STUDIUL VARIABILITĂŢII CONŢINUTULUI DE PROTEINE ŞI … · porumb se poate fabrica hârtie, carton, nitroceluloză (CRISTEA, 2004; ŞTEFAN, 2004). Cu privire la utilizarea porumbului,

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI

MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA

ŞCOALA DOCTORALĂ

FACULTATEA DE AGRICULTURĂ

Ing. COSTE IOAN DUMITRU

STUDIUL VARIABILITĂŢII CONŢINUTULUI DE PROTEINE ŞI GRĂSIMI

LA UN SORTIMENT DE POPULAŢII LOCALE ŞI SINTETICE, LINII

CONSANGVINIZATE ŞI HIBRIZI DE PORUMB

(REZUMAT AL TEZEI DE DOCTORAT)

CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC

PROF. DR. IOAN HAŞ

CLUJ-NAPOCA

2011

2

CUPRINS INTRODUCERE........................................................................................................................ 9-5 CAPITOLU I ............................................................................................................................ 11-7 IMPORTANŢA CULTURII PORUMBULUI ........................................................................ 11-7

1.1. IMPORTANŢA ECONOMICĂ ....................................................................................... 11-7 1.2. RĂSPÂNDIREA GEOGRAFICĂ .................................................................................... 13-8 1.3. PRODUCŢIA DE PORUMB PE PLAN MONDIAL......................................................... 14-8 1.4. SITUAŢIA SUPRAFEŢELOR ŞI A PRODUCŢIEI DE PORUMB ÎN ROMÂNIA........... 16-8 1.5. UTILIZĂRI ALE PORUMBULUI ...................................................................................... 19 1.6. UTILIZĂRI SPECIFICE ALE PROTEINEI ŞI ULEIULUI DE PORUMB .......................... 21

CAPITOLUL II ............................................................................................................................22 GENETICA ŞI AMELIORAREA CONŢINUTULUI DE ULEI ...............................................22

2.1. EREDITATEA CONCENTRAŢIEI DE ULEI ÎN BOBUL DE PORUMB ........................... 22 2.2. ASOCIEREA CONŢINUTULUI DE ULEI CU ALTE CARACTERE AGRONOMICE...... 23 2.3. PROGRAME DE AMELIORARE A CONŢINUTULUI RIDICAT ÎN ULEI LA PORUMB 24 2.4. EFECTUL MEDIULUI ASUPRA CONŢINUTULUI ÎN ULEI........................................... 26 2.5. EFECTUL FENOMENULUI DE XENIE ASUPRA CONŢINUTULUI DE ULEI............... 27 2.6. PROGRESUL ÎN SELECŢIE PENTRU CREŞTEREA CONŢINUTULUI DE ULEI LA PORUMB.................................................................................................................................. 28 2.7. METODE DE SELECŢIE PENTRU CREŞTEREA CONŢINUTULUI DE ULEI LA PORUMB.................................................................................................................................. 29

2.7.1. Selecţia recurentă fenotipică pentru conţinut ridicat în ulei.......................................... 29 2.7.2. Selectarea individuală de boabe pentru conţinut ridicat în ulei. ................................... 30 2.7.3. Selecţia intensivă pentru conţinut ridicat în ulei ........................................................... 31 2.7.4. Folosirea selecţiei recurente fenotipice modificată pentru creşterea conţinutului în ulei.............................................................................................................................................. 32

2.8. FACTORII CARE CONTROLEAZĂ CALITATEA ULEIULUI LA HIBRIZII DE PORUMB.................................................................................................................................................. 33

2.8.1. Factorii care afectează compoziţia acizilor graşi din uleiul de porumb ........................ 36 2.8.2. Heritabilitatea compoziţiei acizilor graşi la porumb .................................................... 38

2.9. VITAMINA E SAU TOCOFEROLUL................................................................................ 42 2.9.1. Variabilitatea genetică ................................................................................................. 42

CAPITOLUL III ..........................................................................................................................44 GENETICA ŞI AMELIORAREA CANTITĂŢII ŞI A CALITĂŢII PROTEINEI LA

PORUMB......................................................................................................................................44 3.1. CARACTERIZAREA BIOCHIMICĂ ŞI BAZA GENETICĂ A CONŢINUTULUI DE PROTEINĂ DIN PORUMB ...................................................................................................... 45

3.1.1. Gene mutante pentru calitatea proteinei....................................................................... 45 3.1.2. Ereditatea conţinutului şi a calităţii proteinei............................................................... 47 3.1.3. Efectele pleiotropice ale mutantelor pentru calitatea proteinei ..................................... 48

3.2. GERMOPLASMA PENTRU ÎMBUNĂTĂŢIREA CALITĂŢII ŞI A CANTITĂŢII PROTEINELOR........................................................................................................................ 49

3

3.3. CREAREA DE FORME DE PORUMB BOGATE ÎN PROTEINĂ DE CALIATE SUPERIOARĂ .......................................................................................................................... 52

3.3.1. Probleme ale porumbului opaque-2.............................................................................. 55 3.3.2. Ameliorarea formelor de porumb cu endosperm cornos, bogat în aminoacizi esenţiali . 59

3.4. STRUCTURA ŞI IMPORTANŢA PĂRŢII ZEINICE DIN PROTEINA DE PORUMB ....... 66 3.4.1. Descoperirea corpilor proteici ..................................................................................... 66 3.4.2. Originea corpilor proteici prolaminici şi globulinici .................................................... 68

CAPITOLUL IV....................................................................................................................... 71-9 MATERIALUL BIOLOGIC SI METODA DE CERCETARE ............................................. 71-9

4.1. MATERIALUL BIOLOGIC STUDIAT ........................................................................... 71-9 4.2. PREGĂTIREA MATERIALULUI PENTRU ANALIZE CHIMICE.................................... 72 4.3. ANALIZORUL NIR INSTALAB 600 ................................................................................. 73 4.4. CONDIŢII NATURALE ÎN CARE S-AU REALIZAT EXPRIENŢELE ............................. 75 4.5. PRELUCRAREA STATISTICĂ A REZULTATELOR....................................................... 80 4.6. OBSERVAŢII, NOTĂRI ŞI DETERMINARI ..................................................................... 82 4.7. OBIECTIVELE URMĂRITE......................................................................................... 83-10

CAPITOLUL V ...................................................................................................................... 84-12 REZULTATE OBŢINUTE ŞI DISCUŢII ( I )...................................................................... 84-12

5.1. CONŢINUTUL DE PROTEINE ŞI GRĂSIMI LA POPULAŢIILE LOCALE DIN COLECŢIA SCDA TURDA................................................................................................. 84-12 5.2. CONŢINUTUL DE PROTEINE ŞI GRĂSIMI LA POPULAŢIILE SINTETICE CREATE LA SCDA TURDA.......................................................................................................................... 87 5.3. CONŢINUTUL DE PROTEINE ŞI GRĂSIMI LA LINIILE CONSANGVINIZATE CREATE LA SCDA TURDA............................................................................................................... 90-12 5.4. STUDIUL RELAŢIILOR DINTRE CONSTITUENŢII BOBULUI LA POPULAŢIILE LOCALE................................................................................................................................... 97 5.5. STUDIUL RELAŢIILOR DINTRE CONSTITUENŢII BOBULUI LA POPULAŢIILE SINTETICE..............................................................................................................................102 5.6. STUDIUL RELAŢIILOR DINTRE CONSTITUENŢII BOBULUI LA LINIILE CONSANGVINIZATE ...................................................................................................... 107-13 5.7. STUDIUL CONŢINUTULUI DE PROTEINE ŞI GRĂSIMI LA LINIILE CONSANGVINIZATE DIN COLECŢIA DE LA SCDA TURDA ÎN FUNCŢIE DE TIPUL DE BOB .........................................................................................................................................112

5.7.1. Conţinutul de proteine şi grăsimi la liniile consangvinizate în funcţie de tipul de bob..112 5.7.2. Studiul relaţiilor dintre constituenţii bobului în funcţie de tipul de bob........................119

CAPITOLUL VI................................................................................................................... 138-19 REZULTATE OBŢINUTE ŞI DISCUŢII ( II ) .................................................................. 138-19

6.1. CONŢINUTUL DE PROTEINE AL LINIILOR CONSANGVINIZATE ISONUCLEARE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC BALANSAT ...................................................................... 138-19 6.2. CONŢINUTUL DE GRĂSIMI AL LINIILOR CONSANGVINIZATE ISONUCLEARE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC BALANSAT ...................................................................... 139-20 6.3. CONŢINUTUL DE PROTEINE LA LINIILE CONSANGVINIZATE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC NEBALANSAT (2009-2010) ............................................................................ 142-23

4

6.4. CONŢINUTUL DE GRĂSIMI LA LINIILE CONSANGVINIZATE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC NEBALANSAT (2009-2010) ............................................................................ 145-24

CAPITOLUL VII ................................................................................................................. 151-26 EREDITATEA UNOR CARACTERE DE INTERES AGRONOMIC ŞI DE CALITATE A

BOABELOR LA ÎNCRUCIŞĂRI A UNOR GRUPE DE LINII ISONUCLEARE ........... 151-26 7.1. STUDIUL GENETIC AL DETERMINISMULUI GREUTĂŢII ŞTIULETELUI ................152 7.2. STUDIUL GENETIC AL DETERMINISMULUI LUNGIMII ŞTIULETELUI ............ 157-27 7.3. STUDIUL GENETIC AL DETERMINISMULUI NUMĂRULUI DE RÂNDURI DE BOABE PE ŞTIULETE..........................................................................................................................161 7.4. STUDIUL GENETIC AL DETERMINISMULUI MASEI A 1000 DE BOABE..................167 7.5. STUDIUL GENETIC AL DETERMINISMULUI CAPACITĂŢII DE PRODUCŢIE .........173 7.6. STUDIUL GENETIC AL DETERMINISMULUI CONŢINUTULUI DE SUBSTANŢA USCATĂ ÎN BOABE ...............................................................................................................179 7.7. STUDIUL GENETIC AL REZISTENŢEI LA FRÂNGERE ŞI CĂDERE A TULPINILOR185 7.8. STUDIUL GENETIC AL DETERMINISMULUI CONŢINUTULUI DE PROTEINE ŞI GRĂSIMI LA BOABE PROVENITE DIN AUTOPOLENIZĂRI ŞI POLENIZARE LIBERĂ ..190

7.8.1. Varianţa conţinutului de proteine .......................................................................... 190-30 7.8.2. Studiul eredităţii conţinutului de proteine.............................................................. 193-32 7.8.3. Varianţa conţinutului de grăsimi ........................................................................... 205-33 7.8.4. Studiul eredităţii conţinutului de grăsimi............................................................... 209-35

CAPITOLUL VIII................................................................................................................ 222-37 STUDIUL EREDITĂŢII CONŢINUTULUI DE PROTEINE ŞI GRĂSIMI ÎNTR-UN

SISTEM DIALEL DE TIP P(P-1) ....................................................................................... 222-37 8.1. CONŢINUTUL DE PROTEINE LA BOABE PROVENITE DIN AUTOPOLENIZĂRI223-38 8.2. CONŢINUTUL DE PROTEINE LA BOABE PROVENITE DIN POLENIZARE LIBERĂ227 8.3. CONŢINUTUL DE GRĂSIMI LA BOABE PROVENITE DIN AUTOPOLENIZĂRI . 230-42 8.4. CONŢINUTUL DE GRĂSIMI LA BOABE PROVENITE DIN POLENIZARE LIBERĂ..233

CAPITOLUL IX................................................................................................................... 237-46 CONCLUZII ŞI RECOMANDĂRI ..................................................................................... 237-46 BIBLIOGRAFIE .................................................................................................................. 243-49

5

INTRODUCERE

Porumbul este una din cele mai importante plante de cultură, datorită productivităţii

ridicate şi multiplelor sale întrebuinţări în hrana oamenilor, furajarea animalelor şi ca

materie primă în diverse industrii (VASILICĂ, 1991, citat de MUNTEAN şi colab., 2008).

Boabele de porumb se folosesc în industrie pentru obţinerea spirtului, amidonului,

dextrinei, glucozei şi a altor produse (substanţe plastice, clei, acetonă, coloranţi etc), iar din

embrioni se extrage un ulei dietetic de bună calitate ce previne acumularea colesterolului în

sânge (MUNTEAN şi colab., 2008).

Studiul germoplasmei de porumb de la SCDA Turda a fost iniţiat din dorinţa de a

identifica populaţiile locale şi sintetice, precum şi liniile consangvinizate care prezintă

potenţial de utilizare în ameliorarea conţinutului de proteine şi grăsimi din bobul de porumb.

Au mai fost studiate şi o serie de linii isonucleare în vederea clarificării influenţei pe care o

poate avea utilizarea diferitelor tipuri de citoplasmă asupra conţinutului de proteine şi

grăsimi.

Experimentarea s-a desfăşurat în cadrul câmpului experimental oferit de laboratorul

de ameliorare porumb Turda pe o perioadă de doi ani (2009-2010), iar în cazul testării

liniilor isonucleare în privinţa capacităţii de producţie, a conţinutului de substanţă uscată şi a

rezistenţei la frângere, testarea s-a realizat în doi ani (2009-2010) şi două localităţi. O parte

din cheltuieli au fost suportate din proiectul PN II-52-129/2008, derulat în colaborare de

USAMV Cluj-Napoca şi SCDA Turda.

Teza de doctorat este structurată pe nouă capitole şi cuprinde 254 de pagini, 103

tabele, 76 figuri, 24 de concluzii, 5 recomandări şi sunt citate 155 de titluri bibliografice din

literatura de specialitate.

Finalizarea acestei teze de doctorat, prin care se încheie o etapă importantă din

pregătirea mea profesională, nu ar fi fost posibilă fără ajutorul unor oameni dragi şi

minunaţi, cărora ţin să le mulţumesc cu această ocazie.

6

Doresc să adresez calde mulţumiri conducătorului ştiinţific, Prof. univ. dr. Ioan Haş,

pentru răbdarea, îndrumarea competentă, formarea mea profesională şi atenţia permanentă

acordată pe parcursul anilor de doctorat.

Mulţumesc, de asemenea doamnei ing. dr. Voichiţa Haş, şeful Laboratortului de

Ameliorare a Porumbului din cadrul SCDA Turda, pentru sprijinul acordat în vederea

realizării experimentelor. Mulţumesc întregului colectiv al Laboratorului de Ameliorare a

Porumbului din cadrul SCDA Turda, care au contribuit la formarea mea profesională şi mi-

au oferit sprijinul în realizarea experimentelor.

Le mulţumesc colegilor mei de la Disciplina de Genetică şi Ameliorarea plantelor,

pentru pritenia şi sprijinul acordat în aceşti trei ani petrecuţi în cadrul acestui colectiv.

Alese mulţumiri şi deplină recunoştinţă faţă de familia mea, ţin să îi mulţumesc soţiei

mele pentru răbdarea, suportul moral şi înţelegerea acordată pe tot parcursul stagiului de

doctorantură.

Mulţumesc în mod deosebit conducerii Universităţii de Ştiinţe Agricole şi Medicină

Veterinară, Şcolii Doctorale, care au contribuit la formarea mea profesională.

Vă mulţumesc!

7

CAPITOLU I

IMPORTANŢA CULTURII PORUMBULUI

1.1. IMPORTANŢA ECONOMICĂ

Pe plan mondial porumbul ocupă locul trei ca suprafaţă (MUNTEAN şi colab.2001;

CRISTEA, 2004) şi primul loc ca producţie (TROYER, 2006).

Porumbul constituie şi o materie primă de valoare pentru industrie, din boabele sale

extrăgându-se ulei, amidon, spirt, glucoză şi alte produse ca sirop, pectină, dextrină, substanţe

plastice, acid lactic, acid acetic, acetonă, coloranţi, cauciuc sintetic şi altele. Din tulpinile de

porumb se poate fabrica hârtie, carton, nitroceluloză (CRISTEA, 2004; ŞTEFAN, 2004).

Cu privire la utilizarea porumbului, aproximativ 1/5 din producţia mondială este

folosită direct în alimentaţia umană. Tendinţa de reducere a consumului direct al porumbului

în alimentaţia umană este mai evidentă în ţările dezvoltate, unde reprezintă în prezent numai

6,8%, în timp ce în ţările în curs de dezvoltare reprezintă 60% (CRISTEA, 2004).

Pe lângă întrebuinţările clasice, supraproducţia de porumb din SUA a dus la utilizarea

producţiei acestuia la fabricarea bioetanolului, porumbul devenind în acest fel una din

plantele care vor contribui la economisirea carburanţilor fosili şi la un mediu mai curat

(HAŞ, 2004).

Din producţia mondială de porumb, cea mai mare parte se foloseşte pentru furajarea

animalelor (72%) şi tendinţele actuale arată că această cotă se va mări. Şi în legătură cu acest

mod de valorificare se observă diferenţe mari între ţările dezvoltate şi cele în curs de

dezvoltare. În timp ce primele îşi transformă în produse animaliere aproape 88% din

producţia de porumb, în ţările aflate în curs de dezvoltare această cotă atinge numai 27,9%.

În aceste ţări situaţia este cea mai bună în ceea ce priveşte transformarea porumbului în

produse alimentar-industriale. În prezent, aproape 5% din producţia mondială de porumb

revine prelucrării industriale (CRISTEA, 2004).

8

1.2. RĂSPÂNDIREA GEOGRAFICĂ

Porumbul este cultivat în variate condiţii de climă şi sol, întâlnindu-se în emisfera

nordică în Canada şi Rusia până la 58º latitudine, iar în emisfera sudică, în Noua Zeelandă,

până la 42-43º. Cultivat pentru boabe, porumbul se întâlneşte între 42º latitudine sudică şi

53º latitudine nordică, această limită fiind depăşită când are destinaţia-nutreţ verde.

1.3. PRODUCŢIA DE PORUMB PE PLAN MONDIAL

Datorită aplicării unor tehnologii tot mai performante, precum şi valorificării

fenomenului heterozis, prin crearea hibrizilor de porumb, s-au întrunit condiţii pentru ca

producţiile de porumb să crească continuu, în unele ţări chiar spectaculos (CRISTEA, 2004).

După datele estimate de FAO., producţia totală de boabe s-a cifrat la cca 724,589,004

tone, iar producţia mondială medie pe hectar la 49,2 q/ha (FAO, 2004). Pe continente, cele

mai mari suprafeţe cultivate cu porumb se găsesc în America, urmată apoi de Asia, Africa şi

Europa.

1.4. SITUAŢIA SUPRAFEŢELOR ŞI A PRODUCŢIEI DE PORUMB ÎN ROMÂNIA

În ceea ce priveşte evoluţia producţiilor de porumb din România înainte de anul 1960

producţia medie pe unitatea de suprafaţă se afla undeva în jurul a 1000 kg în aceasta perioadă

fiind extinse soiurile şi populaţiile locale.

După introducerea în cultură după anul 1960 a hibrizilor dubli de porumb se realizează

o dublare a producţiei faţă de cea obţinută anterior din soiurile şi populaţiile locale).

După Revoluţia din Decembrie 1989, datorită situaţiilor noi create prin reorganizarea

structurală şi funcţională a instituţiilor statului, pentru democratizarea ţării şi trecerea la

economia de piaţă, agricultura a suferit şi ea transformări majore, care din păcate, nu în toate

cazurile au influenţat favorabil producţia agricolă.

9

CAPITOLUL II

MATERIALUL BIOLOGIC ŞI METODA DE CERCETARE

2.1. MATERIALUL BIOLOGIC STUDIAT Un număr de 422 de linii consangvinizate de porumb, 258 de populaţii şi soiuri locale

precum şi 60 de populaţii sintetice au fost studiate sub aspectul conţinutului de proteine,

grăsimi, amidon şi fibre. Această colecţie de germoplasmă de la SCDA Turda este alcătuită

din materiale rezultate din programul propriu de ameliorare al staţiunii şi din materiale

obţinute în urma schimbului de material biologic cu alte centre de ameliorare atât din ţară cât

şi din străinătate.

Pe lângă cele 422 de linii consangvinzate, 258 de populaţii locale şi 60 de populaţii

sintetice, au mai fost studiate cinci grupe de linii isonucleare care (în fiecare grupă o linie

consangvinizate elită şi şase linii surori pe tipuri de citoplasmă normală diferită) au fost

înrucişate cu trei testeri în cazul grupului TC221, TB367, D105 şi cu patru testeri în cazul

grupului TC209 şi TC243 pentru a realiza sisteme experimentale care să permită testarea

rolului citoplasmelor, testerilor şi interacţiunile citoplasme x testeri.

Liniile isonucleare studiate (câte şapte din fiecare grupă) au fost obţinute prin transfer

al nucleului pe tipuri de citoplasme diferite prin 10 încrucişări backross (Figura 1). S-a

considerat că în acest fel transferul s-a realizat în proporţie de 99.9% între liniile isonucleare

din cadrul aceleaşi grupe, existând, doar diferenţe între factorii genetice poziţionaţi în

citoplasma şi eventuale interacţiuni dintre factorii genetici nucleari şi cei citoplasmatici.

Obţinerea liniilor isonucleare s-a realizat în perioad 1992-2004 la SCDA. Turda,

pornindu-se de la ipoteza că între diferite provenienţe de citoplasmă ar putea exista diferenţe

privind valoarea genetică. După această perioadă menţinerea liniilor consangvinizate

isonucleare s-a realizat prin autopolenizare şi polenizare SIB (CHICINAŞ şi colab., 2009).

10

Donor Donor citoplasme nucleu

I X 50,00 % II X 75,00 % III X

87,50 % IV X 93,75 % V X

96,88 % VI X 98,44 % VII X

99,22 % VIII X 99,61 % IX X

99,90 % X

Fig. 1. Schema de transfer a nucleului pe citoplasmă Transferring method of the nucleus on to a new cytoplasm

2.2. OBIECTIVELE URMĂRITE Obiectivele urmărite au fost următoarele:

studiul colecţiei de populaţii locale, soiuri, populaţii sintetice şi linii consangvinizate

de porumb de la SCDA Turda privind conţinutul de proteine şi grăsimi şi

identificarea unor corelaţii între constituenţii bobului;

identificarea din colecţia de linii consangvinizate de genotipuri bogate/sărace în

proteine şi grăsimi;

studiul capacităţii generale şi specifice de combinare a liniilor consangvinizate

isonucleare în încrucişări cu linii consangvinizate elită.

evidenţierea influenţei citoplasmelor asupra caracterelor ştiuletelui, conţinutului de

proteine şi grăsimi, capacităţii de producţie, rezistenţei la frângere şi a conţinutului de

substanţă uscată din bob

11

identificarea unor tipuri de citoplasmă valoroase pentru a fi utilizate în programul de

ameliorare a conţinutului de grăsimi şi proteine

evidenţierea cu ajutorul hibrizilor direcţi şi reciproci a efectelor citoplasmatic

implicate în ereditatea conţinutului de proteine şi grăsimi

12

CAPITOLUL III

REZULTATE OBŢINUTE ŞI DISCUŢII ( I )

3.1. CONŢINUTUL DE PROTEINE ŞI GRĂSIMI LA POPULAŢIILE LOCALE DIN COLECŢIA SCDA TURDA

Analiza statistică pentru conţinut de proteine şi grăsimi este prezentat în tabelul 1.

Media conţinutului de proteine la populaţiile locale analizate a fost de 13,69%, iar pentru

conţinutul de grăsimi a fost de 5,38%. Amplitudinea diferenţelor pentru proteine a fost de

4,40% şi pentru grăsimi a fost de 3,50%. Valoarea pentru semnificaţia abaterilor a fost de

0,10% în cazul populaţiilor locale pentru proteine şi 0,08% pentru grăsimi.

Tabelul/Table 1

Analiza statistică a conţinutului de proteine şi grăsimi la un set de populaţii locale de porumb

Statistical analysis on protein and oil content for a series of local maize populations Parametrul statistic / Statistical parameters Proteine

Protein Grăsimi

Oil Media % / Mean % 13,69 5,38 Eroarea standard a diferenţei / Standard error 0,05 0,04 Abaterea standard / Standard deviation 0,84 0,63 Varianţa / Sample variance 0,70 0,39 Amplitudinea diferenţelor / Range 4,40 3,50 Valoarea minimă / Minimum value 11,20 3,80 Valoarea maximă / Maximum value 15,60 7,30 Coeficientul de variabilitate / The coefficient of variation 6,12 11,6 Nivelul semnificaţiei abaterilor P=95% / Confidence level 95% 0,10 0,08 Numărul de cazuri / Number of cases 258 258

3.2. CONŢINUTUL DE PROTEINE ŞI GRĂSIMI LA LINIILE CONSANGVINIZATE CREATE LA SCDA TURDA

Analiza statistică a conţinutului de proteină şi grăsimi la un număr de 422 de linii

consangvinizate create la SCDA Turda este prezentat în tabelul 2.

13

Conţinutul mediu de proteine este de 13,43%, amplitudinea conţinutului de proteine

este 6,90%. Varianţa este relativ scăzută (1,17%) iar abaterea standard de 1,08%, rezultă că

la un număr ridicat de linii consangvinizate abaterea de la medie este semnificativă statistic.

Conţinutul mediu de grăsimi a fost de 4,16%. Varianţa a fost de 0,75% iar nivelul

semnificaţiei abaterilor a fost de 0,08%. Conţinutul de grăsimi a avut valori cuprinse între

2,40% şi 7,60%. De remarcat faptul că linia consangvinizată, cu conţinutul cel mai ridicat de

grăsimi TC344A care prezintă în acelaşi timp şi un conţinut de proteine peste media

sistemului.

Tabelul/Table 2

Analiza statistică a conţinutului de proteine şi grăsimi la un set de linii consangvinizate de porumb

Statistical analysis on protein and oil content for a series of inbred maize lines Parametrul statistic / Statistical parameters Proteine

Protein Grăsimi

Oil Media % / Mean % 13,43 4,16 Eroarea standard a diferenţei / Standard error 0,05 0,04 Abaterea standard / Standard deviation 1,08 0,87 Varianţa / Sample variance 1,17 0,75 Amplitudinea diferenţelor / Range 6,90 5,20 Valoarea minimă / Minimum value 10,80 2,40 Valoarea maximă / Maximum value 17,70 7,60 Coeficientul de variabilitate / The coefficient of variation 8,06 20,88 Nivelul semnificaţiei abaterilor P=95% / Confidence level 95% 0,10 0,08 Numărul de cazuri / Number of cases 422 422

3.3. STUDIUL RELAŢIILOR DINTRE CONSTITUENŢII BOBULUI LA LINIILE CONSANGVINIZATE

În figura 2 este reprezentată grafic relaţia dintre conţinutul de proteine şi conţinutul

de grăsimi pentru cele 422 de linii consangvinizate din colecţia de germoplasmă de porumb

de la SCDA Turda. Coeficientul de corelaţie dintre conţinutul de proteine şi conţinutul de

grăsimi (r = 0,3866**) indică existenţa unei relaţii distinct semnificativ pozitive între cele

două caractere. Relaţia este descrisă de panta ascendentă a dreptei de regresie b = 0,4816,

14

analizând panta de regresie se poate observa că prin creşterea conţinutului de grăsimi cu o

unitate duce la creşterea conţinutului de proteine cu 0,48 unităţi.

Coeficientul de determinaţie (R2 = 0,1495) arată faptul că, în cazul celor 422 de linii

consangvinizate de porumb luate în studiu, variaţia conţinutului de proteine se datorează în

proporţie de 14% variaţiei conţinutului de grăsimi. Analizând distribuţia liniilor

consangvinizate s-au evidenţiat două linii consangvinizate care au conţinut ridicat de

proteine şi grăsimi (TC106 cu 16,4% proteine şi 7,5% grasimi; T442 cu 15,6% proteine şi

7,2% grăsimi) acestea prezentând potenţial de utilizare în programele de ameliorare a

conţinutului de proteine şi grăsimi.

Corelaţia dintre conţinutul de proteine şi conţinutul de amidon (r=-0,6263**)

prezentată în figura 3 este distinct semnificatv negativă, iar coeficientul de determinaţie (R2

= 0,3922) ne arată că variaţia conţinutului de proteine este determinată în proporţie de 39%

de variaţia conţinutului de amidon. Urmărind panta descendentă a dreptei de regresie (b = -

0,2507) se poate observa că prin creşterea conţinutului de amidon cu o uintate determină o

scădere a conţinutului de proteine cu 0,25 unităţi. Din liniile consangvinizate analizate

privind corelaţia dintre conţinutul de proteină şi conţinutul de amidon trei liniile

consangvinizate s-au remarcat prin conţinutul ridicat de proteine şi amidon T397(16%

proteine şi 65,4% amidon), TC350( 15,7 proteine şi 66,6% amidon) şi TC245(15,7%

proteine şi 66,3% amidon).

În cazul corelaţiei dintre conţinutul de proteine şi conţinutul de fibre prezentat în

figura 4 (r= 0,6748**) putem identifica o corelaţie distinct semnificativ pozitivă, cu o pantă

ascendentă a dreptei de regresie (b = 0,7931), se poate observa că prin creşterea conţinutului

de fibre cu o unitate obţinem o crestere a conţinutului de proteine cu 0,79 unităţi. Analizând

conţinutul de proteine în funcţie de conţinutul de fibre se poate observa că liniile

consangvinizate T139(17,7% proteine şi 7,1% fibre), TC106(16,4% proteine şi 7,1% fibre)

şi TB370(16% proteine şi 6,9 fibre) pot fi utilizate în programele de ameliorare a

porumbului pentru conţinut ridicat de proteine şi fibre.

15

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

2 3 4 5 6 7 8

grasimi/oil (%)

port

eine

/pro

tein

(%)

r = 0.3866**

R2= 0.1495

y = 11.4215+0.4816x

n = 422

Fig. 2. Conţinutul de proteine la liniile consangvinizate de porumb în funcţie de conţinutul

de grăsimi Relation between protein and oil content in inbred maize lines

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

40 45 50 55 60 65 70 75

amidon/starch (%)

prot

eine

/pro

tein

(%)

r = -0.6263**

R2= 0.3922y = 30.3619-0.2507x

n = 422


de amidon Relation between protein and starch content in inbred maize lines

16

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

2 3 4 5 6 7 8

fibre/fiber (%)

port

eine

/pro

tein

(%)

r = 0.6748**

R2= 0.4553

y = 9.5555+0.7931x

n = 422


de fibre Relation between protein and fiber content in inbred maize lines

0

1

2

3

4

5

6

7

8

7 9 11 13 15 17 19

proteine/protein (%)

gras

imi/

oil(

%)

r = 0.3866**

R2= 0.1495

y = -0.006+0.3104x

n = 422

Fig. 5. Conţinutul de grăsimi la liniile consangvinizate de porumb în funcţie de conţinutul

de proteine Relation between oil and protein content in inbred maize lines

17

0

1

2

3

4

5

6

7

8

40 45 50 55 60 65 70 75

amidon/starch (%)

gras

imi/

oil(

%)

r = -0.8454**

R2= 0.7147

y = 22.5164-0.2717x

n = 422


de amidon Relation between oil and starch content in inbred maize lines

0

1

2

3

4

5

6

7

8

2 3 4 5 6 7 8

fibre/fiber %)

gras

imi/

oil(

%)

r = 0.6579**

R2= 0.4329

y = 1.1315+0.6208x

n = 422


de fibre Relation between oil and fiber content in inbred maize lines

În figura 5 este reprezentată grafic relaţia dintre conţinutul de grăsimi şi conţinutul de

proteine. Coeficientul de corelaţie, cu valoarea r = 0,3866** indică existenţa unei relaţii

distinct semnificativ pozitive între caracterele studiate. Relaţia dintre aceşti constituenţi ai

18

bobului de porumb, este descrisă de o dreaptă de regresie cu panta b = 0.3104, exprimând o

relaţie strânsă între conţinutul de grăsimi şi conţinutul de proteine, astfel prin creşterea

conţinutului proteine cu o unitate se obţine o creşterea a conţinutului de grăsimi cu 0,31 de

unităţi. Coeficientul de determinaţie R2= 0.1495 ne arată că variaţia conţinutului de grăsimi

este determinată în proporţie de 14% de variaţia conţinutului de proteine. Liniile

consangvinizate care se recomandă a fi utilizate în programele de ameliorare a conţinutului

de grăsimi şi proteine sunt TC106 (7,5% grăsimi şi 16,4 proteine) şi T442(7,2% grăsimi şi

15,6% proteine).

Corelaţia dintre conţinutul de grăsimi şi conţinutul de amidon (r=-0,8454**) prezentat

în figura 6 este distinct semnificatv negativă, iar variaţia conţinutului de grăsimi este

determinată în proporţie de 71% de variaţia conţinutului de amidon. Urmărind panta

descendentă a dreptei de regresie (b = -0,2717) se poate observa că prin creşterea

conţinutului de amidon cu o uintate determină o scădere a conţinutului de grăsimi cu 0,27

unităţi. Pe baza analizelor realizate pe aceste linii consangvinizate s-au indentificate două

linii (TC344 cu 6,2% grăsimi şi 65,1% amidon, TC346 cu 5,9% grăsimi şi 65,3% amidon)

care prezintă atât conţinut ridicat de grăsimi şi de amidon.

În cazul corelaţiei dintre conţinutul de grăsimi şi conţinutul de fibre prezentat în

figura 7 (r= 0,6579**) putem identifica o corelaţie distinct semnificativ pozitivă, cu o pantă

ascendentă a dreptei de regresie (b = 0,6208), se poate observa că prin creşterea conţinutului

de fibre cu o unitate obţinem o creştere a conţinutului de grăsimi cu 0,62 de unităţi.

Analizând conţinutul de grăsimi în funcţie de conţinutul de fibre se poate observa că liniile

consangvinizate TC344(7,5% grăsimi şi 7,5% fibre), TC344A(7,6% grăsimi şi 7,2% fibre),

TC106(7,5% grăsimi şi 7,1 % fibre) şi TC375(7,1% grăsimi şi 7,3% fibre) pot fi utilizate în

programele de ameliorare a porumbului pentru conţinut ridicat de grăimi şi fibre.

19

CAPITOLUL IV

REZULTATE OBŢINUTE ŞI DISCUŢII ( II )

4.1. CONŢINUTUL DE PROTEINE AL LINIILOR CONSANGVINIZATE ISONUCLEARE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC BALANSAT

În tabelul 3 este prezentat conţinutul de proteine la cinci grupe de linii isonucleare de

porumb, conţinutul mediu de proteine la cele cinici grupe de linii isonucleare a fost de

12,86%, valoarea cea mai ridicată a conţinutului de proteine s-a înregistrat în cazul grupului

de linii isonucleare D105 cu cit.TB329 (14,47%), iar valoarea cea mai mică a fost

înregistrată în cazul grupului de linii TC316 cu cit.TC221 (11,53%). Dintre citoplasmele

utilizate pentru îmbunătăţirea conţinutului de proteine doar cit.T248 a prezentat abatere

pozitivă faţă de citoplasma convenţională la patru din cele cinci grupe de linii isonuclare;

utilizarea citoplasmei provenite de la TC221 a dus la scăderea conţinutului de proteine cu

0,29%, diferenţă distinct semnificativ negativă.

Tabelul/Table 3 Conţinutul de proteine al boabelor de porumb la cinci grupe de linii isonucleare de porumb

într-un sistem genetic balansat (SCDA Turda, 2010) Protein content of five groups of isonuclear inbred maize lines in a balanced genetic system

(ARDS Turda, 2010) Nucleu Nucleus

Citoplasmă Cytoplasm TC209

% TC316

% TC243

% TB367

% D105

%

Media tipului de citoplasmă Mean for each

tipe of cytoplasm

Abaterea +/- faţă de citoplasmă

convenţinonală Deviation+/-from

conventional cytoplasm

Convenţională Conventional 12,23 12,40 12,87 13,33 13,63 12,89 0.00

cit.T248 13,13*** 12,83* 13,90*** 12,13ooo 13,80 13,16 +0,27** cit.TB329 13,07*** 11,83oo 12,93 12,13ooo 14,47*** 12,89 0,00 cit.TC177 12,67* 13,23*** 12,13ooo 12,37ooo 13,47 12,77 -0,12 cit.TC221 12,30 11,53ooo 13,60*** 13,07 12,50ooo 12,60 -0,29oo

Media liniilor isonucleare Mean of isonuclear lines 12,68 12,37oo 13,09 12,61 13,57*** 12,86

DL comparaţii C LDS comparisons C

P 5% = 0,17 P 1% = 0,23 P 0,1% = 0,30

DL influenţă N LDS comparisons N

P 5% = 0,28 P 1% = 0,41 P 0,1% = 0,62

DL interacţiuni C×N LDS comparisons C×N

P 5% = 0,39 P 1% = 0,52 P 0,1% = 0,68

20

Dintre grupul de linii isonucleare cel mai ridicat conţinut mediu s-a înregistrat la

liniile generate de D105. Sunt de consemnat interacţiuni specifice între tipul de citoplasmă şi

nucleu. Liniile consangvinizate TC209(cit. T248), TC209(cit.TB329), TC209(cit.TC177),

TC316(cit.T248), TC316(cit.TC177), TC243(cit.T248), TC243(cit.T221), D105(cit. TB329)

au depăşit cu valori semnificative statistic conţinutul de proteine al liniilor furnizoare a

nucleului, în timp ce în cazul liniilor TC316(cit.TC221), TC316(cit.TB329),

TC243(cit.TC177), TB367(cit.T248), TB367(cit.TB329), TB367(cit.TC177) şi

D105(cit.TC221) conţinutul de proteine a fost semnificativ inferior celui înregistrat de liniile

furnizoare ale nucleului.

4.2. CONŢINUTUL DE GRĂSIMI AL LINIILOR CONSANGVINIZATE ISONUCLEARE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC BALANSAT

Conţinutul de grăsimi al boabelor de porumb dintr-un sistem de linii consangvinizate

pe cinci tipuri de citoplasmă este prezentat în tabelul 4. Media sistemului experimental a fost

de 4,92%; valorile cele mai ridicate ale conţinutului de grăsimi s-au realizat la grupul de linii

isonucleare TB367 (6,45%), urmat de grupul de linii isonucleare TC243 (5,25%).

Tipul de citoplasmă a influenţat într-o măsură mai mare conţinutul de grăsimi în cazul

citoplasmei provenite de la linia consangvinizată TC177. Amplitudinea conţinutului de

grăsimi a avut valori cuprinse între 3,67% la TC209 (cit.TB329) şi 7,30% la TB367

(cit.TC177).

Interacţiuni specifice favorabile între citoplasmă şi nucleu s-au înregistrat în cazul

următoarelor linii consangvinizate: TC209(cit.T248), TC316(cit.TC221), TB367(cit.TC177)

şi TB367(cit.TB329). Într-un singur caz, transferul nucleului a condus la înregistrarea de

scădere semnificativă a conţinutului de grăsimi, la linia consangvinizată TC243(cit.TC221).

21

Tabelul/Table 4 Conţinutul de grăsimi al boabelor de porumb la cinci grupe de linii isonucleare de porumb

într-un sistem genetic balansat (SCDA Turda, 2010) Oil content of five groups of isonuclear inbred maize lines in a balanced genetic system

(ARDS Turda, 2010) Nucleu Nucleus

Citoplasmă Cytoplasm TC209

% TC316

% TC243

% TB367

% D105

%

Media tipului de citoplasmă

Mean for each tipe of cytoplasm

Abaterea +/- faţă de citoplasma

convenţinonală Deviation+/-

from conventional

cytoplasm Convenţională Conventional

4,00 3,90 5,37 6,07 4,73 4,81 0.00

cit.T248 4,60** 3,90 5,20 5,83 4,87 4,88 +0,07 cit.TB329 3,67 4,07 5,33 6,57* 4,70 4,87 +0,05 cit.TC177 4,37 3,80 5,43 7,30*** 4,70 5,12 +0,31** cit.TC221 4,40 4,40* 4,93o 6,47 4,40 4,92 +0,11

Media liniilor isonucleare

Mean of isonuclear lines

4,21ooo 4,01ooo 5,25* 6,45*** 4,68o 4,92

DL comparaţii C LDS comparisons C

P 5% = 0,20 P 1% = 0,26 P 0,1% = 0,35

DL influenţă N LDS comparisons N

P 5% = 0,23 P 1% = 0,33 P 0,1% = 0,50

DL interacţiuni C×N LDS comparisons C×N

P 5% = 0,44 P 1% = 0,59 P 0,1% = 0,77

Tabelul/Table 5

Analiza varianţelor la cinci grupe de linii consangvinizate de porumb pentru constituenţii biochimici ai bobului într-un sistem genetic balansat (SCDA Turda, 2010)

Analysis of variance of the chemical composition of the maize kernel for five groups of inbred lines in a balanced genetic system (ARDS Turda, 2010)

Proteine/Protein Grăsimi/Oil Cauza variabilităţii/Cause of variability GL/DF SP s2 SP s2

Genotipuri (G)/Genotypes (G) 24 36,95 1,54** 64,39 2,68**

Nucleu (N)/Nucleus(N) (4) 13,50 3,37** 57,45 14,36**

Citoplasmă (C)/Cytoplasm(C) (4) 2,50 0,63** 0,84 0,21*

Interacţiune NxC/Interaction NxC (16) 20,94 1,31** 6,10 0.38**

Repetiţii (R)/Repetitions(R) 2 0,11 0,06 0,05 0,03

Eroare N/Error N 8 0,91 0,11 0,58 0,07

Eroare C/Error C 40 2,20 0,06 2,84 0,07 Total 74 40,18 67,86

22

După cum se poate observa din tabelul 5 factorii genetici citoplasmatici au influenţă

distinct semnificativă asupra variabilităţii conţinutului de proteine (s2=0,63**) şi o influenţă

semnificativă asupra variabilităţii conţinutului de grăsimi (s2=0,21*). Factorii nucleari au o

influenţa distinct semnificativă asupra variabilităţii conţinutului de proteine (3,37**) şi

grăsimi (14,36**). În ce priveşte interacţiunile nuclear-citoplasmatice se observă că acestea

au o influenţă distinct semnificativă asupra variabilităţii conţinutului de proteine (1,31**) şi

semnificativă în cazul variabilităţii conţinutului de grăsimi (0,38*).

În figura 8 este prezentată ponderea factorilor genetici implicaţi în variabilitatea

conţinutului de proteine şi grăsimi, ponderea factorilor nucleari în variabilitatea conţinutului

de proteine a fost de 37% şi de 89% în variabilitatea conţinutului de grăsimi. În ce priveşte

influenţa factorilor citoplasmatici ponderea a fost de 7% pentru variabilitatea conţinutului de

proteine şi de 1% pentru variabilitatea conţinutului de grăsimi. Interacţiunile nucleo-

citoplasmatice au avut o pondere de 57% în variabilitatea conţinutului de proteine şi de 10%

în variabilitatea conţinutului de grăsimi.

1- nucleu/nucleus; 2-citoplasmă/cytoplasm; 3-interacţiune nucleo-citoplasmatică/nuclear-cytoplasm

interaction Fig. 8. Ponderea nucleului, citoplasmei şi interactiunile nucleo-citoplasmatice în

variabilitatea conţinutului de proteine şi grăsimi a boabelor de porumb la cinci grupe de linii consangvinizate isonucleare de porumb într-un sistem genetic balansat (SCDA Turda, 2010) Contribution of nucleus, cytoplasm and interactions between nucleus and cytoplasm in the

variance of protein and oil content of five groups of isonuclear inbred maize lines in a balanced genetic system (ARDS Turda, 2010)

Proteine/Protein

37%

7%57%

1 2 3

Grasimi/Oil

89%

1% 10%

1 2 3

23

4.3. CONŢINUTUL DE PROTEINE LA LINIILE CONSANGVINIZATE ISONUCLEARE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC NEBALANSAT (2009-2010)

În tabelul 6 sunt prezentate rezultatele analizelor pentru conţinutul de proteine la

grupul de linii isonucleare TC243 pentru boabe provenite de pe ştiuleţi autopolenizaţi şi de

pe ştiuleţi proveniţi din polenizare liberă din anul 2009 şi 2010.

Media conţinutului de proteine pe cei doi ani experimentali, la boabele provenite din

autopolenizare, a fost de 12,63% cu diferenţe destul de mari între cei doi ani experimentali

(13,49% în 2009 şi 11,79% în 2010). În cazul boabelor obţinute din polenizare liberă

conţinutul mediu de proteine pe cei doi ani a fost de 11,41%, iar diferenţele între anii

experimentali a fost mai mică (11,77% în 2009 şi 11,05% în 2010).

Tabelul/Table 6 Conţinutul de proteine la testărea grupului de linii consangvinizate isonucleare de prorumb

TC243 într-un sistem genetic nebalansat (SCDA Turda, 2009-2010) Protein content of the tested isonuclear inbred maize lines TC243 in a unbalanced genetic

system (ARDS Turda, 2009-2010) Conţinutul de proteine la boabe

provenite din autopolenizări Protein content of maize kernel

from self pollinated ears (%)

Continutul de proteine la boabe provenite din polenizare libera Protein content of maize kernel from open pollinated ears (%)

Media pe tip de citoplasma

Mean for each cytoplasm (%)

Linia consangvinizată isonucleară

Isonuclear inbred line

2009 2010 Media Mean

%faţă de linia

iniţială vs initial

line


%faţă de linia

iniţială vs initial

line

Conţinut mediu Mean

content

Valoarea relativă Relative

value

TC243(martor/control) 13,27 12,07 12,67 100,0 11,93 9,27 10,60 100,0 11,64 100,0 TC243(cit. A665) 13,30 11,77 12,54 98,9 10,77 9,27 10,02 94,5 11,28 96,9 TC243(cit.T248) 14,20 12,27 13,24*** 104,5 11,27 11,30 11,29*** 106,5 12,26 105,4 TC243(cit.TC208) 12,93 11,90 12,42 98,0 12,17 11,73 11,95*** 112,7 12,18 104,7 TC243(cit.TC221) 13,47 11,87 12,67 100,0 12,00 11,23 11,62*** 109,6 12,14 104,4 TC243(cit.K1080) 14,07 10,93 12,50 98,7 11,83 12,13 11,98*** 113,0 12,24 105,2 TC243(cit.K2051) 13,20 11,53 12,37 97,6 12,40 12,43 12,42*** 117,1 12,39 106,5 Media liniilor isonucleare Mean of isonuclear lines 13,49 11,76 12,63 11,77 11,05 11,41 12,02 DL (P=5%) LDS (P=5%) 0,32 0,26 DL (P=1%) LDS (P=1%) 0,43 0,35 DL (P=0,1%) LDS (P=0,1%) 0,55 0,45

24

Faţă de linia consangvinizată generatoare a grupei de linii isonucleare TC243, linia

martor la care s-a înregistrat un conţinut de proteine de 11,64%, în cazul a cinci linii

isonucleare TC243(cit.T248), TC243(cit.TC208), TC243(cit.TC221), TC243(cit.K1080) şi

TC243(cit.K2051) s-a înregistrat o creştere a conţinutului de proteine. Analiza diferenţelor

pe cele două tipuri de pregătire a materialului studiat indică diferenţe statistic asigurate

pentru liniile isonucleare bogate în proteine şi se poate afirma că citoplasmele T248, TC208,

TC221, K1080 şi K2051 pot fi utilizate la îmbunătăţirea conţinutului de proteine a liniei

TC243.

4.4. CONŢINUTUL DE GRĂSIMI LA LINIILE CONSANGVINIZATE ISONUCLEARE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC NEBALANSAT (2009-2010)

În tabelul 7 sunt prezentate rezultatele analizelor pentru conţinutul de grăsimi la

grupul de linii isonucleare TB367. Media pentru acest grup de linii pentru conţinutul de

grăsimi a fost cea mai ridicată dintre grupele studiate.

Faţă de linia consangvinizată generatoare a grupei de linii isonucleare TB367, linia

martor la care s-a înregistrat un conţinut de grăsimi de 5,60%, în cazul a trei linii isonucleare

TB367(cit.TC209), TB367(cit.TC208) şi TB367(cit.TC221) s-au înregistrat următoarele

valori ale conţinutului de grăsimi: 6,39%, 6,25%, 6,04%. Aceste valori ne permit să

afirmăm că aceste genotipuri pot fi considerate bogate în grăsimi. Analiza diferinţelor pe

cele două tipuri de pregătire a materialului studiat indică diferenţe statistic asigurate pentru

liniile isonucleare bogate în grăsimi (COSTE şi colab., 2011).

25

Tabelul/Table 7 Conţinutul de grăsimi la testărea grupului de linii consangvinizate isonucleare de prorumb

TB367 într-un sistem genetic nebalansat (SCDA Turda, 2009-2010) Oil content of the tested isonuclear inbred maize lines TB367 in a unbalanced genetic

system (ARDS Turda, 2009-2010) Conţinutul de grăsimi la boabe provenite din autopolenizări%

Oil content of maize kernel from self pollinated ears (%)

Continutul de grăsimi la boabe provenite din polenizare liberă% Oil content of maize kernel from

open pollinated ears (%)

Media pe tip de citoplasma

Mean for each cytoplasm (%)

Linia consangvinizată isonucleară

Isonuclear inbred line


%faţă de linia iniţială

vs initial line

2009 2010 Media Mean %faţă

de linia iniţială vs initial line


content

Valoarea relativă Relative

value TB367 (martor/control) 6,13 5,70 5,92 100,0 5,83 4,73 5,28 100,0 5,60 100,0 TB367(cit.T248) 5,40 6,10 5,75 97,2 5,27 5,63 5,45 103,2 5,60 100,0 TB367(cit.TB329) 5,50 5,83 5,67 95,8 5,00 7,30 6,15*** 116,5 5,91 105,5 TB367(cit.TC208) 6,17 6,60 6,39 107,9 5,07 7,17 6,12*** 115,9 6,25 111,7 TB367(cit.TC221) 6,03 5,77 5,90 99,7 5,67 6,70 6,19*** 117,1 6,04 107,9 TB367(cit.TC209) 6,40 5,97 6,19 104,6 7,93 5,27 6,60*** 125,0 6,39 114,2 TB367(cit.K2051) 6,47 6,53 6,50* 109,9 5,60 5,07 5,34 101,0 5,92 105,7 Media liniilor isonucleare Mean of isonuclear lines 6,01 6,07 6,04 5,77 5,98 5,87 5,96 DL (P=5%) LDS (P=5%) 0,48 0,49 DL (P=1%) LDS (P=1%) 0,64 0,65 DL (P=0,1%) LDS (P=0,1%) 0,83 0,84

26

CAPITOLUL V

EREDITATEA UNOR CARACTERE DE INTERES AGRONOMIC ŞI DE CALITATE A BOABELOR LA ÎNCRUCIŞĂRI A UNOR GRUPE DE LINII

ISONUCLEARE În literatura de specialitate se specifică faptul că cele mai multe dintre caracterele care

concură la realizarea producţiei de porumb pe plantă (mărimea ştiuletelui, lungimea

ştiuletelui, numărul de rânduri de boabe pe ştiulete, numărul de boabe pe rând, MMB-ul)

sunt condiţionate genetic, în cea mai mare proporţie la nivel nuclear, dar există afirmaţii că

în ereditatea unora din aceste caractere ar fi implicate şi gene cu localizare citoplasmatică

(HALLAUER şi MIRANDA, 1981; CĂBULEA, 1975; CĂBULEA şi colab., 1981;

STUBER şi EDWARDS, 1986; STUBER şi colab., 1992; HAŞ, 1992; CĂBULEA şi colab.,

1994; CĂBULEA şi colab., 1999; TROYER, 2001; CĂBULEA, 2004; SARCA, 2004;

HAŞ,2004).

Cunoaşterea determinismului calităţii boabelor este importantă în asociere cu

ameliorarea producţiei de boabe şi a altor caracteristici agronomice, dar şi pentru

îmbunătăţirea unor însuşiri nutriţionale şi industriale (POLLAK şi SCOTT, 2005; OSORNO

şi CARENA, 2008). Creşterea valorii nutritive a boabelor de porumb este posibilă prin

utilizarea metodelor genetice şi tehnologice (HAŞ şi colab., 2004; HEGYI şi colab., 2007;

HEGYI şi colab.,2008; IDIKUT şi colab., 2009).

Capacitatea de producţie poate fi considerată cel mai complex caracter din punct de

vedere genetic. Datorită numărului considerabil de de gene implicate, interacţiunile genice

posibile în activitatea acestora, starea de heterozigoţie, precum şi interacţiunile complexe cu

factorii de mediu, fac din capacitatea de producţie unul dintre cele mai dificile obiective de

studiu genetic şi unul dintre caracterele cu cea mai scăzută heritabilitate (HALLAUER şi

MIRANDA, 1981).

În ce priveşte determinismul genetic al proteinei şi al zeinei este semnificativ corelat

la nivel genetic aditiv fiind controlat prin acţiuni genice aditive şi citoplasmatice

(CĂBULEA şi ZETEA, 1973) sau numai prin interacţiuni genice (CĂBULEA şi colab.,

1984).

27

Având în vedere importanţa mărimii embrionului în sporirea conţinutului de grăsimi,

fenomenul este corelat cu mărimea boabelor şi implicit în ereditatea fenomenului sunt

implicate şi acţiuni de natură citoplasmatică (ALEXANDER şi CREECH, 1977; COSMIN şi

colab., 1993; SARCA şi colab., 1995).

5.1. STUDIUL GENETIC AL DETERMINISMULUI LUNGIMII ŞTIULETELUI Analiza varianţei pentru lungimea ştiuletelui la testările celor cinci grupe de linii

isonucleare de porumb este prezentată în tabelul 8. Varianţa pentru influenţa anilor

experimentali a fost distinct semnificativă la grupul de linii isonucleare TC209 şi TC243 şi

semnificativă la grupul de linii TC221 şi TB367, relevând importanţa condiţiilor climatice în

manifestarea acestui caracter.

Tabelul/Table 8 Analiza varianţei pentru lungimea ştiuletelui la testările liniilor consangvinizate isonucleare

de proumb (SCDA Turda, 2009-2010) Analysis of variance of ear length for the tested isonuclear inbred maize lines

(ARDS Turda, 2009-2010) Linii isonucleare

TC209 Isonuclear line

TC209

Linii isonucleare TC243

Isonuclear line TC243



Linii isonucleare TB 67

Isonuclear line TB367

Linii isonucleare D105

Isonuclear line D105

Cauza variabilitatii Cause of variability

GL DF

SP s2 SP s2

GL DF

SP s2 SP s2 SP s2 Ani experimentali ( A ) Experimental years (Y) 1 192,71 192,71** 84,86 84,86* 1 60,32 60,32* 19,06 19,06* 0,00 0,00

Genotipuri Genotype 27 211,51 7,83** 333,65 12,36** 20 48,19 2,41* 17,09 0,85* 30,03 1,50**

Citoplasme ( C ) Cytoplasm (C) (6) 67,85 11,31** 4,24 0,71 (6) 13,17 2,20* 3,71 0,62 3,79 0,63

Testeri (T ) Tester (T) (3) 117,65 39,22** 305,89 101,96** (2) 17,83 8,91 5,92 2,96 14,91 7,46**

Interactiuni ( C×T ) (C×T) interaction (18) 26,01 1,45** 23,52 1,31** (12) 17,19 1,43 7,46 0,62 11,33 0,94** Interactiune(A×T) (Y×T) interaction 3 13,08 4,36** 8,30 2,77* 2 3,53 1,77 7,49 3,74* 2,24 1,12** Interactiune(A×C) (Y×C) interaction 6 21,85 3,64** 12,31 2,05** 6 12,05 2,01 7,61 1,27* 2,18 0,36

Interactiune(A×T×C) (Y×T×C) interaction 18 23,89 1,33* 12,45 0,69 12 23,61 1,97* 8,18 0,68 4,38 0,37

Repetitii ( R ) Repetition ( R ) 2 5,28 2,64 5,19 2,60 2 8,45 4,23 0,21 0,11 1,93 0,97

Eroarea A Error Y 2 2,04 1,02 1,85 0,93 2 2,60 1,30 1,32 0,66 1,34 0,67

Eroarea T Error T 12 5,88 0,49 9,20 0,77 8 19,92 2,49 7,10 0,89 0,64 0,08

Eroarea C Error C 96 59,12 0,62 52,06 0,54 72 68,45 0,95 31,39 0,44 24,55 0,34

28

1- ponderea varianţei efectelor citoplasmatice/ the share of cytoplasmic effect variance;

2 - ponderea varianţei testerilor/ the share tester effect variance; 3 - ponderea varianţei interacţiunilor „citoplasme × testeri” / the share „cytoplasm x tester” interaction effect variance

Fig. 9.Ponderea factorilor implicaţi în varianţa genetică a lungimii ştiuletelui pentru cele cinci grupe de liniile isonucleare testate

Share of each factor involved in the genetic variance of ear length for the five groups of isonuclear inbred lines that were tested

Citoplasmele au asigurat diferenţe semnificative statistic în două din cele cinci grupe

testate, valori mai ridicate ale varianţei au fost înregistrate pentru testeri, iar pentru

interacţiunea „citoplasme × tester” s-au înregistrat valori mai reduse dar semnificative din

punct de vedere statistic.

În figura 9 este prezentată ponderea factorilor implicaţi în varianţa lungimii

ştiuletelui. Ponderea citoplasmelor a fost cuprinsă între 1% la grupa liniilor TC 243 şi 32%

la grupa liniilor TC209, a testerilor 35% la grupa liniilor TB367 şi 92% la grupa liniilor

TC243; interacţiunile „citoplasme × testeri” au avut o pondere cuprinsă între 7% la grupa

liniilor TC243 şi 43% la grupa liniilor TB367.

În tabelul 9 sunt prezentate rezultatele capacităţii generale şi specifice de combinare

în transmiterea lungimii ştiuletelui la testările grupului de linii isonucleare TC209.

Amplitudinea efectelor citoplasmatice a fost cuprinsă între -0,69cm la TC209 şi +0,82cm la

TC209(cit.TC177), efectele capacităţii general de combinare datorate testerilor au avut

TC209

32%

56%

12%

1 2 3

TC243

1%

92%

7%

1 2 3

TC221

27%

37%

36%

1 2 3

TB367

22%

35%

43%

1 2 3

D105

13%

49%

38%

1 2 3

29

valori cuprinse între -0,52cm la TB329 şi 1,45cm la Lo3Rf. Valorile efectelor capacităţii

specifice de combinare au avut valori cuprinse între -0,9cm la combinaţia hibridă

TC209(cit.W633)×TC344 şi 0,7cm la TC209(cit.W633) × Lo3Rf.

Dintre combinaţiile hibride care au rezultat din cadrul acestei culturi comparative cele

mai ridicate valori ale lungimii ştiuletelui au fost realizate la următoarele combinaţii hibride:

- TC209(cit.W633)×Lo3Rf=21,3cm=μ(+18,4cm)+ĝcit(+0,73cm)+ĝtest(+1,45cm)+ŝcit

× test(0,7cm)

- TC209(cit.D105)×Lo3Rf=20,9cm=μ(+18,4cm)+ ĝcit(+0,62cm)+ ĝtest(+1,45cm)+ŝcit

× test(0,5cm)

În ereditatea combinaţiilor hibride cu cea mai mare lungime a ştiuletelui sunt

implicate pe lângă efectele medii, efectele capacităţii generale de combinare datorate

testerilor urmată de capacitatea generală de combinare a citoplasmelor şi de capacitatea

specifică de combinare.

Tabelul/Table 9 Efectele capacităţii generale şi specifice de combinare în transmiterea lungimii ştiuletelui la

testările grupului de linii consangvinizate de porumb isonucleare TC209 (SCDA Turda, 2009-2010)

General and specific combining ability involved in the inheritance of the ear length in the tested isonuclear inbred maize lines TC 209(ARDS Turda, 2009-2010)

TC344 Lo3Rf TB329 TD233 citoplasme/testeri cytoplasm/tester cm ŝ cit x test cm ŝ cit x test cm ŝ cit x test cm ŝ cit x test

x ĝcit

TC209 18,0 0,7 18,6 -0,6 17,5 0,3 16,8 -0,4 17,7 -0,69 TC209(cit.A665) 17,5 0,2 19,2 -0,1 17,5 0,2 17,1 -0,2 17,8 -0,61 TC209(cit.T291) 17,1 -0,4 19,2 -0,3 17,7 0,2 18,1 0,5 18,0 -0,38 TC209(cit.T248) 17,5 0,1 19,1 -0,2 17,2 -0,2 17,9 0,4 17,9 -0,49 TC209(cit.W633) 17,8 -0,9 21,3 0,7 18,7 0,1 18,8 0,1 19,1 0,73 TC209(cit.TC177) 19,4 0,6 20,7 0,0 18,5 -0,2 18,4 -0,4 19,2 0,82 TC209(cit.D105) 18,3 -0,2 20,9 0,5 18,2 -0,3 18,7 0,1 19,0 0,62

Media testeri Mean for tester 17,9 19,9 17,9 18,0 18,4 0,00

ĝtest -0,48 1,45 -0,52 -0,45 18,4 0,00 DL 5% comparatii ĝcitoplasme

LDS 5% comparison ĝcytoplasm 0,45 DL 5% comparatii ĝtesteri LDS 5% comparison ĝtester 0,33 DL 5% comparatii interactiuni c × t LDS 5% comparison for interaction c × t 0,90

30

5.2. STUDIUL GENETIC AL DETERMINISMULUI CONŢINUTULUI DE PROTEINE ŞI GRĂSIMI LA BOABE PROVENITE DIN AUTOPOLENIZĂRI ŞI POLENIZARE

LIBERĂ

5.2.1. Varianţa conţinutului de proteine

Proteina din porumb este mai puţin importantă decât la alte cereale datorită

conţinutului ridicat al fracţiei zeinice, dar se speră că pe viitor aceasta va fi eliminată prin

ameliorare; este de dorit să avem la dispoziţie forme cu conţinut proteic ridicat.

În tabelul 10 este prezentată analiza varianţelor pentru conţinutul de proteine la cele

cinci grupe de linii isonucleare pentru stiuleţii autopolenizaţi. În toate cele cinci culturi

comparative de testare, între cei doi ani experimentali 2009 şi 2010, diferenţele au fost

asigurate statistic.

Tabelul/Table 10 Analiza varianţei pentru conţinutul de proteine la testarile liniilor consangvinizate

isonucleare de proumb din autopolenizare (SCDA Turda, 2009-2010) Analysis of variance of the protein content for the self pollinated isonuclear inbred maize

lines that wher tested (ARDS Turda, 2009-2010) Linii isonucleare

TC209 Isonuclear line

TC209





Linii isonucleare TB367





GL DF

SP s2 SP s2

GL DF

SP s2 SP s2 SP s2 Ani experimentali ( A ) Experimental years (Y) 1 68,15 68,15** 21,07 21,07** 1 0,09 0,09* 8,49 8,49* 104,60 104,60**

Genotipuri Genotype 27 39,69 1,47** 55,48 2,05** 20 31,65 1,58** 17,91 0,90** 42,65 2,13**

Citoplasme ( C ) Cytoplasm (C) (6) 8,66 1,44** 10,92 1,82** (6) 4,76 0,79** 11,96 1,99** 9,12 1,52**

Testeri (T ) Tester (T) (3) 13,83 4,61** 25,87 8,62** (2) 14,78 7,39** 2,56 1,28** 26,68 13,34**

Interactiuni ( C×T ) (C×T) interaction (18) 17,21 0,96** 18,69 1,04** (12) 12,11 1,01** 3,38 0,28** 6,84 0,57** Interactiune(A×T) (Y×T) interaction 3 7,86 2,62** 26,32 8,77** 2 3,05 1,52** 8,90 4,45** 12,37 6,19** Interactiune(A×C) (Y×C) interaction 6 6,59 1,10** 2,64 0,44** 6 26,79 4,47** 7,08 1,18** 7,11 1,18**

Interactiune(A×TxC) (Y×T×C) interaction 18 11,65 0,65** 6,79 0,38** 12 15,18 1,27** 4,81 0,40** 6,45 0,54**


Eroarea A Error Y 2 0,03 0,01 0,16 0,08 2 0,01 0,00 0,49 0,25 0,08 0,04

Eroarea T Error T 12 0,70 0,06 1,42 0,12 8 1,49 0,19 0,35 0,04 0,28 0,04

Eroarea C Error C 96 4,65 0,05 5,50 0,06 72 4,89 0,07 7,80 0,11 4,86 0,07

31

Pentru toate cele cinci grupe de testare s-au înregistrat între genotipuri diferenţe

distinct semnificative statistic. Citoplasmele au asigurat diferenţe semnificative statistic în

toate cele cinci grupe de testare, punându-se în evidenţă rolul citoplasmelor în diferenţierea

genotipurilor. Cele mai ridicate valori ale varianţei au fost înregistrate pentru testeri, valori

mai reduse, dar distinct semnificative statistic s-au înregistat şi pentru interacţiunile nucleo-

citoplasmatice. În cele cinci de testare interacţiunea cu anii experimentali a fost

semnificativă statistic.

Ponderea factorilor implicaţi în varianţa conţinutului de proteine este prezentată în

figura 10. Influenţa citoplasmelor a fost cuprinsă între 15% şi 67%. Ponderea testerilor a

fost cuprinsă între 14% la TB367 şi 63% la D105; valori destul de ridicate s-au înregistrat în

majoritatea situaţiilor pentru ponderea interacţiunilor „citoplasme × testeri”, cu valori

cuprinse între 16% pentru D105 şi 43% pentru TC209 (COSTE şi colab., 2011).


2 - ponderea varianţei testerilor/ the share tester effect variance; 3 - ponderea varianţei interacţiunilor „citoplasme × testeri” / the share „cytoplasm × tester” interaction effect variance

Fig. 10.Ponderea factorilor implicaţi în varianţa genetică pentru conţinutul de proteine la cele cinci grupe de liniile isonucleare testate din autopolenizare

Share of each factor involved in the genetic variance of protein contet for the five groups of self pollinated isonuclear inbred lines that were tested

TC209

43%22%

35%

1 2 3

TC243

34%20%

47%

1 2 3

TC221

38%

15%

47%

1 2 3

TB367

19%

14%67%

1 2 3

D105

16% 21%

63%

1 2 3

32

5.2.2. Studiul eredităţii conţinutului de proteine Efectele capacităţii generale de combinare pentru citoplasme şi testeri, respectiv a

capacitaţii specifice de combinare datorată interacţiunii „citoplasme x testeri” pentru testarea

grupului de linii TC243 sunt prezentate în tabelul 11.

Media conţinutului de proteine la testările liniilor isonucleare din grupa generată de

linia consangvinizată TC243 a fost de 11,6%. Hibrizii din testarea cu linia consangvinizată

generatoare a grupei au realizat un conţinut mediu de proteine de 11,7% (ĝcit= +0,06%). Cu

valori ale conţinutului mediu semnificativ statistic mai ridicat, implicit valori pentru

transmitere la nivel citoplasmatic mai mari s-au situat isoliniile: TC243(cit.TC221)-

ĝcit=+0,29% şi TC243-ĝcit=+0,25%; în ambele cazuri diferenţa faţa de ĝcit înregistrată în

cazul testării martorului este semnificativă statistic. Cu valori negative pentru transmiterea

conţinutului de proteine s-au remarcat TC243(cit.A665)-ĝcit=-0,40% şi TC243(cit.TC208)-

ĝcit= -0,34%.

Dintre liniile consangvinizate tester, cea mai mare capacitate de combinare, la nivel

aditiv, se realizeaza de către linia tester, din convarietatea indurata, Lo3Rf cu capacitate

generala +0,55%, iar cea mai redusă cu -0,56% linia consangvinizată tester TC344.

Pentru combinaţiile hibride, valorile capacităţii specifice de combinare au fost

cuprinse între -0,71% la combinaţia hibridă TC243(cit.A665)×TC344 şi +0,83% pentru

combinaţia hibridă TC243×TC344. Din rezultatele acestei culturi comparative a reieşit că

ponderea efectelor citoplasmatice, efectelor additive ale testerilor şi ale interacţiunilor

„citoplasme × testeri” ar fi relativ apropiate, dar influenţa citoplasmelor şi testerilor ar fi

hotărâtoare în determinismul hibrizilor cu cele mai ridicate valori ale conţinutului de

proteine:

- TC243(cit.K1080)×Lo3Rf= 12,6% = μ(+11,6%)+ ĝcit(+0,18%)+ ĝtest(+0,55%)+ŝcit x

test(+0,26%)

- TC243(cit.TC221)×Lo3Rf=12,5%=μ(+11,6%)+ĝcit(+0,29%)+ĝtest(+0,55%)+ŝcit × test

(+0,10%)

33

Tabelul/Table 11 Efectele capacităţii generale şi specifice de combinare în transmiterea conţinutului de

proteine la testările grupului de linii consangvinizate de porumb isonucleare din autopolenizare TC243(SCDA Turda, 2009-2010)

General and specific combining ability involved in the inheritance of protein content for the self pollinated isonuclear inbred maize lines that wher tested

TC243(ARDS Turda, 2009-2010) TC344 Lo3Rf TB329 TD233 citoplasme/testeri

cytoplasm/tester % ŝ cit ×test % ŝ cit ×test % ŝ cit ×test % ŝ cit ×test x ĝcit

TC243 11,9 0,83 12,2 0,02 11,1 -0,51 11,3 -0,34 11,7 0,06 TC243(cit.A665) 9,9 -0,71 12,0 0,26 11,6 0,40 11,3 0,04 11,2 -0,40 TC243(cit.T248) 11,4 0,43 11,8 -0,33 11,3 -0,30 11,8 0,20 11,6 -0,03

TC243(cit.TC208) 10,6 -0,13 11,8 -0,01 11,3 0,09 11,3 0,06 11,2 -0,34 TC243(cit.TC221) 11,0 -0,36 12,5 0,10 12,0 0,13 12,0 0,13 11,9 0,29 TC243(cit.K1080) 11,1 -0,14 12,6 0,26 12,1 0,34 11,3 -0,47 11,8 0,18 TC243(cit.K2051) 11,4 0,08 12,1 -0,31 11,7 -0,15 12,2 0,38 11,8 0,25

Media testeri Mean for tester 11,0 12,1 11,6 11,6 11,6 0,00

ĝtest -0,56 0,55 -0,01 0,02 11,6 0,00 DL 5% comparatii ĝcitoplasme


5.3.3. Varianţa conţinutului de grăsimi

Conţinutul de grăsimi la porumb este important, dar în situaţia în care boabele sunt

valorificate industrial, în fabricarea alcoolului, bioetanolului sau industria furajelor; în

această situaţie, uleiul de porumb este un produs secundar, ca şi fibrele solubile, de

importanţă majoră care se pot varlorifica.

În tabelul 12 este prezentată analiza varianţelor pentru conţinutul de grăsimi la cele

cinci grupe de testări pentru ştiuleţii autopolenizaţi. Din analiza varianţelor se poate observa

că anii experimentali nu au asigurat valori semnificative statistic decât în cazul grupei

TC221, la restul grupelor de testare nu s-a evidenţiat o influenţă a anilor experimentali

asupra conţinutului de grăsimi.

34

Tabelul/Table 12 Analiza varianţei pentru conţinutul de grăsimi la testarile liniilor consangvinizate

isonucleare de proumb din autopolenizare (SCDA Turda, 2009-2010) Analysis of variance of the oil content for the self pollinated isonuclear inbred maize lines

that wher tested (ARDS Turda, 2009-2010) Linii isonucleare

TC209 Isonuclear line TC209





Linii isonucleare TB367





GL DF

SP s2 SP s2

GL DF

SP s2 SP s2 SP s2 Ani experimentali ( A ) Experimental years (Y) 1 0,05 0,05 0,00 0,00 1 9,45 9,45** 0,52 0,52 0,46 0,46

Genotipuri Genotype 27 27,75 1,03** 40,36 1,49** 20 6,16 0,31** 5,54 0,28 6,08 0,30**

Citoplasme ( C ) Cytoplasm (C) (6) 1,95 0,33** 0,27 0,04 (6) 1,88 0,31** 3,20 0,53** 0,81 0,14**

Testeri (T ) Tester (T) (3) 24,39 8,13** 38,63 12,88** (2) 3,52 1,76** 0,88 0,44* 3,46 1,73**

Interactiuni ( C×T ) (C×T) interaction (18) 1,41 0,08* 1,47 0,08* (12) 0,75 0,06 1,46 0,12 1,81 0,15 Interactiune(A×T) (Y×T) interaction 3 0,45 0,15 0,96 0,32** 2 0,76 0,38 0,55 0,28 2,44 1,22** Interactiune(A×C) (Y×C) interaction 6 1,75 0,29** 1,13 0,19** 6 4,23 0,70** 0,74 0,12 2,28 0,38**

Interactiune(A×T×C) (Y×T×C) interaction 18 1,83 0,10** 3,34 0,19** 12 1,04 0,09 2,49 0,21* 1,73 0,14


Eroarea A Error Y 2 0,09 0,04 0,04 0,02 2 0,07 0,04 0,27 0,14 0,38 0,19

Eroarea T Error T 12 1,27 0,11 0,38 0,03 8 1,15 0,14 1,00 0,13 0,25 0,03

Eroarea C Error C 96 4,37 0,05 4,47 0,05 72 7,38 0,10 7,24 0,10 7,52 0,10

Citoplasmele au asigurat diferenţe semnificative statistic în patru din cele cinci grupe

de testare, punându-se în evidenţă rolul citoplasmelor în diferenţierea genotipurilor. Cele

mai ridicate valori ale varianţei au fost înregistrate pentru testeri fiind distinct semnificative

pentru cele cinci grupe de linii isonucleare, valori semnificative statistic s-au înregistrat şi

pentru interacţiunile dintre „anii experimentali × citoplasme”, „ani × testeri” şi interacţiunea

celor trei factori studiaţi (ani × testeri × citoplasme).

Ponderea factorilor implicaţi în varianţa conţinutului de grăsimi (calculat conform

modelului lui LEIN citat de CEAPOIU, 1969) în cazul ştiuleţilor autopolenizaţi este

prezentată în figura 11.

Influenţa citoplasmelor asupra varianţei a fost cuprinsă între 1 şi 58%. Cum era de

aşteptat ponderea testerilor a fost mai ridicată şi cuprinsă între 16% la grupa testărilor liniei

TB367 şi 96% la testările liniei TC243; valori destul de ridicate ale interacţiunilor

35

„citoplasme × testeri” s-a înregistrat la testările grupei de linii TC243 (4%) şi de 30% pentru

testările grupului de linii D105.


2 - ponderea varianţei testerilor/ the share tester effect variance; 3 - ponderea varianţei interacţiunilor „citoplasme × testeri” / the share „cytoplasm × tester”interaction effect variance

Fig. 11.Ponderea factorilor implicaţi în varianţa genetică pentru conţinutul de grăsimi la cele cinci grupe de liniile isonucleare testate din autopolenizare

Share of each factor involved in the genetic variance of oil contet for the five groups of self pollinated isonuclear inbred lines that were tested

5.4.4. Studiul eredităţii conţinutului de grăsimi În tabelul 13 sunt prezentate efectele capacităţii generale şi specifice de combinare în

transmiterea conţinutului de grăsimi la testările grupului de linii TB367 (autopolenizare).

Media conţinutului de grăsimi a sistemului experimental a fost de 5%. Amplitudinea

efectelor capacităţii generale de combinare la nivel citoplasmatic au fost cuprinse între -

0,32% la TB367(cit.TB329) şi 0,22% TB367(cit.TC208).

Dintre liniile consangvinizate tester, cea mai mare capacitate de combinare a fost

realizată de linia TC209 0,12%, iar valoarea cea mai mică a fost înregistrată la linia T291 -

0,07%.

TC209

5% 7%

88%

1 2 3

TC243

4%1%

96%

1 2 3

TC221

12%31%

57%

1 2 3

TB367

26%

16%58%

1 2 3

D105

30%13%

57%

1 2 3

36

Pentru combinaţiile hibride, valorile capacităţii specifice de combinare au fost

cuprinse între -0,19% la combinaţia hibridă TB367(cit.TC221)×TD233 şi +0,23% pentru

combinaţia hibridă TB367(cit.TC209)×TD233.

La realizarea coţinutului de grăsimi, în hibrizii cu valorile cele mai mari şi-au adus

aportul, în primul rând efectele medii, dar au fost importante în egală măsură şi efectele

citoplasmelor, nucleului şi interacţiunile nucleo-citoplasmatice.

- TB367(cit.TC208)×TC209=5,4%=μ(+5%)+ĝcit(+0,22%)+ĝtest(+0,12%)+ŝcit×test

(+0,04%)

- TB367(cit.TC221)×TC209=5,3%=μ(+5%)+ĝcit(+0,11%)+ĝtest(+0,12%)+ŝcit×test

(+0,08%)

Tabelul/Table 13

Efectele capacităţii generale şi specifice de combinare în transmiterea conţinutului de grăsimi la testările grupului de linii consangvinizate de porumb isonucleare din

autopolenizare TB367(SCDA Turda, 2009-2010)

General and specific combining ability involved in the inheritance of oil content for the self pollinated isonuclear inbred maize lines that wher tested

TB367 (ARDS Turda, 2009-2010) T291 TC209 TD233 citoplasme/testeri

cytoplasm/tester % ŝ cit ×test % ŝ cit ×test % ŝ cit ×test x ĝcit

TB367 4,8 -0,05 5,3 0,18 4,8 -0,13 5,0 -0,08 TB367(cit.T248) 4,9 0,02 5,1 -0,02 5,0 0,01 5,0 -0,04

TB367(cit.TB329) 4,8 0,12 4,8 -0,07 4,6 -0,04 4,7 -0,32 TB367(cit.TC208) 5,1 -0,05 5,4 0,04 5,2 0,02 5,2 0,22 TB367(cit.TC221) 5,2 0,16 5,3 0,08 4,9 -0,19 5,1 0,11 TB367(cit.TC209) 5,0 -0,07 5,1 -0,16 5,3 0,23 5,1 0,06 TB367(cit.K2051) 4,9 -0,09 5,2 -0,04 5,2 0,12 5,1 0,06

Media testeri Mean for tester 5,0 5,1 5,0 5,0 0,00

ĝtest -0,07 0,12 -0,04 5,0 0,00 DL 5% comparatii ĝcitoplasme


37

CAPITOLUL VI

STUDIUL EREDITĂŢII CONŢINUTULUI DE PROTEINE ŞI GRĂSIMI ÎNTR-UN SISTEM DIALEL DE TIP p(p-1)

Proteina de porumb nu este de cea mai bună calitate, datorită conţinutului ridicat de

zeină, o fracţie proteică insolubilă în apă, solubilă în alcool, cu toate acestea ameliorarea

acestei însuşiri prezintă interes pentru toate programele de ameliorare, iar cercetări mai

recente sunt îndreptate spre îmbunătăţirea raportului între fracţiile proteice, pe alte căi decât

cu ajutrul genelor recesive opaque-2 sau floury-2(SARCA,2004).

Conţinutul de proteine a fost obiectul unor cercetări de aproape un secol.

ALEXANDER (1988) arată că din analiza programului de la Illinois, iniţiat de Hopkins la

sfârşitul secolului XIX, variabilitatea pentru acest caracter nu s-a epuizat, după 76 generaţii

de selecţie, iar frecvenţa alelelor favorabile a crescut cu 37%. S-au găsit corelaţii negative

între capacitatea de producţie şi conţinutul de proteine, dar CĂBULEA şi colab.(1984)

susţin că cele două caractere pot fi ameliorate simultan.

Literatura de specialitate arată că în determinismul genetic al conţinutului de grăsimi,

varianţa capacităţii generale de combinare (CGC) a fost superioară capacităţii specifice de

combinare (CSC), indicând o preponderenţă a varianţei genetice aditive. Din acest motiv în

ameliorarea conţinutului de grăsimi se folosesc metode diferite de selecţie, între care

predomină selecţia recurentă (MISEVIC şi ALEXANDER, 1989; MISOVIC şi colab. 1990,

HAŞ şi colab., 2004).

Conţinutul de grăsimi a fost analizat atât la probe provenite din ştiuleţi autopolenizaţi,

cât şi de la probe provenite de la ştiuleţi cu polenizare liberă. Diferenţele dintre cele două

provenienţe ale cariopselor analizate, nu ar trebui să fie atât de mari, întrucât după

ALEXANDER (1988) circa 83% din conţinutul de grăsimi al boabelor de porumb din provin

din embrion.

38

6.1. CONŢINUTUL DE PROTEINE LA BOABE PROVENITE DIN AUTOPOLENIZĂRI

Conţinutul de proteine şi efectele genice implicate în determinismul acestor valori

procentuale pentru boabele provenite din autopolenizări la hibrizii din sistemul dialel sunt

prezentate în tabelele 14-16.

Conţinutul mediu de proteine pentru cei doi ani experimentali a fost de 11,89%, cu

valori cuprinse între 11,11% la hibridul TC209×TC344 şi 13% la hibridul T291× K1080. Cu

valori semnificative statistic care care au depăşit media experienţei au fost realizate de către

hibrizii: T248×T291(+0,50%), T248×TC209(+0,38%), T291×TC344(+0,34%).

Între cei doi ani experimentali s-au înregistrat diferenţe semnificative statistic între

mediile hibrizilor din sistemul dialel, 12,71% în anul 2009 şi 11,07 în anul 2010. Valoarea

maximă pentru conţinutul de proteine s-a înregistrat la hibridul T248×T291, în anul 2009 de

13,40%, iar valoarea minimă la hibridul TC209×TC344 de 9,99% în 2010.

Între hibrizii direcţi şi reciproci s-au înregistrat diferenţe semnificative statistic; cele

mai ridicate valori au fost înregistrate la următorii hibrizi:

- T248×TC209, conţinutul de proteine mai redus cu 0,87% la hibridul direct

în comparaţie cu hibridul reciproc;

- TC209×TC344, conţinutul de proteine mai redus cu 0,70% la hibridul direct

în comparaţie cu hibridul reciproc;

- TC209×K1080, coţinutul de proteine mai redus cu 0,76% la hibridul direct î

comparaţie cu hibridul reciproc;

- TC208×T209, conţinutul în proteine mai ridicat cu 0,75% faţă de hibridul

reciproc;

- T291×TC344, conţinutul de proteine mai ridicat cu 0,47% faţă de hibridul

reciproc.

Diferenţele între hibrizii direcţi şi reciproci ar putea avea drept cauză efectele

reciproce ale interacţiunii nuclear-citoplasmatice (valori cuprinse între -0,57 şi +0,43) cât şi,

într-o măsură mai redusă, efectele materne, care în cazul unor forme parentale au valori de

39

care trebuie să se ţină seamă (K1080-m=+0,08; T291-m=+0,05; TC344-m=-0,07; TC209-

m=-0,05).

Cea mai ridicată capacitate generală de combinare pentru transmiterea conţinutului

ridicat de proteine s-a înregistrat la linia consangvinizată T291-12,21%(ĝi=+0,32).

Valori reduse pentru transmiterea conţinutului de proteine (implicit efecte genice

aditive cu semnul minus) s-au înregistrat la liniile consangvinizate TC208-11,62%( ĝi=-0,28)

şi TC209-11,66%( ĝi=-0,24).

Efectele neaditive au avut pentru unele combinaţii hibride valori absolute ridicate,

evidenţiind importanţa capacităţii sepcifice de combinare în determinismul (ridicat sau

scăzut) conţinutului de proteine:

- T248xTC209-ŝij=+0,52;

- T291xK1080- ŝij=+0,49;

- TC208xK1080- ŝij=+0,33;

- TC209xTC344- ŝij=-0,35;

- T291xTC209- ŝij=-0,35;

- T248xK1080- ŝij=-0,27;

Se poate afirma că în determinismul conţinutului de proteine la boabe provenite din

ştiuleţi autopolenizaţi, sunt importante în egală masură efectele genice aditive, cele neaditive

şi efectele reciproce ale interacţiunii nuclear-citoplasmatice şi de mai mică importanţă

efectele genice materne.

La fel ca şi în cazul altor componenţi ai boabelor, la stabilirea formulei optime a

combinaţiei hibride este necesar a se face experimentare atât a hibridului direct, cât şi a

hibridului reciproc.

40

Tabelul/Table 14 Conţinutul de proteine pentru hibrizii direcţi şi reciproci din sistemul dialel p (p-1) şi efectul

genetic rij al interacţiunii specifice dintre citoplasma maternă şi genele nucleare (SCDA Turda, 2009-2010, autopolenizare)

Protein content of the direct and reciprocal hybrids from a diallel system p (p-1) and the genetic efect rij of the specific interactions between the maternal citoplasm and the nuclear

genes (ARDS Turda, 2009-2010, self pollinated)

%

Conţinutul de proteine

Protein content (%)

nr. crt crt.nr.

Hibridul simplu Single cross hibrid A × B B × A

Diferenţa Difference rij 2009 2010


content

% faţă de media

sistemului %

compared to the system mean medie mean

1 T248 × T291 12,62 12,17 0,45 0,31 13,40 11,38 12,39 104,2 2 T248 × T208 11,62 11,42 0,20 -0,08 12,29 10,75 11,52 96,9 3 T248 × TC209 11,83 12,70 -0,87 -0,57 12,72 11,82 12,27 103,2 4 T248 × TC344 11,88 11,52 0,36 0,07 12,82 10,59 11,70 98,4 5 T248 × K1080 11,97 12,05 -0,08 0,02 13,22 10,80 12,01 101,0 6 T291 × TC208 11,87 11,72 0,15 -0,24 12,49 11,10 11,79 99,2 7 T291 × TC209 11,73 11,52 0,21 -0,17 12,15 11,10 11,63 97,8 8 T291 × TC344 12,47 12,00 0,47 -0,01 12,67 11,80 12,23 102,9 9 T291 × K1080 13,05 12,95 0,10 -0,02 13,25 12,75 13,00 109,3 10 TC208 × TC209 11,80 11,05 0,75 0,43 12,30 10,55 11,43 96,1 11 TC208× TC344 10,98 11,68 -0,70 -0,27 12,34 10,34 11,34 95,3 12 TC208 × K1080 12,08 11,93 0,15 0,33 12,89 11,14 12,01 101,0 13 TC209 × TC344 11,27 10,95 0,32 0,24 12,23 9,99 11,11 93,4 14 TC209 × K1080 11,47 12,23 -0,76 -0,13 12,73 10,97 11,85 99,6 15 TC344 × K1080 11,98 12,22 -0,24 0,12 13,15 11,05 12,10 101,8

Media Mean 11,91 11,87 0,03 12,71 11,07 11,89 100,0

DL 5% comp. ani LDS 5% comp. years 0,06

DL 5% comp.hibrizi LDS 5% comp. hybrids 0,28

DL 5% comp. int ani × hibrizi LDS comp. int years × hybrids 0,39

Comparaţii rij faţă de rji / Comparison of rij to rji - 0,0492

41

Tabelul/Table 15 Efectele genice additive (ĝi) şi efectele materne implicate în ereditatea conţinutului de

proteine la un sistem de încrucişări dialel p (p-1) (SCDA Turda, 2009-2010, autopolenizare) Additive genetic effects (ĝi) and the maternal effects involved in the inheritance of protein content from a diallel crossing system p (p-1) (ARDS Turda, 2009-2010, self pollinated)

Linian consangvinizată constantă / The constant

inbred line ♀ % ĝi (m)

♂ % ĝj(t)

CCG % ĝ

Efecte materne / Maternal effects

T248 11,98 0,09 11,97 0,08 11,98 0,09 0.01 T291 12,26 0,37 12,16 0,27 12,21 0,32 0,05

TC208 11,60 -0,29 11,63 -0,26 11,62 -0,28 -0,01 TC209 11,60 -0,29 11,71 -0,18 11,66 -0,24 -0,05 TC344 11,63 -0,26 11,76 -0,13 11,70 -0,20 -0,07 K1080 12,28 0,39 12,11 0,22 12,19 0,30 0,08

Media sistemului / System mean 11,89 11,89 11,89

Comparaţii ĝi faţă de ĝj / Comparison of ĝi to ĝj - 0,01467 Comparaţii mi faţă de mj / Comparison of mi to mj - 0,00984

Tabelul/Table 16 Conţinutul mediu de proteine şi efectele genice neaditive în sistemul dialel p(p-1)

(SCDA Turda, 2009-2010, autopolenizare) Mean protein content and the unadditive gene effects in a diallel system p(p-1)

(ARDS Turda, 2009-2010, self pollinated)

T 248 T 291 TC 208 TC 209 TC 344 K 1080 T 248 12,62 11,62 11,83 11,88 11,97

ŝij 0,10 -0,18 0,52 -0,08 -0,27 r 0,31 -0,08 -0,57 0,07 0,02

T 291 12,17 11,87 11,73 12,47 13,05 ŝij -0,14 -0,35 0,22 0,49 r -0,24 -0,17 -0,01 -0,02

TC 208 11,42 11,72 11,8 10,98 12,08 ŝij 0,05 -0,09 0,09 r 0,43 -0,27 0,33

TC 209 12,70 11,52 11,05 11,27 11,47 ŝij -0,35 -0,11 r 0,24 -0,13

TC 344 11,52 12,00 11,68 10,95 11,98 ŝij 0,10 r 0,12

K 1080 12,05 12,95 11,93 12,23 12,22 ŝij r

Comparaţii ŝij faţă de ŝik / Comparison of ŝij to ŝik - 0,04428 Comparaţii ŝij faţă de ŝkl / Comparison of ŝij to ŝkl - 0,02952

42

6.2. CONŢINUTUL DE GRĂSIMI LA BOABE PROVENITE DIN AUTOPOLENIZĂRI

Conţinutul de grăsimi şi efectele genice implicate în determinismul acestui caracter

la boabe provenite din autopolenizări sunt prezentate în tabelele 17-19.

Conţinutul de grăsimi al hibrizilor din sistemul dialel a fost, în medie, de 4,65%,

nefiind diferenţe între cei doi ani experimentali. Hibridul cu cel mai ridicat conţinut de

grăsimi a fost T248×TC344 (5,01%), urmat de TC208×TC344 (4,99%); cel mai redus

conţinut s-a înregistrat la combinaţia hibridă T291×K1080 (4,09%). Între hibrizii direcţi şi

reciproci s-a înregistrat, în medie, o diferenţă de 0,09%, dar diferenţa între hibrizii

individuali, direcţi şi reciproci au avut amplitudini mai ridicate:

- T291×TC208 diferenţa între hibridul direct şi reciproc a fost de -0,58%;

- TC208×TC209 diferenţa între hibridul direct şi reciproc a fost de -0,33%;

- T248×TC209 diferenţa între hibridul direct şi reciproc a fost de -0,30%.

Diferenţele dintre hibrizii direcţi şi reciproci se datoresc în cea mai mare proporţie

efectelor reciproce nuclear-citoplasmatice cu valori cuprinse între -0,25 la combinaţia

hibridă T248×TC209 şi +0,23 la combinaţia hibridă T291×TC344. În tabelul 19 sunt

prezentate comparaţia efectelor genice neaditive şi cele reciproce, ale interacţiunii dintre

genele nucleare şi cele cu localizare citoplasmatică; se poate observa că în multe cazuri,

efectele reciproce au valori absolute mai ridicate decât efectele genice neaditive.

În determinismul diferenţelor fenotipice pentru cantitatea de grăsimi dintre hibrizii

direcţi şi reciproci sunt implicate şi efectele genice materne, cu valoare mai redusă faţă de

efectele reciproce.

Efectele capacităţii generale de combinare sunt prezentate în tabelul 18. Conţinutul

cel mai ridicat de grăsimi este transmis de către linia consangvinizată TC344(x=4,92%,

ĝi=+0,27). Cel mai redus conţinut de grăsimi este transmis de către liniile consangvinizate

T291(x=4,50%, ĝi=-0,15) şi K1080(x=4,69%, ĝi=-0,14).

În ereditatea conţinutului de grăsimi (la boabe provenite din ştiuleţi autopolenizaţi)

sunt implicate efectele genice aditive, efectele reciproce ale interaţiunii nuclear-

citoplasmatice şi efectele genice neaditive.

43

Tabelul/Table 17 Conţinutul de grăsimi pentru hibrizii direcţi şi reciproci din sistemul dialel p (p-1) şi efectul

genetic rij al interacţiunii specifice dintre citoplasma maternă şi genele nucleare(SCDA Turda, 2009-2010, autopolenizare)

Oil content of the direct and reciprocal hybrids from a diallel system p (p-1) and the genetic efect rij of the specific interactions between the maternal citoplasm and the nuclear genes


%

Conţinutul de grăsimi

Oil content(%)

nr. crt crt.nr.

Hibridul simplu Single cross hibrid A × B B × A

Diferenţa Difference rij 2009 2010


content

% faţă de media

sistemului %

compared to the system mean medie mean

1 T248 × T291 4,60 4,83 -0,23 -0,22 4,82 4,62 4,72 101,5 2 T248 × T208 4,72 4,78 -0,06 -0,09 4,80 4,70 4,75 102,2 3 T248 × TC209 4,52 4,82 -0,30 -0,25 4,87 4,47 4,67 100,4 4 T248 × TC344 5,10 4,92 0,18 0,19 5,07 4,95 5,01 107,8 5 T248 × K1080 4,67 4,63 0,04 -0,08 4,75 4,55 4,65 100,1 6 T291 × TC208 4,25 4,83 -0,58 -0,22 4,58 4,50 4,54 97,7 7 T291 × TC209 4,33 4,35 -0,02 0,01 4,22 4,47 4,34 93,4 8 T291 × TC344 4,82 4,80 0,02 0,23 4,88 4,74 4,81 103,4 9 T291× K1080 4,15 4,03 0,12 0,08 4,04 4,15 4,09 88,1 10 TC208 × TC209 4,35 4,68 -0,33 -0,23 4,45 4,58 4,52 97,1 11 TC208 × TC344 4,90 5,08 -0,18 0,04 5,00 4,99 4,99 107,4 12 TC208 × K1080 4,40 4,32 0,08 -0,03 4,24 4,49 4,36 93,8 13 TC209 × TC344 4,83 4,85 -0,02 0,14 4,73 4,95 4,84 104,1 14 TC209 × K1080 4,40 4,57 -0,17 -0,13 4,32 4,65 4,48 96,4 15 TC344 × K1080 4,98 4,92 0,06 -0,17 4,85 5,05 4,95 106,5

Media Mean 4,60 4,69 -0,09 4,64 4,66 4,65 100,0

DL 5% comp. ani LDS 5% comp. years 0,19

DL 5% comp.hibrizi LDS 5% comp. hybrids 0,24

DL 5% comp. int ani × hibrizi LDS comp. int years × hybrids 0,33

Comparaţii rij faţă de rji / Comparison of rij to rji - 0,038208

44

Tabelu/Table 18 Efectele genice additive (ĝi) şi efectele materne implicate în ereditatea conţinutului de

grăsimi la un sistem de încrucişări dialel p(p-1)(SCDA Turda, 2009-2010, autopolenizare) Additive genetic effects (ĝi) and the maternal effects involved in the inheritance of oil content

from a diallel crossing system p(p-1)(ARDS Turda, 2009-2010, self pollinated) Linian consangvinizată constantă / The constant

inbred line ♀ % ĝi (m)

♂ % ĝj(t)

CCG % ĝ

Efecte materne / Maternal effects

T248 4,72 0,07 4,80 0,15 4,76 0,11 -0,04 T291 4,48 -0,17 4,52 -0,13 4,50 -0,15 -0,02

TC208 4,65 0,00 4,61 -0,04 4,63 -0,02 0,02 TC209 4,62 -0,03 4,52 -0,12 4,57 -0,08 0,05 TC344 4,93 0,28 4,91 0,27 4,92 0,27 0,01 K1080 4,49 -0,15 4,88 -0,13 4,69 -0,14 -0,01

Media sistemului / System mean 4,65 4,71 4,68

Comparaţii ĝi faţă de ĝj / Comparison of ĝi to ĝj - 0,011463 Comparaţii mi faţă de mj / Comparison of mi to mj - 0,007642

Tabelul/Table 19 Conţinutul mediu de grăsimi şi efectele genice neaditive în sistemul dialel p(p-1)

(SCDA Turda, 2009-2010, autopolenizare) Mean oil content and the unadditive gene effects in a diallel system p(p-1)


T 248 T 291 TC 208 TC 209 TC 344 K 1080 T 248 4,6 4,72 4,52 5,1 4,67

ŝij 0,10 0,01 -0,01 -0,02 0,03 r -0,22 -0,09 -0,25 0,19 -0,08

T 291 4,83 4,25 4,33 4,82 4,15 ŝij 0,06 -0,08 0,04 -0,27 r -0,22 0,01 0,23 0,08

TC 208 4,78 4,83 4,35 4,9 4,4 ŝij -0,04 0,09 -0,13 r -0,23 0,04 -0,03

TC 209 4,82 4,35 4,68 4,83 4,4 ŝij 0,00 0,06 r 0,14 -0,13

TC 344 4,92 4,8 5,08 4,85 4,98 ŝij 0,17 r -0,17

K 1080 4,63 4,03 4,32 4,57 4,92 ŝij r

Comparaţii ŝij faţă de ŝik / Comparison of ŝij to ŝik - 0,034388 Comparaţii ŝij faţă de ŝkl- / Comparison of ŝij to ŝkl - 0,022925

45

Având în vedere nivelul ridicat al efectelor reciproce ale interacţiunii nuclear-

citoplasmatice este necesar ca în stabilirea formulelor de hibrizi destinaţi unui conţinut

ridicat de grăsimi să se testeze combinaţiile directe şi reciproce în vederea stabilirii celei mai

performante combinaţii.

46

CAPITOLUL VI

CONCLUZII

1. Analiza germoplasmei de porumb alcătuită din populaţii locale, populaţii sintetice şi

linii consangvinizate de la SCDA. Turda în privinţa conţinutului de proteină şi

grăsimi a evidenţiat existenţa unei variabilităţi genetice semnificative care poate fi

utilizată în obţinerea unor hibrizi cu conţinut ridicat de proteine şi grăsimi.

2. Variaţia conţinutului de proteine în cazul populaţiilor locale a avut valori cuprinse

între 11,20% şi 15,60%, cu o medie de 13,69%, iar cea a conţinutului de grăsimi a

avut valori cuprinse între 3,80% şi 7,30%, cu o medie de 5,38%.

3. Variaţia conţinutului de proteine în cazul liniilor consangvinizate a avut valori

cuprinse între 10,80% şi 17,70%, cu o medie de 13,43%, iar cea a conţinutului de

grăsimi a avut valori cuprinse între 2,40% şi 7,60%, cu o medie de 4,16%.

4. Din materialul analizat potenţial de utilizare în ameliorarea conţinutului de proteine

şi grăsimi prezintă:

- populaţiile locale Satu Lung/01(15,6% proteine şi 6,7% grăsimi) şi

Salva/01(15,5% şi 7,1grăsimi)

- liniile consangvinizate :

- TC106(16,4% proteine şi 7,5% grăsimi) şi T442(15,6% proteine şi 7,2%

grăsimi) linii consangvinizate cu bob indurat

- TC334(15,1% proteine şi 7,5% grăsimi), T167(14,8% proteine şi 5,8%

grăsimi) şi T 166(15,1% proteine şi 5,5% grăsimi) linii consangvinizate cu

bob I x D

- TC344A(15,2% proteine şi 7,6% grăsimi), TB370(16% proteine şi 6,1%

grăsimi) şi TC337(proteine15,5% şi 5,9% grăsimi) linii consangvinizate cu

bob D x I

- TC375(14,7% proteine şi 7,1% grăsimi), TC353(15,1% proteine şi 5,6%

grăsimi) şi TD290(15,3% proteine şi 5,3% grăsimi) linii consangvinizate cu

bob dentiform

47

5. Într-un sistem genetic balansat, cu cinci linii consangvinizate a căror nucleu a fost

transferat prin 9-10 retroîncrucişări pe patru tipuri de citoplasmă în ereditatea

conţinutului de proteine şi grăsimi sunt implicaţi factori genetici situaţi în nucleu, în

citoplasmă şi interacţiuni între factorii situaţi în citoplasmă şi nucleu.

6. În acest sistem balansat în ereditatea conţinutului de proteine factorii citoplasmatici

sunt implicaţi în proporţie de 7%, iar interacţiunile nuclear-citoplasmatice în

proporţie de 57%. În ereditatea conţinutului de grăsimi factorii citoplasmatici au o

contribuţie minoră (1%), iar interacţiunile nuclear citoplasmatice de 10%.

7. În sistemul genetic balansat citoplasma provenită de la linia T248 a condus la

sporirea conţinutului de proteine la liniile isonucleare cu 0,27%; în schimb ,

citoplasma provenită de la linia consangvinizată TC221 a avut ca efect mediu

reducerea conţinutului de proteine cu 0,29%. În ambele situaţii diferenţele sunt

distinct semnificative statistic.

8. Cu toate că aportul citoplasmei în ereditatea conţinutului de grăsimi este redus,

citoplasma de la linia consangvinizată TC177 are un aport distinct semnificativ

(+0,31%) în îmbunătăţirea acestuia la isoliniile nou create.

9. Transferul nucleului liniei consangvinizate TB367 pe citoplasmele liniilor TC177 şi

TB329 a dus la creşterea conţinutului de grăsimi cu 1,23%, respectiv 0,50%.

10. Studiul conţinutului de proteine şi grăsimi a cinci seturi de linii consangvinizate

isonucleare (fiecare linie transferată pe încă şase tipuri de citoplasmă), în condiţii de

autopolenizare sau polenizare liberă a relevat interacţiuni specifice între tipul de

citoplasmă şi nucleul transferat pentru creşterea /scăderea conţinutului de proteine şi

grăsimi.

11. Rezultatele obţinute în privinţa conţinutului de proteine din boabe provenite din

polenizare liberă nu confirmă în toate situaţiile analizele efectuate pe boabe din

autopolenizări. Din acest motiv considerăm că boabele provenite din autopolenizare

redau mai fidel conţinutul de proteine şi grăsimi prin faptul că atunci când un

genotip de porumb este cultivat pe suprafeţe mari, posibilităţile de polenizare

încrucişată sunt reduse.

48

12. Conţinutul de grăsimi, transmis în cazul testărilor liniilor consangvinizate

isonucleare este influenţat în primul rând de capacitatea de transmitere generală la

nivelul testerilor, de genele cu localizare citoplasmatică şi interacţiunea „citoplasme

x nucleu”. Ponderea varianţei datorată citoplasmelor a fost cuprinsă între 1 şi 58% la

ştiuleţii autopolenizaţi şi 4 şi 41% la boabele provenite din polenizare liberă.

13. Studiul eredităţii conţinutului de proteine cu ajutorul unui sistem dialel de tipul p(p-

1) a relevat importanţa efectelor medii, ale capacităţii generale de combinare, ale

efectelor capacităţii specifice de combinare şi în egală măsură cu acestea a efetelor

reciproce datorate interacţiunii „citoplasme x nucleu”. Efectele materne par să aibă

mai puţină importanţă în transmiterea conţinutului de proteine.

14. În ereditatea conţinutului de grăsimi, studiată cu ajutorul sistemului dialel studiate

atât pe boabe provenite din polenizari controlate şi libere par să fie importante

efectele genice aditive, efectele genice neaditive şi interacţiunile reciproce nuclear-

citoplasmatice, efectele materne putând fi neglijate.

15. Având în vedere nivelul ridicat al efectelor reciproce ale interacţiunii nuclear-

citoplasmatice este necesar ca în stabilirea formulelor de hibrizi simpli destinaţi de a

avea un conţinut ridicat de grăsimi să fie testate combinaţiile directe şi reciproce în

vederea stabilirii celei mai performante combinaţii hibride.

49

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

1. ALEXANDER D. E., R.G. CREECH, 1977, Breeding special industrial and nutritioanl types, In: G. F. Sprague (ed), Corn and corn improvement 2 nd, ed. Agronomy, 18:363- 390.

2. ALEXANDER, D. E., 1988, High oil corn: Breeding and nutritional propeties, In: Proceedings of the Annual Corn and Sorghum Industry Research Conference, Washington, D.C.

3. ARDELEAN, M., 2006, Principii ale metodologiei cercetării agronomice şi medical veterinare, Ed. AcademicPres, Cluj-Napoca.

4. CĂBULEA I., 1975, Metode statistice pentru analiza componentelor genetice ale variabilităţii continue, Probl. Gen. Teor. Aplic., vol. VII, nr. 6: 391–420.

5. CĂBULEA I., 2004, Genetica porumbului, În: Butnaru Gallia, I. Căbulea, M. Cristea, I. Haş, Voichiţa Haş, Dana Malschi, Felicia Mureşan, Elena Naghy, T. Perju, T. Sarca, Vasilichia Sarca, D. Scurtu, Porumbul- studiu monographic, Ed. Academiei Române, Bucureşti.

6. CĂBULEA I., C. GRECU, I. HAŞ, VOICHIŢA HAŞ, ANA COPÂNDEAN, A. TEBAN, 1999, Crearea hibrizilor de porumb la SCA Turda în perioada 1983-1987, Contrib. cercet. ştiinţ. dezv. agric.,:73-98.

7. CĂBULEA I., CONSTANŢA OCHEŞANU, G. NEAMŢU, V. LEGMAN, G. ILLIEŞ, 1984, Cercetări privind sistemul genetic al calităţii bobului la porumb, An. I.C.C.P.T. Fundulea, LIV:15-25.

8. CĂBULEA I., F. ZETEA, 1973, Cercetări privind determinismul genetic al proteinelor, fracţiilor proteice şi aminoacizilor din bobul de porumb. Probl. Gen. Teor. Aplic., vol. V, nr. 3: 167–179.

9. CEAPOIU N., 1969, Istoricul ameliorării plantelor în România, Probl. genet. teor. aplic. I: 1-50.

10. CHICINAŞ CAMELIA, I. HAŞ, VOICHIŢA HAŞ, 2009, Phenotypic characterization of maize inbred lines differentiated through cytoplasm, Research Journal of Agricultural Science, 41(2), Agroprint Editorial, Timişoara.

11. COSMIN O., N. BICA, T. SARCA, C. BÂGIU, I. CIOCĂZANU. 1993, Hibrizii de porumb (Zea mays L.) Vultur, Fundulea 365, Fundulea 376, Dacic, An. ICCPT Fundulea LX: 29-42.

12. COSTE, I. D., I. HAŞ, TEODORA ŞCHIOP, CAMELIA CHICINAŞ(RACZ), SIMONA IFRIM, 2011, Genic, cytoplasmatic and nucleo-cytoplasmatic interactions

50

involved in protein content determinism in a series of isonuclear inbred corn lines, Research Journal of Agricultural Science, 43 (2), Agroprint Editorial, Timişoara.

13. COSTE, I. D., I. HAŞ, TEODORA ŞCHIOP, VOICHIŢA HAŞ, N. TRITEAN, CAMELIA CHICINAŞ(RACZ), 2011, Valoarea fenotipică şi genetică a unor linii consangvinizate isonucleare de porumb. Studiul fenotipic şi genetic al conţinutului de grăsimi, Analele I.C.C.P.T. Fundulea, vol. 79 (sub tipar).

14. CRISTEA, M., 2004, Importanţa economică, răspândirea geografică, producţia şi comerţul cu porumb, În: Porumbul, studiu monografic Vol.I Biologia porumbului

15. HALLAUER A. R., J. B. MIRANDA, 1981, Quantitative Genetics in Maize Breeding, Iowa State Univ. Press, Ames.

16. HAŞ I., 1992, Cercetări privind rolul formelor parentale diferenţiate genetic în realizarea heterozisului la porumb, Teză de doctorat, Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară Cluj-Napoca.

17. HAŞ, I., 2004, Heterozisul la porumb, În: Porumbul, studiu monografic Vol.I Biologia porumbului: 311-354.

18. HAŞ, I., HAŞ VOICHIŢA, I. CĂBULEA, C. GRECU, COPÂNDEAN ANA, CALBOREAN CARMEN, V. LEGMAN, 2004, Ameliorarea porumbului pentru utilizări speciale.Probl. genet. teor. aplic., XXXVI, 1-2.

19. HEGYI, Z., I. PÓK, C. SZŐKE, J. PINTÉR, 2007, Chemical quality parameters of maize hybrids in various FAO maturity groups as correlated with yield and yield components. Acta Agron. Hung., 55: 217-225.

20. HEGYI, Z., I. PÓK, T. BERZY, J. PINTÉR, L. C. MARTON, 2008, Comparison of the grain yield and quality potential of maize hybrids in different FAO maturity groups. ActaAgron. Hung., 56: 161-167.

21. IDIKUT, L., A. I. ATALAY, S.N. KARA, A. KAMALAK, 2009, Effect of hybrid on starch, protein and yields of maize grain. Journal of Animal and Veterinary Advances 8 (10):1945-1947. ISSN: 1680-5593.

22. MISOVIC, M., Z. PAJIC, J. DUMANOVIC, and D. MISEVIC, 1990, Thirty Years of Breeding Maize for Nutritional Value and Industrial Use in Jugoslavia. Proc. of XVth Congress of Eucarpia, Maize and Sorghum Section. 350-371.

23. MUNTEAN, L. S., S. CERNEA, G. MORAR, M. M. DUDA, D. I. VÂRBAN, S. MUNTEAN, 2008, Fitotehnie, Ed. AcademicPres, Cluj-Napoca.

24. MUNTEAN, L. S., V. G. ROMAN, I. BORCEAN, M. AXINTE, 2001, Fitotehnie, Ediţia a-II-a, Ed. Ion Ionescu De La Brad, Iaşi.

51

25. OSORNO, J. M., M. J. CARENA, 2008, Creating groups of maize genetic diversity for grain quality: implications for breeding. Maydica, 53: 131-141

26. POLLAK L. M., M. P. SCOTT, 2005, Breeding for grain quality traits. Maydica, 50: 247-257.

27. SARCA T., 2004, Ameliorarea porumbului, În: Butnaru Gallia, I. Căbulea, M. Cristea, I. Haş, Voichiţa Haş, Dana Malschi, Felicia Mureşan, Elena Nagy, T. Perju,T. Sarca, Vasilichia Sarca, D. Scurtu, Porumbul- studiu monografic, Ed. Academiei Române, Bucureşti.

28. SARCA T., O. COSMIN,I. CIOCĂZANU, N. BICA, C. BÂGIU, 1995, Maize breeding for drought tolerance, Maize Breed. Prod. and Utilization- 50 years of Maize Res. Inst. Zemun, Yugoslavia, 314-345.

29. ŞTEFAN, M., 2004, Fitotehnie, Ed. Ion Ionescu de la Brad, Iaşi.pg.141-145

30. STUBER C. W., M. D. EDWARDS, 1986, Genotypic selection for improvement of quantitative traits in corn using molecular marker loci, Proceedings of 41 th Annual Corn and Sorghum Research Conference American Trade Association, pag. 70-83.

31. STUBER C. W., S. E. LINCOLN, D. W. WOLF, T. HELENTJARIS, E. S. LANDER, 1992, Identification of genetic factors contributing to heterosis in a hybrid from two elite maize inbred lines using molecular markers, Genetics, 132:823-839.

32. http://en.wikipedia.org

33. http://www.ars.usda.gov

34. http://www.faostat.fao.org

Documents

STUDIUL VARIABILITĂŢII CONŢINUTULUI DE PROTEINE ŞI … · porumb se poate fabrica hârtie, carton, nitroceluloză (CRISTEA, 2004; ŞTEFAN, 2004). Cu privire la utilizarea porumbului,