ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ. 10η ΙΑΛΕΞΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΓΙΑ ΕΙ Η ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΜΕΝΑ

Transcript

1 ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ 10η ΙΑΛΕΞΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΓΙΑ ΕΙ Η ΑΓΕΝΩΣ ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΜΕΝΑ

2 Πολλά καλλιεργούµενα φυτά αναπαράγονται αγενώς: πατάτα, φράουλα, σακχαροκάλαµο, αµπέλι και οι δενδρώδεις καλλιέργειες Οι λόγοι: 1. Παράγουν σπόρους δύσκολα ή κάτω από ειδικές συνθήκες 2. Χρειάζονται µεγάλη χρονική διάρκεια για να µπουν σε καρποφορία όταν αναπαράγονται µε σπόρο Τα είδη αυτά είναι έντονα ετεροζύγωτα γιατί: εν υπόκεινται στη διαδικασία της αυτογονιµοποίησης Οι σωµατικές µεταλλαγές διατηρούνται µε την αγενή αναπαραγωγή δηµιουργώντας πρόσθετες διαφορές µέσαστηνίδιαποικιλία

3 Γενετική Βάση Αγενώς Αναπαραγόµενων Ειδών Αγενής Αναπαραγωγή: µε χρήσηδιαφόρων τµηµάτων του φυτού (κόνδυλοι, ριζώµατα, εµβόλια, µοσχεύµατα, στόλωνες, φύλλα) που δίνουν γενετικά πανοµοιότυπα φυτά (κλώνους) ΚΛΩΝΟΣ: σύνολο φυτών που έχουν την ίδια ακριβώς γενετική σύσταση και κατάγονται από το ίδιο αρχικό φυτό. Έχουν δηλαδή τον ίδιο γονότυπο και χαρακτηριστικά Σωµακλωνική παραλλακτικότητα Κλωνική επιλογή Υβριδισµός

4 Κλωνική Επιλογή Όλες οι παλιές ποικιλίες πολυετών οπωροφόρων δένδρων (µηλιές, αχλαδιές, κερασιές, ροδακινιές) περιλαµβάνουν κλώνους που προέρχονται από σωµατικές µεταλλαγές οι οποίες διατηρήθηκαν µε τον αγενή πολλαπλασιασµό (κοντούλες, φιρίκια, πετροκέρασα, ιαµαντοπούλου) Προσφέρει περιορισµένη δυνατότητα βελτίωσης µια και αποµονώνεικαιδιαδίδεικλώνουςπου ήδη υπάρχουν χωρίς γενετικό ανασυνδυασµό ο οποίος θα δηµιουργούσε νέους γονότυπους Η επιλογή περιορίζεται από την παραλλακτικότητα που έχει παρουσιαστεί σε µία ποικιλία από τις φυσικές µεταλλαγές

5 Υβριδισµός Ο γενετικός ανασυνδυασµός των χαρακτηριστικών επιτυγχάνεται µέσω της εγγενούς αναπαραγωγής Σε είδη που η αναπαραγωγή είναι αγενής πρέπει να µεσολαβήσει και εγγενής προκειµένου να δηµιουργηθεί γενετική παραλλακτικότητα Επιλέγονται κλώνοι µε τους επιθυµητούς χαρακτήρες από ένα είδος και διασταυρώνονται µεταξύ τους. Στα F 1 φυτά παρουσιάζεται διάσχιση, γιατί οι γονείς τους ήταν ετεροζύγωτοι, και γίνεται επιλογή Κάθε επιλεγµένο F 1 φυτό αναπαράγεται αγενώς και αποτελεί ένα διαφορετικό κλώνο Πλεονέκτηµα: δεν χρειάζονται διαδοχικές γενιές αυτογονιµοποιήσεων για σταθεροποίηση γιατί ακριβώς η αναπαραγωγή γίνεται αγενώς

6 ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ 10η ΙΑΛΕΞΗ ΣΥΛΛΟΓΗ ΚΑΙ ΙΑΤΗΡΗΣΗ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ

7 Αναγκαιότητα Συλλογής και ιατήρησης Η σηµασία της γενετικής παραλλακτικότητας στην πρόοδο ενός προγράµµατος Βελτίωσης και οι τρόποι δηµιουργίας της (ανασυνδυασµός, πολυπλοειδία, µεταλλαγές) Η Γενετική Βελτίωση επιταχύνει την εξελικτική διαδικασία και την κατευθύνει προς συγκεκριµένους στόχους Ησυµβατική Γεωργία µειώνει τη βιοποικιλότητα, τόσο στα αγροτικά οικοσυστήµατα όσο και ευρύτερα Η εξαφάνιση φυτικών πληθυσµών εξελιγµένων µε τη φυσική επιλογή ή και µε ήπια εµπειρική επιλογή θα έχει σοβαρότατες συνέπειες

8 Αναγκαιότητα Συλλογής και ιατήρησης Τα καλλιεργούµενα φυτά διαφέρουν σηµαντικά από τα άγρια του ίδιου είδους: 1. Λιγότερο έρποντα 2. Πιο εύρωστα (µεγαλύτερα όργανα) 3. Μειωµένη συγκέντρωση ενδογενών τοξικών ή πικρών ουσιών 4. Έχουν χάσει κάποια από τα φυσικά χαρακτηριστικά διάδοσης των σπόρων 5. Έχουν χάσει το λήθαργο του σπόρου Το αποτέλεσµα τηςµακρόχρονης τοπικής επιλογής από τους αγρότες ήταν οι παραδοσιακές ποικιλίες (land races), µε πολύ καλή προσαρµοστικότητα (ίσως και απόδοση)

9 Αναγκαιότητα Συλλογής και ιατήρησης Οι σύγχρονες ποικιλίες έχουν προγόνους τις παραδοσιακές τις οποίες και αντικατέστησαν Μετά το 1950 χρησιµοποιούνται όλο και λιγότερες ποικιλίες και περισσότερο οµοιόµορφες γενετικά, όχι µόνο λόγω της µονοκαλλιέργειας αλλά και λόγω του περιορισµένου γενετικού υλικού που χρησιµοποιούν οι λίγες µεγάλες εταιρείες σποροπαραγωγής Ο περιορισµός της γενετικής βάσης των ποικιλιών µιας καλλιέργειας µπορεί να έχει καταστρεπτικές συνέπειες (άµεσες απώλεια παραγωγής και έµµεσες απώλεια γονιδίων)

10 Αναγκαιότητα Συλλογής και ιατήρησης Γενετική διάβρωση: η απώλεια γενετικού υλικού από τις επεµβάσεις του ανθρώπου που έχουν σαν αποτέλεσµα την µείωση της διαθέσιµης παραλλακτικότητας και τον περιορισµό της γενετικής βάσης του είδους Γενετική ποικιλοµορφία υπάρχει και στους άγριους συγγενείς των καλλιεργούµενων φυτών για χαρακτηριστικά πολύτιµα για την γεωργία (πχ ανθεκτικότητα) Η µε γρήγορους ρυθµούς εξαφάνιση άγριων συγγενών και παραδοσιακών ποικιλιών από τον άνθρωπο συντέλεσε στη συνειδητοποίηση της αναγκαιότητας συλλογής και διατήρησης

11 ιεθνές ίκτυο ιατήρησης του Γενετικού Υλικού Η πρώτη µεγάλη συλλογή φυτικού γενετικού υλικού έγινε οργανώθηκε από το Ρώσο γενετιστή Vavilov (δεκαετία του 40, δείγµατα) ΗΠΑ: 4 περιφερειακές τράπεζες γενετικού υλικού Ελλάδα: δεκαετία του 80 στη Θεσσαλονίκη ΟΗΕ: 1974, ιεθνές Συµβούλιο Φυτικού Γενετικού Υλικού (IPBGR) που υπάγεται στον FAO. Ρόλος του: η παρακολούθηση της διεθνούς κατάστασης του γενετικού υλικού και η προαγωγή και ο συντονισµός των προσπαθειών συλλογής και διατήρησής του

12 ιατήρηση και Αποθήκευση ύο τρόποι in situ (στοφυσικότουςπεριβάλλον σε βιότοπους, εθνικά πάρκα και εθνικούς δρυµούς) και ex situ σε τράπεζες σπόρων (είδη που αναπαράγονται αγενώς διατηρούνται σε φυτείες ή κήπους ή σε ιστοκαλλιέργεια) Σηµαντική παράµετρος το κόστος Συνθήκες διατήρησης σπόρων: Τ < 10 o C και RH < 30% Τ < -18 o C, RH < 5% και υπό κενό αέρος Οι τράπεζες διατηρούν δύο ξεχωριστές συλλογές: τη βασική (για µακρόχρονη διατήρηση) και την εργασίας (αποστολές δειγµάτων, ανάπτυξη φυτών για αξιολόγηση)

13 ιατήρηση και Αποθήκευση Η εξασφάλιση της διατήρησης των δειγµάτων γίνεται µε δοκιµές της βλαστικότητας των σπόρων κάθε 5 µε 10 χρόνια και όπου µειώνεται σπέρνεται αντιπροσωπευτική ποσότητα σπόρων του δείγµατος για αναπαραγωγή µε αυτογονιµοποίηση Η χρησιµότητα του γενετικού υλικού µιας τράπεζας επαυξάνεται από την ποσότητα και την ποιότητα της πληροφορίας που το συνοδεύει (η πληροφορία διαχειρίζεται από ειδικές βάσεις δεδοµένων σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές)