ADER 7.2.2. Implementarea unor noi metode de ameliorare a speciilor pomicole în vederea

eficientizării și reducerii timpului în procesul de selecție

MINISTERUL AGRICULTURII ŞI DEZVOLTĂRII RURALE

Plan Sectorial 2019-2022

Obiectivul general al ADER 2022 7. Dezvoltarea de noi produse, practice, procese şi tehnologii integrate producţiei horticole

Obiectivul specific al ADER 2020 7.2. Ameliorarea speciilor horticole în vederea creșterii siguranței și securității alimentare

Perioada de derulare a proiectului 16.09.2019-31.08.2022

Bugetul alocat : 1.800.000 lei (36 luni)

PARTENERI

• COORDONATOR: Institutul de Cercetare – Dezvoltare pentru Pomicultură Piteşti Mărăcineni, Argeş

Director proiect: Dr. biolog Monica STURZEANU • Partener 1: Staţiunea de Cercetare – Dezvoltare pentru

Pomicultură Bistrița Responsabil P1: Ing. Georgeta Guzu • Partener 2: Staţiunea de Cercetare – Dezvoltare pentru

Pomicultură Iaşi Responsabil P2: Dr. ing. Elena IUREA • Partener 3: Staţiunea de Cercetare – Dezvoltare pentru

Pomicultură Voinești Responsabil P3: Dr. ing. Valeria PETRE

INTRODUCERE

• Ameliorarea genetică a plantelor horticole este o știință a creării soiurilor, având la bază legile eredității, ale variabilității, transformării și reproducerii organismelor. Ameliorarea plantelor este cea care a produc modificări în morfologia și fructificarea plantelor cultivate comparativ cu cele sălbatice.

• Metodele de ameliorare pentru crearea variabilității și modificarea genotipurilor se împart în două categorii: metode convenționale (hibridarea sexuată, autogamia, consagvinizarea, heterozisul, mutageneza, ploidia) și metode moderne (cultura de celule și țesuturi, cultura de embrioni, hibridarea somatică, variația somaclonală, androgeneza, ovogeneza, transgeneza).

• În ameliorarea pomilor și arbuștilor fructiferi, cele mai folosite metode sunt cele clasice, iar dintre acestea hibridarea, definită ca un proces biologic prin care apare un organism nou numit organism hibrid (de la latinescul ”hybrida”, care înseamnă ”sânge amestecat”), care conține informația genetică de la părinții (genitorii) care au participat la procesul de hibridare. Deseori termenul de hibrid este înlocuit cu cel de ”descendent”.

OBIECTIVELE FAZEI 1: ● Sinteză privind ameliorarea speciilor pomicole în țări cu rezultate recunoscute; ● Identificarea surselor de variabilitate la speciile pomicole studiate; ● Stabilirea metodelor de lucru pentru speciile luate în studiu: măr, păr, prun, cireș, căpșun, afin, cătină.

FAZA I

• Rezultate obţinute: • În ameliorarea genetică a mărului unitățile reprezentative la

nivel mondial sunt: INRA Angers (Franța) și Institutul de Cercetări Pomicole din Dresden-Pilnitz (Germania).

• Programele de ameliorare genetică la păr derulate la UMR GenHort Angers (Franța) și Institutului de Cercetări Pomicole din Dresden-Pilnitz (Germania).

• La prun, programul de ameliorare a început încă din anii 1950 în Franța, în prezent, se lucrează la INRA Bordeaux, iar în Germania se lucrează în 2 centre: Universitatea Hohenheim, Stuttgart și Stațiunea de cercetare Geisenheim.

• Programele de ameliorare a cireşului sunt concentrate la Institutul Julius Kühn din Dresda-Pillnitz (Germania), Universitatea din Bologna și Universitate - Alma Marter Studiourm (Italia).

• Pe plan mondial, programele de ameliorare genetică la căpșun sunt desfășurate în SUA, cum ar fi Universitatea Davis din California și Universitatea din Florida, USDA-ARS, Beltsville, în China - Universitatea din Nanjing, Academia de Științe Agricole și Silvice din Beijing, Institutele de Pomicultură din Beijing și Shijiazhuang, Academia de Agricultură, Shijiazhuang Canada - Agri-Food, Nova Scotia, Italia - Universitatea Politehnică din Marche CREA – Forli, Spania – IFAPA , Franța - INRA-CIREF și Marea Britanie - NIAB-EMR;

• Unitatea reprezentativă la nivel mondial pentru activitatea de ameliorare genetică la afin este Fall Creek (SUA);

• Cel mai vechi program de ameliorare pentru cătină a fost desfășurat încă din 1933 la Institutul de Cercetare Horticolă din Siberia.

• La ICDP Pitești-Mărăcineni (CO), se vor derula lucrări de ameliorare pentru următoarele specii: măr, păr, prun, cireș, căpșun, afin și cătină.

• Pentru specia măr, materialul biologic studiat va fi reprezentat de material hibrid (679 hibrizi) aflat în câmpurile de selecție (pomi pe rădăcini proprii). Alături de acest material biologic, se vor realiza noi hibridări dirijate, folosind genitori de caracter pentru rezistența la rapăn ('Topaz', 'Crimson Crisp', 'Enterprise', 'Dalinette'), pentru calitatea fructului ('Gala', 'Elstar', 'Golden Delicious'), pentru capacitate bună de păstrare a merelor în depozit ('Generos', 'Idared').

• Pentru specia păr, materialul de studiu va fi reprezentat de 63 hibrizi (pomi pe rădăcini proprii. Anual se vor realiza 3 combinații hibride, din care vor rezulta 300-500 plante hibride.

Nr. indivizi

Hibridare (5 combinaţii/an)

Testul de rezistenţă la rapăn (în seră)

Puieţi hibrizi

Testul de rezistenţă la rapăn + făinare (în pepinieră)

Selecţie calitate fruct

Nivel 1

SOI NOU

7.000-10.000

3.000-4.000

1.000

10-20

5

1/0

3

Nivel 2

Altoire (M9 sau M106)

Schema de selecţie pentru obţinerea unui nou soi de măr

• Pentru specia prun, materialul biologic studiat va fi reprezentat de 60 de hibrizi proveniți din diferite combinații hibride, aflați în microculturi de concurs, altoiți pe portaltoiul corcoduș, câte 10 pomi din fiecare hibrid. Alături de acest material biologic, se vor realiza noi hibridări dirijate, folosind genitori de caracter pentru rezistență/toleranță la Plum Pox Virus (Jojo, Haganta, Hanita, Andreea), pentru calitatea fructului (Romanța, Andreea, Timocanka, Boranka, Tita).

• Pentru specia cireș, alegerea genitorilor va urmări asigurarea resurselor genetice necesare îndeplinirii a două obiective de actualitate în ameliorare: soiuri puţin sensibile la antracnoză ('Bigarreau Moreau' şi 'Early Rivers') şi soiuri cu o calitate deosebită a fructelor, pentru care vom folosi soiurile 'Sunburst', 'Areko' şi 'Sylvia'. Schema de lucru propune realizarea a 3 combinaţii hibride, urmând a se obţine între 50 şi 70 de hibrizi pe rădăcini proprii din fiecare combinaţie.

Nr. indivizi

Hibridare (3-4 combinaţii)

Evaluare privind comportarea la PPV (în pepinieră)

Puieţi hibrizi

Selecţie calitate fruct

Nivel 1

SOI NOU

300-500

200

80-100

20

6

2

0-1

Nivel 2

Selecție după aspectul pomului și calitatea fructului

(în livadă)

Schema de selecţie pentru obţinerea unui nou soi de prun

• Pentru specia căpșun, materialul biologic studiat va fi reprezentat de 1314 plante hibride aflate în câmpurile de selecție. Alături de acest material biologic, se vor realiza noi hibridări dirijate, folosind genitori de caracter pentru rezistența la antracnoză ('Benton') și la mana căpșunului ('Benton', 'Mira'), pentru calitatea fructului ('Sarom', 'Garda', 'Tecla', 'Nora', 'Elsanta', 'Queen Elisa').

• Pentru specia afin, vor fi luate în studiu 463 plante hibride aflate în câmpul de hibrizi. Alături de acest material biologic, se vor realiza noi hibridări dirijate (6 combinații/an), folosind genitori de caracter pentru calitatea deosebită a fructelor și adaptabilitatea afinului în diferite zone de cultură.

• Pentru specia cătină se va efectua o selecție în flora spontană în arealul județului Argeș.

Nr. indivizi

Hibridare (10-14 combinaţii)

Selecție fenotipică privind mărimea, forma, culoarea, gustul fructului, vigoarea plantei,

rezistența la boli

Plante hibride

Selecţie calitate fruct (fermitate, culoare, °Brix, aciditate titrabilă, self-life)

Nivel 1

SOI NOU

1.500-3.000

200-150

80-100

20-30

10-15

6-8

0-1

Nivel 2

Selecție după productivitatea plantei și calitatea fructului

Schema de selecţie pentru obţinerea unui nou soi de căpșun

• Pentru evidențierea unor gene de rezistenţă la Venturia inaequalis (gena Vf), Phythophtora fragariae (gena Rpf1) şi Colletotrichum acutatum (gena Rca2 ) se va folosi selecţia asistată cu markeri moleculari (MAS) pentru identificarea unor genotipuri de măr și căpşun valoroase, care prezintă rezistenţă naturală la boli.

• La SCDP Bistrița (P1) se va evidenția gena de rezistență la rapăn (Vf) la specia măr în descendența hibridă obținută din combinațiile următoare: 'Golden Delicious' x 'Florina', 'Auriu de Bistriț'a x 'Florina'. Se vor realiza noi hibridări controlate pentru specia măr, cu scopul de a crea noi populații hibride. În ceea ce privește specia cătină se va efectua o selecție în flora spontană cu scopul de a testa comportarea și dezvoltarea plantei in condițiile de clima și sol din arealul Bistrița.

• La SCDP Iași (P2), în vederea creării de populaţii hibride, de mare diversitate genetică, cu scopul prevenirii eroziunii genetice şi în beneficiul viitoarelor programe de ameliorare, în cadrul acestui proiect se propune efectuarea unui număr de 5 combinaţii hibride/an, în care vor fi polenizate 1.500 flori, din care vor rezulta 700 sâmburi hibrizi.

• La SCDP Voinești (P3) se derulează un program intens de ameliorare a speciei măr. Baza de selecţie privind obţinerea de soiuri de măr cu rezistenţă genetică la rapăn şi făinare este compusă din genotipurile existente în câmpul de selecţie, pepiniera de hibrizi şi microculturi de concurs. Genitorii utilizaţi în procesul hibridării sunt posesori ai genelor de rezistenţă Vf şi Poly care deţin caracteristici valoroase dorite în scopul atingerii obiectivelor propuse, soiuri omologate de provenienţă autohtonă şi străine, de ultimă generaţie şi genotipuri create la SCDP Voineşti care posedă însuşiri valoroase.

CONCLUZII ● În această fază s-a realizat documentarea din literatura de specialitate,

elaborarea modelului experimental, alegerea genotipurilor din câmpurile experimentale care vor fi supuse studiului în fazele următoare ale proiectului şi stabilirea numărului de combinaţii hibride ce se vor realiza.

● Au fost publicate în volumul de lucrări ştiinţifice nr. XXXV/2019 al revistei Fruit

Growing Research lucrările ştiinţifice intitulate ,,Variabilitatea, ereditatea și câștigul genetic pentru producție și greutatea fructelor la hibrizii F1 de căpșun”, autori: Sturzeanu Monica, Coman Mihail, Hera Oana și ,,Efectul temperaturii asupra viabilității polenului și germinării polenului la unele soiuri de căpșun și mur” autori: Monica Sturzeanu, Oana Hera, Amelia Petrescu.

● Din punct de vedere ştiinţific şi tehnic, obiectivele prevăzute în faza 1 de

execuţie s-au realizat în totalitate, lucru care permite continuarea cercetărilor în fazele următoare.