Ameliorarea Plantelor

1.1. AMELIORAREA GRÂULUI

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

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

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

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

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

1.1.1. Originea şi sistematică.

Cercetările arheologice şi cele de sistematică arată că grâul a fost cultivat din cele mai vechi timpuri. Există date de atestă că grâul a fost cultivat în Orientul Mijlociu şi Asia Mică cu 10.000-15.000 ani în urmă, în centrul Mediteranean cu peste 6.000 ani.

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

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

Speciile de grâu fac parte din familia Gramineae, genul Triticum.

După SEARS (1963) citat de CEAPOIU şi colab., 1986 , există 11 specii de grâu, grupate în trei grupe.(Tabelul 1.1)

Tabelul 1.1.

Clasificarea speciilor de grâu, după SEARS, 1963.

Grupa diploi

dă (2x)

genomul AA Grupa tetraploidă (4x) genomul AABB Grupa hexaploidă

(6x) genomul AABBDD

T.boeticum (T.aegilopsoides),

T.monococum. T.dicocoides,

T.dicocum,

T.durum,

T.turgidum

T.turanicum

T.polonicum

T.persicum

T.timopheevi (AAGG) T.aestivum ssp.:

- vulgare,

- compactum,

- sphaerococum,

- spelta,

- macha,

- vavilovii

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

Tabelul 1.2.

Clasificarea speciilor de grâu, după MAK KEY 1966.

Grupa diploidă (2x) Grupa tetraploidă (4x) Grupa hexaploidă (6x)

T.monococum. (AA) T.turgidum (AABB)

T.timopheevi (AAGG) T.aestivum (AABBDD) ssp.:

- vulgare,

- compactum,

- sphaerococum,

- spelta

T.zukovski (AAAAGG)

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

1.1.2. Genetica grâului

Cercetările de genetică la grâu au fost numeroase, dar s-au desfăşurat destul de greoi din cauza numărului mare de cromozomi, a existenţei celor trei genomuri şi a interacţiunii puternice dintre genotip şi mediu. Cu toate că se cunosc bine cromozomii genotipului cu genele caracteristice, încă nu s-a definitivat o hartă cromozomială completă a grâului.

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

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

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

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

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

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

Procentul de proteină variază între 8 şi 12%, dar la soiurile cultivate este de 14-16%. Procentul de proteină este determinat poligenic cu efecte de aditivitate şi dominanţă. Există şi gene majore dominante (genele Pro 1 şi 2 amplasate pe cromozomul 5D la soiul Hope; sau gene amplasate pe cromozomii 1A,1B,1D la linia F.26-70) sau recesive (amplasate pe cromozomii 5A şi 5D la soiul Atlas 66).

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

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

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

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

- pentru făinare (Erysiphe graminis): Pm 1-8, bun donator soiul Khlapi,

- pentru rugina brună (Puccinia recondita): Lr 1-26 preluate de la genurile Aegilops, Secale, Agripyron, T.monococum, T.timopheevi,

- pentru rugina galbenă (Puccinia striiformis): Yr 1-10 preluate de la Aegilops, Agropyron sau de la donatorii Nadadores sau Aurora,

- pentru rugina neagră (Puccinia graminis): Sr 1-37, preluate de la T.monococum, T.turgidum, T.timopheevi, Aegilops, Agropyron, Haynaldia

- pentru mălură (Tiletia sp.): Bt 1-10, bun donator Turkei 3055,

- pentru fuzarioză (Gibberella sp.): gene neprecizate găsite la T.timopheevi, Aegilops, Agropyron,

- pentru septorioză (Septoria sp.): gene neprecizate la soiurile Oasis şi Blueboy.

Rezistenţa la dăunători se poate realiza în mai multe moduri: prin nepreferinţă, prezenţa unor antibiotice sau poate fi creată numai o toleranţă.

Pentru principalii dăunători pot interveni gene majore sau poate apărea un determinism de tip poligenic.