UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA

ŞCOALA DOCTORALĂ FACULTATEA DE HORTICULTURĂ

biol. LUKÁCS LEHEL

VARIABILITATEA FENOTIPICĂ ŞI LA NIVEL MOLECULAR A PRINCIPALELOR SOIURI DE MĂR

CULTIVATE ÎN TRANSILVANIA

Rezumat al tezei de doctorat

Conducător ştiinţific: Prof. univ. dr. MARIN ARDELEAN

Cluj Napoca

2010

CUPRINS Pag.

CUVÂNT ÎNAINTE ........................................................................................... 5INTRODUCERE ................................................................................................. 6 4CAP. I. CONSIDERAŢII GENERALE ASUPRA SPECIEI MALUS DOMESTICA 9 1.1. Consideraţii privind originea şi sistematica mărului ........................ 9 1.2. Specii, subspecii, varietăţi ale genului Malus.................................... 10 1.3. Scurt istoric al mărului ....................................................................... 12 1.4. Particularităţi biologice şi ecologice ale mărului ............................... 13 1.4.1. Biologia florală ........................................................................ 13 1.4.2. Particularităţi citogenetice ....................................................... 14 1.4.3. Cerinţele mărului faţă de factorii ecologici .............................. 16CAP. II. SOIUL ŞI IMPORTANŢA ACESTUIA PENTRU POMICULTURĂ 17 2.1. Gruparea soiurilor după vechime şi provenienţa lor .......................... 17 2.2. Diversitatea soiurilor .......................................................................... 19CAP. III. OBIECTIVELE AMELIORĂRII MĂRULUI ŞI POSIBILITĂŢILE GENETICE DE REALIZARE ALE ACESTORA ........................... 22 3.1. Regiunile pomicole ale României şi adaptabilitatea sortimentului

de soiuri cultivate la condiţiile acestora ............................................. 22 3.2. Productivitatea soiurilor de măr ......................................................... 25 3.2.1. Vigoarea pomilor ..................................................................... 26 3.2.2. Precocitatea intrării pe rod ....................................................... 27 3.2.3. Tipul de creştere şi de fructificare ............................................ 29 3.2.4. Mărimea fructului ..................................................................... 31 3.2.5. Numărul de fructe pe pom ........................................................ 33 3.2.6. Căderea fiziologică ................................................................... 33 3.3. Calitatea fructelor ............................................................................... 35 3.3.1. Forma fructului ........................................................................ 35 3.3.2. Culoarea fructului ..................................................................... 39 3.3.3. Culoarea pulpei ......................................................................... 41 3.3.4. Gustul fructului ......................................................................... 42 3.3.5. Caracteristicile pulpei ............................................................... 42 3.4. Epoca de coacere a fructelor .............................................................. 45 3.5. Rezistenţa la temperaturi extreme ...................................................... 45 3.6. Rezistenţa la boli şi dăunători ............................................................ 46CAP. IV. OBIECTIVELE CERCETĂRII, MATERIALUL ŞI METODA ....... 48 6 4.1. Scopul cercetărilor .............................................................................. 48 6 4.1.1. Obiectivele urmărite în cercetările aferente tezei de doctorat ... 8

2

4.2. Materialul biologic ............................................................................ 50 8 4.2.1. Descrierea soiurilor luate în studiu .......................................... 50 4.3. Condiţiile pedoclimatice ale localităţilor şi anilor de

experimentare .................................................................................... 56 4.4. Metode de lucru .................................................................................. 60 9 4.4.1. Metode de lucru aplicate în experienţele de evidenţiere

a variabilităţii genotipice cu ajutorul markerilor moleculari ... 60 9 4.4.2. Metode statistico –matematice (măsurători parametrice) de

prelucrare şi valorificare a rezultatelor privind variabilitatea fenotipică .................................................................................... 70 11

4.4.3. Metode nonparametrice de evaluare a stabilităţii performanţelor cultivarelor în funcţie de interacţiunea G x E ........................... 72 13

CAP. V. REZULTATE ŞI DISCUŢII ................................................................. 74 14 5.1. Rezultatele obţinute în experienţele de evidenţiere a variabilităţii

genotipice cu ajutorul markerilor moleculari ..................................... 74 14 5.2. Rezultatele experimentale privind variabilitatea fenotipică ale

caracterelor fructului prin metode statistice parametrice (analiza varianţei) 84 17 5.3. Rezultatele obţinute prin metode nonparametrice de evaluare a

stabilităţii performanţelor cultivarelor în funcţie de interacţiunea G x E .. 105 21CAP. VI. CONCLUZII ŞI RECOMANDĂRI.................................................... 128 30BIBLIOGRAFIE ................................................................................................ 132Anexa 1 ............................................................................................................... 139

3

INTRODUCERE

În România, cultura mărului este practicată din cele mai vechi timpuri, dovada

acestui fapt fiind numeroasele soiuri autohtone. Condiţiile de la noi, foarte favorabile

culturii mărului, nu au fost valorificate în trecut, in anul 1938 mărul împreună cu părul

reprezentând abia 20% din totalul pomilor fructiferi. De atunci, structura varietală a

fost îmbunătăţită, în acest moment mărul reprezentând 40,8% din totalul pomilor

(ROPAN si colab, 2002).

Pomicultura din România a înregistrat, până în anul 1990, progrese importante

ajungând la un patrimoniu de circa 300-325.000 ha, din care 110.000 ha livezi

intensive şi superintensive şi circa 60.000 ha plantaţii tinere (NICA, 1997).

În această perioadă au survenit mutaţii importante în structura pomiculturii,

respectiv schimbarea raportului între specii, îmbunătăţirea sortimentului de soiuri prin

introducerea şi extinderea în producţie a celor mai valoroase soiuri româneşti si

străine. Plantaţiile noi, intensive au fost extinse preponderent în bazinele pomicole

consacrate, pe baza de proiecte.

În actuala perioada de tranziţie, pomicultura a suferit o degradare puternică, ce

continuă şi în prezent, ce s-a datorat, printre altele, următoarelor cauze: diminuarea

patrimoniului cu peste 60.000 ha, în majoritate plantaţii tinere intensive, datorită

aplicării necorespunzătoare a prevederilor Legii 18/1991, din punct de vedere tehnic,

noii proprietari, în majoritate, sunt lipsiţi de cunoştinţe de specialitate şi de informare

tehnica pentru aplicarea tehnologiilor minime de producţie şi de introducere a noului

în plantaţiile preluate, la toate acestea se adaugă problemele de ordin economic, ca

lipsa creditelor subvenţionate pentru înfiinţarea de plantaţii noi, pentru producţie, lipsa

capitalului de exploatare pentru aplicarea tehnologiilor corespunzătoare de producţie.

Existenţa unor condiţii de climă şi sol foarte variabile în ţara noastră, comparativ

cu alte ţări, impune folosirea unor soiuri de măr adaptate zonelor respective. Soiurile

străine, de mare valoare calitativă, dacă nu au capacitatea de adaptare, cel puţin pentru

unele zone din România, devin parţial sau total neutilizabile. De aceea, strategia de

4

ameliorare a mărului trebuie să prevadă, cu prioritate, folosirea unor genitori care să

permită obţinerea unor soiuri (genotipuri) adaptate condiţiilor de mediu specifice

zonelor pomicole din România.

În ţara noastră, şi în special în Transilvania, cele mai apreciate soiuri sunt

soiurile Jonathan, Golden Delicious, Starkrimson şi încă câteva soiuri cu tradiţie. O

astfel de atitudine se datorează pe de o parte necunoaşterii noilor sortimente cultivate

în UE, pe de altă parte faptului că aceste soiuri s-au adaptat condiţiilor pedoclimatice

existente în Transilvania, şi au o capacitate bună de producţie, fructe de calitate şi sunt

foarte apreciate de către consumatori. (MITRE I. şi colab., 2009).

Din considerentele analizate mai sus, investigarea şi cunoaşterea comportării

acestor soiuri în diferite condiţii de mediu pot fi de mare interes pentru a menţine

aceste soiuri în sortimentul de cultură şi/sau păstrarea lor în fondul de germoplasmă

pentru utilizarea în viitor a acestora în programele de ameliorare.

Practic, toate progresele realizate până recent în domeniul geneticii si

ameliorării mărului s-au bazat pe evaluarea caracterelor fenotipice. În ultimii 20 de ani

strategiile clasice de evaluare a variabilităţii genetice au fost din ce în ce mai mult

completate de tehnicile moleculare. Tehnica RAPD ( WILLIAMS şi colab., 1990)

reprezintă o soluţie relativ simplă şi rapidă de relevare a variabilităţii genetice. Ea şi-a

dovedit utilitatea în cazul multor specii, în special pentru evidenţierea polimorfismului

interspecific sau, mai rar, al celui intergeneric. În ultima vreme această tehnică a fost

folosită cu succes şi în relevarea polimorfismului intraspecific (între subspeciile,

varietăţile şi cultivarele aceleiaşi specii) şi, în cazuri foarte puţine, chiar a

polimorfismului intravarietal.

Această metodă are o aplicabilitate largă şi în cadrul speciei Malus domestica

[LANDRY şi colab., 1994; MARKUSSEN şi colab., 1995; ORAGUZIE, 2001;

YANG şi colab., 1997; KOLLER şi colab., 1993; JONES şi colab., 1997; CONNER şi

colab., 1997; CONNER şi colab., 1998; FORTE şi colab., 2001].

Pe baza celor constatate mai sus, în teza de doctorat prezentată ne-am propus

evidenţierea, pe de o parte, a variabilităţii fenotipice a unor caractere cantitative şi

componenţii acesteia, care afectează calitatea comercială sau de procesare a fructelor, prin

metode statistice parametrice (analiza varianţei), iar pe de altă parte testarea

5

stabilităţii/variabilităţii acestor caractere prin utilizarea metodelor nonparametrice, metode

puţin folosite în ţara noastră, în condiţii pedoclimatice diferite din Transilvania.

Un alt obiectiv a constat în relevarea, la nivel molecular, a posibilelor diferenţe

dintre provenienţele aceloraşi cinci soiuri produse în pepiniere diferite, cu ajutorul

analizelor RAPD.

Rezultatele obţinute vor permite indicarea celor mai stabile soiuri pentru condiţii

ecologice specifice localităţilor luate în studiu precum şi adoptarea unor strategii noi

de valorificare a datelor experimentale (metode nonparametrice) în cazul când acestea

se vor dovedi la fel de precise şi la fel sau chiar mai uşor de aplicat decât metodele

utilizate până în prezent.

1. OBIECTIVELE CERCETĂRII, MATERIALUL ŞI METODA

1.1. SCOPUL CERCETĂRILOR

La măr, stabilitatea fenotipică (lipsa variabilităţii) a unor caractere cantitative

cum sunt producţia de fructe şi componenţii acesteia, care afectează cantitatea şi,

uneori, calitatea comercială sau de procesare a fructelor este de cea mai mare

importanţă atât în procesul de ameliorare cât şi în producţia comercială. Plantele care

se înmulţesc vegetativ, ca pomii fructiferi, sunt cele mai omogene şi mai stabile

ereditar, fiindcă ele nu reîncep ciclul de dezvoltare ontogenetică pornind de la seminţe

ci continuă dezvoltarea plantei din care au fost multiplicate asexuat. Neavând

posibilitatea să parcurgă din nou stadiile de dezvoltare, ele nu pot asimila condiţii noi

de existenţă şi astfel nu se schimbă baza lor ereditară. Nici aceste soiuri nu sunt însă

absolut invariabile şi absolut omogene genotipic. Heterogenitatea genotipică şi gradul

de reacţie la acţiunile condiţiilor de mediu, baza ereditară pronunţat heterozigotă a

speciei fac ca, totuşi, în genotipul acestor soiuri să se acumuleze schimbări profunde

care, de cele mai multe ori, diminuează performanţele cultivarului respectiv.

Analiza, la nivel fenotipic, a variabilităţii intravarietale este o tehnică bine

cunoscută, metode statistice adecvate permiţând calcularea gradului de

asemănare/deosebire a provenienţelor aceluiaş cultivar (Wricke, 1962; Tai, 1971; Nei

1978; Merce, 2001). Dar nu întotdeauna diferenţele fenotipice se bazează pe schimbări

genetice ereditare, motiv pentru care a devenit tot mai necesară găsirea unor metode de

6

a releva polimorfismul şi la nivel molecular şi, eventual, de a-l corela cu cel observat

la nivel fenotipic.

Tehnica RAPD (Williams et all., 1990) reprezintă o soluţie relativ simplă si

rapidă de relevare a polimofismului genetic. Ea şi-a dovedit utilitatea în cazul multor

specii (menta, zorele, vita de vie, cymbidium etc.), în special pentru evidenţierea

polimorfismului interspecific sau, mai rar, al celui intergeneric. În ultima vreme

această tehnică a fost folosită cu succes şi în relevarea polimorfismului intraspecific

(între subspeciile, varietăţile si cultivarele aceleiaşi specii) şi, în cazuri foarte puţine,

chiar a polimorfismului intravarietal (bumbac, cartof, zorele).

Scopul principal al cercetărilor noastre a fost îndreptat spre evidenţierea, pe de o

parte, a nivelului stabilităţii fenotipice a celor cinci cultivare de măr testate în cinci

localităţi în Transilvania iar, pe de altă parte relevarea, la nivel molecular, a posibilelor

diferenţe dintre provenienţele aceloraşi cinci soiuri produse în pepiniere diferite, cu

ajutorul analizelor RAPD.

Pentru evaluarea stabilităţii fenotipice ne-am propus utilizarea metodelor

nonparametrice, metode foarte puţin utilizate în ţara noastră. Testele nonparametrice

de evaluare a stabilităţii, bazate pe ranguri acordate performanţelor înregistrate de

diferitele cararactere de interes în ameliorare, nu presupun o distribuţie normală a

valorilor măsurătorilor fiind, în acest fel, foarte potrivite pentru experienţele

multianuale şi multilocalitate cu cultivare de măr, experienţe în care adesea

posibilităţile de apariţie a unor erori de măsurare sunt destul de ridicate. În paralel,

pentru a stabili eficienţa acestor metode la măr, s-a testat stabilitatea caracterelor

testate şi prin metode parametrice (analiza varianţei în serii de experienţe).

Compararea metodelor clasice de evaluare a variabilităţii fenotipice cu

rezultatele analizelor RAPD privind diversitatea genetică inter- si intravarietală a

soiurilor de măr luate în studiu va permite, eventual, renunţarea la metodele clasice

greoaie şi scumpe şi elaborarea unor metodologii, bazate pe tehnica RAPD, care să

evidenţieze orice abatere a structurii moleculare a unei probe analizate faţă de structura

standard a soiului respectiv.

7

1.1.1 Obiectivele urmărite în cercetările aferente tezei de doctorat

Obiectivele principale s-au concretizat în următoarele aspecte:

• Stabilirea protocolului de extracţie de ADN şi utilizarea tehnicii RAPD

în vederea identificării polimorfismului genetic la cele cinci soiuri de

măr provenite din cinci localităţi din Transilvania, amplasate în areale

geografice diferite

• Identificarea primerilor capabili să determine polimorfismul la nivel

molecular între soiurile analizate

• Determinarea polimorfismului fenotipic la cinci soiuri de măr larg

răspândite în cultură în Transilvania prin metode parametrice şi

nonparametrice

• Stabilirea celor mai potrivite metode de evaluare a variabilităţii

fenotipice

• Determinarea polimorfismului la nivel molecular la cinci soiuri de măr

larg răspândite în cultură în Transilvania

• Calcularea şi interpretarea comparativă a rezultatelor obţinute prin

analizele RAPD şi cele prin metode statistice de evaluare a stabilităţii

fenotipice a soiurilor de măr studiate

1.2. MATERIALUL BIOLOGIC

Materialul biologic folosit a fost reprezentat de cinci soiuri de măr, larg

răspândite în cultură: Golden Delicious, Jonathan, Starkrimson, Idared şi Florina,

fiecare dintre ele altoite pe portaltoiul MM 106. Probele au fost prelevate din cinci

localităţi din Transilvania şi anume în : Cluj-Napoca (S.C. Agroindustriala S.A.),

Ciceu-Mihăieşti (Pombis S.A.), Reghin (Ferma 10 şi Ferma 14- Batoş), Seini

(Scipomar S.A) şi Timişoara ( S.C.D. TM - U.S.A.M.V.- Banat). Fiecare localitate

reprezintă o regiune aparte cu o tradiţie în cultura mărului, iar livezile unde s-au

efectuat observaţiile şi măsurătorile sunt livezi pe rod exploatate în condiţii de

producţie, având aproximativ aceeaşi vârstă exprimată în ani de la plantare (8-12 ani).

În general, lucrările de pregătire a terenului, fertilizările, lucrările de întreţinere etc. au

8

fost similare în fiecare localitate, diferenţe evidente existând în cea ce priveşte

condiţiile pedoclimatice.

1.3. METODE DE LUCRU

1.3.1. Metode de lucru aplicate în experienţele de evidenţiere a variabilităţii genotipice cu ajutorul markerilor moleculari

Pentru analizele moleculare, în iunie 2005, lăstari tineri (ai anului de vegetaţie)

de pe fiecare soi şi din fiecare localitate au fost recoltaţi şi duşi în laborator cu ajutorul

unei genţi frigorifice. În laborator, frunzele au fost recoltate de pe lăstari şi păstrate în

congelator la -70ºC până în februarie 2007 când s-a procedat la extracţia de ADN.

Toate analizele au fost efectuate în cadrul laboratorului de Biotehnologii de la

Facultatea de Horticultură.

Metoda aleasă pentru evidenţierea, la nivel molecular, a posibilelor diferenţe

dintre provenienţele aceloraşi cinci soiuri produse în pepiniere diferite, a fost metoda

RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA).

1.3.1.1. Extracţia de ADN în vederea executării analizelor RAPD

La speciile lemnoase izolarea ADN este foarte dificilă, datorită conţinutului ridicat de

polifenoli şi polizaharide care contaminează ADN-ul interferând cu analizele ulterioare

(CHENG şi colab., 1997). O modalitate de a elimina polizaharidele este acela de a mări

concentraţia de CTAB în tamponul de izolare (WEISING şi colab., 1995).

Extracţia de ADN a fost realizată conform protocolului lui LODHI et al. (1994)

modificat de POP et al. (2003). Modificarea a constat în primul rând în adăugarea unor

noi componente în tamponul de extracţie. Astfel, tamponul de extracţie a fost

îmbunătăţit prin adăugarea de 10 mM acid ascorbic şi 4 mM acid dietilditiocarbamic

(DIECA). Aceste substanţe au fost adăugate în tamponul de extracţie doar în

momentul utilizării lor.

1.3.1.2. Cuantificarea ADN-ului

După extracţia ADN-ului, probele au fost cuantificate spectrofotometric cu ajutorul

aparatului BioPhotometer Eppendorf.

1.3.1.3. Primerii utilizaţi în amplificarea ADN-ului

Pentru amplificarea probelor de ADN s-au utilizat un număr de 12 de primeri

9

decanucleotidici, toţi produşi de Mycroshinth (tabelul 1).

Tabelul (Table) 1. Primerii utilizaţi în amplificarea ADN

Primers used in DNA amplification

Nr. Nr.

Primer Primer

Secvenţa (5`-3`) Sequence(5`-3`)

Nr. Nr.

Primer Primer

Secvenţa (5`-3`) Sequence(5`-3`)

1. OPAB-18 5`-CTGGCGAATG -3` 7. OPB-10 5`-TGGCGCAGTC -3`

2. OPA-04 5`-AATCGGGCTG -3` 8. OPB-17 5`-TGCGTGCTTG -3`

3. OPA-01 5`-CAGGCCCTTC -3` 9. OPB-08 5`- GACGGATCAG -3`

4. OPA-03 5`- AGTCAGCCAC-3` 10. OPX-03 5`- TGGCGCAGTC -3`

5. OPAL-20 5`-AGGAGTCGGA -3` 11. OPE-14 5`- TGCGGCTGAG -3`

6. OPC-15 5`-GACGGATCAG -3 12. AB-11 5`-GTGCGCTGAG -3

1.3.1.4. Protocol de amplificare RAPD

Amplificarea probelor s-a realizat în aparatul Eppendorf Mastercycler gradient

programat astfel:

3 minute la 950C – predenaturare, urmată de 45 de cicluri cu următorul

profil de temperatură :

1. 1 minut la 930C – denaturare

2. 1 minut la 340C – fixarea primerilor

3. 1 minut la 720C – extensie

4. extensia finală 10 minute la 720C

1.3.1.5. Analiza imaginilor

Benzile au fost detectate automat cu ajutorul programului TotalLab TL100.

Acest program stabileşte mărimea fragmentelor de ADN prin compararea acestora cu

un ADN standard (Ladder ADN). ADN-ul standard utilizat constă din 40 fragmente

cuprinse între 100-4000 pb.

În analiza statistică s-au inclus doar benzile cu o intensitate luminoasă mare.

Prezenţa benzii cu aceeaşi mărime a fost notată cu 1, iar absenţa ei din cultivarele

analizate s-a notat cu 0, astfel obţinându-se matricea binară.

Cu ajutorul programului RAPDistance 1.04, pe baza matricei binare obţinue, s-

au calculat distanţele genetice şi s-a realizat dendrogramele. Pentru calcularea distanţei

10

genetice s-a utilizat coeficientul Jaccard, iar pentru realizarea dendrogramei s-a folosit

metoda Neighbour Joining Tree.

1.3.2. Metode statistico –matematice (măsurători parametrice) de prelucrare şi valorificare a rezultatelor privind variabilitatea fenotipică

Materialul biologic folosit a fost reprezentat de cinci soiuri de măr, larg

răspândite în cultură: Golden Delicious, Jonathan, Starkrimson, Idared şi Florina,

fiecare dintre ele altoite pe portaltoiul MM 106.

Observaţiile şi măsurătorile au fost realizate pe acelaşi număr de pomi (18)

pentru fiecare soi şi în fiecare variantă, în fiecare ani şi în fiecare localitate. Au fost

formate, în acest fel trei repetiţii în fiecare localitate, câte şase pomi/parcelă repetiţie

rezultând un model experimental în blocuri randomizate.

La fructele adunate în acest mod s-au executat măsurători ale caracterelor

fructului, şi anume:

- greutatea fructului;

- înălţimea fructului;

- diametrul fructului;

- adâncimea cavităţii pedunculare;

- diametrul cavităţii pedunculare;

- adâncimea cavităţii caliciale;

- diametrul cavităţii caliciale.

Atât înălţimea, cât şi diametrul fructelor se măsoară cu şublerul, în primul caz

cele două rigle ala şublerului se aşează perpendicular pe axul fructului, în aşa fel ca să

cuprindă pe cele mai mari ridicături (creste) de la bază şi vârf. Pentru determinarea

diametrului, şublerul deschis alunecă în sens vertical, fructul fiind ţinut între cele două

rigle, în regiunea unde se înregistrează deschiderea maximă a riglelor şublerului se află

diametrul maxim al fructului.

Între soiurile luate în studiu, la caracterele studiate, se poate semnala o

variabilitate naturală deja existentă datorată caracteristicilor specifice fiecărui soi, după

cum se poate observa în continuare în tabelul 2.

11

Tabelul (Table) 2. Valorile standard pentru caracterele studiate

Standard values for fruit caracters

Soiul Variety

Înălţimea fructului

Fruit height (mm)

Diametrul fructului

Fruit diameter

(mm)

Greutatea fructului

Fruit weight

(g)

Diametrul cavităţii

pedunculareØ of

peduncle cavity

Adâncimea cavităţii

pedunculareDepth of peduncle

cavity

Diametrul cavităţii caliciale

Ø of calyx cavity

Adâncimea cavităţii caliciale Depth of

calyx cavity

Idared 55 80 170-200 mijlociu adâncă largă superficială

Golden D. 60 60 100-170 mijlociu adâncă potrivit de largă

potrivit de adâncă

Jonathan 50 60 110-140 îngustă potrivit de adâncă îngustă adâncă

Starkrimson 70 55 130-300 mare superficială foarte largă adâncă

Florina 55 60 170-180 mijlociu potrivit de adâncă

potrivit de largă

potrivit de adâncă

Sursă (Source):BORDEIANU şi colab., 1968; DEZIDERIU şi colab., 1980; IVAN şi colab., 1996;

PLATON, 1998; MITRE, 2002; MITRE, 2007; CIMPOIEŞ şi colab., 2001; Catalog de material săditor pomicol

şi dendrologic, 1987; Pomologia R.P.R., 1963

Rezultatele obţinute în urma efectuării determinărilor biometrice asupra

caracterelor studiate, la cele cinci soiuri luate în studiu, au fost prelucrate statistic prin

analiza varianţei, specifică seriilor de experienţe, modelul variabilităţii trifactoriale. Au

fost redate tabelele varianţei, cu proba F, iar interpretarea rezultatelor s-a făcut prin

testul comparaţiilor multiple (Duncan), doar pentru factorii şi combinaţiile pentru care

F calculat a avut valori semnificative pentru P 5%. Semnificaţia diferenţelor dintre

efectele factorilor experimentali este realizată prin notarea cu litere majuscule, iar a

interacţiunilor dintre factori prin notarea cu litere minuscule.

Pentru calculul heritabilităţii în sens larg s-a folosit formula următoare de

determinare a varianţei totale ( ). 2Ts

lxxans

lxas

ls

as

ss EVxAxLVxLVxAVT

222222 ++++=

Heritabilitatea s-a calculat folosind formula standard:

2

2

T

V

ss

H =

12

1.3.3. Metode nonparametrice de evaluare a stabilităţii performanţelor cultivarelor în funcţie de interacţiunea G x E

Pentru evaluarea stabilităţii performanţelor cultivarelor în medii diferite de

cultură (localităţi, ani) s-a utilizat metoda propusă de Lin şi Binns (1988) care

calculează un indice de superioritate al cultivarelor cu ajutorul formulei:

Pi = nMMXXMXnq

j

jiiji 2/)()(1

2.

2⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+−−+− ∑

=

unde:

Xi = valoarea medie a caracterului la cultivarul i în n locaţii de cultură;

M = media răspunsului maxim în n locaţii de cultură; Mj = răspunsul maxim obţinut la toate cultivarele în locaţia j;

Xij = valoarea caracterului cultivarului i în locaţia j;

.Xi = valoarea medie a caracterului la toate cultivarele în toate locaţiile de cultură;

n = numărul locaţiilor de cultură.

Autorii consideră că prima parte a formulei cuantifică proporţia contribuţiei

genotipului la indicele de stabilitate, în timp ce a doua parte cuantifică proporţia

interacţiuii GxE.

În mod logic, dacă Pi este măsura derivaţiei performanţelor unui cultivar de la

performanţa maximă a cultivarului într-un mediu dat, cultivarul cu cea mai mică

valoare Pi va fi socotit cel mai adaptat variatelor condiţii de cultură în care a decurs

experimentarea.

Ca cel mai valoros cultivar va fi socotit acela care îmbină un Pi suficient de mic

cu o performanţă cât mai mare (aproape de maxim) a caracterului studiat şi cu o

proporţie cât mai mare a genotipului în realizarea valorii totale a Pi.

Formula poate fi scrisă şi în termeni nonparametrici, utilizându-se în locul

datelor de performanţă clasificarea pe ranguri a cultivarelor în funcţie de nivelul

performanţei. În acest caz formula va căpăta următoarea formă:

Pi = nRRRRRRnq

jMjMiX

ijMiX 2/)()(1

2.

2⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+−−+− ∑

=

13

Aplicarea acestei formule are avantajul că reduce amplitudinea variaţiei lui Pi

între limitele rangurilor luate în considerare, s-au foarte apropiate de rangul maxim.

Acelaşi lucru poate fi, însă, realizat şi prin reducerea cu ajutorul împărţirii la un

numitor comun, a valorii totale Pi şi a celor două componente a sale, astfel încât Pi să

se încadreze între 5 şi 10.

2. REZULTATE ŞI DISCUŢII

2.1 REZULTATELE OBŢINUTE ÎN EXPERIENŢELE DE EVIDENŢIERE A VARIABILITĂŢII GENOTIPICE CU AJUTORUL MARKERILOR MOLECULARI

Metoda de izolare a AND-ului folosită în experienţele noastre a dus la obţinerea

unor cantităţi şi calităţi corespunzătoare de AND.

S-au obţinut polimorfisme cu 10 primeri obţinându-se în total 79 de benzi

polimorfice

Datele primare au fost prelucrate, s-au calculat distanţele genetice şi s-a obţinut

o dendrogramă pe baza acestora.

Fig. 1. Dendrograma obţinută la cele cinci soiuri de măr analizate Dendrogram of the five apple cultivars tested

14

De la prima vedere se remarcă faptul că cele cinci cultivare de măr formează

două grupe distincte care, în mod logic reprezintă grupe de înrudire filogenetică (fig.

1). Prima grupă cuprinde două cultivare apropiat înrudite (Starkrimson şi Idared)

ambele aparţinând direct sau indirect grupului Delicious. Al doilea grup cuprinde

celelalte trei cultivare care sunt filogenetic legate una de altul. În mod concret, Golden

Delicious este unul din genitorii lui Florina.

Pe baza datelor de mai sus se poate conchide că analizele RAPD au ilustrat în

mod corect diferenţele genetice dintre cele cinci soiuri de măr studiate scoţând în

evidenţă, în acelaşi timp, relaţiile filogenetice existente între acestea. Se poate admite

că fiecare din cele cinci cultivare reprezintă o entitate genetică distinctă, uşor de

recunoscut şi individualizat la nivel molecular.

Această afirmaţie sugerează că fiecare din cele cinci cultivare testate ar trebui

să prezinte acelaşi model de structură de ADN la nivel molecular indiferent de

pepiniera din care provin pomii analizaţi. Pentru a evidenţia posibilele diferenţe

existente între acelaşi soi, dar care a provenit din localităţi diferite, probele au fost

amplificate concomitent şi ulterior migrate alăturat în acelaşi gel de agaroză. S-au

folosit trei primeri, cele care au generat cele mai multe benzi polimorfice, respectiv

OPX 03, OPA 01 şi OPAB 18, astfel obţinându-se geluri care conţin laolaltă probele

de la acelaşi soi din cele cinci localităţi.

Rezultatele obţinute sunt prezentate sub forma unei dendrograme.

Datele prezentate în dendrograma de mai sus contrazic aceea presupunere că

cele cinci cultivare testate ar trebui să prezinte acelaşi model de structură de ADN la

nivel molecular, indiferent de pepiniera din care provin pomii analizaţi, datorită

înmulţirii vegetative ale acestora.

Aşa cum se poate observa în cadrul fiecărui cultivar a fost scoasă în evidenţă, la

nivel molecular, o variabilitate semnificativă în funcţie de localitatea de provenienţă a

cultivarului respectiv. Soiurile Jonathan şi Starkrimson prezintă un nivel scăzut de

variabilitate în timp ce soiurile Golden Delicious şi Florina arată o variabilitate accentuată.

În experienţele noastre la soiul Florina, în localităţile Reghin şi Seini am constatat un

nivel de apropiere la nivel molecular mai mare faţă de soiul Golden Delicious, decât faţă

de soiul Florina cultivat în localităţile Timişoara, Mihăieşti şi Cluj.

15

Fig. 2. Dendrogramă generată pe baza distanţelor genetice între cultivare în cele cinci

localităţi Dendrogram generated on the basis of genetic distances among cultivars from five locations

16

Această variabilitate în cadrul soiurilor studiate poate fi explicată în mod

satisfăcător doar prin producerea materialului săditor, pornindu-se de la clone diferite

ale soiurilor în diferitele pepiniere.

Este bine de menţionat că aceste rezultate nu corespund cu cele obţinute de

către POP şi colab., (2003) la viţa de vie. Rezultatele obţinute la un studiu al

variabilităţii la nivel molecular la zece soiuri de viţă de vie în cinci staţiuni viticole nu

au arătat diferenţe la nivel molecular în cadrul soiurilor. Aceste rezultate sunt normale

considerând faptul că majoritatea pepinierelor viticole din România îşi procură

materialul săditor din două sau trei plantaţii mamă (Valea Călugărească, Blaj şi

Murfatlar).

La pomii fructiferi, situaţia este altfel, fiecare staţiune experimentală pomicolă

deţine(a) propria plantaţie mamă pentru soiurile la care producea material săditor. Este

evident că aceste plantaţii mamă putea lesne reprezenta clone diferite ale aceluiaşi soi

rezultate din acumularea în timp a unor proporţii însemnate de mutaţii somatice.

2.2 REZULTATELE EXPERIMENTALE PRIVIND VARIABILITATEA FENOTIPICĂ ALE CARACTERELOR FRUCTULUI DETERMINATĂ PRIN METODE STATISTICE PARAMETRICE (ANALIZA VARIANŢEI)

2.2.1. Greutatea fructului

Ca şi la alte specii de pomi fructiferi, şi la măr greutatea fructului este un

element de productivitate şi calitate extrem de important. Caracterul are un

determinism poligenic, de aceea variabilitatea este mare şi foarte mare nu numai între

soiuri ci chiar şi în interiorul aceluiaşi soi (SESTRAŞ, 2004). Nu întâmplător

majoritatea lucrărilor de pomologie (MITRE, 2007; CIMPOIEŞ şi colab., 2001),

atunci când se referă la greutatea fructului dau valori cuprinse între anumite limite, şi

nu valori medii (ex . Jonathan : 110-140 g).

În aceste condiţii, era de aşteptat ca măsurătorile executate de noi pe cele cinci

soiuri, în cinci localităţi diferite şi doi ani de studiu să se concretizeze prin date cu o

variabilitate considerabilă.

Din datele tabelelor bilaterale (tabel 3 şi 4) se poate observa că toţi factorii

experimentali au avut o influenţă semnificativă asupra greutăţii fructului. Fructele cu

17

cea mai mare greutate s-au obţinut la soiul Idared, iar cu cea mai mică greutate la soiul

Golden D., indiferent de anii experimentali.

Tabel (Table) 3. Influenţa soiurilor şi anilor asupra greutăţii fructului (g) la măr

Effect of variety and years on weight of fruit Soiul Anii (years)

Variety 2004 2005 1. Florina 97,2 138,7 2. Golden Delicious 72,4 110,4 3. Idared 122,6 165,2 4. Jonathan 82,5 117,9 5. Starkrimson 112,5 137,0 Media ani Mean of years 97,5M 133,9N

DS 5% pt două medii soi / for two variety mean = 8,2-9,1 Ani / Years = 5,2-5,5 s x a / var x years= 11,6-13,6

Nota: Diferenţa dintre oricare două valori, urmate de cel puţin o literă comună, nu este semnificativă. The difference between any two values followed by at least a common letter, is not significant.

Tabel (Table) 4.

Influenţa variantelor şi localităţilor asupra greutăţii fructului (g) la măr Effect of variety and location on weight of fruit

Localităţi / Location Soi Variety Reghin Cluj Seini Mihăieşti Timişoara Media soi

Florina 118,5 111,5 140,4 114,8 104,6 118,0 B

Golden Delicious 100,2 95,0 95,3 93,9 72,7 91,4 D

Idared 128,1 133,1 135,0 176,6 146,7 143,9 A

Jonathan 98,0 99,1 107,2 105,7 91,1 100,2 C

Starkrimson 122,4 97,4 140,7 144,2 119,3 124,8 B

Media localitate Location mean 113,4N 107,2N 123,7M 127,0M 106,9N

DS 5% pt două medii soi / for two variety mean = 8,2-9,1

Loc. / Location = 8,2-9,1

s x l / var. x loc = 18,4-22,3

Notă: Diferenţa dintre oricare două valori, urmate de cel puţin o literă comună, nu este semnificativă The difference between any two values followed by at least a common letter, is not significant

Greutatea fructului a înregistrat diferenţe asigurate statistic în cei doi ani

experimentali, fructele cu cea mai mare greutate obţinându-se în 2005. Aceasta se

explică prin faptul că condiţiile climatice în anul 2005 au fost net superioare anului

2004. Cu toate că tabelul varianţelor indica o lipsă de variabilitate pentru interacţiunea

18

soi x ani totuşi valorile individuale extreme ating limitele semnificaţiei, greutatea cea

mai mică s-a observat la Golden Delicious în 2004, iar cea mai mare la Idared în 2005.

S-au înregistrat diferenţe asigurate statistic şi între localităţile în care au decurs

experimentele, în localităţile Seini şi Mihăieşti înregistrându-se cele mai mari valori

pentru caracterul studiat. Se poate constata şi influenţa semnificativă a interacţiunii soi

x loc., cele mai mici valori înregistrându-se la Golden în Timişoara, iar cele mai mari

în Seini la soiul Idared.

2.2.2. Diametrul fructului

Diametrul fructului, la măr, este un element de calitate foarte important, care în

afară de influenţe ereditare este puternic condiţionat de factorii de mediu şi de cultură.

După JANICK şi colab. (1996) diametrul minim acceptat este de 65 mm, iar

standardul stabilit de CIMPOIEŞ şi colab. (2001) pentru diametrul fructelor la măr este de

75-85 mm.

Tabelul (Table) 5. Influenţa variantelor şi anilor asupra diametrul fructului (mm) la măr

Effect of variety and years on diameter of fruit Anii (Years) Soiul

Variety 2004 2005 Media soi

Variety mean

1. Florina 62,5 69,4 65,9B

2.Golden Delicious 57,4 63,4 60,4C

3. Idared 68,3 75,7 72,0A

4. Jonathan 64,7 67,2 65,9B

5. Starkrimson 61,7 67,9 64,8B

Media ani Mean of years 62,9M 68,7N

DS 5% pt două medii soi / for two variety mean = 2,5-2,8 Ani /years = 1,6-1,7 s x a /var. x years = 3,5-4,1

Nota: Diferenţa dintre oricare două valori, urmate de cel putin o litera comună, nu este semnificativă The difference between any two values followed by at least a common letter, is not significant

Dacă analizăm influenţa soiurilor şi anilor asupra diametrul fructului se poate

spune că cele cinci genotipuri luate în studiu au prezentat diferenţe semnificative

pentru acest caracter, indiferent de anii experimentali, luaţi în considerare.

Fructele cu cel mai mare diametru au fost găsite la soiul Idared, iar cel mai mic

diametru la Golden Delicious. Se poate observa o comportare nefavorabilă a soiului

19

Golden, neatingând valorile standard pentru acest caracter.

Există diferenţe semnificative şi între anii experimentali, 2005 fiind unul mai

favorabil şi pentru acest caracter.

Pentru influenţa interacţiunii soi x ani valorile extreme ating limitele

semnificaţiei, cel mai mare diametru are soiul Idared în 2005, iar cel mai mic Golden

D în 2004.

Tabelul (Table) 6. Influenţa variantelor şi localităţilor asupra diametrul fructului(mm)

Effect of variety and location on diameter of fruit Localităţi / Location Soi

Variety Reghin Cluj Seini Mihăieşti Timişoara Media soiFlorina 66,4 64,4 70,1 65,5 63,2 65,9B

Golden Delicious 63,5 59,8 61,9 60,9 56,1 60,4C

Idared 74,4 71,0 70,2 78,2 66,0 72,0A

Jonathan 74,1 64,0 64,8 65,1 61,7 65,9B

Starkrimson 62,3 58,3 68,8 71,1 63,5 64,8B

Media localitate Location mean 68,1M 63,5N 67,2M 68,2M 62,1N

DS 5% pt două medii soi / for two variety mean = 2,5-2,8

Loc. / Location = 2,5-2,8

s x l / var. x loc = 5,5-6,7

Notă: Diferenţa dintre oricare două valori, urmate de cel puţin o literă comună, nu este semnificativă The difference between any two values followed by at least a common letter, is not significant

Şi localităţile prin condiţiile pedoclimatice specifice lor influenţează

semnificativ diametrul fructului, în Reghin, Seini şi Mihăieşti înregistrând cele mai

mari valori.

Analizând datele din interiorul tabelului 6 putem observa că şi interacţiunea soi

x loc. A avut efecte semnificative asupra acestui caracter. Datorită numărului mare de

litere ce trebuia utilizat pentru evidenţierea diferenţelor semnificative între diferitele

combnaţii soi x loc. , s-a renunţat le aceasta menţionând că soiul Idared în loc.

Mihăieşti a înregistrat cel mai mare diametru, iar Golden cel mai mic în Timişoara.

2.2.3. Înălţimea fructului

Analizând influenţa factorilor experimentali asupra înălţimii fructului putem

observa o comportare identică cu cele observate la diametrul fructului, un lucru normal

dat fiind strânsa legătură între cele două caractere.

20

Înălţimea şi diametrul merelor sunt caracteristicile care definesc forma

fructului. Aceasta din urmă, se poate exprima pe baza indicelui de formă, conform

formulei: indicele de formă = înălţimea fructului / diametrul fructului (SESTRAŞ,

2004).

Indicele de formă, are la toate soiurile, valori subunitare, diferite de la un soi la

altul. Aceşti indice condiţionează eficienţa metodelor de ambalare, calibrare şi de

curăţare, practicate astăzi în procesul valorificării fructelor de măr şi orientează

fermierul în alegerea celor mai indicate dintre ele pentru soiurile din ferma respectivă

(PRODAN şi colab., 1978).

Valorile indicelui de formă, calculate pe baza datelor din experienţele noastre,

sunt foarte apropiate de cele obţinute de alţi cercetători (PRODAN şi colab., 1978;

SESTRAŞ şi colab., 2006).

Diametrul şi adâncimea cavităţilor pedunculară şi calicială sunt caractere

puternic influenţate de condiţiile de mediu dar în profida unor indici de heritabilitate

scăzuţi (H < 0,5) forma caracteristică soiurilor pentru aceste caractere pare a se

menţine relativ constantă în cadrul fiecărui genotip.

2.3. REZULTATELE OBŢINUTE PRIN METODE NONPARAMETRICE DE EVALUARE A STABILITĂŢII PERFORMANŢELOR CULTIVARELOR ÎN FUNCŢIE DE INTERACŢIUNEA G x E

Experienţele executate de noi, ca bază de lucru pentru elaborarea tezei, au

cuprins în mod inerent o doză mare de influenţă a interacţiunii G x E asupra

performanţelor cultivarelor studiate. Acest lucru era de aşteptat dacă se ia în

considerare faptul că experimentarea s-a executat în cinci localităţi diferite şi doi ani

diferiţi de experimentare. Dacă acceptăm că, în linii foarte generale tehnologiile de

cultură aplicate celor cinci cultivare de măr sunt suficient de asemănătoare pentru a nu

fi considerate factori de variabilitate, atunci este clar că indicele de superioritate

propus de Lin şi Binns (1988) măsoară aproape în exclusivitate gradul de

adaptabilitate al cultivarelor la variaţiile mediului dat.

2.3.1. Producţia de fructe

Pe baza datelor obţinute în urma măsurătorilor şi observaţiilor au fost calculaţi

indicii de superioritate pentru producţia de fructe cu ajutorul formulei menţionate în

21

capitolul „Materiale şi metodă”, valoarea totală a Pi fiind defalcată în două

componente şi anume: efectul genotipului şi efectul interacţiunii genotip x mediu.

Rezultatele obţinute sunt prezentate în tabelul 7.

Deoarece Pi este definit ca devierea fiecărui cultivar faţă de genotipul cu

performanţele maxime în cadrul fiecărui mediu de cultură, genotipurile superioare vor

fi cu cele mai mici valori Pi. Datorită faptului că valoare Pi este distribuită pentru

efecte genotipice şi pentru efecte de interacţiune, se poate merge mai departe cu

aprecierea superiorităţii unui cultivar, considerând că el va trebui să aibă cele mai

ridicate performanţe ale caracterului studiat, valori foarte scăzute ale lui Pi şi o

contribuţie cât mai mare a efectelor genetice în valoarea Pi.

Tabelul (Table) 7 Valorile Pi calculate la cele cinci cultivare de măr în cinci localităţi în anii 2004 şi 2005,

pentru producţia de fructe Pi values for fruit yield of five apple cultivars across five environments in 2004 and 2005

2004 2005

Soiul Variety

Producţia medie

Fruit yield (t/ha)

Pi/10

Efect genotip Genetic effect

Efect G x E

Effect of G x E

Producţia medie

Fruit yield (t/ha)

Pi/10

Efect genotipGenetic effect

Efect G x E

Effect of G x E

Florina 10.6 2.22 1.66 0.56 18.2 4.50 3.31 1.18 Golden D. 11.0 1.92 1.42 0.50 14.4 7.84 7.12 0.72 Idared 10.0 3.30 2.00 1.30 19.1 3.05 2.63 0.42 Jonathan 12.4 2.63 0.76 1.87 22.8 2.22 0.64 1.58 Starkrimson 14.1 1.16 0.24 0.91 26.3 2.76 0.00 2.76

Pe baza acestor raţionamente este evident, din datele tabelului 7 că soiul

Starkrimson în anul 2004 şi soiul Jonathan în anul 2005 au prezentat cei mai scăzuţi

indici de superioritate (11.6 şi 22.2). La aceste soiuri deşi indicele de superioritate este

bun efectul genotipic este scăzut, mai ales la soiul Starkrimson, şi din acest punct de

vedere, probabil că şi în anul 2004 se poate socoti ca cel mai adaptat condiţiilor variate

de cultură ale celor cinci localităţi este tot soiul Jonathan.

Figurile 3 şi 4 ilustrează modul în care soiurile testate se încadrează în grila de

selecţie construită pe baza indicelui de superioritate Pi şi a performanţelor cultivarelor

în cea ce priveşte producţia de fructe.

22

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0Productia de fructe (t/ha)Fruit yield (t/ha) 2004

Indi

ce d

e su

perio

rit S

uper

iorit

y in

dex

P

Jonathan

Florina

Starkrimson

Idared

Golden D.

Fig. 3 Gruparea soiurilor luate în studiu pe baza producţiei de fructe şi a indicelui de superioritate, în anul 2004 pentru cinci genotipuri de măr în cinci localităţi

Plots of Pi vs. mean fruit yield (t/ha) for five apple genotypes across five environments in 2004

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0Productia de fructe (t/ha) Fruit yield (t/ha) 2005

Indi

ce d

e su

perio

ritat

Supe

riorit

y in

dex

Pi

JonathanStarkrimson

Florina

Idared

Golden D.

Fig. 4 Gruparea soiurilor luate în studiu pe baza producţiei de fructe şi a indicelui de

superioritate, în anul 2005 pentru cinci genotipuri de măr în cinci localităţi Plots of Pi vs. mean fruit yield (t/ha) for five apple genotypes across five environments in

2005

23

Media generală a producţiilor şi media efectului interacţiunii genotip x mediu

din Pi împart figurile în patru secţiuni: secţiunea 1 pentru genotipurile cu producţie

mare şi valori mici ai indicelui de superioritate, secţiunea 2 conţine genotipurile cu

producţie mare dar şi valori Pi ridicate, secţiunea 3 cuprinde genotipurile cu producţii

mici şi valori Pi ridicate, iar secţiunea 4 se referă la genotipurile cu producţie mică

împreună cu valori Pi scăzute. Genotipurile aflate în secţiunea 1 sunt considerate cele

mai propice atât pentru ameliorare cât şi pentru scopuri comerciale.

Se poate uşor observa (fig. 3 şi 4) că nici un cultivar nu se află în secţiunea 1,

cea ce înseamnă că nici unul dintre soiurile cu producţie ridicată, nu arată o stabilitate

satisfăcătoare în condiţiile diferite de cultură. Totuşi, soiurile Starkrimson şi Jonathan

ocupă o poziţie favorabilă în toţi anii de studiu. Soiul Starkrimson a înregistrat cele

mai ridicate producţii în ambii ani de experimentare, dar soiul Jonathan cu toate că are

un nivel al producţiei mai mic decât soiul Starkrimson (12.4 faţă de 14.1 în anul 2004,

respectiv 22.8 faţă de 26.3 în 2005), prezintă o valoare de Pi mai scăzut în anul 2005,

cu o mare proporţie a efectului genotipului în realizarea acesteia.

Rezultate similare au fost obţinute şi cu o altă metodă nonparametrică de

evaluare a stabilităţii, cu cea propusă de Nassar şi Hühn (1987), de către Lukacs şi

colab., 2007.

Pe baza acestor rezultate putem afirma că, la măr, este greu de găsit soiuri

foarte productive cu un grad de stabilitate ridicat. De aceea, recomandarea unor soiuri

pentru scopuri comerciale sau ca şi genitori se poate face pe baza unor astfel de studii.

2.3.2. Greutatea fructului

Tabelul (Table) 8 Greutatea fructului (g) la cinci cultivare de măr în cinci localităţi în anii 2004 şi 2005

Fruit weight (g) in five apple cultivars evaluated in five environments

2004 2005

Soiul Variety

Greutatea fructului

Fruit weight

(g)

Pi/100

Efect genotip Genetic effect

Efect G x E

Effect of G x E

Greutatea fructului

Fruit weight

(g)

Pi/100

Efect genotip Genetic effect

Efect G x E

Effect of G x E

Florina 97,3 11,65 5,95 5,71 138,7 5,81 3,50 2,31 Golden D. 72,5 21,48 17,55 3,93 110,4 16,18 15,00 1,18 Idared 122,6 5,43 0,42 5,01 165,2 4,23 0,00 4,23 Jonathan 82,5 19,13 12,11 7,03 117,9 24,45 11,18 13,27 Starkrimson 112,5 3,81 1,84 1,96 137,0 7,57 3,96 3,61

24

Din datele tabelului 8 se poate observa că în anul 2004 cele mai mici valori ale

indicelui de stabilitate au prezentat soiurile Starkrimson şi Idared, iar în anul 2005

soiurile Idared şi Florina. Aceste rezultate sunt mai clar ilustrate în figurile 5 şi 6.

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 110.0 120.0 130.0Greutatea fructului (g)Fruit weight (g) 2004

Indi

ce d

e su

perio

rit S

uper

iorit

y in

dex

P

Jonathan

Florina

Starkrimson

Idared

Golden D.

Fig. 5 Gruparea soiurilor luate în studiu pe baza greutăţii fructului şi a indicelui de

superioritate, în anul 2004 pentru cinci genotipuri de măr în cinci localităţi Plots of Pi vs. mean fruit weight (g) for five apple genotypes across five environments in 2004

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

24.0

100.0 110.0 120.0 130.0 140.0 150.0 160.0 170.0Greutatea fructului (g) Fruit weight (g) 2005

Indi

ce d

e su

perio

ritat

Supe

riorit

y in

dex

Pi

Jonathan

Starkrimson

Florina

Idared

Golden D.

Fig. 6 Gruparea soiurilor luate în studiu pe baza greutăţii fructului şi a indicelui de

superioritate, în anul 2005 pentru cinci genotipuri de măr în cinci localităţi Plots of Pi vs. mean fruit weight (g) for five apple genotypes across five environments in 2005

25

Din analiza figurilor 5 şi 6 reiese că soiurile Starkrimson, Idared şi Florina

prezintă valori ale indicelui de superioritate scăzute, cea ce nominalizează aceste soiuri

pentru fermieri, ca şi varietăţi care produc constant fructe cu greutate mare în condiţii

diferite ale mediului de cultură. Soiurile Starkrimson şi Idared, în ambii ani de

experimentare, se regăsesc în interiorul caroului 1 sau sunt poziţionate aproape de

aceasta, dar numai la soiul Starkrimson efectele genotipului au o contribuţie majoră în

realizarea indicelui de superioritate, cea ce-l poziţionează ca şi un performer constant

în cea ce priveşte greutatea fructului în condiţii variate ale mediului de cultură.

2.3.3. Diametrul fructului

Diametrul fructului, împreună cu greutatea fructului, exprimă mărimea acestuia

şi dau valoarea comercială fructului. Cu ajutorul modelului de calcul, propus de Lin şi

Binns (1988) pentru evidenţiere superiorităţii soiurilor în condiţii variate de mediu, pe

baza datelor obţinute după măsurătorile executate pentru acest caracter, s-au calculat

indicii de superioritate pentru fiecare soi în ambii ani de experimentare şi care sunt

prezentaţi în tabelul următor (tabelul 9).

Tabelul (Table) 9. Valorile Pi calculate la cele cinci cultivare de măr, în cinci localităţi în anii 2004 şi 2005,

pentru diametrul fructelor Pi values for fruit diameter of five apple cultivars across five environments in 2004 and 2005

2004 2005

Soiul Variety

Diametrul fructului Diameter of fruit (mm)

Pi/10

Efect genotip Genetic effect

Efect G x E

Effect of G x E

Diametrul fructului Diameter of fruit (mm)

Pi/10

Efect genotip Genetic effect

Efect G x E

Effect of G x E

Florina 62,5 12,26 4,01 8,25 69,4 2,76 1,95 0,81 Golden D. 57,4 11,60 9,79 1,80 63,4 7,80 7,45 0,34 Idared 68,3 5,85 0,50 5,35 75,7 1,65 0,00 1,65 Jonathan 64,7 6,69 2,27 4,41 67,2 6,48 3,60 2,88 Starkrimson 61,7 12,62 4,70 7,92 67,9 4,37 3,03 1,34 Se poate observa că soiul Idared a prezentat cei mai scăzuţi indici de

superioritate în ambii ani de experimentare (5.85 în 2004 şi 1.65 în 2005), dar trebuie

accentuat faptul că contribuţia genotipului în realizarea valorii totale a indicelui de

superioritate este scăzută. O mai bună prezentare a comportării soiurilor pentru acest

caracter se poate observa în figurile următoare (Fig. 7 şi 8).

26

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

11.0

12.0

13.0

14.0

15.0

55.0 57.0 59.0 61.0 63.0 65.0 67.0 69.0

Diametrul fructului (mm) Fruit diameter (mm) 2004

Indi

cele

de

supe

riorit

Sup

erio

rity

inde

x P

Golden D.

Jonathan

Starkrimson Florina

Idared

Fig. 7 Gruparea soiurilor luate în studiu pe baza diametrului fructului şi a indicelui de

superioritate, în anul 2004 pentru cinci genotipuri de măr în cinci localităţi Plots of Pi vs. mean fruit diameter (mm) for five apple genotypes across five environments in

2004

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

62.0 64.0 66.0 68.0 70.0 72.0 74.0 76.0 78.0Diametrul fructului (mm)

Fruit diameter (mm) 2005

Indi

ce d

e su

perio

rit S

uper

iorit

y in

dex

P Jonathan

Golden D.

Florina

Starkrimson

Idared

Fig. 8 Gruparea soiurilor luate în studiu pe baza diametrului fructului şi a indicelui de

superioritate, în anul 2005 pentru cinci genotipuri de măr în cinci localităţi Plots of Pi vs. mean fruit diameter (mm) for five apple genotypes across five environments in

2005

27

Din analiza figurilor 7 şi 8 reiese că nici un soi nu se regăseşte în caroul 1 cea

ce indică o influenţă puternică a interacţiunii genotip x mediu asupra acestui caracter.

Soiul Idared, atât în anul 2004 cât şi în 2005, prezintă fructele cu cel mai mare

diametru alături de un scăzut indice de superioritate, cea ce îl recomandă, totuşi, ca

posibil genitori pentru o bună adaptabilitate la condiţiile variate de cultură. Această

recomandare trebuie făcută, însă, cu o anumită rezervă dată fiind contribuţia scăzută a

genotipului la realizarea valorii totale a Pi

Trebuie evidenţiat şi comportarea soiului Jonathan, care cu toate că nu a avut

cele mai mari valori pentru acest caracter (caracteristică de soi) a prezentat valori mici

pentru indicii de superioritate (mai ales în 2004) cu proporţii mari şi foarte mari ale

efectelor genotipice în realizarea acestor indice.

Dacă urmărim evoluţia soiului Jonathan în experienţa noastră, producţie de

fructe satisfăcătoare slab influenţat de condiţiile de cultură, împreună cu un diametru

ale fructului care satisface cerinţele de piaţă, putem concluziona că acest soi cu toate

că este un soi vechi, sensibil la anumite boli totuşi merită menţinut în cultură.

2.3.4. Înălţimea fructului

Tabelul (Table) 10. Valorile Pi calculate la cele cinci cultivare de măr, în cinci localităţi în anii 2004 şi 2005,

pentru înălţimea fructelor Pi values for fruit height of five apple cultivars across five environments in 2004 and 2005

2004 2005

Soiul Variety

Înălţimea fructului

Fruit height (mm)

Pi/10

Efect genotip Genetic effect

Efect G x E

Effect of G x E

Înălţimea fructului

Fruit height (mm)

Pi/10

Efect genotip Genetic effect

Efect G x E

Effect of G x E

Florina 55.3 3.10 1.02 2.08 59.9 0.54 0.30 0.24 Golden D. 49.3 6.35 5.58 0.77 57.3 1.97 1.27 0.70 Idared 57.9 0.58 0.20 0.38 61.5 0.48 0.04 0.44 Jonathan 51.4 4.39 3.57 0.82 56.5 3.30 1.70 1.60 Starkrimson 54.7 2.67 1.31 1.36 61.2 1.32 0.07 1.26

Se poate observa că în cei doi ani de experimentare soiul Idared prezintă cei

mai scăzuţi indici de stabilitate, urmat de soiurile Starkrimson în 2004 şi Florina în

2005. În figurile 9 şi 10 diferenţele existente, între soiurile studiate, pentru acest

caracter sunt şi mai clar prezentate.

28

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

48.0 50.0 52.0 54.0 56.0 58.0 60.0

Inaltimea fructului (mm) Fruit height (mm) 2004

Indi

cele

de

supe

riori

Supe

riorit

y in

dex

P

Golden D.

Jonathan

Starkrimson

Florina

Idared

Fig. 9 Gruparea soiurilor luate în studiu pe baza înălţimii fructului şi a indicelui de

superioritate, în anul 2004 pentru cinci genotipuri de măr în cinci localităţi Plots of Pi vs. mean fruit height (mm) for five apple genotypes across five environments in

2004

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

56.0 57.0 58.0 59.0 60.0 61.0 62.0Inaltimea fructului (mm) Fruit height (mm) 2005

Indi

ce d

e su

perio

rit S

uper

iorit

y in

dex

P

Jonathan

Golden D.

Florina

Starkrimson

Idared

Fig. 10 Gruparea soiurilor luate în studiu pe baza înălţimii fructului şi a indicelui de

superioritate, în anul 2005 pentru cinci genotipuri de măr în cinci localităţi Plots of Pi vs. mean fruit height (mm) for five apple genotypes across five environments in

2005

29

După cum se poate observa, în toţi anii de experimentare, soiul Idared îşi menţine

poziţia în caroul 1, unde prezintă valori scăzute de Pi împreună cu valori ridicate

pentru caracterul studiat, cea ce îl recomandă ca un genitor redutabil pentru acest

caracter al fructului. Din datele tabelului 10 observăm că în realizarea acestor valori Pi

pentru Idared efectul genotipului are o contribuţie semnificativă, cel puţin pentru 2004,

cea ce înseamnă că înălţimea fructului la Idared este mai puţin influenţată de diferitele

condiţii de cultură.

Trebuie evidenţiat şi comportarea soiului Florina, care în anul 2005 se află în

caroul 1, cu o contribuţie ridicată a genotipului în realizarea indicelui de stabilitate, iar

în anul 2004 se apropie de o comportare asemănătoare. Din aceste discuţii putem

concluziona că soiurile Idared şi Florina se adaptează diferitelor condiţii de cultură şi

vor aduce ani de ani fructe cu valori ridicate pentru acest caracter.

Diametrul şi adâncimea cavităţii pedunculare sunt caractere cu o stabilitate mijlocie

la Starkrimson, Idared şi Florina şi mult mai instabile la Golden Delicious şi Jonathan.

Din fericire aceste caracteristici influenţează doar indirect şi cu mai mică măsură

calitatea fructului, la măr.

Diametrul şi adâncimea cavităţii caliciale au prezentat o stabilitate mică la Florina

şi Jonathan şi foarte mică la Starkrimson. În schimb soiurile Golden Delicious şi

Idared sau dovedit cele mai stabile ca manifestare fenotipică a acestui caracter în cele

cinci localităţi şi doi ani de experimentare.

3. CONCLUZII ŞI RECOMANDĂRI

3.1.CONCLUZII PRIVIND EVIDENŢIEREA VARIABILITĂŢII GENOTIPICE A SOIURILOR DE MĂR CU AJUTORUL MARKERILOR MOLECULARI

3.1.1. Distanţele genetice calculate pe baza polimorfismului benzilor migrate în gelul

de agaroză au confirmat genealogiile cunoscute ale soiurilor de măr studiate.

Astfel, cea mai mică distanţă genetică a fost găsită între soiurile Florina şi

Golden Delicious, iar cea mai mare între Idared şi Florina.

30

3.1.2. Dendrograma întocmită pe baza acestor distanţe genetice confirmă apropierea /

asemănarea, la nivel molecular, a ADN-ului soiurilor Golden Delicious şi Florina

şi lipsa de similitudine / apropiere în cazul soiurilor Idared şi Florina.

3.1.3. Se poate conchide că analizele RAPD au ilustrat în mod corect diferenţele

genetice dintre cele cinci soiuri de măr studiate, ceea ce ne permite să afirmăm că

acest tip de analiză moleculară poate fi folosit pentru amprentarea genetică a

materialului săditor, la măr, confirmând / infirmând puritatea de soi a acestuia.

3.1.4. Analiza RAPD a pus în evidenţă la nivel molecular, contrar aşteptărilor, o

variabilitate genetică semnificativă, în funcţie de localitatea de provenienţă a

cultivarului respectiv. Astfel, în localităţile Reghin şi Seini, conform

dendrogramei, soiul Florina apare mai apropiat de Golden Delicious, decât de

Florina provenit din Timişoara, Mihăieşti şi Cluj.

3.1.5. O astfel de variabilitate, în cadrul soiurilor studiate, poate fi explicată în mod

satisfăcător doar prin producerea materialului săditor pomicol pornind de la clone

diferite ale aceluiaşi soi în fiecare din pepinierele producătoare.

3.1.6. Rezultatele obţinute pledează pentru necesitatea testării autenticităţii

materialului săditor, la măr, cu ajutorul markerilor moleculari RAPD prin

compararea structurii genetice a materialului săditor cu o structură standard a

soiului respectiv.

3.2. CONCLUZII PRIVIND EVIDENŢIEREA VARIABILITĂŢII FENOTIPICE A CARACTERELOR FRUCTULUI CU AJUTORUL METODELOR STATISTICE PARAMETRICE

3.2.1. La soiurile de măr studiate, greutatea fructului este un caracter puternic

determinat de baza ereditară a genotipurilor luate în considerare dar, în acelaşi

timp, există şi o evidentă influenţă a condiţiilor de mediu asupra expresiei

fenotipice a acestui caracter. Coeficientul de heritabilitate (H = 0,68) ilustrează

exact cele de mai sus.

3.2.2. Diametrul fructului s-a dovedit a fi, la măr, un caracter determinat de baza

ereditară şi foarte puternic influenţat de condiţiile mediului de cultură, în special

de diferenţele dintre localităţile de experimentare. Heritabilitatea în sens larg a

31

caracterului (H = 0,46) indică şi ea un aport mai redus a genotipului în realizarea

fenotipului acestui caracter.

3.2.3. Înălţimea fructului pare chiar mai puţin sub influenţa genotipului decât

diametrul fructului, fapt pus în evidenţă de cea mai scăzută valoare a

coeficientului de heritabilitate în sens larg (H = 0,40).

3.2.4. Indicele de formă, calculat pe baza datelor experimentale, a avut la toate

soiurile, valori subunitare foarte apropiate de cele obţinute de către alţi

cercetători români în zone total diferite de cele din Transilvania.

3.2.3. Diametrul şi adâncimea cavităţilor pedunculară şi calicială sunt caractere

puternic influenţate de condiţiile de mediu dar în profida unor indici de

heritabilitate scăzuţi (H < 0,5) forma caracteristică soiurilor pentru aceste

caractere pare a se menţine relativ constantă în cadrul fiecărui genotip.

3.3. CONCLUZII PRIVIND EVIDENŢIEREA, PRIN METODE NONPARAMETRICE, A STABILITĂŢII PERFORMANŢELOR CULTIVARELOR TESTATE, ÎN FUNCŢIE DE INTERACŢIUNEA G ×E

3.3.1. În mod sigur, aşa cum au dovedit-o şi datele noastre experimentale, stabilitatea

performanţelor cultivarelor de măr este condiţionată de măsura în care caracterele

studiate se află, mai mult sau mai puţin, sub influenţa interacţiunii dintre genotip

şi mediul de cultură.

3.3.2. În privinţa producţiei de fructe la unitatea de suprafaţă, nici unul din cultivarele

cu producţii mari, în cei doi ani nu au înregistrat indici de superioritate (Pi) mici

(stabilitate mare). În ambii ani, soiurile Jonathan şi Starkrimson au ocupat o

poziţie bună, având producţiile cele mai mari şi o stabilitate mijlocie a nivelului

producţiilor.

3.3.3. Soiul Starkrimson a dovedit cea mai mare stabilitate a greutăţii fructului în

2004 şi o stabilitate mijlocie în 2005 când soiul Idared a fost cel mai stabil în

expresia fenotipică a acestui caracter.

3.3.4. Diametrul fructului a fost caracterul ce a manifestat doar o stabilitate mijlocie la

soiurile Florina, Idared şi Jonathan. Dintre aceste trei soiuri, doar Jonathan se

32

caracterizează şi printr-o producţie ridicată (în 2005) şi o stabilitate mijlocie a

acesteia în cele cinci localităţi.

3.3.5. În privinţa înălţimii fructului, două soiuri (Florina şi Idared) au prezentat o

stabilitate foarte mare în cele cinci localităţi de testare. Din păcate ambele s-au

caracterizat prin producţii mici şi total lipsite de stabilitate. Dimpotrivă, soiul

Starkrimson se evidenţiază pozitiv şi de această dată, cu o stabilitate mijlocie a

înălţimii fructelor pe fondul celei mai ridicate producţii / ha caracterizată şi ea ca

mediu stabilă.

3.3.6. Datele obţinute ne permite să afirmăm că, în profida unor valori mici ale

heritabilităţii, indicele de formă a fructelor se transmite cu o stabilitate

acceptabilă la cele mai multe din soiurile testate ceea ce sugerează că diametrul şi

înălţimea fructelor sunt determinate genetic, la măr, în principal prin efecte de

aditivitate şi de dominanţă ale poligenelor ce guvernează ereditatea caracterelor

respective.

3.3.7. Diametrul şi adâncimea cavităţii pedunculare sunt caractere cu o stabilitate

mijlocie la Starkrimson, Idared şi Florina şi mult mai instabile la Golden

Delicious şi Jonathan. Din fericire aceste caracteristici influenţează doar indirect

şi cu mai mică măsură calitatea fructului, la măr.

3.3.8. Diametrul şi adâncimea cavităţii caliciale au prezentat o stabilitate mică la

Florina şi Jonathan şi foarte mică la Starkrimson. În schimb soiurile Golden

Delicious şi Idared sau dovedit cele mai stabile ca manifestare fenotipică a

acestui caracter în cele cinci localităţi şi doi ani de experimentare.

3.4. RECOMANDĂRI

3.4.1. Pe baza rezultatelor obţinute şi prezentate în teză recomandăm testarea prin

analize RAPD a autenticităţii (purităţii de soi) a materialului săditor de măr

produs de diferitele pepiniere din ţară deoarece s-a dovedit că plantaţiile mamă

ale pepinierelor respective sunt reprezentate de clone ale aceluiaşi soi extrem de

diferite între ele la nivel molecular.

3.4.2. Se recomandă excluderea de la certificare a materialului săditor provenit din

clone ale soiului care, la nivel molecular, se abat puternic de la tipul de bază

33

(standard) al soiului. O astfel de măsură ar crea premise de manifestare mult mai

plenară a tuturor caracteristicilor valoroase ale soiurilor înmulţite.

3.4.3. Considerăm că unele din soiurile vechi de măr existente în plantaţiile din

Transilvania (Starkrimson, Jonathan) merită menţinute în cultură, ele prezentând

o bună capacitate de producţie, o stabilitate mijlocie a acesteia şi o calitate

comercială şi gustativă a fructelor mult apreciate atât de producători cât şi de

consumatori.

3.4.4. Sugerăm testarea stabilităţii producţiei de fructe şi a calităţii acesteia şi pentru

noile soiuri de măr create în ţară sau importate, pentru ca acestea să fie

recomandate producătorilor din arealele care, prin condiţiile pedoclimatice

specifice, asigură pentru anumite soiuri realizarea unor producţii mari, de calitate

şi stabile.

34