ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΤΩΝ ΜΕΓΑΛΗΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΤΩΝ ΜΕΓΑΛΗΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΠΙΠΕ ΟΥ ΜΕΘΥΛΙΩΣΗΣ ΣΕ ΥΟ ΟΜΑ ΕΣ ΙΑΣΤΑΥΡΩΣΕΩΝ ΜΑΛΑΚΟΥ ΣΙΤΑΡΙΟΥ ΓΚΟΓΚΑΣ Α. ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ MSc, ΓΕΩΠΟΝΟΣ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ: Μ. ΚΟΥΤΣΙΚΑ-ΣΩΤΗΡΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2014

2 ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΠΙΠΕ ΟΥ ΜΕΘΥΛΙΩΣΗΣ ΣΕ ΥΟ ΟΜΑ ΕΣ ΙΑΣΤΑΥΡΩΣΕΩΝ ΜΑΛΑΚΟΥ ΣΙΤΑΡΙΟΥ ΓΚΟΓΚΑΣ Α. ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ MSc, ΓΕΩΠΟΝΟΣ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ Υποβλήθηκε στη Γεωπονική Σχολή Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών Ειδίκευση Γενετικής και Βελτίωσης των Φυτών, Αγροκομίας και Ζιζανιολογίας Επιβλέπων Καθηγητής και Συμβουλευτική επιτροπή: -Μεταξία Κούτσικα-Σωτηρίου, Επιβλέπουσα Καθηγήτρια Γεωπονική Σχολή του Α.Π.Θ. - ημήτριος Ρουπακιάς, Καθηγητής, Γεωπονική Σχολή του Α.Π.Θ. -Αλέξιος Πολύδωρος, Επίκουρος Καθηγητής Γεωπονική Σχολή του Α.Π.Θ. Εξεταστική Επιτροπή: -Ηλίας Ελευθεροχωρινός, Καθηγητής Γεωπονική Σχολή του Α.Π.Θ. -Ιωάννης Τοκατλίδης, Καθηγητής Τμήμα Αγροτικής Ανάπτυξης,.Π.Θ. -Σπυρίδων Κουτρούμπας, Καθηγητής Τμήμα Αγροτικής Ανάπτυξης,.Π.Θ. -Αθανάσιος Μαυρομάτης, Επίκουρος Καθηγητής Γεωπονική Σχολή του Α.Π.Θ. ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2014

3 Γκόγκας Α. Χαράλαμπος Α.Π.Θ. ISBN

4 Η έγκριση της παρούσης ιδακτορικής ιατριβής από τη Γεωπονική Σχολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέα (Ν. 5343/1932, άρθρο 202, παρ. 2).

5 Αφιερώνεται στην σύζυγό μου Ιωάννα

6 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά την επιβλέπουσα καθηγήτριά μου κα. Κούτσικα-Σωτηρίου Μεταξία για την ανάθεση του θέματος, για την πολύτιμη, ανεκτίμητη και διαρκή καθοδήγησή της, για τη βοήθεια στην επίλυση των προβλημάτων που κάθε φορά προέκυπταν και την υπομονή που επέδειξε κατά τη διάρκεια εκπόνησης των μεταπτυχιακών μου σπουδών. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επίκουρο καθηγητή κ. Πολύδωρο Αλέξιο για την εκπαίδευση που μου παρείχε στο κομμάτι της μοριακής βελτίωσης και την παραχώρηση του εργαστηρίου για τις αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν στα υλικά του πειράματος καθώς και για την κριτική ανάγνωση του κειμένου. Ακόμα θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον καθηγητή κ. Ρουπακιά ημήτριο για την εις βάθος κριτική διόρθωση του κειμένου και τη γόνιμη συζήτηση σε διάφορα θέματα της βελτίωσης φυτών. Ευχαριστώ τον επίκουρο καθηγητή κ. Μαυρομάτη Αθανάσιο για τις διορθώσεις που πρότεινε στο τελικό κείμενο της παρούσης διατριβής και τα λοιπά μέλη της επταμελούς επιτροπής για την κριτική ανάγνωση του κειμένου. Επιπλέον θα ήθελα να ευχαριστήσω τον ερευνητή του ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε. κ. Μπλαδενόπουλο Κωνσταντίνο για την παραχώρηση πειραματικών αγρών, την βοήθειά του σε πρακτικά θέματα βελτίωσης και την εκπαίδευση που μου παρείχε στη γενεαλογική επιλογή στη βελτίωση σιτηρών. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον ερευνητή του ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε. κ. Γκόγκα ημήτριο για την παροχή των ποικιλιών και το σχεδιασμό των πειραμάτων καθώς και το υπόλοιπο προσωπικό του Ινστιτούτου Σιτηρών Θεσσαλονίκης για τη βοήθειά τους στην σπορά, την καλλιεργητική τεχνική και τον αλωνισμό των πειραμάτων. Ευχαριστώ το προσωπικό του χημείου του Ινστιτούτου Σιτηρών για την εκπαίδευσή μου πάνω στην ανάλυση της ποιότητας αλεύρου του σιταριού και την παραχώρηση του εργαστηριακού εξοπλισμού για τις ποιοτικές μετρήσεις. Ιδιαίτερα θα ήθελα να ευχαριστήσω τον συνάδελφο και φίλο μου Μυλωνά Ιωάννη για την πολύτιμη βοήθεια που μου παρείχε σε οποιαδήποτε φάση και αν του ζητήθηκε καθόλη τη διάρκεια της διδακτορικής μου διατριβής και όλους όσους βοήθησαν στην παρούσα διατριβή και δεν συμπεριλαμβάνονται παραπάνω.

7 Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω τους γονείς μου Αναστάσιο και Αικατερίνη Γκόγκα, τον αδελφό μου Μιχάλη και την γιαγιά μου Σοφία για την ηθική συμπαράσταση που μου παρείχαν όλα τα χρόνια των σπουδών μου. Ιδιαίτερα θα ήθελα να ευχαριστήσω τη σύζυγό μου Ιωάννα Παυλοπούλου για την υπομονή της, την βοήθειά της και την ηθική υποστήριξη που μου παρείχε κατά τη διάρκεια της διδακτορικής διατριβής μου.

8 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ Γενετικό υλικό σιταριού Βελτίωση σιταριού Χαρακτηριστικά προς βελτίωση Απόδοση Αγροκομικά χαρακτηριστικά Ποιότητα Επιλογή γονέων Παράμετροι επιλογής Επιγενετικά φαινόμενα ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟ ΟΙ.45 Α) Ποικιλίες Ινστιτούτου Σιτηρών Φυτικό υλικό Αξιολόγηση και επιλογή στην F1 γενεά Αξιολόγηση και επιλογή στις διασπώμενες γενεές F2 - F4 και αξιολόγηση της F5 γενεάς Χαρακτηριστικά ποιότητας αλεύρου 52 Β) Παραδοσιακές ποικιλίες Φυτικό υλικό Αξιολόγηση και επιλογή στις F4 F6 γενεές Στατιστική επεξεργασία δεδομένων Έλεγχος της μεθυλίωσης μέσω πέψης με το περιοριστικό ένζυμο McrBC ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 62 Α) Υλικά Ινστιτούτου Σιτηρών Συγκριτική μελέτη κριτηρίων επιλογής στην F1 γενεά Αξιολόγηση διασπώμενων γενεών Αξιολόγηση της F2 γενεάς Αξιολόγηση της F3 γενεάς Αξιολόγηση της F4 γενεάς Αξιολόγηση της F5 γενεάς..97

9 Συγκριτική μελέτη των διασπώμενων γενεών F2 - F4 και της F Περιγραφικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά Αξιολόγηση των υλικών ως προς το τελικό ύψος, των αριθμό των στάχεων και το βάρος 1000 κόκκων Αξιολόγηση των υλικό ως προς τα χαρακτηριστικά ποιότητας αλεύρου 127 Β) Παραδοσιακές ποικιλίες Αξιολόγηση των διασταυρώσεων των παραδοσιακών ποικιλιών με την ποικιλία Yecora Αξιολόγηση της F4 και F5 γενεάς απουσία ανταγωνισμού Αξιολόγηση της F6 γενεάς σε πυκνή σπορά Συγκριτική ανάλυση διασταυρώσεων παραδοσιακών σύγχρονων ποικιλιών Ανίχνευση επιγενετικών αλλαγών ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ABSTRACT ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ...175

10 1. Εισαγωγή Το σιτάρι (Triticum L) είναι το σημαντικότερο είδος της οικογένειας των αγρωστωδών (Gramineae). Η ιστορία του σιταριού και του ανθρώπινου πολιτισμού εξελίσσεται παράλληλα εδώ και χρόνια τουλάχιστον, από τότε δηλαδή που ο άνθρωπος επιχείρησε για πρώτη φορά με επιτυχία να παράγει τρόφιμα. Σύμφωνα μάλιστα με κάποια αρχαιολογικά ευρήματα η καλλιέργεια του σιταριού τοποθετείται γύρω στο π.χ. (Harlan 1981, αναφερόμενος από Gooding and Davies, 1997) και το πρώτο άζυμο ψωμί πιστεύεται ότι φτιάχτηκε κατά τη νεολιθική εποχή. Όπως ο αραβόσιτος στήριξε τον πολιτισμό των Ινδιάνων της Αμερικής (Μάγιας, Αζτέκοι, Ίνκας), το ρύζι τον πολιτισμό της κίτρινης φυλής (Κίνα, Ινδοκίνα, Ιαπωνία), έτσι και το σιτάρι στήριξε τον πολιτισμό της Ευρωπαϊκής και εν μέρει της Ασιατικής ηπείρου. Εν τούτοις, δεν μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια η καταγωγή του και η περιοχή στην οποία καλλιεργήθηκε για πρώτη φορά, αν και επικρατέστερη είναι η Ν.. Ασία (Μεσοποταμία Συρία) (Γκόγκας, 2005). Σύμφωνα με αρχαιοβοτανικά ευρήματα, στον Ελλαδικό χώρο η ιστορία του σιταριού ξεκινά στη Νεολιθική εποχή, όπως φαίνεται από απανθρακωμένους σπόρους που βρέθηκαν στη Θεσσαλία, την Κρήτη και την Πελοπόννησο και χρονολογούνται γύρω στο 7000π.Χ. (Valamoti and Kostakis, 2007). Ιστορικά αναφέρεται η παραγωγή ψωμιού με χρήση μαγιάς σε αρχαία κείμενα του Αιγυπτιακού πολιτισμού (Gooding and Davies, 1997). Για την περιοχή της Μεσογείου ευρήματα που χρονολογούνται στην Εποχή του Χαλκού, δείχνουν πως το μπουλγούρι ή μπλιγούρι (bulgur) αποτέλεσε βασικό συστατικό διατροφής (Valamoti, 2002). Οι προσπάθειες του ανθρώπου επικεντρώθηκαν στην εξημέρωση του σιταριού ώστε να αυξήσουν την παραγωγή του, γεγονός που επέτρεψε την εγκατάσταση σταθερών κοινοτήτων και αύξηση του πληθυσμού. Στην πορεία της εξημέρωσής του, το σιτάρι έχασε την ικανότητα της διασποράς των σπόρων του (εύθραυστη ράχη) και του λήθαργου, με αποτέλεσμα η καλλιέργεια και η διατήρηση των ποικιλιών που έχουν δημιουργηθεί, να εξαρτάται αποκλειστικά από τον άνθρωπο. Τόσο η ευρεία προσαρμοστικότητα του φυτού όσο και η βελτίωση που έχει υποστεί, το καθιστούν το περισσότερο διαδεδομένο στον πλανήτη, ανάμεσα στα υπόλοιπα καλλιεργούμενα είδη (Παπακώστα, 2000). 1

11 Το σιτάρι ανήκει στην οικογένεια των αγρωστωδών (Gramineae), στο γένος Triticum και αποτελεί έναν αλλοπολυπλοειδή οργανισμό, Εμφανίζοντας τρία επίπεδα πλοειδίας (2x, 4x, 6x) με x=7. Το μαλακό σιτάρι είναι εξαπλοειδές και έχει τρεις διαφορετικές ομάδες χρωμοσωμάτων τα Α, Β, D. Η Α ομάδα φαίνεται να προέρχεται από το T. monococum το οποίο προήλθε από το T. aegilopoides. Στην περίπτωση όμως των T. timopheevii, T. dicoccum, T aestivum, η Α ομάδα προέρχεται από το T. urartu. Μάλιστα στο μαλακό σιτάρι, 6 από τα 7 χρωμόσωμα της Α ομάδας προέρχονται από τον προαναφερθέντα πρόγονο. Για το χρωμόσωμα 4Α δεν έχει προσδιοριστεί η προέλευσή του. Η D ομάδα χρωμοσώμων, η οποία βρίσκεται στο μαλακό σιτάρι (και όχι στο σκληρό) προέρχεται από το Aegilops squarrosa. Τέλος όσον αφορά τη Β ομάδα χρωμοσώμων που απαντάται τόσο στο μαλακό όσο και στο σκληρό σιτάρι, πολλά είδη διεκδικούν την προέλευσή του. Τα κυριότερα είναι τα Ae. bicornis, Ae. longissima, Ae. searssi, Ae. sharonensis, Ae. speltoides, και T. urartu. Το επικρατέστερο ως δότης της Β ομάδας σύμφωνα με πολλούς ερευνητές (Pathak 1940, Sarkar and Stebbins 1956, Riley 1958, αναφερόμενοι από Gupta, 1995) φαίνεται να είναι το Ae. speltoides. Αντίθετα άλλοι ερευνητές υποστηρίζουν πως η Β ομάδα προήλθε από το Ae. Searssi (Feldman 1978, Nath et al., 1983, 1984, Thompson and Nath 1986, Kerby and Kuspira 1987, 1988, αναφερόμενοι από Gupta, 1995). Πιθανόν ο αρχικός δότης της Β ομάδας χρωμοσώμων να έχει εξαφανιστεί ή η Β ομάδα να προήλθε από την ανακατανομή και συνάθροιση χρωμοσώμων άλλων ομάδων (Gupta, 1995). Πρέπει να αναφερθεί και η ύπαρξη της G ομάδας, που απαντάται στο T. timopheevii (AAGG) και T. zhukovskyi (AAAAGG), η οποία μοιάζει με τη Β ομάδα. Τα δύο αυτά είδη αποτελούν καλλιεργούμενους τύπους στη υτική Γεωργία (Gooding and Davies, 1997). Το T. timopheevii χρησιμοποιήθηκε ως πηγή κυττοπλασματικής αρρενοστειρότητας και παρουσιάζει ανθεκτικότητα σε ασθένειες, όπως σκωριάσεις {Puccinia glumarum (κίτρινη), P. graminis (μαύρη), Ρ. triticina (καστανή)}, ωΐδιο (Erysiphe graminis) και δαυλίτη (Τ. triticicaries-foetida) (Stoskopf, 1985 αναφερόμενος από Παπακώστα 2000). Οι άγριοι απόγονοι του σιταριού είχαν στάχεις με εύθραυστη ράχη, ώστε οι σπόροι να διασκορπίζονται μετά την ωρίμανση και με τον τρόπο αυτό να εξασφαλίζεται η διαιώνιση του είδους. Με την εξημέρωση και την 2

12 καλλιέργεια ευνοήθηκαν οι πλέον παραγωγικοί ετήσιοι τύποι με σχετικά άθραυστη ράχη, γυμνούς και μεγάλους σπόρους και με μεγάλη ικανότητα αδελφώματος. Μόνον τρία από τα είδη Triticum έχουν εμπορική σημασία, τα T. aestivum (εξαπλοειδές), T. turgidum (τετραπλοειδές) και το T. compactum (εξαπλοειδές). Το πιο διαδεδομένο παγκοσμίως είναι το T. aestivum ακολουθεί με μεγάλη διαφορά το T. turgidum, ενώ το T. compactum καλλιεργείται ελάχιστα. Σε ορισμένες εκτάσεις καλλιεργούνται και ορισμένα άλλα είδη, κυρίως όμως για ζωοτροφή. Στην Ελλάδα καλλιεργούνται μόνο τα δύο πρώτα είδη, το T. aestivum ή μαλακό σιτάρι που χρησιμοποιείται για την παρασκευή ψωμιού και το T. turgidum ή σκληρό σιτάρι που χρησιμοποιείται στη μακαρονοποιΐα (Παπακώστα, 2000). Το σιτάρι βρίσκεται στην τρίτη θέση στην παγκόσμια παραγωγή δημητριακών μετά το καλαμπόκι και το ρύζι (FAO, 2011). Οι κυριότερες χώρες παραγωγής σιταριού είναι οι: Κίνα, Ινδία, Η.Π.Α., Ρωσία και Γαλλία (FAO, 2011) με την Ελλάδα να κατέχει την 42 η θέση και σημαντικές εκτάσεις να καλλιεργούνται στην Ευρωπαϊκή Ένωση και την Ασία. Η καλλιέργεια του μαλακού σιταριού συρρικνώθηκε τα τελευταία σαράντα χρόνια σε σχέση με αυτή του σκληρού σιταριού λόγω της ενίσχυσης της καλλιέργειας του σκληρού σιταριού εκ μέρους της Ε. Ε., με τη μέση στρεμματική απόδοση όμως του μαλακού σιταριού να παρουσιάζει ανοδική τάση στην εν λόγω χρονική περίοδο (Γκόγκας, 2005). Το σιτάρι είναι ο σπουδαιότερος εδώδιμος σπόρος συμμετέχοντας με περισσότερο από 20% στο συνολικό ποσοστό θερμίδων και πρωτεϊνών της ανθρώπινης διατροφής (Bushuk, 1998). Αποτελεί βασικό είδος διατροφής για πάνω από 40 χώρες και για περισσότερο από το 35% του πληθυσμού. Το 65% της παραγωγής χρησιμοποιείται στην ανθρώπινη διατροφή, το 21% ως ζωοτροφή, το 8% χρησιμοποιείται χωρίς επεξεργασία ως σπόρος και το υπόλοιπο 6% αποτελεί πηγή παραγωγής αμύλου, γλουτένης και αλκοόλ για τη βιομηχανία. Από άποψη διατροφικής αξίας, οι σπόροι του σιταριού περιέχουν τα ακόλουθα συστατικά: υδατάνθρακες (60%-80%), πρωτεΐνες (8%-15%), λίπος (1,5%-2%), μέταλλα (1,5%-2%) και βιταμίνες του συμπλέγματος Α,Ε. Το σιτάρι ευδοκιμεί από τον 67 ο Βόρειο (Νορβηγία, Φιλανδία, Ρωσία) μέχρι τον 45 ο Νότιο (Αργεντινή). Στις τροπικές και υποτροπικές περιοχές, η 3

13 καλλιέργεια του σιταριού περιορίζεται στα υψίπεδα γιατί θερμοκρασίες πάνω από 30 o C ευνοούν τη γρήγορη ανάπτυξη των φυτών με μικρή διαφοροποίηση, η οποία δεν ευνοεί τις υψηλές αποδόσεις, λόγω περιορισμένης φωτοσύνθεσης (Παπακώστα, 2000). Το σιτάρι είναι ένα χειμερινό σιτηρό, στο οποίο διακρίνουμε τρεις τύπους ανάλογα με τις απαιτήσεις σε υγρό ψύχος, ώστε να προκληθεί η εαρινοποίηση και ο σχηματισμός ανθοταξίας: το χειμερινό (απαιτεί πολλές ώρες υγρού ψύχους), τον ανοιξιάτικο (δεν απαιτεί εαρινοποίηση) και τον ενδιάμεσο ή εναλλακτικό. Οι ποικιλίες μαλακού σιταριού που καλλιεργούνται στην Ελλάδα ανήκουν κατά κύριο λόγο στον ανοιξιάτικο τύπο, σπέρνονται το φθινόπωρο, διανύουν ένα μέρος του βιολογικού τους κύκλου κάτω από τις χαμηλές θερμοκρασίες του χειμώνα, ανθίζουν έγκαιρα την άνοιξη, καρποφορούν τον τελευταίο μήνα της άνοιξης και η συγκομιδή γίνεται τους πρώτους μήνες του καλοκαιριού. (Γκόγκας, 2005). Το σιτάρι παρουσιάζει μεγάλη ανθεκτικότητα στο ψύχος (- 30 o C) με τις πρωιμότερες ποικιλίες να είναι λιγότερο ανθεκτικές (Παπακώστα, 2000). Παρόλο που μπορεί να καλλιεργηθεί σε ποικιλία εδαφών, τις υψηλότερες αποδόσεις τις δίνει σε γόνιμα, βαθιά, καλώς στραγγιζόμενα ιλυοπηλώδη ή αργιλοπηλώδη εδάφη. Τα πολύ ελαφρά ή τα αργιλώδη εδάφη δεν συνιστώνται. Ακατάλληλα επίσης είναι και τα όξινα εδάφη, γιατί το σιτάρι είναι ευαίσθητο στην οξύτητα. Οι υψηλότερες αποδόσεις παρατηρούνται σε εδάφη με ph από 7,0 έως 8,5 (Poehlman, 1985; Παπακώστα, 2000). Το μεγαλύτερο ποσοστό της παραγωγής μαλακού σιταριού στην Ελλάδα προέρχεται από τους νομούς Κοζάνης, Γρεβενών, Θεσσαλονίκης και Κιλκίς και του σκληρού από τους νομούς Έβρου, Χαλκιδικής, Θεσσαλονίκης, Κιλκίς, Λάρισας και Μαγνησίας. Η συγκέντρωση της καλλιέργειας του σιταριού στη βόρεια Ελλάδα δικαιολογείται από το γεγονός ότι οι κλιματολογικές συνθήκες των κεντρικών και νότιων περιοχών, σπάνια επιτρέπουν τη φυσιολογική ωρίμανση των χειμωνιάτικων σιτηρών (Υπουργείο Γεωργίας και ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε. Ινστιτούτο Σιτηρών, 1991). Η ζήτηση του σίτου παρουσιάζει συνεχώς αυξανόμενη τάση με τις καλλιεργούμενες εκτάσεις συνεχώς να μειώνονται (FAO, 2012). Προκειμένου να ικανοποιηθούν αυτές οι ανάγκες, νέες ποικιλίες με υψηλό παραγωγικό δυναμικό και σταθερότητα πρέπει να δημιουργούνται μέσω της βελτίωσης. Παρά την ύπαρξη και πλέον ποικιλιών σιταριού παρουσιάζεται 4

14 διάβρωση του φυτογενετικού υλικού (Tilman, 1998) καθώς η τάση της σύγχρονης βελτίωσης οδήγησε στην αύξηση της ομοιομορφίας των γενοτύπων σε αντίθεση με την αυξημένη γενετική παραλλακτικότητα μεταξύ των παραδοσιακών ποικιλιών (Pecetti and Annicchiarico, 1998). Συνεπώς ο συνδυασμός υψηλού παραγωγικού δυναμικού και σταθερότητας με γνώμονα ένα ποιοτικό τελικό προϊόν συνεπάγεται, πρώτον την επιλογή κατάλληλης μεθοδολογίας βελτίωσης και δεύτερον τα κριτήρια με βάση τα οποία θα αξιολογηθούν οι γενότυποι όπως η απόδοση, η γενετική σχέση των υλικών, τα ετερωτικά φαινόμενα κλπ (Lamkey, Schnicker, & Melchinger, 1995; Schnell, 1983) ώστε να γίνει όσο το δυνατόν ακριβέστερη η αντιστοίχηση του φαινοτύπου με το γενότυπο. Ο σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας διαφόρων παραμέτρων (κριτηρίων) αξιολόγησης και επιλογής ελπιδοφόρων διασταυρώσεων από τις πρώτες γενεές (F 1, F 2 ) και τη σύνδεσή τους με τις προχωρημένες γενεές (F 4, F 5 ). Στα πλαίσια της έρευνας αυτής έγινε εφαρμογή διαφόρων παραμέτρων: των παραμέτρων που εκτιμούν την ετέρωση από την F1 του παραγωγικού δυναμικού και των συστατικών του ήτοι αποδοτικότητα και σταθερότητα γενοτύπων και των παραμέτρων που εκτιμούν τις αθροιστικές/κυρίαρχες δράσεις σε όλες τις γενεές. Μέσω αυτών επιχειρήθηκε η αξιολόγηση: της αποτελεσματικότητας της επιλογής από τις πρώτες γενεές σε σχέση με προχωρημένες γενεές διασταυρώσεων σύγχρονων ποικιλιών και παραδοσιακών ποικιλιών κατά τις F4, F5 και F6, η εκτίμηση της αποτελεσματικότητας των κριτηρίων επιλογής που εφαρμοστήκαν σε δύο ομάδες διασταυρώσεων (παραδοσιακών και σύγχρονων ποικιλιών) απουσία ανταγωνισμού και η σύνδεσή τους με συγκριτικά πειράματα αξιολόγησης, η διερεύνηση επίδρασης των παραπάνω στην ποιότητα του τελικού προϊόντος και τέλος 5

15 η διερεύνηση πιθανής τροποποίησης εξαιτίας της διαδικασίας επιλογής στο επιγενετικό προφίλ των πρώτων γενεών, σε σχέση με τις προχωρημένες γενεές και τους γονείς των διασταυρώσεων. 6

16 2. Ανασκόπηση βιβλιογραφίας 2.1. Γενετικό υλικό σιταριού Ως γενετικό υλικό (germplasm) χαρακτηρίζεται όλο το φυτικό δυναμικό που συμβάλει σήμερα ή μπορεί να συμβάλει στο μέλλον στη βελτίωση ενός είδους (Bennett, 1978). Ένα σύγχρονο βελτιωτικό πρόγραμμα σιταριού βασίζεται στην ύπαρξη γενετικής παραλλακτικότητας μεταξύ των υλικών εκκίνησης. Οι κυριότερες πηγές παραλλακτικότητας είναι (Fehr, 1987; Stoskopf et al., 1999): Σύγχρονες εμπορικές ποικιλίες. Αντιπροσωπεύουν τους πιο πρόσφατους και επιτυχημένους γενοτύπους που προέκυψαν από βελτιωτικά προγράμματα. Η εμπορική τους επιτυχία διασφαλίζει ότι οι ποικιλίες αυτές έχουν πολύ καλούς συνδυασμούς γονιδίων και συγκεντρώνουν πολλά επιθυμητά χαρακτηριστικά (Stoskopf et al., 1999). Στην Ελλάδα το Ινστιτούτο Σιτηρών μέσω της βελτιωτικής μεθοδολογίας και των διατοπικών πειραμάτων, έχει δημιουργήσει πολλές ποικιλίες σιταριού με υψηλό δυναμικό απόδοσης, σταθερότητα συμπεριφοράς, προσαρμοστικότητα και εξαιρετικής ποιότητας. Συνολικά υπάρχουν 31 ποικιλίες μαλακού σιταριού άμεσα διαθέσιμες για καλλιέργεια. Επιπρόσθετα, το Ινστιτούτο Σιτηρών διαθέτει και μία συλλογή 31 καθαρών σειρών μαλακού σιταριού οι οποίες είναι υπό ένταξη στον εθνικό κατάλογο ποικιλιών και υπερέχουν όλων των υπόλοιπων εγχώριων ποικιλιών. Οι συγκεκριμένοι γενότυποι μπορούν να καταταχθούν στην κατηγορία των εξαιρετικών σειρών βελτιωτικών προγραμμάτων (elite breeding lines) ως πηγή γενετικής παραλλακτικότητας. Σε αυτή την υποκατηγορία κατατάσσονται γενότυποι με καλό δυναμικό και πολλά ωφέλιμα χαρακτηριστικά που δεν αξιολογήθηκαν επαρκώς ή το πιθανότερο δεν είναι σταθεροί ή μειονεκτούν για κάποια χαρακτηριστικά. Γενικά η συνεισφορά των νέων ποικιλιών μαλακού σιταριού και της βελτίωσης τόσο ως προς την απόδοση όσο και ως προς την ποιότητα εντοπίζονται σε μια έρευνα που έδειξε τη σαφή υπεροχή των νέων ποικιλιών έναντι των παλαιών. Συγκεκριμένα οι εκτιμήσεις δείχνουν μια αύξηση της τάξης του 10% ως προς την απόδοση και υψηλότερες τιμές καθίζησης και πρωτεϊνικού περιεχομένου (Γκόγκας κ.α., 1998). Εντούτοις οι εμπορικές 7

17 ποικιλίες που έχουν αποσυρθεί από την καλλιέργεια (obsolete cultivars) αποτελούν μια πρόσθετη πηγή παραλλακτικότητας, σε δίκτυο διασταυρώσεων με σύγχρονες ποικιλίες για την αξιοποίηση των χαρακτηριστικών που υπερτερούν ή για τη βελτίωση των χαρακτηριστικών στα οποία μειονεκτούν (Stoskopf et al., 1999). Τέλος στην ίδια κατηγορία μπορούν να ενταχθούν και οι εμπορικές ποικιλίες από άλλες χώρες στην προσπάθεια διεύρυνσης της γενετικής παραλλακτικότητας. Οι ποικιλίες αυτές αξιολογούνται στις νέες περιοχές καλλιέργειας και όσες από αυτές ξεχωρίσουν εντάσσονται σε βελτιωτικά προγράμματα είτε για βελτίωση της προσαρμοστικότητας τους είτε χρησιμοποιούνται ως γονείς για τη δημιουργία γενετικής παραλλακτικότητας. Η εισαγωγή γενετικού υλικού είναι περισσότερο επιτυχημένη όταν το υλικό προέρχεται από χώρες με παρόμοιες κλιματολογικές συνθήκες (Stoskopf et al., 1999). Χαρακτηριστικό παράδειγμα εισαγωγής γενετικού υλικού στο σιτάρι αποτελεί η ποικιλία του CIMMYT Siete Cerros, που έχει χρησιμοποιηθεί ως γονέας σε πολλά βελτιωτικά προγράμματα σε όλο τον κόσμο και Yecora που αποτελεί μέχρι και σήμερα εμπορική ποικιλία στη χώρα μας. Τοπικές εγχώριες ποικιλίες (παραδοσιακές ποικιλίες) Ο όρος τοπική ποικιλία (landrace) περιλαμβάνει μια πληθώρα φυτών με μεγάλη παραλλακτικότητα για διάφορα χαρακτηριστικά γεγονός που καθιστά δύσκολο έναν ορισμό που να τις περιγράφει (Zeven, 1998). Εντούτοις πρόσφατα οι Camacho Villa et al. (2005) ως παραδοσιακή ποικιλία ορίζουν ένα δυναμικό πληθυσμό/ούς ενός καλλιεργούμενου φυτού που έχει ιστορική καταγωγή, διακριτή ταυτότητα χωρίς να έχει υποστεί βελτίωση επίσημα, συνήθως με γενετική παραλλακτικότητα και ειδική προσαρμοστικότητα στην περιοχή/ές καλλιέργειας παραδοσιακών συστημάτων εκμετάλλευσης. Οι παραδοσιακές ποικιλίες αποτέλεσαν το κυρίως γενετικό υλικό μέχρι το τέλος του 19 ου αιώνα οπότε και άρχισε η γενετική βελτίωση (Harlan, 1975). Με την εντατικοποίηση των καλλιεργειών και τη δημιουργία πιο ευνοϊκών περιβαλλόντων (άρδευση, λίπανση, πεδινές περιοχές) αντικαταστάθηκαν από τις πιο σύγχρονες ποικιλίες, αλλά παρά τις προβλέψεις δεν εξαφανίστηκαν (Zeven, 1998). Λόγω της ειδικής προσαρμοστικότητάς τους σε περιβάλλοντα αβιοτικών καταπονήσεων και μειωμένων εισροών αποδίδουν καλύτερα σε 8

18 σύγκριση με τις σύγχρονες ποικιλίες (Almekinders et al., 1994). Εξάλλου οι παραδοσιακές ποικιλίες σιτηρών φέρουν γονίδια ανθεκτικότητας σε ασθένειες όπως φουζαριώσεις (Fusarium spp.) και σκωριάσεις (Puccinia graminis) (Newton et al., 2010). Παρά την παραλλακτικότητα και την ετερογένεια που παρουσιάζουν οι παραδοσιακές ποικιλίες σιταριού, αυτό το χαρακτηριστικό τις καθιστά και πολύτιμα υλικά εκκίνησης για το βελτιωτή, καθώς παρουσιάζουν αυξημένη σταθερότητα στην απόδοση (υψηλή προσαρμοστικότητα) (Simmonds, 1979). Οι εγχώριες ποικιλίες θεωρούνται κατάλληλες για περιβάλλοντα καταπονήσεων (Meng et al. 1998; Frankel, 1977) και παρουσιάζουν καλύτερη προσαρμοστικότητα σε ένα μεγάλο εύρος εδαφικών τύπων (Bellon and Taylor, 1993) σε σχέση με τις εμπορικές ποικιλίες οι οποίες αποδίδουν το μέγιστο δυναμικό τους σε ευνοϊκές συνθήκες και περιβάλλοντα υψηλών εισροών. Σύμφωνα με το Zeven (1998) όταν ο πληθυσμός μιας παραδοσιακής ποικιλίας εκτίθεται σε κάποιο βιοτικό ή αβιοτικό παράγοντα καταπόνησης, ένας ή περισσότεροι γενότυποι εντός του πληθυσμού θα αποδώσουν ικανοποιητικά. Εξάλλου οι κλιματικές αλλαγές που παρατηρούνται τα τελευταία χρόνια είναι αρκετά απότομες ώστε μέσω της βελτίωσης να δημιουργηθούν γενότυποι σιταριού που να αποδίδουν κάτω από συστήματα αβιοτικών καταπονήσεων ή και χαμηλών εισροών (μείωση κόστους). Με τη διασταύρωση παραδοσιακών x νέων ποικιλιών μπορούν γρήγορα να δημιουργηθούν υλικά που ανταποκρίνονται στις παραπάνω προκλήσεις. Σύμφωνα με τον Chapman (1986) η συνεισφορά των παραδοσιακών ποικιλιών στη βελτίωση ανέρχεται περίπου στο 10% (συμμετοχή σε διασταυρώσεις), ενώ πιο πρόσφατα οι Smale et al. (1996) αναφέρουν ότι υπήρξε αύξηση της χρήσης των παραδοσιακών ποικιλιών σε βελτιωτικά προγράμματα τα τελευταία τριάντα χρόνια. Τα πιο χαρακτηριστικά γονίδια που εισήλθαν στη βελτίωση του σιταριού μέσω παραδοσιακών ποικιλιών ή άγριων συγγενών ειδών είναι: α) τα γονίδια νανισμού Rht1 και Rht2 και β) τα γονίδια ανθεκτικότητας στις σκωριάσεις. Τέλος σημειώνεται ότι αν και οι αποδόσεις των σύγχρονων ποικιλιών σιτηρών αυξήθηκαν σημαντικά από την πράσινη επανάσταση (Abeledo et al., 2003; Borlaug, 1983; Slafer and Peltonen-Sainian, 2001) παρατηρήθηκε μείωση στη διαθεσιμότητα θρεπτικών ιχνοστοιχείων (υποβάθμιση διατροφικής αξίας) (Welch, 2002), 9

19 όπως χαλκός, σίδηρος, μαγνήσιο, φώσφορος, σελήνιο και ψευδάργυρος (Murphy and Jones, 2006). Αντιθέτως σε χαμηλοαποδοτικούς γενότυπους και σε παραδοσιακές ποικιλίες, οι ποσότητες των παραπάνω στοιχείων ήταν υψηλές (Monasterio and Graham, 2000). Οι τοπικές ποικιλίες αποτελούν σημαντικό τμήμα της ενδοειδικής παραλλακτικότητας των καλλιεργειών (Zou and Yang, 1995), συνεχίζουν να προσαρμόζονται στις μεταβαλλόμενες συνθήκες του περιβάλλοντος καθώς παραμένουν στην καλλιέργεια (π.χ. στις φτωχές χώρες), διαθέτουν μεγάλη παραλλακτικότητα για χαρακτηριστικά που συνδέονται με τη παραγωγικότητα (Ceccarelli, 1996; Shakhatreh et al., 2009) και έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε βελτιωτικά προγράμματα σιτηρών (Ceccarelli et al., 1987, 1995; Lakew et al., 1997) Βελτίωση σιταριού Το σιτάρι είναι ένα αυτογονιμοποιούμενο φυτό, με ποσοστό σταυρογονιμοποίησης που μπορεί να φτάσει το 5%. Οι μέθοδοι βελτίωσης αποσκοπούν στην ανάπτυξη καθαρών σειρών μέσω υβριδισμού συνήθως σύγχρονων ποικιλιών (Utz et al., 2001). Η γενετική βελτίωση τα τελευταία δέκα χρόνια κατάφερε να αυξήσει την απόδοση στο σιτάρι σε τέτοιο βαθμό ώστε παρά τη μείωση των συνολικών καλλιεργούμενων εκτάσεων να υπάρχει αύξηση της συνολικής παραγωγής (Εικόνα 2.1). Τόνοι x10 3 /Εκτάρια/Kg*Km Έτος Παγκόσμια παραγωγή σίτου Καλλιεργούμενη έκταση Απόδοση Εικόνα 2.1. Η εξέλιξη της καλλιέργειας σιταριού παγκοσμίως, η συνολική παραγωγή, έκταση καλλιέργειας και απόδοση τα τελευταία δέκα χρόνια (Faostat). 10

20 Μέχρι σήμερα συνεπώς η βελτίωση του σιταριού βασίζεται στη δημιουργία ποικιλιών που είναι καθαρές σειρές. Εντούτοις προσπάθεια έγινε και για την ανάπτυξη υβριδίων εμπορικών ποικιλιών σιταριού καθώς η υπεροχή τους σε σχέση με τον καλύτερο γονέα κυμαίνεται από 6% (Borghi et al., 1988) μέχρι και 41% (Zehr, 1997) με κάποια από αυτά να έχουν καλλιεργηθεί στη Γαλλία (Perenzin et al., 1998). Η δημιουργία καλλιεργούμενων υβριδίων σιταριού βασίστηκε σε δύο μεθόδους. Η πρώτη αξιοποίησε κυτοπλασματική αρρενοστειρότητα και γονίδια επαναφοράς της γονιμότητας. Συγκεκριμένα αρρενοστειρότητα προκλήθηκε από την αλληλεπίδραση γονιδίων του πυρήνα του Triticum aestivum με Triticum tomopheevii. Επαναφορά της γονιμότητας εξασφαλίστηκε από γονίδια που προέρχονται από το Triticum tomopheevii και από άλλες πηγές. Το συγκεκριμένο σύστημα περιλαμβάνει την Α σειρά κυτοπλασματικά αρρενόστειρη, τη Β σειρά ως διατηρητή και την R σειρά που φέρει τα γονίδια επαναφοράς της γονιμότητας. υστυχώς όμως η επαναφορά της γονιμότητας δεν είναι απλή, καθώς φαίνεται ότι πέρα από τα δύο προαναφερθέντα γονίδια, εμπλέκεται και ένα τρίτο κύριο γονίδιο και πολλά δευτερεύοντα (ρυθμιστικά). Το αποτέλεσμα είναι να υπάρχει διαβάθμιση ως προς το επίπεδο επαναφοράς, που εξαρτάται από το συνδυασμό των ρυθμιστικών γονιδίων και την αλληλεπίδρασή τους με το περιβάλλον (Poehlman and Sleper, 1995). Η δεύτερη μέθοδος δημιουργίας εμπορικών υβριδίων σιταριού, βασίστηκε στη χρήση χημικών ουσιών γηρεοκτόνων και αποτέλεσε ενδιαφέρον διαφόρων ερευνητών με σκοπό τη δημιουργία εμπορικών υβριδίων σιταριού (Pickett, 1993; Borghi and Perenzin, 1994) Με αυτή τη μέθοδο χρειάζονται μόνο δύο σειρές, αυτή που θα χρησιμοποιηθεί ως μητέρα και θα ψεκαστεί με το χημικό σκεύασμα και η σειρά που θα χρησιμοποιηθεί ως πατέρας (γηρεοδότης). Το μειονέκτημα της μεθόδου είναι ότι το γηρεοκτόνο πρέπει να ψεκαστεί σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή, να μείνει ενεργό για ένα μεγάλο διάστημα και να μην προκαλεί ανεπιθύμητες δράσεις στο φυτό. Συμπερασματικά η δημιουργία εμπορικών υβριδίων στο σιτάρι εγκαταλείφθηκε για δύο κυρίως λόγους: α) Η ετέρωση δεν έδωσε την αύξηση στην απόδοση που παρατηρείται σε σταυρογονιμοποιούμενα είδη όπως το 11

21 καλαμπόκι, καθώς η τυπική ετέρωση (ετέρωση σε σχέση με την καλύτερη καλλιεργούμενη ποικιλία) δεν ξεπέρασε το 10% (Pickett, 1993). β) Το χαμηλό ποσοστό καρπόδεσης καθιστά ασύμφορη τη δημιουργία υβριδισμένου σπόρου (Poehlman and Sleper, 1995). Συνεπώς μέχρι σήμερα η δημιουργία ποικιλιών καθαρών σειρών αποτελεί το στόχο της βελτίωσης του σιταριού. Οι σύγχρονες μέθοδοι βελτίωσης σιταριού βασίζονται στον υβριδισμό δύο καθαρών σειρών για τη δημιουργία γενετικής παραλλακτικότητας (Poehlman and Sleper, 1995). Μία γρήγορη ανασκόπηση δείχνει ότι η βελτιωτές βασίστηκαν στον υβριδισμό και τη γενεαλογική επιλογή από το 1944 μέχρι το 1985, η οποία αντικαταστάθηκε μέχρι τα μέσα του 1990 από την τροποποιημένη γενεαλογική/μαζική μέθοδο (Van Ginkel et al., 2002). Με την τροποποιημένη μέθοδο δημιουργήθηκαν πολλές ποικιλίες σιταριού που καλλιεργούνται παγκοσμίως. Από τα μέσα του 1990 και μετά η τροποποιημένη γενεαλογική/μαζική επιλογή με διάφορες παραλλαγές χρησιμοποιήθηκε από τα μεγαλύτερα ινστιτούτα βελτίωσης σιτηρών (Singh et al., 1998; Van Ginkel et al., 2002) βελτιώνοντας την αξιοποίηση των διαθέσιμων πόρων. Στο ινστιτούτο σιτηρών οι σύγχρονες ποικιλίες δημιουργήθηκαν με την τροποποιημένη γενεαλογική επιλογή στάχυς και γραμμή (Γκόγκας, 2005). Η συγκριτική αξιολόγηση των μεθόδων βελτίωσης και των τροποποιήσεών τους οδηγεί τους βελτιωτές στην αναζήτηση της αποτελεσματικότερης μεθόδου. Οι Knott and Kumar (1975) με πείραμά τους στο εαρινό σιτάρι συνέκριναν τη μέθοδο καταγωγής από μεμονωμένο σπόρο με τη γενεαλογική επιλογή στις πρώτες γενεές και δε βρήκαν διαφορές στην αποτελεσματικότητα των μεθόδων. Οι Ntanos and Roupakias (2001) όταν συνέκριναν την κυψελωτή μέθοδο επιλογής με την τροποποιημένη γενεαλογική μέθοδο φόβη-και-γραμμή σε δύο πληθυσμούς ρυζιού παρατήρησαν ότι τα υλικά που επιλέχτηκαν με την κυψελωτή μέθοδο υπερείχαν έναντι αυτών της γενεαλογικής κατά 1 έως 18% και για τους δύο πληθυσμούς για τέσσερα χαρακτηριστικά που μελετήθηκαν (απόδοση, κρυσταλλότητα κόκκου, μήκος κόκκου και αναλογία μήκους πλάτους). Σίγουρα η βελτίωση του σιταριού αύξησε τις αποδόσεις, γεγονός που μερικοί ερευνητές το αποδίδουν στη δημιουργία γενοτύπων ανθεκτικών στο 12

22 πλάγιασμα (Feil, 1992; Loss and Sidique, 1994; Slafer et al., 1994a), εντούτοις η συνδρομή της υπολογίζεται γύρω στο 50% της συνολικής αύξησης (Slafer et al., 1994b). Αυτή η αύξηση των αποδόσεων στη διάρκεια του 20 ου αιώνα δεν ήταν γραμμική (Slafer et al., 1994a) αλλά μεγαλύτερη στο δεύτερο μισό με τους βελτιωτές να εμφανίζονται πιο αποτελεσματικοί στην αύξηση της απόδοσης του σιταριού από το 1980 και μετά (Austin et al., 1980; Calderini et al., 1999) Χαρακτηριστικά προς βελτίωση Τα προς βελτίωση χαρακτηριστικά μπορούν να διακριθούν σε ποσοτικά και σε ποιοτικά. Ποιοτικά είναι εκείνα τα χαρακτηριστικά των οποίων η έκφραση εξαρτάται από τη δράση ενός μεγάλου αριθμού γονιδίων ή πολυγονιδίων και την αλληλεπίδραση τόσο μεταξύ τους όσο και με το περιβάλλον. Το κάθε γονίδιο συνεισφέρει εν μέρει στην έκφραση του φαινοτύπου, ώστε το ποσοτικό γνώρισμα να παρουσιάζει παραλλακτικότητα (φαινοτυπική), που γίνεται ευκολότερα αντιληπτή σε ομάδες ατόμων ή πληθυσμούς παρά σε ατομικό επίπεδο (Stoskopf, 1999). Στο παρακάτω διάγραμμα φαίνεται η φαινοτυπική κατανομή που ακολουθεί η έκφραση ενός ποσοτικού χαρακτηριστικού. Εικόνα 2.2. Φαινοτυπική κατανομή ποσοτικού χαρακτηριστικού ( προσαρμοσμένο από Fehr, 1987) Η φαινοτυπική παραλλακτικότητα ενός ποσοτικού γνωρίσματος 2 μπορεί να χωριστεί σε τρία συστατικά, στη γενοτυπική παραλλακτικότητα, στην παραλλακτικότητα που οφείλεται στο περιβάλλον (πειραματικό σφάλμα) 2 p g 13

23 2 e και στην παραλλακτικότητα που οφείλεται στην αλληλεπίδραση του γενοτύπου με το περιβάλλον. ηλαδή Η γενοτυπική gxe 2 2 παραλλακτικότητα υποδιαιρείται σε αθροιστική, κυριαρχίας, και p g a e gxe d επιστατικών δράσεων 2 i παραλλακτικότητα. Για το βελτιωτή, η αθροιστική δράση είναι το ζητούμενο, καθώς πρόοδος με επιλογή επιτυγχάνεται μόνο με αθροιστική και όχι με κυρίαρχη δράση γονιδίων (Stoskopf, 1999). Η κληρονόμηση των χαρακτηριστικών χωρίζεται σε δυο διακριτές έννοιες την κληρονομικότητα υπό ευρεία έννοια και την κληρονομικότητα υπό στενή έννοια. Η κληρονομικότητα υπό ευρεία έννοια υπολογίζεται ως το 2 2 πηλίκο της γενετικής προς τη φαινοτυπική παραλλακτικότητα H. Ουσιαστικά εκτιμάται το ποσοστό του φαινότυπου που εκφράζεται από το γενότυπο. Οπότε σε πειράματα επιλογής όσο μεγαλύτερη είναι η κληρονομικότητα υπό ευρεία έννοια τόσο μεγαλύτερη είναι και η έκφραση του γενοτύπου, άρα αυξάνεται και η αποτελεσματικότητα της επιλογής. Ο συντελεστής κληρονομικότητας υπό στενή έννοια εκφράζεται ως το πηλίκο της αθροιστικής παραλλακτικότητας προς τη φαινοτυπική 2 2 παραλλακτικότητα h 2 a p και καθορίζει την πρόοδο με την επιλογή. Ο υπολογισμός της γενετικής παραλλακτικότητας μπορεί να γίνει ευκολότερα και για κάθε γενεά επιλογής σε αντίθεση με την αθροιστική παραλλακτικότητα, η οποία συνήθως προσεγγίζεται με τη γενική συνδυαστική ικανότητα. Εντούτοις ο υπολογισμός της H έχει μεγαλύτερη πρακτική εφαρμογή καθώς εκτιμά ουσιαστικά και την επίδραση του περιβάλλοντος στην έκφραση του φαινότυπου, παράγοντα που καθορίζει και την έκφραση των ποσοτικών χαρακτηριστικών (Bernardo, 2002). Συμπερασματικά, για μελέτη ποσοτικών χαρακτηριστικών απαιτείται μεγάλος αριθμός ατόμων και ποικιλία περιβαλλόντων. Επίσης, ο ρόλος της επίστασης αν και δεν έχει μελετηθεί διεξοδικά δεν μπορεί να παραμεληθεί (Stoskopf, 1999). Η έκφραση των ποιοτικών χαρακτηριστικών εξαρτάται από τη δράση λίγων γονιδίων (συνήθως από 1 3 χωρίς να είναι απόλυτο), τα οποία δεν επηρεάζονται από το περιβάλλον. Τα ποιοτικά γνωρίσματα παρουσιάζουν συνήθως κυρίαρχη ή υποτελή κληρονόμηση. Συνεπώς, εφόσον το περιβάλλον παίζει μικρό ρόλο στην εκδήλωση ποιοτικών γνωρισμάτων, η g p 14

24 παρατήρηση του φαινοτύπου δίνει ασφαλή συμπεράσματα για το γενότυπο, ιδιαίτερα εάν δεν υπάρχουν σχέσεις κυριαρχίας. Παραδείγματα ποιοτικών γνωρισμάτων είναι το χρώμα του σπόρου του σιταριού, νάνοι γενότυποι, γενότυποι που δεν εξαρτώνται από το μήκος της ημέρας (Stoskopf, 1999). Στο παρακάτω διάγραμμα φαίνονται οι διακριτές φαινοτυπικές κλάσεις από την έκφραση ενός ποιοτικού χαρακτηριστικού, που ελέγχεται από ένα γονίδιο. Εικόνα 2.3. Φαινοτυπική κατανομή ποιοτικού χαρακτηριστικού (προσαρμοσμένο από Fehr, 1987) Η βελτίωση με επιλογή για ποιοτικά χαρακτηριστικά είναι ευκολότερη απ ότι για ποσοτικά χαρακτηριστικά. Συγκεκριμένα, σε αυτογονιμοποιούμενα φυτά, η επιλογή για ένα γνώρισμα που ελέγχεται από υποτελές γονίδιο απαιτεί μία γενιά με επιλογή. Σε περίπτωση που το γνώρισμα ελέγχεται από κυρίαρχο γονίδιο, απαιτούνται δύο γενιές για την εξάλειψη του υποτελούς αλληλομόρφου από τον πληθυσμό. Μία γενιά φαινοτυπικής επιλογής για το κυρίαρχο γνώρισμα και μία γενιά απογονικού ελέγχου προκειμένου να γίνει έλεγχος για διασπώμενα ετερόζυγα άτομα (Stoskopf, 1999). Τέλος υπάρχει και μια τρίτη κατηγορία χαρακτηριστικών που παρουσιάζουν και ποιοτική και ποσοτική κληρονόμηση. Η έκφραση αυτών των χαρακτηριστικών ελέγχεται από ένα η λίγα κύρια γονίδια και πλήθος ρυθμιστικών γονιδίων. Ο τύπος της φαινοτυπικής διακύμανσης αυτών των χαρακτηριστικών είναι συνεχής και επηρεάζεται από το περιβάλλον. Στο παρακάτω διάγραμμα παρουσιάζεται η φαινοτυπική κατανομή από τη δράση ενός κύριου γονιδίου και πολλών ρυθμιστικών. 15

25 Εικόνα 2.4. Φαινοτυπική κατανομή ποσοτικού-ποιοτικού χαρακτηριστικού (προσαρμοσμένο από Fehr, 1987) Η βελτίωση σιταριού ως κύριο στόχο έχει την αύξηση της απόδοσης η οποία θα συνοδεύεται από βελτίωση σε δευτερεύοντα αγροκομικά χαρακτηριστικά και ικανοποιητική ποιότητα αλεύρου. Ακολούθως περιγράφονται εν συντομία τα κυριότερα χαρακτηριστικά στα οποία στοχεύει η βελτίωση Απόδοση Η απόδοση είναι ένα σύνθετο ποσοτικό γνώρισμα και αναφέρεται στην ικανότητα του φυτού να παράγει, να μετακινεί και να αποθηκεύει ουσίες στο σπόρο του σιταριού. Αυτή η σύνθετη διαδικασία επηρεάζεται από το γενότυπο, το περιβάλλον και τη μεταξύ τους αλληλεπίδραση. Η αύξηση της απόδοσης αποτελεί πρωταρχικό στόχο στη βελτίωση του σιταριού και ίσως είναι ο πιο δύσκολος. Παράλληλα όμως με την υψηλή απόδοση θα πρέπει να εξασφαλιστεί η σταθερότητα της συμπεριφοράς και η προσαρμοστικότητα. Ο επιλεγμένος γενότυπος, θα πρέπει να δίνει υψηλές αποδόσεις κάθε χρόνο, χωρίς να εκφυλίζεται και να αποδίδει ικανοποιητικά σε ένα ευρύ φάσμα περιβαλλόντων. Ειδικά ως προς την προσαρμογή σε διάφορα περιβάλλοντα, πρέπει να γίνονται εκτεταμένα πειράματα, ώστε να εκτιμηθεί η αλληλεπίδραση γενοτύπου περιβάλλοντος, παράμετρος που επηρεάζει την απόδοση άμεσα και δεδομένου ότι σε μη ευνοϊκά περιβάλλοντα ο συντελεστής κληρονομικότητας μειώνεται. Επιπρόσθετα, θα πρέπει να μπορεί να αξιοποιεί στο έπακρο τις εισροές, ώστε να μεγιστοποιείται η απόδοση (Poehlman και Sleper, 1995). 16

26 Αγροκομικά χαρακτηριστικά Τα κυριότερα αγροκομικά χαρακτηριστικά στα οποία στοχεύει η βελτίωση του σιταριού είναι η αντοχή στο πλάγιασμα και στις ασθένειες και δευτερευόντος η ανθεκτικότητα σε αβιοτικούς παράγοντες όπως η τοξικότητα του αργιλίου και η ξηρασία. Το πλάγιασμα αναφέρεται στο λύγισμα ή το σπάσιμο του στελέχους του σιταριού, προκαλώντας απώλειες στην παραγωγή. Με το πλάγιασμα μειώνεται η φωτοσυνθετική αποτελεσματικότητα λόγω σκίασης, αυξάνεται η πιθανότητα προσβολής από ασθένειες και σε περίπτωση που ο σπόρος έρθει σε επαφή με το έδαφος, μπορεί να βλαστήσει επάνω στο στάχυ. Το πλάγιασμα στο σιτάρι διακρίνεται σε μηχανικό και σε παρασιτικό. Το μηχανικό πλάγιασμα μπορεί να προκληθεί από δυνατό άνεμο ή σφοδρές βροχοπτώσεις και μπορεί να διακριθεί από το γεγονός ότι τα φυτά πλαγιάζουν προς μία κατεύθυνση (πχ. προς την κατεύθυνση που φυσούσε ένας δυνατός άνεμος). Το παρασιτικό πλάγιασμα οφείλεται είτε σε προσβολή από ασθένειες είτε σε έντομα, που καταστρέφουν τις ρίζες το σταυρό ή το βλαστό. ιακρίνεται στο χωράφι από το γεγονός ότι τα φυτά στον αγρό πλαγιάζουν ακανόνιστα. Η βελτίωση για την ανθεκτικότητα στο πλάγιασμα αποσκοπεί σε επιλογή φυτών με εύρωστο ριζικό σύστημα, μικρό ύψος (κοντές ποικιλίες), με καλά ανεπτυγμένο στέλεχος και ανθεκτικά στις προσβολές από ασθένειες και έντομα. Κοντές ποικιλίες δημιουργούνται από την εισαγωγή γονιδίων νανισμού, τα οποία στο σιτάρι συμβολίζονται ως Rht γονίδια. Έχουν αναγνωριστεί περίπου 20 Rht γονίδια στο σιτάρι και προέρχονται κυρίως από ποικιλίες ιαπωνικές. Τα Rht γονίδια, πέραν της μείωσης του ύψους, αυξάνουν την απόδοση λόγω της αύξησης του αδελφώματος και του αριθμού των σπόρων ανά φυτό. Βέβαια αύξηση στην απόδοση συνεπάγεται μείωση στο μέγεθος του σπόρου και την ποσότητα της πρωτεΐνης. Τέλος αναφέρεται ότι ύστερα από ανάλυση μονοσωμικών φυτών, το Rht1 γονίδιο, που προέρχεται από ιαπωνικές ποικιλίες, εντοπίζεται στο χρωμόσωμα 4Α και το Rht2 γονίδιο εντοπίζεται στο χρωμόσωμα 4D. Έτσι με χρωμοσωμική υποκατάσταση (chromosome substitution) μπορούν να μεταφερθούν (Poehlman και Sleper, 1995). Όσον αφορά την ανθεκτικότητα σε παθογόνους παράγοντες, μπορεί να γίνει διαχωρισμός σε κάθετη και οριζόντια ανθεκτικότητα. Η κάθετη 17

27 αναφέρεται σε ανθεκτικότητα που έχει το φυτό σε συγκεκριμένες φυλές παθογόνων και ελέγχεται από συγκεκριμένα γονίδια (ποιοτική κληρονόμηση εύκολη βελτίωση). Το μειονέκτημα αυτού του είδους ανθεκτικότητας είναι ότι αίρεται εύκολα, εάν το παθογόνο μεταλλαχθεί ή το φυτό προσβληθεί από μια άλλη φυλή του παθογόνου. Η οριζόντια αναφέρεται σε ανθεκτικότητα που έχει το φυτό σε πολλές φυλές του παθογόνου και ελέγχεται από την έκφραση πολλών αλληλομόρφων που βρίσκονται σε διαφορετικές γενετικές θέσεις. Αν και πλεονεκτεί έναντι της κάθετης ανθεκτικότητας, η ποσοτική κληρονόμηση την καθιστά βελτιωτικά δύσκολη ως προς τη μεταφορά των επιθυμητών γονιδίων από τον ένα γενότυπο στον άλλο (Fehr, 1987). Τα κυριότερα παθογόνα στα οποία αποσκοπεί ο βελτιωτής σιταριού να αντέχει η ποικιλία του είναι τα ακόλουθα: Σκωριάσεις: α) βλαστού (Puccinia graminis Pers f. sp. Tritici Eriks. & Henn., έχουν βρεθεί 37 γονίδια ανθεκτικότητας) β) φύλλων (P. recomdita Rob. ex Desm. f. sp. trtici, έχουν βρεθεί 34 γονίδια ανθεκτικότητας) γ) γραμμωτή (P. striformis West., έχουν βρεθεί 16 γονίδια ανθεκτικότητας). Αναφέρεται ότι αρκετά γονίδια ανθεκτικότητας στις σκωριάσεις έχουν βρεθεί στους άγριους συγγενείς του καλλιεργούμενου σιταριού. Άνθρακας (Ustilago tritici Pers. Rostr., έχουν βρεθεί 4 γονίδια ανθεκτικότητας). αυλίτης (Tilletia tritici Bjerk Wint., T. levis Kuhn., T. controversa Kuhn., έχουν βρεθεί 10 γονίδια ανθεκτικότητας). Ωίδιο (Erysiphe graminis DC. ex Merat, έχουν βρεθεί 12 γονίδια ανθεκτικότητας). Σεπτορίαση (Septoria tritici και Septoria nodorum). Αναφέρεται ότι η βελτίωση για ανθεκτικότητα στη σεπτορίαση είναι δύσκολη γιατί το χαρακτηριστικό αυτό ακολουθεί ποσοτική κληρονόμηση (Poehlman και Sleper, 1995). Σχετικά με την ανθεκτικότητα στους αβιοτικούς παράγοντες που αναφέρθηκαν παραπάνω η επιλογή γίνεται συνήθως στα περιβάλλοντα στόχους όπως για παράδειγμα σε όξινα εδάφη όπου το Al γίνεται τοξικό(poehlman και Sleper, 1995). Βέβαια κατά τη βελτιωτική διαδικασία προσδιορίζονται και άλλα αγροκομικά χαρακτηριστικά όπως το αδέλφωμα, το 18

28 μήκος του στάχυ ο αριθμός των κόκκων ανά στάχυ, τα οποία όμως αποτελούν συστατικά της απόδοσης. Τέλος η πρωιμότητα αποτελεί σημαντικό βελτιωτικό στόχο καθώς θα καθορίσει την προσαρμοστικότητα σε διάφορα περιβάλλοντα και ειδικά σε ξερικές περιοχές όπου η βιολογική περίοδος διακόπτεται από απότομη ζέστη (Ιούνιος-Ιούλιος) και χαμηλή σχετική υγρασία. Στο βιολογικό κύκλο του σιταριού η έκπτυξη των στάχεων, η άνθιση και η ωρίμανση ελέγχονται από τρεις ομάδες γονιδίων: α) της εαρινοποίησης (Vrn), β) της φωτοπεριόδου (Ppd) και γ) της πρωιμότητας αυτής καθ αυτής (Kosner and Pavkova, 1998). Η έκφραση αυτών των γονιδίων θα καθορίσει σε μεγάλο βαθμό την προσαρμοστικότητα των γενοτύπων σε διάφορες τοποθεσίες (Gororo et al., 2001). Η γενετική παραλλακτικότητα του χαρακτηριστικού ημερομηνία ξεσταχυάσματος εξηγείται κατά 70-75% από τα Vrn γονίδια, κατά 20-25% από τα Ppd γονίδια και μόλις 5% από τα γονίδια πρωιμότητας (Stelmakh, 1998). Στην Ελλάδα βέβαια καλλιεργείται κυρίως ο εαρινός τύπος μαλακού σιταριού που δεν απαιτεί εαρινοποίηση και κάποιες ποικιλίες εναλλακτικού τύπου που αποδίδουν στα υψίπεδα και βόρειες περιοχές της χώρας όπως ο Αχέρων και ο Νέστος (Γκόγκας, 2005). Σε αυτό τον τύπο η φωτοπερίοδος παίζει τον κυρίαρχο ρόλο στην άνθιση. Τα γονίδια Vrn και Ppd καθορίζουν το χρόνο άνθισης στο σιτάρι σε σχέση με τη θερμοκρασία και τη διάρκεια της ημέρας ενώ τα γονίδια της πρωιμότητας ελέγχουν την άνθιση ανεξάρτητα από τις περιβαλλοντικές συνθήκες (Worland, 1996). Αυτά τα γονίδια ακολουθούν ποιοτική κληρονόμηση και η δράση τους μπορεί να καθοριστεί όταν απουσιάζει η δράση των δύο άλλων ομάδων γονιδίων (Vrn και Ppd) (Kato and Wada, 1999). Οι πρώιμες ποικιλίες, καθώς ωριμάζουν γρήγορα, επιτρέπουν να συγκομισθεί η καλλιέργεια νωρίς, αποφεύγοντας τυχόν απώλειες από υψηλές θερμοκρασίες, ξηρασία και προσβολή από ασθένειες. Επιπλέον οι πρώιμες ποικιλίες επιτρέπουν την εγκατάσταση δεύτερης καλλιέργειας σε σύστημα αμειψισποράς. Ωστόσο σε περίπτωση που ωριμάσουν πολύ νωρίς δίνουν χαμηλή παραγωγή. Ο μικρός βιολογικός κύκλος σημαίνει ότι το φυτό έχει λίγο χρόνο να αδελφώσει, να ανθίσει και να γεμίσει το σπόρο (Poehlman και Sleper, 1995). 19

29 Ποιότητα Η ποιότητα του τελικού προϊόντος είναι εκείνη η παράμετρος που θα καθορίσει την εμπορευσιμότητά του δεδομένου ότι στο μαλακό σιτάρι το αλεύρι χρησιμοποιείται στην αρτοποιεία. Τα βασικότερα χαρακτηριστικά ποιότητας είναι το βάρος 1000 κόκκων, η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη, η περιεκτικότητα σε γλουτένη και η ποιότητα της γλουτένης και η τέφρα όπως περιγράφονται ακολούθως: Βάρος 1000 κόκκων: Το βάρος των χιλίων κόκκων είναι ένα χαρακτηριστικό που αποτελεί κριτήριο της ποιότητας και της εμπορικής αξίας του σιταριού. Όσο μεγαλύτερο είναι το βάρος των χιλίων κόκκων τόσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση του σιταριού σε αλεύρι. Εξαρτάται από την ποικιλία, τις εδαφοκλιματικές συνθήκες και το βαθμό ωρίμανσης του σιταριού. Οι μικρόκαρπες ποικιλίες έχουν μικρότερο βάρος χιλίων κόκκων από τις μεγαλόκαρπες με καλά ανεπτυγμένους σπόρους. Τέλος ώριμοι κόκκοι, μεστωμένοι, έχουν μεγαλύτερο βάρος χιλίων κόκκων (Γρεβενιώτη, 1982). Πρωτεΐνη: Τα σιτηρά έχουν πρωτεΐνη από 6% έως 30% ανάλογα με το γένος, το είδος, την ποικιλία και τις συνθήκες καλλιέργειας (κλίμα, έδαφος, λίπανση). Οι εμπορικές ποικιλίες σιταριού περιέχουν πρωτεΐνη από 8% έως 16%. Η κάθε ποικιλία όμως παρουσιάζει διακύμανση στην περιεκτικότητα, λόγω των συνθηκών καλλιέργειας, στις οποίες περιλαμβάνονται και οι κλιματικές διακυμάνσεις (για συγκεκριμένη περιοχή) από χρόνο σε χρόνο (πχ βροχές ή ξηρασία, χιόνι, κατανομή βροχοπτώσεων την άνοιξη) (Κεφαλάς, 2006). Οι διαφορές στο πρωτεϊνικό περιεχόμενο που εμφανίζονται ανάλογα με το γένος, το είδος και την ποικιλία οφείλονται σε γενετικούς παράγοντες. Οι διαφορές που εμφανίζονται ανάλογα με τις συνθήκες καλλιέργειας, οφείλονται στο ότι κατά τη διάρκεια σχηματισμού του κόκκου πρώτα αρχίζει να συντίθεται η πρωτεΐνη, ενώ το άμυλο συντίθεται λίγο αργότερα και εξακολουθεί να αποτίθεται και κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης, κατά την οποία η σύνθεση της πρωτεΐνης επιβραδύνεται σημαντικά. Η πρωτεΐνη κατά κάποιο τρόπο είναι το υλικό που θα υποδεχτεί και θα συγκρατήσει τους αμυλόκοκκους μέσα στον κόκκο του σιταριού. Έδαφος πλούσιο σε άζωτο δίνει τη δυνατότητα στο φυτό να παράγει επαρκή ποσότητα πρωτεΐνης και το αντίστροφο δεδομένου ότι θα υπάρχει επαρκείς υγρασία (Bhullar and Jenner, 1985; Wardlaw and Wrigley, 20

30 1994; Daniel and Triboϊ, 2000). Συνεπώς σε περίπτωση ξηρασίας κατά την περίοδο της ωρίμανσης, το μεγαλύτερο μέρος της πρωτεΐνης θα έχει σχηματιστεί και απλά θα επιβραδυνθεί κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου. Επειδή όμως η απόθεση του αμύλου γίνεται αυτή κυρίως την περίοδο, η ποσότητά του θα είναι σημαντικά μικρότερη από τη γενετικώς προκαθορισμένη (για ιδανικές συνθήκες), ενώ η ποσότητα της πρωτεΐνης θα είναι απλώς μικρότερη (Κεφαλάς, 2006). Όσον αφορά την κληρονόμηση της περιεκτικότητας σε πρωτεΐνη, είναι ένα χαρακτηριστικό που επηρεάζεται από την αλληλεπίδραση γενοτύπου περιβάλλοντος (GxE), καθιστώντας το ποσοτικό (Robert et al., 2001). Μάλιστα, υπάρχει αρνητική συσχέτιση μεταξύ της απόδοσης και της περιεκτικότητας σε πρωτεΐνη, αλλά δεν έχει διευκρινιστεί εάν οφείλεται σε στενή γενετική σχέση των δύο χαρακτηριστικών ή σε διαφορετική επίδραση του περιβάλλοντος σε αυτά (Groos et al., 2003). Τα γενετικά συστατικά της περιεκτικότητας σε πρωτεΐνη έχουν μελετηθεί στο μαλακό σιτάρι από πολλούς ερευνητές (Joppa et al., 1997; Prasad et al., 1999; Perretant et al., 2000; Zanetti et al., 2001). Από τους παραπάνω ερευνητές τα σημαντικότερα ευρήματα αναφέρονται από τους Joppa et al (1997), ο οποίος εντόπισε στο χρωμόσωμα 6Β ένα QTL, που εξηγούσε το 66% της φαινοτυπικής παραλλακτικότητας του εν λόγω χαρακτηριστικού. Γλουτένη: Η γλουτένη είναι η σημαντικότερη πρωτεΐνη του σιταριού, καθώς προσδίδει συνεκτικότητα και ελαστικότητα στο ζυμάρι. Οι παραπάνω ιδιότητες καθιστούν το ζυμάρι εύπλαστο, το οποίο κατά το ψήσιμο διογκώνεται και εκτείνεται προς τις τρεις διαστάσεις κάτω από την πίεση του παραγόμενου μέσα στη μάζα του CO 2. Η γλουτένη αποτελεί περίπου το 80% της πρωτεΐνης του σιταριού και αποτελείται από δύο κλάσματα: τη γλοιαδίνη και τη γλουτενίνη. Στις πρωτεΐνες της γλοιαδίνης και ειδικότερα σε εκείνες που περιέχουν θείο, οφείλεται η ελαστικότητα της γλουτένης. Στη λιγότερο διαλυτή γλουτενίνη και ειδικότερα στις υπομονάδες της γλουτενίνης με μεγάλο μοριακό βάρος οφείλεται η αντίσταση που προβάλει η γλουτένη όταν εκτείνεται (Κεφαλάς, 2006). Η ποιότητα και η ποσότητα της γλουτένης μπορεί να προσδιοριστεί με την τιμή καθίζησης. Με την εν λόγω μέθοδο εκτιμάται η δύναμη της γλουτένης και μπορεί επίσης να διαπιστωθεί εάν το σιτάρι από το οποίο προέρχεται το αλεύρι έχει προσβληθεί από πεντατομίτη. Η μέθοδος αυτή βασίζεται στην 21

31 ενυδάτωση της πρωτεΐνης μέσα σε έγχρωμο διάλυμα (κυανούν μεθυλενίου), για να διακρίνεται καλύτερα το ίζημα που θα δημιουργηθεί. Κατόπιν καταβυθίζεται με διάλυμα γαλακτικού οξέος. Όσο περισσότερη και καλύτερη είναι η γλουτένη τόσο το ίζημα θα είναι περισσότερο (Κεφαλάς, 2006). Τέφρα: Τέφρα μιας ουσίας ονομάζεται το υπόλευκο υπόλειμμα που απομένει ύστερα από την τέλεια καύση όλων των οργανικών συστατικών της. Το υπόλειμμα που προκύπτει αποτελείται από τα προϊόντα θερμικής διάσπασης των ανόργανων αλάτων που βρίσκονται στην ουσία. Στο αλεύρι, αυτά τα άλατα είναι όξινα φωσφορικά άλατα του καλίου και του μαγνησίου, μικρά ποσά φωσφορικών και χλωριούχων αλάτων του νατρίου και του ασβεστίου, ίχνη θειικών αλάτων και ίχνη αλάτων αργιλίου και σιδήρου. Τα άλατα αυτά με τη θερμότητα του κλιβάνου, μετατρέπονται στα αντίστοιχα οξείδια: K 2 O, CaO, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, P 2 O 5 και ίχνη οξειδίων άλλων στοιχείων. Η τέφρα στα άλευρα του σίτου δίνει πληροφορίες για το από ποια μέρη του κόκκου προέρχεται το αλεύρι που εξετάζεται. Στην παρακάτω εικόνα απεικονίζεται η σχέση μεταξύ τραβήγματος και τέφρας του αλεύρου. Εικόνα 2.5. Σχέση ποσοστού τέφρας και τραβήγματος (Κεφαλάς, 2006) Χαμηλό τράβηγμα συνεπάγεται αλεύρι από το κέντρο του ενδοσπερμίου. 22

32 2.3. Επιλογή γονέων Το πρώτο βασικό στάδιο στη βελτίωση του σιταριού είναι η επιλογή κατάλληλων γονέων, η διασταύρωση των οποίων μπορεί να δώσει και απογόνους που θα συγκεντρώνουν επιθυμητά χαρακτηριστικά, βάσει των στόχων του εκάστοτε βελτιωτικού προγράμματος. Σύμφωνα με τους Thurling and Ratinam (1987), οι γονείς που επιλέγονται θα πρέπει να έχουν τέτοια χαρακτηριστικά, ώστε οι αδυναμίες του ενός να αντισταθμίζονται από τον άλλο γονέα και αντίστροφα. Πρακτικά μια άποψη που χρησιμοποιήθηκε από βελτιωτές υποστηρίζει ότι η διασταύρωση πρέπει να περιλαμβάνει δύο καλούς γονείς (good x good) (Bernardo, 2002). ιάφορες απόψεις έχουν διαμορφωθεί σχετικά με την επιλογή των κατάλληλων γενοτύπων που θα χρησιμοποιηθούν ως γονείς. Ο Knott (1965) υποστήριξε ότι οι γονείς θα πρέπει να είναι υψηλοαποδοτικές ποικιλίες ενώ σύμφωνα με τη Γουλή (1984), ιδανικοί γονείς θεωρούνται αυτοί που συμβάλλουν στην ετερωτική, όσο και στην ομοζυγωτική ευρωστία. Τέτοιοι γονείς δίνουν διασταυρώσεις που παρουσιάζουν θετική ετέρωση και απογόνους με αυξημένη αποδοτικότητα ύστερα από αυτογονιμοποίηση. Ομοίως οι Gouli and Koutsika (1999) χρησιμοποίησαν ως κριτήριο επιλογής του γονέα Μύκονος το γεγονός ότι είναι υψηλοαποδοτική ποικιλία και προσαρμοσμένη στο κλίμα της Ελλάδας. Η προσαρμοστικότητα των ποικιλιών σε περιβάλλοντα αβιοτικών καταπονήσεων είναι μια παράμετρος όπου η επιλογή παραδοσιακών ποικιλιών ως γονείς για διασταύρωση με σύγχρονες ποικιλίες μπορεί να δώσει διεξόδους (Koutsika-Sotiriou et al, 2013). Ειδικά όταν ο βελτιωτικός στόχος αφορά περιοχές-περιβάλλοντα λιγότερο προνομιούχα, η εισαγωγή ενός γονέα σε μια ομάδα διασταυρώσεων με ειδική προσαρμοστική ικανότητα και κάποια γενωμική πλαστικότητα ως προς την έκφραση των μορφοφυσιολογικών και αγρονομικών χαρακτηριστικών, είναι η ακολουθούμενη πρακτική (Ceccarelli et al., 1987). Εφόσον ο στόχος του βελτιωτικού προγράμματος αφορά τέτοιου είδους περιβάλλοντα τότε πέραν των γονέων και η επιλογή στις διασπώμενες γενεές θα πρέπει να γίνεται σε αυτά (Ceccarelli, 1989). Γενικά η προσαρμοστικότητα των γονέων στο εκάστοτε περιβάλλον αποτελεί βασικό παράγοντα επιλογής, καθώς οι καλύτερα προσαρμοσμένοι γονείς δημιουργούν τις υψηλοαποδοτικότερες 23

33 διασταυρώσεις (Grafius and Adams, 1960). Γι αυτό το λόγο σε διασταυρώσεις προτιμώνται επίλεκτες καθαρές σειρές παρά εξωτικό γενετικό υλικό ή τοπικές εγχώριες ποικιλίες ή νέες καθαρές σειρές (Bernardo, 2002). Βέβαια η διασταύρωση επίλεκτων ποικιλιών ως γονείς έχει περισσότερες πιθανότητες να δώσει υψηλοαποδοτικές σειρές και σε συντομότερο χρονικό διάστημα απ ότι διασταυρώσεις γονέων που παρουσιάζουν μεγάλη γενετική παραλλακτικότητα (πχ παραδοσιακές ποικιλίες) (Baker, 1981). Όμως η συνεχής χρησιμοποίηση λίγων επίλεκτων καθαρών σειρών στενεύει τη συνολική γενετική παραλλακτικότητα (φαινόμενο χοάνης) με αποτέλεσμα την επαναχρησιμοποίηση ανακύκλωση του διαθέσιμου γενετικού υλικού. Συγκεκριμένα ο Σταυρόπουλος (1998) αναφέρει πως για πολλές καλλιέργειες δεν χρησιμοποιείται στη βελτίωση περισσότερο από το 5-10% της διαθέσιμης παραλλακτικότητας. Ένα κλασικό παράδειγμα της γενετικής διάβρωσης στο σιτάρι αποτελεί η χρήση νάνων ποικιλιών οι οποίες αντικατέστησαν και εκτόπισαν τις παραδοσιακές ποικιλίες από τα βελτιωτικά προγράμματα (Skovmand et al., 2002; Στην ουσία τόσο η επιλογή νάνων ποικιλιών όσο και η εντατικοποίηση της καλλιέργειας του σιταριού, προκειμένου να καλυφθούν οι διατροφικές ανάγκες παγκοσμίως, έχει ως αποτέλεσμα οι μοντέρνες ποικιλίες να αποδίδουν ικανοποιητικά μόνο σε περιβάλλοντα υψηλών εισροών ενώ λόγο της γενετικής τους ομοιομορφίας υστερούν σε περιβάλλοντα αβιοτικών καταπονήσεων, όπως για παράδειγμα στην αυξημένη συγκέντρωση όζοντος (O 3 ) που επιδρά περισσότερο αρνητικά στις νέες ποικιλίες απ ότι στις παλαιότερες (Velissariou et al., 1992a; Gimeno et al., 1994; Katsoulis and Tsangaris, 1994). Στη βελτίωση του μαλακού σιταριού πέρα από την απόδοση πολύ βασικό στόχο αποτελεί και η ποιότητα του τελικού προϊόντος, παράμετρος που θα καθορίσει την εμπορευσιμότητά του (Wall, 1979). Η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη και ειδικότερα σε γλουτένίνη, θα καθορίσει τη δύναμη ελαστικότητα της ζύμης (Κεφαλάς, 2006). Οι μεγάλου μοριακού βάρους υπομονάδες της γλουτενίνης κωδικοποιούνται από την περιοχή Glu-1 στους μακρύς βραχίονες των 1Α, 1Β, και 1D χρωμοσωμάτων προσδίδοντας την ελαστικότητα στη ζύμη (Payne et al., 1984). Ορισμένες ποικιλίες μαλακού σιταριού φέρουν τη μετατόπιση της σίκαλης 1BL1RS, όπου ο κοντός 24

34 βραχίονας του χρωμοσώματος 1Β του σιταριού έχει αντικατασταθεί από τον κοντό βραχίονα του χρωμοσώματος 1R της σίκαλης (Nishio et al., 2007). Η μετατόπιση της σίκαλης προσδίδει επιθυμητά αγρονομικά χαρακτηριστικά όπως ανθεκτικότητα σε ωίδιο (Erysiphe graminis DC. Ex Marat f.sp. tritici), ανθεκτικότητα στη σκωρίαση του βλαστού (Puccinia graminis Pers f.sp. tritici), ανθεκτικότητα στη σκωρίαση των φύλλων (Puccinia recondite Rob. ex Desm. f.sp. tritici), ανθεκτικότητα στη γραμμωτή σκωρίαση (Puccinia striiformis West), υψηλό δυναμικό απόδοσης (Moonen and Zeven 1984; Carver and Rayburn 1994; Villareal et al., 1995). Μάλιστα σύμφωνα με τους Carver and Rayburn (1994) και Moreno Sevilla et al. (1995a,b), η ύπαρξη της μετατόπισης 1BL1RS είχε σαν αποτέλεσμα υψηλότερη απόδοση, μεγαλύτερο βάρος κόκκων και περισσότερη υπέργεια βιομάζα. Σύμφωνα με τους Kim et al. (2004), η μετατόπιση της σίκαλης στο σιτάρι μπορεί να αυξήσει την απόδοση, αλλά εξαρτάται από την πηγή από την οποία προήλθε το τμήμα 1RS ενώ μπορεί να έχει αντίκτυπο και στην ποιότητα. Συγκεκριμένα οι Payne et al. (1979) ήταν οi πρώτοi που παρατήρησαν ότι οι μεγάλου μοριακού βάρους υπομονάδες 5+10 της γλουτενίνης κωδικοποιούνται από την περιοχή Glu-D1 (Glu-D1d αλληλόμορφο) και βρίσκονται σε υψηλής ποιότητας μαλακά σιτάρια. Σε αντίθεση, το αλληλόμορφο Glu-D1a κωδικοποιεί τις υπομονάδες 2+12 και βρίσκεται σε χαμηλότερης ποιότητας σιτάρια. Πολλοί όμως ερευνητές αναφέρουν ότι η παρουσία της μετατόπισης της σίκαλης προσδίδει κολλώδη υφή στη ζύμη και μικρή διόγκωση (φούσκωμα) στο ψωμί, δηλαδή πτώση της ποιότητας του αλεύρου (Dhaliwal et al., 1987, Dhaliwal and McRitchie 1990; Lee et al., 1995). Μάλιστα σε σιτάρια που έχουν την 1BL1RS μετατόπιση παρατηρείται αύξηση των μονομερών πρωτεϊνών (σεκαλίνες που κωδικοποιούνται από γονίδια που βρίσκονται στον 1RS βραχίονα) και ταυτόχρονη μείωση της συγκέντρωσης της γλουτενίνης (έλλειψη μικρού μοριακού βάρους υπομονάδων που κωδικοποιούνται από γονίδια που βρίσκονται στον 1BS βραχίονα) με αρνητικά αποτελέσματα ως προς την ποιότητα αλεύρου (Graybosch et al., 1990; Lee et al., 1995). Όμως σύμφωνα με τους Martin et al. (2001), η αντικατάσταση του αλληλομόρφου Glu-D1a από το αλληλόμορφο Glu-D1d θα επέτρεπε επιλογή σειρών που φέρουν τη μετατόπιση 1BL1RS, αλλά με ουσιώδη βελτίωση στις ιδιότητες της ζύμης. Μάλιστα αποτελέσματα 25

35 των Nishio et al., (2007) δείχνουν ότι 1BL1RS F 4 σειρές είχαν μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη απ ότι αντίστοιχες 1Β σειρές. Επιπρόσθετα, ο ίδιος ερευνητής προτείνει τη χρήση της μεθόδου SDS (Sodium Dodecyl Sulfate C 12 H 25 SO 4 Na) για τον προσδιορισμό της τιμής καθίζησης, καθώς μπορεί να διαχωρίσει με αποτελεσματικότητα τα υπό μελέτη υλικά, ως προς την ποιότητα του αλεύρου. Συνεπώς σε ένα βελτιωτικό πρόγραμμα μαλακού σιταριού που στόχος είναι και η βελτίωση της ποιότητας, η χρήση γονέων που έχουν την 1BL1RS μετατόπιση δεν απορρίπτεται. Βέβαια όπως υποστηρίζουν οι Carver and Rayburn (1994) θα πρέπει ανάμεσα στους γονείς που θα διασταυρωθούν, να υπάρχουν και γονείς με «δυνατή» γλουτένη και υψηλή τιμή καθίζησης, για να διασταυρωθούν με γονείς που έχουν την 1BL1RS μετατόπιση. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι επιλογής γονέων που έχουν αναγνωρισθεί και συγκριθεί στο μαλακό σιτάρι όπως αναφέρεται από τον Bhatt (1973). Συγκεντρωτικά οι βασικότερες μεθοδολογίες επιλογής γονέων μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες όπως παρουσιάζονται ακολούθως (Stoskopf et al., 1999): Ι) Μέθοδοι που δεν περιλαμβάνουν απογονικό έλεγχο Σε αυτή την κατηγορία, οι μεθοδολογίες επιλογής γονέων βασίζονται σε χαρακτηριστικά των γονέων αυτών καθ αυτών και δεν λαμβάνεται υπόψιν το προϊόν της διασταύρωσης (δηλαδή η F1 και F2 γενεά). Οι κυριότερες είναι η συμβατική μέθοδος, η τυχαία επιλογή, η ανάλυση των συστατικών, μέση συμπεριφορά των γονέων και η οικογεωγραφική απόσταση (Stoskopf et al., 1999). Στη συμβατική μέθοδο ο ένας γονέας είναι μία υψηλοαποδοτική ποικιλία προσαρμοσμένη στα περιβάλλοντα-στόχους που πρόκειται να καλλιεργηθεί η νέα ποικιλία και η οποία ταυτόχρονα έχει όσο το δυνατόν λιγότερα μειονεκτήματα για τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά. Ο δεύτερος γονέας επιλέγεται έτσι ώστε να συμπληρώνει τα ελαττώματα του πρώτου γονέα με τον καλύτερο δυνατό τρόπο και ταυτόχρονα ο ίδιος να έχει όσο το δυνατόν λιγότερα επιζήμια χαρακτηριστικά. Η εμπειρία του βελτιωτή είναι καθοριστική, καθώς σειρές ή ποικιλίες που έχουν δώσει πετυχημένα αποτελέσματα σε προηγούμενα προγράμματα βελτίωσης αυξάνουν τις πιθανότητες επιτυχίας 26

36 ενός βελτιωτικού προγράμματος (Stoskopf et al., 1999). Σε περίπτωση που ο χρόνος εκκίνησης ενός βελτιωτικού προγράμματος πιέζει το βελτιωτή τότε η επιλογή γονέων γίνεται τυχαία, χωρίς να υπάρχουν πληροφορίες από πειραματικά δεδομένα στα περιβάλλοντα στόχους. Βέβαια στην τυχαία επιλογή υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να επιλεγούν και ακατάλληλοι γονείς για διασταυρώσεις (Stoskopf et al., 1999). Οι Grafius et al., (1976) πρότειναν την ανάλυση συστατικών για την επιλογή γονέων. Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή ο κάθε γονέας αξιολογείται για την παραλλακτικότητα που παρουσιάζει στα συστατικά της απόδοσης δηλαδή στον αριθμό αδελφιών, στον αριθμό σπόρων ανά στάχυ και στο βάρος των σπόρων, το καθένα από τα οποία θεωρείται ένα διάνυσμα (vector). Η επιλογή των γονέων γίνεται με γνώμονα την αλληλοσυμπλήρωση τους για τα συστατικά της απόδοσης με τελικό στόχο την αύξηση της. Οι Grafius et al. (1976) χρησιμοποίησαν τη μέθοδο αυτή για την επιλογή γονέων σε διασταυρώσεις κριθαριού και επιλέγοντας γονείς με υψηλή απόδοση οι οποίοι διέφεραν για τα συστατικά της απόδοσης, κατάφεραν να έχουν θετικά αποτελέσματα καθώς ο μέσος όρος όλων των απογόνων υπέρβαινε το μέσο όρο των γονέων. Μια βιομετρική προσέγγιση για την επιλογή γονέων παρουσιάζεται από τους Schnell and Utz (1975) οι οποίοι εισάγουν την έννοια της «χρησιμότηταςαξίας» των διασταυρώσεων (usefulness). Συγκεκριμένα στο σιτάρι χρησιμοποιώντας τη μέση συμπεριφορά των γονέων μπορεί να προβλεφθεί η αξία των διασταυρώσεων για χαρακτηριστικά όπως η απόδοση, το ύψος ωρίμανσης, η ημερομηνία ξεσταχυάσματος, το πλάγιασμα και το βάρος των σπόρων (Utz et al., 2001). Παρόμοια αποτελέσματα με υψηλή συσχέτιση (0,73 rp 0,78) μεταξύ της απόδοσης των γονέων και της απόδοσης των διασταυρώσεων στο σιτάρι βρήκαν ο Lupton (1961) και οι Busch et al. (1974). Μάλιστα οι Utz and Schnell (1979) επισήμαναν ότι όσο μεγαλύτερη είναι η συσχέτιση της απόδοσης των γονέων και της απόδοσης των διασταυρώσεων, μικραίνει ο αριθμός των διασταυρώσεων που θα επιλεχθούν για τη συνέχεια ενός βελτιωτικού προγράμματος. Ωστόσο, οι Thurling and Ratinam (1987) χρησιμοποιώντας ως κριτήρια πρόβλεψης την απόδοση των γονέων, τη γενική συνδυαστική ικανότητα με βάση την απόδοση των F1 και των γονέων και τη συχνότητα των φυτών που υπερέχουν στην F2 γενεά, κατέληξαν στο 27

37 ότι η πολυπλοκότητα της απόδοσης από φυσιολογική και γενετική πλευρά, καθιστά ανεπαρκή από μόνη της την απόδοση των γονέων για την πρόβλεψη του παραγωγικού δυναμικού των διασταυρώσεων. Βέβαια, αποτελούν βάση για την αρχική επιλογή των υποψήφιων ποικιλιών-γονέων, και τον εντοπισμό μιας υψηλοαποδοτικής σειράς η οποία θα διασταυρωθεί με έναν αριθμό γενετικά διαφορετικών σειρών για τη δημιουργία F2 πληθυσμών που θα υποβληθούν στην τελική φάση αξιολόγησης (Thurling and Ratinam, 1987). Οι Schut et al. (1998) αναφέρουν ότι η απόδοση των γονέων σε πυκνή σπορά ακόμα και όταν αυτοί αξιολογούνται σε ένα ευρύ φάσμα περιβαλλόντων, δεν μπορεί να συντελέσει στην πρόβλεψη της απόδοσης των πληθυσμών των διασταυρώσεων. Τέλος, οι Fowler and Heyne (1955) συμπέραναν ότι η απόδοση των γονέων σε συνθήκες πυκνής σποράς δεν είχε καμία αξία για την πρόβλεψη της απόδοση επιλογών σιταριού στην F3, F4 και F5 γενεά. Η μέθοδος που βασίζεται στην οικογεωγραφική απόσταση, θεωρεί ότι η γεωγραφική απόσταση των γονέων μεταφράζεται και σε γενετική απόσταση. Γίνεται λοιπόν επιλογή υψηλοαποδοτικών γονέων που απέχουν όσο το δυνατόν περισσότερο γεωγραφικά (Stoskopf et al., 1999). Ομοίως και άλλοι ερευνητές (Simmonds 1979; Gouli and Koutsika 1999) χρησιμοποίησαν τη διαφορετική καταγωγή των υπό διασταύρωση γονέων, γιατί τα γνωρίσματα ελέγχονται από διαφορετικές ομάδες γονιδίων, που συμπληρώνουν η μία την άλλη. Αντιθέτως οι Kotzamanidis et al., (2008) αναφέρουν ότι διασταυρώσεις σκληρού σιταριού των οποίων οι γονείς βρίσκονταν γενετικά κοντά ήταν υψηλοαποδοτικές στις διασπώμενες γενεές συγκριτικά με αυτές που προήλθαν από γενετικά απομακρυσμένους γονείς (όταν η μέτρηση της απόστασης βασίστηκε σε μοριακούς δείκτες). ΙΙ) Μέθοδοι που περιλαμβάνουν απογονικό έλεγχο Σε αυτή την ομάδα, οι μεθοδολογίες επιλογής βασίζονται σε στοιχεία των πρώτων γενεών διασταύρωσης (F1, F2). Τα συγκριτικά στοιχεία από τις F1 και F2 σε ένα βελτιωτικό πρόγραμμα μπορεί να καθορίσουν εκείνους τους γονείς που έχουν τη μεγαλύτερη πιθανότητα να δώσουν υψηλοαποδοτικές σειρές. Οι δύο βασικότερες μεθοδολογίες αυτής της κατηγορίας είναι η αξιολόγηση πρώτων γενεών και η διαλληλική ανάλυση (Stoskopf et al., 1999). 28

38 Η αξιολόγηση των πρώτων γενεών βασίζεται στη απόδοση της F1 και της F2 γενεάς. Η ετερωτικές F1 σε σχέση με τον καλύτερο γονέα μπορούν να αποτελέσουν υποσχόμενο υλικό για επιλογή στην F2 και σε μετέπειτα γενεές (Stoskopf et al., 1999). Μάλιστα ο Knott (1965) στο σιτάρι βρήκε σημαντική θετική συσχέτιση μεταξύ της απόδοσης της F1 γενεάς και των μέσων αποδόσεων των γονέων από τους οποίους προήλθαν. Ωστόσο, λόγω της ετεροζυγωτίας της F1 γενεάς είναι προτιμότερο να λαμβάνεται υπ όψιν και η απόδοση της F2 γενεάς. ιασταύρωση με καλό δυναμικό επιλογής θεωρείται αυτή που η F2 της έχει υψηλή απόδοση και μεγάλη παραλλακτικότητα ή εύρος γιατί δίνει τη δυνατότητα της επιλογής σειρών για ένα ή πολλαπλά γνωρίσματα (Stoskopf et al., 1999). Ο Fasoulas (1978) αναφέρει ότι καλύτεροι γονείς είναι αυτοί που συμβάλλουν στην ετερωτική ευρωστία στην F1 γενεά και μικρότερο εκφυλισμό στην F2 γενεά. Ο Nass (1979) προτείνει για την αξιολόγηση των γονέων να συνεκτιμάται η μέση απόδοσή τους σε συνδυασμό με την αξιολόγηση της απόδοσης στην F1 και F2 γενεά. Αυτή η πρακτική δυνητικά θα μπορούσε να πλαισιώσει μια σειρά πειραμάτων συνεχούς αξιολόγησης, με σκοπό τη διατήρηση των σταθερά υψηλοαποδοτικών διασταυρώσεων σε ένα βελτιωτικό πρόγραμμα. Προκειμένου να μειωθεί η εργασία και το κόστος αξιολόγησης ορισμένοι ερευνητές προτείνουν η επιλογή να γίνεται στην F3 γενεά βασιζόμενοι στο μέσο όρο της απόδοσης των F3 σειρών που υπερέχουν πχ από την απόδοση του καλύτερου γονέα (Jinks and Pooni, 1976). Γενικά η μεσογονική τιμή, η αξιολόγηση της F1 γενεάς και η αξιολόγηση της F2 γενεάς αποτελούν βασικές παραμέτρους στην επιλογή γονέων (Nass, 1979). Η διαλληλική ανάλυση σε προγράμματα βελτίωσης σιταριού έχει χρησιμοποιηθεί από πολλούς ερευνητές στην αξιολόγηση γονέων (Jinks 1954; Griffing 1956; Whitehouse et al., 1958; Lupton 1965). Από ένα πλήθος n γονέων το διαλληλικό σχέδιο περιλαμβάνει όλους τους πιθανούς συνδυασμούς διασταυρώσεων μεταξύ τους και μπορεί να περιλαμβάνει και τους γονείς (Jinks and Hayman, 1953). Υπάρχουν πολλές μεθοδολογίες για την ανάλυση των διαλληλικών σχεδίων, οι τέσσερις βασικότερες είναι: 1) η ανάλυση της γενικής και της ειδικής συνδυαστικής ικανότητας, που συχνά αναφέρεται και ως μέθοδος του Griffing (1956b), 2) Η ανάλυση της παραλλακτικότητας και συμπαραλλακτικότητας που συχνά αναφέρεται ως η 29

39 ανάλυση των Hayman and Jinks' (Hayman, 1954a; b; Jinks, 1954; 1956), 3) η ανάλυση των αθροιστικών και κυρίαρχων επιδράσεων, που συχνά αναφέρεται και ως η ανάλυση των Gardner and Eberhart's (Gardner and Eberhart, 1966) και 4) η μερικώς διαλληλική (Gilbert, 1958; Kempthorne and Curnow, 1961). Η ανάλυση που πρότεινε ο Griffing (1956b) είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος (Gomaa et al., 1982; Williams and Windham, 1988; Krueger et al., 1989) και περιλαμβάνει τέσσερις μεθόδους διασταύρωσης: 1) Μέθοδος Ι: Πλήρες διαλληλικό σχέδιο. Περιλαμβάνει τους γονείς, την F1 γενεά (μαζί με τις αμοιβαίες διασταυρώσεις) και ο αριθμός των γενοτύπων είναι n 2. 2) Μέθοδος ΙΙ: Ημί-διαλληλικό σχέδιο. Περιλαμβάνει τους γονείς και την F1 γενεά (χωρίς τις αμοιβαίες διασταυρώσεις) και ο αριθμός των γενοτύπων είναι [n (n+1)]/2 3) Μέθοδος ΙIΙ. Περιλαμβάνει την F1 γενεά (με τις αμοιβαίες διασταυρώσεις) και ο αριθμός των γενοτύπων είναι n 2 -n. 4) Μέθοδος ΙV. Περιλαμβάνει την F1 γενεά (χωρίς τις αμοιβαίες διασταυρώσεις) και ο αριθμός των γενοτύπων είναι [n (n-1)]/2. Η διαλληλική ανάλυση μπορεί να παρέχει στο βελτιωτή χρήσιμες πληροφορίες για την επιλογή των γονέων και κατ επέκταση και των διασταυρώσεών τους (Bhullar et al., 1979; Nienhuis and Singh, 1986) αλλά μειονεκτεί ως προς την πολυπλοκότητα και το μεγάλο αριθμό των διασταυρώσεων που χρειάζονται να γίνουν σε πλήρη διαλληλικά σετ. Βέβαια η ανάλυση μπορεί να γίνει χωρίς να υπάρχουν όλες οι διασταυρώσεις (μονόπλευρα) και χαρακτηρίζεται ως εν μέρει διαλληλικό δίνοντας χρήσιμα συμπεράσματα (Kempthorne and Curnow, 1961). Όλες οι μέθοδοι επιλογής γονέων έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, όμως όταν η επιλογή γονέων βασίζεται και στις πρώτες γενεές σίγουρα δίνει πολύτιμες πληροφορίες στο βελτιωτή (Stoskopf, 1999). Στην επιλογή των γονέων βασικό είναι να καθορίζεται ο στόχος του βελτιωτικού προγράμματος, τα προς βελτίωση χαρακτηριστικά και οι μεταξύ τους συσχετίσεις και τα περιβάλλοντα στόχοι (Fehr, 1987). 30

40 2.4. Παράμετροι επιλογής Μετά την επιλογή των γονέων και τον υβριδισμό τους ο βελτιωτής θα πρέπει να διακρίνει και να επιλέξει από ένα αριθμό διασταυρώσεων τις ελπιδοφόρες, πρακτική η οποία παραδοσιακά γίνεται στις πρώτες γενεές. Σύμφωνα με αρκετούς ερευνητές (Valentine, 1979; Bernardo, 2002) εάν ο στόχος του εκάστοτε βελτιωτικού προγράμματος είναι η μεγιστοποίηση της απόδοσης, τότε δεν πρέπει να χαθεί η ευκαιρία επιλογής υποσχόμενου υλικού από τις πρώτες γενεές. εδομένου ότι στα αυτογονιμοποιούμενα φυτά στους F2 πληθυσμούς η παραλλακτικότητα κατανέμεται τόσο μεταξύ τους όσο και εντός (Hallauer and Miranda, 1988), η F2 γενεά θα είναι 50% ομόζυγη και 50% ετερόζυγη, ενώ με κάθε γενιά αυτογονιμοποίησης θα αυξάνεται η ομοζυγωτία κατά 50% (Stoskopf, 1999). Συνεπώς η επιλογή που ξεκινά στην F2 γενεά εξασφαλίζει στο βελτιωτή τη μέγιστη παραλλακτικότητα μέσα από την οποία θα επιλέξει τους γενότυπους που θα συνεχίσουν στο βελτιωτικό πρόγραμμα. Υπάρχουν αρκετοί λόγοι για τους οποίους η επιλογή στις πρώτες γενεές αυτογονιμοποίησης μπορεί να είναι λιγότερο αποτελεσματική σε σχέση με την επιλογή σε προχωρημένες γενεές, με πρώτο λόγο την ετεροζυγωτία. Επιπλέον, στα σιτηρά κατά την αξιολόγηση σε πυκνή σπορά, ο ανταγωνισμός μεταξύ των γενοτύπων μέσα σε κάθε πειραματικό τεμάχιο, μειώνει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της επιλογής για απόδοση σε μονοκαλλιέργεια (Ooijen, 1989a, b). Το μικρό μέγεθος του πειραματικού τεμαχίου στις πρώτες γενεές, λόγω του μεγάλου υπό αξιολόγηση αριθμού σειρών και της περιορισμένης ποσότητας των διαθέσιμων σπόρων ανά σειρά, οδηγεί σε ανταγωνισμό μεταξύ των σειρών που βρίσκονται σε γειτονικά πειραματικά τεμάχια. Αυτό συμβάλει σημαντικά στη μείωση της αποτελεσματικότητας της επιλογής (Oeveren, 1992). Τέλος, η αλληλεπίδραση G E μπορεί να οδηγήσει σε λανθασμένες επιλογές, καθώς ο αριθμός των περιοχών (μία ή δύο) ή των ετών (ένα ή δύο) είναι μικρός. Η αποτελεσματικότητα της επιλογής για απόδοση στις πρώτες γενεές είναι υπό αμφισβήτηση (Knott, 1979). Ο Allard (1960) ισχυρίζεται ότι οι F 2, F 3 και F 4 γενεές δεν βρέθηκε να καθορίζουν τη συμπεριφορά των επόμενων γενεών. Μαζί του συμφωνούν αρκετοί ερευνητές (McGinnis and Shebeski, 1968; DePavw and Shebeski, 1973; Knott, 1972; Hanson et al., 1979). Η 31

41 συσχέτιση της απόδοσης των γενοτύπων στις πρώτες και στις επόμενες γενιές ήταν μέτρια (DePauw and Shebeski, 1973) ή μεταβάλλονταν από έτος σε έτος, λόγω της αλληλεπίδρασης G E (Briggs and Shebeski, 1971). Ο Sneep (1977) πρότεινε μη επαναλαμβανόμενα πειράματα αξιολόγησης στις πρώτες γενεές, με υψηλή πυκνότητα των ποικιλιών μαρτύρων (1:3) και συγκομιδή μόνο της κεντρικής γραμμής για τη μείωση του ανταγωνισμού. Ωστόσο, ο Spitters (1979) υποστηρίζει ότι η συγκομιδή και των τριών γραμμών δίνει πιο αξιόπιστη εκτίμηση της απόδοσης και αυξάνει την ακρίβεια λόγω της αυξημένης συγκομιζόμενης επιφάνειας. Έτσι, αντισταθμίζει το σφάλμα που δημιουργείται από τον ανταγωνισμό μεταξύ των πειραματικών τεμαχίων. Η αρνητική επίδραση του ανταγωνισμού στην επιλογή στις πρώτες γενεές έχει τονιστεί από πολλούς ερευνητές (Hinson & Hanson, 1962; Khalifa & Qualest, 1975; Shebeski & Evans, 1973). Η κυψελωτή μεθοδολογία που έχει προταθεί για την αξιολόγηση ποσοτικών χαρακτηριστικών σε αραιή σπορά και ιδανικές καλλιεργητικές πρακτικές (λίπανση, καταπολέμηση ζιζανίων κ.α.) ελαχιστοποιεί τις αρνητικές επιδράσεις του ανταγωνισμού και μεγιστοποιεί την αποτελεσματικότητα της επιλογής (Fasoulas, 1977; Fasoula, 2013). Υπάρχουν πολλές έρευνες που δείχνουν ότι η επιλογή στις πρώτες γενεές σε συνθήκες υψηλής πυκνότητας δεν ήταν αποτελεσματική (Atkins and Murphy, 1949; Fowler and Heyne, 1955; Lupton, 1961; Schut et al., 1998; Ooijen, 1989a). Από την άλλη πλευρά η επιλογή από τις πρώτες γενεές, σε χαμηλή πυκνότητα με κυψελωτά σχέδια αγρού ήταν ιδιαίτερα αποτελεσματική (Mitchell et al., 1982; Lungu et al. 1987; Roupakias et al., 1997; Kotzamanidis and Roupakias, 2004; Koutsika-Sotiriou and Traka-Mavrona, 2008; Kotzamanidis et al., 2008; Gogas and Koutsika-Sotiriou, 2014) σε διάφορα φυτικά είδη. Ταυτόχρονη μελέτη της κυψελωτής μεθόδου βελτίωσης με τη γενετική ανάλυση των συστατικών του παραγωγικού δυναμικού (Fasoula and Fasoula, 2000, 2002; Fasoula, 2008) και εφαρμογή των κριτηρίων επιλογής των F 1 και F 2, ενδεχόμενα αποτελούν την προσέγγιση που η διερεύνησή της προσφέρει αξιόπιστα κριτήρια. Οι Boerma and Cooper (1975) διαπίστωσαν ισοδυναμία στην αποτελεσματικότητα τριών βελτιωτικών μεθοδολογιών: της τροποποιημένης γενεαλογικής μεθόδου, της γενεαλογικής μεθόδου και της μεθόδου καταγωγής από μεμονωμένο σπόρο και ίδια αποτελέσματα βρήκαν 32

42 οι Knott and Kumar (1975) σε σύγκριση των δύο τελευταίων μεθόδων. Οι Gill et al. (1995) αξιολόγησαν τη συγκριτική αποτελεσματικότητα της κυψελωτής μεθόδου και τις τρεις προαναφερθείσες μεθόδους και τα αποτελέσματά τους έδειξαν σημαντική υπεροχή της κυψελωτής μεθοδολογίας από τις άλλες. Στα ίδια αποτελέσματα κατέληξαν και οι Ntanos and Roupakias (2001) και οι Batzios et al. (2001). Η χρησιμοποίηση του ατομικού φυτού ως μονάδα αξιολόγησης και επιλογής βοηθά στη διάκριση εκείνων των γενότυπων που δίνουν σταθερή και υψηλή απόδοση, αυξάνοντας την αποτελεσματικότητα της επιλογής (Koutsika-Sotiriou & Traka-Maurona, 2008). Πέραν της μεθοδολογίας που θα επιλεχθεί για τον πειραματισμό στον αγρό, ο βελτιωτής έχει στη διάθεσή του και μια πληθώρα κριτηρίων αξιολόγησης με τα οποία θα επιλέξει τις διασταυρώσεις που θα συνεχίσουν στη διαδικασία της επιλογής. Τα κριτήρια αξιολόγησης μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε τρεις ομάδες: i) ετερωτικές δράσεις, ii) δείκτες παραγωγικότητας και σταθερότητας και iii) αθροιστικές και κυρίαρχες δράσεις. i) Ετερωτικές δράσεις: Υπάρχουν τρία είδη ετερωτικών δράσεων: α) η ετεροβελτίωση, η ετέρωση ως προς τον καλύτερο γονέα, β) η σχετική ετέρωση, η ετέρωση ως προς τη μέση συμπεριφορά των δύο γονέων (Fonseca & Patterson, 1968) και γ) η τυπική ετέρωση, η ετέρωση σε σχέση με τη μέση απόδοση διαδεδομένων ποικιλιών στην εκάστοτε περιοχή (Virmani, 1994). Η χρήση της ετέρωσης ως κριτήριο αξιολόγησης στην F1 και F2 γενεά και τη διάκριση των ελπιδοφόρων διασταυρώσεων, είναι η τυπική πρακτική που χρησιμοποιείται στις περισσότερες βελτιωτικές διαδικασίες (Nass, 1979; Fasoulas, 1988; Roupakias et al., 1997; Gouli-Vardinoudi & Koutsika-Sotiriou, 1999; Singh, Sharma, & Sain, 2004; Kotzamanidis, Lithourgidis, Mauromatis, Chasioti & Roupakias, 2008). Όπως αναφέρεται και από το Nass (1979) οι ετερωτικές δράσεις στην F1 και F2 γενεά διέκριναν τις υψηλοαποδοτικές διασταυρώσεις στην F4 γενεά μαλακού σιταριού. Στα κουκιά οι Roupakias et al. (1997) διαπίστωσαν ότι οι ετερωτικές F 1 με μικρό ομοζυγωτικό εκφυλισμό στην F 2 γενεά, είναι υποσχόμενοι πληθυσμοί για συνέχιση της επιλογής ατομικών φυτών. Οι Kotzamanidis and Roupakias (2004) σε πειράματα με κριθάρι, χρησιμοποίησαν ως κριτήριο τη συνδυασμένη απόδοση των (F1+F2) σε κυψελωτά πειράματα αγρού και προέβλεψαν επιτυχώς την απόδοση στην F3 γενεά. Σύμφωνα με το Ρουπακιά (2010) η σημαντική ετέρωση μιας F1 33

43 γενεάς σε σχέση με τον καλύτερο γονέα μπορεί να οφείλεται σε κυρίαρχα ή αθροιστικά γονίδια. Αν το μεγαλύτερο μέρος οφείλεται σε κυρίαρχα γονίδια και υπάρχουν και αρκετά εκφυλιστικά, τότε αναμένεται ομοζυγωτικός εκφυλισμός στην F2 κάτι που σημαίνει μείωση της απόδοσης. Όταν το μεγαλύτερο μέρος της ετέρωσης οφείλεται σε αθροιστικά γονίδια τότε δεν θα υπάρχει υψηλός ομοζυγωτικός εκφυλισμός και η F2 γενεά θα έχει υψηλή απόδοση. Επομένως, όταν μία διασταύρωση έχει υψηλή συνδυασμένη απόδοση (F1+F2)/2, αυτό υποδεικνύει υψηλό φορτίο αθροιστικών γονιδίων άρα και υποσχόμενο γενετικό υλικό (Ρουπακιάς, 2010). Το κριτήριο του μικρού ομοζυγωτικού εκφυλισμού χρησιμοποιήθηκε και από τους Koutsika-Sotiriou et al. (2008) και Koutsika-Sotiriou and Garagounis (2005), σε συνδυασμό με τη συνδυαστική ικανότητα για την επιλογή ελπιδοφόρων πληθυσμών (F2) σε τομάτα και καλαμπόκι αντίστοιχα. Εξάλλου και στη βελτίωση καλαμποκιού, το βασικό κριτήριο επιλογής ενός F2 πληθυσμού ως υλικού εκκίνησης, που προήλθε από ένα απλό υβρίδιο, είναι η αντοχή του στον ομοζυγωτικό εκφυλισμό, ένδειξη ότι κατέχει επιθυμητό φορτίο αθροιστικών γονιδίων (Hallauer & Miranda, 1995). Επιπρόσθετα, ο Abugaliev (1979), αναφέρει ότι από διασταυρώσεις των οποίων οι τιμές των χαρακτηριστικών πέφτουν απότομα στην F 2 και F 3 γενεά, δεν περιμένει κανείς σημαντικά αποτελέσματα απόδοσης, ενώ εάν η πτώση είναι βαθμιαία και το διασπώμενο υλικό δείχνει ομοζυγωτική ευρωστία, τότε οι διασταυρώσεις που μελετούνται έχουν πραγματική βελτιωτική αξία. Ομοίως και οι Cregan και Busch (1977) αναφέρουν την αξιολόγηση μικτών πληθυσμών στις πρώτες γενεές σιταριού, ενώ οι Cox and Murphy (1990) προτείνουν την ετέρωση στην F 2 γενεά στο χειμερινό σιτάρι. Συγκεντρωτικά η ετέρωση στην F 1, η αντοχή στον ομοζυγωτικό εκφυλισμό στην F 2 και η μέση τιμή των F 1 και F 2, είναι κριτήρια που βοηθούν στην επιλογή ελπιδοφόρων διασταυρώσεων. ii) είκτες παραγωγικότητας και σταθερότητας: Τόσο η υψηλή παραγωγικότητα όσο και η σταθερότητα της συμπεριφοράς είναι βασικοί στόχοι της βελτίωσης, οι οποίοι εάν ενσωματωθούν από τις πρώτες γενεές επιλογής κρίνουν σε μεγάλο βαθμό την επιτυχία του βελτιωτικού προγράμματος. Η ανάπτυξη των νέων ποικιλιών σιταριού που δημιουργήθηκαν κατά την πράσινη επανάσταση κατάφεραν να διπλασιάσουν τις αποδόσεις εισάγοντας τέσσερις κατηγορίες γονιδίων οι οποίες συμβάλλουν 34

44 στην επιτυχία του τελικού προϊόντος βελτίωσης και ελέγχουν: α) την υψηλή αποδοτικότητα, β) τη σταθερότητα της συμπεριφοράς, γ) την ευρεία προσαρμοστικότητα και δ) την ποιότητα του τελικού προϊόντος (Borlaug, 1983, 2007; Ortiz et al., 2008 a,b). Οι Fasoula and Fasoula (2003) προτείνουν το διαμοιρασμό σπάσιμο του παραγωγικού δυναμικού στα γενετικά συστατικά του, προκειμένου να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα της επιλογής. Με αυτή την τεχνική, γονίδια που ελέγχουν την παραγωγικότητα και τη σταθερότητα επιλέγονται νωρίς στο βελτιωτικό πρόγραμμα, παρά σε προχωρημένες γενεές όπου η πιθανότητα να έχουν χαθεί αυτά τα γονίδια είναι μεγάλη. Συνεπώς τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού προσδιορίζουν: 1) Γονίδια που ελέγχουν την αποδοτικότητα ανά φυτό. Τα γονίδια αυτά συμβάλλουν στην ανάπτυξη ποικιλιών που αποδίδουν ανεξαρτήτως πυκνότητας σποράς. 2) Γονίδια που συμβάλλουν στην ανθεκτικότητα σε βιοτικές και αβιοτικές καταπονήσεις. 3) Γονίδια που ελέγχουν την ανταπόκριση στις εισροές και αφορούν επηρεάζουν την ικανότητα των ποικιλιών να αξιοποιούν τις ιδανικές συνθήκες ανάπτυξης και τις καλλιεργητικές τεχνικές που προάγουν την υψηλή παραγγωγή. Σύμφωνα με τη Fasoula (2013) οι παραπάνω τρεις ομάδες γονιδίων μπορούν να προσεγγιστούν από τα ακόλουθα συστατικά: α) το μέσο όρο για την αποδοτικότητα x, β) τον τυποποιημένο μέσο όρο για τη σταθερότητα x s και γ) το τυποποιημένο διαφορικό επιλογής για την ανταπόκριση στις εισροές x sel x s. Η μεγιστοποίηση των παραμέτρων του παραγωγικού δυναμικού σε συνθήκες απουσίας ανταγωνισμού δύναται να αυξήσει την αποτελεσματικότητα και την πρόοδο με την επιλογή. Η συσχέτιση της γενετικής παραλλακτικότητας (σ g ) με τη μέση απόδοση x απουσία ανταγωνισμού τείνει στη μονάδα (r=0,95) (Iliadis, 1998). Συνεπώς ο μέσος όρος εκτιμά την αποδοτικότητα του φυτού με σχετική ακρίβεια, καθώς ο φαινότυπος αποτυπώνει σε μεγάλο ποσοστό το γενότυπο. Στα κυψελωτά σχέδια βελτίωσης (Fasoula and Fasoula, 2000) όπου τηρείται η 35

45 παραπάνω συνθήκη η αποδοτικότητα μπορεί να προσδιοριστεί τόσο για το ατομικό φυτό όσο και για οικογένεια φυτών. Σε επίπεδο ατομικού φυτού ο συντελεστής παραγωγικότητας CPY x x r 2 ( x απόδοση του ατομικού φυτού και x r ο μέσος όρος του δακτυλίου των γειτονικών φυτών) συγκρίνει το ατομικό φυτό με τα γειτονικά του δειγματίζοντας την ετερογένεια του εδάφους. Σε επίπεδο οικογένειας φυτών ο συντελεστής παραγωγικότητας x t 2 CLY x (x ο μέσος όρος της οικογένειας και x t ο γενικός μέσος όρος) συγκρίνει το μέσο όρο της οικογένειας ως προς το γενικό μέσο όρο (Fasoula, 2008). Η σταθερότητα της συμπεριφοράς απουσία ανταγωνισμού, μπορεί να προσεγγιστεί με το συντελεστή ομοιόστασης x s όρος της οικογένειας και 2 CH (x ο μέσος s η τυπική απόκλιση) (Fasoula, 2008). Στην ουσία δεχόμενοι την παραδοχή ότι ο μέσος όρος κάτω από αυτές τις συνθήκες αντικατοπτρίζει σε μεγάλο βαθμό το γενότυπο, η τυποποιημένη τιμή του εκτιμά τη διακύμανσή του. Επομένως όσο μεγαλύτερες τιμές παίρνει ο CH τόσο πιο ποιοτική γίνεται και η έκφραση του εν λόγω χαρακτηριστικού (Fasoula, 2008). Η εκτίμηση της σταθερότητας της συμπεριφοράς αφορά το περιβάλλον στόχο, οπότε όταν χρειάζεται να διερευνηθεί-εκτιμηθεί η ευρεία προσαρμοστικότητα των γενοτύπων, διατοπικά πειράματα θα καθορίσουν την αλληλεπίδραση γενοτύπου-περιβάλλοντος (G x E). Σύμφωνα με τους Eisemann et al. (1990) και Cooper et al. (1999) υπάρχουν τρεις προσεγγίσεις χειρισμού της αλληλεπίδρασης: 1) Η αγνόηση ύπαρξης της αλληλεπίδρασης. Σύμφωνα με την προσέγγιση αυτή, είτε υπάρχει είτε όχι αλληλεπίδραση G E, οι γενότυποι αξιολογούνται με βάση την απόδοση τους στο σύνολο των περιβαλλόντων και επιλέγονται αυτοί που υπερέχουν, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η αλληλεπίδραση. Ωστόσο, το πιθανότερο είναι ότι οι γενότυποι αυτοί δεν είναι οι καλύτεροι για κάποια ειδικά περιβάλλοντα. 2) Η μείωση του μεγέθους της αλληλεπίδρασης. Σύμφωνα με την προσέγγιση αυτή γίνεται ομαδοποίηση των περιβαλλόντων αξιολόγησης που παρουσιάζουν ομοιότητες ως προς τις εδαφοκλιματολογικές συνθήκες, τη 36

46 γονιμότητα, τις βιοτικές και τις αβιοτικές καταπονήσεις και προτείνονται διαφορετικές ποικιλίες για κάθε ομάδα. Η ομαδοποίηση αυτή είναι πολύ σημαντική, καθώς διευκολύνει την επιλογή των περιοχών αξιολόγησης και της κατάλληλης τοποθέτησης των υβριδίων ή των ποικιλιών (Ouyang et al., 1995). Οι πιο συνηθισμένες μέθοδοι για την ομαδοποίηση αυτή είναι η ανάλυση σε κύριες συνιστώσες (Principal Component Analysis) και η ανάλυση σε ομάδες (Cluster Analysis) (Ouyang et al., 1995; Bernardo, 2002). 3) Η αξιοποίηση της αλληλεπίδρασης G E. Η προσέγγιση αυτή στοχεύει στον εντοπισμό των ποικιλιών που έχουν υψηλή απόδοση σε ένα μεγάλο εύρος περιβαλλόντων και των ποικιλιών που προσαρμόζονται και αποδίδουν καλύτερα κάτω από ειδικές συνθήκες. Η τρίτη προσέγγιση περιλαμβάνει τη μελέτη της σταθερότητας της απόδοσης στις διαφορετικές συνθήκες με την ανάλυση και την ερμηνεία των διαφορών μεταξύ των γενοτύπων και των περιβαλλόντων. Έτσι οι ερευνητές έχουν τη δυνατότητα να επιλέξουν γενοτύπους με σταθερή απόδοση, να προσδιορίσουν τα αίτια της αλληλεπίδρασης με σκοπό τη διόρθωση του προβλήματος που την προκαλεί. Όταν είναι γνωστή η αιτία της ασταθούς απόδοσης ενός γενότυπου, τότε είτε μπορεί να βελτιωθεί η σταθερότητα π.χ. η ομοζυγωτία του, είτε μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιβάλλον όπου αυξάνεται η παραγωγικότητα του. Όσο καλύτερα γνωρίζουν οι βελτιωτές τα περιβάλλοντα αξιολόγησης, τόσο αποτελεσματικότερη είναι η δημιουργία προσαρμοσμένων ποικιλιών σε αυτά. Σύμφωνα με τους Allard and Bradshaw (1964) στα αυτογονιμοποιούμενα είδη η σταθερότητα μπορεί να είναι μια ιδιότητα των συγκεκριμένων γενοτύπων η οποία δε σχετίζεται με την ετεροζυγωτία. Ως προς τη βελτίωση των σιτηρών, υπάρχει μεγάλη εμπειρία στην πράξη για σημαντική διαφορά στη σταθερότητα μεταξύ των ποικιλιών, π.χ. στο σιτάρι η σύγκριση μεταξύ ομοζύγωτων σειρών και των F1 υβριδίων τους σε συνθήκες καλλιέργειας, έδειξε ότι τα υβρίδια παρουσίασαν σημαντικά μικρότερη παραλλακτικότητα στην απόδοση (Palmer, 1952). Σύμφωνα με τους Allard and Bradshaw (1964) τα ετεροζύγωτα άτομα όπως η F1 γενεά συχνά είναι πιο σταθερά από ότι οι ομοζύγωτοι γονείς σε διάφορες περιβαλλοντικές συνθήκες. Υπάρχουν δύο έννοιες σταθερότητας: 1) η στατική όπου ο γενότυπος έχει σταθερή απόδοση στα διάφορα περιβάλλοντα ανεξάρτητα του 37

47 παραγωγικού δυναμικού του κάθε περιβάλλοντος και 2) η δυναμική, όταν η απόδοση του γενοτύπου είναι ανάλογη του παραγωγικού δυναμικού του περιβάλλοντος (Kang and Magari, 1996). Ο στατικός τύπος δεν είναι ωφέλιμος για τους παραγωγούς καθώς οι ποικιλίες δεν ανταποκρίνονται στις υψηλότερες εισροές π.χ. λιπάσματα ή εκμετάλλευση μιας βροχόπτωσης κατά τη διάρκεια γεμίσματος του κόκκου. Ο τύπος αυτός σταθερότητας αναφέρεται ως βιολογική σταθερότητα από τον Baker (1981), η οποία είναι ισοδύναμη με τη σταθερότητα τύπου 1 σύμφωνα με τους Lin et al. (1986), όπου ένας γενότυπος θεωρείται σταθερός όταν η παραλλακτικότητα του μεταξύ των περιβαλλόντων είναι μικρή. Στο δυναμικό τύπο σταθερότητας, ο γενότυπος έχει σταθερή παραγωγικότητα και η προβλεπόμενη παραγωγικότητα του σε ένα περιβάλλον φθάνει μέχρι ένα εκτιμώμενο ή προβλεπόμενο επίπεδο (Becker and Leon, 1988). Ο δυναμικός τύπος σταθερότητας αναφέρεται και ως αγρονομική σταθερότητα (Becker, 1981). Είναι ισοδύναμη με τον τύπο 2 της σταθερότητας των Lin et al. (1986), σύμφωνα με τον οποίο ένα γενότυπος θεωρείται σταθερός όταν η ανταπόκριση του στα περιβάλλοντα είναι παράλληλη με τη μέση ανταπόκριση των άλλων υπό αξιολόγηση γενοτύπων. Οι παραγωγοί θα προτιμούσαν να καλλιεργούν υψηλοαποδοτικές ποικιλίες με σταθερή παραγωγικότητα μεταξύ των ετών και ίσως να θυσίαζαν ένα τμήμα της απόδοσης αν ήξεραν ότι μια ποικιλία παράγει σταθερά (Kang et al., 1991). Τα βελτιωμένα υλικά είναι αναγκαίο να κατέχουν ευρεία προσαρμοστικότητα για ένα αριθμό περιβαλλόντων Evans (1993). Η δημιουργία και η χρήση στατιστικών μεθόδων για ταυτόχρονη επιλογή για απόδοση και σταθερότητα, δείχνουν τη σπουδαιότητα της ενσωμάτωσης της σταθερότητας στους επιλεγέντες γενότυπους που αξιολογούνται σε ένα μεγάλο εύρος περιβαλλόντων (Kang, 1993). Ο συνδυασμός παραγωγικότητας σταθερότητας ειδικά από την αρχή του βελτιωτικού προγράμματος είναι μια πρόκληση που αν επιτευχθεί κρίνει την επιτυχία του τελικού προϊόντος και μειώνει σημαντικά την εργασία της βελτιωτικής διαδικασίας. iii) Αθροιστικές και κυρίαρχες δράσεις: Σύμφωνα με το Falconer (1989) η ανταπόκριση στην επιλογή υπολογίζεται από τον τύπο R i h 2 p (όπου i η ένταση της επιλογής, 2 H ο συντελεστής κληρονομικότητας 38

48 υπό την ευρεία έννοια και p η φαινοτυπική τυπική απόκλιση). Για να μεγιστοποιηθεί η πρόοδος με την επιλογή και οι τρεις παράμετροι θα πρέπει να πάρουν τις μέγιστες τιμές τους. Η ένταση της επιλογής εξ ορισμού μεγιστοποιείται όταν επιλεγεί ένα φυτό, θεωρητικά το καλύτερο από ένα πληθυσμό ή οικογένεια, οπότε μεγιστοποιείται το διαφορικό της επιλογής. Η αντικατάσταση του συντελεστή κληρονομικότητας στον παραπάνω τύπο από το κλάσμα. 2 2 g g p διαμορφώνει την εξίσωση ως εξής: R i g p Επομένως η δεύτερη παράμετρος που αυξάνει την πρόοδο της επιλογής είναι η γενετική παραλλακτικότητα ή η επιλογή ατόμων των οποίων ο φαινότυπος εξηγείται ως επί το πλείστον από το γενότυπο. Η γενετική παραλλακτικότητα οφείλεται σε τρεις δράσεις: α) τις 2 2 αθροιστικές, β) τις κυρίαρχες και γ) στις επιστατικές. Πρόοδος 2 a d με την επιλογή επιτυγχάνεται μόνο μέσω των αθροιστικών δράσεων (Stoskopf, 1999). Άρα το φορτίο των αθροιστικών γονιδίων που φέρει ο κάθε γενότυπος θα καθορίσει τη σταθερότητα της κληρονόμησης του εκάστοτε χαρακτηριστικού και το ποσοστό της διάσπασης που θα παρουσιάσει στις επόμενες γενεές. Η εκτίμηση της γενετικής παραλλακτικότητας μπορεί να γίνει μέσα από την ανάλυση της παραλλακτικότητας και των αναμενόμενων μέσων τετραγώνων, ανάλογα με το πειραματικό μοντέλο που χρησιμοποιείται (Steel and Torrie, 1980). Έτσι σε ένα τυχαιοποιημένο σχέδιο με ομάδες η φαινοτυπική παραλλακτικότητα κατανέμεται μεταξύ των επεμβάσεων και σε αυτή που οφείλεται στο πειραματικό σφάλμα ( όπου η p t 2 e i p φαινοτυπική παραλλακτικότητα, 2 t η παραλλακτικότητα μεταξύ των επεμβάσεων και 2 e η παραλλακτικότητα λόγω πειραματικού σφάλματος). Στην περίπτωση οικογενειών φυτών σιταριού που προέρχονται από την ίδια διασταύρωση, η παραλλακτικότητα μεταξύ των επεμβάσεων εκτιμά τη γενετική παραλλακτικότητα (Fehr, 1987). Με την αύξηση της ομοζυγωτίας λόγω αυτογονιμοποίησης, αναμένεται μια πτώση της μέσω της επιλογής καθώς οι σειρές γενετικά θα διαφέρουν όλο και λιγότερο, εφόσον η επιλογή θα μειώνει τις διασπάσεις και το υλικό θα σταθεροποιείται. Αυτή η ανακατανομή της παραλλακτικότητας στην παραπάνω περίπτωση διαχρονικά (στις γενεές 2 t 39

49 επιλογής), εκτιμά σε ένα βαθμό και την επίδραση του περιβάλλοντος όταν η μείωση της γενετικής παραλλακτικότητας μεταξύ των οικογενειών της ίδιας διασταύρωσης είναι γραμμική (Gogas and Koutsika-Sotiriou, 2014). Η παράμετρος της αθροιστικής παραλλακτικότητας είναι πιο δύσκολος να εκτιμηθεί ειδικά στα ποσοτικώς κληρονομούμενα χαρακτηριστικά, σε αυτογονιμοποιούμενα και πλήρως συγγενικά σχήματα (full sib). Σύμφωνα με τους Empig et al., (1972) όταν οι επιστατικές δράσεις θεωρηθούν αμελητέες η γενετική παραλλακτικότητα μεταξύ των οικογενειών υπολογίζεται ως εξής: Πίνακας 2.1. Η γενετική παραλλακτικότητα μεταξύ των οικογενειών με αυτογονιμοποίηση όταν η επίσταση είναι αμελητέα (προσαρμοσμένο από Fehr, 1987) Ημισυγγενικό 1 F 2 a 4 Ολοσυγγενικό 2 1 F 2 1 F a 2 2 Αυτογονιμοποίηση F ' 1 F 1 F 2 d 1 a d αθροιστική γενετική παραλλακτικότητα, d παραλλακτικότητα κυριαρχίας, a αθροιστική γενετική παραλλακτικότητα και ένα ποσοστό που οφείλεται σε κυρίαρχες δράσεις, συντελεστής ομοζυγωτίας ( στην F 2 γενεά). ' F F 0 Από τους παραπάνω τύπους γίνεται αντιληπτό ότι η γενετική παραλλακτικότητα στο ημισυγγενικό σχήμα ερμηνεύεται ως αθροιστική δράση και στην προκειμένη περίπτωση η εκτίμηση της κληρονομικότητας γίνεται υπό στενή έννοια, αυξάνοντας την αποτελεσματικότητα της επιλογής. Αντιθέτως στο ολοσυγγενικό και στην αυτογονιμοποίηση η γενετική παραλλακτικότητα τόσο από αθροιστικές όσο και από κυρίαρχες δράσεις. Στη βελτίωση του σιταριού συνήθως επικρατεί το πλήρως συγγενικό σχήμα για την F1 γενεά και η αυτογονιμοποίηση για τις επόμενες γενεές, καθιστώντας αδύνατο τον προσδιορισμό της αθροιστικής παραλλακτικότητας. Ωστόσο στα διαλληλικά σχήματα ο υπολογισμός της γενικής (GCA) και της ειδικής (SCA) συνδυαστικής ικανότητας για τις δύο πρώτες γενεές μπορεί να εκτιμήσει το φορτίο αθροιστικών και κυρίαρχων γονιδίων των γονέων. Έτσι στην ανάλυση παραλλακτικότητας σε διαλληλική ανάλυση, αν το μέσο 40

50 τετράγωνο της GCA είναι μεγαλύτερο από αυτό της SCA αποτελεί ένδειξη δράσης αθροιστικών γονιδίων. Όταν η επίσταση θεωρηθεί αμελητέα η παραλλακτικότητα της γενικής συνδυαστικής ικανότητας (V GCA ) ισούται με την 2 ενώ η παραλλακτικότητα της ειδικής συνδυαστικής ικανότητας (V SCA ) ισούται με τη 2 d (Bernardo, 2002). Οπότε η αναλογία V GCA :V SCA (αν είναι μεγαλύτερη η μικρότερη της μονάδας) θα καθορίσει σε ένα βαθμό και την αποτελεσματικότητα της επιλογής, ειδικά στην F2 γενεά (Gogas and Koutsika- Sotiriou, 2014). Ο βελτιωτής σιταριού έρχεται αντιμέτωπος με μια πληθώρα παραμέτρων αξιολόγησης τόσο των γονέων όσο και των διασπώμενων γενεών. Οι διάφορες μεθοδολογίες βελτίωσης έχουν αξιολογηθεί ως προς την αποτελεσματικότητά τους από διάφορους βελτιωτές (Knott and Kumar, 1975; Ntanos and Roupakias, 2001). Ωστόσο για τα κριτήρια που αξιολογούν το γενετικό υλικό έχουν αναφερθεί ατομικά ως προς την αποτελεσματικότητα της πρόβλεψης-διαχωρισμού των γενοτύπων αλλά δεν υπάρχει διαβάθμιση ως προς τη χρήση τους ή τη συνεισφορά τους. Θα ήταν χρήσιμο για το βελτιωτή σιταριού να γνωρίζει τόσο τη μεθοδολογία και τον πειραματισμό που θα χρησιμοποιήσει όσο και ποια κριτήρια μπορούν να αξιολογήσουν με αξιοπιστία τους γονείς και τις διασπώμενες γενεές Επιγενετικά φαινόμενα Τα επιγενετικά συστήματα κληρονόμησης (EIS) αφορούν τις μιτωτικά και μειωτικά κληρονομούμενες αλλαγές στην έκφραση των γονιδίων που δεν περιλαμβάνουν αλλαγές στην αλληλουχία του DNA (Wu and Morris, 2001). Τρεις μηχανισμοί επιγενετικών συστημάτων έχουν αναγνωριστεί μέχρι σήμερα: α) η μεθυλίωση του DNA, β) η τροποποίηση των ιστονών και γ) το παρεμβατικό RNA. Οι παραπάνω μηχανισμοί μάλιστα δεν δρουν ανεξάρτητα αλλά δημιουργούν ένα τρίγωνο αλληλεπιδράσεων συμπληρώνοντας, ενισχύοντας και σταθεροποιώντας ο ένας τις επιδράσεις του άλλου (Tsaftaris et al., 2008). Έτσι οι τροποποιήσεις των ιστονών μπορούν να προσελκύσουν DNA μεθυλοτρανσφεράσες ενεργοποιώντας το σχηματισμό 5-μέθυλοκυτοσίνης (5mC), η οποία με τη σειρά της μπορεί να ενισχύσει τις τροποποιήσεις των ιστονών, συντελώντας συνολικά στην αποσιώπηση 41

51 μέρους του DNA (Fuks et al., 2003; Tariq and Paszkowski, 2004). Επίσης το αντίστροφο μπορεί να συμβεί, δηλαδή η μεθυλίωση του DNA να ενισχύσει την αποσιώπηση προσελκύοντας στη μεθυλιωμένη περιοχή τροποποιήσεις ιστονών (μεθυλίωση και αποακετυλίωση), οδηγώντας σε πιο κλειστή δομή του DNA άρα και ανενεργή χρωματίνη (Tamaru and Selker, 2001; Tariq and Paszkowski, 2004). Η μεθυλίωση του DNA είναι η πρώτη και πιο εκτενώς μελετημένη κληρονομήσιμη επιγενενετική αλλαγή στη χρωματίνη, η οποία προκαλείται από την ενζυματική προσθήκη μεθυλομάδας στο DNA. Συγκεκριμένα η μεθυλίωση στα φυτά παρατηρείται στην κυτοσίνη σε αλληλουχίες CpG, CpHpG και CpHpH (όπου Η οποιοδήποτε νουκλεοτίδιο πλην της γουανίνης), ενώ στα θηλαστικά παρατηρείται σε CpG αλληλουχίες μόνο (Oakeley and Jost,1996). Γενικά η προσθήκη μεθυλομάδας σε μια βάση του DNA συντελεί στην αναστολή της αντιγραφής αποτρέποντας ενεργοποιητές να προσδεθούν στις περιοχές στόχους ή προωθώντας το σχηματισμό ανενεργούς χρωματίνης (Tsaftaris et al., 2008). Η μεθυλίωση απαντάται σε ετεροχρωματικές περιοχές που αποτελούνται από επαναλαμβανόμενα στοιχεία και αλληλουχίες μεταθετών στοιχείων (Lippman et al., 2004). Τα επίπεδα μεθυλίωσης ποικίλουν ανάμεσα στους οργανισμούς γεγονός που οφείλεται σε διάφορους παράγοντες, οι οποίοι μπορούν να επηρεάσουν το ποσοστό της 5mC όπως τα ποσοστά επαναλαμβανόμενων και μεταθετών στοιχείων. Συγκεκριμένα στα φυτά η πλειοψηφία των μεθυλιωμένων περιοχών απαρτίζεται από επαναλαμβανόμενο DNA που σχετίζεται με ετεροχρωματικές περιοχές, αλλά και ευχρωματικές περιοχές που κωδικοποιούν διάφορα γονίδια έχουν βρεθεί επίσης μεθυλιωμένες (Tsaftaris et al., 2008). Εντούτοις έχει παρατηρηθεί παραλλακτικότητα του επιπέδου μεθυλίωσης στα φυτά, που σχετίζεται με το μέρος του φυτού, το στάδιο ανάπτυξης και την παρουσία καταπόνησης (βιοτικής ή αβιοτικής) (Messeguer et al., 1991; Tsaftaris and Polidoros, 1993; Kovacevic et al., 2005). Συνολικά η παρουσία της 5mC φανερώνει ένα μηχανισμό αποσιώπησης ετεροχρωματικών περιοχών γενωμικού παρασιτικού DNA, εξισορροπώντας σε ένα βαθμό το μηχανισμό αντιγραφής και προσδίδωντας στο γένωμα μια σταθερή λειτουργία (Tsaftaris et al., 2008). 42

52 Τα επιγενετικά φαινόμενα μπορούν να βρουν εφαρμογή στη βελτίωση των φυτών πρωτίστως ως πηγή παραλλακτικότητας. ευτερευόντως επιγενετικές αλλαγές που εδραιώνονται, μπορούν να κληρονομηθούν μέσω επιγενετικών αλληλομόρφων για πολλές γενεές (Kakutani, 2002). Έτσι νέες πηγές πολυμορφισμού μπορούν να δώσουν καινούργιους φαινότυπους. Στην πράξη σημαντικά επιγενετικά αλληλόμορφα μπορούν να προκύψουν σαν αντίδραση του γενώματος σε περιβάλλοντα καταπονήσεων (κυρίως αβιοτικών), καθιστώντας το φυτό ανθεκτικό στον παράγοντα καταπόνησης (Tsaftaris and Polidoros, 2000; Finnegan, 2001; Sherman and Talbert, 2002; Steward et al., 2002). Ο υβριδισμός που χρησιμοποιείται στη βελτίωση του σιταριού αποτελεί ένα παράγοντα γενωμικής καταπόνησης λόγο της αλλοπολυπλοειδίας (Tsaftaris et al., 2008), όπου στον πυρήνα λαμβάνει χώρα η σύζευξη ομολόγων χρωμοσώμων αλλά υπάρχουν και οι ομοιόλογες ομάδες. Έτσι στο ρύζι (διπλοειδές) τα υβρίδια σε σχέση με τους γονείς παρουσίασαν κληρονόμηση των μεθυλιωμένων περιοχών σε ποσοστό 96% με τις επιγενετικές αλλαγές να περιορίζονται στο 4% (Xiang et al., 1999). Αντιθέτως σε υβρίδια μαλακού σιταριού (εξαπλοειδές) οι μεθυλιωμένες περιοχές παρουσίαζαν γρήγορες και σημαντικές αναδιατάξεις σε ποσοστό 15% σε σχέση με τους γονείς, γεγονός που υποδεικνύει ότι ο υβριδισμός προκαλεί μια γενωμική ανακατάταξη επιγενετικής φύσεως (Shaked et al., 2001; Kashkush et al., 2003). Από τα παραπάνω προκείπτει ότι η μοριακή βάση της ετέρωσης θα μπορούσε να διερευνηθεί μέσω των επιγενετικών συστημάτων κληρονόμησης. Ο Tsaftaris (1995) αναφέρει ότι η ετέρωση είναι ένα φαινόμενο που επηρεάζεται από όλο το γένωμα και ελέγχεται από μηχανισμούς που ελέγχουν την έκφραση των γονιδίων. Έτσι κατά των υβριδισμό δύο ατόμων του ίδιου είδους ή δύο ειδών, η γονιδιακή έκφραση δεν μπορεί να προβλεφθεί απλά από τις μεσογονικές τιμές καθώς ρυθμιστικοί μηχανισμοί αλληλεπιδρούν δίνοντας μια νέα έκφραση στο γονιδίωμα (Tsaftaris et al., 2008). Η μεθυλίωση του DNA θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως ένας τέτοιος ρυθμιστικός μηχανισμός που επηρεάζει την έκφραση πολλών γονιδίων σημαντικών για την ετέρωση. Το ποσοστό της 5mC των υβριδίων σε σχέση με τους γονείς μπορεί: α) να είναι το ίδιο, β) να είναι μεγαλύτερο και γ) να είναι μικρότερο. Στην πρώτη 43

53 περίπτωση η εμφάνιση των ζωνών ακολουθεί Μενδελική κληρονόμηση σε αντίθεση με τις άλλες δύο. Μελέτες προσδιορισμού του συνολικού ποσοστού μεθυλίωσης έδειξαν ότι: 1) τα υβρίδια είναι γενικά λιγότερο μεθυλιωμένα από τους γονείς τους, 2) τα ετερωτικά υβρίδια είναι λιγότερο μεθυλιωμένα από τα μη ετερωτικά, 3) παλιές χαμηλοαποδοτικές καθαρές σειρές είναι περισσότερο μεθυλιωμένες και 4) τα περισσότερα μοντέρνα υβρίδια και ειδικά αυτά που έχουν επιλεγεί για υψηλή και σταθερή απόδοση απουσία ανταγωνισμού έχουν χαμηλότερο ποσοστό μεθυλίωσης απ ότι παλαιότερες συγγενικές σειρές (Tsaftaris et al., 1997, 1999, 2001; Tsaftaris and Polidoros 2000; Tani et al., 2005). Η ετέρωση και η ευρωστία των υβριδίων προκύπτει από αλλαγές στο σύνολο του γενώματος και από αλληλεπιδράσεις μεταξύ των πατρικών και μητρικών αλληλομόρφων. Σε γενωμικό επίπεδο η ύπαρξη ετεροζυγωτίας είναι αυτή που θα προκαλέσει αλλαγές στην έκφραση των γονιδίων και φαινοτυπική παραλλακτικότητα στα υβρίδια σιταριού (Zhongfu et al., 2013). Η αναγνώριση ετερωτικών περιοχών (heterotic loci) θα μπορούσε να προσεγγίσει τον εξελικτικό ρόλο της ετέρωσης στη σταθερότητα των πληθυσμών και να αξιοποιήσει αποτελεσματικότερα την ετέρωση στη βελτίωση σιταριού (Lippman and Zamir 2007). Σε μεταγραφικό επίπεδο (του DNA), η παραλλακτικότητα των αλληλομόρφων στο βαθμό που επηρεάζει την έκφραση των γονιδίων θα μπορούσε να συμβάλει στην ετερωτική έκφραση του φαινοτύπου (Birchler et al., 2003). Εντούτοις ακόμα δεν έχει διερευνηθεί η αιτία που προκαλεί αυτή την παραλλακτικότητα στην έκφραση των γονιδίων στα υβρίδια, πως λειτουργεί και διατηρείται αυτός ο μηχανισμός και γιατί αυτός ο συνδυασμός της παραλλακτικότητας των αλληλομόρφων και των μεταξύ τους αλληλεπιδράσεων σε ένα υβρίδιο δίνουν ετερωτικό φαινότυπο (Chen et al., 2010). Στη βελτιωτική διαδικασία θα είχε πρακτικό ενδιαφέρον να διερευνηθεί το προφίλ μεθυλίωσης τόσο των γονέων και των υβριδίων όσο και των προχωρημένων γενεών. Έτσι θα μπορούν να εξαχθούν συμπεράσματα τόσο για τις ετερωτικές δράσεις όσο και για το βαθμό που η αυτογονιμοποίηση και η επιλογή στον αγρό επηρεάζουν το προφίλ της μεθυλίωσης. 44

54 3. Υλικά και μέθοδοι Α) Ποικιλίες Ινστιτούτου Σιτηρών 3.1. Φυτικό υλικό Ως φυτικό υλικό χρησιμοποιήθηκαν έξι ποικιλίες μαλακού σιταριού του Ινστιτούτου Σιτηρών Θεσσαλονίκης. Οι ποικιλίες επιλέχθηκαν βάση της υψηλής τους παραγωγικότητας και σταθερότητας στις Ελλαδικές συνθήκες και την άριστη αρτοποιητική τους ικανότητα (Πιν. 3.1). Πίνακας 3.1. Χαρακτηριστικά των έξι ποικιλιών που χρησιμοποιήθηκαν στα πειράματα (Γκόγκας 2005) Ποικιλία Γενεαλογία Αγροκομικά χαρακτηριστικά Ποιοτικά χαρακτηριστικά Αχέρων Ατομική επιλογή σε απογόνους της διασταύρωσης: Kal-Bb Cj 71 S /Hork S (Translocation 1BL/1RS) Αδέλφωμα: Μέτριο έως πλούσιο Βάρος 1000 κόκκων: 35 ± 5 g Αντοχή στο πλάγιασμα: Πολύ ανθεκτική Απόδοση: 5800 ± 600 kg / ha Εναλλακτικότητα: Ανοιξιάτικος τύπος Προσαρμοστικότητα: Ειδική στα ψυχρά γόνιμα Πρωτεϊνικό Περιεχόμενο: 15,5 0,5% Ποιότητα (Αρτοποιητική ικανότητα): Β-Α (Άριστη) Αδέλφωμα: Μέτριο Yecora Ατομική επιλογή στην ποικιλία Yecora-70 του CIMMYT Βάρος 1000 κόκκων: 55 ± 5 g Αντοχή στο πλάγιασμα: Ανθεκτική Απόδοση: 5500 ± 600 kg / ha Εναλλακτικότητα: Ανοιξιάτικος τύπος Προσαρμοστικότητα: Ειδική στα γόνιμα εδάφη Πρωτεϊνικό Περιεχόμενο: 14 0,5% Ποιότητα (Αρτοποιητική ικανότητα): Άριστη Αδέλφωμα: Μέτριο έως πλούσιο Νέστος Ατομική επιλογή σε προϊόντα διάσπασης της διασταύρωσης: INIA 66R//HBGN/DRC Βάρος 1000 κόκκων: 38 ±2 g Αντοχή στο πλάγιασμα: Πολύ ανθεκτική Απόδοση:6000 ± 500 kg / ha Εναλλακτικότητα: Εναλλακτικός τύπος Προσαρμοστικότητα: Ειδική στα ψυχρά γόνιμα Πρωτεϊνικό Περιεχόμενο: 15 0,5% Ποιότητα (Αρτοποιητική ικανότητα): Β-Α (Άριστη) Ορφέας Ατομική επιλογή αυτόματης (φυσικής) μετάλλαξης στην ποικιλία Νέστος εμπλουτισμός με απογονικό έλεγχο. (Translocation 1BL/1RS) Αδέλφωμα: Ικανοποιητικό Βάρος 1000 κόκκων: 33 ± 2 g Αντοχή στο πλάγιασμα: Πολύ ανθεκτική Απόδοση: 6000 ±500 kg / ha Εναλλακτικότητα: Ανοιξιάτικος τύπος Προσαρμοστικότητα: Γενική Πρωτεϊνικό Περιεχόμενο: 15 1% Ποιότητα (Αρτοποιητική ικανότητα): Β-Α (Άριστη) Αδέλφωμα: Μέτριο Ωρωπός Γενεαλογική επιλογή σε προϊόντα της διασταύρωσης S. Cerros x ΥΓ-3927 Βάρος 1000 κόκκων: 35 ± 5 g Αντοχή στο πλάγιασμα: Ανθεκτική Απόδοση: 5000 ± 500 kg / ha Εναλλακτικότητα: Ανοιξιάτικος τύπος Προσαρμοστικότητα: Γενική Πρωτεϊνικό Περιεχόμενο: 14 1% Ποιότητα (Αρτοποιητική ικανότητα): Α (Άριστη) Αχελώος Γενεαλογική επιλογή στα προϊόντα της διασταύρωσης: ΥΓ-5143 x ΥΓ-3615 (S.CERROS T66 x ΝΙΚΗ) Αδέλφωμα: Μέτριο Βάρος 1000 κόκκων: 36 ± 2g Αντοχή στο πλάγιασμα: Καλή Απόδοση: 6500 ± 400 kg / ha Εναλλακτικότητα: Ανοιξιάτικος τύπος Προσαρμοστικότητα: Ειδική στα γόνιμα Πρωτεϊνικό Περιεχόμενο: 15,5 0,5% Ποιότητα (Αρτοποιητική ικανότητα): Β-Α (Άριστη) 45

55 Οι παραπάνω ποικιλίες εγκαταστάθηκαν την καλλιεργητική περίοδο στο Ι.Σ. σε πειραματικά τεμάχια 7 γραμμών πλάτους 0,25m και μήκους 0.60m ώστε το εμβαδόν να είναι 1m 2 όπως φαίνεται και στο ακόλουθο σχήμα. 1.75m 0.60m Εικόνα 3.1. Πειραματικό τεμάχιο σποράς των ποικιλιών Οι έξι ποικιλίες διασταυρώθηκαν μονόπλευρα και πραγματοποιήθηκαν οι ακόλουθες 10 διασταυρώσεις. Πίνακας 3.2. Οι διασταυρώσεις που προέκυψαν από έξι ποικιλίες Αχέρων x Yecora Νέστος x Ωρωπός Yecora x Ορφέας Νέστος x Αχελώος Yecora x Ωρωπός Ορφέας x Ωρωπός Yecora x Αχελώος Ορφέας x Αχελώος Νέστος x Ορφέας Ωρωπός x Αχελώος Οι ποικιλίες μαζί με τις διασταυρώσεις αποτέλεσαν το πειραματικό υλικό της επόμενης χρονιάς Αξιολόγηση και επιλογή στην F1 γενεά Κατά την καλλιεργητική περίοδο οι δέκα F1 και οι έξι γονείς τους εγκαταστάθηκαν σε αγρό του Ι.Σ. απουσία ανταγωνισμού. Η σπορά έγινε την 27 η Νοεμβρίου 2007 σε R16 κυψελωτό σχέδιο (Fasoulas & Fasoula, 1995) με 40 φυτά ανά γραμμή και 12 γραμμές, αντιστοιχώντας σε 30 επαναλήψεις για τον κάθε γενότυπο και συνολικά 480 φυτά (Εικ. 3.2.). Σε κάθε θέση τοποθετήθηκαν δύο σπόροι με την απόσταση να είναι 1 μ. φυτό από φυτό και 0,866 μ. μεταξύ των γραμμών δηλαδή πυκνότητα σποράς 1,16 φυτά/m 2. Ακολούθησε αραίωμα την τελευταία εβδομάδα του Φεβρουαρίου, έτσι ώστε σε κάθε θέση να παραμένει ένα φυτό. Στα μέσα Μαρτίου εφαρμόστηκε επιφανειακή λίπανση με την προσθήκη 18g νιτρικής αμμωνίας (33, ,5% αμμωνιακό και 17% νιτρικό άζωτο). Τα ζιζάνια που 46

56 αναπτύχθηκαν κατά τη διάρκεια του πειράματος απομακρύνθηκαν με σκάλισμα και συνολικά έγιναν 6 εφαρμογές, έτσι ώστε ο αγρός να είναι καθαρός από ζιζάνια και να μην υπάρχει ανταγωνισμός μεταξύ των φυτών. Έτσι, κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των φυτών έγιναν όλες οι απαραίτητες καλλιεργητικές φροντίδες που απέβλεπαν στη μεγιστοποίηση της απόδοσης. R-16 Κυψελωτό σχέδιο Ένταση επιλογής κινούμενου δακτύλιου 6 φυτά: 16,67% 12 φυτά: 8,34% 18 φυτά: 5,56% Εικόνα 3.2. Κυψελωτό σχέδιο αγρού R-16 Τα χαρακτηριστικά που μετρήθηκαν στον αγρό ήταν ο αριθμός στάχεων και το τελικό ύψος ενώ ύστερα από αλωνισμό προσδιορίστηκε η απόδοση του κάθε φυτού. Η απόδοση αποτέλεσε και τον κύριο παράγοντα αξιολόγησης για την επιλογή των διασταυρώσεων που επιλέχθηκαν να συνεχίσουν στην F2 γενεά. Συγκεκριμένα τρεις ομάδες κριτηρίων αξιολόγησης χρησιμοποιήθηκαν: α) οι ετερωτικές δράσεις, β) εκτιμήσεις παραγωγικότητας και σταθερότητας της συμπεριφοράς και γ) η γενική συνδυαστική ικανότητα (GCA). Η επιλογή των διασταυρώσεων που συνέχισαν στην επόμενη γενεά βασίστηκε στα παραπάνω κριτήρια. Συγκεκριμένα οι διασταυρώσεις κατατάχθηκαν σε υψηλής, μέσης και χαμηλής παραγωγικότητας, ετερωτικές και μη ετερωτικές και σε αυτές που των οποίων οι γονείς είχαν και οι δύο 47

57 θετική GCA ή όχι. Από τις δέκα διασταυρώσεις επιλέχθηκαν βάση της παραγωγικότητας και της σταθερότητάς τους 4: η καλύτερη, δύο μέσης συμπεριφοράς και η χειρότερη. Συγκεκριμένα επιλέχθηκαν οι ακόλουθες διασταυρώσεις: Ωρωπός x Αχελώος, Yecora x Ωρωπός, Yecora x Αχελώος και Ορφέας x Ωρωπός. Από την κάθε διασταύρωση επιλέχθηκαν τα 3 καλύτερα φυτά, το καθένα από τα οποία αποτέλεσε ξεχωριστή οικογένεια για την επόμενη γενεά. Για την αξιολόγηση των ατομικών φυτών χρησιμοποιήθηκε η εξίσωση πρόγνωσης ατομικού φυτού (p-pe) η οποία σύμφωνα με τη Fasoula (2013) εκτιμά την παραγωγικότητα και τη σταθερότητα. Η ένταση επιλογής ήταν 2,7% δηλαδή κάθε φυτό αξιολογήθηκε με τα 36 γειτονικά του στον κινούμενο δακτύλιο (Σχ. 3.2.) Αξιολόγηση και επιλογή στις διασπώμενες γενεές F2-F4 και αξιολόγηση της F5 γενεάς Κάθε φυτό πού επιλέχθηκε από τις τέσσερις διασταυρώσεις της F1 γενεάς αποτέλεσε ξεχωριστή οικογένεια για την F2 γενεά. Έτσι στο σύνολο σχηματίστηκαν τρεις οικογένειες ανά διασταύρωση και συνολικά 12 F2 η καθεμία εκ των οποίων προήλθε από ένα φυτό. Κατά την καλλιεργητική περίοδο οι 12 F2 μαζί με τους τέσσερις γονείς τους εγκαταστάθηκαν σε αγρό του Ι.Σ. απουσία ανταγωνισμού (Πιν. 3.3). Πίνακας 3.3. Οι 16 επεμβάσεις που αξιολογήθηκαν σε R-16 κυψελωτό σχέδιο ανά κωδικό για τις γενεές F2, F3 και F4. 1. Yecora 9. Ορφέας 2. Yecora x Ωρωπός 10. Yecora x Ωρωπός 3. Yecora x Αχελώος 11. Ορφέας x Ωρωπός 4. Ωρωπός x Αχελώος 12. Yecora x Αχελώος 5. Αχελώος 13. Ωρωπός 6. Yecora x Αχελώος 14. Yecora x Ωρωπός 7. Ωρωπός x Αχελώος 15. Ωρωπός x Αχελώος 8. Ορφέας x Ωρωπός 16. Ορφέας x Ωρωπός Η σπορά έγινε την 27 η Νοεμβρίου 2008 σε R16 κυψελωτό σχέδιο (Fasoulas & Fasoula, 1995) με 48 φυτά ανά γραμμή και 32 γραμμές, 48

58 αντιστοιχώντας σε 96 επαναλήψεις για τον κάθε κωδικό, 288 επαναλήψεις ανά διασταύρωση και συνολικά 1536 φυτά (Σχ. 3.2.). Οι αποστάσεις των φυτών και οι καλλιεργητικές φροντίδες ήταν όμοιες με αυτές που περιγράφηκαν για την F1 γενεά. Τα χαρακτηριστικά που μετρήθηκαν στον αγρό ήταν ο αριθμός στάχεων και το τελικό ύψος, προσδιορίστηκε η πρωιμότητα, ενώ ύστερα από αλωνισμό προσδιορίστηκε η απόδοση του κάθε φυτού. Επίσης μετρήθηκαν και τα χαρακτηριστικά ποιότητας βάρος 1000 κόκκων, περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη και περιεκτικότητα σε γλουτένη, των οποίων οι μετρήσεις περιγράφονται ξεχωριστά στο υποκεφάλαιο 3.6. Οι 16 επεμβάσεις του πειράματος αξιολογήθηκαν βάση της απόδοσης με τις τρεις ομάδες κριτηρίων που περιγράφηκαν για την F1 γενεά. Η αξιολόγηση κατέταξε τόσο τις 16 επεμβάσεις όσο και τις 3 οικογένειες ανά διασταύρωση. Έτσι από την καλύτερη/ες οικογένεια/ες κάθε διασταύρωσης με βάση την κυψελωτή μεθοδολογία επιλογής όπως περιγράφεται από τη Fasoula (2013), επιλέχθηκαν τα 3 καλύτερα φυτά. Για την επιλογή των ατομικών φυτών λαμβάνονταν υπόψη το ύψος του φυτού και αν ήταν φυτό που βρίσκονταν στην άκρη του πειραματικού ή όχι. Με την ίδια πρακτική έγινε η επιλογή και για τις F3 και F4 γενεές (Σχ. 3.3) όπου ο πειραματισμός έγινε απουσία ανταγωνισμού με το ίδιο πειραματικό σχέδιο κατά αντιστοιχία με την F2 γενεά. ηλαδή από κάθε διασταύρωση επιλέχθηκαν τα τρία καλύτερα φυτά της καλύτερης/ων οικογένειας/ων. Η αξιολόγηση έγινε με τις δύο πρώτες ομάδες κριτηρίων όπως περιγράφηκαν για την F1 γενεά. Έτσι στις 18 Νοεμβρίου του 2009 έγινε η εγκατάσταση των F3 και των γονέων τους (Πιν. 3.3.) σε αγρό του Ι.Σ. σε R-16 κυψελωτό σχέδιο με 36 φυτά ανά γραμμή και 24 γραμμές, αντιστοιχώντας σε 54 επαναλήψεις για τον κάθε κωδικό, 162 επαναλήψεις ανά διασταύρωση και συνολικά 864 φυτά (Σχ. 3.2.). Κατά αντιστοιχία στις 15 Νοεμβρίου του 2010 στο αγρόκτημα του ΑΠΘ εγκαταστάθηκαν οι F4 με τους γονείς τους (Πιν 3.3.) σε R-16 κυψελωτό σχέδιο με 32 φυτά ανά γραμμή και 20 γραμμές, αντιστοιχώντας σε 40 επαναλήψεις για τον κάθε κωδικό, 120 επαναλήψεις ανά διασταύρωση και συνολικά 640 φυτά (Σχ. 3.2.). Τα χαρακτηριστικά που μετρήθηκαν στην F3 49

59 γενεά ήταν τα ίδια με αυτά που προσδιορίστηκαν στην F2 γενεά ενώ στην F4 υπολογίστηκαν μόνο το τελικό ύψος και η απόδοση ανά φυτό. Τέλος από την F4 γενεά επιλέχθηκαν τα τρία καλύτερα φυτά από την καλύτερη ή τις δύο καλύτερες οικογένειες (από τις τρεις) από κάθε διασταύρωση και οι F5 εγκαταστάθηκαν στις 20 Νοεμβρίου του 2011 στο αγρόκτημα του ΑΠΘ μαζί με τις ποικιλίες γονείς σε πειραματικό σχέδιο τυχαιοποιημένων πλήρων ομάδων (RCBD), των 16 επεμβάσεων και 3 επαναλήψεων, συνολικά 48 πειραματικά τεμάχια. Έτσι και στην F5 γενεά η κάθε διασταύρωση εκπροσωπήθηκε από τρεις οικογένειες η κάθε μία. Μεταξύ των επαναλήψεων υπήρχε διάδρομος 1,5m. Σε κάθε πειραματικό τεμάχιο σπάρθηκαν 7 γραμμές πλάτους 0,25m και μήκους 0.60m ώστε το εμβαδόν να είναι 1m 2 (Σχ 3.3.). Η ποσότητα του σπόρου που χρησιμοποιήθηκε ήταν 18γρ/τεμάχιο. Από κάθε πειραματικό τεμάχιο συγκομίστηκαν οι 5 κεντρικές γραμμές και ύστερα από αλωνισμό προσδιορίστηκε η απόδοση για κάθε επέμβαση. 50

60 Σχήμα 3.3. Το ακολουθούμενο βελτιωτικό σχήμα. 51

61 3.4. Χαρακτηριστικά ποιότητας αλεύρου Τα χαρακτηριστικά ποιότητας που μελετήθηκαν περιορίστηκαν στην F2 και F3 γενεά και ήταν το βάρος 1000 κόκκων, η ποσότητα της πρωτεΐνης, η περιεκτικότητα σε γλουτένη και η τέφρα. Οι μετρήσεις έγιναν στο χημείο του Ι.Σ. επιλέγοντας 3-5 φυτά από τα πρώτα 20 σύμφωνα με την κατάταξή τους βάσει της παραγωγικότητάς τους από την κυψελωτή ανάλυση (p-pe, Fasoula, 2013). Τα φυτά που επιλέχθηκαν ανήκαν σε περισσότερες από μία οικογένειες, επομένως ο προσδιορισμός έγινε συνολικά ανά διασταύρωση. Για το βάρος 1000 κόκκων 100 σπόροι από κάθε φυτό ζυγίστηκαν και επαναλήφθηκε η μέτρηση σε άλλους εκατό σπόρους και ο μέσος όρος x 10 αποτέλεσε το βάρος 1000 κόκκων. Στη συνέχεια ακολούθησε ο προσδιορισμός της ποιότητας αλεύρου. Για τα χαρακτηριστικά της ποιότητας αλεύρου από τα επιλεγέντα φυτά αλέστηκαν γρ σπόρου σε μύλο Laboratory mill 3100 της Falling number (Εικ. 3.1.). Το φίλτρο που χρησιμοποιήθηκε ήταν 0,8mm και το αλεύρι που συλλέχθηκε χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας και του δείκτη γλουτένης, την περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη και το ποσοστό τέφρας. Φωτογραφία 3.1. Laboratory mill 3100 Για τον προσδιορισμό της υγρής γλουτένης ακολουθήθηκε η διαδικασία που ορίζεται από τον ICC (International Association for Cereal Science and Technology), ζυγίστηκαν 10γρ αλεύρου σε ζυγό ακριβείας με απόκλιση 0,01γρ. μεταφέρθηκαν σε ειδική δεξαμενή όπου προστέθηκαν 4,8ml 52

62 διαλύματος 2% NaCl και τοποθετήθηκε στη συσκευή Glutomatic της εταιρείας Perten Instruments (φωτογραφία 3.2.). Ακολούθησε πλύση για 300sec και στη συνέχεια φυγοκέντριση για 60sec. Μετρήθηκε η γλουτένη που πέρασε το φίλτρο μετά τη φυγοκέντριση και η ολική ποσότητα της υγρής γλουτένης προκειμένου να προσδιοριστεί η περιεκτικότητα σε γλουτένη και ο δείκτης γλουτένης. Φωτογραφία 3.2. Συσκευή Glutomatic. Φαίνεται η μονάδα πλύσης στα αριστερά και η μονάδα φυγοκέντρισης με τη γλουτένη δεξιά. Για τον προσδιορισμό της τέφρας των δειγμάτων ακολουθήθηκε η διαδικασία που ορίζεται από τον ICC. Ζυγίστηκαν 3γρ αλεύρου με απόκλιση 0,005γρ και τοποθετήθηκαν σε χωνευτήριο πορσελάνης το οποίο είχε ζυγιστεί με ακρίβεια ύστερα από θέρμανση στους C για περίπου μισή ώρα και ψύξη σε θερμοκρασία δωματίου σε ξηραντήρα. Στο δείγμα προστέθηκαν 2ml αιθανόλης και τα χωνευτήρια οδηγήθηκαν σε κλίβανο όπου παρέμειναν περίπου δύο ώρες στους C (φωτογραφία 3.3.). Στη συνέχεια τα χωνευτήρια απομακρύνθηκαν από τον κλίβανο (εκτός και αν δεν είχε μείνει μόνο άσπρο υπόλειμμα, ήτοι ατελής καύση αποτέφρωση) και τοποθετήθηκαν σε ξηραντήρα μέχρι να ψυχθούν σε θερμοκρασία δωματίου. Μετρήθηκε το βάρος τους σε ζυγό ακριβείας με απόκλιση 0,005γρ και προσδιορίστηκε η τέφρα επί ξηρού βάρους δείγματος. 53

63 Φωτογραφία 3.3. Κλίβανος αποτέφρωσης σε θερμοκρασία C Τέλος για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας της πρωτεΐνης ακολουθήθηκε η μέθοδος Kjeldahl η οποία εφαρμόστηκε στη συσκευή Gerhardt (φωτογραφία 3.4.). Η περιεκτικότητα σε άζωτο και πρωτεΐνη εκφράστηκαν επί ξηρού βάρους δείγματος. Φωτογραφία 3.4. Η συσκευή Gerhadt για τον προσδιορισμό αζώτου και πρωτεΐνης με τη μέθοδο Kjeldahl 54

64 Β) Παραδοσιακές ποικιλίες 3.5. Φυτικό υλικό Ως φυτικό υλικό χρησιμοποιήθηκαν οι εγχώριες ποικιλίες μαλακού σίτου Ασπρόσταρο Λάρισας, Μαυραγάνι Αιτολωακαρνανίας και Ξυλόκαστρο Λαμίας που διασταυρώθηκαν με τη Yecora-Ε (κοινός μάρτυρας στα δύο πειράματα). Οι εγχώριες ποικιλίες προέρχονται από τη βασική συλλογή της Ελληνικής Τράπεζας Γενετικού Υλικού και έχουν αξιολογηθεί και προεπιλεγεί ως πιο αποδοτικές σε βιολογικές συνθήκες καλλιέργειας (Koutis and Galanopoulou, 2005; Κουτής και Κούτσικα, 2006; Σιστάνης, 2009). Συγκεκριμένα οι διασταυρώσεις των παραδοσιακών ποικιλιών πραγματοποιήθηκαν μονόπλευρα και προέκυψαν οι ακόλουθες διασταυρώσεις: Ασπρόσταρο x Yecora, Αιτωλοακαρνανία x Yecora και Ξυλόκαστρο x Yecora '. Οι διασταυρώσεις και η αξιολόγηση των διασπώμενων γενεών (F1-F3) πραγματοποιήθηκαν σε πειράματα προηγούμενων ετών (Σιστάνης, 2010; Κουτής, 2011; Καρκαντζιά-Αστερίου 2012) ενώ στην παρούσα εργασία τα υλικά αξιολογήθηκαν από την F4 μέχρι την F6 γενεά Αξιολόγηση και επιλογή στις F4-F6 γενεές Κατά την καλλιεργητική περίοδο οι 3 F4 με τους τέσσερις γονείς τους εγκαταστάθηκαν στο αγρόκτημα του ΑΠΘ απουσία ανταγωνισμού. Η σπορά έγινε τη 19 η Νοεμβρίου 2009 σε R16 κυψελωτό σχέδιο (Fasoulas & Fasoula, 1995) με 24 φυτά ανά γραμμή σε 16 γραμμές, και συνολικά 384 φυτά (Σχ. 3.2.). Από την αξιολόγηση της F3 (Καρκαντζιά- Αστερίου 2012) επιλέχθηκαν τα τέσσερα καλύτερα φυτά οπότε κάθε F4 εκπροσωπήθηκε από 4 οικογένειες (4 κωδικοί/f4 x 3F4 12 επεμβάσεις) στο R16 ήτοι 96 επαναλήψεις/f4. Οι καλλιεργητικές φροντίδες έγιναν κατ αντιστοιχία αυτών που περιγράφονται στην παράγραφο 3.2 ενώ τα χαρακτηριστικά που μετρήθηκαν ήταν το τελικό ύψος και ύστερα από τον αλωνισμό των φυτών η απόδοση. Η αξιολόγηση έγινε με τα κριτήρια παραγωγικότητας και σταθερότητας σύμφωνα με τη Fasoula (2013) που περιγράφονται στην παράγραφο 3.3 κατατάσσοντας τόσο τις 16 επεμβάσεις όσο και τις 4 οικογένειες ανά διασταύρωση. 55

65 Έτσι από την καλύτερη F4 επιλέχθηκαν τα 6 καλύτερα φυτά με τη μεθοδολογία που αναφέρεται στην παράγραφο 3.3, ενώ από τις άλλες δύο F4 επιλέχθηκαν τα καλύτερα 3 φυτά και μαζί με τους γονείς τους αποτέλεσαν τα πειραματικά υλικά για την αξιολόγηση στην F5 γενεά. Οι επιλογές των ατομικών φυτών προέρχονταν από περισσότερες από μία οικογένειες. Η αξιολόγηση των F5 έγινε σε R16 κυψελωτό σχέδιο (Fasoulas & Fasoula, 1995) με 12 φυτά ανά γραμμή σε 20 γραμμές, και συνολικά 240 φυτά (Σχ. 3.2.), το οποίο εγκαταστάθηκε στο αγρόκτημα του ΑΠΘ στις 15 Νοεμβρίου Προσδιορίστηκε η απόδοση του κάθε φυτού και η αξιολόγηση έγινε με βάση την κυψελωτή μεθοδολογία (Fasoula, 2013). Ύστερα από την ανάλυση των δεδομένων από την καλύτερη διασταύρωση επιλέχθηκαν τα τρία καλύτερα φυτά εντός των τριών καλύτερων οικογενειών. Συνολικά οπότε σχηματίστηκαν 9 F6 που προέρχονταν από ατομικά φυτά και οι οποίες αξιολογήθηκαν σε πυκνή σπορά. Έτσι το Νοέμβριο του 2011 οι 9 F6 σειρές με τους δύο γονείς από τους οποίους προέκυψαν εγκαταστάθηκαν σε σχέδιο τυχαιοποιημένων πλήρων ομάδων (RCBD), των 11 επεμβάσεων και 3 επαναλήψεων, συνολικά 33 πειραματικά τεμάχια (Σχ. 11). Η καλλιεργητικές φροντίδες και η συγκομιδή έγιναν όπως περιγράφονται στην παράγραφο 3.3. Ασπρόσταρο x Yecora F5 Κωδικός 2 3 καλύτερα φυτά F5 Κωδικός 4 3 καλύτερα φυτά F5 Κωδικός 12 3 καλύτερα φυτά F6 Κωδικός 1 F6 Κωδικός 2 F6 Κωδικός 3 F6 Κωδικός 4 F6 Κωδικός 5 F6 Κωδικός 6 F6 Κωδικός 7 F6 Κωδικός 8 F6 Κωδικός 9 Σχήμα 11. Οι οικογένειες που επιλέχθηκαν στην F5 γενεά και οι οικογένειες που αξιολογήθηκαν στην F6 γενεά. 56

66 3.7. Στατιστική επεξεργασία δεδομένων Ο διαχωρισμός των μέσων όρων για όλα τα χαρακτηριστικά σε όλα τα πειράματα έγινε με το t-κριτήριο για ανεξάρτητα δείγματα από πληθυσμούς με διαφορετική τυπική απόκλιση, σύμφωνα με την προσέγγιση του Cochran (Snedecor & Cohran, 1989). Για τον προσδιορισμό των ετερωτικών δράσεων χρησιμοποιήθηκαν η ετροβελτίωση (ετέρωση σε σχέση με τον καλύτερο γονέα BP), η σχετική ετέρωση (ετέρωση σε σχέση με το μέσο όρο των δύο γονέων MP) και η τυπική ετέρωση (ετέρωση σε σχέση με το μέσο όρο όλων των ποικιλιών np όπου n ο αριθμός των γονέων). Η ετεροβελτίωση και η σχετική ετέρωση υπολογίστηκαν σύμφωνα με τους τύπους που περιγράφουν οι Fanseco & Peterson (1968) ενώ για την τυπική ετέρωση χρησιμοποιήθηκε ο τύπος που περιγράφει ο Virmani (1994). Η σημαντικότητα για τους τρεις τύπους ετέρωσης ελέγχθηκε με συγκρίσεις ενός βαθμού ελευθερίας (Steel and Torrie, 1980) Για τα κυψελωτά πειράματα χρησιμοποιήθηκε η ανάλυση που προτείνεται από τη Fasoula (2008) και Fasoula (2013) σύμφωνα με τις ακόλουθες παραμέτρους: i) s-pe ή LCYP (sibling prognostic equation, Line Crop Yield Potential) και ii) p-pe ή PCYP (plant prognostic equation, Plant Crop Yield Potential). Η πρώτη παράμετρος αξιολογεί την κάθε οικογένεια/κωδικό στο κυψελωτό σχέδιο και αποτελείται από το γινόμενο δύο συστατικών: α) το συντελεστή ομοιόστασης 2 CH x s όπου xt είναι ο μέσος όρος της κάθε επέμβασης και s η τυπική απόκλιση και β) το συντελεστή απόδοσης της οικογένειας/επέμβασης (Coefficient of Line Record ή sibling Yield Index) CLR ή s YI x x 2 t t όπου x ο γενικός μέσος όρος. Ο s-pe αντιστοιχεί τη συμπεριφορά του φυτού σε συνθήκες απουσίας ανταγωνισμού με την πυκνή σπορά (Fasoula, 2013). Η δεύτερη παράμετρος αξιολογεί το κάθε φυτό ξεχωριστά συγκρίνοντάς το με τα γειτονικά του φυτά και αποτελείται από το γινόμενο δύο συστατικών: α) τον CH και β) το συντελεστή απόδοσης ατομικού φυτού (Coefficient of Plant Record ή plant Yield Index) CPR ή p 2 YI x x r όπου x η απόδοση του ατομικού φυτού και r x ο μέσος όρος της απόδοσης των φυτών στον κινούμενο δακτύλιο (Fasoula, 2008, 2013). 57

67 Με σκοπό την εκτίμηση των επιδράσεων της γενικής (GCA) και της ειδικής (SCA) συνδυαστικής ικανότητας και τις αθροιστικές και κυρίαρχες επιδράσεις στην F1και F2 γενεά το κάθε R16 χωρίστηκε στη μέση στο όριο των 20 φυτών/γραμμή στην F1 και των 24 φυτών/γραμμή στην F2 ώστε να δημιουργηθούν δύο επαναλήψεις και να πραγματοποιηθεί η διαλληλική ανάλυση για κάθε διασταύρωση συνολικά. Έγινε ανάλυση παραλλακτικότητας με τη μέθοδο 2 του Griffing (1956b) δηλαδή ημίδιαλληλικό σχέδιο που περιλαμβάνει τις ποικιλίες-γονείς (n) και τα F1 υβρίδια ή τις F2 (χωρίς τις αμοιβαίες διασταυρώσεις) (μοντέλο 1-καθορισμένος παράγοντας οι ποικιλίεςγονείς) (Πίν. 3.4). Ακόμη υπολογίστηκαν οι γενετικές παράμετροι της απόδοσης, με βάση τη μέθοδο του Hayman (1954a; b), των Mather and Jinks (1982) και των Singh and Chaudhary (1985), ενώ οι συντελεστές H b 2 2 κληρονομικότητας υπό ευρεία και υπό στενή έννοια υπολογίσθηκαν με βάση τους Mather and Jinks (1972). H n Πίνακας 3.4. H ανάλυση παραλλακτικότητας για την απόδοση στο σχέδιο με ομάδες, με τη μέθοδο 2 (μοντέλο 1) του Griffing (1956a; b) για τις F1 και F2. Πηγή παρ/τας Β.Ε. Μ.Τ. Μοντελο Ι (Ε.Μ.Τ.) Ομάδες r-1 ^ Γενότυποι [n(n+1)/2]-1 M1 2 rk 2 ό GCA n-1 M 11 SCA n(n-1)/2 M 12 ^ 2 ^ 2 2 r n n 1 K 2 GCA r n n 1 K 2 2 SCA Σφάλμα (r-1){[n(n+1)/2]-1} M2 ^ 2 n ο αριθμός των γονέων, r ο αριθμός των επαναλήψεων Το μοντέλο 1 του Griffing Μέθοδος 2: X ij u g i g j s ij u = ο μέσος όρος του πληθυσμού g i = η επίδραση της γενικής συνδυαστικής ικανότητας του i γονέα g j = η επίδραση της γενικής συνδυαστικής ικανότητας του j γονέα s ij = η επίδραση της ειδικής συνδυαστικής ικανότητας της διασταύρωσης του i γονέα με τον j γονέα e ijk = η επίδραση του περιβάλλοντος που συνδέεται με την ijk παρατήρηση. k e ijk 58

68 Για τον επιμερισμό της φαινοτυπικής παραλλακτικότητας αναλύθηκαν τα δεδομένα όλων των χαρακτηριστικών εφαρμόζοντας το πλήρες τυχαιοποιημένο σχέδιο και ως πειραματική μονάδα χρησιμοποιήθηκε το ατομικό φυτό (Πίν. 3.5) (Fasoulas and Allard, 1962; Steel and Torrie, 1980). Έγινε ανάλυση της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας 2 2 συνιστώσες (γενετική παραλλακτικότητα) και (παραλλακτικότητα g σφάλματος) από τα εκτιμώμενα μέσα τετράγωνα της ανάλυση της παραλλακτικότητας (Steel and Torrie, 1980). Πίνακας 3.5. Η ανάλυση παραλλακτικότητας για το πλήρες τυχαιοποιημένο σχέδιο και ο επιμερισμός της. e 2 p στις Πηγή παραλλακτικότητας Β.Ε. Ε.Μ.Τ. Γενότυποι g Σφάλμα g(r-1) e e r g Σύνολο gr-1 r ο αριθμός των επαναλήψεων, g ο αριθμός των γενοτύπων 3.8. Έλεγχος της μεθυλίωσης μέσω πέψης με το περιοριστικό ένζυμο McrBC Προκειμένου να ελεγχθεί αν και σε πιο ποσοστό η επιλογή (inbreeding) επηρεάζει το προφίλ της μεθυλίωσης των γενοτύπων επιλέχθηκαν η καλύτερη και η χειρότερη διασταύρωση που προέκυψαν από τις ποικιλίες του Ι.Σ. Συγκεκριμένα το Νοέμβριο του 2012 στο θερμοκήπιο του αγροκτήματος του ΑΠΘ σε προβλαστήριο εγκαταστάθηκαν οι F1, οι F4 και οι γονείς από τους οποίους προήλθαν των διασταυρώσεων Ωρωπός x Αχελώος (καλύτερη) και Ορφέας x Ωρωπός (χειρώτερη). Στο στάδιο των 6 φύλλων συλλέχθηκαν 4 φύλλα από κάθε φυτό, τα οποία διατηρήθηκαν προσωρινά σε υγρό άζωτο μέχρι το πέρας της συλλογής. Στη συνέχεια τα δείγματα λειοτριβήθηκαν αρχικά σε κατάλληλο γουδί (κάψα πορσελάνης) με τη βοήθεια υγρού αζώτου και στη συνέχεια ακολουθήθηκαν τα υπόλοιπα στάδια εξαγωγής DNA όπως περιγράφεται από τους Krizman et al. (2006). Συγκεκριμένα ο λειοτριβημένος ιστός τοποθετήθηκε σε σωλήνα φυγοκέντρησης μαζί με 500μL ρυθμιστικού 59

69 διαλύματος (100mM Tris-HCL ph=8, 2.0 M NaCl, 20mM EDTA ph=8, 2% w/v CTAB, 1% w/v PVP). Το διάλυμα μεταφέρθηκε στους 55 ºC για 30 min περίπου. Το υπερκείμενο διάλυμα που περιείχε το DNA πάρθηκε μετά από φυγοκέντρηση για 10min στα xg. Ακολούθησε απομάκρυνση των πρωτεϊνών με διάλυμα χλωροφορμίου/ισοαμυλικής αλκοόλης 4% (v/v) και καθίζηση του DNA με χρήση ισοπροπανόλης 0,45 του αρχικού όγκου και επώαση για 1hr στους 25 o C. Ακολούθησε φυγοκέντριση και πλύση με διάλυμα αιθανόλης 15mM οξικού αμμώνιου σε 15% αιθανόλη, φυγοκέντριση και απόρριψη του υπερκείμενου. Το ίζημα (pellet) ύστερα από στέγνωμα σε θερμοκρασία δωματίου διαλλύθηκε σε 25μL ρυθμιστικού διαλύματος ΤΕ (10mM Tris-HCl, ph=8, 1mM EDTA). Η ποσοτικοποίηση του DNA έγινε οπτικά σε πηκτή αγαρόζης (1%). Το γενωμικό DNA ύστερα από την εξαγωγή του από τα φύλλα των διασταυρώσεων και των γονέων υπεβλήθη σε πέψη με το περιοριστικό ένζυμο McrBC. Πιο συγκεκριμένα 1μg από κάθε γενωμικό DNA χρησιμοποιήθηκε για την πέψη, με τη χρήση 10U ενζύμου McrBC (New England Biolabs) σε 1x NEB Buffer 2, 1mM GTP, 1x BSA. Ο τελικός όγκος της αντίδρασης ήταν 25μl. Μαζί με τις αντιδράσεις πέψης πραγματοποιήθηκαν και αντιδράσεις-μάρτυρες όπου δεν προστέθηκε περιοριστικό ένζυμο McrBC (μάρτυρες χωρίς ένζυμο - McrBC, «άκοπο» DNA). Οι αντιδράσεις πέψης αφέθηκαν στους 37 o C για 12 ώρες και στη συνέχεια στους 65 ο C για 20min. Μετά την πάροδο αυτού του χρονικού διαστήματος, εφαρμόστηκαν εκκινητές ISSR σε αντιδράσεις PCR. Οι ISSR εκκινητές που χρησιμοποιήθηκαν δίνονται στον πίνακα 3.6. Πίνακας 3.6. Χαρακτηριστικά των εκκινητών που χρησιμοποιήθηκαν για την ISSR ανάλυση σε γενωμικό DNA που υπέστη πέψη με το περιοριστικό ένζυμο McrBC. Όνομα Εκκινητή (UBC) Αλληλουχία (5 3 ) Θερμ. Προσκόλλησης ( 0 C) Αριθμ. ISSR ζωνών Εύρος ζωνών (bp) 811 (GA) 8 C (AG) 8 YT

70 Οι αντιδράσεις PCR πραγματοποιήθηκαν με 0,4μΜ των παραπάνω εκκινητών για την ISSR ανάλυση και εκμαγείο 30ng γενωμικού DNA ή γενωμικού DNA που είχε υποστεί πέψη με το περιοριστικό ένζυμο McrBC. Χρησιμοποιήθηκε 1U KAPA Taq. Για το master mix χρησιμοποιηθήκαν: PCR Buffer, Forward primer, PCR grade water. Το πρόγραμμα PCR ήταν: 5 min στους 94 o C, 35 κύκλοι από 30 sec στους 94 o C, 90 sec στους 53 o C έως 58 ο C, 90 sec στους 72 o C και ένα τελικό στάδιο 5 min στους 72 o C. Από τα προϊόντα της PCR 5μL εφαρμόστηκαν σε μια πηκτή αγαρόζης 2% προκειμένου να διαχωριστούν με βάση το μέγεθός τους. Παράλληλα πραγματοποιήθηκε έλεγχος της λειτουργικότητας του ενζύμου McrBC με τη χρήση του για την πέψη DNA πλασμιδίου που περιέχει μία θέση πέψης του ενζύμου (το DNA του πλασμιδίου παρέχεται από την εταιρία παραγωγής του περιοριστικού ενζύμου). Συνολικά οι επεμβάσεις που αναλύθηκαν με τους ISSR εκκινητές και ύστερα από πέψη με το περιοριστικό ένζυμο McrBC φαίνονται στον ακόλουθο πίνακα. Πίνακας 3.7. Οι γενότυποι που αναλύθηκαν με ISSR εκκινητές έχοντας υποστεί πέψη ή χωρίς πέψη με το περιοριστικό ένζυμο McrBC Γενότυπος Εκκινητής McrBC Ωρωπός x Αχελώος F και - Ωρωπός x Αχελώος F και - Ωρωπός x Αχελώος F και - Ωρωπός x Αχελώος F και - Ορφέας x Ωρωπός F και - Ορφέας x Ωρωπός F και - Ορφέας x Ωρωπός F και - Ορφέας x Ωρωπός F και - Αχελώος και - Αχελώος και - Ορφέας και - Ορφέας και - Ωρωπός και - Ωρωπός και - 61

71 4. Αποτελέσματα A) Υλικά Ινστιτούτου Σιτηρών 4.1. Συγκριτική μελέτη κριτηρίων επιλογής στην F 1 γενεά. Η αξιολόγηση της F1 γενεάς με τα κριτήρια της ετέρωσης έδειξε ότι όλες οι διασταυρώσεις πλην της Ορφέας x Ωρωπός εκδήλωσαν υπεροχή ως προς τα τρία κριτήρια (Πίν. 4.1). Εντούτοις σημαντική υπεροχή εκδήλωσαν τέσσερις διασταυρώσεις. Πίνακας 4.1. Αξιολόγηση της απόδοσης των F1 σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P), συγκεντρωτικά. Γενότυπος BP MP Μάρτυρες Αχέρων x Yecora 22,84% 25,30% 45,2%* Νέστος x Αχελώος 46,83%* 56,09%* 29,38% Νέστος x Ορφέας 24,68% 28,78% 17,33% Νέστος x Ωρωπός 13,31% 24,98% 22,78% Ορφέας x Αχελώος 18,05% 7,34% 11,09% Ορφέας x Ωρωπός -7,47% -0,24% 0,27% Ωρωπός x Αχελώος 7,91% 25,71% 16,93% Yecora x Αχελώος 18,38% 42,87%* 39,92%* Yecora x Ορφέας 2,55% 14,19% 21,21% Yecora x Ωρωπός 15,83% 20,86% 36,91%* * σημαντικό για p 5% Συγκεκριμένα μόνο η F1 Νέστος x Αχελώος ξεπέρασε σημαντικά τον καλύτερο γονέα (ετεροβελτίωση Πιν. 4.1) ενώ δυο διασταυρώσεις οι Νεστος x Αχελώος και Yecora x Αχελώος υπερείχαν σημαντικά της μεσογονικής τιμής. Τέλος ως προς την τυπική ετέρωση τρεις διασταυρώσεις οι Αχέρων x Yecora, Yecora x Αχελώος και Yecora x Ωρωπός έδειξαν σημαντική υπεροχή. Ωστόσο πρέπει να σημειωθεί ότι η F1 Νέστος x Αχελώος αν και ξεπέρασε σημαντικά τον καλύτερο γονέα και τη μεσογονική τιμή δεν απέδωσε 62

72 σημαντικά καλύτερα από το μέσο όρο όλων των μαρτύρων. Τα κριτήρια της ετέρωσης κατάφεραν να διαχωρίσουν τις F1 σε ετερωτικές και μη ετερωτικές χωρίς όμως να μπορούν να δημιουργηθούν διακριτές ομάδες. Η κατάταξη των F1 βάσει του παραγωγικού δυναμικού διαχώρισε και κατέταξε τους γενοτύπους σε τρεις ομάδες υψηλής, μέσης και χαμηλής παραγωγικότητας, συνεκτιμώντας τόσο την αποδοτικότητα όσο και τη σταθερότητα (Πιν. 4.2). Πίνακας 4.2. Ανάλυση του παραγωγικού δυναμικού της F 1 στα συστατικά του, ο διαχωρισμός των μέσων όρων, η αποδοτικότητα (CLR), ο συντελεστής ομοιόστασης (CH) και το ολικό παραγωγικό δυναμικό (LCYP). Γενότυπος Mean CLR CH LCYP LCYP% Ωρωπός x Αχελώος 48,05 abcd* 1,03 6,61 6, Ορφέας x Αχελώος 45,65 abcd 0,93 7,18 6,68 98,13 Yecora x Ωρωπός 56,26 ab 1,41 4,27 6,03 88,63 Νέστος x Ωρωπός 50,45 abc 1,14 4,21 4,79 70,32 Αχέρων x Yecora 59,67 a 1,59 2,98 4,74 69,56 Yecora x Αχελώος 57,5 ab 1,48 2,74 4,05 59,46 Νέστος x Ορφέας 48,21 abc 1,04 3,79 3,94 57,8 Νέστος x Αχελώος 53,17 ab 1,26 2,89 3,64 53,52 Ωρωπός 44,53 abcd 0,89 3,61 3,20 46,94 Yecora 48,57 abc 1,05 2,57 2,70 39,73 Νέστος 36,21 cd 0,59 4,53 2,65 38,96 Ορφέας 38,67 bcd 0,67 3,93 2,62 38,52 Αχέρων 46,67 abcd 0,97 2,51 2,44 35,88 Yecora x Ορφέας 49,81 abc 1,11 2,10 2,33 34,17 Ορφέας x Ωρωπός 41,2 bcd 0,76 1,86 1,41 20,66 Αχελώος 31,92 d 0,45 1,43 0,65 9,55 *μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p 5% Ως προς το μέσο όρο η καλύτερη F1 Αχέρων x Yecora ξεπέρασε σημαντικά μόνο την F1 Ορφέας x Ωρωπός η οποία είχε και τη χαμηλότερη μέση απόδοση, ενώ ξεπέρασε σημαντικά και τις ποικιλίες Νέστος, Ορφέας και Αχελώος (Πιν. 4.2). Ωστόσο ο μέσος όρος δεν διαφοροποίησε τις ετερωτικές 63

73 F1 μεταξύ τους. Τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού όμως διαφοροποίησαν τους γενοτύπους τόσο ατομικά το καθένα όσο και το γινόμενό τους. Ο συντελεστής αποδοτικότητας (CLR) χωρίζει σε δύο ομάδες τις F1 και τους γονείς: α) γενοτύπους που έχουν CLR>1 και β) γενοτύπους που έχουν CLR<1. Εξ ορισμού ο συντελεστής παραγωγικότητας εκφράζει υπεροχή ή υστέρηση σε σχέση με το γενικό μέσο όρο οπότε οι γενότυποι της πρώτης ομάδας ουσιαστικά υπερείχαν του γενικού μέσου όρου. Στην πρώτη ομάδα κατατάχθηκαν οκτώ από τις δέκα F1 ενώ στη δεύτερη ομάδα κατατάχθηκαν όλες οι ποικιλίες πλην της Yecora και δύο F1: η Ορφέας x Ωρωπός και η Ορφέας x Αχελώος (Πιν. 4.2), οι οποίες παρουσίασαν και τη μικρότερη τυπική ετέρωση (Πιν. 4.1). Τέλος η σταθερότητα της συμπεριφοράς που προσεγγίστηκε με το συντελεστή ομοιόστασης (CH) καθόρισε την τελική κατάταξη βάση του ολικού παραγωγικού δυναμικού (LCYP) το οποίο διαχώρισε τους γενότυπους στις τρεις ομάδες. Χαρακτηριστικά η ποικιλία Ωρωπός είχε τη μεγαλύτερη τιμή LCYP από όλες τις ποικιλίες, εντούτοις αντιστοιχούσε στο 47% του παραγωγικού δυναμικού της πρώτης F1 δείχνοντας την υπεροχή των F1 σε σχέση με τους γονείς τους (Πιν. 4.2) Τόσο οι F1 που είχαν υψηλό παραγωγικό δυναμικό (οι τρεις πρώτες) όσο και αυτές μέσης παραγωγικότητας (τέταρτη με όγδοη) ξεπερνούσαν όλες τις ποικιλίες Πιν. 4.2.). Ως προς την κατάταξη με το LCYP μόνο δύο F1 ( Yecora x Ορφέας και Ορφέας x Ωρωπός ) υστερούσαν των υπολοίπων F1 και των ποικιλιών. H ανάλυση παραλλακτικότητας για κυψελωτό σχέδιο ως πλήρως τυχαιοποιημένο έδειξε σημαντικές διαφορές μεταξύ των επεμβάσεων (Πιν. 4.3). Ο συντελεστής παραλλακτικότητας ήταν υψηλός γεγονός που πιθανόν να οφείλεται σε επίδραση του περιβάλλοντος. Ωστόσο η παραλλακτικότητα μεταξύ των επεμβάσεων εξηγούσε το μεγαλύτερο μέρος της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας (58,63% Πιν. 4.3). Η παραλλακτικότητα μεταξύ των επεμβάσεων οφείλεται σε γενετική παραλλακτικότητα ενώ η παραλλακτικότητα εντός των επεμβάσεων η οποία κυμάνθηκε στο 41,37% οφείλεται τόσο στο περιβάλλον όσο και σε πιθανή ενδοποικιλιακή παραλλακτικότητα καθώς όποιες διαφορές εντός των F1 (ομογενές υλικό) εξηγούνται από την επίδραση του περιβάλλοντος. Επομένως η σ 2 b αντιστοιχεί στην σ 2 g άρα και το ποσοστό της φαινοτυπικής παραλλακτικότητας που εξηγεί 64

74 αντιστοιχεί στο συντελεστή κληρονομικότητας υπό ευρεία έννοια (επαναλληπτικότητα) για την απόδοση συνολικά στην F1. Εκ του αποτελέσματος άρα ο φαινότυπος αντιστοιχεί στο 60% στο γενότυπο επομένως και η επιλογή για το χαρακτηριστικό αυτό θα έχει καλή προβλεψιμότητα. Πίνακας 4.3. Ανάλυση παραλλακτικότητας για την απόδοση στην F1 γενεά. Πηγή παρ/τας β.ε. MS Μεταξύ * Εντός % 2 σ b 2 σ w 41.37% C.V % *σημαντικό για p 5% H ανάλυση παραλλακτικότητας για το σχέδιο με ομάδες με τη μέθοδο 2 (μοντέλο 1) του Griffing (1956a; b), έδειξε ότι οι αθροιστικές (GCA) και οι κυρίαρχες επιδράσεις (SCA) ήταν σημαντικές για την απόδοση (Πίν. 4.4). Ομοίως, η μέθοδος Morley-Jones (1965) έδειξε σημαντικότητα τόσο των κυρίαρχων επιδράσεων (b1, b2 και b3), όσο και των αθροιστικών επιδράσεων (a) τονίζοντας τη σπουδαιότητα των κυρίαρχων γονιδίων στη διαμόρφωση της παραλλακτικότητας (Πιν 4.5). Εξάλλου το ίδιο επιβεβαιώνεται και από τη μέθοδο του Griffing καθώς η παραλλακτικότητα που οφείλεται στην ειδική συνδυαστική ικανότητα είναι υπερδιπλάσια της παραλλακτικότητας που οφείλεται στη γενική συνδυαστική ικανότητα (Πιν. 4.4). Όπως αναφέρθηκε και στην παράγραφο 2.4 η αναλογία V GCA :V SCA όταν είναι μικρότερη της μονάδας υποδηλώνει κυρίαρχη δράση και στην προκειμένη περίπτωση βρέθηκε ίση με 0,41. Τα αποτελέσματα για το ότι η κυρίαρχη δράση γονιδίων ήταν πολύ μεγαλύτερη της αθροιστικής, επιβεβαιώνονται και από το γεγονός ότι ενώ ο συντελεστής κληρονομικότητας υπό ευρεία έννοια (Η 2 b ) ήταν 0,955 ο συντελεστής κληρονομικότητας υπό στενή έννοια (H 2 n ) ήταν μόλις 0,285 (Πίν. 4.6). 65

75 Πίνακας 4.4. Η ανάλυση της παραλλακτικότητας με τη μέθοδο 2 (μοντέλο 1) του Griffing (1956a; b) των ποικιλιών και των F1 διαλληλικών υβριδίων τους. Πηγή παρ/τας β.ε. MS F Συστατικά Επαν. 1 61,64 1,01 Var G.C.A. 205,011 GCA ,09** 26,98 Var S.C.A. 495,946 SCA 9 991,89** 16,32 Σφάλμα 14 60,78 8,23 ** σημαντικό για p 1% Από την ανάλυση της παραλλακτικότητας με τη μέθοδο Morley-Jones (1965) το συστατικό a που αφορά αθροιστικές δράσεις είχε τιμή F όμοια με τα συστατικά b, b2 και b3 που αναφέρονται σε κυρίαρχες δράσεις (b), σε κυρίαρχες δράσεις που οφείλονται στους γονείς (b2) και σε στην υπολειπόμενη παραλλακτικότητα της κυριαρχίας ξεχωριστή για την κάθε F1 (b3). Όμως το F της μέσης παραλλακτικότητας κυρίαρχων δράσεων ήταν το μισό σε σύγκριση με αυτό των υπολοίπων συστατικών αν και τα μέσα τετράγωνα ήταν ισχυρώς σημαντικά (Πιν. 4.5). Πίνακας 4.5. Η ανάλυση παραλλακτικότητας για την απόδοση ανά φυτό με τη μέθοδο Morley-Jones (1965), των ποικιλιών και των F1 διαλληλικών υβριδίων τους. Πηγή παρ/τας β.ε. MS F Επαν. 1 44,01 0,89 a 5 771,12** 15,55 b ,67** 18,71 b ,09** 8,23 b ,95** 19,06 b ,8** 19,68 Σφάλμα 20 49,57 Σύνολο 41 ** σημαντικό για p 1% Με τη μέθοδο των Morley-Jones (1965) μπόρεσαν να προσδιορισθούν τα συστατικά της γενετικής παραλλακτικότητας και οι γενετικές παράμετροι (Πιν. 4.6). Το συστατικό της αθροιστικής παραλλακτικότητας (D) ήταν πολύ μικρότερο από τα συστατικά της κυρίαρχης παραλλακτικότητας (H 1 και H 2 ) (Πιν. 4.6). Η διακύμανση θετικών και αρνητικών γονιδίων βρέθηκε ίση με 66

76 0,199 μικρότερη από 0,25 υποδεικνύοντας ανομοιόμορφες μέσες συχνότητες αλληλομόρφων σε περιοχές κυρίαρχων και υποτελών γονιδίων (Πιν. 4.6). Ο μέσος βαθμός κυριαρχίας (Η 1 /D) 1/2 βρέθηκε μεγαλύτερος της μονάδας γεγονός που αποτελεί ένδειξη ύπαρξης υπερκυριαρχίας, άρα και μη κατάλληλη γενεά για επιλογή. Το γινόμενο των αθροιστικών επί των κυρίαρχων γονιδίων (F) βρέθηκε θετικό για την F1 γενεά δείχνοντας ότι τα κυρίαρχα γονίδια ήταν πιο συχνά σε σχέση με τα υποτελή γονίδια (Πιν. 4.6). Ωστόσο η αναλογία των κυρίαρχων γονιδίων (kd/kd+kr) βρέθηκε μικρότερη της μονάδας γεγονός που μαρτυρά πλεόνασμα υποτελών γονιδίων (Πιν. 4.6). Η μέση κατεύθυνση της κυριαρχίας (Η) βρέθηκε αρνητική γεγονός που σημαίνει ότι η ύπαρξη κυρίαρχων γονιδίων αποτελούν ανασταλτικό παράγοντα στην αύξηση της απόδοσης (Πιν 4.6). Έτσι ακόμα και με τις ενδείξεις για την παρουσία υπερκυριαρχίας η διαλληλική ανάλυση υπέδειξε επιλογή υποτελών γονιδίων για την αύξηση της απόδοσης, τα οποία μπορούν εύκολα να έρθουν σε ομόζυγη κατάσταση. Πίνακας 4.6. Γενετικές παράμετροι όπως εκτιμηθήκαν από τη διαλληλική ανάλυση της F1 γενεάς ως προς την απόδοση. Γενετική παράμετρος Εκτίμηση D (1) 25,7411 H1 (2) 1972,187 H2 (3) 1571,295 H2/4H1 (4) 0,199 (H1/D) 1/2 (5) 8,753 F (6) 92,2659 kd/(kd+kr) (7) 0,6024 H (8) -11,5 2 (9) H b 0,955 0,285 H n 2 (10) 1: Αθροιστική παραλλακτικότητα, 2: Κυρίαρχη παραλλακτικότητα 1, 3: Κυρίαρχη παραλλακτικότητα 2, 4: ιακύμανση θετικών και αρνητικών γονιδίων, 5: Μέσος βαθμός κυριαρχίας, 6: Γινόμενο αθροιστικών επί κυρίαρχων γονιδίων, 7: Αναλογία κυρίαρχων γονιδίων (kd κυρίαρχα γονίδια, kr υποτελή γονίδια), 8: Μέση κατεύθυνση κυριαρχίας, 9: Συντελεστής κληρονομικότητας υπό ευρεία έννοια, 10: Συντελεστής κληρονομικότητας υπό στενή έννοια 67

77 Η διαλληλική ανάλυση του Hayman (1954a; b) χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό της παραλλακτικότητας (Vr) και συμπαραλλακτικότητας (Wr) στην ανάλυση των F1 δεδομένων. Το γράφημα της παραλλακτικότητας (Vr) και συμπαραλλακτικότητας (Wr) κατασκευάσθηκε για να καθορισθεί η σειρά κυριαρχίας. Όσο μεγαλύτερη τιμή έχει μια ποικιλία για το άθροισμα Vr και Wr, τόσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία των υποτελών γονιδίων σε σχέση με τα κυρίαρχα γονίδια. Ποικιλία Pr Vr Wr Vr + Wr GCA 1 Αχέρων , , ,881-26,72 2 Yecora ,827 61, ,506 13,95 3 Νέστος , , ,031-4,2 4 Ορφέας 36,5 339,685-63, ,781 4,66 5 Ωρωπός 42,5 357,327-51, ,389 5,36 6 Αχελώος ,885-29, ,731 6,95 Σχήμα 1. Γράφημα συνπαραλλακτικότητα (Wr)-παραλλακτικότητα (Vr) για την απόδοση ανά φυτό των έξι ποικιλιών-γονέων, με βάση την ημι-διαλληλική (6 ποικιλιών-γονέων) ανάλυση του Hayman (1954a; b) για την απόδοση. Συνεπώς οι ποικιλίες Ορφέας, Ωρωπός και Αχελώος είχαν τα περισσότερα κυρίαρχα γονίδια (άθροισμα Vr + Wr) ενώ οι ποικιλίες Νέστος, 68

78 Yecora και Αχελώος είχαν πιο πολλά υποτελή γονίδια (Σχ. 1). Η διασπορά των γονέων γύρω από την ευθεία υποδηλώνει γενετική απόσταση αυτών των ποικιλιών με τις Ορφέας, Ωρωπός και Αχελώος να βρίσκονται πιο κοντά. Επίσης οι ποικιλίες Αχέρων και Νέστος (1 και 3 αντίστοιχα) βρίσκονται μακριά από τη γραμμή της συμμεταβολής γεγονός που σημαίνει ότι τα γονίδιά τους έχουν επιστατικές δράσεις και ειδική συνδυαστική ικανότητα (Σχ. 1). Το γεγονός ότι η ευθεία περνάει σε αρνητικές τιμές αποτελεί ένδειξη υπερκυριαρχίας οπότε και δεν προτείνεται η επιλογή. Τέλος προσδιορίστηκε η γενική συνδυαστική ικανότητα των έξι γονέων ποικιλιών που συμμετείχαν στο ημιδιαλλιληκό σχέδιο όπου οι δύο γονείς (Αχελώος και Νέστος) εμφάνισαν αρνητική GCA και οι υπόλοιποι θετική. Γονείς με θετική GCA προτιμώνται στα βελτιωτικά προγράμματα απ ότι ποικιλίες με αρνητική γενική συνδυαστική ικανότητα και δευτερευόντως διασταυρώσεις με αρνητική ειδική συνδυαστική ικανότητα. Από την αξιολόγηση των δέκα F1 και των γονέων τους επιλέχθηκαν να συνεχίσουν τέσσερις διασταυρώσεις στις διασπώμενες γενεές. Πρωτίστως επιλέχθηκαν διασταυρώσεις που προήλθαν από γονείς με θετική γενική συνδυαστική ικανότητα οπότε οι F1 που έμειναν ήταν οι ακόλουθες έξι: Ωρωπός x Αχελώος, Ορφέας x Αχελώος, Yecora x Ωρωπός, Yecora x Αχελώος, Yecora x Ορφέας, και Ορφέας x Ωρωπός. Με βάση την κατάταξη του παραγωγικού δυναμικού οι έξι ποικιλίες κατατάσσονται ακολούθως: Πίνακας 4.7. Οι F1 που προέκυψαν από διασταυρώσεις γονέων με θετική GCA και οι επιλεγείσες διασταυρώσεις. Γενότυπος CLR CH LCYP LCYP% Ωρωπός x Αχελώος 1,03 6,61 6, Ορφέας x Αχελώος 0,93 7,18 6,68 98,13 Yecora x Ωρωπός 1,41 4,27 6,03 88,63 Yecora x Αχελώος 1,48 2,74 4,05 59,46 Yecora x Ορφέας 1,11 2,10 2,33 34,17 Ορφέας x Ωρωπός 0,76 1,86 1,41 20,66 Οι F1 που επιλέχθηκαν 69

79 Με βάση τον παραπάνω πίνακα ως προς την τιμή LCYP δημιουργήθηκαν τρεις διακριτές ομάδες υψηλής μέσης και χαμηλής παραγωγικότητας ανά δύο διασταυρώσεις (Πιν 4.7). Για να συνεχίσουν στις διασπώμενες γενεές επιλέχθηκε η καλύτερη F1 Ωρωπός x Αχελώος, οι δύο ενδιάμεσης παραγωγικότητας Yecora x Ωρωπός και Yecora x Αχελώος και η χαμηλότερης παραγωγικότητας F1 Ορφέας x Ωρωπός. Η Ορφέας x Αχελώος δεύτερη στην κατάταξη του παραγωγικού δυναμικού δεν επιλέχθηκε καθώς είχε CLR<1 άρα αποδοτικότητα μικρότερη από το γενικό μέσο όρο (Πιν. 4.7) και μικρότερη τυπική ετέρωση από την καλύτερη F1 (Πιν. 4.1). Από τις τρεις διασταυρώσεις της ποικιλίας Yecora οι δύο επιλεγείσες είχαν σημαντική θετική τυπική ετέρωση σε αντίθεση με τη Yecora x Ορφέας η οποία είχε και τη χαμηλότερη τιμή CH από τις ετερωτικές F1 του Πίνακα 4.7, με εξαίρεση τη χειρότερη F1 Ορφέας x Ωρωπός. 70

80 4.2. Αξιολόγηση διασπώμενων γενεών. Οι διασπώμενες γενεές που αξιολογήθηκαν (F2-F5) περιλάμβαναν και τις τέσσερις διασταυρώσεις που επιλέχθηκαν στην F1 γενεά. Η αξιολόγηση με τα κριτήρια επιλογής παρουσιάζεται ξεχωριστά για κάθε γενεά Αξιολόγηση της F2 γενεάς. Η αξιολόγηση της F2 γενεάς συγκεντρωτικά με τα κριτήρια της ετέρωσης έδειξε ότι η καλύτερη F1 Ωρωπός x Αχελώος βάσει του παραγωγικού δυναμικού ήταν η μοναδική διασταύρωση στην F2 γενεά που εκδήλωσε θετικές ετερωτικές δράσεις (Πιν. 4.8). Συγκεκριμένα ήταν η μοναδική F2 η οποία ξεπέρασε σε απόδοση τον καλύτερο γονέα ενώ μαζί με την F2 Yecora x Αχελώος εμφάνισαν σημαντική υπεροχή ως προς το δίκτυο των μαρτύρων (Πιν. 4.8). Αντίθετα η χειρότερη διασταύρωση Ορφέας x Ωρωπός υστερούσε σημαντικά του καλύτερου γονέα ενώ ήταν και η μόνη F2 που εκδήλωσε συνολικά αρνητική τυπική ετέρωση (Πιν 4.8). Πίνακας 4.8. Αξιολόγηση της απόδοσης των F2 σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P), συγκεντρωτικά. Επέμβαση BP% MP% 4P % Ωρωπός x Αχελώος 3,47% 7,73% 26,79%* Yecora x Αχελώος -9,51% 3,11% 10,88%* Yecora x Ωρωπός -5,33% 4,03% 6,83% Ορφέας x Ωρωπός -15,28%* 3,41% -4,39% * σημαντικό για p=5% Αναλυτικότερα η αξιολόγηση της F2 γενεάς των τεσσάρων διασταυρώσεων με τα κριτήρια της ετέρωσης ανά κωδικό στο κυψελωτό σχέδιο, μπόρεσε να διαχωρίσει καλύτερα τις F2. Από την καλύτερη F2 Ωρωπός x Αχελώος ξεχώρισε η οικογένεια με τον κωδικό 4 η οποία παρουσίασε σημαντική υπεροχή και για τα τρία κριτήρια της ετέρωσης, ενώ και οι τρεις οικογένειες της συγκεκριμένης F2 ξεπέρασαν σημαντικά το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (Πιν. 4.8). Ομοίως και η F2 Yecora x Αχελώος είχε δύο οικογένειες που ξεπέρασαν σημαντικά το μέσο όρο των μαρτύρων αλλά 71

81 υστερούσαν ως προς τον καλύτερο γονέα (κωδικοί 6 και 12) όπως συνέβη και με δύο οικογένειες της F2 Ωρωπός x Αχελώος (κωδικοί 7 και 15) οι οποίες παρουσίασαν την ίδια συμπεριφορά (Πιν. 4.9). Ωστόσο η F2 Yecora x Αχελώος είχε και μια οικογένεια (κωδικός 3) που παρουσίασε σημαντική υστέρηση ως προς τον καλύτερο γονέα (Πιν. 4.9). Πίνακας 4.9. Αξιολόγηση της απόδοσης των F2 σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P), ανά κωδικό. Επέμβαση ΚΩ. BP% MP% 4P% Ωρωπός x Αχελώος 4 13,12%* 17,78%* 38,62%* Ωρωπός x Αχελώος 7-0,57% 3,52% 21,84%* Ωρωπός x Αχελώος 15-2,16% 1,87% 19,90%* Yecora x Αχελώος 6-6,41% 6,64% 14,68%* Yecora x Αχελώος 12-7,40% 5,51% 13,47%* Yecora x Αχελώος 3-14,72%* -2,83% 4,49% Yecora x Ωρωπός 14-0,50% 9,34% 12,29% Yecora x Ωρωπός 10-4,97% 4,43% 7,24% Yecora x Ωρωπός 2-10,53% -1,69% 0,96% Ορφέας x Ωρωπός 11-8,24% 12,00% 3,55% Ορφέας x Ωρωπός 16-12,88% 6,33% -1,69% Ορφέας x Ωρωπός 8-24,71%* -8,11% -15,04%* * σημαντικό για p=5% Στην F2 Yecora x Ωρωπός και οι τρεις οικογένειες ξεπέρασαν τη μέση απόδοση του δικτύου των μαρτύρων ενώ υστερούσαν της απόδοσης του καλύτερου γονέα χωρίς όμως οι διαφορές να είναι σημαντικές (Πιν. 4.9). Τέλος στην F2 Ορφέας x Ωρωπός και οι τρεις οικογένειες παρουσίασαν υστέρηση ως προς τον καλύτερο γονέα με την οικογένεια 8 να υστερεί σημαντικά τόσο του καλύτερου γονέα όσο και του δικτύου των μαρτύρων (Πιν. 4.9). Συνολικά τα κριτήρια της ετέρωσης μπόρεσαν να διαχωρίσουν σε ένα 72

82 βαθμό τις F2 ως προς την καλύτερη και τη χειρότερη διασταύρωση διατηρώντας την κατάταξη για αυτές τις θέσεις. Αν και η εκτίμηση του ομοζυγωτικού εκφυλισμού δεν μπορεί να γίνει άμεσα καθώς οι F1 και F2 γενεές καλλιεργήθηκαν σε διαφορετικές χρονιές, ωστόσο για τις F2 διασταυρώσεις που διατήρησαν και έδειξαν σημαντική ετερωβελτίωση, σχετική και τυπική ετέρωση, σίγουρα αποτελεί ένδειξη μικρού ομοζυγωτικού εκφυλισμού. Η ανάλυση των F2 με τη δεύτερη ομάδα κριτηρίων που αφορούν τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού βοήθησε σημαντικά στον περαιτέρω διαχωρισμό τόσο των F2 όσο και των οικογενειών εντός αυτών. Συγκεκριμένα ο διαχωρισμός των μέσων όρων έδειξε ότι από την F2 Ωρωπός x Αχελώος η οικογένεια με κωδικό 4 απέδωσε σημαντικά καλύτερα από όλες τις επεμβάσεις του πειράματος (Πιν. 4.10). Μάλιστα η συγκεκριμένη οικογένεια ήρθε πρώτη και στα υπόλοιπα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού έχοντας υψηλό δείκτη αποδοτικότητας (CLR) και υψηλή σταθερότητα (CH) με αποτέλεσμα το ολικό παραγωγικό δυναμικό της να είναι σχεδόν διπλάσιο από το δεύτερο καλύτερο γενότυπο που ήταν η ποικιλία Αχελώος και διπλάσιο Line Crop Yield Potential από τη δεύτερη καλύτερη F2 που ήταν η οικογένεια 7 της ίδιας διασταύρωσης δηλαδή της Ωρωπός x Αχελώος. 73

83 Πίνακας Κατάταξη ως προς την απόδοση των F2 και των γονέων τους βάσει του μέσου όρου (γρ/φυτό Μ.Ο.), του συντελεστή αποδοτικότητας (Coefficient of Line Record C.L.R.), του συντελεστή ομοιόστασης (Coefficient of Homeostasis C.H.), του παραγωγικού δυναμικού (Line Crop Yield Potential L.C.Y.P.) και η % έκφρασή τους. Επέμβαση Κωδ. Μ.Ο. Μ.Ο.% CLR CLR% CH CH% LCYP LCYP% Ωρωπός x Αχελώος 4 66,97a* 100 1, , , Αχελώος 5 59,20b 88,40 1,30 78,14 5,44 81,69 7,05 63,84 Ωρωπός x Αχελώος 7 58,86b 87,90 1,28 77,26 4,49 67,33 5,74 52,02 Ωρωπός x Αχελώος 15 57,92bc 86,49 1,24 74,81 4,38 65,70 5,43 49,15 Yecora x Αχελώος 6 55,40bcd 82,73 1,13 68,45 5,21 78,24 5,91 53,55 Yecora x Αχελώος 12 54,8bcde 81,86 1,11 67,01 5,13 77,08 5,70 51,65 Ωρωπός 13 54,52bcde 81,41 1,10 66,27 4,89 73,41 5,37 48,65 Yecora x Ωρωπός 14 54,2bcde 81,00 1,09 65,62 3,85 57,82 4,19 37,94 Yecora x Ωρωπός 10 51,81bcdef 77,37 0,99 59,85 5,27 79,06 5,22 47,32 Yecora x Αχελώος 3 50,48cdef 75,38 0,94 56,83 4,58 68,71 4,31 39,05 Ορφέας x Ωρωπός 11 50,03def 74,70 0,92 55,80 4,02 60,38 3,72 33,69 Yecora x Ωρωπός 2 48,77defg 72,83 0,88 53,05 3,08 46,31 2,71 24,56 Ορφέας x Ωρωπός 16 47,49efg 70,92 0,83 50,30 4,90 73,55 4,08 37,00 Yecora 1 44,71fg 66,76 0,74 44,57 4,97 74,54 3,67 33,22 Ορφέας x Ωρωπός 8 41,05gh 61,29 0,62 37,57 2,67 40,14 1,66 15,08 Ορφέας 9 34,82h 51,99 0,45 27,03 4,97 74,61 2,23 20,17 *Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% 75

84 Ο μέσος όρος ως προς την απόδοση μπόρεσε να διαχωρίσει την καλύτερη F2 από τις υπόλοιπες αλλά ο συντελεστής αποδοτικότητας CLR διαχώρισε περεταίρω τους γενότυπους κατατάσσοντας τους σε δύο διακριτές ομάδες, αυτούς με τιμή >1 και αυτούς με τιμή <1. Όπως αναφέρθηκε και νωρίτερα οι γενότυποι που είχαν CLR>1 αποτελούν υποσχόμενο γενετικό υλικό καθώς υπερέχουν του γενικού μέσου όρου. Ωστόσο η κατάταξη των γενοτύπων με βάσει τον CLR παρουσίασε μεγάλη συσχέτιση με την κατάταξη της ετέρωσης ως προς το μέσο όρο του δικτύου των μαρτύρων. Συγκεκριμένα η συσχέτιση του CLR με την τυπική ετέρωση προσδιορίστηκε στο 99, 62% (σημαντική για p=0,01), ενώ με την ετεροβελτίωση προσδιορίστηκε στο 94,47% (σημαντική για p=0,01) και στο 68,37% (σημαντική για p=0,05) για την MP (Πιν. 4.11). Συνυπολογίζοντας και τη σταθερότητα της συμπεριφοράς το ολικό παραγωγικό δυναμικό δεν άλλαξε την κατάταξη για την πρώτη και τελευταία θέση, ωστόσο η οικογένεια με κωδικό 6 της F2 Yecora x Αχελώος ανέβηκε στην τρίτη θέση της κατάταξης (Πιν. 4.10). Ουσιαστικά με βάση το ολικό παραγωγικό δυναμικό, με εξαίρεση την καλύτερη F2, οι γενότυποι διαχωρίστηκαν σε δύο ομάδες με την πρώτη να περιλαμβάνει αυτούς με LCYP έως το 50% του καλύτερου γενότυπου και η δεύτερη τους υπόλοιπους. Έτσι στην πρώτη ομάδα κατατάσσονται οι οικογένειες των F2 που προέρχονται από δύο διασταυρώσεις: α) οι τρεις οικογένειες της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος και β) οι οικογένειες 6 και 12 της διασταύρωσης Yecora x Αχελώος (Πιν. 4.10). Πίνακας Συντελεστές συσχέτισης r των κριτηρίων παραγωγικότητας και σταθερότητας με εκείνα της ετέρωσης στην F2 γενεά. Παράμετρος BP MP 4P Μ.Ο.x CLR 94,47% 68,37% 99,62% 87,49% CH 86,81% 72,56% 92,16% 83,84% LCYP 69,98% 70,06% 75,33% 71,79% Μ.Ο.y 83,75% 70,33% 89,04% r>63,2% σημαντικό για p=5%, r>76,5% σημαντικό για p=1% Συγκεντρωτικά η συσχέτιση της τυπικής ετέρωσης με της παραμέτρους παραγωγικότητας και σταθερότητας ήταν υψηλότερη σε σχέση με τις συσχετίσεις της ετεροβελτίωσης και της σχετικής ετέρωσης με αυτές ( Μ.Ο. y Πιν. 4.11). Αξιοσημείωτο είναι ότι το ολικό παραγωγικό δυναμικό είχε τις 76

85 μικρότερες συσχετίσεις με τις ετερωτικές δράσεις σε σχέση με το συντελεστή αποδοτικότητας CLR και το συντελεστή ομοιόστασης CH (Μ.Ο.x, Πιν 4.11). Η ανάλυση της παραλλακτικότητας για το κυψελωτό σχέδιο έδειξε σημαντικές διαφορές μεταξύ των γενοτύπων (Πιν. 4.12). Η παραλλακτικότητα μεταξύ των γενοτύπων εξηγούσε το μεγαλύτερο ποσοστό της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας και για τις δύο αναλύσεις (86,88% στο CR και 82,08% στο RCBD Πιν. 4.12). Ωστόσο η εκτίμηση μέσω των αναμενόμενων μέσων τετραγώνων στην ανάλυση ως CR υπολογίζει και ένα κομμάτι παραλλακτικότητας που εξηγείται από διαφορές εντός των γενοτύπων (σ 2 w ) που στην περίπτωση των F2 δεν μπορεί να αποδοθεί μόνο στο πειραματικό σφάλμα καθώς το υλικό είναι διασπώμενο. Επιπρόσθετα ο συντελεστής παραλλακτικότητας βρέθηκε αρκετά υψηλός τονίζοντας την επίδραση του περιβάλλοντος. Αναλύοντας τα δεδομένα ως σχέδιο με ομάδες βρέθηκε σημαντικό το μέσο τετράγωνο τόσο των επεμβάσεων όσο και των επαναλήψεων γεγονός που μεταφράζεται σε ανομοιομορφία του εδάφους (Πιν. 4.12). Όμως λαμβάνοντας υπόψη τις επαναλήψεις ο συντελεστής παραλλακτικότητας μειώθηκε σημαντικά στο 19,65% με την παραλλακτικότητα μεταξύ των γενοτύπων να αντιστοιχεί στη γενετική παραλλακτικότητα. Επομένως το ποσοστό της σ 2 g που εξηγεί τη φαινοτυπική παραλλακτικότητα ισοδυναμεί με την κληρονομικότητα υπό ευρεία έννοια η οποία εκτιμήθηκε στο 82,08% (Πιν. 4.12) καθιστώντας τις επιλογές αξιόπιστες. Πίνακας Ανάλυση παραλλακτικότητας του κυψελωτού σχεδίου για την απόδοση στην F2 γενεά ως πλήρως τυχαιοποιημένο σχέδιο CR και ως πλήρως τυχαιοποιημένο με ομάδες σχέδιο RCBD CR β.ε. MS RCBD β.ε. MS Μεταξύ ,50* Μεταξύ ,67* Εντός ,27 Επαναλήψεις ,71* 2 σ b 86,88% Σφάλμα ,84 2 σ w 13,12% 2 σ g 82,08% 2 σ e 17,92% C.V. 49,02% CV 19,65% * σημαντικό για p=5% 77

86 H ανάλυση παραλλακτικότητας για το σχέδιο με ομάδες με τη μέθοδο 2 (μοντέλο 1) του Griffing (1956a; b), έδειξε ότι οι αθροιστικές (GCA) και οι κυρίαρχες επιδράσεις (SCA) ήταν σημαντικές για την απόδοση (Πίν. 4.13) με το μέσο τετράγωνο της SCA να είναι ισχυρά σημαντικό. Ωστόσο το μέσο τετράγωνο όμως της γενικής συνδυαστικής ικανότητας ήταν περίπου τρεις φορές μεγαλύτερο από το αντίστοιχο μέσο τετράγωνο της ειδικής συνδυαστικής ικανότητας, ενώ η σημαντικότητα του μέσου τετραγώνου των επαναλήψεων τόνισε την επίδραση της ανομοιομορφίας του εδάφους. Η μέθοδος Morley-Jones (1965) έδειξε ισχυρή σημαντικότητα τόσο των κυρίαρχων επιδράσεων (b1, b2 και b3), όσο και των αθροιστικών επιδράσεων (a) τονίζοντας τη σπουδαιότητα τόσο των κυρίαρχων γονιδίων όσο και των αθροιστικών στη διαμόρφωση της παραλλακτικότητας (Πιν 4.14). Εξάλλου το ίδιο επιβεβαιώνεται και από τη μέθοδο του Griffing ωστόσο η παραλλακτικότητα που οφείλεται στην ειδική συνδυαστική ικανότητα είναι πολύ μικρότερη της παραλλακτικότητας που οφείλεται στη γενική συνδυαστική ικανότητα (Πιν ). Όπως αναφέρθηκε και στην παράγραφο 2.4 η αναλογία V GCA :V SCA όταν είναι μικρότερη της μονάδας υποδηλώνει κυρίαρχη δράση ενώ όταν είναι μεγαλύτερη της μονάδας αθροιστική δράση και στην προκειμένη περίπτωση βρέθηκε ίση με 1,65. Οι αθροιστικές δράσεις έπαιξαν βασικό ρόλο στη φαινοτυπική διαμόρφωση της F2 γενεάς κάτι το οποίο φαίνεται και από την εκτίμηση των συντελεστών κληρονομικότητας. Ο συντελεστής κληρονομικότητας υπό ευρεία έννοια για την απόδοση βρέθηκε ίσος με 0,98 ενώ υπό στενή έννοια ίσος με 0,53 αποτέλεσμα που δείχνει ισχυρή αθροιστική δράση (Πιν. 4.15). Πίνακας Η ανάλυση της παραλλακτικότητας για την απόδοση με τη μέθοδο 2 (μοντέλο 1) του Griffing (1956a; b) των ποικιλιών και των F2 διαλληλικών διασταυρώσεων. Πηγή παρ/τας β.ε. MS F Συστατικά Επαν ,34* 8,76 Var G.C.A. 536,191 GCA ,76* 58,62 Var S.C.A. 324,425 SCA 2 648,85** 17,73 Σφάλμα 5 36,59 32,84 * σημαντικό για p 5% ** σημαντικό για p 1% 78

87 Από την ανάλυση της παραλλακτικότητας με τη μέθοδο Morley-Jones (1965) το συστατικό a που αφορά αθροιστικές δράσεις είχε τιμή F πολύ μεγαλύτερη από τα συστατικά b, b1, b2 και b3 που αναφέρονται σε κυρίαρχες δράσεις (b), στη μέση παραλλακτικότητα των κυρίαρχων δράσεων (b1), σε κυρίαρχες δράσεις που οφείλονται στους γονείς (b2) και στην υπολειπόμενη παραλλακτικότητα της κυριαρχίας ξεχωριστή για την κάθε F2 (b3). Αυτή η μεγάλη διαφορά στην τιμή του F έδειξε ότι αν και τα μέσα τετράγωνα ήταν ισχυρά για όλους του τύπους δράσεων, οι αθροιστικές δράσεις έπαιξαν σημαντικότερο ρόλο στη διαμόρφωση της συνολικής γενετικής παραλλακτικότητας (Πιν. 4.14). Πίνακας Η ανάλυση παραλλακτικότητας για την απόδοση ανά φυτό με τη μέθοδο Morley-Jones (1965), των ποικιλιών και των F2 διαλληλικών υβριδίων τους. Πηγή παρ/τας β.ε. MS F Επαν ,21** 16,76 a ,5** 50,85 b 6 842,55** 29,41 b ,8** 32,84 b ,33** 33,18 b ,75** 22,05 Σφάλμα 9 28,64 Total 19 ** σημαντικό για p 1% Με τη μέθοδο των Morley-Jones (1965) μπόρεσαν να προσδιορισθούν τα συστατικά της γενετικής παραλλακτικότητας και οι γενετικές παράμετροι (Πιν. 4.15). Το συστατικό της αθροιστικής παραλλακτικότητας (D) ήταν πολύ μικρότερο από τα συστατικά της κυρίαρχης παραλλακτικότητας (H 1 και H 2 ) (Πιν. 4.15). Η διακύμανση θετικών και αρνητικών γονιδίων βρέθηκε ίση με 0,197 μικρότερη από 0,25 υποδεικνύοντας ανομοιόμορφες μέσες συχνότητες αλληλομόρφων σε περιοχές κυρίαρχων και υποτελών γονιδίων (Πιν. 4.15). Ο μέσος βαθμός κυριαρχίας (Η 1 /D) 1/2 βρέθηκε μεγαλύτερος της μονάδας γεγονός που αποτελεί ένδειξη ύπαρξης υπερκυριαρχίας, άρα και μη κατάλληλη γενεά για επιλογή. 79

88 Το γινόμενο των αθροιστικών επί των κυρίαρχων γονιδίων (F) βρέθηκε ισχυρά αρνητικό για την F2 γενεά δείχνοντας ότι τα υποτελή γονίδια ήταν πιο συχνά σε σχέση με τα κυρίαρχα γονίδια (Πιν. 4.15). Επίσης και η αναλογία των κυρίαρχων γονιδίων (kd/kd+kr) βρέθηκε μικρότερη της μονάδας γεγονός που μαρτυρά πλεόνασμα υποτελών γονιδίων (Πιν. 4.15). Η μέση κατεύθυνση της κυριαρχίας (Η) βρέθηκε αρνητική γεγονός που σημαίνει ότι η ύπαρξη κυρίαρχων γονιδίων αποτελούν ανασταλτικό παράγοντα στην αύξηση της απόδοσης (Πιν 4.15). Έτσι ακόμα και με τις ενδείξεις για την παρουσία υπερκυριαρχίας η διαλληλική ανάλυση υπέδειξε επιλογή υποτελών γονιδίων για την αύξηση της απόδοσης, τα οποία μπορούν εύκολα να έρθουν σε ομόζυγη κατάσταση ειδικά στην F2 γενεά όπου βρέθηκε και πλεόνασμα των υποτελών γονιδίων. Πίνακας Γενετικές παράμετροι όπως εκτιμηθήκαν από τη διαλληλική ανάλυση της F2 γενεάς ως προς την απόδοση. Γενετική παράμετρος Εκτίμηση D (1) 135,73 H1 (2) 1649,37 H2 (3) 1302,23 H2/4H1 (4) 0,197 (H1/D) 1/2 (5) 3,486 F (6) -279,683 kd/(kd+kr) (7) 0,3522 H (8) (9) H b 0,98 2 (10) H n 0,528 1: Αθροιστική παραλλακτικότητα 2: Κυρίαρχη παραλλακτικότητα 1 3: Κυρίαρχη παραλλακτικότητα 2 4: ιακύμανση θετικών και αρνητικών γονιδίων 5: Μέσος βαθμός κυριαρχίας 6: Γινόμενο αθροιστικών επί κυρίαρχων γονιδίων 7: Αναλογία κυρίαρχων γονιδίων (kd κυρίαρχα γονίδια, kr υποτελή γονίδια) 8: Μέση κατεύθυνση κυριαρχίας 9: Συντελεστής κληρονομικότητας υπό ευρεία έννοια 10: Συντελεστής κληρονομικότητας υπό στενή έννοια 80

89 Η διαλληλική ανάλυση του Hayman (1954a; b) χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό της παραλλακτικότητας (Vr) και συμπαραλλακτικότητας (Wr) στην ανάλυση των F2 δεδομένων. Το γράφημα της παραλλακτικότητας (Vr) και συμπαραλλακτικότητας (Wr) κατασκευάσθηκε για να καθορισθεί η σειρά κυριαρχίας. Όσο μεγαλύτερη τιμή έχει μια ποικιλία για το άθροισμα Vr και Wr, τόσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία των υποτελών γονιδίων σε σχέση με τα κυρίαρχα γονίδια. Ποικιλία Pr Vr Wr Vr + Wr GCA 1 Yecora 44,5 616,5 261, ,392-0,6 2 Ορφέας 34,5 544,271-94, ,663-30,01 3 Ωρωπός 54 29,854 72, ,08 26,24 4 Αχελώος , , ,809 4,38 Σχήμα 2. Γράφημα συνπαραλλακτικότητα (Wr)-παραλλακτικότητα (Vr) για την απόδοση ανά φυτό των τεσσάρων ποικιλιών-γονέων, με βάση την ημιδιαλληλική (4 ποικιλιών-γονέων) ανάλυση του Hayman (1954a; b) για την απόδοση στην F2 γενεά. Από την παραπάνω ανάλυση η κατάταξη της κυριαρχίας ήταν η εξής: Ωρωπός>Ορφέας>Yecora>Αχελώος. ηλαδή η ποικιλία Ωρωπός έχοντας το 81

90 μικρότερο άθροισμα Vr + Wr είχε πληθώρα κυρίαρχων γονιδίων ενώ η ποικιλία Αχελώος είχε πληθώρα υποτελών γονιδίων (Σχ. 2). Η διασπορά των γονέων γύρω από τη γραμμή συμμεταβολής υποδηλώνει τη γενετική απόσταση των ποικιλιών με τις ποικιλίες Yecora και Αχελώος να βρίσκονται πιο κοντά (Σχ. 2). Οι ποικιλίες Yecora, Ωρωπός και Αχελώος εντοπίστηκαν κοντά στη γραμμή συμμεταβολής ενώ η ποικιλία Ορφέας μακριά από αυτή γεγονός που υποδηλώνει επιστατικές δράσεις των γονιδίων και ειδική συνδυαστική ικανότητα (Σχ. 2). Η εκτίμηση της γραμμής συμμεταβολής έδειξε να περνά στην τομή του άξονα Χ (Wr) με τον άξονα Y (Vr) που αποτελεί ένδειξη κυριαρχίας. Τέλος προσδιορίστηκε η γενική συνδυαστική ικανότητα των τεσσάρων γονέων ποικιλιών που συμμετείχαν στο ημιδιαλλιληκό σχέδιο όπου δύο γονείς (Yecora και Ορφέας) εμφάνισαν αρνητική GCA και οι άλλοι δύο (Ωρωπός και Αχελώος) θετική (Σχ 2). Γονείς με θετική GCA προτιμώνται στα βελτιωτικά προγράμματα απ ότι ποικιλίες με αρνητική γενική συνδυαστική ικανότητα και δευτερευόντως διασταυρώσεις με αρνητική ειδική συνδυαστική ικανότητα. Εξάλλου θετική gca αποτελεί ένδειξη για αθροιστική δράση γονιδίων και στην περίπτωση της ποικιλίας Ωρωπός βρέθηκε ισχυρά θετική. Η αξιολόγηση των F2 έδειξε ότι η Ωρωπός x Αχελώος κατατάχθηκε πρώτη ως προς το παραγωγικό δυναμικό και τα συστατικά του έχοντας μια οικογένεια που έδειξε σημαντική υπεροχή ως προς τις ετερωτικές δράσεις. Και οι δύο γονείς που συμμετείχαν στη δημιουργία της συγκεκριμένης F2 εκτιμήθηκαν με θετική γενική συνδυαστική ικανότητα (good combiners) με το μεν Ωρωπό να έχει πληθώρα κυρίαρχων γονιδίων τoν δε Αχελώο πληθώρα υποτελών γονιδίων. Οι F2 που προέκυψαν από τη Yecora x Αχελώος έδωσαν οικογένειες που είχαν σημαντική υπεροχή ως προς το δίκτυο των μαρτύρων και κατατάχθηκαν δεύτερες ως προς το παραγωγικό δυναμικό με τις οικογένειες των Yecora x Ωρωπός να έρχονται τρίτες στην κατάταξη και τελευταίες τις F2 της Ορφέας x Ωρωπός. Όπως αναφέρθηκε και στο 3 ο κεφάλαιο από την κάθε F2 επιλέχθηκε η καλύτερη οικογένεια βάσει της κατάταξης του παραγωγικού δυναμικού και από την καλύτερη/ες οικογένεια/ες επιλέχθηκαν τα 3 καλύτερα φυτά βάσει της ατομικής τους απόδοσης όπως προσδιορίστηκε από την τιμή PCYP (Fasoula, 2008) ώστε κάθε φυτό να σχηματίσει μια ξεχωριστή οικογένεια για την αξιολόγηση στην F3 γενεά. 82

91 Αξιολόγηση της F3 γενεάς. Η αξιολόγηση της F3 γενεάς λαμβάνωντας υπόψιν τα κριτήρια της ετέρωσης έδειξε ότι η διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος διατήρησε τις ετερωτικές δράσεις που έδειξε και στην F2 ξεπερνώντας σημαντικά το μέσο όρο του δικτύου των μαρτύρων (Πιν. 4.16). Η Yecora x Αχελώος διαφοροποιήθηκε σε σχέση με τη συμπεριφορά της στην F2 καθώς έδειξε σημαντικές ετερωτικές δράσεις, ξεπέρασε σημαντικά το δίκτυο των μαρτύρων ενώ υπερείχε σημαντικά και του καλύτερου γονέα και της μεσογονικής τιμής (Πιν. 4.16). Η Yecora x Ωρωπός αν και εμφάνισε υστέρηση ως προς τον καλύτερο γονέα και τη μεσογονική τιμή, ωστόσο υπερείχε του μέσου όρου των μαρτύρων δείχνοντας την ίδια συμπεριφορά και στην F3 γενεά. Αντίθετα η χειρότερη διασταύρωση Ορφέας x Ωρωπός υστερούσε σημαντικά του καλύτερου γονέα ενώ ήταν και η μόνη F2 που εκδήλωσε συνολικά αρνητική τυπική ετέρωση χωρίς να διαφοροποιείται από την αξιολόγηση στην F2 γενεά (Πιν 4.16). Πίνακας Αξιολόγηση της απόδοσης των F3 σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P), συγκεντρωτικά. Επέμβαση BP% MP% 4P % Ωρωπός x Αχελώος 4,70% 9,19% 26,80%* Yecora x Αχελώος 29,23%* 36,16%* 43,62%* Yecora x Ωρωπός -10,53% -1,91% 8,36% Ορφέας x Ωρωπός -22,06%* -0,13% -5,60% * σημαντικό για p=5% Αναλυτικότερα η αξιολόγηση της F3 γενεάς των τεσσάρων διασταυρώσεων ανά κωδικό στο κυψελωτό σχέδιο, έδειξε ότι στη διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος η καλύτερη οικογένεια ήταν αυτή που αντιστοιχούσε στον κωδικό 7 αφού έδειξε σημαντική υπεροχή και ως προς τα τρία κριτήρια της ετέρωσης (Πιν. 4.17). Η οικογένεια 4 έδειξε σημαντική υπεροχή μόνο ως προς την τυπική ετέρωση. Όμως η τρίτη οικογένεια της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος με κωδικό 15 υστερούσε της απόδοσης του καλύτερου γονέα και της μεσογονικής τιμής αλλά και οι τρεις οικογένειες της συγκεκριμένης διασταύρωσης ξεπέρασαν το μέσο όρο του δικτύου των μαρτύρων (Πιν. 4.17). Aξιοσημείωτο όμως είναι το γεγονός ότι για την F3 Yecora x Αχελώος και οι τρεις οικογένειες έδειξαν σημαντική υπεροχή ως 83

92 προς τα τρία κριτήρια της ετέρωσης. Οι ισχυρές ετερωτικές δράσεις της Yecora x Αχελώος πιθανόν να οφείλονται σε κυρίαρχα γονίδια και σε ειδική προσαρμοστικότητα για τη συγκεκριμένη χρονιά πειραματισμού. Αντίθετα για τις F3 της Yecora x Ωρωπός η οικογένεια με κωδικό 10 ξεπέρασε το δίκτυο των μαρτύρων ενώ οι άλλες δύο οικογένειες έδειξαν σημαντική υστέρηση ως προς τον καλύτερο γονέα με την οικογένεια 2 να υστερεί σημαντικά και ως προς τη μεσογονική τιμή. Τέλος η χειρότερη F3 ήταν η Ορφέας x Ωρωπός η οποία έδειξε σημαντική υστέρηση ως προς τον καλύτερο γονέα και υστέρηση ως προς το δίκτυο των μαρτύρων και για τις τρεις οικογένειες (Πιν. 4.17). Η αξιολόγηση των F3 με τα κριτήρια της ετέρωσης μπόρεσε να τις διαχωρίσει ως προς τη χειρότερη διασταύρωση η οποία ήταν η Ορφέας x Ωρωπός ενώ ως υποσχόμενο υλικό θα χαρακτηρίζονταν η οικογένεια 7 της Ωρωπός x Αχελώος και όλες οι οικογένειες της Yecora x Αχελώος. Ωστόσο λαμβάνοντας υπόψιν την αντίστοιχη αξιολόγηση στην F2 γενεά η διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος φαίνεται να κρατά πιο σταθερή συμπεριφορά ως προς τις ετερωτικές δράσεις σε σχέση με τη Yecora x Αχελώος που έδειξε μια πιο απότομη υπεροχή. Πίνακας Αξιολόγηση της απόδοσης των F3 σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P), ανά κωδικό. Επέμβαση ΚΩ. BP% MP% 4P% Ωρωπός x Αχελώος 4 0,00% 4,29% 21,11%* Ωρωπός x Αχελώος 7 18,48%* 23,57%* 43,49%* Ωρωπός x Αχελώος 15-4,38% -0,28% 15,80% Yecora x Αχελώος 3 18,89%* 25,27%* 32,14%* Yecora x Αχελώος 6 46,07%* 53,91%* 62,34%* Yecora x Αχελώος 12 22,72%* 29,31%* 36,39%* Yecora x Ωρωπός 2-23,81%* -16,47%* -7,73% Yecora x Ωρωπός 10-2,51% 6,89% 18,08%* Yecora x Ωρωπός 14-5,28%* 3,85% 14,72% Ορφέας x Ωρωπός 8-18,04%* 5,02% -0,73% Ορφέας x Ωρωπός 11-28,34%* -8,18% -13,21% Ορφέας x Ωρωπός 16-19,79%* 2,77% -2,86% * σημαντικό για p=5% 84

93 Η ανάλυση της παραλλακτικότητας για το κυψελωτό σχέδιο έδειξε σημαντικές διαφορές μεταξύ των γενοτύπων καταφέρνοντας να τους διαχωρίσει (Πιν. 4.18). Η παραλλακτικότητα μεταξύ των γενοτύπων εξηγούσε το μεγαλύτερο ποσοστό της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας και για τις δύο αναλύσεις (90,12% στο CR και 88,68% στο RCBD Πιν. 4.18). Ωστόσο η εκτίμηση μέσω των αναμενόμενων μέσων τετραγώνων στην ανάλυση ως CR υπολογίζει και ένα κομμάτι παραλλακτικότητας που εξηγείται από διαφορές εντός των γενοτύπων (σ 2 w ) που στην περίπτωση των F3 δεν μπορεί να αποδοθεί μόνο στο πειραματικό σφάλμα καθώς το υλικό είναι διασπώμενο. Επιπρόσθετα ο συντελεστής παραλλακτικότητας βρέθηκε αρκετά υψηλός τονίζοντας την επίδραση του περιβάλλοντος. Αναλύοντας τα δεδομένα ως σχέδιο με ομάδες βρέθηκε σημαντικό το μέσο τετράγωνο τόσο των επεμβάσεων όσο και των επαναλήψεων γεγονός που μεταφράζεται σε ανομοιομορφία του εδάφους (Πιν. 4.18). Όμως λαμβάνοντας υπόψη τις επαναλήψεις ο συντελεστής παραλλακτικότητας μειώθηκε σημαντικά στο 16,61% με την παραλλακτικότητα μεταξύ των γενοτύπων να αντιστοιχεί στη γενετική παραλλακτικότητα. Επομένως το ποσοστό της σ 2 g που εξηγεί τη φαινοτυπική παραλλακτικότητα ισοδυναμεί με την κληρονομικότητα υπό ευρεία έννοια η οποία εκτιμήθηκε στο 88,68% για την F3 γενεά (Πιν. 4.18) καθιστώντας τις επιλογές αξιόπιστες. Πίνακας Ανάλυση παραλλακτικότητας του κυψελωτού σχεδίου για την απόδοση στην F3 γενεά ως πλήρως τυχαιοποιημένο σχέδιο CR και ως πλήρως τυχαιοποιημένο με ομάδες σχέδιο RCBD CR β.ε. MS RCBD β.ε. MS Μεταξύ ,65* Μεταξύ ,59* Εντός ,98 Επαναλήψεις 5 241,23* 2 σ b 90,12% Σφάλμα 75 16,122 2 σ w 9,88% 2 σ g 88,68% 2 σ e 11,32% C.V. 44,22% CV 16,61% * σημαντικό για p=5% Η ανάλυση των F3 με τη δεύτερη ομάδα κριτηρίων που αφορούν τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού βοήθησε σημαντικά στον περαιτέρω διαχωρισμό τόσο των F3 όσο και των οικογενειών εντός αυτών. Με την 85

94 κατάταξη βάση του μέσου όρου στις πρώτες τέσσερις θέσεις βρέθηκαν όλες οι οικογένειες της διασταύρωσης Yecora x Αχελώος και μία οικογένεια της Ωρωπός x Αχελώος ενώ στην πέμπτη θέση κατατάχθηκε η αποδοτικότερη ποικιλία Ωρωπός. Συγκεκριμένα ο διαχωρισμός των μέσων όρων έδειξε ότι από τη διασταύρωση Yecora x Αχελώος η οικογένεια με κωδικό 6 ήταν η αποδοτικότερη διαφέροντας σημαντικά από όλες τις F3 και τους γονείς πλην της οικογένειας 7 της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος με την οποία ήταν ισοδύναμες (Πιν. 4.19). Και οι δύο παραπάνω F3 οικογένειες ξεπέρασαν σημαντικά όλους τους μάρτυρες χάρη στην υψηλή παραγωγικότητα και σταθερότητά τους. Ο συντελεστής αποδοτικότητας (CLR) διαχώρισε τους γενοτύπους σε δύο διακριτές ομάδες, αυτούς που είχαν CLR>1 και αυτούς που είχαν CLR<1 (Πιν. 4.19). Βάση αυτού του κριτηρίου οι F3 Ορφέας x Ωρωπός είχε CLR<1 και για τις τρεις οικογένειες ενώ οι άλλες τρεις F3 είχαν CLR >1. Ωστόσο για τη διασταύρωση Yecora x Ωρωπός η οικογένεια με κωδικό 2 είχε και αυτή CLR<1 με πολύ χαμηλή απόδοση (Πιν. 4.19). Ουσιαστικά με το συντελεστή αποδοτικότητας διακρίθηκε η χειρότερη F3 Ορφέας x Ωρωπός, διακρίθηκαν οι δύο ετερωτικές οικογένειες των Yecora x Αχελωος και Ωρωπός x Αχελώος και φάνηκε η υπεροχή των τριών εκ των τεσσάρων διασταυρώσεων ως προς τους τρεις από τους τέσσερις μάρτυρες, δεδομένου ότι οι ποικιλίες Αχελώος. Yecora και Ορφέας είχαν CLR<1 (Πιν. 4.19). Λαμβάνοντας υπόψη τη σταθερότητα η οποία προσεγγίστηκε με το συντελεστή ομοιόστασης CH η κατάταξη των F3 βάσει του παραγωγικού δυναμικού διαφοροποίησε σημαντικά τα υλικά. Έτσι στις πρώτες τέσσερις θέσεις βρέθηκαν F3 από τις διασταυρώσεις Yecora x Αχελώος και Ωρωπός x Αχελώος αναλογώντας μέχρι και το 80% του μέγιστου παραγωγικού δυναμικού (Πιν. 4.19). Μάλιστα η οικογένεια με κωδικό 2 της διασταύρωσης Yecora x Ωρωπός έχοντας τη μεγαλύτερη σταθερότητα (πρώτη σε CH) κατατάχθηκε πέμπτη βάσει του παραγωγικού δυναμικού από 14 η βάση της απόδοσης αυτής καθ αυτής (Πιν. 4.19). Με το παραγωγικό δυναμικό ουσιαστικά διαχωρίστηκαν οι οικογένειες ανά διασταύρωση από τις οποίες έγιναν οι επιλογές που συνέχισαν στην F4 γενεά. 86

95 Πίνακας Κατάταξη ως προς την απόδοση των F3 και των γονέων τους βάσει του μέσου όρου (γρ/φυτό Μ.Ο.), του συντελεστή αποδοτικότητας (Coefficient of Line Record C.L.R.), του συντελεστή ομοιόστασης (Coefficient of Homeostasis C.H.), του παραγωγικού δυναμικού (Line Crop Yield Potential L.C.Y.P.) και η % έκφρασή τους. Επέμβαση Κωδ. Μ.Ο. Μ.Ο.% CLR CLR% CH CH% LCYP LCYP% Yecora x Αχελώος 6 34,61a* 100 2, ,83 42,03 9, Ωρωπός x Αχελώος 7 30,6ab 88,39 1,60 78,13 5,03 43,77 8,04 81,36 Yecora x Αχελώος 12 29,08bc 84,02 1,45 70,59 5,91 51,47 8,54 86,43 Yecora x Αχελώος 3 28,17bcd 81,40 1,36 66,25 5,49 47,82 7,45 75,37 Ωρωπός 13 25,82cde 74,61 1,14 55,66 6,06 52,74 6,90 69,84 Ωρωπός x Αχελώος 4 25,82cde 74,60 1,14 55,65 7,04 61,31 8,02 81,18 Yecora x Ωρωπός 10 25,17cdef 72,74 1,08 52,91 4,17 36,35 4,52 45,76 Ωρωπός x Αχελώος 15 24,69cdefg 71,33 1,04 50,89 4,20 36,60 4,38 44,31 Yecora x Ωρωπός 14 24,46defg 70,67 1,02 49,94 5,29 46,11 5,41 54,78 Αχελώος 5 23,70efgh 68,46 0,96 46,87 4,38 38,19 4,21 42,58 Yecora 1 21,28fghi 61,49 0,77 37,81 5,96 51,91 4,61 46,69 Ορφέας x Ωρωπός 8 21,16fghi 61,15 0,77 37,39 5,41 47,08 4,14 41,89 Ορφέας x Ωρωπός 16 20,71ghi 59,84 0,73 35,81 3,76 32,79 2,76 27,93 Yecora x Ωρωπός 2 19,67hi 56,84 0,66 32,31 11,48 100,00 7,60 76,86 Ορφέας x Ωρωπός 11 18,51ij 53,46 0,59 28,58 5,83 50,77 3,41 34,52 Ορφέας 9 14,48j 41,85 *Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% 0,36 17,51 8,90 77,48 3,19 32,28 87

96 Τέλος οι συσχετίσεις των κριτηρίων αξιολόγησης μεταξύ τους για την F3 γενεά έδειξαν ισχυρά σημαντική συσχέτιση του συντελεστή αποδοτικότητας με τα κριτήρια της ετέρωσης και του ολικού παραγωγικού δυναμικού με την ετέρωση (Πιν. 4.20). Αντίθετα ο συντελεστής ομοιόστασης συσχετίστηκε αρνητικά με τις ετερωτικές δράσεις (Πιν. 4.20) δείχνοντας ότι το περιβάλλον έπαιξε σημαντικό ρόλο στην έκφραση των γενοτύπων. Εξάλλου σε σχέση με τα προηγούμενα έτη οι αποδόσεις ήταν συγκριτικά χαμηλότερες, βλέποντας τη μέση απόδοση των μαρτύρων. Από τα κριτήρια της ετέρωσης (Μ.Ο.y) μεγαλύτερη συσχέτιση σε σχέση με τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού έδειξαν η ετεροβελτίωση και η τυπική ετέρωση χωρίς ωστόσο να είναι σημαντική (Πιν. 4.20). Η σταθερότητα της συμπεριφοράς φαίνεται να έπαιξε σημαντικό ρόλο στην F3 γενεά καθώς η αρνητική συσχέτισή της με την αποδοτικότητα των γενοτύπων αποτελεί ένδειξη ειδικής προσαρμοστικότητας ορισμένων γενοτύπων στις συνθήκες της συγκεκριμένης καλλιεργητικής περιόδου. Πίνακας Συντελεστές συσχέτισης r των κριτηρίων παραγωγικότητας και σταθερότητας με τα κριτήρια της ετέρωσης στην F3 γενεά. Παράμετρος BP MP 4P Μ.Ο.x CLR 98,90% 94,07% 99,51% 97,49% CH -27,52% -40,31% -30,43% -32,75% LCYP 78,21% 65,01% 76,75% 73,32% Μ.Ο.y 49,86% 39,59% 48,61% r>63,2% σημαντικό για p=5%, r>76,5% σημαντικό για p=1% Συγκεντρωτικά στην F3 γενεά στις πρώτες δύο θέσεις παρέμειναν οι διασταυρώσεις Ωρωπός x Αχελώος και Yecora x Αχελώος με τη Yecora x Ωρωπός να δείχνει αυξημένη σταθερότητα για μία της οικογένεια (κωδ. 2) και να συγκαταλέγεται στα υποσχόμενα υλικά. Όπως αναφέρθηκε και στο 3 ο κεφάλαιο από την κάθε F3 επιλέχθηκε η καλύτερη οικογένεια βάσει της κατάταξης του παραγωγικού δυναμικού και από την καλύτερη/ες οικογένεια/ες επιλέχθηκαν τα 3 καλύτερα φυτά βάσει της ατομικής τους απόδοσης όπως προσδιορίστηκε από την τιμή PCYP (Fasoula, 2008) ώστε κάθε φυτό να σχηματίσει μια ξεχωριστή οικογένεια για την αξιολόγηση στην F4 γενεά. 88

97 Αξιολόγηση της F4 γενεάς. Η αξιολόγηση της F4 γενεάς συγκεντρωτικά με τα κριτήρια της ετέρωσης έδειξε ότι η Ωρωπός x Αχελώος διατήρησε τις ετερωτικές δράσεις που έδειξε και στις προηγούμενες γενεές ξεπερνώντας σημαντικά το μέσο όρο των γονέων από τους οποίους προήλθε και το μέσο όρο του δικτύου των μαρτύρων (Πιν. 4.21). Η Yecora x Αχελώος διαφοροποιήθηκε σε σχέση με τη συμπεριφορά της στην F3 καθώς έδειξε υστέρηση ως προς τον καλύτερο γονέα και τη μεσογονική τιμή αλλά ξεπέρασε σημαντικά το μέσο όρο των μαρτύρων (Πιν. 4.21). Παρόμοια συμπεριφορά εμφάνισε και η Yecora x Ωρωπός η οποία ξεπέρασε σημαντικά το μέσο όρο των μαρτύρων ενώ ήταν ετερωτική και ως προς τα άλλα δύο κριτήρια. Αντίθετα η χειρότερη διασταύρωση Ορφέας x Ωρωπός έδειξε υστέρηση ως προς την τυπική ετέρωση αλλά σε αντίθεση με την F2 και F3 γενεά υπερείχε του καλύτερου γονέα και της μεσογονικής τιμής (Πιν 4.21). Ωστόσο στην αξιολόγηση των F4 γενεών συγκεντρωτικά καμία διασταύρωση δεν εμφάνισε σημαντική υστέρηση σε αντίθεση με ότι παρατηρήθηκε στις προηγούμενες γενεές F2 και F3 (Πιν. 4.8 και 4.16). Πίνακας Αξιολόγηση της απόδοσης των F4 σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P), συγκεντρωτικά. Επέμβαση BP% MP% 4P % Ωρωπός x Αχελώος 4,66% 18,18%* 20,28%* Yecora x Αχελώος -3,65% -0,78% 11,69%* Yecora x Ωρωπός 2,61% 13,74% 13,09%* Ορφέας x Ωρωπός 10,08% 11,33% -2,67% * σημαντικό για p=5% Αναλυτικότερα η αξιολόγηση της F4 γενεάς των τεσσάρων διασταυρώσεων με τα κριτήρια της ετέρωσης ανά κωδικό στο κυψελωτό σχέδιο, μπόρεσε να διαχωρίσει σε μεγαλύτερο βαθμό τα υλικά. Έτσι από τη διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος η οικογένεια με κωδικό 4 εμφάνισε σημαντική υπεροχή και για τα τρία κριτήρια της ετέρωσης (Πιν. 4.22). εν παρατηρήθηκε όμως το ίδιο και για τις άλλες δύο F4 οικογένειες της συγκεκριμένης διασταύρωσης οι οποίες ξεπέρασαν το μέσο όρο των 89

98 μαρτύρων και τη μεσογονική τιμή αλλά ήταν ισοδύναμες (κωδικός 7) ή χειρότερες (κωδικός 15) σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (Πιν. 4.22). Για τη διασταύρωση Yecora x Αχελώος η F4 οικογένεια με κωδικό 3 είχε θετικές ετερωτικές δράσεις και για τα τρία κριτήρια ξεπερνώντας σημαντικά το μέσο όρο του δικτύου των μαρτύρων ενώ και οι άλλες δύο οικογένειες της συγκεκριμένης F4 έδειξαν την ίδια συμπεριφορά (Πιν. 4.22). Ωστόσο υστερούσαν ως προς τον καλύτερο γονέα και τη μεσογονική τιμή. Αξίζει να σημειωθεί ότι τόσο στη Ωρωπός x Αχελώος όσο και στη Yecora x Αχελώος ο καλύτερος γονέας για την F4 γενεά ήταν η ποικιλία Αχελώος καθιστώντας την ετεροβελτίωση κοινό κριτήριο αξιολόγησης. Έτσι αν και στις δύο F4 υπήρχε μια οικογένεια που ξεπέρασε σημαντικά το δίκτυο των μαρτύρων και συγκεκριμένα η οικογένεια με κωδικό 4 για τη Ωρωπός x Αχελώος και η οικογένεια με κωδικό 3 για τη Yecora x Αχελώος (Πιν. 4.22), η μεν πρώτη υπερείχε σημαντικά του κοινού καλύτερου γονέα η δε δεύτερη μη σημαντικά ώστε το συγκεκριμένο κριτήριο να προσφέρει ένα καλύτερο διαχωρισμό των συγκεκριμένων υλικών. Για την F4 Yecora x Ωρωπός η οικογένεια με κωδικό 2 έδειξε σημαντική υπεροχή ως προς το δίκτυο των μαρτύρων και τη μεσογονική τιμή ξεπερνώντας και τον καλύτερο γονέα ενώ και η οικογένεια με κωδικό 14 της ίδιας διασταύρωσης εμφάνισε θετικές ετερωτικές δράσεις (Πιν. 4.22). Τέλος για τη διασταύρωση Ορφέας x Ωρωπός που στις προηγούμενες γενεές κατατάσσονταν τελευταία δύο από τις τρεις οικογένειες (κωδικοί 8 και 16) έδειξαν θετική ετέρωση και για τα τρία κριτήρια αυτής της ομάδας (Πιν. 4.22). Συνολικά για τις τέσσερεις διασταυρώσεις ο μέσος όρος του δικτύου των μαρτύρων θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σαν κοινό κριτήριο διαχωρισμού αναδεικνύοντας τρεις οικογένειες από τρεις διασταυρώσεις που παρουσίασαν σημαντική υπεροχή (κωδικοί 4, 2 και 3 κατά φθίνουσα σειρά) με χειρότερες δύο οικογένειες (κωδικοί 10 και 11) που παρουσίασαν υστέρηση (Πιν. 4.22). 90

99 Πίνακας Αξιολόγηση της απόδοσης των F4 σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P), ανά κωδικό. Επέμβαση ΚΩ. BP% MP% 4P% Ωρωπός x Αχελώος 4 19,74%* 35,21%* 37,61%* Ωρωπός x Αχελώος 7 0,60% 13,60% 15,62% Ωρωπός x Αχελώος 15-6,37% 5,73% 7,61% Yecora x Αχελώος 3 9,91% 9,89% 23,71%* Yecora x Αχελώος 6-6,67% -3,17% 9,01% Yecora x Αχελώος 12-14,18% -9,08% 2,35% Yecora x Ωρωπός 2 14,02% 26,40%* 25,67%* Yecora x Ωρωπός 10-10,82% -1,14% -1,70% Yecora x Ωρωπός 14 4,62% 15,97% 15,31% Ορφέας x Ωρωπός 8 14,78% 15,96% 1,38% Ορφέας x Ωρωπός 11-1,46% -0,06% -12,63% Ορφέας x Ωρωπός 16 16,93% 18,08% 3,23% * σημαντικό για p=5% Η ανάλυση της παραλλακτικότητας για το κυψελωτό σχέδιο έδωσε σημαντικό μέσο τετράγωνο διαχωρίζοντας τους γενοτύπους (Πιν. 4.22). Η παραλλακτικότητα μεταξύ των γενοτύπων εξηγούσε το μεγαλύτερο ποσοστό της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας (70,67% στο CR) με το συντελεστή παραλλακτικότητας όμως να κυμαίνεται σε υψηλά επίπεδα (CV 41,69% στο CR, Πιν. 4.22) όπως παρατηρήθηκε και στις προηγούμενες γενεές. Ωστόσο η παραλλακτικότητα εντός των γενοτύπων που αντιστοιχούσε στο 30% της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας περιέχει και ένα κομμάτι γενετικής παραλλακτικότητας καθώς τα υλικά στην F4 γενεά δεν είναι σταθεροποιημένα. Για το λόγο αυτό το κυψελωτό σχέδιο αναλύθηκε ως RCBD όπου προέκυψαν μη σημαντικά μέσα τετράγωνα τόσο για τους γενότυπους όσο και για τις επαναλήψεις με το συντελεστή παραλλακτικότητας να μειώνεται σημαντικά στο 24,31%. Όμως το πειραματικό σφάλμα βρέθηκε αρκετά υψηλό εξηγώντας το μεγαλύτερο μέρος της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας με τη γενετική παραλλακτικότητα να κυμαίνεται στο 36,57% (Πιν. 4.22). Συνεπώς κρίθηκε αναγκαία η περαιτέρω διερεύνηση του πειραματικού σφάλματος δεδομένης της μη σημαντικότητας των μέσων 91

100 τετραγώνων αλλά και της σημαντικής μείωσης του συντελεστή παραλλακτικότητας λαμβάνοντας υπόψη τις επαναλήψεις. Πίνακας Ανάλυση παραλλακτικότητας του κυψελωτού σχεδίου για την απόδοση στην F4 γενεά ως πλήρως τυχαιοποιημένο σχέδιο CR και ως πλήρως τυχαιοποιημένο με ομάδες σχέδιο RCBD CR β.ε. MS RCBD β.ε. MS Μεταξύ ,32* Μεταξύ ,47 Εντός ,33 Επαναλήψεις 4 201,67 2 σ b 70,67% Σφάλμα ,20 2 σ w 29,33% 2 σ g 36,57% 2 σ e 63,43% C.V. 41,69% CV 24,31% * σημαντικό για p=5% Ο επιμερισμός του πειραματικού σφάλματος στην ανάλυση με ομάδες πραγματοποιήθηκε με την εκτίμηση των αναμενόμενων τιμών και έδειξε ανομοιόμορφη κατανομή. Συγκεκριμένα στην οικογένεια με κωδικό 14 της F4 Yecora x Ωρωπός αντιστοιχούσε το 27,41% του συνολικό πειραματικού σφάλματος και στην οικογένεια με κωδικό 7 της F4 Ωρωπός x Αχελώος αντιστοιχούσε το 10,20% και ακολουθούσε η οικογένεια 6 της Yecora x Αχελώος με 9,11% (Σχ. 3). 14; 27,41% 15; 4,60% 13; 0,81% 12; 6,11% 16; 5,99% 11; 4,10% 1; 6,25% 2; 3,30% 3; 5,79% 8; 4,29% 9; 1,92% 10; 4,92% 4; 4,38% 5; 0,81% 6; 9,11% 7; 10,20% Σχήμα 3. Ο επιμερισμός του πειραματικού σφάλματος ως προς την απόδοση στην F4 γενεά της ανάλυσης του κυψελωτού σχεδίου ως σχέδιο με ομάδες

101 εδομένης της υψηλής συμμετοχής αυτών των οικογενειών στη διαμόρφωση του πειραματικού σφάλματος (συνολικά 46,72%) κρίθηκε αναγκαία η επανάληψη της ανάλυσης του πειραματικού ως σχέδιο με ομάδες αφαιρώντας σταδιακά την κάθε επέμβαση. Έτσι μη συμπεριλαμβάνοντας στην ανάλυση παραλλακτικότητας τον κωδικό 14 με τη μεγαλύτερη συμμετοχή στο πειραματικό σφάλμα αμέσως ο συντελεστής παραλλακτικότητας μειώθηκε κατά τρεις μονάδες ενώ το μέσο τετράγωνο των επεμβάσεων έγινε σημαντικό (Πιν. 4.24). Σημειώνεται ότι η συγκεκριμένη επέμβαση είχε και πολύ χαμηλό συντελεστή ομοιόστασης, μόλις το 39% της σταθερότερης F4 (Πιν. 4.25). Η γενετική παραλλακτικότητα εξηγούσε το 49% της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας ενώ αποκλείοντας από την ανάλυση και τον κωδικό 7 η γενετική παραλλακτικότητα αυξάνεται στο 55% και το CV μειώνεται περισσότερο ενώ συνεχίζουν να υπάρχουν σημαντικές διαφορές μεταξύ των γενοτύπων (Πιν 4.24). Τέλος εξαιρώντας από την ανάλυση και τον κωδικό 6, άρα τις τρεις επεμβάσεις που διαμόρφωσαν το 47% του πειραματικού σφάλματος, το μέσο τετράγωνο των γενοτύπων γίνεται ισχυρά σημαντικό με τη γενετική παραλλακτικότητα να αντιστοιχεί στο 62% της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας και να παρατηρείται περαιτέρω μείωση του CV άρα και αύξηση της πειραματικής ακρίβειας (Πιν. 4.24). Πίνακας Ανάλυση παραλλακτικότητας του κυψελωτού σχεδίου για την απόδοση στην F4 γενεά ως πλήρως τυχαιοποιημένο με ομάδες σχέδιο RCBD χωρίς να συμπεριλαμβάνονται οι κωδικοί με τη μεγαλύτερη συμμετοχή στο πειραματικό σφάλμα. Όχι 14 β.ε. MS Όχι 14 & 7 β.ε. MS Όχι 14, 7 & 6 β.ε. MS Μεταξύ ,91* Μεταξύ ,38* Μεταξύ ,81** Επαναλήψεις 4 51,43 Επαναλήψεις 4 81,94 Επαναλήψεις 4 71,73 Σφάλμα ,71 Σφάλμα ,95 Σφάλμα ,46 2 σ g 48,72% 2 σ g 54,67% 2 σ g 62,05% 2 σ e 51,28% 2 σ e 45,33% 2 σ e 37,95% CV 21,43% CV 20,80% CV 19,82% * σημαντικό για p=5%, ** σημαντικό για p=1% 93

102 Η αξιολόγηση των F4 με τη δεύτερη ομάδα κριτηρίων βοήθησε επιπλέον στον διαχωρισμό των γενοτύπων τόσο μεταξύ των διαφορετικών διασταυρώσεων όσο και των οικογενειών ανά διασταύρωση. Ο διαχωρισμός των μέσων όρων έδειξε ότι η οικογένεια με κωδικό 4 της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος είχε τη μεγαλύτερη μέση απόδοση ξεπερνώντας σημαντικά όλους τους μάρτυρες (Πιν. 4.25). Όμως ο μέσος όρος δεν μπόρεσε να διαχωρίσει περαιτέρω τους γενοτύπους καθώς στις πρώτες θέσεις βρέθηκαν οικογένειες από τις τρεις διασταυρώσεις οι οποίες δεν διέφεραν μεταξύ τους με εξαίρεση τις F4 της διασταύρωσης Ορφέας x Ωρωπός η οποίες βάσει του μέσου όρου ήταν η πιο χαμηλοαποδοτικές (Πίν. 4.25). Ωστόσο η κατάταξη βάσει του μέσου όρου έδειξε μια διακύμανση εντός των διασταυρώσεων καθώς για τη διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος από τις τρεις οικογένειες οι δύο (κωδικοί 4 και 7) βρέθηκαν στις πρώτες θέσεις (1 η και 4 η ) και η τρίτη (κωδικός 15) στην 9 η θέση μη διαφέροντας μάλιστα και από τον τελευταίο γενότυπο (Πίν. 4.25). Παρόμοια εικόνα παρατηρήθηκε και για τις οικογένειες των Yecora x Ωρωπός και Yecora x Αχελώος ενώ μόνο για τη χειρότερη F4 Ορφέας x Ωρωπός οι οικογένειές της κατατάχθηκαν στις τελευταίες θέσεις. Όμως η κατάταξη των υλικών με βάση τη μέση απόδοση σε συνδυασμό με τις ετερωτικές δράσεις κατέταξε στις τρεις πρώτες θέσεις εκείνους τους γενοτύπους που ξεπέρασαν σημαντικά το μέσο όρο των μαρτύρων. 94

103 Πίνακας Κατάταξη των F4 και των γονέων βάσει του μέσου όρου (γρ/φυτό Μ.Ο.), του συντελεστή αποδοτικότητας (Coefficient of Line Record C.L.R.), του συντελεστή ομοιόστασης (Coefficient of Homeostasis C.H.), του παραγωγικού δυναμικού (Line Crop Yield Potential L.C.Y.P.) και η % έκφρασή τους. Επέμβαση Κωδ. Μ.Ο. Μ.Ο.% CLR CLR% CH CH% LCYP LCYP% Ωρωπός x Aχελώος 4 82,68a* 100 1, ,06 89,30 13, Yecora x Ωρωπός 2 75,51ab 91,33 1,35 83,40 9, ,15 93,40 Yecora x Αχελώος 3 74,34abc 89,90 1,30 80,82 7,61 84,27 9,92 76,26 Ωρωπός x Aχελώος 7 69,47abcd 84,02 1,14 70,59 4,61 51,00 5,25 40,31 Yecora x Ωρωπός 14 69,28abcd 83,79 1,13 70,21 3,53 39,08 4,00 30,73 Αχελώος 5 69,05bcd 83,51 1,13 69,75 7,70 85,29 8,67 66,61 Yecora 1 66,23bcd 80,10 1,04 64,15 6,24 69,04 6,45 49,60 Yecora x Αχελώος 6 65,50bcde 79,22 1,01 62,75 5,76 63,80 5,83 44,83 Ωρωπός x Aχελώος 15 64,66bcdef 78,20 0,99 61,15 5,43 60,12 5,36 41,17 Ορφέας x Ωρωπός 16 62,03cdef 75,02 0,91 56,28 6,10 67,49 5,53 42,53 Yecora x Αχελώος 12 61,50cdef 74,38 0,89 55,32 4,54 50,32 4,06 31,17 Ορφέας x Ωρωπός 8 60,91def 73,67 0,88 54,27 5,79 64,14 5,07 38,98 Yecora x Ωρωπός 10 59,06def 71,43 0,82 51,02 5,97 66,11 4,92 37,77 Ωρωπός 13 53,26ef 64,41 0,67 41,49 6,72 74,44 4,50 34,58 Ορφέας x Ωρωπός 11 52,50f 63,49 0,65 40,31 3,34 37,02 2,17 16,71 Ορφέας 9 51,81f *Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% 62,65 0,63 39,26 5,22 57,82 3,31 25,42 95

104 Ο συντελεστής αποδοτικότητας (CLR) κατ αντιστοιχία με τις προηγούμενες γενιές κατέταξε αρχικά σε δύο ομάδες τους γενοτύπους σε αυτούς με CLR>1 και σε αυτούς με CLR<1. βάσει της αποδοτικότητας ξεχώρισαν οι πρώτες τρεις επεμβάσεις που περιλάμβαναν την οικογένεια 4 της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος, την οικογένεια 2 της διασταύρωσης Yecora x Ωρωπός και την οικογένεια 3 της διασταύρωσης Yecora x Αχελώος (Πιν. 4.25). Η F4 Ωρωπός x Αχελώος (κωδικός 4) είχε το μεγαλύτερο συντελεστή αποδοτικότητας ενώ ήταν και η μοναδική από τις ομάδες διασταυρώσεων που και οι τρεις οικογένειές της είχαν (οριακά) CLR>1 (Πιν. 4.25). όμως η σταθερότητα της συμπεριφοράς ήταν και ο ρυθμιστικός παράγοντας που καθόρισε την τελική κατάταξη των υλικών βάσει του ολικού παραγωγικού δυναμικού. Έτσι οι F4 Ωρωπός x Αχελώος (κωδικός 4) και Yecora x Ωρωπός (κωδικός 2) βρέθηκαν στις δύο πρώτες θέσεις έχοντας μικρή διαφορά ως προς το συντελεστή LCYP. Όμως λαμβάνοντας υπόψη και τις ετερωτικές δράσεις η Ωρωπός x Αχελώος έδειξε σημαντική υπεροχή και σε συνδυασμό με το υψηλό της παραγωγικό δυναμικό, αποτελούν ενδείξεις που την καθιστούν πιο ελπιδοφόρο υλικό (Πίν & 4.25). Τέλος οι συσχετίσεις των κριτηρίων αξιολόγησης μεταξύ τους για την F4 γενεά έδειξαν ισχυρά σημαντική συσχέτιση της τυπικής ετέρωσης με τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού με το συντελεστή αποδοτικότητας να έχει κατά μέσο όρο τη μεγαλύτερη συσχέτιση με τα κριτήρια της ετέρωσης (Πιν. 4.26). Αντίθετα ο συντελεστής ομοιόστασης είχε τη χαμηλότερη συσχέτιση με κάθε ένα από τα κριτήρια της ετέρωσης (Πιν.4.26) τονίζοντας το ρυθμιστικό ρόλο της σταθερότητας της συμπεριφοράς στη συνολική απόδοση. Από τα κριτήρια της ετέρωσης (Μ.Ο.y) μικρότερη συσχέτιση σε σχέση με τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού έδειξαν η ετεροβελτίωση και η σχετική ετέρωση (Πιν. 4.26). Συνολικά τα κριτήρια του παραγωγικού δυναμικού συσχετίστηκαν θετικά με τα κριτήρια της ετέρωσης με την τυπική ετέρωση να έχει τη μεγαλύτερη συσχέτιση με την αποδοτικότητα (Πιν. 4.26) γεγονός που σημαίνει ότι η υπεροχή ενός γενοτύπου σε σχέση με το μέσο όρο των μαρτύρων αποτελεί ένδειξη υλικού με υψηλό παραγωγικό δυναμικό. 96

105 Πίνακας Συντελεστές συσχέτισης r των κριτηρίων παραγωγικότητας και σταθερότητας με τα κριτήρια της ετέρωσης στην F4 γενεά. Παράμετρος BP MP 4P Μ.Ο.x CLR 56,27% 74,58% 99,76% 76,87% CH 55,60% 58,01% 68,81% 60,81% LCYP 61,30% 71,40% 88,42% 73,70% Μ.Ο.y 57,72% 68,00% 85,66% r>63,2% σημαντικό για p=5%, r>76,5% σημαντικό για p=1% Συγκεντρωτικά στην αξιολόγηση της F4 γενεάς στην πρώτη θέση βρέθηκε η Ωρωπός x Αχελώος έχοντας την αποδοτικότερη οικογένεια (κωδικός 4) η οποία έδειξε σημαντικές ετερωτικές δράσεις με τις Yecora x Ωρωπός και Yecora x Αχελώος να ακολουθούν στην κατάταξη ενώ στην τελευταία θέση παρέμεινε η Ορφέας x Ωρωπός. Ομοίως με τις προηγούμενες γενιές επιλέχθηκαν τα τρία καλύτερα φυτά τα οποία συνέχισαν στην τελική αξιολόγηση της F5 γενεάς Αξιολόγηση της F5 γενεάς. Όπως αναφέρθηκε στο 3 ο κεφάλαιο στην F5 γενεά οι γενότυποι αξιολογήθηκαν τόσο σε αραιή όσο και σε πυκνή σπορά. Για το λόγο αυτό παρουσιάζονται ξεχωριστά ανάλογα με το σύστημα φύτευσης. Α) Αραιή σπορά Η αξιολόγηση ης F5 γενεάς των τεσσάρων διασταυρώσεων συγκεντρωτικά με τα κριτήρια της ετέρωσης έδειξε υπεροχή όλων των γενοτύπων ως προς τους γονείς. Συγκεκριμένα η καλύτερη F5 ήταν η Ωρωπός x Αχελώος η οποία ξεπέρασε σημαντικά τον καλύτερο γονέα, το μέσο όρο των δύο γονέων και το μέσο όρο των μαρτύρων με δεύτερη στη σειρά την F5 Yecora x Αχελώος, η οποία έδειξε σημαντική υπεροχή ως προς το μέσο όρο των δύο γονέων και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (Πιν. 4.27). Οι άλλοι δύο F5 πληθυσμοί έδειξαν υπεροχή ως προς τα κριτήρια της ετέρωσης, αλλά δεν ήταν σημαντική, με τον F5 πληθυσμό Yecora x Ωρωπός να έχει συγκριτικά με τις άλλες διασταυρώσεις το μικρότερο ποσοστό υπεροχής. Αξιοσημείωτο είναι πως η Ορφέας x Ωρωπός έδειξε 97

106 θετικές ετερωτικές δράσεις και για τα τρία κριτήρια στην F5 σε αντίθεση με τις προηγούμενες γενεές όπου υστερούσε τουλάχιστον σε μία παράμετρο. Πίνακας Αξιολόγηση της απόδοσης των F5 σε αραιή σπορά σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P) συγκεντρωτικά. Επέμβαση BP% MP% 4P % Ωρωπός x Αχελώος 64,92%* 65,51%* 59,26%* Yecora x Αχελώος 40,52% 46,17%* 46,12%* Yecora x Ωρωπός 11,33% 15,45% 15,77% Ορφέας x Ωρωπός 20,62% 24,88% 24,97% * σημαντικό για p=5% Αναλυτικότερα η αξιολόγηση των F5 με τα κριτήρια της ετέρωσης ανά διασταύρωση και ανά κωδικό βοήθησε στον καλύτερο διαχωρισμό των υλικών και διαμόρφωσε μια διαφορετική εικόνα για την κάθε διασταύρωση. Συγκεκριμένα οι F5 οικογένειες της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος ύστερα από την αξιολόγησή τους με τα κριτήρια της ετέρωσης έδειξαν σημαντική υπεροχή ενώ ήταν και η μοναδική διασταύρωση που ξεπέρασε σημαντικά τον καλύτερο γονέα και για τους τρεις κωδικούς (Πιν. 4.28). Για τις υπόλοιπες τρεις διασταυρώσεις υπήρξε μία οικογένεια από την κάθε μία που έδειξε σημαντική υπεροχή ως προς το δίκτυο των μαρτύρων ενώ για τη διασταύρωση Yecora x Ωρωπός η οικογένεια με κωδικό 2 ξεπέρασε σημαντικά και το μέσο όρο των γονέων (Πιν. 4.28). Ωστόσο από τις διασταυρώσεις Yecora x Ωρωπός και Ορφέας x Ωρωπός υπήρξε μία οικογένεια (κωδικοί 14 και 11 αντίστοιχα) από την κάθε μία που έδειξε υστέρηση ως προς τα κριτήρια της ετέρωσης (Πιν. 4.28) δείχνοντας διάσπαση στο υλικό. Λαμβάνοντας ως κοινό κριτήριο αξιολόγησης των υλικών την υπεροχή ως προς τη μέση απόδοση του δικτύου των μαρτύρων στις έξι πρώτες θέσεις βρίσκονται οι τρεις οικογένειες της Ωρωπός x Αχελώος και μία οικογένεια από τις άλλες τρεις διασταυρώσεις. Συνεπώς με βάση την αξιολόγηση των διασταυρώσεων με τα κριτήρια της ετέρωσης υπάρχουν ενδείξεις ότι οι οικογένειες της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος αποτελούν υποσχόμενο υλικό. 98

107 Πίνακας Αξιολόγηση της απόδοσης των F5 σε αραιή σπορά σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P), ανά κωδικό. Επέμβαση ΚΩ. BP% MP% 4P% Ωρωπός x Αχελώος 4 73,44%* 74,06%* 67,49%* Ωρωπός x Αχελώος 7 63,17%* 63,76%* 57,57%* Ωρωπός x Αχελώος 15 58,14%* 58,71%* 52,71%* Yecora x Αχελώος 3 38,13% 43,69% 43,64% Yecora x Αχελώος 6 37,41% 42,94% 42,89% Yecora x Αχελώος 12 46,00% 51,87% 51,82%* Yecora x Ωρωπός 2 56,71% 62,50%* 62,95%* Yecora x Ωρωπός 10 15,29% 19,56% 19,89% Yecora x Ωρωπός 14-38,00% -35,71% -35,53% Ορφέας x Ωρωπός 8 21,45% 25,74% 25,82% Ορφέας x Ωρωπός 11-4,59% -1,22% -1,15% Ορφέας x Ωρωπός 16 45,00% 50,13% 50,23%* * σημαντικό για p=5% Η ανάλυση της παραλλακτικότητας για το κυψελωτό σχέδιο έδωσε σημαντικό μέσο τετράγωνο διαχωρίζοντας τους γενοτύπους (Πιν. 4.29). Όμως η παραλλακτικότητα μεταξύ των γενοτύπων εξηγούσε μικρό κομμάτι της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας (42,75%) και η πειραματική ακρίβεια ήταν μειωμένη όπως φαίνεται από τον υψηλό συντελεστή παραλλακτικότητας (CV 69,79%). Επίσης η παραλλακτικότητα εντός των γενοτύπων που αντιστοιχούσε στο 57% της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας περιέχει και ένα κομμάτι γενετικής παραλλακτικότητας καθώς τα υλικά στην F5 γενεά δεν είναι σταθεροποιημένα. Για το λόγο αυτό το κυψελωτό σχέδιο αναλύθηκε ως RCBD όπου προέκυψαν μη σημαντικό μέσο τετράγωνο για τους γενότυπους και σημαντικό μέσο τετράγωνο για τις επαναλήψεις με το συντελεστή παραλλακτικότητας να μειώνεται σημαντικά στο 28,52%. Η σημαντικότητα του μέσου τετραγώνου επαναλήψεων μπορεί να αποδοθεί στην ετερογένεια του εδάφους που φαίνεται ότι έπαιξε σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση των αποτελεσμάτων. Ωστόσο το πειραματικό σφάλμα εξηγούσε το μεγαλύτερο μέρος της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας με τη γενετική παραλλακτικότητα να κυμαίνεται στο 47% 99

108 (Πιν. 4.29). Συνεπώς διερευνήθηκε περαιτέρω το πειραματικό σφάλμα καθώς το μέσο τετράγωνο των επαναλήψεων βρέθηκε σημαντικό ενώ το μέσο τετράγωνο των επεμβάσεων μη σημαντικό. Πίνακας Ανάλυση παραλλακτικότητας του κυψελωτού σχεδίου για την απόδοση στην F5 γενεά ως πλήρως τυχαιοποιημένο σχέδιο CR και ως πλήρως τυχαιοποιημένο με ομάδες σχέδιο RCBD CR β.ε. MS RCBD β.ε. MS Μεταξύ ,34* Μεταξύ ,12 Εντός ,94 Επαναλήψεις ,89* 2 σ b 42,75% Σφάλμα ,04 2 σ w 57,25% 2 σ g 46,84% 2 σ e 53,16% C.V. 69,79% CV 28,52% * σημαντικό για p=5% Ο επιμερισμός του πειραματικού σφάλματος στην ανάλυση με ομάδες πραγματοποιήθηκε με την εκτίμηση των αναμενόμενων τιμών και έδειξε ανομοιόμορφη κατανομή. Συγκεκριμένα το μεγαλύτερο ποσοστό του πειραματικού σφάλματος (35,11%) εξηγούνταν από τις οικογένειες της διασταύρωσης Yecora x Ωρωπός και στη συνέχεια από τους μάρτυρες (20,73%) (Σχ. 4Α). Το υπολειπόμενο πειραματικό σφάλμα κατανεμήθηκε ισόποσα στις οικογένειες των τριών άλλων διασταυρώσεων (Σχ. 4Α). Παρατηρώντας τον επιμερισμό του σφάλματος ανά επέμβαση όμως φαίνεται πως το μεγαλύτερο ποσοστό οφειλώταν σε δύο οικογένειες (τις 2 και 14) της Yecora x Ωρωπός και ακολούθως σε μία οικογένεια (την 4) της Ωρωπός x Αχελώος και μία οικογένεια (την 3) της Yecora x Αχελώος και στην ποικιλία Ωρωπός (Σχ. 4Β). Η μεγάλη συμμετοχή στο πειραματικό σφάλμα αποτελεί ένδειξη χαμηλής σταθερότητας και σε συνδυασμό με την αξιολόγηση των γενοτύπων με τη δεύτερη ομάδα κριτηρίων μπορεί να βοηθήσει στην εξαγωγή συμπερασμάτων. Έτσι και στην αξιολόγηση της F5 γενεάς, η οικογένεια με κωδικό 2 της Yecora x Ωρωπός είχε χαμηλό συντελεστή ομοιόστασης που εκτιμήθηκε στο 42% της σταθερότερης επέμβασης (Πιν. 4.30). 100

109 ΓΟΝΕΙΣ; 20,73% ΓΕΚΟΡΑ X ΩΡΩΠΟΣ ΓΕΚΟΡΑ X ΑΧΕΛΩΟΣ ΩΡΩΠΟΣ X ΑΧΕΛΩΟΣ ΟΡΦΕΑΣ X ΩΡΩΠΟΣ ΓΟΝΕΙΣ ΓΕΚΟΡΑ X ΩΡΩΠΟΣ; 35,11% ΟΡΦΕΑΣ X ΩΡΩΠΟΣ; 11,73% ΩΡΩΠΟΣ X ΑΧΕΛΩΟΣ; 16,86% ΓΕΚΟΡΑ X ΑΧΕΛΩΟΣ; 12,97% Α) Β) 16; 0,30% 15; 0,07% 1; 2,60% 14; 13,35% 13; 13,58% 12; 0,34% 11; 10,85% 10; 0,80% 9; 5,71% 8; 0,58% 7; 0,58% 6; 0,10% 5; 1,44% 4; 16,21% 2; 20,96% 3; 12,53% Σχήμα 4. Ο επιμερισμός του πειραματικού σφάλματος στην F5 γενεά της ανάλυσης του κυψελωτού σχεδίου ως σχέδιο με ομάδες ανά διασταύρωση (Α) και ανά επέμβαση (Β). 101

110 Η αξιολόγηση των F5 με τη δεύτερη ομάδα κριτηρίων βοήθησε επιπλέον στο διαχωρισμό των γενοτύπων τόσο μεταξύ των διαφορετικών διασταυρώσεων όσο και των οικογενειών ανά διασταύρωση. Ο διαχωρισμός των μέσων όρων έδειξε ότι οι δύο αποδοτικότερες F5 ξεπέρασαν σημαντικά τους τρεις από τους τέσσερις μάρτυρες στην αραιή σπορά ενώ βρέθηκαν ισοδύναμες με την ποικιλία Yecora (Πιν. 4.30). Βάσει του μέσου όρου στις πρώτες θέσεις κατατάχθηκαν οι τρεις οικογένειες της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος ενώ από τη διασταύρωση Yecora x Ωρωπός μία οικογένεια (κωδικός 4) βρέθηκε στη δεύτερη θέση αποδίδοντας όσο και η πρώτη F5 (97% της απόδοσης της πρώτης), μία οικογένειά της ήταν στη δέκατη θέση (κωδικός 10) και η τρίτη οικογένεια τελευταία (κωδικός 14 Πιν. 4.30). Ωστόσο η μέση απόδοση δεν μπόρεσε να διαχωρίσει αποτελεσματικά τους γενότυπους καθώς οικογένειες και από τις τέσσερις διασταυρώσεις βρέθηκαν στις πρώτες έξι θέσεις χωρίς να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους. Παρόμοια αποτελέσματα έδωσε και η κατάταξη βάσει του συντελεστή αποδοτικότητας (CLR) όπου όμως οκτώ F5 είχαν CLR>1 γεγονός που αποτελεί ένδειξη υποσχόμενου υλικού (Πιν ). Όμως ανάμεσά τους υπήρχαν όλες οι οικογένειες των διασταυρώσεων Ωρωπός x Αχελώος και Yecora x Αχελώος και μόνο μία οικογένεια για κάθε μία από τις άλλες δύο διασταυρώσεις. Ο συντελεστής ομοιόστασης αντιθέτως άλλαξε την κατάταξη των F5 καθώς στις πρώτες θέσεις βρέθηκαν οι οικογένειες που προήλθαν από τη διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος έχοντας κατά μέσο όρο το μεγαλύτερο παραγωγικό δυναμικό (Πιν. 4.30). Λαμβάνοντας υπόψη την αξιολόγηση και με τις δύο ομάδες κριτηρίων η αξιολόγηση των F5 σε αραιή σπορά ανέδειξε ως καλύτερη τη Ωρωπός x Αχελώος για επιλογή φυτών από τις οικογένειες 15 και 4 της συγκεκριμένης διασταύρωσης (Πιν. 4.30). 102

111 Πίνακας Κατάταξη ως προς την απόδοση των F5 και των γονέων βάσει του μέσου όρου (γρ/φυτό Μ.Ο.), του συντελεστή αποδοτικότητας (Coefficient of Line Record C.L.R.), του συντελεστή ομοιόστασης (Coefficient of Homeostasis C.H.), του παραγωγικού δυναμικού (Line Crop Yield Potential L.C.Y.P.) και η % έκφρασή τους. Επέμβαση Κωδ. Μ.Ο. Μ.Ο.% CLR CLR% CH CH% LCYP LCYP% Ωρωπός x Aχελώος 4 48,32a* 100,00 1,70 100,00 2,08 51,71 3,55 62,20 Yecora x Ωρωπός 2 47,01a 97,29 1,61 94,66 1,69 42,02 2,73 47,84 Ωρωπός x Aχελώος 7 45,46ab 94,08 1,51 88,51 2,62 65,08 3,95 69,29 Ωρωπός x Aχελώος 15 44,06abc 91,18 1,42 83,13 4,03 100,00 5,71 100,00 Yecora x Αχελώος 12 43,80abc 90,65 1,40 82,17 2,81 69,62 3,93 68,81 Ορφέας x Ωρωπός 16 43,34abc 89,70 1,37 80,45 3,45 85,59 4,73 82,83 Yecora x Αχελώος 3 41,44abc 85,76 1,25 73,55 1,12 27,85 1,41 24,64 Yecora x Αχελώος 6 41,22abc 85,31 1,24 72,78 2,14 53,19 2,66 46,57 Ορφέας x Ωρωπός 8 36,30abcd 75,12 0,96 56,44 1,51 37,59 1,46 25,52 Yecora x Ωρωπός 10 34,59abcd 71,58 0,87 51,24 2,72 67,48 2,37 41,59 Yecora 1 30,00abcd 62,09 0,66 38,55 1,82 45,21 1,20 20,96 Ορφέας 9 29,89bcd 61,86 0,65 38,26 3,09 76,80 2,02 35,35 Ορφέας x Ωρωπός 11 28,52bcd 59,02 0,59 34,83 3,27 81,05 1,94 33,96 Ωρωπός 13 27,86bcd 57,65 0,57 33,24 1,83 45,39 1,04 18,15 Αχελώος 5 27,67cd 57,26 0,56 32,78 2,47 61,23 1,38 24,15 Yecora x Ωρωπός 14 18,60d 38,49 0,25 14,82 2,23 55,35 0,56 9,86 *Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% 103

112 Τέλος οι συσχετίσεις των κριτηρίων αξιολόγησης μεταξύ τους για την F5 γενεά έδειξαν ισχυρά σημαντική συσχέτιση του συντελεστή αποδοτικότητας με τα κριτήρια της ετέρωσης και σημαντική συσχέτιση του ολικού παραγωγικού δυναμικού με τα κριτήρια της ετέρωσης (Πιν. 4.31). Αντιθέτως ο συντελεστής ομοιόστασης δεν έδειξε συσχέτιση με τα τις ετερωτικές δράσεις τονίζοντας το ρόλο που έπαιξε στη διαφοροποίηση των αποτελεσμάτων. Ομοίως και οι ετερωτικές δράσεις έδειξαν τον ίδιο θετικό βαθμό συσχέτισης (Μ.Ο. y) με τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού χωρίς ωστόσο να είναι σημαντικός (Πιν. 4.30). Πίνακας Συντελεστές συσχέτισης r των κριτηρίων παραγωγικότητας και σταθερότητας με τα κριτήρια της ετέρωσης σε αραιή σπορά στην F5 γενεά. Παράμετρος BP MP 4P Μ.Ο.x CLR 98,89% 99,29% 99,17% 99,12% CH 3,81% 1,39% -1,36% 1,28% LCYP 72,53% 70,97% 68,74% 70,75% Μ.Ο.y 58,41% 57,22% 55,52% r>63,2% σημαντικό για p=5%, r>76,5% σημαντικό για p=1% Συγκεντρωτικά στην αξιολόγηση της F5 γενεάς σε αραιή σπορά βάσει των κριτηρίων ως καλύτερη διασταύρωση αναδείχθηκε η Ωρωπός x Αχελώος με δύο οικογένειές της (κωδικοί 15 και 4) να αποτελούν ελπιδοφόρο υλικό για επιλογή ατομικών φυτών ώστε να συνεχίσουν στην επόμενη γενεά. Από τις υπόλοιπες τρεις διασταυρώσεις θα μπορούσε να επιλεγεί τουλάχιστον μία οικογένεια από την κάθε μία για επιλογή ατομικών φυτών για την επόμενη γενεά. Ωστόσο η F5 Ωρωπός x Αχελώος από την F2 μέχρι και την F5 γενεά κατατάχθηκε στην πρώτη θέση συνδυάζοντας υψηλή και σταθερή απόδοση. Β) Πυκνή σπορά Η αξιολόγηση των F5 συγκεντρωτικά με τα κριτήρια της ετέρωσης έδειξε υπεροχή δύο F5 πλυθησμών των διασταυρώσεων Ωρωπός x Αχελώος και Yecora x Ωρωπός ως προς τους μάρτυρες. Συγκεκριμένα ο F5 πλυθησμός Ωρωπός x Αχελώος ξεπέρασε σημαντικά το μέσο όρο των γονέων από τους οποίους προήλθε και του συνόλου των μαρτύρων όπως επίσης και η F5 Yecora x Ωρωπός η οποία ξεπέρασε σημαντικά και τον 104

113 καλύτερο γονέα (Πιν. 4.32). Αντιθέτως η F5 Yecora x Αχελώος έδειξε μη σημαντική υστέρηση ως προς τα κριτήρια της ετέρωσης ενώ η F5 Ορφέας x Ωρωπός ήταν ισοδύναμη με τους μάρτυρες Πιν. 4.32). Σε αυτό το σημείο πρέπει να τονιστεί ότι σε σχέση με τις δύο ετερωτικές F5 η Yecora x Ωρωπός αν και έδειξε σημαντική υπεροχή ως προς τον καλύτερο γονέα συγκριτικά με την F5 Ωρωπός x Αχελώος απέδωσε λιγότερο ως προς το δίκτυο των μαρτύρων. Κάτι τέτοιο συμβαίνει διότι στη συγκεκριμένη καλλιεργητική περίοδο για την κάθε μία εκ των δύο διασταυρώσεων είχε ως καλύτερο γονέα διαφορετική ποικιλία. Έτσι η χρήση της τυπικής ετέρωσης αποτελεί αντικειμενικό κριτήριο σύγκρισης των υλικών. Πίνακας Αξιολόγηση της απόδοσης των F5 σε πυκνή σπορά σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P) συγκεντρωτικά. Επέμβαση BP% MP% 4P % Ωρωπός x Αχελώος 22,83% 43,30%* 46,43%* Yecora x Αχελώος -21,18% -10,72% -6,04% Yecora x Ωρωπός 40,99%* 45,87%* 28,68%* Ορφέας x Ωρωπός -2,16% 7,76% 2,11% * σημαντικό για p=5% Αναλυτικότερα η αξιολόγηση των F5 με τα κριτήρια της ετέρωσης ανά διασταύρωση και ανά κωδικό βοήθησε στον καλύτερο διαχωρισμό των υλικών και διαμόρφωσε μια διαφορετική εικόνα για την κάθε διασταύρωση. Συγκεκριμένα η F5 οικογένεια της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος (κωδ. 4) έδειξε σημαντική υπεροχή για τα τρία κριτήρια της ετέρωσης ενώ και οι άλλες δύο οικογένειες της συγκεκριμένης διασταύρωσης έδειξαν θετικές ετερωτικές δράσεις. Παρόμοια συμπεριφορά είχαν και οι F5 της Yecora x Ωρωπός όπου μία οικογένεια (κωδ. 2) έδειξε σημαντική υπεροχή και οι άλλες δύο θετική ετέρωση (Πιν. 4.33). Μεταξύ των δύο F5 που διακρίθηκαν ( Ωρωπός x Αχελώος κωδικός 4 και Yecora x Ωρωπός κωδικός 2) παρατηρήθηκε ότι ως προς τον καλύτερο γονέα η διασταύρωση Yecora x Ωρωπός έδειξε μεγαλύτερη υπεροχή αναλογικά με τη διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος. Αντίθετα συγκρινόμενες με το μέσο όρο όλων των μαρτύρων η διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος είχε σαφές προβάδισμα 105

114 έναντι της διασταύρωσης Yecora x Ωρωπός (Πιν. 4.33). Αυτό εξηγείται εύκολα καθώς στην πρώτη περίπτωση ο καλύτερος γονέας ήταν διαφορετική ποικιλία για την κάθε F5 ενώ στη δεύτερη περίπτωση ο μέσος όρος των γονέων αποτελεί κοινή παράμετρο σύγκρισης. Έτσι και ο διαχωρισμός των F5 επιτυγχάνεται καλύτερα βάσει της τυπικής ετέρωσης. Τέλος στην πυκνή σπορά η F5 Yecora x Αχελώος είχε δύο οικογένειες που παρουσίασαν υστέρηση ως προς τις ετερωτικές δράσεις με τη μία (κωδ. 12) να υστερεί σημαντικά του καλύτερου γονέα (Αχελώος) που ήταν η αποδοτικότερη ποικιλία. Υστέρηση επίσης εκδήλωσε μία οικογένεια (κωδ. 16) της F5 Ορφέας x Ωρωπός χωρίς ωστόσο να είναι σημαντική (Πιν. 4.33). Συγκεντρωτικά κατατάσσοντας τις F5 βάσει της τυπικής ετέρωσης που αποτέλεσε κοινό κριτήριο αξιολόγησης στις πρώτες βρίσκονται όλες οι οικογένειες της Ωρωπός x Αχελώος και μία οικογένεια της Yecora x Ωρωπός δείχνοντας ότι από αυτές τις F5 θα μπορούσαν να αναπτυχθούν υψηλοαποδοτικές σειρές. Πίνακας Αξιολόγηση της απόδοσης των F5 σε πυκνή σπορά σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P), ανά κωδικό. Επέμβαση ΚΩ. BP% MP% 4P% Ωρωπός x Αχελώος 4 45,05%* 69,23%* 72,93%* Ωρωπός x Αχελώος 7 12,09% 30,77% 33,62% Ωρωπός x Αχελώος 15 11,36% 29,91% 32,75% Yecora x Αχελώος 3-21,43% -11,00% -6,33% Yecora x Αχελώος 6 0,73% 14,11% 20,09% Yecora x Αχελώος 12-42,86%* -35,27% -31,88% Yecora x Ωρωπός 2 54,55%* 59,90%* 41,05%* Yecora x Ωρωπός 10 39,23% 44,06% 27,07% Yecora x Ωρωπός 14 29,19% 33,66% 17,90% Ορφέας x Ωρωπός 8 9,83% 20,97% 14,63% Ορφέας x Ωρωπός 11 6,28% 17,05% 10,92% Ορφέας x Ωρωπός 16-22,59% -14,75% -19,21% * σημαντικό για p=5% 106

115 Η ανάλυση της παραλλακτικότητας στην πυκνή σπορά έδωσε ισχυρώς σημαντικά μέσα τετράγωνα για τους γενότυπους και μη σημαντικά για τις επαναλήψεις (Πιν. 4.34) σε αντίθεση με την αραιή σπορά όπου η ετερογένεια του εδάφους έπαιξε καθοριστικό ρόλο. Η πειραματική ακρίβεια ήταν ικανοποιητική κρίνοντας από το συντελεστή παραλλακτικότητας ο οποίος διαμορφώθηκε στο 24% εν συγκρίσει με το 28,5% της αντίστοιχης ανάλυσης απουσία ανταγωνισμού. Μάλιστα το μεγαλύτερο μέρος της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας εξηγούνταν από τους γενότυπους (64% Πιν. 4.34) σε ένα υλικό όπου η ομοζυγωτία αγγίζει το 94%. Ο διαχωρισμός των μέσων όρων κατέταξε την οικογένεια με κωδικό 4 της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος στην πρώτη θέση η οποία ήταν ισοδύναμη με τις F5 της πρώτης τετράδας (Πιν. 4.34). Ωστόσο ήταν η μοναδική F5 που ξεπέρασε σημαντικά όλους τους μάρτυρες αποδίδοντας 45% περισσότερο από την αποδοτικότερη ποικιλία. Από τις F5 που κατατάχθηκαν στις πρώτες θέσεις οι οικογένειες της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος είχαν μικρή συμμετοχή στη διαμόρφωση του πειραματικού σφάλματος σε σχέση με τη δεύτερη στην κατάταξη F5 Yecora x Ωρωπός (Πιν. 4.34). Σχεδόν αθροιστικά και οι τρεις οικογένειες της καλύτερης F5 Ωρωπός x Αχελώος είχαν το ίδιο ποσοστό πειραματικού σφάλματος με τη δεύτερη F5. Έτσι πέραν της υψηλής τους απόδοσης οι συγκεκριμένες οικογένειες με πρώτη την οικογένεια με κωδικό 4 συνδύασαν και σταθερότητα στη συμπεριφορά τους. 107

116 Πίνακας Ανάλυση παραλλακτικότητας για την απόδοση των F5 και των γονέων τους σε πυκνή σπορά, ο διαχωρισμός των μέσων όρων και ο επιμερισμός του πειραματικού σφάλματος. RCBD β.ε. MS Μεταξύ ,3** Επαναλήψεις ,1 Σφάλμα ,9 2 σ g 63,86% 2 σ e 36,14% CV 24,02% ** σημαντικό για p=1% Επέμβαση Κωδ. Μ.Ο. Μ.Ο. % % Πειρ. Σφ. Ωρωπός x Αχελώος 4 264a* 100,00% 1,46% Yecora x Ωρωπός 2 215,33ab 81,57% 6,20% Ωρωπός x Αχελώος 7 204abc 77,27% 2,18% Ωρωπός x Αχελώος ,67abc 76,77% 3,22% Yecora x Ωρωπός bcd 73,48% 18,99% Yecora x Αχελώος 6 183,33bcde 69,44% 0,80% Αχελώος 5 182bcde 68,94% 13,54% Yecora x Ωρωπός bcde 68,18% 9,80% Ορφέας x Ωρωπός 8 175bcde 66,29% 7,16% Ορφέας x Ωρωπός ,33bcdef 64,14% 15,04% Ορφέας 9 159,33bcdef 60,35% 6,91% Yecora x Αχελώος 3 143cdef 54,17% 1,38% Yecora 1 139,33cdef 52,78% 11,32% Ωρωπός def 49,24% 0,84% Ορφέας x Ωρωπός ,33ef 46,72% 0,28% Yecora x Αχελώος f 39,39% 0,86% * Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% Συγκεντρωτικά στην αξιολόγηση της F5 γενεάς σε πυκνή σπορά βάσει των κριτηρίων ως καλύτερη διασταύρωση αναδείχθηκε η Ωρωπός x Αχελώος κατ αντιστοιχία με την αραιή σπορά, με μία οικογένειά της (κωδικός 4) να αποτελεί ελπιδοφόρο υλικό για επιλογή ατομικών φυτών ώστε να συνεχίσουν στην επόμενη γενεά. Από τις υπόλοιπες διασταυρώσεις θα μπορούσε να επιλεγεί τουλάχιστον μία οικογένεια από τις Yecora x Ωρωρπός (κωδικός 2) και Yecora x Αχελώος (κωδικός 6) ενώ στην πυκνή σπορά η Ορφέας x Ωρωπός δεν έδειξε ότι αποτελεί ελπιδοφόρο υλικό. Τέλος η συμπεριφορά των γενοτύπων σε αραιή και πυκνή σπορά για τις πρώτες θέσεις βάσει της κατάταξής τους με το μέσο όρο ήταν η ίδια ωστόσο 108

117 συνολικά υπήρχε διαφοροποίηση που πιθανόν να οφείλεται στο γεγονός ότι η ετερογένεια του εδάφους στην αραιή σπορά επηρέασε τα αποτελέσματα Συγκριτική αξιολόγηση των διασπώμενων γενεών F2-F4 και της F5. Η αξιολόγηση των υλικών ανά γενεά διαχώρισε τόσο τις καλύτερες διασταυρώσεις όσο και τις καλύτερες οικογένειες εντός αυτών. Συγκεντρωτικά για τις τρεις διασπώμενες γενεές (F2-F4) στις οποίες έγινε και η επιλογή ατομικών φυτών από την καλύτερη οικογένεια ανά διασταύρωση η αξιολόγηση με τα κριτήρια της ετέρωσης και της παραγωγικότητας και σταθερότητας έδειξαν σαφή διαχωρισμό για την πρώτη και την τελευταία θέση. Στην παρούσα παράγραφο παρουσιάζεται συγκεντρωτικά η συμπεριφορά της καλύτερης οικογένειας κάθε διασταύρωσης σε σχέση με τις υπόλοιπες. Η αξιολόγηση βάση των ετερωτικών δράσεων στις διασπώμενες γενεές έδειξε σαφή υπεροχή της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος η οποία ήταν και η μοναδική διασταύρωση που εμφάνισε σημαντική υπεροχή ως προς τα τρία κριτήρια της ετέρωσης για όλες τις γενεές (Πιν. 4.35). Παρόμοια συμπεριφορά εμφάνισαν οι διασταυρώσεις Yecora x Αχελώος και Yecora x Ωρωπός με την πρώτη να δείχνει σημαντική υπεροχή στην F3 γενεά ως προς όλα τα κριτήρια και σημαντική τυπική ετέρωση για τις διασπώμενες γενεές ενώ η δεύτερη ξεπέρασε σημαντικά το δίκτυο των μαρτύρων στην F3 και F4 γενεά (Πιν. 4.35). Τέλος η διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος δεν έδειξε σημαντική υπεροχή για κανένα από τα κριτήρια της ετέρωσης στις διασπώμενες γενεές. 109

118 Πίνακας Ποσοστό της ετεροβελτίωσης (BP), της σχετικής ετέρωσης (MP) και της τυπικής ετέρωσης (4P) ως προς την απόδοση για τις διασπώμενες γενεές (F2-F4) τεσσάρων διασταυρώσεων. Γενεά Γενότυπος/ Ετέρωση F 2 F 3 F 4 Ωρωπός x Αχελώος BP 13,12%* 18,48%* 19,74%* MP 17,78%* 23,56%* 35,21%* 4P 38,62%* 43,49%* 37,61%* Yecora x Αχελώος BP -6,41% 46,07%* 9,91% MP 6,64% 53,91%* 9,89% 4P 14,68%* 62,34%* 23,71%* Yecora x Ωρωπός BP -0,50% -2,51% 14,02% MP 9,34% 6,89% 26,40%* 4P 12,29% 18,08%* 25,67%* Ορφέας x Ωρωπός BP -8,24% -18,04% 16,93% MP 12,00% 5,02% 18,08% 4P 3,55% -0,73% 3,23% * σημαντικό για p=5% Συνολικά για κάθε γενεά και διασταύρωση κοινό κριτήριο αξιολόγησης αποτέλεσε η τυπική ετέρωση βάση της οποίας δύο διασταυρώσεις η Ωρωπός x Αχελώος και η Yecora x Αχελώος έδειξαν σημαντική υπεροχή για τις τρεις διασπώμενες γενεές όχι όμως και για την F5 για τη Yecora x Αχελώος όπου σε πυκνή σπορά δεν ξεπέρασε το δίκτυο των μαρτύρων (Πιν και 4.35). Μάλιστα και στην F4 γενεά η κατάταξη των διασταυρώσεων βάση της τυπικής ετέρωσης άλλαξε την κατάταξη για τη δεύτερη θέση στην οποία βρέθηκε η Yecora x Ωρωπός όπως και στην F5 γενεά ενώ στην F2 και F3 γενεά ήταν στην τρίτη θέση (Πιν και 4.35). Σχετικά με τη δεύτερη ομάδα κριτηρίων που αφορούν την παραγωγικότητα και τη σταθερότητα όπως αυτές προσεγγίζονται από τα 110

119 συστατικά του παραγωγικού δυναμικού κατ αντιστοιχία η διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος ξεχώρισε ως η καλύτερη. Συγκεκριμένα ως προς το μέσο όρο κατατάχθηκε στην πρώτη θέση από την F2 μέχρι και την F5 γενεά (Πιν και 4.36) με εξαίρεση την F3 όπου ήταν ισοδύναμη με την πρώτη F3 Yecora x Αχελώος σε μια χρονιά πολύ χαμηλής παραγωγικότητας. Αξιοσημείωτο είναι πως η διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος από την F2 μέχρι και την F5 ξεπέρασε σημαντικά τη μέση απόδοση του καλύτερου μάρτυρα γεγονός που την έκανε να ξεχωρίζει από τα άλλα υλικά. Αναφορικά με την αποδοτικότητα στις διασπώμενες γενεές η διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος κατατάχθηκε στην πρώτη θέση ενώ η διασταύρωση Ορφέας x Ωρωπός κατατάχθηκε τέταρτη και είχε και στις τρεις αυτές γενεές CLR<1 με αποτέλεσμα να χαρακτηρίζεται ως μη υποσχόμενο υλικό (Πιν. 4.36). Η σταθερότητα που εκτιμήθηκε για τις διασπώμενες γενεές με το συντελεστή ομοιόστασης καθόρισε την τελική κατάταξη βάσει του παραγωγικού δυναμικού με τη διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος συνολικά να βρίσκεται στην πρώτη θέση ενώ οι διασταυρώσεις Yecora x Αχελώος και Yecora x Ωρωπός να εναλλάσσουν την κατάταξη τους στην F4 με τη Yecora x Ωρωπός να έρχεται δεύτερη από τρίτη κάτι το οποίο συνέβη και στην F5 γενεά (Πίν και 4.36). 111

120 Πίνακας Τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού για την απόδοση στις διασπώμενες γενεές, ο μέσος όρος (γρ/φυτό Μ.Ο.), ο συντελεστής αποδοτικότητας (Coefficient of Line Record C.L.R.), ο συντελεστής ομοιόστασης (Coefficient of Homeostasis C.H.)και το παραγωγικό δυναμικό (Line Crop Yield Potential L.C.Y.P.) Γενότυπος/Γενεά Μέση απόδοση CLR CH LCYP% F2 F3 F4 F2 F3 F4 F2 F3 F4 F2 F3 F4 Ωρωπός x Αχελώος 66,97a* 30,6a 82,69a* 1,66 1,60 1,61 6,66 5,03 8, ,36 100,00 Yecora x Αχελώος 55,4bc 34,61a* 74,34abc 1,13 2,05 1,30 5,21 4,83 7,61 53, ,26 Yecora x Ωρωπός 54,25bc 25,17bc 75,51ab 1,09 1,08 1,35 3,85 4,17 9,03 37,94 45,76 93,40 Ορφέας x Ωρωπός 50,03c 21,16c 62,03cd 0,92 0,77 0,91 4,02 5,41 6,10 33,69 41,89 42,53 Γονείς/Έτος Αχελώος 59,2b 23,70bc 69,05bc 1,3 0,96 1,13 5,44 4,38 7,70 63,84 42,58 66,61 Ορφέας 34,82e 14,48d 51,81d 0,45 0,36 0,63 4,97 8,90 5,22 33,22 32,28 25,42 Ωρωπός 54,52bc 25,82b 53,26d 1,1 1,14 0,67 4,89 6,06 6,72 48,65 69,84 34,58 Yecora 44,71d 21,28c 66,23bc 0,74 0,77 1,04 4,97 5,96 6,24 20,17 46,69 49,60 * Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% 112

121 H εκτίμηση της γενετικής παραλλακτικότητας ανά γενεά και ανά διασταύρωση αποτέλεσε μια σημαντική ένδειξη σταθερότητας για την κάθε διασταύρωση. Συγκεκριμένα με την αύξηση της ομοζυγωτίας η σταδιακή μείωση της γενετικής παραλλακτικότητας είναι το αναμενόμενο αποτέλεσμα σε ένα πληθυσμό (άτομα της ίδιας διασταύρωσης). Αυτή η σταδιακή μείωση παρατηρήθηκε στη διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος η οποία διατήρησε θετικές τιμές σ 2 2 g. Η διασταύρωση Ορφέας x Ωρωπός είχε αρνητικές τιμές σ g στην F3 και F4 γενεά (Σχ. 5). Οι άλλες δύο διασταυρώσεις Yecora x Αχελώος και Yecora x Ωρωπός έδειξαν την ίδια συμπεριφορά, έχοντας αρνητική σ 2 g στην F2 γενεά, θετική στην F3 γενεά και πάλι αρνητική στην F4 γενεά (Σχ. 5). Σχήμα 5. Η γενετική παραλλακτικότητα ανά γενεά και διασταύρωση. Τέλος προσδιορίστηκε η απόσταση των περιβαλλόντων επιλογής όπως περιγράφεται από τους Ouyang et al. (1995) βάσει της συμπεριφοράς των μαρτύρων για το χαρακτηριστικό μέση απόδοση. Η απόσταση D δύο περιοχών μπορεί να πάρει τιμές που κυμαίνονται από το 0 μέχρι και το 4. Έτσι όταν D=0 σημαίνει ότι η σχετική απόδοση των γενοτύπων είναι πανομοιότυπη δηλαδή ο συντελεστής συσχέτισης είναι ίσος με τη μονάδα 113

122 (r=1). Αντιθέτως όταν η απόσταση προσεγγίζει την τιμή 2 (D=2) τότε δεν υπάρχει καμία συσχέτιση των αποδόσεων στα δύο περιβάλλοντα καθώς ο συντελεστής συσχέτισης είναι ίσος με το μηδέν (r=0). Τέλος όταν η απόσταση προσεγγίζει τη μέγιστη τιμή D=4, σημαίνει αντίθετη συμπεριφορά των γενοτύπων στα δύο περιβάλλοντα και συντελεστή συσχέτισης r= -1. Στα πέντε χρόνια πειραματισμού η υψηλότερη συσχέτιση βρέθηκε μεταξύ της F2 και F3 γενεάς (r=91,40%) με την απόσταση των δύο περιβαλλόντων να τείνει στο μηδέν (D=0,13 Πιν. 4.37). Η χαμηλότερη συσχέτιση παρατηρήθηκε μεταξύ της F2 και της F5 γενεάς (r= -90,62%) με τα δύο περιβάλλοντα να έχουν τη μεγαλύτερη απόσταση που ισούταν με D= 2,86. Πίνακας Η ευκλείδεια απόσταση των περιβαλλόντων ανά γενεά και ο συντελεστής συσχέτισης των αποδόσεων των γονέων ανά έτος. Dij/r F1 F2 F3 F4 F5 F1 1,96 1,36 1,81 0,76 F2-30,91% 0,13 0,74 2,86 F3 9,29% 91,40% 0,96 2,66 F4-20,72% 50,53% 36,04% 1,74 F5 49,25% -90,62% -77,36% -16,07% Βάσει των αποστάσεων των περιβαλλόντων πραγματοποιήθηκε η ομαδοποίησή τους με τη δημιουργία του αντίστοιχου δενδρογράμματος. Έτσι προέκυψε ότι οι διασπώμενες γενεές F2, F3 και F4 βρίσκονταν πιο κοντά μεταξύ τους όπως και οι F1 με την F5. ηλαδή παρατηρήθηκε ότι στις πιο σταθεροποιημένες γενεές τα περιβάλλοντα επιλογής ήταν παραπλήσια και στις γενεές επιλογής τα περιβάλλοντα ήταν επίσης παραπλήσια (Σχ. 6). Η έννοια των παραπλήσιων περιβαλλόντων δείχνει ότι επιλογή στην F2 αποδεικνύεται αποτελεσματική στην F3 και επιλογή στην F3 αποδεικνύεται αποτελεσματική στην F4. 114

123 Σχήμα 6. Ομαδοποίηση των περιβαλλόντων βάσει της απόδοσης των μαρτύρων. 115

124 4.3. Περιγραφικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά. Σε αυτή την παράγραφο παρουσιάζονται περιγραφικά χαρακτηριστικά των υλικών όπως το τελικό ύψος, ο αριθμός των στάχεων και το βάρος 1000 κόκκων για την F1 και τις γενεές επιλογής F2-F4, καθώς και χαρακτηριστικά της ποιότητας του αλεύρου τα οποία προσδιορίστηκαν για της δύο κυριότερες γενεές επιλογής δηλαδή την F2 και την F Αξιολόγηση των υλικών ως προς το τελικό ύψος, τον αριθμό των στάχεων και το βάρος 1000 κόκκων. Α) Τελικό ύψος Η αξιολόγηση ως προς το χαρακτηριστικό τελικό ύψος έδωσε σημαντικά μέσα τετράγωνα για τις διασπώμενες γενεές (F1-F4) διαχωρίζοντας τα υλικά (Πιν. 4.38). Συγκεκριμένα από την ανάλυση της παραλλακτικότητας προσδιορίστηκε συντελεστής παραλλακτικότητας (CV) κοντά στο 10% για όλες τις γενιές με εξαίρεση την F2 γενεά όπου το CV προσέγγισε το 14% (Πιν. 4.38). Ωστόσο η παραλλακτικότητα μεταξύ των γενοτύπων (σ 2 b ) για όλες τις γενεές εξηγούσε το μεγαλύτερο ποσοστό της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας (σ 2 b >88%), δηλαδή για το συγκεκριμένο χαρακτηριστικό η έκφραση του γενοτύπου κυμάνθηκε σε υψηλά ποσοστά με το περιβάλλον να επηρεάζει σε μικρότερο βαθμό τα αποτελέσματα (Πιν. 4.38). Πίνακας Ανάλυση της παραλλακτικότητας του χαρακτηριστικού τελικό ύψος για τις γενεές F1-F4 σε αραιή σπορά. Προέλευση διακύμανσης/γενεά F1 F2 F3 F4 Μεταξύ ομάδων MS 413,28* 1409,04* 2131,19* 528,60* Μέσα στις ομάδες MS 44,44 99,86 52,55 59,99 CV 9,31% 14,08% 11,03% 10,11% 2 σ w 10,75% 7,09% 2,47% 11,35% 2 σ b 89,25% 92,91% 97,53% 88,65% *σημαντικό για p=5% Ο διαχωρισμός των μέσων όρων για την F1 γενεά έδειξε ότι οι διασταυρώσεις ήταν υψηλότερες από τους περισσότερους μάρτυρες με εξαίρεση την ποικιλία Αχελώος που ήταν ο ψηλότερος από τους μάρτυρες (πέμπτος σε κατάταξη Πιν. 4.39). Συγκεκριμένα στην F1 γενεά η διασταύρωση 116

125 Ορφέας x Αχελώος ήταν η υψηλότερη ξεπερνώντας σημαντικά όλους του μάρτυρες ενώ η κοντύτερη διασταύρωση ήταν η Αχέρων x Yecora η οποία ήταν ισοδύναμη προς τους κοντύτερους μάρτυρες με εξαίρεση την ποικιλία Yecora. Η ποικιλία Yecora στην F1 γενεά ήταν ο κοντύτερος γενότυπος και μάλιστα διέφερε σημαντικά από όλους τους άλλους γενοτύπους (Πιν ). Από τις επιλεγείσες διασταυρώσεις που συνέχισαν στις επόμενες γενεές η Ορφέας x Ωρωπός και Ωρωπός x Αχελώος ήταν υψηλότερες ενώ οι Yecora x Αχελώος και Yecora x Ωρωπός ήταν κοντύτερες (Πιν. 4.39). Πίνακας Κατάταξη με βάση τους μέσους όρους δέκα διασταυρώσεων στην F1 γενεά για το χαρακτηριστικό τελικό ύψος. Γενότυπος Μ.Ο. % Ορφέας x Αχελώος 80,05 100,00% a* Ορφέας x Ωρωπός 77,09 96,30% ab Νέστος x Αχελώος 75,77 94,66% bc Ωρωπός x Αχελώος 75,50 94,32% bc Αχελώος 73,15 91,38% bcd Νέστος x Ωρωπός 72,63 90,72% cde Yecora x Ορφέας 72,60 90,69% cde Yecora x Ωρωπός 71,91 89,84% cde Yecora x Αχελώος 71,24 88,99% de Νέστος x Ορφέας 70,96 88,64% de Ωρωπός 70,75 88,38% def Αχέρων 69,05 86,26% defg Νέστος 68,92 86,09% efg Αχέρων x Yecora 66,72 83,35% fg Ορφέας 66,40 82,95% g Yecora 61,86 77,28% h * Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% Για τις διασπώμενες γενεές (F2-F4) ο διαχωρισμός των μέσων όρων έδειξε ότι οι διασταυρώσεις Yecora x Ωρωπός και Ωρωπός x Αχελώος ήταν υψηλότερες κατά μέσο όρο από τις Yecora x Αχελώος και Ορφέας x Ωρωπός (Πιν ). Μάλιστα η F4 Yecora x Ωρωπός ήταν σημαντικά υψηλότερη από όλους τους γενότυπους. Σε σχέση όμως με τους μάρτυρες οι ποικιλίες Yecora και Ορφέας ήταν κοντύτερες από τις διασταυρώσεις για όλα τα έτη ενώ οι ποικιλίες Ωρωπός και Αχελώος ήταν ισοδύναμες ως προς τις διασταυρώσεις (Πιν. 4.40). 117

126 Πίνακας ιαχωρισμός των μέσων όρων για το χαρακτηριστικό τελικό ύψος στις διασπώμενες γενεές F2-F4. Γενότυπος/Γενεά Κωδικός F2 F3 F4 Yecora 1 68,52 84,43% g 54,04 72,62% i 65,80 72,71% efg Yecora x Ωρωπός 2 72,00 88,72% f 66,04 88,75% d 89,88 99,31% a Yecora x Αχελώος 3 77,47 95,46% bcd 65,02 87,38% de 65,38 72,24% fg Ωρωπός x Αχελώος 4 78,75 97,05% abc 71,14 95,61% bc 79,33 87,66% bc Αχελώος 5 81,15 100,00% a* 70,31 94,49% c 78,75 87,02% bc Yecora x Αχελώος 6 79,02 97,38% abc 59,10 79,43% gh 63,38 70,03% g Ωρωπός x Αχελώος 7 79,10 97,48% abc 72,47 97,39% abc 82,50 91,16% ab Ορφέας x Ωρωπός 8 75,29 92,78% de 60,80 81,71% fg 71,25 78,73% cdef Ορφέας 9 66,38 81,80% g 58,08 78,06% gh 69,20 76,46% defg Yecora x Ωρωπός 10 77,40 95,38% bcd 74,41 100,00% a 90,50 100,00% a Ορφέας x Ωρωπός 11 76,07 93,74% cde 73,30 98,51% ab 82,67 91,34% ab Yecora x Αχελώος 12 79,76 98,29% ab 70,37 94,57% c 70,75 78,18% cdefg Ωρωπός 13 73,38 90,42% ef 64,94 87,27% de 73,57 81,29% cde Yecora x Ωρωπός 14 77,09 95,00% bcd 63,00 84,67% ef 89,00 98,34% a Ωρωπός x Αχελώος 15 79,77 98,30% ab 73,27 98,47% abc 78,00 86,19% bc Ορφέας x Ωρωπός 16 76,03 93,68% * Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% cde 56,84 76,39% hi 76,33 84,35% bcd 118

127 90 Γεκόρα x Ωρωπός 85 Ύ ψ ο ς Ωρωπός x Αχελώος Αχελώος Ορφέας x Ωρωπός Ωρωπός Ορφέας Γεκόρα x Αχελώος Γεκόρα F1 F2 F3 F4 Σχήμα 7. Η πορεία του τελικού ύψους ανά γενότυπο και γενεά. Συγκεντρωτικά το τελικό ύψος όλων των γενοτύπων φαίνεται να επηρεάστηκε σημαντικά από το περιβάλλον καθώς στη λιγότερη παραγωγική χρονιά που ήταν αυτή της F3 γενεάς τόσο οι διασταυρώσεις όσο και οι μάρτυρες είχαν το χαμηλότερο τελικό ύψος σε σχέση με τις άλλες χρονιές. Αντίθετα στην F4 γενεά που ήταν και η πιο παραγωγική από τις τέσσερις όλοι οι γενότυποι ήταν υψηλότεροι συγκριτικά με τα προηγούμενα έτη (Σχ. 7). Τέλος η καλύτερη διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος ήταν ισοϋψής με την ποικιλία Αχελώος με ύψος που κυμάνθηκε από εκατοστά. Β) Αριθμός στάχεων Η αξιολόγηση ως προς τον αριθμό των στάχεων έδωσε σημαντικά μέσα τετράγωνα για όλες τις γενεές διαχωρίζοντάς τα μεταξύ τους. Ο συντελεστής παραλλακτικότητας (CV) κυμάνθηκε σε υψηλότερα επίπεδα σε σχέση με το τελικό ύψος (περίπου στο 38%) κάτι που αρχικά μεταφράζεται σε μικρότερη πειραματική ακρίβεια. Όμως πρέπει να ληφθεί υπόψη και το σφάλμα που εμπεριέχεται στη μέτρηση του χαρακτηριστικού (ανθρώπινος 119

128 παράγοντας, υποκειμενική μέτρηση) που συμβάλει στην αύξηση του συντελεστή παραλλακτικότητας. Ωστόσο και για αυτό το χαρακτηριστικό το μεγαλύτερο ποσοστό της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας εξηγούνταν από την παραλλακτικότητα μεταξύ των γενοτύπων για όλες τις γενεές (Πιν. 4.41). Πίνακας Ανάλυση της παραλλακτικότητας του χαρακτηριστικού αριθμός στάχεων για τις διασπώμενες γενεές F1-F4 σε αραιή σπορά. Προέλευση διακύμανσης/γενεά F1 F2 F3 F4 Μεταξύ ομάδων MS 361,08* 3204,80* 674,17* 538,13* Μέσα στις ομάδες MS 107,31 160,25 43, ,3098 CV 39,25% 37,90% 42,22% 32,65% 2 σ w 2 σ b *σημαντικό για p=5% 29,72% 5,00% 6,38% 22,73% 70,28% 95,00% 93,62% 77,27% Ο διαχωρισμός στην F1 γενεά έδειξε ότι στο σύνολο των διασταυρώσεων οι περισσότερες είχαν ποσοστό αδελφώματος αντίστοιχο με τους μάρτυρες. Συγκεκριμένα το μεγαλύτερο ποσοστό αδελφώματος το είχε η ποικιλία Αχέρων με την οποία ήταν ισοδύναμες έξι από τις δέκα F1 και το χαμηλότερο ποσοστό αδελφώματος είχε η ποικιλία Αχελώος με την οποία ήταν ισοδύναμες τρεις F1 (Πιν. 4.42). Από τις διασταυρώσεις που επιλέχθηκαν οι τρεις ( Yecora x Ωρωπός, Yecora x Αχελώος και Ωρωπός x Αχελώος ) δεν διέφεραν σημαντικά από τον καλύτερο μάρτυρα σε αντίθεση με τη Ορφέας x Ωρωπός που υστερούσε σημαντικά με τον καλύτερο μάρτυρα αλλά ήταν ισοδύναμη με τις άλλες τρεις F1 (Πιν. 4.42). 120

129 Πίνακας Κατάταξη με βάση τους μέσους όρους δέκα διασταυρώσεων στην F1 γενεά για το χαρακτηριστικό αριθμός στάχεων. Επέμβαση Μ.Ο. % Αχέρων 32,38 100,00 a Αχέρων x Yecora 31,72 97,97 ab Νέστος x Αχελώος 30,59 94,47 ab Νέστος 29,54 91,23 ab Yecora x Ωρωπός 28,87 89,16 abc Νέστος x Ωρωπός 28,08 86,73 abc Ωρωπός 27,83 85,96 abc Yecora 27,59 85,21 abc Yecora x Αχελώος 26,95 83,24 abcd Ωρωπός x Αχελώος 26,75 82,61 abcde Νέστος x Ορφέας 25,13 77,59 bcde Ορφέας x Ωρωπός 22,86 70,61 cdef Yecora x Ορφέας 22,65 69,95 cdef Ορφέας 21,13 65,27 def Ορφέας x Αχελώος 20,52 63,38 ef Αχελώος 18,45 56,98 f * Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% Στις διασπώμενες γενεές (F2-F4) ο αριθμός στάχεων των διασταυρώσεων ήταν μεγαλύτερος κατά μέσο όρο από αυτό των μαρτύρων με εξαίρεση τις διασταυρώσεις της Ορφέας x Ωρωπός που ήταν και η λιγότερο παραγωγική (Πιν. 4.43). Συγκεκριμένα το μεγαλύτερο αριθμό στάχεων στις διασπώμενες γενεές το είχε η διασταύρωση Yecora x Αχελώος ξεπερνώντας σημαντικά όλους τους μάρτυρες στην F3 και F4 γενεά (Πιν. 4.43). Αντίθετα σε όλες τις γενεές η Ορφέας x Ωρωπός (η πιο χαμηλοαποδοτική διασταύρωση) είχε το χαμηλότερο ποσοστό αδελφώματος, ξεπερνώντας όμως σημαντικά την ποικιλία Ορφέας σε όλα τα έτη. Από τους μάρτυρες οι ποικιλίες Ορφέας και Yecora είχαν χαμηλό αριθμό στάχεων σε όλα τα έτη πειραματισμού (Πιν. 4.43). 121

130 Πίνακας Κατάταξη με βάση τους μέσους όρους τεσσάρων διασταυρώσεων στις διασπώμενες γενεές F2-F4 για το χαρακτηριστικό αριθμός στάχεων. Γενότυπος/Γενεά Κωδικός F2 F3 F4 Yecora 1 35,52 92,91% ab 14,92 72,55% de 29,60 53,94% cdefg Yecora x Ωρωπός 2 37,92 99,19% a 16,32 79,37% cd 40,75 74,26% bc Yecora x Αχελώος 3 35,58 93,07% ab 18,00 87,54% abc 54,88 100,00% a Ωρωπός x Αχελώος 4 38,20 99,92% a 17,41 84,66% bcd 38,67 70,46% bcde Αχελώος 5 33,57 87,81% b 16,22 78,90% cd 37,13 67,65% bcde Yecora x Αχελώος 6 37,70 98,61% a 20,56 100,00% a 44,88 81,78% ab Ωρωπός x Αχελώος 7 36,51 95,49% ab 18,61 90,49% abc 34,25 62,41% bcdef Ορφέας x Ωρωπός 8 24,35 63,69% d 13,49 65,61% ef 24,13 43,96% fg Ορφέας 9 17,00 44,47% e 6,96 33,84% g 21,00 38,27% g Yecora x Ωρωπός 10 37,28 97,53% ab 18,94 92,12% ab 39,50 71,98% bcd Ορφέας x Ωρωπός 11 29,26 76,53% c 8,72 42,41% g 26,83 48,90% defg Yecora x Αχελώος 12 38,23 100,00% a 16,39 79,70% bcd 32,50 59,23% cdefg Ωρωπός 13 34,83 91,11% ab 17,82 86,64% bc 25,57 46,60% fg Yecora x Ωρωπός 14 37,57 98,27% a 16,80 81,72% bcd 32,57 59,36% cdefg Ωρωπός x Αχελώος 15 36,35 95,07% ab 15,86 77,15% cde 33,63 61,28% cdef Ορφέας x Ωρωπός 16 24,60 64,35% * Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% d 11,46 55,73% f 26,17 47,68% efg 122

131 45 Γεκόρα x Αχελώος 40 Γεκόρα x Ωρωπός Αχελώος 35 Ωρωπός x Αχελώος Σ τ ά χ ε ι ς Γεκόρα Ορφέας x Ωρωπός Ωρωπός Ορφέας F1 F2 F3 F4 Σχήμα 8. Η πορεία του αριθμού στάχεων ανά γενότυπο και γενεά. Συγκεντρωτικά η επιλογή για απόδοση όπως ήταν αναμενόμενο επέλεξε και γενοτύπους με καλό αδέλφωμα δημιουργώντας υλικό που υπερείχε των μαρτύρων. Ωστόσο και αυτό το χαρακτηριστικό φαίνεται πως το περιβάλλον το επηρέασε αρνητικά και συγκεκριμένα στην F3 γενεά όπου η παραγωγικότητα ήταν χαμηλή και το αδέλφωμα ήταν αντίστοιχα χαμηλό (Σχ. 8). Η πορεία του αριθμού των στάχεων ανά γενεά και ανά γενότυπο έδειξε ότι οι τρεις διασταυρώσεις κατά μέσο όρο ξεπέρασαν τους μάρτυρες με εξαίρεση την ποικιλία Αχελώο που στην F4 είχε ποσοστό αδελφώματος ισοδύναμο με αυτό των επιλογών (Σχ. 8). Γ) Βάρος 1000 κόκκων. Το βάρος 1000 κόκκων μελετήθηκε για τις τρεις πρώτες γενεές και με εξαίρεση την F2 γενεά έδωσε σημαντικά μέσα τετράγωνα διαχωρίζοντας τα υλικά. Συγκεκριμένα ο συντελεστής παραλλακτικότητας ανά γενεά μειώνονταν (από 19,26% μέχρι και 9,73%) ωστόσο αν και η πειραματική ακρίβεια ήταν ικανοποιητική η φαινοτυπική παραλλακτικότητα στις διασπώμενες γενεές (F2 123

132 και F3) εξηγήθηκε από την παραλλακτικότητα εντός των γενοτύπων (Πιν ). Πίνακας Ανάλυση της παραλλακτικότητας του χαρακτηριστικού βάρος 1000 κόκκων για στις διασπώμενες γενεές F1-F3 σε αραιή σπορά. Προέλευση διακύμανσης/γενεά F1 F2 F3 Μεταξύ ομάδων MS 67,83* 25,36 0,30* Μέσα στις ομάδες MS 20,92 25,74 0,09 CV 19,26% 13,35% 9,73% 2 σ w 30,09% 100,00% 68,27% 2 σ b 69,03% 0,00% 31,73% *σημαντικό για p=5% Η κατάταξη των διασταυρώσεων με βάση τους μέσους όρους στην F1 γενεά έγερε τις ποικιλίες Νέστος και Αχελώος στην πρώτη θέση ενώ από τις επιλεγείσες διασταυρώσεις η Yecora x Ωρωπός ήταν ισοδύναμη με τους καλύτερους μάρτυρες (Πιν. 4.45). Αντίθετα στην F2 γενεά στην πρώτη θέση ήρθε η διασταύρωση Yecora x Αχελώος χωρίς όμως να διαφέρει σημαντικά από τους μάρτυρες ενώ στην F3 γενεά το χαμηλότερο βάρος 1000 κόκκων το είχε η Yecora x Ωρωπός (η οποία ήταν πρώτη στην F1 γενεά) με τις υπόλοιπες διασταυρώσεις να είναι ισοδύναμες τόσο μεταξύ τους όσο και με τους μάρτυρες (Πιν. 4.45). Συγκεντρωτικά η πορεία του βάρους 1000 κόκκων στις τρεις γενεές που μελετήθηκε έδειξε μία αστάθεια του χαρακτηριστικού ως προς την κατάταξη των υλικών καθώς και ως προς το περιβάλλον. Ομοίως και με τα προηγούμενα περιγραφικά χαρακτηριστικά στην F3 γενεά παρατηρήθηκε μείωση στις τιμές του χαρακτηριστικού χωρίς όμως αυτές να είναι μικρότερες από τις τιμές που προσδιορίστηκαν στην F1 γενεά ώστε να μπορεί με ασφάλεια να εξαχθεί το συμπέρασμα ότι η χαμηλή παραγωγικότητα συνοδεύτηκε από μικρό βάρος 1000 κόκκων (Σχ. 9). Τέλος η καλύτερη διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος ήταν και ο γενότυπος που παρουσίασε τη μικρότερη διακύμανση στην τιμή του βάρους 1000 κόκκων όπως φαίνεται στο Σχήμα

133 Πίνακας Κατάταξη με βάση τους μέσους όρους τεσσάρων διασταυρώσεων στις F1-F3 γενεές για το χαρακτηριστικό βάρος 1000 κόκκων. F1 F2 Επέμβαση Μ.Ο. % Επέμβαση Κωδ. Μ.Ο. % Νέστος 36,5 100,00% a* Yecora x Αχελώος 6 42,80 100,00% a* Αχελώος 36,25 99,32% a Ορφέας x Ωρωπός 11 41,60 97,20% ab Νέστος x Ωρωπός 34,5 94,52% ab Yecora x Αχελώος 12 41,00 95,79% abc Νέστος x Αχελώος 31,25 85,62% abc Yecora x Ωρωπός 14 39,80 92,99% abc Ορφέας 31,25 85,62% abc Αχελώος 5 38,20 89,25% abc Yecora x Ωρωπός 30,5 83,56% abcd Ορφέας x Ωρωπός 8 38,20 89,25% abc Αχέρων x Yecora 30,25 82,88% abcd Yecora x Αχελώος 3 37,80 88,32% abc Ωρωπός 29,5 80,82% bcd Ωρωπός x Αχελώος 4 37,60 87,85% abc Ωρωπός x Αχελώος 29,25 80,14% bcd Ορφέας 9 37,60 87,85% abc Yecora x Ορφέας 28 76,71% cd Yecora 1 37,20 86,92% abc Αχέρων 27,5 75,34% cd Ωρωπός 13 37,00 86,45% abc Νέστος x Ορφέας 27,25 74,66% cde Ορφέας x Ωρωπός 16 37,00 86,45% abc Yecora x Αχελώος 27,25 74,66% cde Yecora x Ωρωπός 2 35,80 83,64% bc Ορφέας x Ωρωπός 25,5 69,86% cde Yecora x Ωρωπός 10 35,80 83,64% bc Ορφέας x Αχελώος 24,75 67,81% de Ωρωπός x Αχελώος 15 35,80 83,64% bc Yecora 21 57,53% e Ωρωπός x Αχελώος 7 34,80 81,31% c F3 Επέμβαση Μ.Ο. % Ορφέας x Ωρωπός 34,5 100,00% a* Yecora 34,3 99,42% ab Yecora x Αχελώος 33,4 96,81% ab Ωρωπός x Αχελώος 32,6 94,49% abc Ορφέας 32,2 93,33% abc Αχελώος 30,5 88,41% bcd Ωρωπός 29,2 84,64% cd Yecora x Ωρωπός 27,7 80,29% d * Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% 125

134 40 35 Ορφέας x Ωρωπός Γεκόρα β κ ό κ κ ω ν 30 Γεκόρα x Αχελώος Ωρωπός x Αχελώος Ορφέας Αχελώος Ωρωπός Γεκόρα x Ωρωπός 25 F1 F2 F3 Σχήμα 9. Η πορεία του βάρους 1000 κόκκων ανά γενότυπο και γενεά. 126

135 Αξιολόγηση των υλικών ως προς τα χαρακτηριστικά ποιότητας αλεύρου. Τα χαρακτηριστικά ποιότητας του αλεύρου που μελετήθηκαν για δύο χρονιές ήταν η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη και η περιεκτικότητα σε γλουτένη. Συγκεκριμένα προσδιορίστηκαν η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη επί ξηρού βάρους και η περιεκτικότητα σε υγρή γλουτένη ενώ εκτιμήθηκε και η ``δύναμη`` της γλουτένης μέσω του δείκτη γλουτένης (GI). Η ανάλυση της παραλλακτικότητας έδωσε σημαντικά μέσα τετράγωνα για τα χαρακτηριστικά ποιότητας αλεύρου στην F2 γενεά κάτι το οποίο όμως δεν παρατηρήθηκε και στην F3 για την περιεκτικότητα σε γλουτένη και το δείκτη γλουτένης (Πιν. 4.46). Η έκφραση των χαρακτηριστικών επηρεάστηκε σε μεγάλο βαθμό από το περιβάλλον στη λιγότερο παραγωγική χρονιά. Ωστόσο ο συντελεστής παραλλακτικότητας κυμάνθηκε σε ικανοποιητικά επίπεδα με εξαίρεση το CV για το δείκτη γλουτένης στην F3 γενεά που ήταν ίσος με 25% (Πιν. 4.46). Πίνακας Ανάλυση της παραλλακτικότητας των χαρακτηριστικών ποιότητας του αλεύρου. Προέλευση διακύμανσης/ Πρωτεΐνη Γλουτένη. Γλουτένης Γενεά F2 F3 F2 F3 F2 F3 Μεταξύ ομάδων MS 0,000704* 0, * 0,05047* 0, ,07131* 0,055 Μέσα στις ομάδες MS 0, , , , ,0029 0,035 CV 5,59% 4,39% 10,22% 11,57% 6,37% 24,99% σ w 2 σ b 2 11,53% 61,62% 6,78% 100% 4,04% 63,12% 88,47% 38,38% 93,22% 0% 95,96% 36,88% *σημαντικό για p=5% Η φαινοτυπική παραλλακτικότητα των χαρακτηριστικών της ποιότητας του αλεύρου στην F2 γενεά εξηγούνταν σε πολύ μεγάλο ποσοστό από την παραλλακτικότητα μεταξύ των γενοτύπων. Σε αντίθεση στην F3 γενεά η παραλλακτικότητα εντός των γενοτύπων ήταν αυτή που εξηγούσε σε μεγαλύτερο ποσοστό τη φαινοτυπική παραλλακτικότητα τονίζοντας την επίδραση του περιβάλλοντος στην έκφραση των χαρακτηριστικών (Πιν. 4.46). Η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη κυρίως στην F2 γενεά κυμάνθηκε σε υψηλά ποσοστά τόσο στους μάρτυρες όσο και στις διασταυρώσεις. Στην F3 127

136 γενεά αν και τα ποσοστά ήταν χαμηλότερα σε σχέση με την F2 γενεά, η συνολική πρωτεΐνη(13,36%-14,65% Πιν. 4.47) ήταν στα επίπεδα των περισσότερων καλλιεργούμενων ποικιλιών μαλακού σιταριού (κυμαίνεται από 12%-16%). Η απότομη πτώση στην περιεκτικότητα της πρωτεΐνης ήταν αναμενόμενη όπως παρατηρήθηκε και στα υπόλοιπα αγροκομικά χαρακτηριστικά καθώς η καλλιεργητική περίοδος στην F3 γενεά ήταν χαμηλής παραγωγικότητας (Σχ. 10). Στην F2 γενεά η ποικιλία Ορφέας είχε τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη (18%) με τις διασταυρώσεις Ορφέας x Ωρωπός και Yecora x Ωρωπός να είναι ισοδύναμες με τον Ορφέα (Πιν 4.47). Χαμηλότερη περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη στην F2 γενεά είχαν οι διασταυρώσεις Yecora x Αχελώος και Ωρωπός x Αχελώος αν και ήταν ισοδύναμες με τις ποικιλίες Ωρωπός και Αχελώος (Πιν. 4.47). Στην F3 γενεά η διασταύρωση Ορφέας x Ωρωπός είχε πάλι τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη χωρίς να διαφέρει σημαντικά από την καλύτερη ποικιλία που αυτή τη χρονιά ήταν η Yecora (Πιν 4.47). Οι υπόλοιπες διασταυρώσεις δεν διέφεραν σημαντικά τόσο μεταξύ τους όσο και με τους άλλους τρεις μάρτυρες. Τέλος χαρακτηριστικό είναι πως τη μεγαλύτερη πτώση στο ποσοστό της πρωτεΐνης παρουσίασαν οι δύο διασταυρώσεις που ήρθαν στις πρώτες θέσεις στην F2 ( Ορφέας x Ωρωπός και Yecora x Ωρωπός ) και η ποικιλία Ορφέας η οποία ήρθε πρώτη στην F2 (πτώση 3,5% κατά μέσο όρο Σχ.10). Πίνακας Κατάταξη με βάση τους μέσους όρους τεσσάρων διασταυρώσεων στις F2-F3 γενεές για τα χαρακτηριστικά ποιότητας του αλεύρου. Επέμβαση/ Πρωτεΐνη Γλουτένη. Γλουτένης Γενεά F2 F3 F2 F3 F2 F3 Αχελώος 14,79% e 13,67% bc 59,72% abc 30,88% a* 0,73 cd 0,60 b Yecora 16,34% bcd 14,65% a* 46,21% cd 30,62% a 0,96 a* 0,90 a* Yecora x Αχελώος 15,19% de 13,65% bc 44,01% d 28,45% a 0,95 a 0,88 a Yecora x Ωρωπός 16,77% abc 13,36% c 55,83% bc 31,16% a 0,90 ab 0,69 ab Ορφέας 18,03% a* 13,91% abc 65,19% ab 28,33% a 0,66 d 0,68 ab Ορφέας x Ωρωπός 17,19% ab 14,19% ab 67,57% a* 30,54% a 0,72 cd 0,69 ab Ωρωπός 15,62% cde 14,09% abc 59,17% abc 30,68% a 0,80 bc 0,74 ab Ωρωπός x Αχελώος 15,15% e 13,37% c 60,05% ab 28,20% a 0,79 c 0,80 ab * Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% Η κατάταξη των μέσων όρων των γενετικών υλικών για την περιεκτικότητα σε γλουτένη είχε αξία για την F2 γενεά καθώς στην F3 γενεά η 128

137 επίδραση του περιβάλλοντος επισκίασε την έκφραση του γενοτύπου, με αποτέλεσμα να μην υπάρχουν σημαντικές διαφορές μεταξύ των γενοτύπων (Πιν και 4.47). Έτσι στην F2 γενεά η διασταύρωση Ορφέας x Ωρωπός είχε τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε γλουτένη και ήταν ισοδύναμη με τον καλύτερο μάρτυρα την ποικιλία Ορφέας, ενώ ξεπέρασε σημαντικά τους υπόλοιπους μάρτυρες (Πιν. 4.47). Η συγκεκριμένη διασταύρωση είχε και τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη ενώ από τις υπόλοιπες διασταυρώσεις η Ωρωπός x Αχελώος αν και είχε από τα χαμηλότερα ποσοστά πρωτεΐνης είχε μεγάλη περιεκτικότητα σε γλουτένη και μάλιστα ήταν ισοδύναμη με την καλύτερη επέμβαση (Πιν. 4.47). Συγκρίνοντας τις δύο γενεές και για αυτό το χαρακτηριστικό παρατηρήθηκε μεγάλη πτώση (30% κατά μέσο όρο) στην F3 που επίσης αποδίδεται σε μεγάλο βαθμό στην επίδραση του περιβάλλοντος (Σχ. 10). Σημαντική επίδραση του περιβάλλοντος στην περιεκτικότητα της πρωτεϊνης έχει αναφερθεί στα σιτηρά (Robert et al., 2001) και ιδικά σε ξηροθερμικές σηνθήκες και σε εδάφη φτωχά σε άζωτο, παράγοντες που μειώνουν τη συνολική περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη (Daniel and Triboϊ, 2000). Αναλογικά με την περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη και για το ποσοστό της γλουτένης η μείωση από την F2 στην F3 ήταν μεγαλύτερη για τους γενότυπους με περισσότερη γλουτένη (Σχ. 10). Ωστόσο αν και η ποσότητα πρωτεΐνης και της γλουτένης παίζει σημαντικό ρόλο στο χαρακτηρισμό του αλεύρου ως πλούσιου ή φτωχού η ποιότητα της γλουτένης είναι αυτή που καθορίζει την αρτοποιητική του ικανότητα σε μεγάλο βαθμό. Ο δείκτης γλουτένης μετρά τη ``δύναμη`` της γλουτένης και είναι αυτός που κατατάσσει τους γενότυπους βάσει του τελικού προϊόντος. Ο διαχωρισμός των μέσων όρων για το δείκτη γλουτένης έδωσε αντίστροφα αποτελέσματα για την F2 γενεά με τη διασταύρωση Yecora x Αχελώος να έρχεται στην πρώτη θέση και να είναι ισοδύναμη με τον καλύτερο μάρτυρα την ποικιλία Yecora (Πιν. 4.47), γενότυποι οι οποίοι είχαν καταταχθεί τελευταίοι ως προς την περιεκτικότητα σε γλουτένη. Αντίθετα η διασταύρωση Ορφέας x Ωρωπός μαζί με την ποικιλία Ορφέας που είχαν τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε γλουτένη κατατάχθηκαν τελευταίες ως προς το δείκτη γλουτένης (Πιν. 4.47). Μάλιστα ο συντελεστής συσχέτισης μεταξύ της περιεκτικότητας σε γλουτένη και του δείκτη γλουτένης για την F2 γενεά βρέθηκε ισχυρά αρνητικός ίσος με -92,84%, γεγονός που μεταφράστηκε ότι η 129

138 μεγάλη περιεκτικότητα σε γλουτένη δεν σημαίνει υποχρεωτικά και καλή ποιότητα γλουτένης. Τέλος στην F3 γενεά ο δείκτης γλουτένης παρουσίασε μικρή πτώση η και άνοδο για μία διασταύρωση ( Ωρωπός x Αχελώος ) δείχνοντας ότι το περιβάλλον δεν επηρέασε αυτό το χαρακτηριστικό (Σχ. 10). 18,00% Ορφέας Α 70,00% 65,00% Ορφέας x Ωρωπός Ορφέας Β 17,00% Ορφέας x Ωρωπός Γεκόρα x Ωρωπός 60,00% 55,00% Ωρωπός Αχελώος Γεκόρα x Ωρωπός Γεκόρα 16,00% 50,00% 15,00% Ωρωπός Γεκόρα x Αχελώος Αχελώος 45,00% 40,00% Γεκόρα Γεκόρα x Αχελώος 35,00% 14,00% 13,00% F2 F3 Ωρωπός x Αχελώος 30,00% 25,00% F2 F3 Ωρωπός x Αχελώος 1,000 0,950 0,900 0,850 0,800 Γεκόρα Γεκόρα x Αχελώος Γεκόρα x Ωρωπός Ωρωπός Γ Ωρωπός x Αχελώος 0,750 Αχελώος Σχήμα 10. Η πορεία των 0,700 Ορφέας x Ωρωπός χαρακτηριστικών ποιότητας αλεύρου ανά γενότυπο στην F2 και F3 γενεά 0,650 Ορφέας Α)πρωτεΐνη, Β)γλουτένη, Γ)δείκτης 0,600 γλουτένης. 0,550 F2 F3 130

139 B) Παραδοσιακές ποικιλίες 4.4 Αξιολόγηση των διασταυρώσεων των παραδοσιακών ποικιλιών με την ποικιλία Yecora. Στην παρούσα παράγραφο παρουσιάζονται τα συγκριτικά αποτελέσματα για την απόδοση των διασταυρώσεων τριών παραδοσιακών ποικιλιών με την εμπορική ποικιλία Yecora. Όπως αναφέρθηκε στο κεφάλαιο Υλικά και μέθοδοι οι διασταυρώσεις αυτές αξιολογήθηκαν από την F4 μέχρι και την F5 γενεά απουσία ανταγωνισμού και στην F6 γενεά σε πυκνή σπορά. Για αυτό το λόγο και η αξιολόγηση για τις γενεές F4 και F5 παρουσιάζεται μαζί και της F6 γενεάς ξεχωριστά Αξιολόγηση της F4 και F5 γενεάς απουσία ανταγωνισμού. Α) F4 γενεά: Η αξιολόγηση της F4 γενεάς με τα κριτήρια της ετέρωσης συγκεντρωτικά έδειξε σημαντική υπεροχή της διασταύρωσης Ασπρόσταρο x Yecora σε σχέση με το μέσο όρο των γονέων και τη μέση απόδοση των μαρτύρων και υπεροχή σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (Πιν. 4.48). Ομοίως και η F4 γενεά της διασταύρωσης Ξυλόκαστο x Yecora έδειξε θετική ετέρωση και για τα τρία κριτήρια ενώ αντίθετα η F4 γενεά της διασταύρωσης Αιτωλοακαρνανία x Yecora αν και ξεπέρασε τον καλύτερο γονέα και τη μέση απόδοση των γονέων υστερούσε ως προς τη μέση απόδοση όλων των μαρτύρων (Πιν. 4.48). εδομένου ότι ο καλύτερος γονέας ανά διασταύρωση δεν ήταν κοινός, ο καλύτερος διαχωρισμός συγκεντρωτικά επιτεύχθηκε με τη χρήση του μέσου όρου όλων των μαρτύρων βάσει του οποίου η F4 της διασταύρωσης Ασπρόσταρο x Yecora έδειξε σαφή υπεροχή έναντι των δύο άλλων F4 με τις Ξυλόκαστρο x Yecora και Αιτωλοακαρνανία x Yecora να κατατάσσονται δεύτερη και τρίτη αντίστοιχα (Πιν. 4.48).. Πίνακας Αξιολόγηση της απόδοσης των F4 σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P), συγκεντρωτικά. Επέμβαση BP% MP% 4P % Ασπρόσταρο x Yecora 26,52% 40,60%* 47,83%* Αιτωλοακαρνανία x Yecora 7,14% 10,75% -6,88% Ξυλόκαστρο x Yecora 17,88% 20,22% 10,87% *σημαντικό για p=5% 131

140 Ο διαχωρισμός των F4 με τα κριτήρια της ετέρωσης τόσο ανά διασταύρωση όσο και ανά κωδικό διαμόρφωσε μια πιο αναλυτική εικόνα σχετικά με τη συμπεριφορά των γενοτύπων. Συγκεκριμένα από την F4 Ασπρόσταρο x Yecora δύο οικογένειες (κωδ. 2 και 10 Πιν. 4.49) ξεπέρασαν σημαντικά τόσο το μέσο όρο των γονέων από τους οποίους προήλθαν όσο και το μέσο όρο των μαρτύρων ενώ ήταν ισοδύναμες με τον καλύτερο γονέα που ήταν η ποικιλία Ασπρόσταρο. Αντίθετα όλες οι F4 της διασταύρωσης Αιτωλοακαρνανία x Yecora εμφάνισαν υστέρηση ως προς το δίκτυο των μαρτύρων και μία εξ αυτών σημαντική υστέρηση (κωδ. 3 Πιν. 4.49). Τέλος για τις F4 της διασταύρωσης Ξυλόκαστρο x Yecora αν και τρεις οικογένειες έδειξαν υπεροχή ως προς τα τρία κριτήρια καμία δεν ξεπέρασε σημαντικά τις τιμές BP, MP και 4P (Πιν. 4.49). Πίνακας Αξιολόγηση της απόδοσης των F4 σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P), ανά κωδικό. Επέμβαση ΚΩ. BP% MP% 4P% Ασπρόσταρο x Yecora 2 25,70% 55,49%* 77,06%* Ασπρόσταρο x Yecora 8-6,58% 15,56% 31,59% Ασπρόσταρο x Yecora 10 36,09% 68,34%* 91,69%* Ασπρόσταρο x Yecora 14-11,76% 9,16% 24,30% Αιτωλοακαρνανία x Yecora 3-47,71% -45,60% -54,58%* Αιτωλοακαρνανία x Yecora 6 7,69% 12,04% -6,44% Αιτωλοακαρνανία x Yecora 12-2,25% 1,70% -15,08% Αιτωλοακαρνανία x Yecora 16-32,37% -29,64% -41,25% Ξυλόκαστρο x Yecora 4-19,86% -17,51% -26,16% Ξυλόκαστρο x Yecora 7 21,77% 25,35% 12,19% Ξυλόκαστρο x Yecora 11 17,57% 21,03% 8,33% Ξυλόκαστρο x Yecora 15 12,02% 15,30% 3,20% *σημαντικό για p=5% Από τα τρία κριτήρια η υπεροχή ως προς τον καλύτερο γονέα και ως προς το μέσο όρο των δύο γονέων μπόρεσε να αξιολογήσει τις οικογένειες εντός της κάθε διασταύρωσης ενώ ο διαχωρισμός των υλικών επιτεύχθηκε με τη σύγκριση των F4 σε σχέση με το δίκτυο των μαρτύρων. Συγκεκριμένα η F4 132

141 με κωδικό 7 της διασταύρωσης Ξυλόκαστρο x Yecora ξεπέρασε τον καλύτερο γονέα κατά 22% και αντίστοιχα η F4 με κωδικό 2 της διασταύρωσης Ασπρόσταρο x Yecora απέδωσε 26% περισσότερο από τον καλύτερο γονέα (Πιν. 4.49) δείχνοντας και για τα δύο υλικά παρόμοια συμπεριφορά. Συγκρινόμενα όμως σε σχέση με το δίκτυο των μαρτύρων η F4 Ξυλόκαστρο x Yecora (κωδ.7) απέδωσε 12% περισσότερο ενώ η F4 Ασπρόσταρο x Yecora (κωδ. 2) απέδωσε 77% περισσότερο δείχνοντας σημαντική υπεροχή (Πιν. 4.49). Ωστόσο στη συγκεκριμένη ομάδα διασταυρώσεων θα πρέπει να ληφθεί υπόψιν και το σύνολο των μαρτύρων που αποτελούνται από τρεις παραδοσιακές ποικιλίες και μία εμπορική. Συνεπώς από μόνος του ο μέσος όρος των μαρτύρων εκφράζει ως επί το πλείστον τη μέση συμπεριφορά παραδοσιακών ποικιλιών και όχι σύγχρονων εμπορικών ποικιλιών. Η ανάλυση της παραλλακτικότητας του κυψελωτού σχεδίου ως πλήρως τυχαιοποιημένο έδωσε σημαντικό μέσο τετράγωνο μεταξύ των γενοτύπων με το συντελεστή παραλλακτικότητας να κυμαίνεται σε υψηλό ποσοστό (66,17% Πιν. 4.50). Ωστόσο η συνολική φαινοτυπική παραλλακτικότητα εξηγούνταν στο μεγαλύτερο ποσοστό της από την παραλλακτικότητα μεταξύ των γενοτύπων δείχνοντας ότι η έκφραση του γενοτύπου ήταν υψηλή. Ωστόσο το υψηλό CV υποδεικνύει μεγάλη διασπορά των παρατηρήσεων γύρω από το μέσο όρο γεγονός που αποδίδεται και σε γενετική παραλλακτικότητα αλλά και σε επίδραση του περιβάλλοντος. Για το σκοπό αυτό τα δεδομένα αναλύθηκαν ως σχέδιο με ομάδες συγκεντρωτικά ανά διασταύρωση και προέκυψε σημαντική μείωση στο CV κατά 50% δείχνοντας ότι λαμβάνοντας τις επαναλήψεις υπόψιν αυξάνεται και η πειραματική ακρίβεια (Πιν. 4.50). Μάλιστα το μέσο τετράγωνο των επαναλήψεων παρέμεινε σημαντικό με τη γενετική παραλλακτικότητα να εξηγεί σε μεγαλύτερο ποσοστό τη φαινοτυπική παραλλακτικότητα. Συνεπώς αναλύοντας το κυψελωτό ως σχέδιο με ομάδες λαμβάνοντας σαν επέμβαση κάθε γενότυπο ξεχωριστά προέκυψαν ισχυρά σημαντικές διαφορές μεταξύ των γενοτύπων και σημαντικές διαφορές μεταξύ των επαναλήψεων τονίζοντας την επίδραση της ετερογένειας του εδάφους (Πιν. 4.50). Το CV μειώθηκε κατά 26% σε σχέση με την CR ανάλυση ενώ αυξήθηκε περαιτέρω η έκφραση του γενοτύπου αντιστοιχώντας στο 75% της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας (Πιν. 4.50). 133

142 Πίνακας Ανάλυση παραλλακτικότητας για την απόδοση του κυψελωτού σχεδίου ως πλήρως τυχαιοποιημένο σχέδιο CR και ως σχέδιο με ομάδες συγκεντρωτικά ανά διασταύρωση RCBD (a) και αναλυτικά ανά F4 RCBD (b) για την απόδοση. CR β.ε. MS RCBD (a) β.ε. MS RCBD (b) β.ε. MS Μεταξύ ,75* Μεταξύ 6 210,58* Μεταξύ ,64** Εντός ,21 Επαναλήψεις 3 101,74 Επαναλήψεις 3 310,47* 2 σ b 71,26% Σφάλμα 18 60,52 Σφάλμα 45 81,62 2 σ w 28,74% 2 σ g 71,26% 2 σ g 75,24% 2 σ e 28,74% 2 σ e 24,76% C.V. 66,17% CV 33,62% CV 40,19% *σημαντικό για p=5%, **σημαντικό για p=1% Η αξιολόγηση των F4 με τη δεύτερη ομάδα κριτηρίων μπόρεσε να διαχωρίσει τους γένοτυπους τόσο μεταξύ των διασταυρώσεων όσο και τις οικογένειες μέσα στις διασταυρώσεις. Ο διαχωρισμός των μέσων όρων ανέδειξε ως καλύτερη διασταύρωση τη Ασπρόσταρο x Yecora από την οποία δύο οικογένειες (κωδ. 10 και 2) ξεπέρασαν σημαντικά όλους τους μάρτυρες πλην της ποικιλίας Ασπρόσταρο. Μάλιστα οι συγκεκριμένες F4 οικογένειες είχαν υψηλό συντελεστή αποδοτικότητας σε σχέσει με τους υπόλοιπους γενότυπους ενώ το παραγωγικό τους δυναμικό ήταν σχεδόν διπλάσιο από τον καλύτερο μάρτυρα (Πιν. 4.51). Ο συντελεστής αποδοτικότητας διαχώρισε τους γενότυπους σε δύο κατηγορίες αυτούς με CLY>1 και αυτούς με CLY<1. Στην πρώτη κατηγορία συμπεριλήφθηκαν όλες οι οικογένειες της διασταύρωσης Ασρπόσταρο x Yecora, η ποικιλία Ασπρόσταρο και οριακά δύο οικογένειες της διασταύρωσης Ξυλόκαστρο x Yecora (Πιν. 4.51). Οι υπόλοιπες F4 μαζί με τους μάρτυρες κατατάχθηκαν ως χαμηλής αποδοτικότητας υλικά υστερώντας ουσιαστικά από το γενικό μέσο όρο. Ο συντελεστής ομοιόστασης αν και διαφοροποιήθηκε σε σχέση με την απόδοση των γενοτύπων ουσιαστικά εκτίμησε ένα κομμάτι της συμπεριφοράς των γενοτύπων των οποίων η έκφραση επηρεάστικε σε σημαντικό βαθμό από το περιβάλλον σε μια χρονιά χαμηλής παραγωγικότητας, με αποτέλεσμα να μην επηρεάσει την τελική κατάταξη (Πιν. 4.51). 134

143 Πίνακας Κατάταξη των F4 πληθυσμών και των γονέων τους ως προς την απόδοση βάσει του μέσου όρου (γρ/φυτό Μ.Ο.), του συντελεστή αποδοτικότητας (Coefficient of Line Record C.L.R.), του συντελεστή ομοιόστασης (Coefficient of Homeostasis C.H.), του παραγωγικού δυναμικού (Line Crop Yield Potential L.C.Y.P.) και η % έκφρασή τους. Επέμβαση Κωδ. Μ.Ο. Μ.Ο.% CLR CLR% CH CH% LCYP LCYP% Ασπρόσταρο x Yecora 10 42,39a* 100 3, ,29 42,70 10, Ασπρόσταρο x Yecora 2 39,15ab 92,37 2,72 85,32 3,78 49,11 10,30 98,12 Ασπρόσταρο 5 31,15abc 73,48 1,72 54,00 3,45 44,76 5,94 56,60 Ασπρόσταρο x Yecora 8 29,10abcd 68,65 1,50 47,12 1,66 21,60 2,50 23,84 Ασπρόσταρο x Yecora 14 27,48bcd 64,84 1,34 42,05 2,93 38,02 3,93 37,43 Ξυλόκαστρο x Yecora 7 24,81bcde 58,53 1,09 34,26 1,51 19,60 1,65 15,72 Ξυλόκαστρο x Yecora 11 23,95cdef 56,51 1,02 31,94 1,31 17,00 1,33 12,71 Ξυλόκαστρο x Yecora 15 22,82cde 53,84 0,92 28,99 2,08 27,03 1,93 18,35 Αιτωλοακαρνανία x Yecora 6 20,69cdef 48,81 0,76 23,82 2,47 32,04 1,88 17,87 Ξυλόκαστρο 13 20,37cdef 48,06 0,74 23,10 5,48 71,13 4,04 38,48 Yecora 1 19,21cdef 45,32 0,66 20,54 1,63 21,16 1,07 10,18 Αιτωλοακαρνανία x Yecora 12 18,78cdef 44,30 0,63 19,63 1,40 18,17 0,88 8,35 Αιτωλοακαρνανία 9 17,72def 41,80 0,56 17,47 3,56 46,19 1,98 18,90 Ξυλόκαστρο*Yecora 4 16,32def 38,52 0,47 14,84 3,00 38,97 1,42 13,54 Αιτωλοακαρνανία x Yecora 16 12,99ef 30,65 0,30 9,39 6,86 88,99 2,05 19,58 Αιτωλοακαρνανία x Yecora 3 10,04f 23,70 0,18 5,62 7, ,38 13,15 *Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% 135

144 Τέλος οι συσχετίσεις των κριτηρίων αξιολόγησης μεταξύ τους για την F4 γενεά έδειξαν ισχυρά σημαντική συσχέτιση του συντελεστή αποδοτικότητας με τα κριτήρια της ετέρωσης και σημαντική συσχέτιση του ολικού παραγωγικού δυναμικού με την ετέρωση (Μ.Ο.x, Πιν. 4.52). Αντίθετα ο συντελεστής ομοιόστασης συσχετίστηκε αρνητικά με τις ετερωτικές δράσεις (Πιν. 4.52) δείχνοντας ότι το περιβάλλον έπαιξε σημαντικό ρόλο στην έκφραση των γενοτύπων. Από τα κριτήρια της ετέρωσης (Μ.Ο.y) μεγαλύτερη συσχέτιση σε σχέση με τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού έδειξε η τυπική ετέρωση χωρίς ωστόσο να είναι συνολικά σημαντική (Πιν. 4.52). Ωστόσο η τυπική ετέρωση συσχετίστηκε ισχυρώς σημαντικά τόσο με την αποδοτικόττα όσο και με το ολικό παραγωγικό δυναμικό δείχνοντας μία σύνδεση αυτών των κριτηρίων (Πιν 4.52). Η σταθερότητα της συμπεριφοράς φαίνεται να έπαιξε σημαντικό ρόλο στην F3 γενεά καθώς η αρνητική συσχέτισή της με την αποδοτικότητα των γενοτύπων αποτελεί ένδειξη ειδικής προσαρμοστικότητας ορισμένων γενοτύπων στις συνθήκες της συγκεκριμένης καλλιεργητικής περιόδου που χαρακτηρίστηκε από χαμηλές αποδόσεις. Πίνακας Συντελεστές συσχέτισης r των κριτηρίων παραγωγικότητας και σταθερότητας με τα κριτήρια της ετέρωσης στην F4 γενεά. Παράμετρος BP MP 4P Μ.Ο.x CLR 74,29% 91,22% 98,10% 87,87% CH -66,80% -54,91% -39,78% -53,83% LCYP 55,12% 75,23% 85,88% 72,07% Μ.Ο.y 20,87% 37,18% 48,07% r>63,2% σημαντικό για p=5%, r>76,5% σημαντικό για p=1% Συγκεντρωτικά στην F4 γενεά ως καλύτερη αναδείχθηκε η διασταύρωση Ασπρόσταρο x Yecora η οποία είχε δύο οικογένειες (κωδ. 2 και 10) με σημαντική σχετική και τυπική ετέρωση ενώ είχαν και υψηλό παραγωγικό δυναμικό. Ωστόσο αν και ξεπέρασαν τις άλλες δύο διασταυρώσεις ήταν ισοδύναμες με την αποδοτικότερη ποικιλία σε μία χρονιά όπου το περιβάλλον επηρέασε τη συμπεριφορά των γενοτύπων. Οι F4 που προήλθαν από τις άλλες δύο διασταυρώσεις ήταν χαμηλής απόδοσης υστερώντας σε ορισμένες περιπτώσεις συγκρινόμενες με τους μάρτυρες. Για την επόμενη γενεά επιλέχθηκαν τα έξι καλύτερα φυτά από τη διασταύρωση 136

145 Ασπρόσταρο x Yecora ενώ επιλέχθηκαν τα τρία καλύτερα φυτά από τις άλλες δύο διασταυρώσεις για την αξιολόγηση στην F5 γενεά. Β) F5 γενεά: Η αξιολόγηση της F5 γενεάς με τα κριτήρια της ετέρωσης συγκεντρωτικά έδειξε σημαντική υπεροχή της διασταύρωσης Ασπρόσταρο x Yecora ως προς το δίκτυο των μαρτύρων ενώ υστερούσε ως προς τον καλύτερο γονέα που ήταν η ποικιλία Ασπρόσταρο (Πιν. 4.53). Από τις υπόλοιπες διασταυρώσεις η Αιτωλοακαρνανία x Yecora ξεπέρασε σημαντικά το μέσο όρο των δύο γονέων ενώ έδειξε υπεροχή και στα δύο άλλα κριτήρια ενώ η Ξυλόκαστρο x Yecora ήταν η χειρότερη εκ των τριών διασταυρώσεων. Χαρακτηριστικό είναι ότι η F5 Ασπρόσταρο x Yecora αν και ξεπέρασε σημαντικά το μέσο όρο των μαρτύρων υστερούσε σε σχέση με τον καλύτερο γονέα ενώ αντίθετα η F5 Αιτωλοακαρνανία x Yecora είχε θετικό πρόσημο και για τα δύο κριτήρια (Πιν. 4.53). Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι οι δύο διασταυρώσεις δεν είχαν την ίδια ποικιλία ως κοινό γονέα, τονίζοντας πως η ετεροβελτίωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση διαφόρων γενοτύπων υπό όρους. Πίνακας Αξιολόγηση της απόδοσης των F5 σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P), συγκεντρωτικά. Επέμβαση BP% MP% 4P % Ασπρόσταρο x Yecora -10,18% 2,19% 26,08%* Αιτωλοακαρνανία x Yecora 6,76% 27,01%* 13,59% Ξυλόκαστρο x Yecora -9,37% 3,04% -3,58% *σημαντικό για p=5% Αναλυτικότερα η αξιολόγηση της F5 γενεάς των τριών διασταυρώσεων με τα κριτήρια της ετέρωσης ανά κωδικό στο κυψελωτό σχέδιο, μπόρεσε να διαχωρίσει σε μεγαλύτερο βαθμό τα υλικά. Έτσι από τη διασταύρωση Ασπρόσταρο x Yecora τέσσερις οικογένειες (2, 4, 10 και 12) ξεπέρασαν σημαντικά το μέσο όρο των μαρτύρων αλλά οι τρεις από αυτές υστερούσαν ως προς τον καλύτερο γονέα (Πιν. 4.54). Αυτή η παρατήρηση οφείλεται στη μεγάλη διαφορά των αποδόσεων των μαρτύρων όπου οι ποικιλίες Αιτωλοακαρνανία και Ξυλόκαστρο (Πιν. 4.56) έδωσαν πολύ χαμηλή 137

146 απόδοση. Οπότε από τις παραπάνω οικογένειες της διασταύρωσης Ασπρόσταρο x Yecora μόνο αυτή με τον κωδικό 2 θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως η πιο ελπιδοφόρα καθώς υπερείχε και του καλύτερου γονέα και του μέσου όρου των δύο γονέων (Πιν. 4.54). Από τις άλλες δύο διασταυρώσεις μόνο μία οικογένεια της Αιτωλοακαρνανία x Yecora (κωδ. 3) ξεπέρασε σημαντικά το μέσο όρο των δύο γονέων από τους οποίους προήλθε και έδωσε θετική ετεροβελτίωση και τυπική ετέρωση (Πιν 4.54). Από τις υπόλοιπες επεμβάσεις παρατηρήθηκε μη σημαντική υπεροχή ή υστέρηση για τα τρία κριτήρια χωρίς όμως να βοηθά σε αναλυτικότερο διαχωρισμό των γενοτύπων. Συνολικά καμία οικογένεια από καμία διασταύρωση δεν ξεπέρασε σημαντικά την απόδοση του καλύτερου γονέα μειώνοντας την πιθανότητα για κάποιο από τα υλικά να χαρακτηριστεί ως ελπιδοφόρο. Πίνακας Αξιολόγηση της απόδοσης των F5 σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP), το μέσο όρο των δύο γονέων (MP) και το μέσο όρο όλων των μαρτύρων (4P), ανά κωδικό. Επέμβαση Κωδικός BP% MP% 4P% Ασπρόσταρο x Yecora 2 7,48% 22,28% 50,88%* Ασπρόσταρο x Yecora 4-2,92% 10,44% 36,27%* Ασπρόσταρο x Yecora 8-22,86% -12,24% 8,29% Ασπρόσταρο x Yecora 10-11,89% 0,24% 23,68%* Ασπρόσταρο x Yecora 12-8,49% 4,12% 28,46%* Ασπρόσταρο x Yecora 14-22,42% -11,73% 8,91% Αιτωλοακαρνανία x Yecora 3 14,45% 36,16%* 21,77% Αιτωλοακαρνανία x Yecora 6-2,18% 16,37% 4,07% Αιτωλοακαρνανία x Yecora 16 8,02% 28,51% 14,93% Ξυλόκαστρο x Yecora 7 4,72% 19,06% 11,41% Ξυλόκαστρο x Yecora 11-17,96% -6,72% -12,71% Ξυλόκαστρο x Yecora 15-14,87% -3,21% -9,43% *σημαντικό για p=5% Η ανάλυση της παραλλακτικότητας για το κυψελωτό σχέδιο ως πλήρως τυχαιοποιημένο έδειξε ισχυρά σημαντικές διαφορές μεταξύ των γενοτύπων ενώ ο συντελεστής παραλλακτικότητας κυμάνθηκε στο 39% (Πιν. 4.55). Η συνολική φαινοτυπική παραλλακτικότητα εξηγούνταν σε μεγαλύτερο ποσοστό 138

147 από τις διαφορές μεταξύ των γενοτύπων (σ 2 b =70,05%) και σε μικρότερο βαθμό από τις διαφορές εντός των γενοτύπων (σ 2 w =29,95%) δείχνοντας υψηλή έκφραση του γενοτύπου. εδομένου ότι στην F5 γενεά οι γενότυποι είναι ομόζυγοι κατά 93,75% η παραλλακτικότητα εντός των γενοτύπων οφείλεται κυρίως σε πειραματικό σφάλμα με ένα μόνο μικρό κομμάτι της να οφείλεται σε διαφορές εντός της κάθε οικογένειας. Ωστόσο αναλύοντας το κυψελωτό ως σχέδιο με ομάδες συνολικά ανά διασταύρωση (λαμβάνοντας υπόψη τις επαναλήψεις) ο συντελεστής παραλλακτικότητας μειώθηκε κατά 16% (CV=22,78%) αυξάνοντας την πειραματική ακρίβεια (Πιν. 4.55). Το μέσο τετράγωνο των γενοτύπων ήταν σημαντικό τονίζοντας τις διαφορές μεταξύ τους όχι όμως και των επαναλήψεων δείχνοντας πως η ετερογένεια του εδάφους δεν επηρέασε την ανάλυση. Όμως λαμβάνοντας υπόψιν τις επαναλήψεις η παραλλακτικότητα των γενοτύπων μειώθηκε ελαφρώς (σ 2 g =65,13%) εξηγώντας ωστόσο το μεγαλύτερο μέρος της συνολικής φαινοτυπικής παραλλακτικότητας, δηλαδή ικανοποιητική έκφραση του γενοτύπου. Πίνακας Ανάλυση παραλλακτικότητας ως προς την απόδοση του κυψελωτού σχεδίου ως πλήρως τυχαιοποιημένο σχέδιο CR και ως σχέδιο με ομάδες RCBD. CR β.ε. MS RCBD β.ε. MS Μεταξύ ,006** Μεταξύ 6 447,30* Εντός ,49 Επαναλήψεις 2 143,66 2 σ b 70,05% Σφάλμα ,97 2 σ w 29,95% 2 σ g 65,13% 2 σ e 34,87% C.V. 38,68% CV 22,78% *σημαντικό για p=5%, **σημαντικό για p=1% Η ανάλυση των F5 με τα κριτήρια παραγωγικότητας και σταθερότητας βοήθησε στο διαχωρισμό τόσο των διασταυρώσεων όσο και των οικογενειών εντός αυτών. Ο διαχωρισμός των μέσων όρων ανέδειξε ως καλύτερη διασταύρωση τη Ασπρόσταρο x Yecora με τέσσερις από τις 6 οικογένειές της να βρίσκονται στις πρώτες θέσεις (Πιν. 4.56), χωρις να διαφέρουν σημαντικά από την καλύτερη ποικιλία. Η F5 με κωδικό 2 της διασταύρωσης 139

148 Ασπρόσταρο x Yecora έδωσε τη μεγαλύτερη μέση απόδοση και ξεπέρασε σημαντικά τους υπόλοιπους μάρτυρες και όλες τις F5 των άλλων δύο διασταυρώσεων με εξαίρεση μία F5 της Αιτωλοακαρνανία x Yecora (κωδ. 3 Πιν. 4.56). Βάσει του συντελεστή αποδοτικότητας (CLR) οι τέσσερις F5 της διασταύρωσης Ασπρόσταρο x Yecora (κωδ. 2, 4, 10 και 12) και δύο F5 της διασταύρωσης Αιτωλοακαρνανία x Yecora (κωδ. 3 και 16) μαζί με την ποικιλία Ασπρόσταρο απέδωσαν περισσότερο από το γενικό μέσο όρο (CLR>1). Ωστόσο ο συντελεστής ομοιόστασης ήταν η παράμετρος που διαφοροποίησε σε μεγάλο βαθμό τα υλικά με την καλύτερη F5 ( Ασπρόσταρο x Yecora κωδ. 2) να δείχνει πολύ μεγαλύτερη σταθερότητα σε σχέση με τους υπόλοιπους γενότυπους και σχεδόν τριπλάσια σε σχέση με τη δεύτερη πιο σταθερή F5. Έτσι το συνολικό παραγωγικό δυναμικό της συγκεκριμένης F5 ήταν κατά πολύ μεγαλύτερο από τον καλύτερο μάρτυρα την ποικιλία Ασπρόσταρο (LCYP: Ασπρόσταρο x Yecora = 67,83 Ασρπόσταρο = 14,04 Πιν. 4.56). Αν και για τις δύο γενεές η διασταύρωση Ασπρόσταρο x Yecora είχε οικογένειες που έδωσαν αρκετά μεγάλο παραγωγικό δυναμικό σε σχέση με τον καλύτερο μάρτυρα συνδυάζοντας υψηλή παραγωγικότητα και σταθερότητα, ως προς τη μέση απόδοση ήταν ισοδύναμες με την ποικιλία Ασπρόσταρο (Πιν και 4.56). Αυτή η συμπεριφορά απουσία ανταγωνισμού πιθανόν δείχνει ότι το υλικό υπερέχει τόσο σε σταθερότητα (πενταπλάσιο CH) όσο και στο συνολικό παραγωγικό δυναμικό (εξαπλάσιο LCYP). Ενδεχόμενα σε περίπτωση αυστηρής επιλογής από τις πρώτες γενεές τα αποτελέσματά του ήταν σημαντικά πιο διακριτά και όσον αφορά τη μέση απόδοση. 140

149 Πίνακας Κατάταξη ως προς την απόδοση των F5 και των γονέων τους βάσει του μέσου όρου (γρ/φυτό Μ.Ο.), του συντελεστή αποδοτικότητας (Coefficient of Line Record C.L.R.), του συντελεστή ομοιόστασης (Coefficient of Homeostasis C.H.), του παραγωγικού δυναμικού (Line Crop Yield Potential L.C.Y.P.) και η % έκφρασή τους. Επέμβαση Κωδ. Μ.Ο. Μ.Ο.% CLR CLR% CH CH% LCYP LCYP% Ασπρόσταρο x Yecora 2 78,77a 100,00 1,80 100,00 37,60 100,00 67,83 100,00 Ασπρόσταρο 5 73,29ab 93,04 1,56 86,56 6,10 16,21 9,52 14,04 Ασπρόσταρο x Yecora 4 71,14abc 90,32 1,47 81,57 9,23 24,56 13,59 20,03 Ασπρόσταρο x Yecora 12 67,07abc 85,14 1,31 72,49 10,57 28,11 13,82 20,38 Ασπρόσταρο x Yecora 10 64,57abc 81,98 1,21 67,20 4,77 12,68 5,78 8,52 Αιτωλοακαρνανία x Yecora 3 63,57abcd 80,71 1,18 65,13 3,68 9,78 4,32 6,37 Αιτωλοακαρνανία x Yecora 16 60,00bcde 76,17 1,05 58,02 5,65 15,02 5,91 8,72 Ξυλόκαστρο x Yecora 7 58,17bcdef 73,84 0,98 54,53 8,23 21,88 8,09 11,93 Ασπρόσταρο x Yecora 14 56,86bcdef 72,18 0,94 52,10 9,73 25,89 9,15 13,49 Ασπρόσταρο x Yecora 8 56,53cdef 71,77 0,93 51,51 6,52 17,33 6,05 8,93 Yecora 1 55,55bcdefg 70,52 0,90 49,73 10,17 27,04 9,12 13,45 Αιτωλοακαρνανία x Yecora 6 54,33cdefg 68,98 0,86 47,58 4,12 10,95 3,53 5,21 Ξυλόκαστρο x Yecora 15 47,29defg 60,03 0,65 36,04 6,30 16,76 4,10 6,04 Ξυλόκαστρο x Yecora 11 45,57efg 57,85 0,60 33,47 12,32 32,77 7,44 10,97 Ξυλόκαστρο 13 42,17fg 53,53 0,52 28,66 5,03 13,37 2,60 3,83 Αιτωλοακαρνανία 9 37,83g 48,03 0,42 23,07 5,20 13,83 2,16 3,19 *Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% 141

150 Τέλος η συσχέτιση των κριτηρίων της ετέρωσης με αυτά της παραγωγικότητας και σταθερότητας έδειξαν συνολικά σημαντική συσχέτιση του συντελεστή αποδοτικότητας (CLR) με την ετέρωση (Μ.Ο.x) και της τυπικής ετέρωσης με τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού πλην του συντελεστή ομοιόστασης (Μ.Ο.y Πιν. 4.57). Συγκεκριμένα από τις δύο ομάδες κριτηρίων μόνο η τυπική ετέρωση συσχετίζονταν σημαντικά με τα συστατικά του παραγωγικού δυναμικού ενώ για τα υπόλοιπα κριτήρια υπήρχαν θετικές μεν συσχετίσεις αλλά μη σημαντικές (Πιν. 4.57). Η χαμηλότερη συσχέτιση βρέθηκε μεταξύ της σταθερότητας (CH) και των ετερωτικών δράσεων χωρίς ωστόσο να κυμαίνεται σε αρνητικές τιμές όπως παρατηρήθηκε στην F4 γενεά (Πιν. 4.52) υποδηλώνοντας μικρότερη αλληλεπίδραση του γενοτύπου με το περιβάλλον. Πίνακας Συντελεστές συσχέτισης r των κριτηρίων παραγωγικότητας και σταθερότητας με τα κριτήρια της ετέρωσης στην F5 γενεά. Παράμετρος BP MP 4P Μ.Ο.x CLR 50,23% 43,87% 99,63% 64,58% CH 18,62% 11,08% 55,77% 28,49% LCYP 30,16% 22,86% 68,77% 40,60% Μ.Ο.y 33,00% 25,94% 74,72% r>63,2% σημαντικό για p=5%, r>76,5% σημαντικό για p=1% Συγκεντρωτικά η αξιολόγηση της F5 γενεάς διέκρινε σαφώς τις διασταυρώσεις μεταξύ τους κατατάσσοντας την Ασπρόσταρο x Yecora ως την καλύτερη από τις τρεις. Αν και από τη συγκεκριμένη διασταύρωση υπήρχε μία F5 οικογένεια με πολύ υψηλό παραγωγικό δυναμικό η οποία μάλιστα διέφερε σημαντικά σχεδόν από όλες τις υπόλοιπες F5 οικογένειες των άλλων δύο διασταυρώσεων (εξαιρουμένης της F5 κωδ. 3 της διασταύρωσης Αιτωλοακαρνανία x Yecora ), ωστόσο δεν μπόρεσε να ξεπεράσει σημαντικά τον αποδοτικότερο μάρτυρα που ήταν η ποικιλία Ασπρόσταρο. εδομένου ότι στην F5 η γενετική παραλλακτικότητα μειώνεται λόγω του υψηλού βαθμού ομοζυγωτίας, η επιλογή ελπιδοφόρου υλικού και σε επίπεδο ατομικού φυτού γίνεται δυσκολότερη. Ωστόσο για την επόμενη γενεά επιλέχθηκαν τα τρία καλύτερα φυτά από τις τρεις καλύτερες οικογένειες της διασταύρωσης 142

151 Ασπρόσταρο x Yecora (κωδ. 2, 4, και 12 Πιν. 4.56) για να αξιολογηθούν μαζί με τους γονείς από τους οποίους προήλθαν σε πυκνή φύτευση Αξιολόγηση της F6 γενεάς σε πυκνή σπορά. Για την αξιολόγηση της F6 γενεάς οι οικογένειες σχηματίστηκαν από τα καλύτερα τρία φυτά των τριών καλύτερων F5 από τη διασταύρωση Ασπρόσταρο x Yecora όπως φαίνεται και στο Σχήμα 11 (Κεφ. 3). Η αξιολόγηση με τα κριτήρια της ετέρωσης έδειξε ότι οι F6 οικογένειες που προήλθαν από την καλύτερη F5 (κωδ. 2 Σχ. 11) είχαν θετική σχετική ετέρωση και συνολικά οι έξι από τις εννιά F6 οικογένειες ξεπέρασαν το μέσο όρο των δύο γονέων (Πιν. 4.58). Ωστόσο μόνο δύο F6 οικογένειες ξεπέρασαν τον καλύτερο γονέα χωρίς ωστόσο να εμφανίζουν σημαντική υπεροχή ενώ όλες οι υπόλοιπες F6 υστερούσαν σε σχέση με τον καλύτερο γονέα και μία εξ αυτών (κωδ. 5) σημαντικά. Πίνακας Αξιολόγηση της απόδοσης των F6 σε πυκνή σπορά σε σχέση με τον καλύτερο γονέα (BP) και το μέσο όρο των δύο γονέων (MP). Επέμβαση ΚΩ. BP% MP% Ασπρόσταρο x Yecora 1 9,51% 34,33% Ασπρόσταρο x Yecora 2-6,20% 15,06% Ασπρόσταρο x Yecora 3-4,87% 16,69% Ασπρόσταρο x Yecora 4-24,34% -7,19% Ασπρόσταρο x Yecora 5-48,67%* -37,04% Ασπρόσταρο x Yecora 6-16,82% 2,04% Ασπρόσταρο x Yecora 7 3,98% 27,55% Ασπρόσταρο x Yecora 8-32,74% -17,50% Ασπρόσταρο x Yecora 9-3,10% 18,86% * σημαντικό για p=5% Η ανάλυση της παραλλακτικότητας έδειξε σημαντικές διαφορές μεταξύ των γενοτύπων με το συντελεστή παραλλακτικότητας να κυμαίνεται στο 25,3% με τη συνολική φαινοτυπική παραλλακτικότητα να εξηγείται κατά το μεγαλύτερο ποσοστό από τη γενετική παραλλακτικότητα (σ 2 g =55,85%) (Πιν. 4.59). Το μέσο τετράγωνο των επαναλήψεων βρέθηκε μη σημαντικό γεγονός που μεταφράστηκε ότι η ετερογένεια του εδάφους δεν επηρέασε τα αποτελέσματα. 143

152 Πίνακας Ανάλυση παραλλακτικότητας για την απόδοση της F6 γενεάς και των γονέων σε πυκνή σπορά. RCBD β.ε. MS Μεταξύ ,79* Επαναλήψεις 2 271,73 Σφάλμα ,36 2 σ g 55,85% 2 σ e 44,15% CV 25,30% * σημαντικό για p=5% Ο διαχωρισμός των μέσων όρων κατέταξε στην πρώτη θέση την F6 με κωδικό 1 και στη δεύτερη θέση την F6 με κωδικό 7 έχοντας ισοδύναμη απόδοση. Οι δύο αυτές οικογένειες προήλθαν από φυτά διαφορετικών F5 οικογενειών (Σχ. 11). Τρίτη κατατάχθηκε η ποικιλία Ασπρόσταρο η οποία ήταν ισοδύναμη με τις δύο πρώτες F6 οι οποίες ξεπέρασαν σημαντικά την ποικιλία Yecora. Πίνακας ιαχωρισμός των μέσων όρων για την απόδοση στην F6 γενεά Επέμβαση ΚΩ. Μ.Ο. Μ.Ο.% Ασπρόσταρο x Yecora 1 165,00 a* 100,00% Ασπρόσταρο x Yecora 7 156,67 ab 94,95% Ασπρόσταρο ,67 ab 91,31% Ασπρόσταρο x Yecora 9 146,00 abc 88,48% Ασπρόσταρο x Yecora 3 143,33 abc 86,87% Ασπρόσταρο x Yecora 2 141,33 abc 85,66% Ασπρόσταρο x Yecora 6 125,33 abcd 75,96% Ασπρόσταρο x Yecora 4 114,00 abcd 69,09% Ασπρόσταρο x Yecora 8 101,33 bcd 61,41% Yecora 11 95,00 cd 57,58% Ασπρόσταρο x Yecora 5 77,33 d 46,87% *Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα δεν διαφέρουν σημαντικά για p=5% Συγκεντρωτικά από την αξιολόγηση της F6 γενεάς σε πυκνή σπορά προέκυψε ότι τα υλικά της διασταύρωσης Ασπρόσταρο x Yecora ξεπέρασαν σημαντικά την εμπορική ποικιλία Yecora αλλά ήταν ισοδύναμα με την παραδοσιακή ποικιλία Ασπρόσταρο. εδομένου ότι η ποικιλία Ασπρόσταρο όσο και οι διασταυρώσεις της απέδωσαν σημαντικά περισσότερο σε σχέση με μια ευρέως καλλιεργούμενη ποικιλία στην Ελλάδα 144

153 όπως είναι η Yecora αποτελεί ένδειξη υποσχόμενου υλικού. Εξάλλου από το σύνολο των τριών διασταυρώσεων η Ασπρόσταρο x Γεκόρα είχε τη μεγαλύτερη γενετική παραλλακτικότητα (Σχ. 12) χωρίς να παρουσιάζει αισθητή πτώση από γενεά σε γενεά, γεγονός που αποτελεί ένδειξη υψηλής σταθερότητας. 100,00% 50,00% Γενετική παραλλακτικότητα 0,00% -50,00% -100,00% -150,00% F4 F5 F6 Ασπρόσταρο x Γεκόρα Αιτωλοακαρνανία x Γεκόρα Ξυλόκαστρο x Γεκόρα -200,00% -250,00% Γενεά Σχήμα 12. Η γενετική παραλλακτικότητα ανά γενεά και διασταύρωση 145

154 4.5. Συγκριτική ανάλυση διασταυρώσεων παραδοσιακών σύγχρονων ποικιλιών. Στην παρούσα παράγραφο θα γίνει προσπάθεια να αξιολογηθεί το δυναμικό των διασταυρώσεων στα κοινά έτη πειραματισμού των διασταυρώσεων που προήλθαν από υλικά του Ινστιτούτου Σιτηρών και τις διασταυρώσεις των παραδοσιακών ποικιλιών με την ποικιλία Yecora. Τα κοινά έτη πειραματισμού ήταν από το 3 ο έως το 5 ο οπότε οι υπό σύγκριση γενεές ήταν οι F3 F5 για τις διασταυρώσεις που προήλθαν από υλικά του Ινστιτούτου Σιτηρών και οι γενεές F4 F6 για τις διασταυρώσεις των παραδοσιακών ποικιλιών με την ποικιλία Yecora. Και για τις δύο ομάδες διασταυρώσεων η πρώτη και βασική παράμετρος σύγκρισης των πειραμάτων αποτέλεσε το CV βάσει της τιμής του οποίου οι όποιες συγκρίσεις θα μπορούσαν να κριθούν αντικειμενικές. Συνεπώς συγκρίνοντας τα CV των επιμέρους πειραμάτων φαίνεται ότι ανά έτος είναι παραπλήσια γεγονός που μπορεί να μεταφραστεί ως παρόμοια πειραματική ακρίβεια και κατ επέκταση συγκρίσιμα αποτελέσματα (Πιν. 4.61). Προκειμένου να αξιολογηθούν οι δύο ομάδες διασταυρώσεων επιλέχθηκε από την κάθε ομάδα η καλύτερη οικογένεια φυτών ανά γενεά. Έτσι από τις διασταυρώσεις των υλικών του Ι.Σ. στη συγκριτική ανάλυση συμμετέχει η καλύτερη οικογένεια της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος και από τις διασταυρώσεις των παραδοσιακών ποικιλιών με την ποικιλία Yecora συμμετέχει η καλύτερη οικογένεια της διασταύρωσης Ασπρόσταρο x Yecora. Κοινή παράμετρος για τις δύο ομάδες διασταυρώσεων αποτελεί η ποικιλία Yecora η οποία αξιολογήθηκε σε ίδια συστήματα σποράς ανά έτος. Συνεπώς οι συγκρίσεις των καλύτερων υλικών της κάθε χρονιάς και ομάδας διασταυρώσεων, αξιολογήθηκε σε σχέση με την απόδοση της ποικιλίας Yecora στο εκάστοτε πείραμα. Όμως πέραν του κοινού μάρτυρα και δεδομένου ότι οι συντελεστές παραλλακτικότητας ήταν παρόμοιοι η αξιολόγηση έγινε και βάσει της υπεροχής της κάθε οικογένειας ως προς τον καλύτερο γονέα του εκάστοτε πειράματος αλλά και ως προς την αποδοτικότερη ποικιλία το συγκεκριμένο έτος πειραματισμού. 146

155 Πίνακας Συγκριτική αξιολόγηση των επίλεκτων υλικών των δύο ομάδων διασταυρώσεων βάσει της απόδοσης της ποικιλίας Yecora, του καλύτερου γονέα ανά πείραμα (BP) και της καλύτερης ποικιλίας ανά έτος (BC). Παράμετρος/ Έτος 3 ο έτος 4 ο έτος 5 ο έτος F3 Ι.Σ. F4 Παρ. F4 Ι.Σ. F5 Παρ. F5 Ι.Σ. F6 Παρ. CV 44,22% 40,19% 24,31% 23,59% 24,02% 25,30% F test παραλ/των F=0,45 ns F θεωρ. =0,82 F=1,31 ns F θεωρ. =1,32 F=1,91 ns F θεωρ. =2,21 Απόδοση Yecora 21,28 19,21 66,23 55,55 139,33 95,00 Απόδοση BP 25,82 31,15 69,05 73, ,67 Απόδοση καλύτερης οικογένειας 30,6 42,39 82,68 78, Υπεροχή/Υστέρηση Ι.Σ.vs Παρ. -27,81%* 38,53%* 4,96% -4,73% 60,00%* -37,5%* % Υπεροχή Yecora 43,80%* 120,67%* 24,84%* 41,80%* 89,48%* 73,68%* % Υπεροχή BP 18,51%* 36,08% 19,74%* 7,48% 45,05%* 9,51% % Υπεροχή BC -1,77% 36,08% 12,81% 7,48% 45,05%* -9,34% *σημαντικό για p=5% 147

156 Από τη συγκριτική ανάλυση των δύο ομάδων διασταυρώσεων με την ποικιλία Yecora προέκυψε σημαντική υπεροχή της διασταύρωσης Ασπρόσταρο x Yecora και της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος σε όλα τα έτη πειραματισμού. Οι αποδόσεις της ποικιλίας Yecora στα πειράματα του 3 ου και 4 ου έτους ήταν παραπλήσιες όμως στο 5 ο έτος στην πυκνή σπορά η απόδοση της Yecora στο πείραμα των υλικών του Ι.Σ. ήταν πολύ μεγαλύτερη από την αντίστοιχη για το πείραμα των παραδοσιακών ποικιλιών (Πιν. 4.61). Η μέση απόδοση της Ασπρόσταρο x Yecora στο τρίτο έτος όπου παρουσίασε και τη μεγαλύτερη υπεροχή σε σχέση με τη Yecora ήταν κατά 38% σημαντικά μεγαλύτερη από αυτή της Ωρωπός x Αχελώος. Μάλιστα η συγκεκριμένη χρονιά χαρακτηρίστηκε από χαμηλή παραγωγικότητα σε σχέση με τις υπόλοιπες και η Ασπρόσταρο x Yecora υπερείχε της ποικιλίας Yecora κατά 120%. Ωστόσο το επόμενο έτος αν και η υπεροχή της ως προς τη Yecora ήταν μεγαλύτερη από την αντίστοιχη της Ωρωπός x Αχελώος η μέση απόδοσή της ήταν κατά 5% μικρότερη από το υλικό του Ι.Σ. (Πιν. 4.61). Την ίδια συμπεριφορά εμφάνισε και το 5 ο έτος όπου όμως η υπεροχή της Ασπρόστρο x Yecora ως προς την ποικιλία Yecora ήταν κατά 16 ποσοστιαίες μονάδες μικρότερη της υπεροχής της Ωρωπός x Αχελώος ενώ και η απόδοσή της ήταν κατά 60% σημαντικά χαμηλότερη από το υλικό του Ι.Σ. (Πιν. 4.61). Από την αξιολόγηση ως προς τον καλύτερο γονέα αλλά και την καλύτερη ποικιλία η διασταύρωση Ασπρόσταρο x Yecora δεν διέφερε σημαντικά σε αντίθεση με τη διασταύρωση Ωρωπός x Αχελώος που έδειξε σημαντική υπεροχή ως προς τον καλύτερο γονέα για όλα τα έτη πειραματισμού. Όμως πρέπει να σημειωθεί ότι ως προς την απόδοση του καλύτερου μάρτυρα ήταν ισοδύναμη για το τρίτο και τέταρο έτος αλλά στην πυκνή σπορά έδειξε σημαντική υπεροχή. Συγκεντρωτικά η αξιολόγηση των επίλεκτων υλικών των δύο ομάδων διασταυρώσεων έδειξε ότι η βελτίωση των υλικών της διασταύρωσης Ωρωπός x Αχελώος έδωσε σταθερά αποδοτικούς γενότυπους οι οποίοι απέδωσαν σημαντικά καλύτερα από τον καλύτερο γονέα σε όλα τα έτη πειραματισμού. Αντίθετα η υπεροχή των υλικών της διασταύρωσης Ασπρόσταρο x Yecora ως προς τον καλύτερο γονέα αν και θετική για τα τρία κοινά έτη πειραματισμού δεν ήταν σημαντική. Ωστόσο τα προϊόντα επιλογής και των δύο ομάδων διασταυρώσεων έδειξαν υπεροχή ως προς την 148

157 απόδοση της ποικιλίας Yecora για όλα τα έτη πειραματισμού. Σε σχέση όμως με την αποδοτικότερη ποικιλία οι παραδοσιακές ποικιλίες έδειξαν ότι δεν μπορούν να συναγωνιστούν τις σύγχρονες. Σημαντική όμως εξαίρεση αποτελεί το τρίτο έτος πειραματισμού για το οποίο από την ανάλυση των δεδομένων χαρακτηρίστηκε από χαμηλή παραγωγικότητα. Τη συγκεκριμένη χρονιά τα υλικά του Ι.Σ. αποδίδουν σημαντικά χειροτέρα από τα υλικά που προέρχονται από παραδοσιακές ποικιλίες. Τα παραπάνω αποτελούν ένδειξη προσαρμοστικής ικανότητας σε ακραία περιβάλλοντα (συνθήκες που οδηγούν σε χαμηλή παραγωγικότητα) για τις παραδοσιακές ποικιλίες και τα προϊόντα διασταύρωσής τους. Συνεπώς αν και από τη συγκριτική ανάλυση προκύπτει υπεροχή των υλικών του Ι.Σ. έναντι αυτών των παραδοσιακών ποικιλιών τα τελευταία πιθανόν να αποτελούν μία πλούσια πηγή γονιδίων για τη δημιουργία ειδικά προσαρμοσμένων γενοτύπων σε περιβάλλοντα εξαιρετικά χαμηλών εισροών. 149

158 4.6. Ανίχνευση επιγενετικών αλλαγών. Στην παρούσα εργασία ένας από τους σκοπούς ήταν και η διερεύνηση τυχόν επιγενετικών αλλαγών οι οποίες θα μπορούσαν να διαχωρίσουν τα υλικά. Όπως αναφέρθηκε και στην ανασκόπηση της βιβλιογραφίας ένας μία από τις επιγενετικές αλλαγές αφορά και η μεθυλίωση του DNA. Αν και η πλειοψηφία των μεθυλιωμένων περιοχών απαρτίζεται από επαναλαμβανόμενο DNA που σχετίζεται με ετεροχρωματικές περιοχές (Tsaftaris et al., 2008), εντούτοις έχει παρατηρηθεί παραλλακτικότητα του επιπέδου μεθυλίωσης στα φυτά, που σχετίζεται με το μέρος του φυτού, το στάδιο ανάπτυξης και την παρουσία καταπόνησης (βιοτικής ή αβιοτικής) (Messeguer et al., 1991; Tsaftaris and Polidoros, 1993; Kovacevic et al., 2005). Ο υβριδισμός που χρησιμοποιήθηκε στη δημιουργία της F1 γενεάς αποτελεί ένα παράγοντα γενωμικής καταπόνησης λόγο της αλλοπολυπλοειδίας (Tsaftaris et al., 2008), όπου στον πυρήνα λαμβάνει χώρα η σύζευξη ομολόγων χρωμοσώμων αλλά υπάρχουν και οι ομοιόλογες ομάδες. Με βάση το παραπάνω σκεπτικό έγινε προσπάθεια να ανιχνευθούν τυχών αλλαγές στο προφίλ της μεθυλίωσης των γονέων και της F1 γενεάς προκειμένου να διερευνηθεί αν και σε ποιο βαθμό η εκδήλωση των ετερωτικών δράσεων αυξάνει μειώνει η δεν επηρεάζει το ποσοστό μεθυλίωσης. Έτσι κρίθηκε σκόπιμο να μελετηθούν η καλύτερη και η χειρότερη διασταύρωση όπως προέκυψε από την αξιολόγηση των πέντε ετών ήτοι οι Ωρωπός x Αχελώος και η Ορφέας x Ωρωπός μαζί με τους γονείς τους. Πέραν όμως της F1 γενεάς στον πειραματισμό συμμετείχε και η F4 γενεά των παραπάνω διασταυρώσεων όπως προέκυψε από το βελτιωτικό σχήμα. Ο σκοπός της μελέτης της F4 γενεάς ήταν να διερεύνηση του ποσοστού μεθυλίωσής σε σχέση με τους γονείς και την F1 γενεά. Έτσι θα μπορούσαν να εξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με το αν η αυτογονιμοποίηση και η επιλογή μετέβαλε το ποσοστό μεθυλίωσης στα βελτιωμένα υλικά και κατά πόσο η καλύτερη από τη χειρότερη διασταύρωση διαφέρουν μεταξύ τους. Προκειμένου να εκτιμηθεί η παραλλακτικότητα των καθολικών επιπέδων μεθυλίωσης του DNA στις δύο διασταυρώσεις για την F1 και F4 γενεά καθώς και στους τρεις γονείς από τους οποίους προήλθαν (συνολικά 7 γενότυποι), γενωμικό DNA υπέστη πέψη με το ένζυμο McrBC. Το ένζυμο αυτό είναι μια ενδονουκλεάση η οποία πέπτει το DNA που περιέχει 150

159 μεθυλιωμένη κυτοσίνη στη μία η και στις δύο αλυσίδες του. Το McrBC δεν δρα επί DNA το οποίο δεν είναι μεθυλιωμένο (Sutherland et al., 1992). Περιοχές που αναγνωρίζει το ένζυμο αποτελούνται από δύο ξεχωριστές θέσεις με τη μορφή (G/A) m C. Αυτές οι θέσεις μπορούν να απέχουν μεταξύ τους μέχρι και 3kb αλλά η άριστη απόσταση για τη δράση του ενζύμου είναι bp (Gowher et al., 2000). Ποσότητα από τα γενωμικά DNAs που είχαν υποστεί πέψη με McrBC καθώς και από τους επτά γενότυπους χωρίς να έχουν υποστεί πέψη χρησιμοποιήθηκαν ως εκμαγείο σε αντιδράσεις PCR με τη χρήση δύο εκκινητών ISSR, των UBC 811 και UBC 834. Αν το προφίλ των δεικτών μεταξύ των γενοτύπων είναι ίδιο στο γενωμικό DNA πριν και μετά την πέψη με το περιοριστικό ένζυμο McrBC, τότε αυτό σημαίνει ότι η όποια παραλλακτικότητα στα προφίλ των γενοτύπων δεν συνδέεται με την επιγενετική μεθυλίωση του DNA. Αντίθετα η ύπαρξη επιπρόσθετων ζωνώνδεικτών προφίλ McrBC ISSR των επτά γενοτύπων σε σχέση με τα αντίστοιχα προφίλ ISSR των DNA που δεν έχουν υποστεί πέψη, θα σήμαινε την περίσσεια μεθυλιωμένων περιοχών στο γένωμα των υπό μελέτη γενοτύπων. Επίσης αν βρεθεί ότι το προφίλ ISSR των F1 παραλλάσει σε σχέση με το προφίλ των F4 μετά την πέψη με το McrBC αυτό θα σημαίνει ότι η αυτογονιμοποίηση και η βελτίωση αλλάζουν το επιγενετικό προφίλ. Συγκρινόμενο δε και με το προφίλ των γονέων μετά την πέψη με το McrBC, τυχόν διαφορές θα σημαίνουν πως τα βελτιωμένα υλικά έχουν ένα δικό τους επιγενετικό προφίλ, που πιθανόν να συνδέεται με τις όποιες φαινοτυπικές διαφορές έχουν τόσο με την F1 όσο και με τους γονείς τους. Τέλος τυχόν διαφορές στο προφίλ μεθυλίωσης μεταξύ των δύο διασταυρώσεων θα μπορούσε να ερμηνεύσει αν και κατά πόσο ένας (στατιστικά σημαντικά) αποδοτικότερος γενότυπος έχει μεγαλύτερο, μικρότερο ή το ίδιο ποσοστό μεθυλίωσης σε σχέση με έναν γενότυπο χαμηλότερης απόδοσης. Τα προϊόντα PCR που προέκυψαν από την εφαρμογή των εκκινητών ISSR στα γενωμικά DNAs με ή χωρίς πέψη με το McrBC, αναλύθηκαν σε πηκτές αγαρόζης 2% (Σχ. 13). 151

160 F1a, F4a Ωρωπός x Αχελώος F1b, F4b Ορφέας x Ωρωπός a1, b1, c1 Εκκίνητης UBC 811 a2, b2, c2 Εκκινητής UBC 834 Cva Αχελώος Cvb Ωρωπός Cvc Ορφέας Pl Control plasmid Σχήμα 13. Πηκτές αγαρόζης 2% όπου έχουν αναλυθεί τα προϊόντα PCR που προέκυψαν από την εφαρμογή δύο εκκινητών ISSR σε γενωμικά DNA που δεν έχουν υποστεί πέψη με το περιοριστικό ένζυμο McrBC (-) και σε γενωμικά DNA που έχουν υποστεί πέψη με το περιοριστικό ένζυμο McrBC (+). Με τα βέλη επισημαίνεται η μοναδική επέμβαση που εμφανίστηκαν συγκρίσιμες ζώνες. 152