VARIABILITATEA CONŢINUTULUI DE AMIDON ŞI FIBRE LA POPULAŢII LOCALE ŞI SINTETICE, LINII CONSANGVINIZATE ŞI HIBRIZI DE PORUMB

Transcription

1 UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA SCOALA DOCTORALĂ Ing. TEODORA VERONICA ŞCHIOP VARIABILITATEA CONŢINUTULUI DE AMIDON ŞI FIBRE LA POPULAŢII LOCALE ŞI SINTETICE, LINII CONSANGVINIZATE ŞI HIBRIZI DE PORUMB REZUMAT AL TEZEI DE DOCTORAT CLUJ-NAPOCA 2011 CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC PROF. DR. IOAN HAŞ

2 CUPRINS CAPITOLUL I IMPORTANŢA ECONOMICĂ ŞI RĂSPÂNDIREA GEOGRAFICĂ A PORUMBULUI IMPORTANŢA ECONOMICĂ RĂSPÂNDIREA GEOGRAFICĂ PRODUCŢIA DE PORUMB PE PLAN MONDIAL SITUAŢIA SUPRAFEŢELOR ŞI A PRODUCŢIILOR DE PORUMB ÎN ROMÂNIA UTILIZĂRILE PORUMBULUI UTILIZĂRI SPECIFICE ALE AMIDONULUI DE PORUMB CAPITOLUL II GENETICA ŞI AMELIORAREA CONŢINUTULUI DE AMIDON GENE CARE CONDIŢIONEAZĂ CONŢINUTUL DE AMIDON LA PORUMB GENE CARE INFLUENŢEAZĂ DEZVOLTAREA BOABELOR ANALIZA BIOCHIMICĂ A CONŢINUTULUI DE CARBOHIDRAŢI INTERACŢIUNI ÎNTRE ACUMULAREA COMPONENTELOR 42 BOBULUI STRUCTURA MOLECULARĂ A AMIDONULUI DE PORUMB Structura generală a amidonului Structura fină a amilozei Structura fină a amilopectinei MUTANŢI PENTRU COMPOZIŢIA AMIDONULUI DIN PORUMB Structura amidonului pentru mutanţii cu conţinut ridicat de amiloză Structura amidonului pentru mutanţii cu conţinut ridicat de 48 amilopectină Structura amidonului pentru alte tipuri de endosperm ORGANIZAREA GRANULELOR DE AMIDON PROPRIETĂŢI ALE AMIDONULUI DE PORUMB Proprietăţi generale Proprietăţi ale amidonului din mutanţii bogaţi in amiloză Proprietăţi ale amidonului din mutanţii cu gena wx Proprietăţi ale amidonului din alte tipuri mutanţi de porumb şi linii consangvinizte

3 CAPITOLUL III VARIABILITATEA CONŢINUTULUI DE FIBRE LA PORUMB CONSIDERAŢII GENERALE IMPORTANŢA CONŢINUTULUI DE FIBRE LA PORUMB UTILIZĂRI SPECIFICE ALE FIBRELOR DE PORUMB.. 67 CAPITOLUL IV OBIECTIVELE TEZEI DE DOCTORAT MOTIVAŢIA CERCETĂRII OBIECTIVE CAPITOLUL V CONDIŢIILELE PEDO-CLIMATICE DE DESFĂŞURARE A EXPERIENŢELOR CAPITOLUL VI MATERIALUL BIOLOGIC ŞI METODA DE LUCRU CREAREA LINIILOR CONSANGVINIZATE ISONUCLEARE TEHNOLOGIA APLICATĂ ÎN CÂMPUL EXPERIMENTAL PREGĂTIREA MATERIALULUI PENTRU ANALIZE CHIMICE PRELUCRAREA STATISTICĂ A REZULTATELOR EXPERIMENTALE.. 91 CAPITOLUL VII REZULTATE OBŢINUTE ŞI DISCUŢII STUDIUL POPULAŢIILOR LOCALE DIN COLECŢIA SCDA TURDA Conţinutul de amidon şi fibre la populaţiile locale din colecţia SCDA Turda Studiul relaţiilor dintre constituenţii bobului la populaţiile locale STUDIUL POPULAŢIILOR SINTETICE CREATE LA SCDA TURDA Conţinutul de amidon şi fibre la populaţiile sintetice create la SCDA Turda Studiul relaţiilor dintre constituenţii bobului la populaţiile sintetice STUDIUL LINIILOR CONSANGVINIZATE CREATE LA SCDA TURDA Conţinutul de amidon şi fibre la liniile consangvinizate create la SCDA Turda Studiul relaţiilor dintre constituenţii bobului la liniile consangvinizate CONŢINUTUL DE AMIDON ŞI FIBRE AL LINIILOR CONSANGVINIZATE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC BALANSAT Conţinutul în amidon şi fibre la cinci grupe de linii consangvinizate isonucleare Ponderea factorilor genetici localizaţi în citoplasmă şi nucleu în determinismul conţinutului de amidon şi fibre la un sistem de linii isonucleare balansat

4 7.5 CONŢINUTUL DE AMIDON SI FIBRE AL LINIILOR CONSANGVINIZATE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC NEBALANSAT Conţinutul de amidon al liniilor consangvinizate în sistemul genetic nebalansat Conţinutul de fibre solubile al liniilor consangvinizate într-un sistem genetic nebalansat CONŢINUTUL DE AMIDON SI FIBRE AL LINIILOR CONSANGVINIZATE FORME PARENTALE ÎN SISTEM DIALEL Conţinutul de amidon al liniilor consangvinizate forme parentale în sistem dialel Conţinutul de fibre al liniilor consangvinizate forme parentale în sistem dialel TRANSMITEREA EREDITARĂ A CONŢINUTULUI DE AMIDON ŞI FIBRE SOLUBILE LA PORUMB ÎNTR-UN SISTEM GENETIC DE LINII CONSANGVINIZATE ISONUCLEARE Varianţa conţinutului de amidon în cinci seturi de linii consangvinizate isonucleare Influenţa acţiunilor genice de natură citoplasmatică, nucleară şi interacţiunilor citoplasmă nucleu în ereditatea conţinutului de amidon Varianţa conţinutului de fibre solubile în cinci seturi de linii consangvinizate isonucleare Influenţa acţiunilor genice de natură citoplasmatică, nucleară şi interacţiunilor citoplasmă nucleu în ereditatea conţinutului de fibre EREDITATEA UNOR CARACTERE DE INTERES AGRONOMIC LA PORUMBUL TIMPURIU STUDIATĂ ÎNTR-UN SISTEM DIALEL DE TIPUL p(p-1) Studiul eredităţii greutăţii ştiuletelui Studiul eredităţii lungimii ştiuletelui Studiul eredităţii numărului de rânduri de boabe pe ştiulete Studiul eredităţii capacităţii de producţie Studiul eredităţii conţinutului de substanţă uscată în boabe la 209 recoltare EREDITATEA CONŢINUTULUI DE AMIDON ŞI FIBRE SOLUBILE LA UN SISTEM DIALEL DE TIPUL p(p-1) REALIZAT ÎNTRE LINII CONSANGVINIZATE TIMPURII Studiul eredităţii conţinutului de amidon Studiul eredităţii conţinutului de fibre CAPITOLUL VIII CONCLUZII ŞI RECOMANDĂRI BIBLIOGRAFIE

5 CUVÂNT ÎNAINTE Porumbul este una din cele mai importante plante de cultură, datorită suprafeţelor mari pe care le ocupă, datorită productivităţii ridicate şi a multiplelor sale intrebuinţări în alimentaţia oamenilor, în zootehnie şi în industrie. Ameliorarea modernă a porumbului a impus obţinerea unor genotipuri productive şi de calitate, care să corespundă cerinţelor privind utilizarea boabelor de porumb în hrana omului, a animalelor, dar şi ca materie primă în industria alimentară, industria hârtiei, a ambalajelor, industria farmaceutică şi cosmetică, în obţinerea adezivilor, lacurilor, vopselelor, iar mai recent a biocarburanţilor. Conţinutul mare în amidon al bobului de porumb a făcut ca în jurul acestui constituent să se dezvolte o adevărată industruie. Având în vedere numeroasele utilizări ale amidonului, studiul variabilităţii acestui component dominant al bobului de porumb capătă o importanţă deosebită. Cunoaşerea conţinutului de amidon din diferite genotipuri (populaţii locale, populaţii sintetice, soiuri, linii consangvinizate, hibrizi) este necesară în stabilirea utilizării acestora, luând în considerare si faptul că acest component este corelat negativ cu conţinutul de proteină şi grăsimi. Cunoaşterea conţinutului de fibre din bobul de porumb este importantă din perspectiva utilizării acestora în alimentaţia umană şi ca furaj pentru animale. Fibrele din porumb sunt un produs secundar al prelucrării industriale umede. Industria procesatoare a porumbului produce anual circa 4 milioane de tone de fibră de porumb, cantităţi care sunt valorificate ca nutreţuri, un ingredient ieftin în hrana animalelor. Fibrele din porumb prezintă potenţial ca materie primă la fabricarea de diferite produse, fiind disponibilă pe scară largă în ţări mari producătoare de porumb. O importantă utilizare a fibrelor de porumb se referă la obţinerea uleiului de fibra de porumb, cu rol important in reducerea colesterolului (SINGH şi colab, 2001). În timp ce conţinutul de ulei din fibră este de 2%, conţinutul de gumă din aceasta este de 40% (DONER şi colab. 1998). Poate fi folosită în produsele alimentare ca emulsificator, agent de îngroşare sau sursă de fibre solubile. În industrie poate fi folosită la obţinerea adezivilor sau ca agent de îngroşare pentru vopselele pe bază de apă. 4

6 Prezenta lucrare cuprinde rezultatele cercetărilor efectuate în perioada , în câmpul experimental şi laboratorul de ameliorare a porumbului de la SCDA Turda. Teza de doctorat este structurată pe 8 capitole, şi cuprinde 244 pagini, 100 tabele, 81 figuri, 157 titluri bibliografice. Teza nu ar fi putut fi realizată fără sprijinul şi îndrumarea distinsului Prof. Dr. IOAN HAŞ. Dânsului îi adresez cele mai calde mulţumiri pentru suportul ştiinţific, îndrumarea, atenţia, răbdarea şi sprijinul permanent acordat în aceşti ani. Mulţumirile mele se îndreapta şi către doamna Ing. Dr. Voichita Haş, şeful Laboratorului de ameliorare a Porumbului din cadrul SCDA Turda, pentru sprijinul acordat în realizarea experientelor şi interpretarea rezultatelor, precum şi către întregul colectiv al Laboratorului de ameliorare a Porumbului din cadrul SCDA Turda, care mi-au oferit sprijinul lor în vederea realizării experienţelor. Multumesc colegilor de la Disciplina de Genetica şi Ameliorarea Plantelor pentru sprijinul acordat pe tot parcursul elaborării tezei de doctorat. Alese mulţumiri şi recunoştinţă se îndreaptă către soţul meu, către familia mea, cei care m-au sprijinit moral pe tot parcursul acestor ani de pregătire şi elaborare a tezei. Vă multumesc! 5

7 CAPITOLUL I IMPORTANŢA ECONOMICĂ ŞI RĂSPÂNDIREA GEOGRAFICĂ A PORUMBULUI 1.1. IMPORTANŢA ECONOMICĂ Una dintre cele mai importante plante de cultură, porumbul ocupă pe plan mondial locul trei ca suprafaţă şi primul loc ca producţie, fiind devansat ca suprafaţă de grâu şi orez. Prin suprafeţele mari pe care le ocupă şi producţiile ce le realizează, devine un component de baza în asigurarea hranei. Datorită compoziţiei chimice a tuturor părţilor componente, porumbul pe lângă importanţa alimentară pe care o prezintă pentru om constituie şi un furaj de bază în hrana animalelor şi o valoroasă materie primă pentru industrie. Din producţia mondială de porumb, asa cum statisticile FAO o arată, cea mai mare parte se foloseşte pentru furajarea animalelor (72%), urmată de consumul în alimentaţia umană (21%) şi doar 7% fiind destinat industrializării. Ca aliment, porumbul are şi unele neajunsuri, din care remarcăm cantitatea redusă a unor aminoacizi esenţiali, cum sunt lizina şi triptofanul, lipsa vitaminelor C şi D şi altele. Cu toate acestea, porumbul rămâne sursa de bază în furajarea animalelor, sub forma de nutreţ concentrat, siloz sau masă verde. Forma sub care porumbul este cel mai des folosit în alimentaţie este forma procesată prin măcinare uscată sau umedă. Prin măcinare umedă se pot separa amidonul, proteinele, fibrele şi germenii. Prin măcinare uscată se se separă fracţiunile de endosperm de diferite dimensiuni (făină, grişuri) de germenii bogaţi în grăsimi, şi de fibre. Amidonul şi produsele de măciniş stau la baza obţinerii snacks-urilor, cerealelor pentru micul dejun, siropurilor şi alcoolului. Cel mai mare consumator al porumbului măcinat este industria bauturilor alcoolice. Produsele de măciniş constituie o sursă ieftină de carbohidraţi fermentescibili. Prin hidroliză enzimatică amidonul este transformat în zaharuri, rezultând plămada dulce, produs ce stă la baza obţinerii băuturilor alcoolice precum berea sau băuturi distilate (votka, whiskey). O 6

8 recentă utilizare a amidonului este legată de extracţia de bioetanol. Obţinerea etanolului din materii prime amidonoase (aşa cum este şi porumbul) presupune transformarea amidonului în zahăr fermentescibil proces ce se realizează sub acţiunea enzimelor amilolitice. Peste 30% din porumbul cultivat în SUA în 2006 a fost folosit pentru producţia de bioetanol. Din acest punct de vedere, porumbul tinde să devină cea mai importantă plantă energetică pentru zona temperată. Fibrele din porumb sunt un produs secundar al prelucrării industriale umede, Industrie ce produce anual circa 4 milioane de tone de fibră de porumb. Aceste cantităţi sunt valorificate ca nutreţuri, un ingredient ieftin în hrana animalelor. Cercetările recente efectuate asupra fibrei de porumb au arătat că acestea pot fi folosite pentru extracţia de ulei de fibră de porumb, care are un rol important în reducerea colesterolului din sange. O importantă utilizare a fibrelor de porumb se referă şi la obţinerea agenţilor de gelificare, a gumelor. În industrie poate fi folosită la obţinerea adezivilor sau ca agent de îngroşare pentru vopselele pe bază de apă RĂSPÂNDIREA GEOGRAFICĂ Din centrul de origine (Mexic, America Centrală, America de Sud), porumbul s-a răspândit şi este cultivat pe glob în foarte multe condiţii de climă şi sol. Arealul geografic se întinde între paralelele 42º latitudine sudică (Noua Zeelandă) şi 53º latitudine nordică (Rusia). Pentru boabe, zona de cultură a porumbului este delimitată de izoterma de 18º a lunii iulie. Pentru furaj, în emisfera nordică se poate cultiva până la paralela de 59º în Rusia PRODUCŢIA DE PORUMB PE PLAN MONDIAL Suprafaţa totală cultivată pe glob a sporit în ultimele decenii, de la 86 milioane hectare în perioada la peste 144,4 milioane hectare în anul 2006 (FAO, 2006). În anul 2006, în privinţa suprafeţelor cultivate, porumbul ocupă locul al treilea după grâu 7

9 (216,1 milioane hectare) şi orez (154,3 milioane hectare), iar cele mai mari suprafeţe cultivate sunt în SUA, China, Brazilia, India, Mexic etc. (VÂRBAN, 2008). Suprafaţa şi producţia de porumb pe continente, 2006 (după Vârban, 2008) Tabelul 1 Zona geografică Suprafaţa Producţia medie Producţia totală (mii ha) (kg/ha) (mii tone) AFRICA AMERICA DE NORD ŞI CENTRALĂ AMERICA DE SUD ASIA EUROPA OCEANIA TOTAL SITUAŢIA SUPRAFEŢELOR ŞI A PRODUCŢIILOR DE PORUMB ÎN ROMÂNIA În România, porumbul are condiţii favorabile de cultură pe ce mai mare parte din suprafaţa arabilă. Din punct de vedere ecologic nu există zone în care care cerinţele porumbului să fie satisfăcute în optimum în fiecare an, având în vedere că în diferite regiuni ale ţării pot să apară unii factori mai puţin prielnici culturii (temperaturi scăzute în primăvară, exces de umiditate, secete prelungite în cursul verii etc.). Zona foarte favorabilă cuprinde câmpia din vestul ţării (de la Carei la Moraviţa), pe soluri fertile (mai puţin nisipuri şi sărături) şi regim termic favorabil, în Câmpia Română şi Lunca Dunării. În această zonă predomină solurile fertile, numărul zilelor cu temperaturi medii zilnice mai mari de 10º C este de , iar cantitatea anuală de precipitaţii se ridică la Din punct de vedere termic există condiţii foarte favorabile pentru cultivarea cu precădere a hibrizilor tardivi, iar potenţialul natural al zonei permite obţinerea unor producţii de peste 6000 kg/ha. 8

10 CAPITOLUL II OBIECTIVELE TEZEI DE DOCTORAT Prin acest proiect de cercetare se urmăreşte realizarea urmatoarelor obiective: studiul colecţiei de populaţii locale, soiuri, populaţii sintetice privind conţinutul de amidon şi fibre şi identificarea unor corelaţii cu caractere ale plantei, ştiuletelui şi boabelor; identificarea din colectia de linii consangvinizate a genotipurilor bogate/sărace în amidon si fibre; evidenţierea rolului citoplasmei în transmiterea ereditară a conţinutului de amidon şi fibre; studiul transmiterii ereditare a conţinutului de amidon şi fibre; identificarea unor genotipuri (populaţii locale, linii consangvinizate) pentru iniţierea ciclurilor primare pentru selecţie direcţională pentru caracterele studiate. 9

11 CAPITOLUL III MATERIALUL BIOLOGIC ŞI METODA DE LUCRU Analiza conţinutului de amidon şi fibre s-a realizat la colectia de genotipuri de porumb al Laboratorului de Ameliorare a Porumbului de la S.C.D.A. Turda. Au fost cuprinse în studiu următoarele tipuri de germoplasmă: 258 populaţii locale; 60 populaţii sintetice, composite şi soiuri locale; 422 linii consangvinizate create la S.C.D.A. Turda; un sistem dialel cu 30 de hibrizi simpli şi cele şase forme parentale de tipul p(p-1); pentru determinarea conţinutului de amidon şi fibre au fost luate în studiu şi cinci sisteme ciclice cu linii isonucleare (pe citoplasme diferite). Liniile consangvinizate elită folosite pentru transferul nucleului pe diferite provenienţe de citoplasmă, au fost in număr de cinci si sunt prezentate în tabelul 2, iar cele utilizate ca surse de citoplasmă în tabelul 3. Linii consangvinizate donoare a nucleului Tabelul 2 Nr. crt. Linia consangvinizată Genealogia (germoplasma) Instituţia amelioratoare 1. TC 209 BSSS SCDA Turda 2. TC 243 A 654 X TC 209 SCDA Turda 3. TC 221 Lo3 Berg. X Josenii Bârgăului SCDA Turda 4. TB 367 PI 187 X T 248 I SCDA Turda 5. D 105 Indurat timpuriu european Univ. Hohenheim, Germania Fiecare linie consangvinizată donoare a nucleului a fost studiată pe şase provenienţe de citoplasmă, linia donoare de nucleu fiind utilizată ca martor. Pentru isoliniile nou create denumirea a fost făcută după linia donoare de nucleu, iar provenienţa citoplasmei a fost trecută alături în paranteză: TC 209 (cit. A 665), TC 243 (cit. T 248), TC 221 (cit. K 1080), TB 367 (cit. K 2051), D 105 (cit. TB 329). 10

12 Linii consangvinizate surse de citoplasmă Tabelul 3 Linia Nr. crt. consangvinizată Genealogia (germoplasma) Instituţia amelioratoare 1. T 248 Hibrid comercial KC 3 SCDA Turda 2. TC 243 A 654 X TC 209 SCDA Turda 3. TC 298 WF 9 X A 116 SCDA Turda 4. TC 209 BSSS SCDA Turda 5. K 1080 Iodent timpuriu Nordsaat- Germania 6. TC 316 S54 X Mo 17 SCDA Turda 7. TB 329 Iodent (MBS 847) SCDA Turda 8. TC 221 Lo3 Berg. X Josenii Bârgăului SCDA Turda 9. K 2051 Indurat timpuriu european Nordsaat- Germania 10. T 291 Pop. Ungheni- Mureş SCDA Turda 11. A 665 Stiff Stalk Synthetic Univ. Minnesota SUA 12. W 633 Reid Yellow Dent Univ. Wisconsin- SUA 13. TC 177 Sel. Fv. 2 SCDA Turda Pentru studiul valorii "per se" a liniilor consangvinizate isonucleare s-a folosit sămânţa produsă în anul Testarea liniilor isonucleare s-a făcut prin încrucişarea fiecăreia din cele cinci linii consangvinizate isonucleare cu patru linii consangvinizate tester. Liniile consangvinizate tester au fost cele prezentate în tabelul 4. Linii consangvinizate utilizate la testarea capacităţii de combinare a liniilor consangvinizate isonucleare Tabelul 4 Nr.crt. Linia consangvinizată Germoplasma Tester pentru isoliniile 1. TC 344 Stiff Stalk Synthetic TC 209, TC Lo3 Rf Lombardia local variety TC 209, TC TB 329 Iodent (Sel. MBS 847) TC 209, TC TD 233 MBS 847 X Fv. 2 TC209, TC243, TC 221, TB367, D T 291 Pop. Ungheni- Mureş TC 221, TB 367, D TC 209 BSSS TC 221, TB 367, D 105 Studiul conţinutului de amidon şi fibre naturale solubile s-a făcut şi pe un sistem dialel de tipul p(p-1). Au fost utilizate următoare şase linii consangvinizate: T 248, T 291, TC 208, TC 209, K 1080, TC 344. Liniile consangvinizate isonucleare şi hibrizii de testare au fost studiati în condiţii naturale, fără irigare, în doi ani (2009 şi 2010) în culturi comparative de 11

13 orientare la SCDA Turda. Testările de linii isonucleare TC 209 şi TC 243 au fost studiate în 28 parcele, în 3 repetiţii, în timp ce grupul de linii isonucleare TC 221, TB 367 şi D105 în 21 parcele, în 3 repetiţii. Fiecare parcelă a fost formată de câte 2 rânduri de 5 m lungime, cu 70 cm distanţa între rânduri. Distanta între plante a fost de 23,7 cm, rezultând 23 plante pe rând. Densitatea de plante la hectar a fost de După recoltare, ştiuleţii au fost uscaţi la temperatura de C; după desprinderea de pe rahis s-a constituit proba medie. Din proba medie s-a cântărit o probă de 50g; această probă a fost măcinată cu moara de laborator, cu cel mult 48 de ore înainte de efectuarea analizelor. Făina rezultată a fost folosită la determinarea conţinutului boabelor în proteine, grăsimi, amidon, fibre şi cenuşă. Determinările au fost făcute cu ajutorul analizorului NIR INSTALAB 600. S-au folosit probe provenite din autopolenizare, şi probe provenite de la ştiuleţi polenizaţi liber. Studiul variabilităţii conţinutului de amidon şi fibre s-a analizat cu ajutorul analizei sirului de variaţie. S-au studiat corelaţiile dintre componentele chimice ale bobului, precum şi legătura între unele caractere ale bobului şi stiuletelui şi cele două componente. În vederea evaluǎrii variabilitǎţii colecţiei în privinţa însuşirilor de calitate, s-a recurs la studiul parametrilor variabilitǎţii pentru caracterele analizate. Caracterizarea variabilitǎţii s-a fǎcut prin calculul mediei ( x ), abaterii standard a mediei (s), amplitudinii de variaţie şi a coeficientului de variaţie (s%), după modelul prezentat de ARDELEAN (2006). 12

14 CAPITOLUL IV REZULTATE OBŢINUTE ŞI DISCUŢII 4.1. STUDIUL POPULAŢIILOR LOCALE DIN COLECŢIA SCDA TURDA Luând în considerare conţinutul de amidon al tuturor celor 258 de genotipuri de porumb luate în studiu, se observă că amplitudinea de variaţie a acestuia a avut valori cuprinse între 59,3% şi 68,9%, cu o medie de 64,9%; abaterea standard de 1,9% arată că majoritatea genotipurilor se grupează în jurul mediei, iar valoarea mică a coeficientului de variabilitate (2,93) evidenţiază o variabilitate redusă a conţinutului de amidon în rândul populaţiilor luate în studiu (tabelul 5). În ceea ce priveste conţinutul de fibre, se observă că amplitudinea de variaţie a acestuia a avut valori cuprinse între 3,3% şi 7,3%, cu o medie de 5,27%; valoarea coeficientului de variabilitate de 15,05 arată o variabilitate mijlocie a conţinutului de fibre în rândul populaţiilor analizate; abaterea standard a fost de 0,79%, fapt care arată că majoritatea genotipurilor se grupează în jurul mediei, lucru întărit şi de valoarea mică a varianţei, de 0,63 (tabel 5). Tabelul 5 Analiza statistică a conţinutului de amidon şi fibre la un set populaţii locale de porumb Parametrul statistic Amidon Fibre Media % 64,90 5,27 Eroarea standard a diferenţei 0,12 0,05 Abaterea standard 1,90 0,79 Varianţa 3,61 0,63 Amplitudinea diferenţelor 9,60 4,00 Valoarea minimă 59,30 3,30 Valoarea maximă 68,90 7,30 Nivel semnificaţie abateri P=95% 0,23 0,10 Coeficientul de variabilitate 2,93 15,05 Numărul de cazuri

15 4.2. STUDIUL POPULAŢIILOR SINTETICE CREATE LA SCDA TURDA Populaţiile sintetice luate în studiu au fost create la S.C.D.A Turda, şi au fost în număr de 60. Analizând conţinutul de amidon al acestor populaţii sintetice, se observă că amplitudinea de variaţie a acestuia a avut valori cuprinse între 59,4% şi 74,6%, cu o medie de 66,37%. Abaterea standard a fost de 3,54%, iar varianţa 12,51% (tabelul 6). Valoarea mare a varianţei indică o împrăştiere puţin mai mare a valorilor individuale faţă de valoarea medie. În rândul populaţiilor analizate, variabilitatea este redusă (5,33). În ceea ce priveşte conţinutul de fibre al populaţiilor sintetice luate în studiu, se observă că amplitudinea de variaţie a acestuia a avut valori cuprinse între 0,4% şi 6,7%, cu o medie de 5,17%. Abaterea standard a fost de 1,11%, fapt care arată că majoritatea genotipurilor se grupează în jurul mediei. Varianţa relativ mică 1,23 (tabelul 6) vine ca o confirmare a acestui lucru. Datorită numărului mai redus de cazuri analizate valoarea pentru semnificaţia abaterilor a fost mai ridicată decât în cazul populatiilor locale, 0,91% amidon şi 0,29% pentru fibre. Valoarea ridicată a coeficientului de variabilitate (21,44), indică o variabilitate mare a continuţului de fibre în rândul populaţiilor sintetice analizate. Tabelul 6 Analiza statistică a conţinutului de amidon şi fibre la un set populaţii sintetice de porumb Parametrul statistic Amidon Fibre Media % 66,37 5,17 Eroarea standard a diferenţei 0,46 0,14 Abaterea standard 3,54 1,11 Varianţa 12,51 1,23 Amplitudinea diferenţelor 15,2 6,3 Valoarea minimă 59,4 0,4 Valoarea maximă 74,6 6,7 Nivelul de semnificaţie abaterilor P=95% 0,91 0,29 Coeficientul de variabilitate 5,33 21,44 Numărul de cazuri

16 4.3. STUDIUL LINIILOR CONSANGVINIZATE CREATE LA SCDA TURDA Analiza statistică a conţinutului de amidon şi fibre la un număr de 422 de linii consangvinizate create la S.C.D.A. Turda este prezentată în tabelul 7. Conţinutul mediu de amidon este de 67,54%; amplitudinea conţinutului este între 55,10,% şi 72,7%. Abaterea standard a fost de 2,7%, iar varianţa 7,3%. Valoarea relativ mare a varianţei indică o uşoară împrăştiere a valorilor individuale faţă de valoarea medie. Variabilitatea conţinutului de amidon este însă redusă în rândul liniilor analizate. Tabelul 7 Analiza statistică a conţinutului de amidon şi fibre la un set linii consangvinizate de porumb Parametrul statistic Amidon Fibre Media % 67,54 4,88 Eroarea standard a diferenţei 0,13 0,04 Abaterea standard 2,70 0,92 Varianţa 7,30 0,85 Amplitudinea diferenţelor 17,60 5,20 Valoarea minimă 55,10 2,30 Valoarea maximă 72,70 7,50 Nivelul de semnificaţie abateri P=95% 0,26 0,09 Coeficientul de variabilitate 4,00 18,87 Numărul de cazuri În ceea ce priveşte conţinutul de fibre a liniilor consangvinizate luate în studiu, acestea au prezentat o medie de 4,88% conţinut de fibre. Diferenţele au fost de 5,2 procente, şi au variat de la 2,3% la 7,5%. Abaterea standard a fost de 0,92 iar varianţa de 0,85, fapt care arată că majoritatea genotipurilor se grupează în jurul mediei. Exista o variabilitate mijlocie a continutului de fibre in rândul liniilor consangvinizate analizate (18,87). 15

17 4.4 CONŢINUTUL DE AMIDON ŞI FIBRE AL LINIILOR CONSANGVINIZATE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC BALANSAT Sinteza rezultatelor privind semnificaţia varianţelor pentru constituenţii biochimici analizaţi la cinci grupe de linii isonucleare în sistem balansat este prezentată în tabelul 8. Pentru toate caracterele studiate s-au determinat semnificaţii ale varianţei corespunzătoare factorilor nucleari şi interacţiunii nucleo-citoplasmatice distinct semnificative statistic. Citoplasmele au influenţat semnificativ transmiterea ereditară a conţinutului de amidon la cele cinci grupe de linii, însă nu au avut nici o contribuţie în transmiterea conţinutului de fibre. Tabelul 8 Sinteza rezultatelor privind semnificaţia varianţelor pentru conţinutul biochimic al boabelor la cinci grupe de linii consangvinizate isonucleare de porumb în sistem balansat (SCDA Turda) Cauza variabilităţii Amidon % Fibre % Genotipuri ** ** Factori genetici citoplasmatici * ns Factori genetici nucleari ** ** Interacţiuni nucleo-citoplasmatice ** ** Tabelul 9 Conţinutul de amidon (%) al boabelor de porumb la cinci grupe de linii isonucleare de porumb în sistem balansat (SCDA Turda) Citoplasmă Nucleu TC 209 TC 316 TC 243 TB 367 D105 Media tipului de citoplasmă Abaterea +/- faţă de citoplasma convenţinonală Convenţională 69,57 70,30 65,67 61,60 66,37 66,70 0,00 Cit. T ,00 oo 69,20 o 65,10 62,67* 65,53 66,10-0,60 oo Cit. TB ,13 70,43 65,17 64,87*** 65,17* 66,55-0,15 Cit. TC ,13 oo 69,53 65,47 59,03 ooo 66,13 65,66-1,04 ooo Cit. TC ,33 70,23 65,47 60,33 o 68,83*** 66,84 +0,14 Media liniilor Isonucleare 69,03*** 69,94** 65,37 oo 61,10 ooo 66,41 66,37 DL comparaţii citoplasme P 5% = 0,45 P 1% = 0,60 P 0.1% = 0,79 DL influenţă nucleu P 5% = 0,47 P 1% = 0,68 P 0.1% = 1,02 DLinteracţiuni citoplasmă nucleu P 5% = 1,00 P 1% = 1,34 P 0.1% = 1,76 Conţinutul mediu de amidon la cele cinci grupe de linii isonucleare a fost de 66,37%; amplitudinea valorilor pentru conţinutul de amidon a fost cuprinsă între 59,03% la linia TB367 (cit.tc177) şi 70,43% pentru linia TC316 (cit.tb329) (tabelul 16

18 9). Doar media citoplasmei TC 221 a înregistrat o abatere în sens pozitiv faţă de media citoplasmei convenţionale, deşi în patru din cele cinci grupe analizate a determinat reducerea conţinutului de amidon. În tabelul 10 sunt prezentate valorile conţinutului de fibre la cele cinci grupe de linii consangvinizate isonucleare. Conţinutul mediu de fibre la cele cinci grupe a fost de 4,3%, cu amplitudinea valorilor cuprinsă între 2,97% la linia TB367(cit.T248) şi 5,23% pentru linia TC209(cit.T248). Aceste valori înregistrate vin în susţinerea afirmatiei că, conţinutul de fibre nu este influenţat de factorii citoplasmatici, dovadă fiind faptul că aceeaşi citoplasmă dă atât valoarea cea mai mică, cât şi valoarea cea mai mare a conţinutului de fibre, demonstrându-se astfel influenţa factorilor nucleari. Totuşi, faţă de citoplasma convenţională, tipuri diferite de citoplasme determină creşteri sau reduceri ale conţinutului de fibre. Asfel, se înregistreaza creşteri la citplasmele T248 (+0,17), TB329 (+0,11), TC 221 (+0,17), în timp ce TC177 determină o scădere a conţinutului de fibre faţă de citoplasma convenţionala (-0,13). Tabelul 10 Conţinutul de fibre (%) al boabelor de porumb la cinci grupe de linii isonucleare de porumb în sistem balansat (SCDA Turda) Citoplasmă Nucleu TC 209 TC 316 TC 243 TB 367 D105 Media tipului de citoplasmă Abaterea +/- faţă de citoplasma convenţinonală Convenţională 3,73 4,20 4,70 3,87 4,70 4,24 0,00 Cit. T248 5,23*** 4,13 5,17 2,97 ooo 4,53 4,41 +0,17 Cit. TB 329 4,23* 4,17 4,47 3,97 4,93 4,35 +0,11 Cit. TC 177 3,90 4,40 4,07 o 3,83 4,33 o 4,11-0,13 Cit. TC 221 4,75*** 4,50 4,70 4,03 4,47 4,41 +0,17 Media liniilor Isonucleare 4,29 4,28 4,62 3,73 o 4,59* 4,30 DL comparaţii citoplasme P 5% = 0,22 P 1% = 0,30 P 0.1% = 0,39 DL influenţă nucleu P 5% = 0,26 P 1% = 0,38 P 0.1% = 0,58 DL interacţiuni P 5% = 0,50 P 1% = 0,67 P 0.1% = 0,88 citoplasmă nucleu Sunt semnificative unele interacţiuni nucleo-citoplasmatice. Cele mai multe abateri semnificative faţă de linia consangvinizată generatoare de grupă s-au înregistrat la grupa de linii consangvinizate TC209, la care transferul pe citoplasme provenite de la liniile consangvinizate T248, TC221 şi TB329 a dus la sporirea semnificativă statistic a conţinutului de fibre solubile în comparaţie cu linia TC

19 4.5 CONŢINUTUL DE AMIDON SI FIBRE AL LINIILOR CONSANGVINIZATE ÎNTR-UN SISTEM GENETIC NEBALANSAT Studiul continuţului de amidon al liniilor consangvinizate isonucleare s-a făcut în doi ani experimentali, în două condiţii: pentru probe provenite din înmulţire sub izolator, şi pentru boabe din polenizare liberă. S-a considerat oportun a se face acest lucru din două motive: posibilele diferenţe ce s-ar putea obţine între genotipuri datorită naturii triploide a endospermului (peste 80% din conţinutul de amidon se găseste în endosperm), cât şi lipsei de aport al pănuşilor la fotosinteză, şi implicit la creşterea conţinutului de constituenţi nutritivi ai boabelor. S-a ales pentru prezentare rezultatele de la grupul de linii isonucleare: TC 209, cu media cea mai ridicată pentru conţinutul de amidon si fibre. Tabelul 11 Conţinutul de amidon al liniilor consangvinizate isonucleare TC 209, SCDA Turda, Linia consangvinizată isonucleară Conţinutul de amidon (%) la boabe provenite din autopolenizări Media % faţă de linia iniţială Conţinutul de amidon (%) la boabe provenite din polenizare liberă Media % faţă de linia iniţială Media pe tip de citoplasmă Conţinut mediu Valoarea relativă TC 209 (martor) 69,33 71,60 70,47 100,0 69,73 71,17 70,45 100,0 70,46 100,0 TC 209 (cit. A665) 70,70 72,47 71,59** 101,6 71,57 71,87 71,72*** 101,8 71,65 101,7 TC 209 (cit. T291) 69,03 71,20 70,12 99,5 68,90 70,77 69,84 o 99,1 69,98 99,3 TC 209 (cit. T248) 69,67 71,37 70,52 100,1 71,50 68,80 70,15 99,6 70,34 99,8 TC 209 (cit. W633) 68,63 71,73 70,18 99,6 70,53 69,47 70,00 99,4 70,09 99,5 TC 209 (cit. TC177) 68,27 70,07 69,17 ooo 98,2 70,07 69,07 69,57 oo 98,8 69,37 98,5 TC 209 (cit. D105) 69,63 70,70 70,17 99,6 73,57 69,60 71,59*** 101,6 70,88 100,6 Media liniilor isonucleare 69,32 71,31 70,31 70,84 70,11 70,47 70,39 DL (P=5%) 0,73 0,63 DL (P=1%) 0,97 0,84 DL (P=0.1%) 1,25 1,09 La linia consangvinizată generatoare de grupa TC 209, media continutului de amidon pentru cele patru condiţii a fost de 70,46% (tabelul 11). O îmbunătăţire semnificativă s-a înregistrat prin transferul pe citoplasma A665, atât la boabe provenite de sub izolatori (71,59% - diferenţa distinct semnificativă pozitivă faţă de martor), cât şi la boabe provenite din polenizare liberă (71,72%, faţă de 70,45%, diferenţă distinct semnificativă statistic). În schimb, la linia TC 209 citoplasmă TC177 18

20 s-a înregistrat o scădere foarte semnificativă a conţinutului de amidon (de la 70,47% la 69,17%) în cazul boabelor provenite din autopolenizări; în situaţia boabelor provenite din polenizare liberă conţinutul de amidon la linia TC 209 (cit TC177) a fost mai redus decât la genotipul martor cu 0,88%, diferenţa distinct semnificativă statistic. În concluzie, se poate afirma că tipul de citoplasma poate influenţa semnificativ creşterea sau reducerea conţinutului de amidon la linii consangvinizate isonucleare. Tabelul 12 Conţinutul de fibre al liniilor consangvinizate isonucleare TC 209, SCDA Turda, Linia consangvinizată isonucleară Conţinutul de fibre solubile (%) la boabe provenite din autopolenizări Media % faţă de linia iniţială Conţinutul de fibre solubile (%) la boabe provenite din polenizare liberă Media % faţă de linia iniţială Media pe tip de citoplasmă Conţinut mediu Valoarea relativă TC 209 (martor) 4,50 3,37 3,94 100,0 4,10 4,60 4,35 100,0 4,14 100,0 TC 209 (cit. A665) 4,63 4,50 4,57*** 116,0 4,17 4,43 4,30 98,9 4,43 107,0 TC 209 (cit. T291) 4,67 4,10 4,39* 111,4 5,30 4,77 5,04* 115,7 4,71 113,7 TC 209 (cit. T248) 4,77 3,37 4,07 103,4 3,17 4,63 3,90 o 89,7 3,99 96,2 TC 209 (cit. W633) 4,70 4,30 4,50** 114,4 4,57 4,77 4,67 107,4 4,59 110,7 TC 209 (cit. TC177) 5,00 4,50 4,75*** 120,7 4,20 5,37 4,79* 110,0 4,77 115,1 TC 209 (cit. D105) 4,37 5,03 4,70*** 119,4 2,87 4,73 3,80 oo 87,4 4,25 102,6 Media liniilor isonucleare 4,66 4,17 4,42 4,05 4,76 4,41 4,41 DL (P=5%) 0,35 0,34 DL (P=1%) 0,47 0,45 DL (P=0.1%) 0,60 0,58 Având în vedere natura fibrelor solubile din boabele de porumb cu provenienţă în special din pericarp, diferenţele dintre cele două provenienţe ale boabelor de porumb ar putea fi influenţate de condiţiile în care boabele s-au format şi de aportul fotosintetic redus al pănuşilor în cazul autopolenizării (pe întreaga perioadă de la polenizare până la recoltare ştiuletele de porumb a fost protejat de punga de hârtie cu care s-a realizat autopolenizarea). La linia consangvinizată generatoare de grupa TC209 media continutului de fibre pentru cele patru condiţii a fost de 4,14%. O îmbunătăţire semnificativă s-a înregistrat prin transferul pe citoplasma TC177, atât la boabe provenite de sub izolatori (4,75% - diferenţa distinct semnificativă pozitivă faţă de martor), cât şi la boabe provenite din polenizare liberă (4,79%, faţă de 4,35%, diferenţă distinct semnificativă statistic). O tendinţă asemănătoare s-a observat şi la transferul pe citoplasma D105, în cazul 19

21 boabelor provenite din autopolenizare. În acest caz s-a înregistrat o creştere a conţinutului de fibre de la 3,94% la 4,70%, diferenţă distinct semnificativă faţă de martor. În cazul boabelor provenite din polenizare liberă, la linia TC209(cit.D105) s-a înregistrat o scădere semnificativă a conţinutului de fibre solubile, de la 4,35% la 3,80%. În aceeaşi situaţie experimentală (polenizare liberă) reduceri ale conţinutului de fibre solubile au fost înregistrate şi la linia TC209(cit.T248) (3,90%). 4.6 CONŢINUTUL DE AMIDON SI FIBRE AL LINIILOR CONSANGVINIZATE FORME PARENTALE ÎN SISTEM DIALEL Studiul continuţului de amidon al liniilor consangvinizate isonucleare forme parentale în sistem dialel s-a făcut în aceleaşi condiţii: doi ani experimentali, pentru probe provenite din înmulţire sub izolator şi pentru boabe din polenizare liberă. Linia TC 248 a fost aleasă linie martor şi a înregistrat un conţinut mediu de 69,38% amidon (tabelul 13). În situaţia boabelor provenite din autopolenizare doar linia K 1080 a înregistrat un conţinut de amidon sub varianta martor (67,73% faţă de 67,92% pentru linia martor). Conţinut de amidon superior liniei martor a fost determinat la liniile consangvinizate TC 208 (69,60%) şi TC 291 (69,44%), cu diferenţe foarte semnificative faţă de martor. Tabelul 13 Conţinutul de amidon al liniilor consangvinizate forme parentale în sistem dialel, SCDA Turda, Linia consangvinizată isonucleară Conţinutul de amidon (%) la boabe provenite din autopolenizări Media % faţă de linia iniţială Conţinutul de amidon (%) la boabe provenite din polenizare liberă Media % faţă de linia iniţială Media pe tip de citoplasmă Conţinut mediu Valoarea relativă TC 248 (martor) 68,10 67,73 67,92 100,0 69,40 72,27 70,84 100,0 69,38 100,0 TC ,37 70,50 69,44*** 102,2 72,87 72,27 72,57*** 102,4 71,00 102,3 TC ,73 70,47 69,60*** 102,5 74,23 68,60 71,42 100,8 70,51 101,6 TC ,63 69,87 68,25 100,5 69,10 68,63 68,87 ooo 97,2 68,56 98,8 K ,53 67,93 67,73 99,7 73,63 70,83 72,23*** 102,0 69,98 100,9 Media liniilor isonucleare 68,16 68,97 68,56 70,88 70,05 70,46 69,51 DL (P=5%) 0,73 0,63 DL (P=1%) 0,97 0,84 DL (P=0.1%) 1,25 1,09 20

22 În situaţia boabelor provenite din polenizare liberă conţinutul de amidon a fost superior condiţiilor de autopolenizare, cu o medie de 70,84% amidon la linia martor. În acest caz, linia care a prezentat o valoare inferioara a conţinutului de amidon faţă de linia martor a fost TC 344 (68,87%, diferenţă foarte semnificativă faţă de martor). Celelalte linii analizate au prezentat valori superioare ale conţinutului de amidon faţă de linia martor, însă cele care s-au remarcat cu conţinut ridicat au fost TC 291 (72,57%) şi K 1080 (72,23%), cu diferenţe foarte semnificative faţă de linia martor. Pentru studiul continuţului de fibre solubile al liniilor consangvinizate isonucleare forme parentale în sistem dialel a fost aleasă aceeaşi linie martor TC 248, care a înregistrat un conţinut mediu de 4,79% fibre (tabelul 14). În situaţia boabelor provenite de sub izolator toate liniile luate în studiu au prezentat valori inferioare ale conţinutului de fibre faţă de linia martor. La trei din cele patru linii diferenţele sunt foarte semnificative, doar linia K 1080 fiind cea care nu prezintă diferenţe semnificative statistic, fiind cea care realizează cea mai apropiată valoare a conţinutului de fibre faţă de varianta martor. Tabelul 14 Conţinutul de fibre solubile al liniilor consangvinizate forme parentale în sistem dialel, SCDA Turda, Linia consangvinizată isonucleară Conţinutul de fibre solubile (%) la boabe provenite din autopolenizări Media % faţă de linia iniţială Conţinutul de fibre solubile (%) la boabe provenite din polenizare liberă Media % faţă de linia iniţială Media pe tip de citoplasmă Conţinut mediu Valoarea relativă TC 248 (martor) 5,13 4,70 4,92 100,0 4,87 4,47 4,67 100,0 4,79 100,0 TC 291 4,67 3,93 4,30 ooo 87,5 3,20 4,30 3,75 ooo 80,3 4,03 84,0 TC 208 4,17 4,07 4,12 ooo 83,8 1,73 5,27 3,50 ooo 74,9 3,81 79,5 TC 344 4,77 3,60 4,19 ooo 85,1 3,57 5,13 4,35 93,1 4,27 89,0 K ,10 4,10 4,60 93,6 1,43 5,17 3,30 ooo 70,7 3,95 82,4 Media liniilor isonucleare 4,67 4,35 4,51 3,50 4,86 4,18 4,35 DL (P=5%) 0,35 0,34 DL (P=1%) 0,47 0,45 DL (P=0.1%) 0,60 0,58 Aceeasi tendintă se manifestă şi în cazul boabelor provenite din polenizare liberă, în sensul unui conţinut mai redus de fibre faţă de varianta martor. Toate liniile studiate au prezentat diferenţe foarte semnificative faţă de varianta martor, cu exceptia 21

23 liniei TC 344, care a înregistrat un conţinut de fibre apropiat de cel al liniei martor (4,35% faţă de 4,67%, diferenţă nesemnificativă statistic). 4.7 TRANSMITEREA EREDITARĂ A CONŢINUTULUI DE AMIDON ŞI FIBRE SOLUBILE LA PORUMB ÎNTR-UN SISTEM GENETIC DE LINII CONSANGVINIZATE ISONUCLEARE În tabelul 15 este prezentată analiza varianţelor pentru conţinutul de amidon în boabele de porumb la cele cinci culturi comparative de testare a grupului de linii consangvinizate isonucleare pentru situaţia în care boabele au provenit de la ştiuleţii autopolenizaţi (ŞCHIOP şi colab., 2011). La toate cele cinci grupe de linii testate, anii experimentali au influenţat conţinutul de amidon. La fiecare dintre cele cinci grupe de testări, diferenţele dintre genotipuri au fost semnificative statistic. La patru din cele cinci grupe de linii testate citoplasmele au influenţat, de asemenea, semnificativ statistic diferenţele între genotipuri, exceptie făcând linia TC 221 care este nesemnificativ statistic. În toate cele cinci grupe de linii consangvinizate, varianţa testerilor a fost superioară varianţei citoplasmelor; interacţiunea reciprocă testeri citoplasme a fost de asemenea semnificativă statistic în toate cele cinci situaţii experimentale. Tabelul 15 Analiza varianţei pentru conţinutul de amidon la testările liniilor isonucleare (autopolenizare) SCDA Turda, Cauza variabilităţii GL Linii isonucleare Linii Isonucleare GL Linii isonucleare Linii isonucleare Linii isonucleare SP s 2 SP s 2 SP s 2 SP s 2 SP s 2 Ani experimentali (A) 1 78,04 78,04** 40,42 40,42* 1 12,32 12,32** 28,76 28,76* 131,05 131,05** Genotipuri ,28 11,01** 521,24 19,31** 20 95,87 4,79** 50,08 2,50** 59,45 2,97** Citoplasme (C) (6) 11,92 1,99** 24,92 4,15** (6) 5,00 0,83 15,83 2,64* 17,63 2,94** Testeri (T) (3) 265,40 88,47** 429,53 143,18** (2) 69,12 34,56** 9,20 4,60 28,74 14,37** Interacţiuni (C T) (18) 19,97 1,11** 66,79 3,71** (12) 21,75 1,81** 25,06 2,09* 13,08 1,09* Interacţiuni (A T) 3 5,22 1,74** 30,28 10,09** 2 0,52 0,26 8,33 4,17 7,51 3,76** Interacţiuni (A C) 6 25,68 4,28** 12,51 2,08** 6 26,47 4,41** 23,64 3,94** 11,70 1,95** Interacţiuni (A T C) 18 24,99 1,39** 28,62 1,59** 12 19,35 1,61** 32,29 2,69** 20,45 1,70** Repetiţii (R) 2 0,38 0,19 0,16 0,08 2 1,45 0,72 10,52 5,26 0,45 0,22 Eroarea A 2 0,37 0,18 0,83 0,42 2 0,12 0,06 2,92 1,46 0,07 0,04 Eroarea T 12 2,47 0,21 3,56 0,30 8 5,89 0,74 11,30 1,41 0,49 0,06 Eroarea C 96 13,36 0,14 21,76 0, ,00 0,50 80,50 1,12 33,40 0,46 22

24 Anii experimentali influenţează rolul citoplasmei şi interactiunea citoplasmă tester ; de asemenea, acţiunile genice transmise cu ajutorul genelor localizate în nucleul testerilor este influenţată de anii experimentali pentru trei din liniile isonucleare testate: TC 209, TC 243 şi D 105. În figura 1 este prezentată ponderea factorilor implicaţi în varianţa conţinutului de amidon la fiecare din cele cinci grupe de testare, în situaţia de autopolenizare. Calculul ponderii factorilor implicaţi în varianţa conţinutului de amidon s-a făcut după modelul propus de LEIN, citat de CEAPOIU (1969). Ponderea varianţei citoplasmelor este cuprinsă între 4% (TC 209) şi 32% (TB 367), a varianţei testerilor între 18% (TB 367) şi 89% (TC 209), iar a interacţiunii citoplasme testeri între 7% (TC 209) şi 50% (TB 367). CxT 7% TC 209 C 4% CxT 13% TC 243 C 5% T 89% T 82% CxT 23% TC 221 C 5% CxT 50% TB 367 C 32% CxT 22% D 105 C 30% T 72% T 18% T 48% Figura 1. Ponderea factorilor implicaţi în variabilitatea conţinutului de amidon al boabelor de porumb la cinci grupe de linii consangvinizate isonucleare (autopolenizare), SCDA Turda Analiza varianţelor pentru conţinutul de fibre solubile în boabele de porumb la cele cinci culturi comparative de testare a grupului de linii consangvinizate isonucleare pentru situaţia în care boabele au provenit de la stiuleţii autopolenizaţi sunt prezentate în tabelul 16. În patru din cele cinci grupe de linii testate, anii experimentali au influenţat conţinutul de fibre. La fiecare dintre cele cinci grupe de testări, diferenţele dintre genotipuri au fost semnificative statistic. Tipurile de citoplasme au influenţat, de asemenea, semnificativ statistic diferenţele între genotipuri. În toate cele cinci grupe 23

25 de linii consangvinizate, varianţa testerilor a fost superioară varianţei citoplasmelor; interacţiunea reciprocă testeri citoplasme a fost de asemenea semnificativă statistic în toate cele cinci situaţii experimentale (ŞCHIOP şi colab., 2011). Tabelul 16 Analiza varianţei pentru conţinutul de fibre la testările liniilor isonucleare (autopolenizare) SCDA Turda, Cauza variabilităţii GL Linii isonucleare Linii isonucleare GL Linii isonucleare Linii isonucleare Linii isonucleare SP s 2 SP s 2 SP SP s 2 SP s 2 Ani experimentali (A) 1 6,21 6,21* 1,89 1,89* 1 3,50 3,50* 2,29 2,29 13,02 13,02* Genotipuri 27 12,41 0,46** 12,69 0,47** 20 14,05 0,70** 8,01 0,40** 8,83 0,44** Citoplasme (C) (6) 2,22 0,37** 2,77 0,46** (6) 3,12 0,52** 4,57 0,76** 2,49 0,41** Testeri (T) (3) 7,78 2,59** 7,17 2,39** (2) 3,39 1,69** 1,05 0,53 1,74 0,87** (18 (12) Interacţiuni (C T) ) 2,41 0,13** 2,74 0,15** 7,54 0,63** 2,39 0,20* 4,60 0,38** Interacţiuni (A T) 3 0,28 0,09 2,06 0,69** 2 0,33 0,16 0,83 0,41 0,50 0,25 Interacţiuni (A C) 6 1,25 0,21** 0,83 0,14* 6 3,33 0,55** 3,32 0,55** 5,42 0,90** Interacţiuni (A T C) 18 3,25 0,18** 5,71 0,32** 12 6,77 0,56** 4,57 0,38** 5,68 0,47** Repetiţii (R) 2 0,14 0,07 0,17 0,09 2 0,03 0,02 0,46 0,23 0,04 0,02 Eroarea A 2 0,15 0,08 0,08 0,04 2 0,14 0,07 1,22 0,61 0,63 0,31 Eroarea T 12 0,76 0,06 0,87 0,07 8 0,74 0,09 1,15 0,14 0,56 0,07 Eroarea C 96 4,14 0,04 5,70 0, ,45 0,15 6,93 0,10 7,49 0,10 Anii experimentali influenţează rolul citoplasmei şi interacţiunea citoplasmă tester, acţiunile genice transmise cu ajutorul genelor localizate în nucleul testerilor nefiind influenţate de anii experimentali. CxT 19% TC 209 C 18% CxT 22% TC 243 C 22% T 63% T 56% TC 221 C 22% CxT 30% TB 367 C 57% D 105 C 28% CxT 54% T 24% T 13% CxT 52% T 20% Figura 2. Ponderea factorilor implicaţi în variabilitatea conţinutului de fibre la cinci grupe de linii consangvinizate isonucleare de porumb (autopolenizare), SCDA Turda 24

26 În figura 2 sunt prezentate ponderile factorilor implicaţi în varianţa conţinutului de fibre solubile la fiecare din cele cinci grupe de testare, în situatia de autopolenizare. Ponderea varianţei citoplasmelor este cuprinsă între 18% (TC 209) şi 57% (TB 367), a varianţei testerilor între 13% (TB 367) şi 63% (TC 209), iar a interacţiunii citoplasme testeri între 19% (TC 209) şi 52% (D 105) EREDITATEA CONŢINUTULUI DE AMIDON ŞI FIBRE SOLUBILE LA UN SISTEM DIALEL DE TIPUL p(p-1) REALIZAT ÎNTRE LINII CONSANGVINIZATE TIMPURII Studiul eredităţii conţinutului de amidon În tabelele 17, 18, 19 este prezentat conţinutul de amidon la hibrizii direcţi şi reciproci, media în cei doi ani experimentali, efectele genice aditive, neaditive reciproce şi efectele citoplasmatice (materne). Tabelul 17 Conţinutul de amidon (%) pentru hibrizii directi şi reciproci din sistemul dialel p(p-1) şi efectul genetic r ij al interacţiunii specifice dintre citoplasma maternă şi genele nucleare - autopolenizare Hibridul simplu A B B A Amido Amidon Medie % faţă de Diferenţa r (%) (%) ij (%) 2009 (%) 2010 medie T 248 T ,17 68,32-0,15 0,12 66,92 69,57 68,24 98,31 T 248 TC ,05 69,53-0,48 0,10 68,50 70,09 69,29 99,83 T 248 TC ,80 67,73 2,07 1,61 68,00 69,54 68,77 99,07 T 248 TC ,47 69,42-0,95-0,47 67,22 70,67 68,95 99,33 T 248 K ,38 69,35 0,03 0,26 67,83 70,90 69,37 99,94 T 291 TC ,28 69,37 0,91 0,61 69,73 69,92 69,82 100,59 T 291 TC ,47 70,67-0,20 0,28 70,40 70,73 70,57 101,66 T 291 TC ,30 68,82-0,52-0,44 68,15 68,97 68,56 98,77 T 291 K ,40 69,75-0,35-0,12 69,23 69,92 69,58 100,24 TC 208 TC ,43 70,75-0,32 0,02 69,82 71,37 70,59 101,70 TC 208 TC ,03 68,55 1,48 0,36 68,48 70,10 69,29 99,83 TC 208 K ,45 69,68-0,23-0,26 68,88 70,25 69,57 100,22 TC 209 TC ,12 70,22-0,10-0,53 69,12 71,22 70,17 101,09 TC 209 K ,50 69,67 0,83 0,17 69,90 70,27 70,08 100,97 TC 344 K ,60 68,05 0,55 0,45 67,40 69,25 68,33 98,44 MEDIA 69,50 69,33 0,17 68,64 70,18 69,41 100,00 DL 5% comparatii ani 0,29 DL 5% comparatii hibrizi 0,5 comparaţii r ij faţă de r ji 0,

27 Conţinutul de amidon a fost cuprins între 68,24% şi 70,59%; conţinutul cel mai ridicat s-a înregistrat la combinaţia hibridă TC208 TC209, iar cel mai scăzut la hibridul T248 T291. Anul experimental 2010 a fost mai favorabil acumulării amidonului în boabe, diferenţa faţă de anul 2009 de 1,54% fiind semnificativă statistic. Amplitudinea conţinutului în anul favorabil a fost cuprinsă între 68,97% la hibridul T291 TC344 şi 71,37% la hibridul TC208 TC209, deci 2,4 unităţi procentuale. În anul 2009, mai puţin favorabil acumulării amidonului în bob, amplitudinea conţinutului a fost mai ridicată, între 66,92% la hibridul T248 T291 şi 70,40% la hibridul T291 TC209, deci 3,48 unităţi procentuale. Între hibrizii direcţi şi reciproci s-au înregistrat, în cazul unora dintre ei, diferenţe semnificative statistic: T248 TC209 (+2,07), TC208 TC344 (+1,48%), T291 TC208 (+0,91%), TC209 K1080 (0,83%). Hibrizii reciproci au avut conţinut semnificativ statistic mai ridicat, în cazul următorilor hibrizi : T248 TC344 (-0,95%), T291 TC344 (-0,52%). Diferenţele mari între hibrizii direcţi şi reciproci sunt explicabile prin valorile ridicate ale interacţiunilor reciproce, nuclear-citoplasmatice (+1,61 la combinaţia hibridă T248 TC209, +0,61 la combinaţia hibridă T291 TC208, +0,45 la combinaţia hibridă TC344 K1080, -0,53 la combinaţia hibridă TC209 TC344, -0,47 la combinaţia hibridă T248 TC344, -0,44 la combinaţia hibridă T291 TC344). Tabelul 18 Efectele genice aditive (ĝ i ) şi efectele materne implicate în transmiterea conţinutului de amidon la un sistem de încrucişări dialel p(p-1) - autopolenizare (SCDA Turda, ) Linia consangvinizată constantă Capacitatea de transmitere ca formă maternă ĝ i Formă maternă Capacitatea de transmitere ca formă paternă ĝ j Formă paternă Capacitatea generală de combinare ĝ Efecte materne T ,97-0,44 68,87-0,54 68,92-0,49 0,05 T ,35-0,06 69,36-0,05 69,36-0,06 0,00 TC ,76 0,35 69,66 0,25 69,71 0,30 0,05 TC ,95 0,54 70,12 0,71 70,04 0,62-0,08 TC ,12-0,29 68,99-0,42 69,06-0,35 0,06 K ,30-0,11 69,47 0,06 69,38-0,03-0,08 Medie sistem 69,41 69,41 69,41 comparaţii ĝ i faţă de ĝ j 0,0481 comparaţii m i faţă de m j 0,

28 Efectele materne au avut valori reduse cuprinse între 0,06 la TC344 şi -0,08 la TC209 şi K1080; se poate afirma că importanţa interacţiunilor reciproce nuclearcitoplasmatice este mai ridicată decât efectele materne (citoplasmatice). Efectele genice aditive sunt destul de ridicate, cuprinse între -0,49 pentru linia consangvinizată T248 şi +0,62 pentru TC209. Sensul şi valorile absolute ale efectelor aditive calculate pentru liniile consangvinizate în funcţie de poziţia în hibrid (forma maternă sau paternă) sunt asemănătoare, indicând faptul că în transmiterea acestui caracter, genele cu poziţionare nucleară sunt importante. Acelaşi lucru este relevat şi de valorile efectelor genice neaditive, cu valori destul de importante, cuprinse între -0,78 (T248 TC209) şi +0,59 (T291 TC209). Tabelul 19 Conţinutul mediu de amidon şi efectele genice neaditive în sistemul dialel p(p-1) autopolenizare T 248 T 291 TC 208 TC 209 TC 344 K 1080 T ,24 69,29 68,77 68,95 69,37 ŝ ij -0,62 0,07-0,78 0,38 0,47 T ,82 70,57 68,56 69,58 ŝ ij 0,17 0,59-0,44 0,25 TC ,59 69,29 69,57 ŝ ij 0,25-0,07-0,12 TC ,17 70,08 ŝ ij 0,49 0,08 TC ,33 ŝ ij -0,71 K 1080 ŝ ij comparaţii ŝ ij faţă de ŝ ik 0,1444 comparaţii ŝ ij fata de ŝ ke 0,0963 Heterozisul pentru conţinutul de amidon a fost calculat atât pentru rezultatele obţinute în analiza boabelor provenite de la ştiuleţi autopolenizaţi, cât a boabelor provenite din polenizate liberă. Se poate afirma că în ambele situaţii nu există heterozis nici faţă de părintele mediu, cu atât mai puţin faţă de părintele maxim. 27