor la unitatea de suprafaţă prin desimea plantelor rămase după trecerea peste iarnă.

Productivitatea spicului este un caracter complex, care include mai multe elemente morfologice.

- numărul de boabe din spic este influenţat de durata de creştere a primordiei spicului care duce la realizarea unei anumite lungimi a spicului şi de mărimea suprafeţei de asimilaţie care contribuie la asigurarea asimilatelor pentru ducerea la maturitate a unui număr de boabe cât mai mare, astfel existând posibilitatea creşterii numărului de boabe din spiculeţ mai mare de 3. Genetic

acest lucru se poate realiza prin transferarea de gene de la unele forme ce prezintă 7-8 boabe în spiculeţ, de exemplu soiul Tetrastichum. Asemenea forme pot realiza în jur de 20.000 boabe/m2. (AUSTIN şi colab. 1989)

- mărimea boabelor este un alt element component al productivităţi spicului. Acesta este

dependent de mărimea ovarelor, de durata de umplere a boabelor şi de longevitatea aparatului foliar. Pentru creşterea mărimii ovarelor există gene speciale care pot fi găsite în soiurile: Lovrin 231, Fiorello, Cologna.

În ameliorarea capacităţii de producţie trebuie avute în vedere şi corelaţiile dintre acest caracter şi alte caractere. În cazul unor corelări negative, îmbunătăţirea productivităţii se face greu. Astfel, producţia de boabe este corelată negativ cu talia redusă. Formele cu talie mică sunt rezistente la cădere, dar prezintă coleoptilul mic ceea ce afectează răsărirea, au o masă vegetativă redusă ceea ce afectează capacitatea de asimilaţie, ducând şi la o micşorarea a mărimii boabelor.

Capacitatea de producţie este corelată negativ şi cu perioada de vegetaţie scurtă. Formele precoce prezintă avantajul că sunt mai puţin afectate de boli şi de secetă, dar prezintă un număr de fraţi mai mic fiind scurtată perioade de înfrăţire, sunt mai slab rezistente la ger şi prezintă boabe mai mici fiind redusă perioada de umplere a boabelor.

Aceste corelaţii nedorite pot şi evitate prin găsirea unor forme care fac excepţie, forme la care s-a realizat ruperea corelaţiilor, sau găsind forme care prezintă un "compromis" cu eficienţă fiziologică maximă.

Ameliorarea capacităţii de producţie se realizează destul de greu deoarece este un caracter complex, numărul genelor implicate fiind foarte mare. O altă piedică este faptul că interacţiunile dintre genotip şi mediu sunt complexe, iar estimarea productivităţii din primele generaţii se face cu precizie redusă. Fiind un caracter cantitativ şi dependent de acţiunea omului, numărul segregantelor valoroase este redus, iar dacă se are în vedere prezenţa transgresiunilor, acestea apar foarte rar.

Pentru a creşte eficienţa ameliorării acestui caracter, trebuie făcută o selecţie indirectă timpuriu pe baza elementelor morfologice componente ale producţiei, sau pe baza caracterelor corelate cu aceasta. Selecţia timpurie trebuie făcută pentru caracterele cu ereditate simplă cum sunt: mărimea boabelor, capacitatea de înfrăţire, masa a 1000 boabe.

O cale de selecţie rapidă, care cuprinde atât elementele fiziologice cât şi cele morfologice, este alegerea prin intermediul indicelui de recoltă sau a randamentului de boabe.

Ameliorarea calităţii. Calitatea boabelor de grâu poate fi privită sub diferite aspecte, atât în ceea ce priveşte conţinutul biochimic, cât şi însuşirile tehnologice.

a. Creşterea conţinutul de proteină.În ceea ce priveşte conţinutul de proteină în boabele de grâu, există o variabilitate foarte

mare. Diferenţele dintre soiuri în privinţa conţinutului de proteină se menţin fără a fi influenţate de condiţiile de mediu. Ca genitori pentru mărirea valorilor pentru acest caracter se pot folosi genitorii de profesie: Atlas 66, linia F 26-70, Naphall, April.

Procentul de proteină este corelat negativ cu capacitatea de producţie. pentru a reduce la minim efectul acestei corelaţii se recomandă folosirea unor metode rapide de detectare a conţinutului de proteină încă din etape ale selecţiei, selecţia liniilor după cantitatea de proteină la unitatea de suprafaţă sau selecţia pe baza indicelui de eficienţă a utilizării azotului ( produsul între procentul de proteină şi indicele recoltei utile). Această corelaţie negativă se reflectă în faptul că nu există soiuri foarte productive şi cu o calitate foarte bună. Îmbunătăţirea conţinutului în proteină se poate realiza prin transfer de gene de la unele specii înrudite: T.turgidum, T.diccocoides, T.durum. (PAYNE şi colab., 1980)

b. Sporirea proporţiei de aminoacizi esenţiali.

Dintre aminoacizii esenţiali, lizina şi metionina sunt deficitari. Conţinutul în lizină este corelat negativ cu procentul de proteină până la valoarea de 16%. Dintre soiurile bogate în aceşti doi aminoacizi, pot fi folosite ca genitori Naphall, Hybrid English.

c. Îmbunătăţirea calităţii din punct de vedere tehnologic.

- Calitatea de morărit se referă la randamentul maxim de produs finit (făină) la un consum energetic minim. Acest fapt depinde de mai multe caracteristici. Una dintre acestea este procentul de endosperm din bob care trebuie să fie între 73 şi 86%. Procente ridicate prezintă boabele mari, pline, sferice, cu sănţuleţul ventral superficial.

Un consum energetic redus se obţine la boabele cu duritate mică, uniforme, la care endospermul se desprinde uşor de pericarp.

- Calitatea de panificaţie este o însuşire complexă care este dependentă de conţinutul de proteină şi de calitatea acesteia. O proteină bogată în gluten duce la obţinerea unei făini cu putere mare, cu randament al aluatului bun, cu o putere mare de absorbţie a apei. Calitatea glutenului influenţează caracteristicile pâinii: volum, porozitate, elasticitate. (GRAYBOSCH şi colab., 1996)

- Calitatea pentru paste făinoase este dependentă de conţinutul de gluten şi de o altă componenţă a glutenului. În această situaţie, glutenul trebuie să fie puţin gonflabil, iar aluatul să îşi păstreze forma la modelare.

Ameliorarea rezistenţei la iernare. Rezistenţa la iernare este o însuşire care influenţează direct capacitatea de producţie. Aceasta este determinată poligenic cu contribuţia unor gene majore. Fiind un caracter cantitativ, se atinge cu greu nivelul rezistenţei părintelui cel mai rezistent, dar adesea apar transgresiuni favorabile.

Pentru această însuşire, trebuie ales un prag minim de rezistenţă, deoarece este corelat negativ cu capacitatea de producţie. Limita de rezistenţă trebuie stabilită în funcţie de caracteristicile climatice ale zonei unde va fi cultivat viitorul soi. Pentru asigurarea unei siguranţe a recoltei capacitatea de producţie trebuie testată concomitent cu rezistenţa la iernare. În cazul în care testarea în condiţii naturale nu este relevantă, din cauza iernilor blânde, testarea acestui caracter trebuie făcută în condiţii artificiale, deşi aceste metode nu caracterizează complet rezistenţa la iernare, ci mai mult rezistenţa la ger. Astfel, cele două metode trebuie aplicate împreună, sau testarea trebuie făcută în zone cu ierni aspre.

Ameliorarea rezistenţei la boli. Rezistenţa la boli este un obiectiv permanent deoarece variabilitatea ecologică a agenţilor patogeni este foarte mare. Permanent apar numeroase rase fiziologice specializate astfel că în această direcţie de ameliorare progresele se obţin greu.

În trecut programele de ameliorare s-au bazat pe folosirea genelor de rezistenţă totală, uşor de transferat prin back-cross din surse de gene cunoscute. Diversificarea continuă a agenţilor patogeni face ca soirile create prin această metodă să aibă o viaţă scurtă, apariţia unei rase fiziologice noi ducând la distrugerea soiului.

În prezent, se conturează ameliorarea rezistenţei la boli prin acumularea în genotip a oligogenelor sau amestecul unor genotipuri diferite în privinţa genelor de rezistenţă (soiuri multilinale), acestea fiind forme tolerante. (KNOTT, 1995)

Astfel de soiuri se pot crea cu o bună rezistenţă la făinare şi rugini, dar pentru rezistenţa la septorioză şi fuzarioză sursele de gene de rezistenţă sunt mai puţin cunoscute. Sursele de rezistenţă la boli au fost prezentate la descrierea determinismului genetic al principalelor caractere.

Ameliorarea pretabilităţii la mecanizarea culturii.Pretabilitatea la mecanizarea lucrărilor din tehnologie necesită o bună rezistenţă la cădere şi

la scuturare.Rezistenţa la cădere este un caracter dependent de înălţimea plantelor şi constituţia

anatomică a paiului. Rezistenţa paiului la frângere este bună când ţesuturile mecanice sunt bine

dezvoltate (startul de sclerenchim) şi numărul fasciculelor libero-lemnoase este mare. Elemente de selecţie sunt şi diametrul şi lungimea paiului.

Cel mai frecvent şi mai facil, îmbunătăţirea rezistenţei la cădere se face prin crearea de soiuri cu pai scurt, diametru mare, o bună ancorare a rădăcinilor în sol. Cel mai dificil se

îmbunătăţeşte elasticitatea paiului. (STORLIE şi TALBERT, 1993)Testarea acestei însuşiri se poate face prin metode indirecte (măsurători biometrice sau

studii anatomice asupra paiului) sau direct în câmp, folosind agrofondurile de provocare.Rezistenţa la scuturare este un caracter care la soiurile actuale de grâu nu pune probleme

deosebite. Aceasta depinde de gradul de acoperire a boabelor cu glume şi palee.Ameliorarea precocităţii. Obţinerea de soiuri precoce este un obiectiv important datorită

unor avantaje care apar. Formele precoce sunt mai puţin atacate de principalele boli, scapă de acţiunea nefavorabilă a secetei şi temperaturilor ridicate, dar sunt mai puţin productive.

În ameliorare se urmăreşte crearea de soiuri din toate grupele de precocitate pentru a se obţine o amplitudine a precocităţii de 8-10 zile. Durata perioadei de vegetaţie depinde de modul de desfăşurare a procesului de vernalizare, de fotoperiodism, de ritmul de creştere şi de rezistenţa la iernare. (CAMBRON şi colab., 1996)

Pentru perioada de vegetaţie există o variabilitate foarte mare. Formele cele mai precoce se găsesc în Orient, fiind cu 12-14 zile mai precoce decât soiul Fundulea 29, iar cele mai tardive în vestul Europei, fiind cu 12-14 zile mai tardive decât acelaşi martor. Pornind de la acest genofond se pot crea soiuri care să permită o eşalonare a recoltatului, astfel încât să nu apară pierderi din cauza supracoacerii (pierderi prin scuturare, degradare a producţiei datorită încolţirii în spic, etc.)

1.1.5. Metode de ameliorare.La începuturile ameliorării grâului a fost folosită variabilitatea naturală cumulată de-a

lungul timpului. În această perioadă s-a aplicate selecţia în masă, şi mai târziu selecţia individuală fiind obţinute soiuri cultivate mult timp pe suprafeţe mari: Odvoş 241, Cenad 117, A 15.

În ultimul timp, în ameliorarea grâului se impune crearea de variabilitate prin diferite metode, urmată se selecţie.

Hibridarea este principala metodă de provocare a variabilităţii. pentru obţinerea seminţei hibride, în ameliorare se aplică castrarea manuală urmată de polenizare artificială. S-a încercat şi folosirea unor substanţe chimice care să inhibe formarea polenului sau să distrugă viabilitatea acestuia, dar care să nu afecteze partea femelă a florii. Pe lângă aceste efecte, substanţele respective trebuie să menţină cele două lodicule de la baza florii în stare de turgescenţă pentru ca floarea să se menţină deschisă făcând posibilă polenizarea artificială mai uşoară. O altă cale, mai puţin utilizată în ameliorare din cauza costurilor ridicate, este folosirea androsteriltăţii.

Ca tipuri de hibridare, în ameliorarea grâului, se folosesc toate tipurile. Foarte utilizată a fost hibridarea simplă, care a dus la crearea multor soiuri cultivate şi în perioada actuală.

O largă utilizare o are back-cross-ul în îmbunătăţirea unor soiuri valoroase deficitare în privinţa unuia sau a unui număr mic de caractere. Această metodă se aplică mai ales pentru îmbunătăţirea rezistenţelor la boli.

Prin hibridare complexă se caută să combine alele valoroase de la mai mulţi genitori. Pentru a se obţine rezultate rapide, aceşti hibrizi complecşi trebuie să fie studiaţi în populaţii foarte mari, deoarece fiind vorba despre un număr mare de gene implicate, segregarea se desfăşoară în paralel cu efectuarea hibridărilor. Pentru a mări frecvenţa genelor favorabile, primii parteneri în hibridare trebuie să aibă caracterele dorite uşor de urmărit, iar ultimii genoitori să fie cei mai valoroşi şi mai bine adaptaţi. Succesul este sporit de diversitatea genetică a materialului utilizat,

deci genitorii trebuie să fie din zone ecologice diferite, cu reacţii diferite la condiţiile de mediu şi complementari în privinţa caracterelor.

Frecvent este folosită şi hibridarea îndepărtată. În cazul încrucişării între specii ale aceleiaşi grupe de ploidie hibrizii sunt fertili. Dacă hibridarea se face între diploizi şi tetraploizi, sau între

diploizi şi hexaploizi, hibrizii rezultaţi vor fi sterili. În cazul încrucişărilor între tetraploizi şi hexaploizi, hibrizii vor fi parţial sterili. prin intermediul încrucişărilor îndepărtate s-au transferat gene de rezistenţă la boli de la diferite specii. Prin această metodă au fost create multe soiuri, obţinute din combinaţii între specii aparţinătoare genului Triticum: T.durum x T.aestivum - rezistent la rugină neagră; T.diccocum x T.aestivum sau T.timopheevi x T.aestivum - rezistente la rugina brună; T.turgidum x T.aestivum - forme cu boabe mari.

Hibridarea îndepărtată poate apărea nu numai între speciile aceluiaşi gen, ci şi între specii aparţinătoare unor genuri diferite. Pe această cale au fost obţinute soiuri din combinaţiile hibride: T.aestivum x Aegipols comosa - rezistent la rugina galbenă; T.aestivum x Ae.umbeluletum - rezistent la rugina brună; T.aestivum x Ae.ventricosa rezistent la cercosporela. Foarte frecvente au fost încrucişările dintre grâu şi secară pentru crearea de rezistenţă la bolile ce atacă grâul.

Hibridarea îndepărtată a fost folosită şi pentru preluarea de gene de androsterilitate. Acestea pot fi preluate de la Ae.ovata, Ae.cadata sau Ae.speltoides. (CEAPOIU şi colab., 1986)

Mutaţiile constituie o altă metode de provocare a variabilităţii. cele mai utilizate sunt nutaţiile genice sau cromozomiale. Ca agenţi mutageni pot fi foilosite radiaţiile de orice tip, cât şi factorii mutageni chimici. Dintre aceştia, eficacitatea cea mai mare o au etilenimina 0,01-0,06% sau etil-metan-sulfonatul 0,2-1,5%. Caracterele cele mai afectate de mutaţii sunt talia plantelor, durata de vegetaţie, rezistenţele la boli, unele elemente ale capacităţii de producţie. Radiaţiile sunt folosite foarte frecvent asupra hibrizilor îndepărtaţi pentru a mări frecvenţa translocaţiilor.

Metode speciale de creare a variabilităţii sunt diferitele tehnici ale biotehnologiilor: hibridarea somatică, aplicarea de mutaţii asupra culturilor de celule "in vitro", etc.

Selecţia este metoda care urmează celor ce provoacă variabilitatea. Tipul de selecţie adecvat se stabileşte în funcţie de metoda de bază folosită. Efectul selecţiei depinde de proporţia genotipurilor dorite, de gradul de manifestare a genotipului în fenotip şi de facilitatea testării caracterelor urmărite.

Proporţia genotipurilor dorite într-o populaţie hibridă este influenţată de numărul genelor implicate în realizarea caracterelor ameliorate. Numărul mare al locilor implicaţi în realizarea unui caracter îngreunează procesul selecţiei. Un alt element ce are implicaţii asupra proporţiei genotipurilor valoroase dintr-o populaţie este generaţia segregantă în care se află aceasta. Un procent mare de segregante apare în primele generaţii segregante, dar majoritatea genotipurilor sunt heterozigote, deci caracterizate prin instabilitate, acestea trebuind a fi prelucrate prin selecţie repetată. Ca o ultimă influenţă, poate fi amintit gradul de dominanţă care poate uşura procesul selecţiei.

Gradul de manifestare a genotipului în fenotip este un alt factor hotărâtor în succesul selecţiei. Pentru caracterele cu un coeficient de ereditate mare, progresul obţinut este mai pronunţat.

În cazul caracterelor care pot fi testate direct selecţia se face mai rapid, însă nu pentru toate însuşirile se pot aplica metodele directe. În multe situaţii se apelează la metodele indirecte bazate pe unele corelaţii dintre caracterul urmărit şi alte însuşiri mai uşor de detectat.

Dintre metodele de selecţie aplicate cu succes în ameliorarea grâului, sunt cele specifice prelucrării populaţiilor hibride: selecţia genealogică, selecţia tardivă sau selecţia în populaţii parţiale.

Grâul hibrid. Existenţa heterozisului la grâu a pus întrebarea dacă în producţie nu pot fi cultivaţi hibrizii de grâu. Deşi valoarea heterozisului la grâu este mai mică decât la plantele

alogame, în funcţie de combinaţi hibridă şi de condiţiile de mediu, el poate atinge valori de până la 50%. O mărime mai mare se poate atinge dacă formele parentale sunt foarte diferenţiate din punct de vedere genetic. Prezenţa supradominanţei şi epistazie măreşte valoarea heterozisului.

Din studiile făcute s-a constatat că soiurile ameliorate sunt mai puţin valoroase ca genitori

pentru crearea de hibrizi cu heterozis ridicat. Dificultăţile în realizarea hibrizilor pe scară largă sunt legate de necesitatea castrării care, manual, se realizează foarte dificil. S-a căutat înlocuirea castrării manuale cu tratarea florilor formei mamă cu unele substanţe chimice (agenţi chimici de hibridare) care să distrugă fertilitatea polenului. (OURY şi colab., 1990)

Problema castratului a fost rezolvată prin utilizarea androsterilităţii. Surse de androsterilitate au fost găsite la unele specii înrudite de la care au foste transferate la unele soiuri de grâu. Prima sursă de androsterilitate a fost descoperită la Aegilops ovata şi Aegilops caudata, în Japonia (Kihara şi Fukasawa), în anul 1951. În anul 1957, în Statele Unite au fost descoperite asemenea gene şi la Triticum timopheevi, iar mai recent la Triticum speltoides. (Wilson şi Ross). În toate cazurile tipul de androserilitate descoperit a fost cea nucleo-citoplasmatică. Din aceste surse, genele au fost transferate prin backross în mai multe soiuri, cum sunt: Bison şi Selkirk.

Utilizarea androsterilităţii de tip nucleo-citoplasmatic este legată de prezenţa genelor de restaurare a fertilităţii (Rf). Formele restauratoare de fertilitate pot fi create prin transfer de gene de la Triticum timopheevi sau de la soiul Nebred, care posedă asemenea gene. Pe lângă aceste gene, asemenea forme fiind utilizate ca formă tată, trebuie să aibă o bună capacitate combinativă şi să asigure o bună scuturare a polenului. Din păcate, la grâu, genele restauratoare de fertilitate nu sunt total dominante fiind sub acţiunea unor gene modificatoare, astfel că nu există restauratori universali.

Dificultatea hibridării la grâu decurge şi din capacitatea slabă de polenizare cu polen străin şi legare a florilor deficitară. Acestea se datorează faptului că grâul este o plantă autogamă la care deschiderea florilor este redusă.

Pentru uşurarea polenizări formele parentale trebuie să îndeplinească anumite condiţii în privinţa unor caractere morfologice.

Formele mamă trebuie să înflorească cu 1-2 zile mai devreme decât forma tată, florile să se menţină mai mult timp deschise, spicul să fie lax, glumele plate ca să nu acopere stigmatele, spicele să fie nearistate, iar talia să fie foarte mică.

Formele tată trebuie să fie cu talie mai înaltă, foarte bogate în polen care să se scuture uşor sau să fie vizitate de albine.

Organizarea loturilor de hibridare trebuie efectuată numai în zonele foarte favorabile culturii. Semănatul trebuie făcut cu orientarea rândurilor perpendicular pe direcţia vântului dominant. Parităţile între formele parentale pot fi de 1:2, 1:3, 2:4, 4:8, în funcţie de capacitatea formei tată de a produce polen.

Cu toate că problemele caracteristice obţinerii hibrizilor de grâu au fost clarificate, cultivarea acestora nu s-a extins din cauză că obţinerea seminţei hibride este costisitoare. Una dintre cauze este aceea că la grâu, coeficientul de înmulţire este foarte mic (1:10 până la 1:15). Preţul de cost al seminţei este mare din cauză că din totalul suprafeţei lotului de hibridare se recoltează numai două treimi, deci producţia la unitatea de suprafaţă este foarte mică. Producţiile mici se datorează şi faptului că procentul de legare a florilor este redus, de cel mult 70-80%. Un alt inconvenient economic este faptul că pentru înfiinţarea unei culturi de grâu, necesarul de sămânţă la hectar este foarte mare. Din aceste motive, până la momentul actual cultivarea hibrizilor nu este extinsă pe suprafeţe mari, rămânând o problemă de viitor. (AURIAU şi colab., 1992)

1.2. AMELIORAREA ORZULUI

Orzul, ocupă locul patru pe lista cerealelor cultivate în lume, reprezentând aproximativ 11% din producţia totală de cereale. Aceasta se explică şi prin arealul larg de cultivare, extins de la 1700

latitudine nordică până în oazele Saharei, prezentând atât forme de toamnă cât şi forme de

primăvară. Datorită avantajelor acestei culturi, suprafeţele cultivare au crescut în ultimul timp pe plan mondial.

Mărimea suprafeţelor cultivate se datorează şi modurilor diferite de utilizare a boabelor de orz.

Una dintre principalele utilizări ale boabelor de orz este în furajarea animalelor. Din totalul producţiei, două treimi are această destinaţie. Comparativ cu porumbul, valoarea boabelor de orz este asemănătoare, însă cheltuielile pentru obţinerea producţiei sunt mai mici, producţia fiind obţinută mai de timpuriu.

O altă destinaţie a boabelor de orz este industrializarea. În acest scop sunt dirijate aproximativ o treime din cantităţile obţinute. În urma industrializării principalul produs obţinut este berea, dar orzul poate fi utilizat şi în obţinerea spirtului, a glucozei sau a dextrinei.

1.2.1. Originea şi sistematica.Orzul este una din cela mai vechi plante de cultură. Luarea în cultură s-a produs în Orientul

Apropiat, după luarea în cultură a grâului.Centru primar de diversificare este situat în Orientul Apropiat, dar există şi câteva centre

secundare în Etipoia, Asia Centrală şi Asia de Est.Evoluţia orzului s-a produs pe baza unor mutaţii succesive care au afectat două caractere

importante: tenacitatea rahisului şi fertilitatea spiculeţelor. Forma ancestrală este Hordeum spontaneum, o specie cu două rânduri şi rahis fragil, din care, printr-o primă mutaţie a apărut H.agriocrithon, o specie cu 6 rânduri şi rahis fragil. Din această specie cu şase rânduri, prin alte mutaţii a apărut specia H.distichon, formă cu două rânduri şi rahis tenace. prin încrucişări ale acesteia cu alte forme a apărut H.vulgare, formă cu şase rânduri şi rahis tenace.

O altă teorie, cea a centrelor difuze, presupune că orzul a evoluat în mai multe centre. Conform acestei teorii, strămoşul orzului este necunoscut, existând o singură specie cultivată, H.vulgare cu mai multe subspecii. Cele actuale ar proveni din specia H.vulgare ssp.spontaneum.

Specia de orz cultivată face parte din familia Gramineae, genul Hordeum, care cuprinde 27 specii, singura cultivată fiind H.vulgare cu 4 convarietăţi: distichum, hexastichum, intermedium, deficiens.

Conform clasificării lui Rajhaty (DRĂGHICI şi colab.,1975) speciile genului Hordeum se împart în 4 grupe, după gradul de ploidie.

Tabelul 1.3. Clasificarea speciilor genului Horedum, (după RAJHATY)

Specii diploide 2n=14

Specii tetraploide 2n=28

Specii hexaploide 2n=42

H.bogdaniiH.bulbosum

H.californicumH.comosum

H.compressumH.geniculatum

H.glaucumH.marinumH.sibericumH.pussilum

H.stenostachysH.violaceum

H.vulgare

H.brevisubulatumH.bulbosum

H.depressumH.geniculatum

H.jubatumH.murinumH.secalinum

H.tetraoploidumH.turkestanicum

H.arizonicumH.lechleri

H.leporinumH.hexaploidum

H.parodii

1.2.2. Genetica orzului.Specia cultivată este o formă diploidă cu 2n= 14 cromozomi, dar există şi specii tetraploide

şi hexaploide, având numărul de bază de cromozomi x=7.Cercetările de genetică la orz sunt multiple, fiind uşurate de starea diploidă, de numărul mic

de cromozomi şi de faptul că este o plantă autogamă.Fragilitatea rahisului este un caracter dominant fiind determinat de genele Bt, Bt2 şi Bt3

plasate pe cromozomii 5 şi 3.Densitatea spicului este un caracter în determinismul său fiind implicate genele recesive l 1-

7, gena la, lc, ld. Pentru această caracteristică adesea apar transgresiuni.Lungimea spicului este dată de numărul şi lungimea internodiilor. Numărul mare de

internodii din spic este determinat de două gene dominante Rin şi Rin2. Lungimea internodiilor este determinat de trei gene cu efect aditiv. Cele două componente, lungimea şi numărul internodiilor sunt corelate negativ.

Prezenţa aristelor este determinată de gene cu dominanţă incompletă sau dominanţă totală. Există însă şi unele gene dominante care determină lipsa aristelor. Şi lungimea aristelor este determinată fiind implicare genele Lk 4 şi Lk 5 controlate de gena Lr 1. Rugozitatea aristelor este controlată de genele dominante R 2 şi R 3. La unele forme aristele sunt caduce, acest caracter fiind controlat de genele recesive da şi da 2. (DRĂGHICI şi colab., 1975)

Aderenţa plevei de bob este un alt caracter controlat genetic de diferite gene recesive. pentru pleava neaderentă intervine gena n, iar pentru bob semiîmbrăcat genele smn şi sbn.

Înălţimea plantei este un caracter cu mari implicaţii în realizarea rezistenţei la cădere. Talia înaltă este determinată de genele dominante Lk, L şi Uz. Pentru talia pitică pot fi utilizate unele gene recesive sau gena dominantă D.

Capacitatea de producţie este un caracter poligenic cu ereditate slabă. În determinismul acestuia sunt implicare genele ce determină numărul fraţilor fertili, numărul boabelor din spic şi masa boabelor din spic. pentru determinismul acestora sunt implicate gene cu acţiune dominantă sau cu efect epistatic. MMB este un alt element component al capacităţii de producţie, influenţat de trei gene cu efect cumulativ.

Calitatea este de asemenea un caracter poligenic. Morfologia bobului este determinată de 3 gene ce controlează atât lungimea bobului cât şi mărimea lui.

Conţinutul de proteină ridicat se comportă dominant şi este asociat cu numărul de rânduri. Acest element, cât şi calitatea lui (procent de lizină), pot fi crescute de mutantele notch 1 şi notch 2. Poate fi implicată şi gena lys. POTLOG şi colab., 1980)

Pentru orzul de bere interesează conţinutul de extract şi puterea diastatică, pentru care

intervin gene dominante. Acestea sunt corelate cu asprimea aristelor la formele cu două rânduri.Tipul de creştere este controlat de mai multe gene dominante sau recesive, astfel că există

forme de toamnă, de primăvară sau umblătoare. Formele de primăvară sunt de tipul sh Sh 2 Sh 3, iar cele de toamnă prezintă genele Sh sh 2 sh 3. Prin combinarea acestor gene rezultă formele umblătoare cu diferite grade de sensibilitate la iernare.

Rezistenţa la ger este determinată de gene amplasate pe cromozomii 2 şi 5. La hibrizi poate apărea heterozis negativ pentru acest caracter, dar şi numeroase transgresiuni în generaţiile segregante.

Rezistenţa la cădere este controlată de 5 gene implicate în formarea unor paie rezistente la frângere cu număr mai mare de fascicule libero-lemnoase şi o înrădăcinare puternică.

Pentru rezistenţa la boli există surse de determinism monogenic, dar şi poligenic. (QUALSET şi colab., 1990; BOYD şi colab., 1987; STEFFERSON şi WEBSTER, 1987; PARLEVLIET, 1975) Principalele gene implicate în realizarea rezistenţelor la boli sunt:

- pentru făinare (Erysiphe graminis) sunt cunoscute genele Ml, gardul infecţiei depinzând de relaţiile dintre determinismul gazdei şi a parazitului;

- pentru rugină (Puccinia hordei) se cunsoc genele Pa 1-9;- pentru tăciunele zburător (Ustilago nuda) există 7 gene dominante (Un 1-7) şi 1 recesivă

(un),- pentru tăciunele îmbrăcat (Ustilago hordei) sunt cunoscute mai multe gene dominante Uh;- pentru sfâşierea frunzelor (Helminthosporium gramineum) sunt semnalate mai multe

gene, nedefinite;- pentru pătarea radiculară (Helminthosporium teres) sunt cunoscute trei gene dominante sau

parţial dominante Pt;- pentru arsura frunzelor (Rhyuncosporium secalis) se cunoscu genele Rh;- pentru virusul dungării galbene (Virothrix hordei) este implicat grupul de gene Sm. Determinismul genetic al rezistenţei la dăunători este mai puţin cunoscut. Sunt cunoscute

doar câteva gene de rezistenţă, în cazul păduchelui verde gena Grg, iar pentru nematozi genele Ha sau ha.

Precocitatea este un caracter controlat de două gene a şi B. Cele mai precoce sunt formele AABB, fiecare genă aducând câte 15 zile precocitate.

Androsterilitatea la orz este determinate de mai multe gene, în funcţie de sursa în care au fost găsite. Dintre genele care influenţează dereglări ale fertilităţii normale se pot aminti: gena sc care produce scurtarea cromozomilor, gena ds care determină desinapsia, gena ga care determină apariţia polenului nefuncţional, gena mo care determină policarpia şi gena ms care produce androsterilitatea tipică. Această din urmă genă a fost identificată într-o combinaţie hibridă complexă: (H.jubaticum x H.compressum) x (H.bulbosum x H.vulgare). De la formele sălbatice a fost transmisă şi o tardivitate pronunţată a formelor androsterile. (POTLOG şi colab., 1989)

1.2.3. Germoplasma.

Germoplasma cuprinde atât forme româneşti cât şi străine. Cele româneşti sunt genotipuri foarte bine adaptate condiţiilor de mediu, cu o bună capacitate de producţie şi satisfăcătoare din punct de vedere calitativ.

Între soiurile străine se conturează două grupe importante. Grupa soiurilor din nordul

Europei sunt caracterizate prin precocitate, pai scurt şi ariste fine. O a doua grupă este cea a soiurilor din sud (Africa şi Asia). Aceste forme sunt mai tardive,

cu talia înaltă şi ariste aspre.Speciile sălbatice sunt utilizate pentru preluarea de gene de rezistenţă la boli şi la factorii de

mediu nefavorabili.

1.2.4. Obiective de ameliorare.Ameliorarea capacităţii de producţie. Capacitatea de producţie este un caracter cu

complexitate foarte pronunţată, din această cauză este determinat poligenic. La realizarea productivităţii participă mai multe însuşiri de ordin fiziologic şi morfologic.

Numărul de spice la unitatea de suprafaţă depinde de capacitatea de înfrăţire şi de asigurarea unor condiţii de creştere şi dezvoltare corespunzătoare. Faţă de grâu, capacitatea de înfrăţire a orzului este mai bună, formele cu două rânduri realizând un număr mai mare de fraţi. În condiţii normale de cultură, pentru a se realiza un bun potenţial productiv, trebuie să fi duşi până la maturitate peste 4-5 fraţi fertili. Forme cu o mare capacitate de înfrăţire se pot găsi în Etiopia, Orientul Mijlociu sau Japonia.

Un alt component al producţiei de boabe este numărul boabelor din spic. Formele cu 6 rânduri conţin un număr mai mare de boabe în spic. Limita spre care se tinde în procesul de selecţie este de peste 45-60 boabe în spic.

Producţia este susţinută şi de greutatea boabelor, adică de masa a 1000 boabe. Dacă limita de 45 g este uşor atinsă, variabilitatea atestă prezenţa unor forme cu 60-70 g MMB. Forme cu boabe mari pot fi găsite în zona mediteraneană a Africii şi Arabia Saudită. Boabe mici prezintă formele japoneze şi cele din nordul Asiei. (JESTIN, 1992)

Creşterea concomitentă a celor trei componente este greu de a se realiza deoarece MMB este corelată negativ cu numărul boabelor din spic şi capacitatea de înfrăţire.

Ameliorarea calităţii. Boabele destinate furajării trebuie să aibă un conţinut bogat în proteină. Limitele de variabilitate sunt 8-17 %, conţinutul ridicat fiind corelat negativ cu capacitatea de producţie. Creşterea conţinutului de proteină se poate realiza şi prin reducerea procentului de pleve la limite sub 10%. Conţinutul cel mai ridicat apare la boabelor golaşe, dar la aceste forme capacitatea de producţie este foarte redusă, fiind şi foarte slab rezistente la cădere. Procentul de proteină este ridicat şi la formele cu ariste netede şi caduce, dar la acestea apare un procent destul de mare de sterilitate.

În realizarea bune calităţi bune interesează şi calitatea proteinei, care este dată de o compoziţie echilibrată în aminoacizi esenţiali. Dintre aceştia, lizina este deficitară în proteina de orz. Având la bază formele din Etiopia, conţinutul în proteină poate creşte la peste 4%, la un conţinut total de proteină de 17%. Un bun genitor în acest sens este soiul Hiproly, acesta prezentând genele lys care conferă o calitate deosebită pentru furaj a boabelor de orz. (BANG-OLSEN şi colab., 1987)

La orzul pentru bere calitatea cuprinde alte aspecte. Conţinutul în proteină trebuie să fie scăzut, cel mult 9-11%. În acest caz, conţinutul în amidon trebuie să fie peste 58-60%. Alte aspecte ale calităţii sunt legate de capacitatea boabelor de a absorbi apa şi de a germina. Astfel, paleele trebuie să fie fine pentru a fi uşurată absorbţia apei, iar germinaţia să se realizeze foarte rapid,

atingându-se o germinare de 95% în 2-3 zile. Aceste însuşiri sunt dependente de conţinutul în -glucan care duce la obţinerea unui malţ de calitate bazat pe o activitate enzimatică echilibrată (AASTRUP şi MUNCK, 1987)

Malţul trebuie să fie bogat în enzime cu un procent de extragere de minim 80%. Calitatea

mai bună a malţului depinde de glucidele acumulate în boabe la un nivel redus al azotului. (DAYLEI şi colab., 1988)

Ameliorarea rezistenţei al iernare. La orz rezistenţa la iernare este un caracter deficitar. Deşi este condiţionată genetic, existând trei tipuri de orz: de toamnă, de primăvară şi umblător. Rezistenţa la condiţiile din iarnă nu este satisfăcătoare din cauza unei slabe rezistenţa la ger la nivelul rădăcinilor, care sunt mai sensibile decât părţile aeriene. Aceasta este determinată în mare măsură de modul în care s-a realizat vernalizarea. Obţinerea unor forme cu un sistem radicular mai bine dezvoltat ar fi o cale de sporire a rezistenţei la iernare. În selecţie se pot utiliza şi unele corelaţii cu caractere mai uşor detectabile: precocitatea, rezistenţa la cădere sau prezenţa aristelor netede.

Ameliorarea rezistenţei la cădere şi scuturare. Rezistenţa la cădere slabă se datorează unei structuri anatomice deficitare a ţesuturilor de susţinere. Prin crearea de forme cu pai scurt şi gros nu se poate rezolva în totalitate rezistenţa orzului la cădere. S-a constat că formele cu o înfrăţire mai slabă sunt mai rezistente la cădere, la fel ca şi cele cu un sistem radicular mai bine dezvoltat şi cu un ritm de creştere mai rapid în primele faze de vegetaţie. (SAGE, 1983)

Scuturarea poate crea probleme la supracoacere datorită ruperii rahisului spicului. Formele mai rezistente sunt cele la care rahisul este tenace. Astfel de forme se pot obţine prin mutaţii sau printr-o selecţie a transgresiunilor din populaţii hibride.

Ameliorarea rezistenţei la boli. Orzul este atacat de o mare gamă de boli. Pe lângă bolile foliare la care sensibilitatea soiurilor este diferită, fără a se cunoaşte forme imune, probleme apar şi în privinţa tăciunilor. Germoplasma existentă nu poate asigura rezistenţa genetică necesară, din această cauză tratamentul la sămânţă este obligatoriu. Pentru crearea de linii rezistente se pot folosi genele amintite anterior în crearea unei rezistenţe de tip vertical, sau pot fi create soiuri tolerante pornind de la genitori de tipul soiurilor Dorselt, Brad, Jet. Genele de rezistenţă specifice sunt prezentate în capitolul de genetică.

Ameliorarea rezistenţei la secetă. Orzul este cunoscut ca pretenţios faţă de rezervele de apă din sol. Deşi există genotipuri xeromorfe cu frunze înguste şi tari, acestea nu pot fi folosite în ameliorare deoarece prezintă spice foarte mici, deci au slabă capacitate de producţie. Forme productive au frunze late şi sunt pretenţioase faţă de apă. Faţă de orzul cu şase rânduri, orzoaica de primăvară este mult mai sensibilă. Dacă nu se pot face testări aparte, în selecţie pot fi urmărite şi unele caractere morfologice corelate cu o bună rezistenţă la secetă. Pe lângă forma frunzelor pot fi avute în vedere şi înfrăţirea bogată, un sistem radicular bine dezvoltat sau prezenţa cerozităţii sau a perişorilor pe frunze.

Ameliorarea precocităţii. Precocitatea este un element care fereşte orzul de două mari neajunsuri: influenţa secetei şi a atacului de boli. Pe lângă acestea formele precoce îşi găsesc utilizare şi în furajarea sub formă de masă verde. Foarte important este faptul că la orz au fost create unele forme foarte productive şi precoce, aceasta datorită faptului că pentru această însuşire apar frecvent transgresiuni foarte valoroase.

1.2.5. Metode de ameliorare.La orz s-au aplicat toate metodele de ameliorare, încercându-se chiar obţinerea de hibrizi

destinaţi cultivării în producţie.

Selecţia este o metodă veche, care dă rezultate foarte bune pentru îmbunătăţirea multor caractere. Prin selecţie au fost create multe soiuri, de fapt primele soiuri ameliorate. Cele poloneze, obţinute prin această metodă sunt cele mai importante. În perioada actuală selecţia însoţeşte celelalte metode de bază.

Hibridarea este cea mai larg utilizată metodă de crearea a variabilităţii. Se aplică atât hibridarea simplă cât şi cea îndepărtată, atât hibridarea apropiată cât şi cea îndepărtată. Hibridarea îndepărtată dă rezultate numai între specii din genul Hordeum cu acelaşi grad de ploidie. Hibridările cu genurile înrudite nu au dat rezultate. Ca o variantă aparte a hibridării, frecvent se utilizează back-cross-ul pentru crearea de rezistenţă la atacul bolilor.

Mutageneza a fost foarte utilizată în ameliorarea orzului. Rezultate foarte bune s-au obţinut prin folosirea agenţilor mutageni chimici (etilmetil sulfonatul 4,2%). Pe această cale au fost obţinute mutante cu spice compacte, cu boabe mari, rezistente la cădere şi boli.

Poliploidia a fost o metodă încercată din cauza numărului mic de cromozomi care face pretabilă această metodă. Formele tetraploide prezintă boabe mai mari, dar sunt deficitare în alte caractere, ca de exemplu o slabă rezistenţă la cădere. Cu toate acestea au fost lansate în producţie pe plan mondial şi unele soiuri tetraploide.

Haploidia este o metodă tot mai frecvent utilizată la plantele autogame în scopul reducerii perioadei de ameliorare. La orz haploizii se obţin folosind metoda "bulbosum" metodă pusă la punct la această specie, aceasta constând în polenizare cu polen de la Hordeum bulbosum, în urma căreia se obţin seminţe fără fecundare, cu numărul de cromozomi redus la jumătate. Plantele obţinute din aceste sunt supuse colchicinizării spre a se obţine o formă fertilă şi homozigotă. Obţinerea acestor dihaploizi se face pornind de la plante din generaţia hibridă F1, sau de la plante selecţionate din soiuri foarte valoroase. (KASHA, 1974)

Heterozisul poate spori capacitatea de producţie la hibrizi cu 21-50%, producţiile fiind mai constante, seminţele având o capacitate de germinare mai bună (importantă la orzul pentru bere), fiind şi mai precoce decât formele parentale. Obţinerea seminţei hibride pe scară largă este posibilă numai folosind fenomenul de androsterilitate.

Primul tip de androsterilitate descoperit şi folosit la orz a fost cel de tip genic, gena ms16, Separarea plantelor fertile de cele androsterile s-a făcut prin înlănţuirea genei de fertilitate cu gena ddt care conferă sensibilitate la tratamentul cu DDT. Deşi rezultatele au fost promiţătoare, metoda nu a fost extinsă fiind costisitoare şi poluantă.

S-a încercat şi utilizarea trisomilor terţiari balansaţi cu amplasarea genei marcatoare pe un cromozom suplimentar, această genă urmând a determina manifestarea unui caracter care să permită efectuarea unei selecţii între formele androsterile şi cele fertile (de exemplu au fost încercate gene ce influenţează coloritul frunzelor).

Mai recent a fost descoperită şi androsterilitatea nucleo-citoplasmatică. Ea ar putea fi utilizate după rezolvarea altor probleme care o influenţează: tardivitatea pronunţată, găsirea unor surse de restaurare a fertilităţii şi mărirea gradului de alogamie. Unele dintre acestea, cum este creşterea gradului de alogamie, poate fi transferată de la H.bulbosum. (CHOO şi colab., 1979)

1.3. AMELIORAREA SECAREI

Secara este o cultură puţin extinsă din cauza unor deficienţe. Deşi valorifică foarte bine solurile slab fertile, putându-se dezvolta foarte bine atât pe solurile grele umede, cât şi pe cele nisipoase, boabele sunt puţin utilizate în furajare sau alimentaţie, acestea fiind panificabile.

1.3.1. Originea şi sistematica.Secara este o plantă de cultură secundară, fiind semnalată la începuturile culturii plantelor

ca buruiană în culturile de grâu. Centrul primar de diversificare este situat în Caucaz şi Anatolia, iar centrul secundar în Pamir şi Turchestan.

Secara cultivată aparţine genului Secale, care cuprinde mai multe specii, singura cultivată fiind Secale cereale. În cadrul acestei specii apar mai multe subspecii, cultivată fiind subspecia cereale, celelalte fiind forme sălbatice.

Specia ancestrală, din care a evoluat specia cultivată, este Secale montanum.Speciile genului Secale sunt diploide, cu toate că în cadrul lor pot fi găsite şi forme

tetraploide. După cea mai acceptată clasificare, cea a lui Jukovski (1964), genul Secale cuprinde 6 specii disctincte, deşi după alţi autori numărul speciilor se ridică la 13. Conform clasificării lui Jukovski, cele 6 specii sunt: S.cereale, S.segetale, S.vavilovii, S.anatolicum, S.montanum, S.kuprijanovii. (GAŞPAR şi REICHBUCH, 1978)

1.3.2. Genetica secarei.Toate speciile genului Secale sunt forme diploide. Ca variaţii în cadrul acestor specii apar şi

forme tetraploide sau haploizi cu importanţă practică. Din cauza importanţei reduse, cercetările de genetică la secară sunt mai puţine,

determinismul genetic al principalelor caractere fiind mai puţin cunoscut. Se comportă ca şi caractere dominante cu determinism monogenic: rahisul fragil, precocitatea, spicul de formă laxă, culoarea verde a boabelor faţă de cea galbenă.

La secară apar foarte frecvent aberaţii cromozomiale care au contribuit la creşterea gradului de variabilitate.

Secara se deosebeşte faţă de celelalte cereale păioase ca fiind o plantă alogamă, cu polenizare anemofilă bazată pe autoincompatibilitate.

1.3.3. Germoplasma.Germoplasma este compusă din soiurile cultivate, majoritatea fiind de provenienţă străină.

cele mai importante sunt cele create în Germania, Polonia, Rusia, Franţa, Italia, Turcia, Iran.Formele autohtone sunt foarte puţine, fiind cu precădere populaţii locale.Dintre speciile înrudite, pentru ameliorarea rezistenţelor la secetă, ger şi boli se pot utiliza

ca genitori speciile S.anatolicum şi S.kuprijanovii.Frecvent este utilizată pentru îmbunătăţirea elementelor de producţie, specia S.montanum

care prezintă spice mari şi o bună capacitate de înfrăţire. Tot de la această specie s-a încercat transferarea perenităţii, dar încă nu s-a reuşit.

1.3.4. Obiective de ameliorare.Ameliorarea capacităţii de producţie. Ca şi la celelalte cereale, la secară principalele

componente ale producţiei sunt numărul spicelor la unitatea de suprafaţă şi productivitatea spicului.

Numărul spicelor la unitatea de suprafaţă depinde ce capacitatea de înfrăţire, care la secară este foarte bună. Realizarea fraţilor fertili depinde de asigurarea condiţiilor optime de creştere.

Productivitatea spicului este influenţată de următoarele componente: numărul spiculeţelor, numărul boabelor şi greutatea boabelor. Eritabilitatea cea mai mare o prezintă numărul spiculeţelor,

ca urmare aceste este principalul caracter urmărit în selecţie. Dintre formele de spice existente, cele mai valoroase sunt cele cu densitate mijlocie, Cele foarte dense, cu 3 flori fertile, produc un număr mare de boabe, dar acestea sunt mici şi neuniforme. Nu corespund nici spicele laxe, deşi prezintă boabe mai mari, acestea fiind sensibile la scuturare.

Producţia de boabe este influenţată de un fenomen foarte frecvent la secară: "ştirbirea", adică apariţia de goluri în spic datorate prezenţei unor spiculeţe fără boabe. Ştirbirea este un fenomen determinat genetic. Cauzele care o produc sunt avortarea zigoţilor sau letalitatea elementelor generative.

Pentru creşterea producţiei de boabe foarte valoroase sunt soiurile create în Polonia.Secara se utilizează şi ca furaj masă verde. În acest scop soiurile trebuie să aibă un foliaj

bogat, cu un ritm de creştere rapid în primăvară şi cu un conţinut scăzut de celuloză în frunze.Există forme de secară pretabile la păşunat. Acestea sunt de regulă forme perene, cu o

capacitate foarte mare de înfrăţire, dar prezintă un dezavantaj care trebuie îmbunătăţit: sistemul foliar este slab dezvoltat, frunzele sunt puţine şi înguste.

Ameliorarea calităţii. Valoarea boabelor ca furaj este dată de conţinutul în proteină. Faţă de grâu, procentul de proteină este mai mic, dar proteina de secară este mai bogată în lizină. În urma ameliorării se caută trecerea pragului de 14%. S-a constat că formele tetraploide prezintă un conţinut de proteină cu 1-3% mai mare decât cele diploide. Pe lângă proteine, în boabele de secară există şi grăsimi, care provoacă deranjamente în creşterea animalelor tinere. Din acest motiv, selecţia pentru îmbunătăţirea calităţii trebuie să elimine aceste componente biochimice.

În unele zone, boabele de secară sunt utilizate în panificaţie, aceasta acolo unde grâul nu reuşeşte în cultură, respectiv în zonele de munte. Pentru îmbunătăţirea aptitudinilor de morărit boabele trebuie să fie mijlociu de lungi, bombate, cu şănţuleţul ventral slab dezvoltat. Boabele foarte lungi se sparg uşor la recoltat, iar cele scurte se scutură.

Calitatea făinii depinde de tipul boabelor. Cele mai valoroase sunt boabele de culoare galbenă, din acestea obţinându-se o făina mai albă. Fineţea făinii este dată de conţinutul boabelor în cenuşă. Din boabele cu un conţinut redus de cenuşă se obţine o făină mai fină.

Utilizarea făinii în panificaţie depinde de prezenţa glutenului. La secară, conţinutul în gluten este scăzut, din această cauză pâinea de secară creşte puţin. La formele tetraploide conţinutul de gluten este mai ridicat, iar pâinea are un volum cu 10% mia mare. Pe de altă parte, însuşirea de panificaţie este afectată negativ de capacitatea de încolţire latentă a boabelor. Astfel în selecţie trebuie urmărită prelungirea repausului germinativ. Aceasta se poate realiza folosindu-se ca genitori unele forme sălbatice de S.cereale din Iran sau specia S.silvestris. (POTLOG şi colab., 1980)

Ameliorarea rezistenţei la iernare. Secara rezistă foarte bine la temperaturi scăzute. În condiţii fără zăpadă, la nivelul nodului de înfrăţire, secare rezistă până la -25--300C. Formele foarte rezistente la ger au o capacitate slabă de producţie, între cele două caractere existând o corelaţie negativă. În crearea de forme foarte rezistente la ger se poate apela la genitori din Finlanda, Suedia sau la specia S.montanum.

Ameliorarea rezistenţei la secetă. Însuşiri de rezistenţă la secetă trebuie să prezinte soiurile destinate a fi cultivate pe nisipurile din sudul ţării. Selecţia trebuie să urmărească reţinerea unor forme cu consum specific mic, cu foliaj redus. Aceste tipuri prezintă însă o slabă capacitate de producţie. Ca genitor pentru creşterea rezistenţei la secetă se poate utiliza specia S.anatolicum.

Ameliorarea rezistenţie la boli. Bolile foliare la secară sunt puţine şi cu importanţă mai mică. Cea mai frecventă este rugina, a cărui atac este nedorit la soiurile cultivate pentru furaj masă verde, afectând calitatea furajului. Un genitor valoros pentru crearea de rezistenţă la rugină este specia S.montanum.

Cele mai de temut sunt bolile ce afectează producţia direct: fuzarioza şi cornul secarei. Pentru acestea se impune crearea de soiuri rezistente deoarece tratamentele chimice nu se aplică. Ca genitori foarte rezistenţi la atacul de Claviceps purpureaea pot fi utilizate soiurile: Langauer, Tauern, Schageler. (MUREŞAN şi CRĂCIUN, 1971)

Ameliorarea rezistenţei la cădere şi scuturare. Scuturarea este un fenomen frecvent la secară. Fenomenul se datorează atât frângerii rahisului, dar şi din cauza desprinderii boabelor din palee. Selecţia trebuie făcută alegându-se formele cu spice cu palee închise şi boabe semilungi.

La secară este frecventă şi căderea din cauza taliei înalte. Crearea de soiuri rezistente la cădere se poate realiza prin crearea de soiuri cu talie redusă prin utilizarea unor gene de piticire. Faţă de ovăz, ţesuturile mecanice din paiul de secară sunt mai rezistente. Comparând formele diploide cu cele tetraploide, s-a constat că cele mai rezistente sunt formele tetraploide.

1.3.5. Metode de ameliorare.Selecţia aplicată în variabilitatea existentă datorată alogamiei, nu dă rezultate. Singura

metodă aplicabilă este selecţia individuală varianta rezervei de sămânţă.Hibridarea este utilizată, chiar dacă secara este o plantă alogamă. Frecvent sunt folosite

hibridările între soiuri. Dintre tipurile de hibridări, pe lângă cele intraspecifice sunt utilizate şi cele interspecifice pentru transferarea unor gene de rezistenţă. Cele mai frecvente specii folosite sunt S.montanum şi S.kuprijanovii.

Poliploidia este o metodă larg aplicată în ameliorarea secarei. Secara constituie o excepţie în utilizarea poliploidiei, fiind aplicată la o specie care se cultivă pentru producţia de boabe. Pentru crearea stării tetraploide se aplică tratarea cu colchicină, şocurile de temperatură sau iradierea cu raze X.

Soiurile tetraploide prezintă o masă vegetativă mai bogată, au boabele mai mari, dar mai puţine numeric, sunt mai bogate în proteină, au o însuşire de panificaţie superioară, sunt mai rezistente la cădere. Singurul dezavantaj este fertilitatea scăzută.

La obţinerea tetraploizilor materialul iniţial trebuie să prezinte însuşiri agronomice superioare. Din cauza stării de heterozigoţie, populaţiile supuse poliploidizării trebuie să fie numeroase, iar selecţia trebuie să înceapă numai în generaţiile 3-4 de după poliploidizare.

Selecţia tetraploizilor trebuie efectuată în primul rând în funcţie de fertilitate şi pe baza unor studii citologice.

Prin poliploidizare au fost create numeroase soiuri introduse în cultură.Heterozisul şi consangvinizarea este o metodă de perspectivă. Neajunsurile utilizării

consangvinizării sunt legate de depresiunea de consangvinizare foarte puternică la secară, deşi heterozisul aduce sporuri mari de producţie. Valoarea heterozisului este maximă la încrucişarea între linii consangvinizate. Pentru a se obţine sămânţă hibridă 100% trebuie utilizate linii consangvinizate androsterile. Crearea acestora nu este posibilă, genele de androsterilitate fiind nedescoperite.

S-a lansat ideea creării soirilor sintetice prin încrucişare între 4-10 linii consangvinizate, dar heterozisul în acest caz este scăzut din cauza gradului scăzut de hibriditate. (POTLOG şi colab., 1984)

1.4. AMELIORAREA TRITICALELOR.Triticalele sunt unele dintre cele mai recente specii introduse în cultură, fiind o specie

artificială, un amphiploid între grâu şi secară, creat într-un lung proces de ameliorare.

1.4.1. Originea şi sistematica.Triticalele au fost încadrate, alături de celelalte cereale, în familia Gramineae sub

denumirea Triticum triticale.

1.4.2. Genetica triticalelor.În funcţie de tipul de grâu folosit la obţinerea triticalelor, acestea pot fi: primare, având la

bază grâul tetraploid şi secundare, create cu participarea grâului hexaploid. Astfel, dacă se are în vedere gradul de ploidie, triticalele sunt hexaploide sau octoploide.

Primele încrucişări pentru crearea triticalelor au fost efectuate în anul 1875 (WILSON), iar primul amphiploid a fost creat în anul 1888 (RIMPAU). Primele soiuri au fost create mult mai târziu, după un asiduu proces de ameliorare. Aceasta s-a întâmplat în Canada, în anul 1970.

În această perioadă au fost lansate programe de ameliorare cuprinzătoare în mai multe ţări: Canada, SUA, Spania, Ungaria, Mexic, fosta URSS şi România.

1.4.3. Germoplasma.Germoplasma la triticale este alcătuită din soiurile de triticale existente, româneşti sau

străine. Un loc foarte important îl ocupă soiurile de grâu şi cele de secară. Pot fi utilizate şi unele specii înrudite cu grâul şi secara. Dintre acestea cele mai importante sunt speciile tetraploide de grâu, acestea utilizându-se la crearea triticalelor hexaploide.

1.4.4. Obiective de ameliorare.Ameliorarea capacităţii de producţie. Potenţialul productiv al triticalelor este foarte mare,

dar greu de realizat. O fructificare la nivelul potenţialului este împiedicată de multe cauze.Una dintre aceste cauze, este umplerea deficitară a boabelor. Aspectul boabelor este încreţit

datorită şiştăvirii. Structura afânată a boabelor duce la realizarea unei mase hectolitrice reduse, cu 10-30% mai mică decât cea a grâului. Îmbunătăţirea acestei deficienţe se poate face prin utilizarea în hibridări a liniei Armadillo sau prin infuzie de gene de la grâul hexaploid.

O altă cauză a producţiilor sub potenţialul plantelor este gradul destul de ridicat de sterilitate care duce la apariţia spicelor "ştirbe". Aceasta se datorează instabilităţii cromozomiale. În urma meiozei apar în jur de 20% aneuploizi, din cauza neformării de bivalenţi. Aceste dereglări par datorită cromozomilor de la secară, care fiind mai mari, migrează cu un ritm mai lent. Această deficienţă este mai pregnantă la formele octoploide. procentul poate creşte sub influenţa temperaturilor scăzute în timpul meiozei la plantele care au provenit din boabe mai mici. Eliminarea acestui defect se poate realiza printr-o selecţie foarte riguroasă sau prin analize citologice ale plantelor elită. (BERNARD şi GUEDES-PINTO, 1983)

Ameliorarea calităţii. Aspectele legate de calitate depind de modul de utilizare a producţiei.Soiurile destinate cultivării pentru masă verde trebuie să prezinte vigoare mare, să fie foarte

rezistente la iernare şi cu ritm rapid de creştere la temperaturi scăzute. Faţă de celelalte cereale păioase (grâu, secară, orz şi ovăz), triticalele sunt superioare din aceste puncte de vedere.

Producţia de boabe are două destinaţii: furajarea animalelor sau alimentaţia umană. Din punct de vedere biochimic bobul conţine 12-21% proteină, cu un procent mare de lizină în comparaţie cu celelalte cereale ( 2,1- 3,8%). Proteina din boabele de triticale are un indice de eficacitate foarte bun, o medie de 1,72-2,90, faţă de cel al porumbului, care este 1,80. Pentru animale, în special pentru păsări, boabele de triticale constituie un furaj concentrat foarte bun.

Cu toate acestea, utilizarea boabelor de triticale trebuie făcută cu atenţie din cauza unor toxine pe care le conţin. Acestea pot fi produse de scleroţii de Claviceps, care sunt prezenţi datorită

sensibilităţii la acest agent patogen. Alte toxine se datorează atacului unor ciuperci ce parazitează boabele la maturitate. Nu trebuie lăsat la o parte conţinutul boabelor în recorcinol, o substanţă preluată de la secară. Având în vederea aceste particularităţi, boabele de triticale nu se vor folosi în furajare în cantităţi mari, ci numai în combinaţie cu alte ingrediente.

În alimentaţia umană boabele de triticale nu sunt foarte valoroase din aceleaşi motive, în plus, pentru om nu asigură o proteină echilibrată. Modul de utilizare în alimentaţie este sub formă de pâine. pentru folosirea cu succes a boabelor în panificaţie, tehnologia de prelucrare trebuie îmbunătăţită. Pâinea are calitate inferioară, fiind cu un volum redus şi închisă la culoare, asemănătoare pâinii de secară. Aceasta se datorează lipsei genomului D de la grâu (mare parte a soiurilor de triticale sunt tetraploide), genom în care sunt situate majoritatea genelor implicate în realizarea calităţii glutenului. Îmbunătăţirea însuşirilor de panificaţie se poate realiza prin infuzie de gene de la grâu, sau prin utilizarea ca genitor a soiului Tetraprelude, soi ce conţine o parte din genomul D al grâului, chiar dacă este un soi tetraploid. (BERNARD, 1992)

Un alt mod de folosire a boabelor de triticale în alimentaţie, ar putea fi sub formă de fulgi, preparate obţinute fără dospire sau industrializare în scopul obţinerii de alcool.

Ameliorarea rezistenţei al cădere. Faţă de grâu, triticalele sunt slab rezistente la cădere, deşi paiul este gros, elasticitatea este redusă. mai rezistente sunt formele cu paiul scurt, dar acestea prezintă un grad mai mare de sterilitate.

Reducerea taliei nu se poate realiza prin utilizarea genelor de piticire de la grâu, deoarece acestea nu sunt dominante asupra genelor pentru talia înaltă de la secară. Pot ţi utilizate genele de piticire de la secară, care imprimă şi o rezistenţă mai bună la frângere a tulpinii şi o ancorare superioară a sistemului radicular. Genitorul cel mai recomandat este soiul de secară Snoopy.

Ameliorarea rezistenţei la boli. Triticalele sunt sensibile la bolile specifice ale secarei, din acest motiv, pentru rezistenţa la boli, direcţiile de ameliorare sunt identice cu cele ale secarei.

Triticalele sunt foarte sensibile la atacul de cornul secarei datorită sterilităţii şi polenizării cu floarea deschisă. Nu se cunosc surse precise de gene de rezistenţă la această boală. Sunt cunoscute unele soiuri tolerante care au reluat acest caracter de la secară (exemplu: soiul Kenya Farmer).

O altă boală la care triticalele sunt foarte sensibile, nefiind cunoscute gene de rezistenţă, este cea provocată de Xanthomonas tranluscens.

Nu sunt cunoscute surse de rezistenţă nici pentru fuzarioză, foarte frecvent fiind atacul la spic.

Pentru bolile foliare (rugini, făinare) rezistenţa este foarte bună. Pot apărea atacuri în cazul apariţiei de noi rase fiziologice, însă gradul atacului nu atinge limite semnificative.

Ameliorarea adaptabilităţii ecologice. Răspunsul la cultivarea în condiţii ecologice nefavorabile este creşterea gradului de sterilitate şi de şiştăvire. Pentru îmbunătăţirea acestor deficienţa nu se cunosc forme valoroase. Din aceste motive, triticalele nu înlocuiesc grâul în zonele de cultură favorabile pentru acesta. Soiurile de triticale sunt destinate cultivării la marginea arealului de cultură a grâului, în special pe sărături, nisipuri sau terenuri acide. Utilizarea cea mai frecventă a culturii triticalelor este ca furaj masă verde, dar pe suprafeţe restrânse sunt cultivate şi pentru producţia de boabe, în zonele cu terenuri mai puţin fertile. (LAFARGE şi BENARD, 1987)

1.4.5. Metode de ameliorareHibridarea îndepărtată este principala metodă de obţinere a triticalelor. Această metodă se

poate realiza pe mai multe căi. Una dintre aceste căi este hibridarea între grâu şi secară, urmată de încrucişarea hibrizilor F1

cu triticale hexaploide.

O altă posibilitate este cea de hibridare a triticalelor cu grâul urmată de încrucişarea hibrizilor F1 cu triticalele heaxaploide.

Ultima posibilitate este cea de încrucişare a grâului hexaploid cu grâul tetraploid, urmând ca hibrizii F1 să se încrucişeze cu triticalele.

Existenţa multor soiuri de triticale face posibilă încrucişarea acestora între ele urmată de o selecţie specifică plantelor alogame.

Se pot utiliza şi alte metode de creare a variabilităţii, cum sunt mutageneza sau metodele biotehnologiilor.

1.5.AMELIORAREA OVĂZULUI

Ovăzul este o plantă cultivată pe suprafeţe restrânse din cauza producţiilor scăzute şi a slabei rezistenţe la cădere ceea ce îngreunează recoltatul. Conţinutul în proteine (peste 12 %) şi grăsimi (aproximativ 4%) al boabelor de ovăz face ca acestea să fie un furaj de calitate excelentă pentru toate speciile de animale, mai ales pentru categoriile de reproducţie. Această însuşire este

dată de calitatea proteinei de ovăz. În ţările nordice, având în vedere acest aspect, boabele de ovăz sunt utilizate în alimentaţia umană sub diferite forme.

1.5.2. Originea şi sistematica.

Speciile cultivate de ovăz provin din Orientul Apropiat şi Zona Mediteraneană. Pentru boabe sunt cultivate două specii Avena sativa şi Avena byzantina. După unii autori forma de ovăz cu bob golaş ar fi o specie aparte. În acest caz speciile cultivate sunt trei. Pe lângă acestea mai apar în cultură pentru furaje verzi unele specii cu însuşiri aparte de rezistenţă la secetă şi boli.

Conform ultimei clasificări a speciilor din genul Avena (LEGGETT, 1992), speciile de ovăz se împart în trei grupe după gradul de ploidie: diploide, tetraploide şi hexaploide. Speciile cultivate pentru boabe fac parte din grupa hexaploidă.

Tabelul 1.4.Clasificarea speciilor genului Avena, după LEGGETT, 1992

Specii diploide 2n = 14 Specii tetraploide 2n = 28

Specii hexaloide 2n = 42

A.atlantica, A.brevis A.wiestiiA.canariensis, A.strigosa, ,

A.ventricosa,A.damascenaA.longiglumis A.clauda, A.eriantha,A.hirtula,A.maritensis, A.prostrata,A.hispanica, A.lunatica, A.nuda

A.abyssinica, A.agadiriana,

A.barbata, A.macrostachya,

A.maroccana, A.murphy,

A.vaviloviana

A.ateherantha, A.byzantina,

A.fatua,A.hybrida, A.occidentalis,

A.sativa,A.sterilis, A.trichiphilla

1.5.3. Genetica ovăzului.Numărul de bază de cromozomi este x=7. Specia A.sativa fiind un alohexaploid cuprinde

genomurile A, C şi D.Cercetările de genetică la ovăz nu sunt foarte numeroase. Sunt precizate caractere cu

ereditate mare numărul spiculeţelor din panicul, lungimea paniculului şi a paiului.Se comportă ca şi caractere dominante: lipsa aristelor, paniculul de tip răsfirat, culoarea

închisă a paleelor, precocitatea, prezenţa perozităţilor pe palee.Componentele capacităţii e producţie sunt determinate poligenic cu efecte de aditivitate. În

funcţie de genotip, aditivitatea poate fi însoţită de supradominanţă sau dominanţă incompletă. În cazul unui număr redus de materiale sunt prezente alte tipuri de efecte intergenice. (MADOŞĂ şi NEDELEA, 1997)

Un fenomen foarte frecvent la ovăz este apariţia naturală aneuploizilor, astfel că au fost create linii de substituţie pentru toate perechile de cromozomi ceea ce a uşurat studiile de genetică. Frecventă este şi apariţia naturală a mutaţiilor genice.

La ovăz este semnalat şi un heterozis care poate duce la creşterea producţiei cu până la 30% faţă de cel mai bun dintre părinţi. Utilizarea acestui fenomen în producţie nu este posibilă din cauza inexistenţei genelor de androsterilitate care să permită obţinerea seminţei hibride pe scară largă.

Dintre caracterele supuse ameliorării, cunoaşterea determinismului genetic este foarte importantă pentru rezistenţele la boli. Sunt precizate 20 de gene (Pc) pentru rezistenţa la rugina coronată (Puccinia coronata), cu toate acestea boala este foarte extinsă în cultură.

În cazul ruginii negre (Puccinia graminis), spectrul raselor fiziologice se poate combate cu sistemul genetic existent în care sunt implicate genele Pg. Marea majoritate a soiurilor fiind foarte rezistente. (HERDER şi colab., 1995)

O problemă nerezolvată este rezistenţa la atacul de tăciune (Ustilago avenae). Deşi se cunosc forme foarte rezistente, genele implicate nu sunt localizate cu precizie.

1.5.4. Germoplasma.

Germoplasma la ovăz este foarte bogată. Deşi soiurile ameliorate româneşti sunt puţine, există un număr foarte mare de soiuri străine foarte valoroase, dar şi un număr mare de populaţii locale, deoarece ovăzul s-a menţinut în cultură în zonele de deal şi munte numai pe baza acestor cultivare.

Dintre soiurile străine, cele din Nordul Europei şi din America de Nord sunt cele mai valoroase din punct de vedere productiv şi calitativ. Cele din Centrul Europei sunt mai rezistente la secetă, iar cele din Est sunt rezistente la temperaturi scăzute.

Pe lângă aceste forme ale speciei cultivate se pot folosi cu succes în ameliorare şi unele specii înrudite în îmbunătăţirea rezistenţelor la boli, secetă, salinitate şi iernare. Folosirea acestora trebuie făcută cu atenţie pentru pot transmite şi unele caractere nefolositoare. Un alt inconvenient al folosirii speciilor înrudite este gradul ridicat de sterilitate al hibrizilor îndepărtaţi.

Formele fără pleve se pot utiliza pentru îmbunătăţirea calităţii, reducând procentul de pleve în favoarea creşterii celui de proteină.

1.5.5. Obiective de ameliorare.Ameliorarea capacităţii de producţie. La ovăz capacitatea de producţie este dată de

densitatea de panicule la unitatea de suprafaţă şi productivitatea unui panicul. Numărul paniculelor la unitatea de suprafaţă este dependentă de capacitatea de înfrăţire.

Ovăzul are o foarte bună capacitate de înfrăţire, dar realizarea unui număr mare de fraţi fertili depinde de condiţiile de creşterea asigurate.

Productivitatea paniculului este dată de numărul ramificaţiilor, numărul spiculeţelor, uniformitatea dezvoltării boabelor din spiculeţ, masa a 1000 boabe. Cele mai productive sunt formele cu panicule ovale, cu ramificaţii scurte, care au o fertilitate foarte bună. Acestea având o înflorire eşalonată pe un interval foarte scurt de timp, realizează 2-3 boabe aproximativ egale în spiculeţ. (ŞANDRU, 1994)

Pentru a creşte numărul boabelor pe panicul, selecţia trebuie făcută în direcţia creşterii numărului etajelor din panicul, dar amplasarea acestora să fie cât mai grupată.

În procesul selecţiei se vor avea în vedere, la început, caracterele cu ereditate mare: numărul spiculeţelor din panicul şi masa a 1000 boabe, lăsându-se la sfârşitul procesului de selecţie îmbunătăţirea capacităţii de înfrăţire.

În aplicarea selecţiei se vor avea în vedere şi corelaţiile dintre caracterele componente ale producţiei. Numărul spiculeţelor din panicul este corelat negativ cu numărul paniculelor pe plantă şi pozitiv cu talia plantelor. Având în vedere această din urmă corelaţie, este greu să se obţină forme rezistente la cădere cu pai scurt şi panicule mari.

Ameliorarea calităţii. Boabele de ovăz sunt importante pentru conţinutul lor în proteină, care poate trece de 16%. Pe lângă proteină se găsesc şi unele cantităţi de grăsimi, peste 3%. Proteina de ovăz este importantă prin calitatea deosebită, fiind echilibrată în privinţa conţinutului în aminoacizi. (FREY, 1991)

Creşterea conţinutului în proteină se realizează greu din cauza unor corelaţii nedorite. procentul de proteină este corelat negativ cu capacitatea de producţie. Din acest motiv se recomandă selecţia pentru producţia de proteină la hectar.

Îmbunătăţirea procentului de proteină se poate realiza şi prin scăderea conţinutului în pleavă la sub 20%. Aceasta se poate obţine prin utilizarea în ameliorare a unor gene de la formele golaşe, dar aceasta atrage o sensibilizare la scuturare.

În privinţa conţinutului de ulei, aceste este corelat negativ cu precocitatea şi conţinutul în

proteină. Aceste corelaţii sunt mai puţin importante deoarece uleiul nu constituie un componentă de bază.

Pentru alimentaţia umană, boabele de ovăz trebuie să prezintă unele caracteristici speciale legate de procesul de prelucrare şi transformare a acestora în fulgi. Din punct de vedere biochimic, boabele de ovăz sunt valoroase, pe lângă proteină a de calitate interesând şi conţinutul în -glucan, element care influenţează randamentul l prelucrarea boabelor. (PETERSON şi colab., 1995)

Ameliorarea rezistenţei la boli. Rezistenţa la unele dintre bolile ce atacă plantele de ovăz este rezolvată. În această situaţie se găseşte rezistenţa la rugina neagră. Rămân obiective permanente de ameliorare rezistenţele la rugina coronată şi la atacul de tăciune.

Rezistenţa la rugina coronată este greu de realizat deoarece nu se cunosc surse foarte rezistente. Pot fi utilizate gene de la unele specii înrudite (A.byzantina, A.strigosa). Boala nu produce pagube prea mari deoarece atacul survine într-o fază de vegetaţie avansată. La formele de toamnă, boala este foarte rar întâlnită, plantele fiind aproape mature în momentul atacului.

Pentru rezistenţa la tăciune, există surse de rezistenţă, dar atacul poate fi combătut foarte uşor prin tratament la sămânţă.

Ameliorarea rezistenţei la cădere şi la scuturare. Ambele însuşiri sunt deficitare la ovăz.Rezistenţa la cădere a ovăzului este foarte slabă din cauza elasticităţii necorespunzătoare a

paiului. Formele cu paiul gros şi scurt sunt mai rezistente, dar după uscare, acesta devine sensibil la rupere. Singura direcţie de acţiune este reducerea taliei. Cel mai valoros soi din acest punct de vedere este soiul pitic Scotland, dar aceste prezintă panicule şi boabe foarte mici. Obţinerea de modificări la nivelul structurii anatomice a paiului sunt foarte greu de realizat. Acestea ar fi posibile prin transferarea unor gene de la A.byzantina sau A.brevis.

Crearea de forme mai rezistente la scuturare se poate face prin selecţionarea liniilor cu panicule cu ramificaţii scurte. În general la ovăz, scuturarea se datorează ruperii ramificaţiilor. Ea se poate produce şi prin desprinderea boabelor din spiculeţ, dar numai la formele ce prezintă boabe cu perişori pe palee.

Ameliorarea rezistenţei la ger este un obiectiv de importanţă majoră pentru ovăzul de toamnă. Această însuşire nu este foarte bine imprimată genetic, ovăzul de toamnă fiind selecţionat din forme de primăvară supuse stresului termic. O mai bună rezistenţă la temperaturi scăzute se poate crea prin alegerea formelor cu tufă culcată, între cele două caractere existând o corelaţie pozitivă. (MĂCEŞANU MARINA şi colab., 1986)

Slaba rezistenţă la iernare se datorează numai în parte unei rezistenţe necorespunzătoare la ger. La nivelul nodului de înfrăţire, ovăzul rezistă până la -10--150C. Foarte dăunătoare este lipsa zăpezii şi alternarea îngheţului cu dezgheţul. ovăzul trebuind a fi semănat mai la suprafaţă, descălţarea este foarte frecventă, aceasta ducând la dispariţia peste iarnă a unui număr mare de plante.

Lipsa unei rezistenţe corespunzătoare este suplinită de buna capacitate de înfrăţire. În condiţiile unui spaţiu de nutriţie suplimentar, planta poate duce la maturitate peste 5 fraţi fertili, aceştia suplinind plantele pierite în timpul iernii. (FREGEAN şi colab., 1986)

Pentru ameliorarea acestui caracter pot fi utilizate soiurile de provenienţă americană sau unele specii înrudite (A.fatua, A.ludiviciana).

Ameliorarea rezistenţei la secetă. Ovăzul este o plantă foarte pretenţioasă faţă de umiditate. Deşi există specii de ovăz foarte rezistente la secetă (A.abissinica, A.strigosa), soiurile de ovăz sunt

sensibile, seceta ducând la manifestarea fenomenului de şiştăvire. Ca germoplasmă pentru crearea de soiuri mai rezistente, se pot utiliza formele specifice de stepă, create în Rusia.

Selecţia pentru această însuşire poate fi uşurată de corelaţia pozitivă cu prezenţa aristelor şi a perişorilor pe frunze şi palee.

1.5.5. Metode de ameliorare.Selecţia a fost o metodă larg folosită în ameliorarea ovăzului. Prin această metodă au fost

create vechile soiuri româneşti pornind de la unele populaţii locale. Acestea ar putea fi prelucrate în continuare prin selecţie, deoarece forme de acest tip sunt foarte prezente în cultură, cu precădere în zonele de deal şi munte.

Pentru crearea de variabilitate este foarte larg utilizată hibridarea. Pot fi utilizate toate variantele hibridării, atât cea intraspecifică, cât şi cea interspecifică.

Back-cross-ul este o altă metodă utilizată în îmbunătăţirea rezistenţelor la boli. Heterozisul este un fenomen ce poate produce creşteri ale productivităţii, dar obţinerea

hibrizilor pentru producţie nu este posibilă datorită negăsirii surselor de androsterilitate, iar castrarea manuală pe suprafeţe mari nu este posibilă.

1.6. AMELIORAREA PORUMBULUI.

Extinderea culturii porumbului pe suprafeţe mari este motivată de unele avantaje ale acesteia. Principalul avantaj este acela că producţiile obţinute sunt mult mai ridicate decât la celelalte cereale. Un alt avantaj este acela că hibrizii de porumb existenţi în cultură au o plasticitate ecologică largă, valorificând foarte bine fertilizarea. Nu trebuie uitat faptul că porumbul suportă şi monocultura, iar tehnologiile moderne permit o mecanizare totală a culturii.

Importanţa culturii reiese şi din posibilităţile multiple de valorificare a boabelor. Principala utilizare a boabelor de porumb este în furajarea animalelor, dar procentul relativ de proteină şi lipsa a doi aminoacizi esenţiali (lizina şi triptofanul) din proteina de porumb, impun completarea raţiilor

cu furaje care să aducă un aport proteic mai susţinut. În furajare, porumbul mai este folosit şi ca masă verde sau siloz.

La nivel mondial, 15 % din producţia de boabe este destinată industrializării. Produsele industriale obţinute îşi găsesc utilizare în alimentaţia umană sau sunt folosite în diferite domenii.

Astfel, pe lângă produsele alimentare, din porumb se mai obţin: alcool, ulei, glucoză, dextroză, unele substanţe folosite în industria vopselelor şi a celuloidului. În ţara noastră, porumbul îşi găseşte aceleaşi utilizări.

1.6.1. Originea şi sistematica.

Originea americană a porumbului, care astăzi este universal recunoscută, a fost contestată de către unii cercetători.

Astfel, unii autori au susţinut originea asiatică a porumbului pornind de la unele confuzii de traducere, confundându-se denumirile meiului din scrierile foarte vechi cu denumirea Zea dată de către Linne.

O altă ipoteză susţine că porumbul este originar din Africa şi a pătruns în Europa prin intermediul turcilor. Eroarea se datorează descoperirii în mormintele egiptene a unor seminţe de sorg, care s-a crezut că sunt de porumb.

Scrierile demonstrează că în America, în momentul descoperirii acesteia, porumbul era cultivat pe scară largă, aplicându-se o tehnologie de cultură destul de avansată. Originea americană a porumbului este susţinută de o bogăţie de forme adaptate pentru diverse scopuri precum şi o pronunţată plasticitate ecologică ce poate fi găsită pe acest continent în cazul porumbului.

Problemele care încă nu sunt elucidate deplin, sunt cele de localizare precisă pe continentul American a originii porumbului.

HARSHBERGER (1901) consideră ca centrul de origine al porumbului platourile înalte ale Mexicului, unde luarea în cultură a acestei plante a avut loc la începutul erei creştine, de unde s-a răspândit spre sud (în jurul anilor 700) şi spre nord (prin anii 1000). (CRISTEA, 1977)

Alţi autori consideră că porumbul a fost luat în cultură concomitent în mai multe centre, iar descoperirile arheologice atestă că în America de Sud şi America Centrală, porumbul a fost cultivat cu 4000-6000 de ani î.Ch. Asemenea dovezi se găsesc şi în Mexic, unde au fost descoperiţi cei mai vechi ştiuleţi primitivi de porumb.

Făcându-se un studiu de ansamblu al teoriilor legate de originea porumbului, s-a concluzionat că principalul centru de origine este situat în Mexic, fiind urmat de centrele secundare situate în Peru şi Guatemala (MUREŞAN şi colab., 1973)

Dezvoltarea filogeniei porumbului este o problemă controversată deoarece nu se cunoaşte nici o formă sălbatică vie a acestei plante. O formă sălbatică cu ştiulete asemănător celui de porumb nici nu ar putea exista deoarece răspândirea singură a seminţei, fără ajutorul omului, este imposibilă.

În privinţa evoluţiei porumbului există mai multe teorii care aduc argumente, dar împotriva cărora există şi numeroase obiecţii.

Derivarea din porumbul tunicat. Această ipoteză a fost emisă în anul 1929 de către Saint-Hilaire şi a pornit de la un tip special de porumb adus din Brazilia care a fost denumit Zea mays var.tunicata. Ideea a fost susţinută de faptul că în America de Sud şi Centrală au fost cunoscute, din cele mai vechi timpuri forme de porumb cu bobul îmbrăcat.

Pentru această presupunere au fost unele păreri împotrivă. Un principal argument este acela că porumbul tunicat homozigot nu produce polen, dar por exista şi abateri. Un alt argument

împotrivă este acela că în Peru şi Bolivia, zone unde porumbul este cultivat din timpuri preistorice, nu se cunoaşte vreo formă tunicată. Această constatare este minoră ca importanţă deoarece au fost descoperiţi ştiuleţii tunicaţi din timpuri străvechi. (CRISTEA, 1977)

Derivarea din Euchlaena prin mutaţii. Asemănarea dintre porumb şi Euchlaena mexicana

(teosinte) a făcut să se creadă că porumbul a evoluat din această specie. Unii cercetători aduc argumente împotriva acestei presupuse filogenii. Deosebirile morfologice şi genetice dintre cele două specii fiind numeroase şi complexe, evoluţia din Euchlaena prin mutaţii este foarte puţin probabilă. În caz că ar fi avut loc, ar fi fost implicate mecanisme genetice azi necunoscute. Combaterea acestei ipoteze este susţinută de descoperirile arheologice ale unor forme ancestrale de porumb total diferite de tipul Euchlaena.

Derivarea din Euchlaena prin hibridare. Această presupunere are la bază hibridarea speciei Euchlaena cu o specie înrudită necunoscută, în urma căreia ar fi apărut varietatea Zea canina. Această ipoteză a fost lansată în anul 1901 de către Harschberger şi a fost completată de Collins (1919) şi Penzig (1922). După părerile acestora, E.perenis s-ar fi încrucişat cu o specie de sorg rezultând Zea antiqua, formă fosilă descoperită în Peru. Zea antiqua, Prin retroîncrucişare cu E.perenis ar fi dat naştere la E.mexicana (formă sălbatică cunoscută), care rpin retroîncrucişare cu Zea antiqua a dus la apariţia speciei Zea mays var.everta. Această ipoteză are puţini susţinători, fiind prea complicată.

Derivarea din Tripsacum prin hibridare. Această ipoteză a fost lansată în anul 1910 de către Goebel care susţine că s-a pornit de la hibridul dintre T.dactyloides şi un porumb tunicat primitiv, ceea ce a rezultat fiind E.mexicana, care s-a retoîncrucişat cu ambele forme parentale, în final apărând porumbul sub forma cunoscută.

Această ipoteză este combătută prin faptul că porumbul tunicat este androsteril, iar Magelsdorf şi Reevs, în anul 1945 presupun că forma străveche de porumb tunicat era androfertilă. În favoarea acestei ipoteze există afirmaţii din experimentele efectuate care arată că este posibilă o hibridare naturală între Zea mays şi Tripsacum.(De Welt şi Harlan, 1972)

Din cele prezentate, filogenia pe această cale poate fi posibilă.Derivarea dintr-un strămoş comun. Această ipoteză susţine că porumbul modern ar fi

evoluat prin evoluţie divergentă, existând un strămoş comun pentru genurile Tripsacum, Euchlaena şi Zea. Weatherwax susţine că strămoşul celor trei genuri a fost o plantă asemănătoare speciei actuale Tripsacum. Transformările ce au dus la apariţia porumbului actual s-ar fi datorat factorilor naturali, dar şi intervenţiei omului. Apariţia acestei forme ar fi avut loc în Mexic de unde s-a răspândit şi în alte areale.

În favoarea acestei ipoteze vin descoperirile arheologice care au adus la lumină polen aparţinător celor trei genuri, cu o vechime de peste 80.000 ani.

Ipoteza tripartită. Aceasta este ultima ipoteză lansată, având la bază elementele celorlalte teorii. Această ipoteză susţine că porumbul cultivat provine din Z.mays everta, o formă sălbatică ce a dispărut, dar care a fost şi cultivată în America de Sud.

A doua susţinere este aceea că Euchlaena provine prin hibridare între Z.mays şi Tripsacum, aceasta având loc după introducerea în cultură a porumbului în America Centrală.

Cea de a treia idee este că formele moderne de porumb sunt rezultatul introgresiunii porumbului cu Euchlaena şi Tripsacum. Aceste ipoteze au fost emise în anii '60 şi par cele mai plauzibile fiind susţinute de descoperiri arheologice şi de unele demonstraţii experimentale. Cu toate acestea, teoriile lansate de Reeves şi Mangelsdorf în 1959 atrag foarte multe obiecţii.

Evoluţia porumbului în condiţii de cultură. Între formele actuale de porumb şi fosilele descoperite sunt deosebiri foarte mari. Mărturiile arheologice arată că ştiuleţii porumbului sălbatic erau bisexuaţi, seminţele fiind situate la partea inferioară, îmbrăcate parţial de glume. Răspândirea

lor a fost posibilă datorită unor bractee mari, dehiscente, cât şi datorită fragilităţii rahisului. De la această formă, la cea actuală au fost necesare modificări foarte mari. Punctul de plecare a fost o mutaţie a genei Tu, care ajunsă în stare recesivă (tu) a eliberat bobul din glume. Învelişul desprins de pe bob a protejat întregul ştiulete. Transformările ulterioare s-au produs cu ajutorul omului,

printr-o selecţie artificială, rezultând ştiuleţi mult mai mari, cu boabe mai mari şi mai multe, grupate compact pe ştiulete. Aceste transformări au avut loc înainte de hibridările cu Tripsacum.

După hibridările cu acest gen au apărut modificări care au dus la apariţia unei variabilităţi foarte mari, dintre care cele mai importante au fost sporirea rezistenţei la boli şi la factorii de mediu nefavorabili, acestea permiţând extinderea porumbului şi în alte zone.

În privinţa sistematicii, se cunoaşte că specia Zea mays face apret din familia Gramineae , tribul Maydeae, care cuprinde cele trei genuri prezentate. Genul Zea are o singură specie, cu mai multe subspecii, grupe sau convarietăţi. Deosebirile dintre acestea sunt foarte mici, la nivelul unei singure gene, de aceea nu sunt considerate specii diferite.

1.6.2. Genetica porumbului.Cercetările de genetică la porumb sunt numeroase, această plantă având unele avantaje

pentru studiile de acest tip. Numărul cromozomilor este redus, fiind o specie diploidă cu 2n=20 cromozomi. Datorită separării sexelor în inflorescenţe diferite, hibridările se efectuează uşor. Pe de altă parte, numărul mutaţiilor naturale este foarte mare.

Variabilitatea numărului de cromozomi în cadrul genului Zea este inexistentă, dar ea apare în cadrul genurilor înrudite. În cadrul genului Euchlena apar forme diploide (2n=20) sau tetraploide (2n=40). Aceeaşi situaţie se poate întâlni şi în cadrul genului Tripsacum, gen în care se pot găsi forme diploide (2n=36) sau tepraploide (2n=72).

Dacă prezenţa poliploizilor naturali la porumb nu este semnalată, s-au întâlnit însă monoploizi sau forme aneuploide, care au fost utilizaţi în întocmirea hărţilor cromozomiale şi la stabilirea grupelor de linkage.

În cazul porumbului, determinismul caracterelor este bine stabilit pentru principalele caractere.

Talia plantelor este un caracter determinat poligenic, fiind implicate 10 gene recesive. Cele mai importante dintre acestea sunt genele care contribuie la micşorarea taliei. Aceste gene se pot grupa în trei categorii. prima categorie este cea a agenţilor care produc hibrizii aberanţi, plante foarte scunde, cu habitus compact, aproape sterili. O a doua grupă este cea a genelor "brevis" care produc plante pitice, la care organele sunt micşorate proporţional, deci acestea prezintă ştiuleţi mici, fără importanţă pentru cultură. Cea de a treia grupă de gene, sunt genele "dwarf", gene care scurtează internodiile de sub ştiulete, reducându-se astfel doar talia, fără a fi afectată mărimea ştiuleţilor, deci capacitatea de producţie. Aceste gene sunt care se utilizează în ameliorare pentru îmbunătăţirea rezistenţei la cădere.

Capacitatea de producţie este un caracter determinat poligenic, numărul genelor implicate, ca şi al caracterelor componente, fiind foarte mare, iar interacţiunile dintre ele de diferite tipuri. Se comportă ca şi caractere dominante: ştiuletele mare, numărul mare de rânduri pe ştiulete, rahisul de culoare roşie, bobul de culoare galbenă şi de tip dentat. S-a constat interacţiune de tip aditiv între gene pentru caracterele: lungimea şi diametrul ştiuletelui, greutatea ştiuletelui şi durata de vegetaţie.

Calitatea este o însuşire foarte complexă la porumb. În funcţie de destinaţia boabelor, conţinutul biochimic al acestora poate fi influenţat de diferite gene:

- genele "sh" (shrunken) sporesc conţinutul de zahăr în endosperm, ducând la formarea boabelor zbârcite;

- genele "fl" (floury) cresc conţinutul în aminoacizii esenţiali lizina şi triptofan producând endospermul de tip făinos;

- genele "o" (opaque) au aceeaşi influenţă ca şi cele "fl" ducând la apariţia endospermului semifăinos;

- genele "'su" (sugary) duc la creşterea conţinutului în polizaharide de 8 până la 10 ori, şi în monozaharide de 2 ori, având ca efect apariţia endospermului zbârcit şi translucid;

- genele "wx" (waxy) produc un endosperm ceros, bogat în amilopectină;- genele "ae" (amylose extender) duc la creşterea conţinutului în amiloză.Rezistenţele la boli şi dăunători sunt caractere pentru care numărul genelor implicate este

foarte mare. În special pentru rezistenţa la boli este cunoscut atât determinismul monogenic cât şi cel poligenic.

Pentru rezistenţa la tăciunele comun (Ustilago zeae) este cunoscută gena fundamentală Pp şi genele secundare Sn, Un, S4 şi W4.

Rezistenţa la atacul de Fusarium sp. Există un complex de gene cu efecte de aditivitate, epistazie şi dominanţă.

Un număr mare de gene sunt cunoscute şi pentru rezistenţa la helmintosporioză (Helminthosporium turcicum), cele mai cunoscute fiind bmo, P, b, Su1, Wx, şi Ht. Dintre acestea doar gene Ht asigură rezsitenţă de tip monogenic.

Atacul de rugină (Puccinia sorghi) poate fi controlată de genele rpa, rpd şi rpc.Androsterilitatea este o însuşire importantă în producerea seminţei hibride la porumb. Din

diferite surse au fost descoperite 20 de gene recesive ("ms") alături de 3 tipuri de plasmagene (T,S,M) care contribuie la determinarea androsterilităţii de tip nucleo-citoplasmatic. Pentru a utiliza acest tip de androsterilitate este necesară crearea formelor paterne posesoare a genelor restauratoare de fertilitate ("Rf"). Aceste gene sunt în număr de 3: Rf1 şi Rf2 pentru sursa T, şi Rf3 pentru sursa S. Folosind acest complex de forme parentale este posibilă obţinerea seminţelor hibride la un preţ de cost mai mic, eliminându-se lucrarea manuală de castrat.

1.6.3. Germoplasma.Germoplasma la porumb este foarte bogată. Polenizarea alogamă a făcut posibilă apariţia

unei variabilităţi foarte pronunţate.Cultivarea în America, din cele mai vechi timpuri, dar şi extinderea foarte rapidă în cultură

în Europa, a dus la apariţia unui număr mare de populaţii locale. Aceste forme sunt foarte valoroase pentru procesul de ameliorare având un grad mare de adaptabilitate fiind posesoarele unor complexe de gene de rezistenţă la atacul bolilor, dar care imprimă şi o bună capacitate combinativă, element esenţial în crearea de hibrizi. O bună parte din aceste populaţii locale sunt stocate în Banca de gene ( porumbul de tip: Hângănesc, Cincantin, Arieşan, Suceava, Dobrogea, Bănăţean), dar ele mai pot fi întâlnite sporadic în zonele unde agricultura este mai puţin dezvoltată.

Tot în categoria formelor vechi, cu valoare asemănătoare populaţiilor locale, sunt soiurile create la începuturile ameliorării ştiinţifice ( ICAR 54, Phister, Românesc de Studina, Portocaliu de Târgu Frumos, Galben timpuriu). Aceste soiuri sunt păstrate şi în cadrul laboratoarelor de ameliorare sau la Banca de gene.

Forme asemănătoare sunt găsite şi în colecţiile din străinătate. Aceste soiuri şi populaţii locale străine sunt folosite adesea ca surse de îmbunătăţire a rezistenţelor la boli sau a altor însuşiri.

Ca surse de material iniţial se utilizează şi hibrizii româneşti sau străini cultivaţi sau scoşi din cultură, cât şi liniile consangvinizate forme parentale. Acestea sunt forme mai uşor de îmbunătăţit, progresul obişnuit fiind mai rapid.

O categorie aparte de material iniţial o constituie sursele speciale de gene. Acestea sunt linii consangvinizate care posedă gene speciale pentru îmbunătăţirea calităţii, pentru reducerea taliei sau pentru androsterilitate. Din aceste surse genele respective se transferă la liniile consangvinizate forme parentale aflate în curs de ameliorare.

1.6.4. Obiective de ameliorare.În stabilirea obiectivelor de ameliorare trebuie avut în vedere faptul că la porumb se cultiva

numai hibrizi. Avantajul cultivării hibrizilor este acela că prezintă o capacitate de producţie mult mai mare şi mai stabilă decât a soiurilor. Pentru acest tip de cultivar se impun următoarele obiective.

Ameliorarea capacităţii de producţie. Capacitatea de producţie la porumb este un caracter foarte complex. principalele componente ale producţiei la unitatea de suprafaţă sunt: numărul plantelor la hectar şi producţia pe o plantă.

Numărul plantelor la unitatea de suprafaţă este dependent de unele caracteristici morfologice şi fiziologice: habitusul plantei, ritmul de creştere, capacitatea de asimilaţie şi pretenţiile faţă de lumină.

O desime mai mare se poate realiza prin crearea unor forme cu creştere rapidă în primele faze de vegetaţie, cu o suprafaţă de asimilaţie sporită şi cu o capacitate de utilizare eficientă a luminii. Pentru a realiza aceste deziderate plantele trebuie să prezinte frunze late şi poziţionate la un unghi cât mai ascuţit faţă de verticală pentru a valorifica cu eficienţă sporită lumina. Pe lângă acestea, talia plantelor trebuie redusă, în acest sens fiind utilizate genele de scurtare a internodiilor situate sub inserţia primului ştiulete. Prin aceasta se realizează şi o îmbunătăţire a rezistenţei la cădere. În asemenea condiţii pot fi realizate desimi de 120.000 plante la hectar numai dacă pretenţiile faţă de lumină şi umiditate sunt reduse, cele faţă de substanţele nutritive din sol fiind satisfăcute prin sistemul de fertilizare. (ANGLADE şi colab., 1992)

Productivitatea plantei este realizată pe baza mai multor componente morfologice, cele mai importante fiind: numărul ştiuleţilor pe plantă, greutatea ştiuleţilor, randamentul de boabe şi masa a 1000 boabe.

Numărul ştiuleţilor pe plantă este un caracter cu variabilitate destul de bună. Atât în cadrul speciei, cât şi în cadrul genurilor înrudite există forme cu mai multe inflorescenţe femele. Din acest punct de vedere, există două posibilităţi în ameliorare. Există surse pentru crearea de hibrizi prolifici, cu mai mult de 2 ştiuleţi pe plantă. Dezavantajul acestora este faptul că nu suportă umbrirea, deci densităţile care se pot aplica sunt reduse. Faza critică pentru umbrire este în perioada înfloritului, în acest moment plantele fiind şi foarte înalte.

O altă direcţie, şi cea mai favorabilă, este crearea hibrizilor semiprolifici, cu 2 ştiuleţi pe plantă. Aceştia pot realiza un ştiulete normal chiar în condiţii de mediu nefavorabile, suportând şi desimi destul de ridicate. Surse pentru crearea unor astfel de hibrizi se găsesc în materiale americane: soiul Florida 300 sau liniile R 71 şi B 60. Pot fi utilizate în acest sens şi forme din genul Euchlena.

În privinţa producţiei pe ştiulete se urmăreşte crearea de forme la care numărul boabelor pe ştiulete să fie de 800-1000, cu o masă a 1000 boabe de 400-500 g şi un randament minim de 80%.

În selecţionarea unor forme productive trebuie avute în vedere corelaţiile care sunt stabilite între producţie şi unele caractere morfologice. Aceste corelaţii sunt diferite la liniile consangvinizate faţă de hibrizi.

La liniile consangvinizate, cele mai importante corelaţii pentru selecţie, sunt cele dintre talia plantelor şi randamentul de boabe sau cele dintre numărul ştiuleţilor pe plantă şi dimensiunile ştiuleţilor.

În cazul hibrizilor, în selecţie se folosesc alte corelaţii, respectiv cele dintre capacitatea de

producţie şi înflorirea târzie, talia plantelor, numărul internodiilor de sub ştiulete, numărul ştiuleţilor pe plantă, dimensiunile ştiuleţilor şi randamentul de boabe.

Ameliorarea calităţii. În ameliorarea calităţii porumbului se urmăresc două aspecte: creşterea procentului de proteină în boabe şi îmbunătăţirea calităţii proteinei. Pentru destinaţiile speciale ale boabelor de porumb sunt luate în considerare alte aspecte.

Procentul de proteină din bobul de porumb, de regulă are valori de 9-11%. În ameliorarea se urmăreşte depăşirea pragului maxim, dar şi îmbunătăţirea calitativă a proteinei, deoarece este deficitară în anumiţi aminoacizi esenţiali (lizina şi triptofan). procentul de proteină din bob este determinat poligenic, fiind cunoscut faptul că un procent scăzut este dominant asupra procentului ridicat. Pentru a creşte procentul de proteină din bob se recomandă, ca în hibridări, forma cu conţinutul cel mai mare în proteină să fie utilizată ca formă mamă, deoarece 2/3 din endosperm provine de la genitorul matern.

Fracţia proteică cea mia importantă din proteina porumbului este zeina, care reprezintă aproximativ 55%. Această fracţie este deficitară în cei doi aminoacizi esenţiali lizina şi triptofanul. Pe lângă zeină, în proteina porumbului se mai găsesc: glutelina în proporţie de 40%, globulina în proporţie de 2% şi 3% albumine. În aceste trei fracţii proteice se găseşte lizina şi triptofanul. Calea de îmbunătăţire a conţinutului în lizină şi triptofan este cea de scădere a participare a zeinei. Aceasta se realizează destul de dificil datorită corelaţiei pozitive dintre procentul de proteină din bob şi procentul de participare a zeinei.

Pentru a reduce procentul de participare a zeinei se pot utiliza genele "o" şi "fl". Astfel, gena "o" reduce participarea zeinei la 25,4%, crescând procentul de lizină de la 1,6% la 3,7% , iar gena "fl" reduce participarea zeinei la 28,7 crescând procentul de lizină la 3,4%. Aceste gene au fost introduse în unii hibrizi, menţinând înalt şi nivelul producţiilor. (POLLACSEK, 1970)

Calitatea boabelor de porumb poate fi testată cel mai bine prin experimentări pe animale, răspunsul acestora la furajarea cu porumb fiind cel mai bun criteriu de selecţie deoarece s-a constatat că există diferenţe în privinţa preferinţelor faţă de unii hibrizi, chiar dacă din punct de vedere biochimic aceştia sunt apropiaţi. (GIELEN şi colab., 1988)

O utilizare specială a boabelor de porumb este cea din industria alimentară, pentru extragerea uleiului. Grăsimile se găsesc într-o concentraţie mai mare în embrionul boabelor. Pentru a creşte randamentul extragerii uleiului, în selecţie se vor reţine formele cu embrion mare. Creşterea mărimii embrionului se realizează destul de greu, deoarece este un caracter determinat poligenic, determinismul fiind destul de puţin cunoscut.

Boabele de porumb sunt frecvent utilizate în industrializare pentru extragerea amidonului. Amidonul de porumb are două componente principale: amilopectina (75%) şi amiloza (25%). Cele două componente au întrebuinţări diferite, astfel că, în funcţie de scopul industrializării, există gene cu ajutorul cărora se pot crea forme bogate în una sau în cealaltă dintre componente.

Amilopectina se utilizează în industria coloranţilor şi a adezivilor. Pentru a creşte participarea amilopectinei până la 100% din totalul amidonului se pot utiliza genele "wx". (WHISTLER şi colab., 1984)

Cealaltă componentă, amiloza, este folosită în industrial maselor plastice, a celuloidului, a celofanului. Prin utilizarea genelor "ae", amiloza poate reprezenta până la 80% din totalul de amidon. (BOYER şi PREISS, 1978)

Pe lângă aceste utilizări întâlnite pe scară mai largă, în privinţa calităţii la porumb, pot apărea obiective speciale, care impun crearea unor hibrizi deosebiţi. Astfel se poate urmări obţinerea unor hibrizi cu boabe bogate în zahăr la porumbul zaharat, hibrizi a căror boabe să aibă capacitatea de a-şi mări volumul la prelucrarea termică în cazul porumbului pentru floricele sau

hibrizi cu un conţinut ridicat de acid nicotinic în boabe, în cazul în care se urmăreşte utilizarea acestora în tratarea unor boli de nutriţie. (PAN şi NELSON, 1984)

Ameliorarea duratei de vegetaţie. Acest obiectiv este prezent la majoritatea speciilor. Deşi este cunoscut faptul că capacitatea mare de producţie la porumb este corelată cu o durată de vegetaţie lungă, crearea de hibrizi precoce rămâne un obiectiv de ameliorare datorită unor avantaje pe care le aduc. Condiţia creării unor astfel de hibrizi estre aceea de a combina o bună capacitate de producţie cu o perioada scurtă de vegetaţie. Formele cu perioada de vegetaţie de 90-120 zile permit extinderea porumbului şi în zonele colinare, iar în zonele de şes, se ocoleşte perioada de secetă din vară, care duce la o slabă legare a florilor şi la apariţia fenomenului de şiştăvire. Asemenea hibrizi constituie şi bune premergătoare pentru culturile de toamnă, eliberând terenul mai devreme.

Pentru a rupe corelaţie dintre productivitate şi tardivitate, în ameliorare se va aplica o alegerea foarte riguroasă a genitorilor, dar şi o selecţie specială pentru parcurgerea într-un ritm foarte rapid a fazelor de vegetaţie premergătoare înfloritului. Aceşti hibrizi trebuie să prezinte un număr mai mare de frunze, la nivelul formelor tardive, crescându-se aceste caracter de la 8-10 frunze cât prezintă formele precoce, la aproape de 20-24 frunze, cât prezintă formele tardive. Asemenea tipuri morfo-fiziologice se pot crea prin efectuarea de încrucişări între linii foarte productive din convarietatea dentiformis cu linii foarte precoce din convarietatea indurata.

O altă cale de a grăbi maturizarea este obţinerea unor hibrizi capabili să germineze la temperaturi mai scăzute, astfel devansându-se data semănatului. Surse pentru realizarea acestui deziderat pot fi găsite printre populaţiilor locale vechi.

Ameliorarea rezistenţei la temperaturi excesive. Temperaturile scăzute afectează cultura porumbului în primele faze de vegetaţie. Din acest punct de vedere, în ameliorare, se vor crea forme capabile să germineze la temperaturi mai scăzute, la nivelul a 5-100C sau chiar sub 50C. Această caracteristică permite semănatul mult mai de timpuriu, astfel că plantele beneficiază în perioada înfloritului şi ulterior, de o climă mai favorabilă. De asemenea, se permite lungirea perioadei de vegetaţie în favoarea creşterii capacităţii de producţie. Pentru realizarea acestui obiectiv se recomandă efectuarea de hibridări între forme indurata din zonele nordice cu forme dentiformis din zonele sudice.

Acţiunea temperaturilor scăzute în primele faze de vegetaţie este foarte dăunătoare asupra sistemului radicular, aceste fiind inhibat din creştere. Acţiunea dăunătoare a temperaturilor scăzute se manifestă şi asupra boabelor în curs de germinaţie sau a plantulelor răsărite, inhibând sau diminuând activitatea metabolică.

Rezistenţa la temperaturile ridicate este un obiectiv necesar hibrizilor destinaţi cultivării în partea de sud şi sud-est a ţării. În perioadele cu temperaturi ridicate, în aceste zone se semnalează şi seceta, acest tip se rezistenţă fiind corelată cu rezistenţa la secetă.

Ameliorarea rezistenţei la secetă. Rezistenţa la secetă este un obiectiv special. Seceta şi arşiţa au influenţă nefastă în perioada înfloritului şi a umplerii boabelor. Aceste condiţii duc la distrugerea viabilităţii polenului şi a receptivităţii stigmatelor. Evitarea acestei situaţii se poate realiza prin cultivarea hibrizilor timpurii, dar aceştia au o slabă capacitate de producţie.

Pentru a îmbunătăţi rezistenţa la secetă şi arşiţă, cei mai buni genitori sunt găsiţi printre formele indurate cu o bună precocitate, sau preluând gene de la genurile înrudite Euchlena şi Tripsacum. De la aceste forme se preiau gene care imprimă modificări ale ritmului de creştere,

accelerând creşterea în primele faze de vegetaţie, dar şi o mai bună dezvoltare a sistemului radicular. (MUREŞAN şi CRĂCIUN, 1971)

Testarea foarte rapidă a materialului pentru acest caracter se poate realiza cu succes prin testul germinării în soluţie de zaharoză.

Ameliorarea rezistenţei la boli. Rezistenţa la boli a porumbului este un obiectiv foarte important datorită numărului mare de agenţi patogeni care apar la această plantă. Unii dintre aceştia pot avea provoca atacuri foarte puternice, pagubele produse fiind foarte importante. De asemenea, o serie de boli se instalează pe ştiuleţi sai boabe, provocând deprecierea materialului semincer.

Unele boli, cum sunt: Fusarium sp., Pythium sp. şi Giberella sp., prezintă pericol foarte mare după semănat, pe solurile reci şi cu exces de umiditate. Pentru aceşti agenţi patogeni nu se cunosc surse de gene pentru rezistenţă. Prevenirea şi combaterea lor se poate face numai prin măsurile agrotehnice şi aplicarea tratamentelor la sămânţă.

Alte boli foarte răspândite sunt tăciunii, boli provocate de Ustilago maydis şi Sorosporium holci-sorghi. Nici pentru acestea nu se cunosc surse de rezistenţă totală din cauza numărului mare de rase fiziologice ale agenţilor patogeni. Prin mutaţii au fost create câteva gene de rezistenţă specifice unor rase. Ca surse de toleranţă la aceste boli se pot utiliza populaţiile locale şi unele soiuri vechi din Rusia.

Rezistenţa la rugină, boală provocată de Puccinia sorghi este posibil a fi rezolvată prin transferarea genei Pp1d, genă care imprimă rezistenţă totală.

Pagube foarte importante se datorează atacului de Helminthosporium turcicum. Pentru acest agent patogen se cunosc doar surse de toleranţă. Ce mai valoroşi genitori se pot găsi în germoplasma provenită din Gruzia, sau în cadrul genurilor înrudite Euchlena şi Tripsacum.

Ameliorarea rezistenţei la dăunători. Dăunătorii care produc pagubele cele mai mari la porumb sunt sfredelitorul porumbului şi molia.

Sfredelitorul porumbului produce pagube importante datorită faptului că atacă toate organele plantei: frunză, tulpină ştiuleţi. Atacul la frunze poate fi combătut pe cale genetică prin utilizarea genelor W22 şi W22R care duc la apariţia în frunze a unor toxine. Aceste substanţe nu se regăsesc şi în pănuşi şi ştiulete, astfel că acestea sunt atacate. Foarte păgubitor este şi atacul la tulpină deoarece provoacă frângerea plantelor, îngreunând lucrările de recoltat. (GUTHIRE şi colab., 1986)

Molia atacă în stadiul de larvă. Ouăle sunt depuse pe stigmatele ştiuletelui, iar larvele pătrund pe sub pănuşi la ştiulete. Prevenirea atacului se poate realiza prin crearea unor forme cu ştiuleţi bine acoperiţi de pănuşi.

Ameliorarea aptitudinilor pentru recoltarea mecanizată. mecanizarea lucrării de recoltat la porumb este un obiectiv fără de care nu se concepe o tehnologie modernă. Efectuarea unei astfel de lucrări în bune condiţii este împiedicată de existenţa plantelor căzute sau frânte, a celor cu sistem radicular slab ancorat în sol care la recoltare se pot smulge sau a celor cu ştiuleţi cu pănuşi strânse, rahis foarte gros şi tenace. Având în vederea acest complex de caracteristici, ameliorarea aptitudinilor pentru recoltare mecanizată este un obiectiv ce prezintă mai multe componente.

Un principal component este rezistenţa la cădere şi frângere. Căderea se datorează unei slabe înrădăcinări. Din acest punct de vedere se caută crearea hibrizilor cu sistem radicular profund, aceste aducând şi avantajul unei valorificări mai bune a rezervelor de apă şi substanţe nutritive din sol.

Frângerea poate avea două cauze. Una este atacul de sfredelitorul porumbului, iar cealaltă, o slabă dezvoltare a ţesuturilor mecanice din tulpină. Testarea celei de a doua cauze se poate realiza în laborator prin metode speciale, ca urmare selecţionarea unor genotipuri rezistente la frângere este posibilă.

Un element care influenţează atât căderea cât şi frângerea este înălţimea plantelor, formele cu talie înaltă fiind sensibile. Reducerea taliei se poate realiza prin utilizarea genelor de obţinere a hibrizilor brahitici, cu internodiile de sub ştiulete scurte. (HEBERT, 1990)

Un alt aspect al uşurării recoltatului mecanizat se referă la morfologia ştiuleţilor. Pentru a

obţine o bună calitate a acestei lucrări, ştiuleţii trebuie să fie inseraţi uniform pe tulpini, înălţimea de inserţie fiind mai joasă, pedunculul să fie mai redus pentru o desprindere uşoară a ştiuleţilor, iar îmbrăcarea în pănuşi să fie lejeră pentru o depănuşare rapidă şi completă.

Ca obiective speciale în ameliorarea porumbului pot fi amintite crearea unor hibrizi pentru cultivarea în condiţii de irigare şi a unor genotipuri rezistente la erbicide.

Hibrizii destinaţi cultivări în zonele irigate trebuie să prezinte însuşiri aparte. Astfel, trebuie să suporte desimi foarte mari la unitatea de suprafaţă. Pentru aceasta trebuie să fie rezistenţi la cădere, puţin pretenţioşi faţă de lumină, foarte rezistenţi la atacul bolilor şi să fie capabili să valorifice doze mari de îngrăşăminte.

Rezistenţa la un spectru cât mai larg de erbicide este impusă de gama largă de buruieni întâlnită în culturile de porumb. Combaterea buruienilor prin erbicidare este un element de modernizare a tehnologiei, excluderea praşilelor manuale şi reducerea celor mecanice contribuind la creşterea eficienţei economice a culturii.

1.6.5. Metode de ameliorare.În decursul ameliorării porumbului s-aui conturat două grupe mari de metode. Metodele

bazate pe selecţie au fot aplicate în perioade de obţinere şi cultivare a soiurilor. În perioada actuală, când în cultură s-au impus hibrizii, metoda de bază este consangvinizarea şi heterozisul.

Selecţia este o metodă aplicată din timpuri necunoscute, perpetuarea porumbului de la un la altul, fiind strict dependentă de activitatea umană. Primele variante de selecţie au fost cele ale selecţiei în masă, prin care valoarea medie a unor caractere a fost deplasată în anumite direcţii, în funcţie de scopul urmărit. Prin acest tip de selecţie au fost îmbunătăţite caracterele legate de talia plantelor, perioadă de vegetaţie sau formă şi culoare a boabelor. Selecţia în masă a avut o eficacitate mai mică asupra capacităţii de producţie sau a calităţii.

La sfârşitul secolului al XIX-lea a început să fie aplicată selecţie individuală, varianta cea mia eficace fiind cea a rezervei de sămânţă. Prin această metodă s-a îmbunătăţit foarte mult calitatea boabelor, dar nivelul productiv a rămas destul de scăzut din cauza restrângerii fondului de gene din populaţie.

Hibridarea a fost o metodă utilizată pentru combinarea unor caractere valoroase provenite de la diferiţi genitori. Faţă de selecţie, variabilitatea creată prin hibridare produce noi combinaţii de caractere. Populaţiile hibride se vor prelucra prin selecţie, asemănător populaţiilor cu variabilitate naturală. Foarte frecvent se aplică selecţia genealogică şi selecţia recurentă, metode care valorifică mult mai bine variabilitatea. Ca genitori, în utilizarea hibridării se folosesc soiurile şi populaţiile locale. Cultivarea hibrizilor între soiuri nu este recomandată, sporul de producţie fiind redus.

În condiţiile de utilizare a consangvinizării, hibridarea este tot mai puţin folosită pentru crearea de variabilitate.

Mutageneza este o metodă utilizată pentru provocarea de mutaţii cromozomiale, cele genice fiind greu de obţinut deoarece, mutaţii de acest tip au apărut în număr foarte mare pe cale naturală. Dintre agenţii mutageni, eficacitatea cea mai bună se obţine prin iradiere în timpul meiozei.

Caracterele afectate de mutaţii sunt: rezistenţele la diferite boli, compoziţia chimică a boabelor, fertilitatea polenului sau înălţimea plantelor.

Poliploidia este o metodă care a fost încercată în ameliorarea porumbului, dar rezultatele nu sunt promiţătoare. Formele tetraploide prezintă tulpini mai viguroase, deci mai rezistente la cădere şi ştiuleţi şi boabe mai mari. Deşi aceste modificări sunt favorabile ameliorării unor caractere, ele îngreunează recoltatul.

Un avantaj al formelor tetraploide este acela că depresiunea de consangvinizare este mult diminuată. Aceasta ar deschide o perspectivă utilizării liniilor consangvinizate tetraploide. Deşi depresiunea de consangvinizare este mai redusă, aceste linii prezintă o un anumit grad de sterilitate, ca toate formele poliploide şi instabilitate pronunţată, tinzând să revină la starea diploidă.

În cazul eliminării acestor deficienţe, liniile consangvinizate tetraploide se pot utiliza în crearea de hibrizi, la aceştia obţinându-se un efect heterozis somatic puternic.

Monoploidia este o metodă intermediară de ameliorare în crearea liniilor consangvinizate. Monoploizii de porumb prezintă o structură fragilă şi viabilitate redusă. Obţinerea lor se poate realiza prin şocuri termice sau prin afectarea polenizării. A doua cale este mai utilizată practicându-se întârzierea polenizării sau polenizarea cu polen iradiat sau de al specii incompatibile.

Selecţia formelor haploide se poate uşura prin utilizarea unor gene marcatoare. Sistemul cel mai utilizat (metoda PEM) este cel de folosire a genelor pentru colorare antocianică a endospermului sau a embrionilor, gena respectivă trebuind a fi prezentă în genotipruile de la care se va prelua polenul, formele supuse haploidizării trebuind să fie varietăţi cu bob galben. Astfel, în urma tratării cu polen iradiat, babele rezultate din flori nepolenizate vor fi de culoare galbenă şi se vor reţine, iar cele cu coloraţie antocianică se vor elimina.

Metodele moderne de obţinere a monoploizilor sunt cele ale biotehnologiilor, dintre care androgeneza este o metodă perfectată, dând şi rezultatele cele mai bune. Folosirea androgenezei “in vitro” se loveşte de recalcitranţa unor genotipuri la regenerare, din acest motiv, înainte de aplicarea acestei metode, este necesar un studiu al germoplasmei cu care se lucrează. (PETELINO şi JONES., 1986).

O altă metodă utilizabilă este ginogeneza, metodă faţă de care nu semnalează dificultăţi datorate genotipurilor, dar nu există siguranţa obţinerii numai a unor forme haploide.

Haploizii, indiferent de metoda prin care au fost obţinuţi, nu se folosesc direct în ameliorare. Ei sunt forme intermediare în obţinerea de linii homozigote. După crearea haploidului se realizează dublarea numărului de cromozomi prin tratare cu colchicină, astfel rezultând o linie perfect homozigotă într-un interval de timp mult mai scurt, comparativ cu obţinerea liniilor consangvinizate.

Consangvinizarea şi heterozisul constituie metoda de bază în obţinerea de hibrizi. Primele încercări de obţinere şi cultivare a seminţei hibride la porumb au fost făcute la începutul secolului al XX-lea. Eficacitatea hibrizilor şi uşurinţa cu care se obţin cantităţi mari de sămânţă hibridă a făcut ca, într-un interval de timp foarte scurt, soiurile să fie înlocuite de hibrizi. O altă cauză a extinderii hibrizilor între linii consangvinizate, este aceea că porumbul este o plantă tolerantă la consangvinizare.

Autopolenizările sau încrucişările de tip SIB timp de 5-7 generaţii, duc la obţinerea unor linii consangvninizate cu un grad mulţumitor de homozigoţie şi cu o vitalitate satisfăcătoare. Selecţia liniilor consangvinizate se realizează după capacitatea combinativă, de această însuşire depinzând efectul heterozis reflectat în capacitatea de producţie a hibrizilor.

La porumb există în cultură hibrizi simpli, trliniari şi dubli. În ultimul timp s-au şi soiurile sintetice, obţinute prin încrucişare între mai multe linii consangvinizate acestea prezentând avantajul că sămânţa hibridă F1 nu mai trebuie obţinută anual. Aceste cultivare sunt inferioare productiv faţă de hibrizi, dar prezintă o mai bună adaptabilitate, ceea ce face ca producţiile realizate să fie mai stabile de la un an la altul.

Androsterilitatea este un fenomen genetic utilizat în ameliorarea porumbului în scopul eliminării castratului în loturile de hibridare. Tipul de androsterilitate folosit este cel nucleo-citoplasmatic. Sursele de androsterilitate cunoscute şi genele implicate în realizarea acestei însuşiri sunt prezentate în partea referitoare la genetica porumbului.

Obţinerea liniilor consangvinizate androsterile şi a celor restauratoare de fertilitate se realizează destul de uşor, prin transferarea cu ajutorul back-cross-ului, a genelor specifice de la formele donatoare. Menţinerea acestor gene în decursul înmulţirii liniilor se realizează fără probleme, dacă se respectă instrucţiunile producerii de sămânţă.

Uşurinţa castratului manual la porumb a făcut ca în producerea seminţei hibride, pentru număr mare de hibrizi cultivaţi, metoda de lucru în loturile de hibridare să rămână cea clasică.

2.1. AMELIORAREA MAZĂREI.

Mazărea, ca şi celelalte leguminoase, aduce în alimentaţie şi furajare un important aport proteic, vitamine şi săruri minerale. Utilizarea în furajare este posibilă fie sub formă de boabe, fie sub formă de masă verde, în combinaţie cu cereale păioase, rezultând borceaguri de toamnă sau de primăvară.

Deşi utilizările mazărei pot fi multiple, extinderea în cultură este restricţionată de unele neajunsuri ale soiurilor existente, neajunsuri este necesar a fi eliminate prin procesul de ameliorare. În primul rând se impune creşterea nivelului productiv al soiurilor, apoi, obţinerea unor modificări de nivel morfologic prin care să se uşureze recoltarea mecanizată şi fără pierderi.

2.1.1. Originea şi sistematica.Speciile genului Pisum provin din două centre de origine principale: Centrul mediteranean

şi Centrul din Asia centrală.Primele date despre cultivarea mazărei provin din Persia. Din această zonă cultura mazărei

s-a extins în zonele limitrofe şi mai târziu în Europa.Genul Pisum cuprinde 7 specii diploide având 2n=14 cromozomi: P.formosum, P.fulvum,

P.elatius, P.humile, P.abyssinicum, P.arvense, P.sativum. Dintre acestea, cultivare sunt ultimele trei. Cea mai răspândită în cultură este specia Pisum sativum, care cuprinde 3 subspecii, iar dintre acestea, subspecia comune.

2.1.2. Genetica mazărei.Speciile de mazăre prezintă numărul de bază de cromozomi x=7, toate fiind diploide. Datorită numărului mic de cromozomi şi a autogamiei, studiile de genetică asupra mazărei

sunt multiple. Majoritatea caracterelor prezintă un determinism simplu, pentru majoritatea caracterelor fiind precizate genele implicate.

Pentru elementele tulpinii, genele implicate sunt: T pentru număr mare de internodii, t pentru număr mic de internodii, genele Le şi Lo pentru internodii lungi şi le şi lo pentru internodii scurte, genele Fr şi Fru pentru ramificarea tulpinii, genele fa şi fas pentru tulpina fasciată.

În determinismul caracterelor frunzelor sunt implicate următoarele gene: genele Up (trei perechi) şi up (o pereche) pentru numărul de foliole, pentru foliole dinţate Td, pentru foliole cu cârcei Fl iar pentru culoarea frunzelor genele O, Ov, Og.

Pentru numărul de flori în racem sunt implicate mai multe gene: Fn Fna pentru o floare, Fn fna sau fn Fna pentru două flori, fn fna pentru trei flori. Coloraţia florilor este condiţionată de genele Cm pentru culoare crem-alb şi gena C2 pentru culoare purpurie. (ROWLANDS, 1964)

În determinismul caracterelor păstăilor şi ale boabelor sunt implicate un număr mare de gene: pentru mărimea boabelor se cunosc 4 gene cu acţiune aditivă: Sy1-Sy4. Coloraţia boabelor este determinată de gena B1, variaţiile de culori fiind determinate de genele A1A2A3, F1P, P1, Du, F3. Culoarea tegumentului seminal este controlată de genele Z, F, Ds, U, Ch, M, H. (POTLOG şi colab., 1989)

Pentru rezistenţa la diferite boli sunt identificate mai multe gene. La unele boli, rezistenţa este de tip poligenic, iar în alte cazuri determinismul este monogenic. Pentru Fusarium solani

f.sp.pisi se cunosc două gene de rezistenţă, genele Fw şi Fnw, care conferă rezistenţă împotriva unei singure rase.

Pentru Erysiphe poligony sunt precizate surse de rezistenţă cu determinism poligenic.Pentru multe dintre bolile mazărei nu se cunosc surse de rezistneţă. Din această categorie

fac parte: Asacochyta pisi, Ascochita pinodella, Mycosphaerella pinoides.

2.1.3. Germoplasma.Germoplasma la mazăre este destul de bogată în soiuri de provenienţă autohtonă sau străine. Soiurile autohtone sunt productive, dar cu o talie mai înaltă, din acest motiv se recomandă

combinarea cu soiurile americane sau olandeze. Materialul străin se împarte în trei categorii, după înălţime. Din grupa celor cu talie mică, buni genitori sunt Neuga şi Rondo, iar dintre cele cu talie mijlocie Auralia.

Speciile înrudite constituie o importantă sursă se gene de reziszenţă pentru condiţiile de mediu nefavorabil: pentru rezistenţa la secetă şi arşiţă P.fulvum, pentru rezistenţă la temperaturi scăzute P.arvense. Unele dintre acestea (P.elatius) pot fi utilizate în îmbunătăţirea rezistenţelor la boli şi chiar a capacităţii de producţie.

2.1.4. Obiective de ameliorare.Ameliorarea capacităţii de producţie. Capacitatea de producţie la mazăre este dependentă de

mai multe elemente de ordin morfologic şi fiziologic. Elementul morfologic hotărâtor este numărul păstăilor fertile pe plantă. Acesta depinde de numărul nodurilor florifere şi de numărul florilor la un nod. Optimizarea acestor elemente, alături de optimizarea unor însuşiri fiziologice, pot soluţiona obţinerea unor producţii mai mari la această cultură.

În mod obişnuit, majoritatea nodurilor florifere sunt amplasate în jumătatea inferioară a tulpinii, ceea ce face ca unele dintre păstăi să se piardă sau să se deprecieze. Din acest punct de vedere, un obiectiv important este repartizarea nodurilor florifere pe toată lungimea tulpinii, sau gruparea acestora spre vârf.

Cu toate că numărul nodurilor florifere este destul de mare, nu toate fructifică la nivel maxim, aşa cum nici în păstaie nu se obţine numărul maxim posibil de boabe. Aceasta se datorează capacităţii asimilatorii deficitare care duce la imposibilitatea hrănirii tuturor păstăilor, multe rămânând sterile.

Din cele prezentate reiese că o altă componentă importantă a producţiei este numărul boabelor din păstaie. Nici acest element nu se poate realiza la nivelul potenţialului posibil. Deşi numărul punctelor de fructificare din păstaie este mare, unele rămân sterile din aceleaşi motive, imposibilitatea asigurării asimilatelor. În privinţa acestui caracter se tinde la valori de 8-10 boabe în păstaie.

O altă componentă a producţiei pe plantă este mărimea boabelor, însă aceasta nu este direct corelată cu capacitatea de producţie deoarece mărimea boabelor este corelată negativ cu numărul lor. Formele cu boabe mari realizează un număr restrâns de boabe în păstaie. Astfel, formele cu boabe puţine pot prezenta peste 300 g masa a 1000 boabe, iar cele cu boabe mai multe în păstaie nu depăşesc o masă a 1000 boabe de 200 g.

Având în vederea cele prezentate, principala însuşire ce trebuie îmbunătăţite este hrănirea normală a punctelor de fructificare prin sporirea capacităţii de asimilaţie şi modificarea suprafeţei foliare. O mare parte din asimilate se pierd pentru întreţinerea sistemului foliar.

Reducerea suprafeţei foliare poate duce la creşterea capacităţii de producţie şi chiar la îmbunătăţirea rezistenţei la cădere datorită transformării foliolelor în cârcei care duc la menţinerea

tulpinilor în poziţie verticală. Pentru aceasta poate fi utilizată gena af care transformă foliolele în cârcei sau gena st, care reduc mărimea stipelelor. La tipul de plante “afila”, suprafaţa foliară se reduce cu până la 40%, iar productivitatea creşte cu până la 20%, comparativ cu formele cu foliaj normal. (COUSIN, 1992)

Pe lângă aceste gene mai sunt folosite genele rogue care reduc lăţimea foliolelor, sau combinaţii între genele af şi ti care produc cârcei transformaţi în foliole foarte reduse ca mărime.

Genitorii pentru creşterea capacităţii de producţie trebuie să fie caracterizaţi prin cel puţin 10-12 păstăi pe plantă, cu minim 7-8 boabe în păstaie şi o masă a 1000 boabe în jur de 300 g.

În ameliorarea capacităţii de producţie trebuie avută în vedere şi influenţa activităţii simbiozei cu bacteriile fixatoare de azot. Formele cu foliaj normal mai productive prezintă şi o activitate superioară în fixarea azotului atmosferic, deci există o corelaţie directă. Se poate crede că energia folosită în întreţinerea sistemului foliar la plantele normale, la cele de tip “afila” poate fi dirijată spre simbioza fixatoare de azot. Studiile arată că la formele cu foliaj redus, activitatea fixatoare de azot este mai redusă, deşi productivitatea lor este ridicată. La aceste forme corelaţie respectivă nu mai este valabilă. (COUSIN şi colab., 1987)

Ameliorarea calităţii. Calitatea la mazăre trebuie privită diferit, în funcţie de destinaţia producţiei: pentru furajare sau în alimentaţie.

Importanţa boabelor de mazăre se datorează conţinutului în proteină care trebuie să depăşească 28-33%. Un procentaj mai mare apare la formele cu bob zbârcit, comparativ cu cele cu bob neted. Variabilitatea existentă dă posibilitatea obţinerii unor forme superioare în această privinţă, dar trebuie avută în vedere corelaţia negativă dintre conţinutul în proteină şi capacitatea de producţie. Din acest motiv, este foarte greu a se obţine forme productive şi bogate în proteină.

Între mărimea boabelor şi conţinutul în proteină nu există o corelaţie directă. Principalii factori care influenţează bogăţia în proteină sunt condiţiile anului şi poziţia păstăilor pe plantă

Realizarea procentului maxim de proteină este dependentă şi de atacul bolilor, în special al făinării. În cazul unui atac puternic, procentul de proteină în bob scade foarte mult.

Raportul aminoacizilor esenţiali din proteina de mazăre este favorabil. Cu toate acestea creşterea conţinutul în metionină şi triptofan este binevenită, având în vedere faptul că aceşti aminoacizi sunt deficitari în majoritatea proteinelor de origine vegetală.

Opus procentului de proteină este conţinutul în amidon. Acesta este mai ridicat la formele cu boabe netede şi depinde de combinaţiile genelor Ra şi Rb, dominante sau recesive. Aflate în stare dominantă (Ra Ra Rb Rb), determină boabe netede, iar combinaţiile dintre stările dominante şi cele recesive duc la apariţia diferitelor grade de zbârcire.

Din punct de vedere alimentar, calitatea presupune îmbunătăţirea coeficientului de fierbere pentru a se obţine o fierbere rapidă şi uniformă. Această însuşire este corelată cu forma boabelor. Boabele cu formă rotundă au o capacitate de fierbere mai bună.

Tot din punct de vedere culinar, procentul de coji cât mai scăzut este un obiectiv important de realizat. Valoarea maximă a acestuia trebuie să fie sub 5%.

La soiurile destinate consumului sub formă de boabe verzi, foarte important este conţinutul în zahăr. Procentul de zaharuri simple trebuie să depăşească 7%. Acest obiectiv este prioritar la mazărea de grădină.

Ameliorarea precocităţii. Sensibilitatea mazărei faţă de temperaturile ridicate impune crearea de soiuri precoce, în special pentru zona de sud-est a României. Soiurile timpurii prezintă inconvenientul unor producţii scăzute, precocitatea fiind corelată direct cu o capacitate mică de producţie şi un procent de proteină scăzut. Această corelaţie nu poate fi desfăcută decât prin utilizarea transgresiunilor care pot apărea în cadrul populaţiilor hibride, bazate pe acumularea de gene favorabile dominante.

În privinţa precocităţii, soiurile cele mai convenabile sunt cele semitimpurii, cu o perioadă de vegetaţie de 60-90 zile, soiuri la care capacitatea de producţie este satisfăcătoare. Crearea lor trebuie să ţină cont de faptul că precocitatea este un caracter poligenic bazat pe aditivitatea genelor implicate.

Ameliorarea rezistenţei la temperaturi scăzute. Realizarea unor producţii mari depinde de factorii de mediu ai anului, dintre aceştia, un rol foarte important avându-l temperaturile scăzute. Mazărea fiind o plantă care se seamănă primăvara foarte timpuriu, suportă temperaturi destul de scăzute în primele faze de vegetaţie (în jurul a –50C).

Crearea unor forme cu rezistenţă mult mai mare este posibilă folosind gene preluate de la speciile înrudite, cea mia folosită fiind Pisum arvense. Pe baza acestei specii se pot crea şi forme de toamnă care pornesc în vegetaţie, primăvara foarte devreme, acestea maturizându-se cu 10 zile mai devreme decât formele de primăvară. Asemenea soiuri pot realiza producţii foarte mari. (COUSIN, 1976)

Variabilitatea acestui caracter este pronunţată, în Asia Mică fiind cunoscute varietăţi ce pot rezista până la –220C. Soiurile străine, forme de toamnă, nu pot fi cultivate decât în zonele cu ierni blânde din Banat sau sud-vestul Olteniei.

Ameliorarea rezistenţei la secetă. Seceta este foarte păgubitoare în faza de formare a fructelor. În condiţii de secetă şi arşiţă, producţia este diminuată datorită umplerii deficitare a boabelor, sau chiar de avortarea unor puncte de fructificare.

Selecţia pentru acest caracter se poate face prin observarea sistemului radicular. Formele cu sistem radicular profund sunt mai rezistente, dar acestea prezintă boabe foarte mici, reflectate într-o producţie scăzută.

Îmbunătăţirea rezistenţei la secetă se poate îmbunătăţi prin încrucişare cu unele specii înrudite, cele mai bune fiind Pisum arvense şi Pisum fulvum.

Ameliorarea rezistenţei la boli şi dăunători. Bolile pot diminua producţia şi calitatea acesteia foarte mult. Pentru majoritatea bolilor nu se cunosc surse de rezistenţă ci numai unele soiuri sau specii tolerante.

Rezistenţa la antracnoză este controlată poligenic, majoritatea surselor fiind tolerante. În unele soiuri cultivate de origine olandeză (soiul Rondo fiind cel mai valoros) sunt introduse gene de la Pisum elatius. Acestea conferă rezistenţă la Ascochyta pisi. Dacă este vorba de Ascochyta pinodes, sursele de rezistenţă sunt necunoscute.

Fuzarioza este o altă boală foarte răspândită. Cele mai tolerante sunt soiurile americane, de la care genele de rezistenţă pot fi transferate în procesul de ameliorare. Aceste transfer se realizează destul de dificil datorită numărului mare de rase fiziologice ale agentului patogen, dar şi datorită faptului că sunt implicate un număr mare de gene, pentru unele rase, gene dominante, pentru altele gene recesive.

Rezistenţa faţă de atacul de Oidium sp. Este mai puţin cunoscută. Au fost identificate gene recesive în unele populaţii din Mexic şi Peru.

Atacul de Peronospora pisi poate provoca pagube importante în anii umezi şi reci. În unele soiuri străine au fost stabilite surse recesive de rezistenţă.

Virozele sunt foarte frecvente la mazăre, fiind provocate de viruşi diferiţi. Pentru acestea au fost stabilite surse importante de rezistenţă în germoplasma provenită din India, bazate pe gene recesive.

Bacteriozele (Pseudomonas sp.) sunt prezente în majoritatea anilor. Pentru diferitele rase ale acestui agent patogen se cunosc gene de rezistenţă, gene provenite din surse engleze sau franceze. Pe baza acestora se poate crea o toleranţă la atac.

Dintre dăunători, cel mai frecvent şi mai periculos este gărgăriţa mazărei. Sursele precise de rezistenţă nu sunt precizate. Se ştie că un atac mai redus apare când nu există concordanţă între înflorire şi perioada de zbor maxim a insectei. Ca urmare, formele mai precoce sunt mai rezistente, aceasta fiind în fond, o rezistenţă aparentă.

Ameliorarea aptitudinilor pentru recoltarea mecanizată. Recoltarea mazărei se realizează, de obicei, în două etape. Morfologia plantelor face ca în timpul recoltatului să apară un procent mare de pierderi. Acestea pot fi eliminate prin crearea unor forme rezistente la cădere şi scuturare şi cu maturizare uniformă a păstăilor.

Rezistenţa slabă la cădere este cauzată de tulpinile înalte şi de structura anatomică deficitară a tulpinii. Deşi este necesară obţinerea unor forme cu talie mai redusă, o reducere a taliei prea mult face ca inserarea păstăilor să fie aproape de nivelul terenului, păstăile respective pierzându-se la recoltat. Ca urmare, formele cu talie pitică nu sunt de dorit.

Cele mai favorabile sunt formele cu talie mijlocie, tulpină elastică şi groasă şi o grupare a inflorescenţelor spre vârful tulpinii. Inserarea primelor păstăi spre baza tulpinii face ca la recoltat, acestea să nu fie tăiate de aparatul de tăiere al combinei. De asemenea, păstăile inserate spre vârful tulpinii nu ajung pe sol şi îmbolnăvirea lor se realizează mai greu.

Crearea unor forme cu tulpină elastică şi groasă, şi cu înflorire grupată la vârful tulpinii se poate obţine prin încrucişări cu forme cu tulpină fasciată. Folosirea acestora trebuie făcută cu atenţie deoarece, pe lângă aceste caractere favorabile, mai transmit si unele însuşiri negative: tardivitate şi producţie mică din cauza păstăilor şi boabelor mici.

Rezistenţa la cădere se poate îmbunătăţi şi prin crearea formelor cu frunze transformate în cârcei foarte ramificaţi, care duc la legarea plantelor unele de altele, formându-se o masă de plante care se susţin, astfel căderea fiind împiedicată. Aceste forme prezintă şi tulpini mai scurte şi o fructificare rapidă şi uniformă.

Pierderi la recoltat apar şi din cauza slabei rezistenţe la scuturare. Selecţia pentru îmbunătăţirea rezistenţei la scuturare se poate face prin observarea stratului pergamentos din păstaie cu care rezistenţe este direct corelată. Gene de rezistenţă pot fi preluate de la mazărea de grădină, formele bogate în zahăr fiind mai rezistente la scuturate decât formele obişnuite.

Cel de-al treilea aspect ce intervine în uşurarea recoltării mecanizate este uniformizarea maturizării. O coacere mai uniformă o prezintă tipul de plante cu flori grupate. Acest obiectiv poate fi îmbunătăţit folosind la hibridări tipul fasciat, uniformitatea maturizării fiind legată de înflorirea într-un interval de timp scurt.

Ameliorarea aptitudinilor pentru fixarea azotului. Aceste constituie un obiectiv special. Variabilitatea acestui caracter este foarte pronunţată. Se cunosc forme care nu prezintă nodozităţi, forme provenite din Asia (Pisum transcaucazicum) care nu prezintă nodozităţi în contact cu Rhisobium legunimosarum. Deşi se cunoaşte variabilitatea acestui caracter, nu se cunoaşte suficient determinismul genetic implicat în realizarea lui. Intensitatea activităţii de fixare a azotului nu depinde de precocitate, de sistemul foliar, sau de alte însuşiri. În unele cazuri se constată corelaţie între această activitate şi unele caractere, iar în alte situaţii corelaţiile nu există. Din acest motiv ameliorarea acestui caracter este foarte dificilă.

2.1.5. Metode de ameliorare.Metodele de ameliorare la mazăre sunt cele specifice unei plante autogame.Selecţia. Prelucrarea variabilităţii existente prin selecţie a dus la crearea multor soiuri vechi

la care capacitatea de producţie este limitată şi prezintă numeroase deficienţe legate de mecanizarea

recoltatului. Astăzi, această metodă se aplică după ce au fost folosite metodele de crearea a variabilităţii.

Hibridarea. Hibridarea este metode de bază în crearea de variabilitate. Această se poate aplica sub toate formele cunoscute. Cele mai frecvente sunt încrucişările între soiuri pentru

îmbunătăţirea caracterelor de producţie şi a calităţii. Pentru ameliorarea însuşirilor de rezistenţă, se pot utiliza cu succes hibridările cu speciile

înrudite amintite. În cazul hibridărilor interspecifice trebuie avute în vedere caracterele dominante nedorite preluate de la speciile sălbatice: productivitate slabă, tulpină înaltă, boabe colorate.

Hibridarea a fost încercată şi în scopul valorificării efectului heterozis. Aceste poate duce la creşterea producţiei cu până la 50%, dar producerea seminţei hibride se face foarte dificil. O valoare ridicată a heterozisului se poate realiza chiar şi la hibridarea interspecifică.

Au fost încercate şi hibridări intergenerice cu Vicia faba pentru obţinerea unor soiuri mai rezistente la cădere şi la atacul dăunătorilor.

Mutageneza. Ca toate leguminoasele, şi mazărea răspunde foarte bine la tratarea cu agenţi mutageni fizici. Folosirea iradierii cu raze gama sau X, a dus la obţinerea unor forme pitice dar viguroase şi productive. Prin această metodă se pot rupe unele corelaţii nedorite.

Au fost încercaţi şi factorii mutageni chimici care au contribuit la modificarea unor caractere componente ale producţiei. Extinderea acestora nu s-a realizat în ameliorare deoarece apar şi unele modificări dăunătoare, pentru eliminarea acestora fiind necesară o selecţie îndelungată.

Au fost încercate şi alte metode, cum este poliploidia, dar rezultatele obţinute nu sunt valoroase. Metodele biotehnologiilor au fost puţin aplicate la mazăre, de bază rămânând metodele clasice.