1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Institutional Repository - Library & Information Centre - University of Thessaly 08/07/ :44:14 EEST

Transcript

1 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το βαμβάκι είναι φυτό μεγάλης οικονομικής σημασίας και καλλιεργείται από τους προϊστορικούς χρόνους. Σήμερα καλλιεργείται σε πολλές χώρες όλων των ηπείρων, με σημαντικότερες χώρες παραγωγής την Ινδία, τις Η.Π.Α. και την Κίνα. Στην Ελλάδα το βαμβάκι αποτελεί σήμερα την πιο δυναμική καλλιέργεια ανάμεσα στα φυτά μεγάλης καλλιέργειας και το πρώτο από άποψη συναλλαγματικής αξίας αγροτικό προϊόν. Το βαμβάκι καλλιεργείται κυρίως για τις εμπορικές χρήσεις της ίνας του, αφού αποτελεί την πρώτη ύλη για ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικής δραστηριότητας, όπως τα εκκοκκιστήρια και την κλωστοϋφαντουργία. Επίσης ο βαμβακόσπορος αποτελεί σημαντική πηγή κελουλόζης, ενώ το έλαιο του χρησιμοποιείται στην παρασκευή καλλυντικών ειδών και γλυκερίνης. Τέλος, το βαμβακάλευρο χρησιμοποιείται για τη διατροφή των ζώων, αφού είναι εξαιρετική πηγή πρωτεΐνης (Γαλανοπούλου-Σενδουκά, 2002).. Ανήκει στο γένος Gossypium της Οικογένειας Malvacea. Από τα είδη που δημιούργησε η φύση, ο άνθρωπος εξημέρωσε και καλλιέργησε μόνο τέσσερα, που είναι και τα μόνα με νηματοποιήσιμη ίνα, δύο διπλοειδή με το γένωμα Α, τα: G. herbaceum L. και G. arboretum L. και δύο τετραπλοειδή με το γένωμα (AD)1 και (AD)2 αντίστοιχα, τα: G. hirsutum L. και G. barbadense L. Σήμερα η συντριπτική πλειονότητα των εκτάσεων βαμβακιού καλλιεργείται από το είδος G. hirsutum που υπερέχει ως προς την απόδοση σε σύσπορο, την πρωιμότητα και την προσαρμοστικότητα σε διάφορα περιβάλλοντα. Ένα μικρό ποσοστό της παγκόσμιας παραγωγής βαμβακιού καλύπτει το είδος G. barbadense, το οποίο χαρακτηρίζεται για τα υψηλά ποιοτικά γνωρίσματα, όπως μακριά και λεπτή ίνα. Από πολλές εργασίες στο εξωτερικό αλλά και στην Ελλάδα έχει διαπιστωθεί η ύπαρξη σημαντικής ετέρωσης σε ενδοειδικές διασταυρώσεις στο G. hirsutum, αλλά και σε διειδικές μεταξύ G. hirsutum και G. barbadense. Η πρακτική αξιοποίηση της ετέρωσης στο βαμβάκι δεν έχει προς το παρόν ευρεία χρήση, γιατί είναι δύσκολη η παραγωγή υβριδισμένου σπόρου σε εμπορική κλίμακα. Η Ινδία είναι σήμερα η μόνη χώρα που καλλιεργεί 20 και πλέον εκ. στρέμματα με υβρίδια βαμβακιού, λόγω των φθηνών εργατικών χεριών, τα οποία προκύπτουν με τεχνητή επικονίαση αρρενόστειρων σειρών (Καλτσίκης, 1992). 1

2 Αν μπορούσαμε να αντιμετωπίσουμε τον γενετικό εκφυλισμό που παρουσιάζουν τα F1 διειδικά υβρίδια βαμβακιού, θα ήταν εφικτός ο σχηματισμός καθαρών σειρών, που να έχουν τα πλεονεκτήματα και των δύο ειδών σε ομοζύγωτη κατάσταση. Αν γνωρίζαμε ποιο από τα χρωμοσώματα του G. barbadense ελέγχει την υψηλή ποιότητα της ίνας, καθώς και ποιο χρωμόσωμα του G. hirsutum ελέγχει την απόδοση και την πρωιμότητα, τότε θα μπορούσαμε να σχηματίσουμε ένα γενότυπο που να συνδυάζει τα επιθυμητά χαρακτηριστικά και των δύο ειδών. Αυτός ο γενότυπος δεν θα ήταν ένα διειδικό υβρίδιο, αλλά ένα μερικώς διειδικό υβρίδιο, στο οποίο λίγα από τα χρωμοσώματα του πυρήνα του κυττάρου θα προέρχονται από το G. barbadense και τα υπόλοιπα από το G. hirsutum. Η εργασία των Zhou Shi-Qui et al. (1991), οι οποίοι επικονίασαν άνθη βαμβακιού με γύρη προερχόμενη από το Hibiscus cannabinus και πήραν ώριμους σπόρους, έδωσε κάποιο ενθαρρυντικό μήνυμα ως προς την παραγωγή μερικώς διειδικών υβριδίων βαμβακιού. Στην Ελλάδα η ίδια διαδικασία ακολουθήθηκε από τους Mavromatis et al. (1998), όπου επικονιάστηκαν υβρίδια G. hirsutum x G. barbadense με γύρη από Hibiscus cannabinus και Abelomoschus esculentum, για να προκύψουν γόνιμα φυτά. Σκοπός αυτής της εργασίας ήταν η αξιολόγηση 31 οικογενειών μερικώς διειδικών υβριδίων βαμβακιού ως προς: α) την αγρονομική (μορφολογικά χαρακτηριστικά) και την παραγωγική συμπεριφορά (απόδοση σε σύσπορο, χαρακτηριστικά ποιότητας της ίνας) και β) την επιλογή επιθυμητών γενοτύπων που θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν σε προγράμματα δημιουργίας ποικιλιών. 2

3 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 2.1 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ Το βαμβάκι (Gossypium spp.) είναι φυτό τροπικών και υποτροπικών περιοχών, και καλλιεργείται από τους προϊστορικούς χρόνους. Στην Ινδία αποτελεί μία από τις πιο σημαντικές καλλιέργειες εδώ και 3000 χρόνια. Το βαμβάκι το καλλιεργούσαν και το χρησιμοποιούσαν για ενδύματα στη Βραζιλία, το Περού και το Μεξικό πολύ πριν ανακαλυφθεί η Αμερική από τον Κολόμβο (Καλτσίκης, 1992). Μετά τον εποικισμό της Αμερικής, το βαμβάκι ήταν μία από τις πρώτες καλλιέργειες που διαδόθηκαν στις Νότιες Πολιτείες. Η καλλιέργεια των τετραπλοειδών ειδών Gossypium hirsutum στην Νότια Αμερική και Gossypium barbadense στη Κεντρική Αμερική, έδωσαν ώθηση για την ανάπτυξη της κλωστουφαντουργίας, η οποία και συνδέθηκε με την ανάπτυξη της περιοχής αυτής (Χριστίδης, 1965). Το G. hirsutum L. ή βαμβάκι τύπου upland, με μήκος ίνας 22,5-29 mm, είναι σήμερα το κυρίως καλλιεργούμενο είδος, αφού η παραγωγή του αντιπροσωπεύει το 90% περίπου της παγκόσμιας παραγωγής. Στο είδος G. barbadense L., που αντιπροσωπεύει περίπου το 10% της παγκόσμιας παραγωγής, με τάση συνεχούς μειώσεως λόγω της οψιμότητας του, ανήκουν οι μακρόινοι τύποι Sea Island και Pima, ενώ τα κοντόινα διπλοειδή βαμβάκια (G. herbaceum L. και G. arboretum L.) αντιπροσωπεύουν λιγότερο από το 1% της καλλιεργούμενης έκτασης της συνολικής παραγωγής. Το είδος G. hirsutum ξεκίνησε ως πολυετής θάμνος από τη Γουατεμάλα και το Μεξικό, και μέσω της γενετικής βελτίωσης μετατράπηκε σε ετήσιο φυτό και εγκλιματίστηκε σε εύκρατες περιοχές πλάτους 20-42º, από όπου προέρχεται το 82% της συνολικής παραγωγής. Στις Η.Π.Α. άρχισε να καλλιεργείται από τα μέσα του 18 ου αιώνα και στη συνέχεια εξαπλώθηκε σε όλο τον κόσμο, αφού αντικατέστησε τα G. arboretum και G. herbaceum, που καλλιεργούνταν στην Αφρική και την Ασία (Χριστίδης, 1965). Το βαμβάκι είναι από τα πιο ενδιαφέροντα φυτά και η καλλιέργεια του επηρεάζει την οικονομική ανάπτυξη και ευημερία σε πολλές χώρες του κόσμου. Είναι φυτό που παράγει φυσική ίνα με απαράμιλλες ιδιότητες για πολλές χρήσεις και δίνει 3

4 παράλληλα τον σπόρο, που είναι πλούσια πηγή λαδιού και πρωτεΐνης για τη διατροφή του ανθρώπου και την κτηνοτροφία. Καλλιεργείται σε πάρα πολλές χώρες της Γης, ενώ το μεγαλύτερο ποσοστό της παραγωγής προέρχεται από το Βόρειο Ημισφαίριο. Το βαμβάκι καλλιεργείται παγκοσμίως σε έκταση 500 εκατομμυρίων στρεμμάτων, με ετήσια παραγωγή περίπου 19 εκατομμύρια τόνους εκκοκκισμένο, ενώ το 75% της παραγωγής αναφέρεται στις εξής χώρες: τις Η.Π.Α., την Κίνα, την Ινδία και το Πακιστάν (Γαλανοπούλου-Σενδουκά, 2002). Πίνακας 2.1: Στοιχεία των μεγαλύτερων βαμβακοπαραγωγικών χωρών του κόσμου την περίοδο Χώρα 1 Κίνα 2 Η.Π.Α. 3 Ινδία 4 Πακιστάν 5 Ουζμπεκιστάν 6 Τουρκία 7 Αυστραλία 8 Βραζιλία 9 Ελλάδα 10 Τουρκμενιστάν 11 Αίγυπτος Παραγωγή εκκοκκισμένου (τόνοι) Έκταση (στρέμματα) Απόδοση εκκοκκισμένου (κιλά/στρέμμα) ,6 31,5 64,3 77, ,5 60,5 101, ,2 Σύνολο ,1 (Πηγή: Βιομηχανικά φυτά, Γαλανοπούλου-Σενδουκά, 2002). Παρόλο το ανταγωνισμό που δέχεται το βαμβάκι από τις τεχνητές ίνες κυρίως από τη δεκαετία του 1960, η παγκόσμια κατανάλωση βαμβακιού παρουσιάζει συνεχή και σταθερή αύξηση, λόγω της τάσης που παρατηρείται στις προτιμήσεις των καταναλωτών προς τις φυσικές σε σχέση με τις ανθυγιεινές τεχνητές ίνες. Το βαμβάκι σήμερα κατέχει ποσοστό συμμετοχής 48% στην παγκόσμια χρήση ινών, έναντι του 60% και πλέον που είχε στα μέσα της δεκαετίας του 1960 (Γαλανοπούλου-Σενδουκά, 2002). 4

5 Στην Αρχαία Ελλάδα για πρώτη φορά αναφέρεται η καλλιέργεια του βαμβακιού (με το όνομα βύσσος) από τον Παυσανία, κατά το 2º μ.χ. αιώνα. Το σημερινό όνομα βαμβάκι αναφέρεται στη νομοθεσία του Ιουστινιανού τον 6º μ.χ., ενώ από τον 10º αιώνα και μετά, το φυτό αρχίζει να εξαπλώνεται σε όλη την Ελλάδα. Στις μέρες μας, η παραγωγή του βαμβακιού που παράγεται στην χώρα μας αντιπροσωπεύει περίπου το 2,5% της παγκόσμιας παραγωγής, ενώ η Ελλάδα είναι η πρώτη βαμβακοπαραγωγός χώρα μέλος της Ευρωπαϊκής Ένωσης, συνεισφέροντας περισσότερο από το 80% της συνολικής παραγωγής της Ε.Ε. Για την Ελλάδα το βαμβάκι αποτελεί ένα από τα κορυφαία αγροβιομηχανικά προϊόντα και ο ρόλος του είναι σημαντικός, τόσο στον γεωργικό τομέα όσο και στον τομέα της εθνικής οικονομίας. Καλλιεργείται σε μία έκταση περίπου τεσσάρων εκατομμυρίων στρεμμάτων και παρέχει βασική απασχόληση σε αγροτικές οικογένειες. Έτσι το βαμβάκι στηρίζει την ελληνική κλωστοϋφαντουργία και αποτελεί σημαντική πηγή ξένου συναλλάγματος. 2.2 ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΓΩΓΗ ΤΟΥ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Το βαμβάκι ανήκει στο γένος Gossypium της Οικογένειας Malvaceae. Το γένος Gossypium L. αποτελείται από 50 είδη, διπλοειδή και τετραπλοειδή. Τα καλλιεργούμενα είδη για νηματοποίηση ίνας είναι μόλις τέσσερα: δύο διπλοειδή (n=x=13), Gossypium arboreum και Gossypiun herbaceum, και δύο τετραπλοειδή (n=2x=26), Gossypium barbadense και Gossypium hirsutum (Brubaker et al., 1999). Σχεδόν το σύνολο του βαμβακιού που καλλιεργείται ανήκει στο G. hirsutum (95%) και είναι γνωστό ως βαμβάκι τύπου upland. Το G. hirsutum προέρχεται από το Νότιο Μεξικό, όπου ήταν ένας πολυετής θάμνος αλλά τώρα καλλιεργείται ως ετήσιο. Το βαμβάκι τύπου upland παράγει ίνες που ποικίλουν όσον αφορά στο μήκος, από 25-35mm, αναλόγως με την ποικιλία. Το δεύτερο στη σειρά καλλιεργούμενο είδος είναι το G. barbadense, το οποίο προέρχεται από την περιοχή των Άνδεων, του Περού, του Ισημερινού και της Κολομβίας, και χαρακτηρίζεται από την μακριά και ανθεκτική ίνα του (ELS). Δύο είναι οι μορφές του G. barbadense που καλλιεργούνται και παράγουν το (5%) της παγκόσμιας παραγωγής του βαμβακιού: το Sea Island και το Αμερικάνικο τύπου Pima. Τα βαμβάκια τύπου Pima έχουν μακριές και λεπτές ίνες. 5

6 Τα άγρια διπλοειδή είδη του γένους Gossypium, κατατάσσονται σε οκτώ διαφορετικά γενώματα, Α-G και K (Percival et al., 1999). Όλα τα τετραπλοειδή είδη είναι αλλοπολυπλοειδή και πιθανόν να προήλθαν από μία διασταύρωση των γενωμάτων Α x D και πολυπλοειδισμό (Endrizzi et al., 1985). Τα είδη G. hirsutum και G. barbadense περιέχουν ένα γένωμα, το οποίο είναι παρόμοιο με το γένωμα A- του είδους G. herbaceum, ενώ αντίθετα τα είδη G. raimondii και G. gossypioides, θεωρούνται οι πλησιέστεροι απόγονοι του D- γενώματος του τετραπλοειδούς βαμβακιού (Wender et al., 1995, Zhao et al., 1998, Brubaker et al., 1999). Τα 26 χρωμοσώματα του γενώματος τετραπλοειδούς βαμβακιού, έχουν αυθαίρετα αριθμηθεί από το 1-13 και από το για τις A- και D- σχετιζόμενες με το ίδιο γένος ομάδες (Lacape et al., 2002). Πίνακας 2.2: Χαρακτηρισμός των ειδών βαμβακιού ανάλογα με το γένωμα, τον αριθμό και το μήκος των χρωμοσωμάτων καθώς και τη γεωγραφική περιοχή προέλευσης τους (Καλτσίκης, 1992). Γένωμα A1 Είδος herbaceum Χρωμοσώματα Αριθμός Μήκος (2n) 26 Μακρύ Καταγωγή Ν. Αφρική Άγριο (Α) ή καλλιεργούμενο (Κ) Κ A2 arboretum 26 >> Ινδία Κ B1 anomalum 26 Ενδιάμεσο Αφρική Α B2 triphyllum 26 >> Αφρική Α C1 sturtianun 26 Μακρύ Αυστραλία Α C2 robinsonii 26 >> Αυστραλία Α E1 stocksii 26 >> Αραβία Α E2 somalense 26 >> Αφρική Α D1 thurberi 26 Βραχύ Αμερική Α D2-1 harknessii 26 >> Αμερική Α (AD) 1 hirsutum 52 Μακρύ, βραχύ Αμερική Κ (AD) 2 barbadense 52 >> >> Αμερική Κ (AD) 3 tomentosum 52 >> >> Χαβάη Α (AD) 4 caiconense 52 >> >> Β. Βραζιλία Α 6

7 2.3 Η ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΣΤΟ ΒΑΜΒΑΚΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Αν και το βαμβάκι είναι κατά κύριο λόγο αυτογονιμοποιούμενο φυτό, περίπου 5-30% των σπόρων που παράγονται πάνω σε ένα φυτό μπορεί να προέρχονται από σταυρεπικονίαση. Το ποσοστό της σταυρεπικονίασης εξαρτάται από το είδος και τον αριθμό των εντόμων που μεταφέρουν τη γύρη και ποικίλει από περιοχή σε περιοχή. Η φυσική διασταύρωση σε περιοχές με χαμηλή βροχόπτωση συνήθως δεν ξεπερνάει το 3-5%, γιατί δεν υπάρχουν αρκετά έντομα. Μπορεί όμως να φτάσει μέχρι και το 30% σε περιοχές με μεγάλη βροχόπτωση και πολλά έντομα (Καλτσίκης, 1992). Η σταυρεπικονίαση διατηρεί την ετεροζυγωτία σε πολλά γονίδια, σε ένα γενετικώς ανάμεικτο πληθυσμό βαμβακιού. Επειδή η ετεροζυγωτία αυτή διαρκεί, αναμένεται ότι θα υπάρχουν και διαφορετικά ποσοστά ετέρωσης στις διάφορες ποικιλίες του βαμβακιού. Η ετέρωση δεν θα εκφράζονταν αν οι ποικιλίες αυτές ήταν καθαρές σειρές. Γι αυτό, ο σκοπός του βελτιωτή είναι να καθαρίσει τις σειρές μέχρι να πετύχει αρκετή ομοιομορφία, διατηρώντας παράλληλα μερική ετεροζυγωτία ώστε να δημιουργήσει παραγωγικές ποικιλίες. Για να έχει την επιθυμητή ετερογένεια σε μία ποικιλία βαμβακιού, ο βελτιωτής συνήθως αναμειγνύει σπόρο από συγγενείς σειρές ή οικογένειες σειρών. Οι σειρές που χρησιμοποιούνται στη δημιουργία μίας καινούργιας ποικιλίας συνήθως είναι ομοιόμορφες όσον αφορά στα μορφολογικά χαρακτηριστικά του φυτού, την ανθεκτικότητα σε ασθένειες και τα έντομα, την ποιότητα της ίνας αλλά και αρκετά ετερογενείς ώστε να εξασφαλίζεται ένας σημαντικός βαθμός ετεροζυγωτίας (Καλτσίκης, 1992) ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Α) Εισαγωγή ποικιλιών και εγκλιματισμός Η εισαγωγή ξένων ποικιλιών βαμβακιού από μία περιοχή σε άλλη γινόταν από παλιά και συνεχίζεται και σήμερα. Οι ποικιλίες που εισάγονται πρέπει πρώτα να περάσουν από μία περίοδο εγκλιματισμού, ώστε να προσαρμοστούν στις τοπικές συνθήκες. Οι εισαγόμενες ποικιλίες αξιολογούνται σε περιφερειακά πειράματα, αλλά κατά κανόνα υπόκεινται πρώτα σε έντονη επιλογή, ώστε να απομονωθούν από τον 7

8 πληθυσμό τους τύποι που τυχόν προσαρμόζονται καλύτερα στο νέο οικολογικό τους περιβάλλον, αλλά και που ανταποκρίνονται περισσότερο στον συνδυασμό των χαρακτήρων που είναι επιθυμητός για τις συνθήκες του κάθε τόπου. Β) Διασταυρώσεις και δημιουργία καθαρών σειρών Οι διασταυρώσεις είναι κατά κανόνα ενδοειδικές, συνήθως μεταξύ ποικιλιών του G. hirsutum, και σπάνια διειδικές, δηλ. G. hirsutum x G. barbadense, επειδή το ποσοστό αποτυχίας είναι μεγάλο. Στις διασταυρώσεις ως γονείς επιλέγονται βελτιωμένες ποικιλίες με διαφορετική προέλευση, έτσι ώστε να πλεονεκτεί η κάθε μία ως προς ένα χαρακτηριστικό στο οποίο υστερεί η άλλη. Στις ενδοειδικές διασταυρώσεις το υλικό υπόκειται σε επιλογή και αυτογονιμοποίηση για ορισμένα χρόνια (τουλάχιστον 5-6), μέχρι ωσότου επιτευχθεί σε μεγάλο ποσοστό η ομοζυγωτία και σταθεροποιηθούν τα χαρακτηριστικά του (Γαλανοπούλου-Σενδουκά, 2002) ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ Α) Μαζική επιλογή (Mass Selection) Από ένα πληθυσμό επιλέγουμε με βάση τον φαινότυπο εκείνα τα φυτά που φέρουν τα επιθυμητά χαρακτηριστικά. Οι απόγονοι των φυτών αυτών αναμυγνείονται και έτσι προτύπτει ο σπόρος της νέας γενιάς. Η αποτελεσματικότητα της μαζικής επιλογής εξαρτάται από την ακρίβεια με την οποία ο φαινότυπος του φυτού αντιστοιχεί στο γενότυπο του. Η επιλογή για την τροποποίηση του τύπου του φυτού μπορεί να οδηγήσει σε καινούργια ποικιλία. Η εντατική όμως επιλογή για τον επιθυμητό τύπο του φυτού θα πρέπει να γίνει επί αρκετές γενεές ώστε να επιτευχθεί η ομοιομορφία. Η μαζική επιλογή είναι περισσότερο αποτελεσματική για χαρακτηριστικά με μεγάλο συντελεστή κληρονομικότητας, που δεν επηρεάζονται σημαντικά από το περιβάλλον. Σε περιπτώσεις ποιοτικών χαρακτηριστικών που καθορίζονται από λίγα γονίδια και έχουν έντονο φαινότυπο, η μαζική επιλογή οδηγεί γρήγορα στην επιτυχία, ιδιαίτερα όταν το επιθυμητό χαρακτηριστικό κληρονομείται σε υπολειπόμενη μορφή (Φανουράκης, 2002). 8

9 Β) Γενεαλογική επιλογή (Pedigree Selection) Κατά τη μέθοδο αυτή, στην F2 γίνεται επιλογή των καλύτερων φυτών βαμβακιού με οπτικά κριτήρια. Οι σπόροι των φυτών αυτών, σπέρνονται σε γραμμές στην F3, όπου γίνονται επιλογή των καλύτερων γραμμών με αναλογία επιλογής 25%. Επιπλέον από κάθε γραμμή επιλέγονται τα καλύτερα φυτά. Οι απόγονοι των φυτών αυτών σπέρνονται σε γραμμές στην F4, όπου γίνεται επιλογή με βάση τις παρατηρήσεις στον αγρό και το τεχνολογικό εργαστήριο, με αποτέλεσμα να μειωθεί ο αριθμός τους γύρω στο 100. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται στην F5 και στην F6, εφ όσον παρατηρείται ακόμα γενετικός διαχωρισμός. Μόλις διαπιστωθεί ομοιομορφία, το πρόγραμμα μπαίνει στο στάδιο της αξιολόγησης. Οι σειρές που ξεπερνούν τους μάρτυρες, αξιολογούνται στο εθνικό πρόγραμμα αξιολόγησης ποικιλιών και ταυτόχρονα γίνεται και πολλαπλασιασμός του σπόρου (Καλτσίκης, 1992). Η γενεαλογική επιλογή προυποθέτει αξιολόγηση, η οποία μπορεί να γίνει ανάλογα με τις αρχές του γεωργικού πειραματισμού (πειράματα με επαναλήψεις ή χωρίς επαναλήψεις). Μπορεί να είναι πειραματική μονάδα ή ατομικό φυτό. Όταν η πειραματική μονάδα επιβάλλεται να είναι ατομικό φυτό (F2) ή άλλος πληθυσμός, η αξιολόγηση μπορεί να γίνει με την διαδικασία των υποτεμαχίων (στρωματοποιημένα grids) (Gardner, 1961) ή με τη χρησιμοποίηση της κυψελωτής αξιολόγησης. Κυψελωτή μεθοδολογία (Honeycomb) Η κυψελωτή μεθοδολογία εκτός από διαδικασία αξιολόγησης έχει προταθεί από τον Fasoulas (1993) και ως μεθοδολογία, η οποία συνδυάζει την αξιολόγηση με την γενεαλογική επιλογή και τελικά την δημιουργία ποικιλιών. Η κυψελωτή επιλογή αποσκοπεί στην αποτελεσματική αντιμετώπιση των παραγόντων του περιβάλλοντος και του ανταγωνισμού. Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή το διασπώμενο γενετικό υλικό σπέρνεται σε κυψελωτή διάταξη (εικόνα 2.1) και σε μεγάλες αποστάσεις μεταξύ των φυτών, για την αποφυγή του ανταγωνισμού σε γόνιμα εδάφη και ευνοϊκές συνθήκες ανάπτυξης. Μετά τη συγκομιδή και την καταγραφή της απόδοσης κάθε φυτού, ένα φυτό επιλέγεται μόνο αν ξεπερνά σε απόδοση την απόδοση των 6 γειτονικών φυτών.στην προκειμένη περίπτωση η ένταση επιλογής είναι περίπου 15% (εικόνα 2.1). Υπάρχει όμως η δυνατότητα η ένταση επιλογής να γίνει πιο αυστηρή, αν ο βελτιωτής, για να αποφανθεί αν θα κρατήσει ή όχι ένα κεντρικό φυτό, το συγκρίνει με την απόδοση των φυτών που αναπτύσσονται στην επιφάνεια ενός ευρύτερου εξαγώνου, 9

10 π.χ. μπορεί να συγκρίνει το κεντρικό φυτό για να δει αν ξεπερνάει σε απόδοση τα 18 φυτά του αμέσως επόμενου ευρύτερου εξαγώνου, οπότε η ένταση επιλογής είναι 5.3 % (πίν. 2.3). Εικόνα 2.1: Κυψελωτή διάταξη με τέσσερις κύκλους, που συμπεριλαμβάνουν διαφορετικό αριθμό θέσεων φυτών, ο οποίος καθορίζει την ένταση επιλογής. Πίνακας 2.3: Διαφορετικές εντάσεις επιλογής και ο αντίστοιχος αριθμός φυτών που συμπεριλαμβάνονται στον αντίστοιχο κύκλο. Μέγεθος κυλιόμενου κύκλου. Φυτά/κύκλο Ένταση επιλογής % 14,3 7,7 5,3 3,2 2,7 2,3 1,8 1,6 1,4 10

11 ,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,8 Στο σχήμα 2.1., το κέντρο του κύκλου μετακινείται από φυτό σε φυτό και η επιλογή ενός συγκεκριμένου φυτού γίνεται μόνο αν αυτό υπερτερεί σε απόδοση σε σχέση με τα άλλα φυτά εντός του κύκλου. Ο αριθμός των επιλεγόμενων φυτών του κυλιόμενου κύκλου (MCSP) επιτρέπει τον καθορισμό του καλύτερου αρχικού γενετικού υλικού, καθώς και των καλύτερων φυτών εντός του γενετικού υλικού (Fasoulas, 1993). H κυψελωτή διάταξη επιτρέπει να συμπεριληφθεί στο πείραμα και κάποιος επαναλαμβανόμενος μάρτυρας, όταν αυτό είναι επιθυμητό. Με την κυψελωτή γενεαλογική επιλογή, οι απόγονοι των φυτών επιλέγονται από ένα διασπώμενο γενετικά πληθυσμό και σπέρνονται την επόμενη χρονιά στο χωράφι. Η διασπορά των απογόνων κάθε επιλεγόμενου φυτού είναι τέτοια ώστε οι απόγονοι κάθε φυτού : 1.) Να διασκορπίζονται τυχαία και να αξιολογούνται σε όλη την επιφάνεια του χωραφιού και όχι μόνο σε μια λωρίδα, που πιθανόν κατά τύχη να ήταν γόνιμη ή άγονη. 2.) Η διασπορά να γίνεται σε κάθε σημείο ώστε οι απόγονοι κάθε επιλεγμένου από την προηγούμενη χρονιά φυτού, περιβάλλονται πάντοτε από ίσο αριθμό απογόνων όλων των υπόλοιπων φυτών, με τους οποίους και συγκρίνεται κάτω από τις σχεδόν πανομοιότυπες συνθήκες περιβάλλοντος. Τοποθετώντας έτσι τα φυτά, είναι πραγματικά λίγο δύσκολο να λεχτεί, εφόσον όλοι οι απόγονοι ενός φυτού υστερούν ή υπερτερούν, ότι αυτό οφείλεται στο ότι όλοι ευνοήθηκαν ή όχι από το περιβάλλοντος. Το κυψελωτό σχήμα επιτρέπει και την διατοπική αξιολόγηση και επιλογή για την αντιμετώπιση του προβλήματος της αλληλεπίδρασης γενοτύπου και περιβάλλοντος. Επιτρέπει επίσης, να συμπεριληφθούν μεταξύ των απογονικών φυτών, φυτά από την καλύτερη καλλιεργούμενη ποικιλία, έτσι ώστε να παρακολουθεί κανείς την πρόοδο που επιτυγχάνεται με την επιλογή. Υπάρχουν και άλλες ανάλογες περιπτώσεις όπου τα επιλεγόμενα φυτά είναι περισσότερα, μέχρι και 49 ή και 294 κτλ. Βέβαια όσο ανεβαίνει ο αριθμός τόσο η υλοποίηση των διατάξεων αυτών γίνεται δυσκολότερη και αυτή η πολυπλοκότητα 11

12 συνήθως αναφέρεται σαν ένα από τα μειονεκτήματα της κυψελωτής γενεαλογικής επιλογής. Για το λόγο αυτό, και για την υλοποίηση αυτών των διατάξεων, έχουν αναπτυχθεί διάφοροι πίνακες και συστήματα που μπορούν να βοηθήσουν ακόμη και όσους δεν είναι εξοικειωμένοι να εφαρμόσουν τις διατάξεις αυτές στο χωράφι. Συνοψίζοντας τα διάφορα σχήματα κυψελωτής μεθοδολογίας (μαζικής και γενεαλογικής), θα μπορούσαν να τονιστούν τις εξής αρχές : 1. Σε όλα τα στάδια του βελτιωτικού προγράμματος βασικό κριτήριο επιλογής είναι: α) η αποδοτικότητα των ατομικών φυτών, που αξιολογείται με το ζύγι, σε περιβάλλον ελεύθερο ανταγωνισμού και σε άριστες συνθήκες ανάπτυξης, και β) η κληρονομικότητα της απόδοσης που ελέγχεται με απογονικό έλεγχο και συνεχίζεται μέχρι σταθεροποίησης της ποικιλίας. 2. Τα κυψελωτά σχέδια αγρού επιτρέπουν από νωρίς στο πρόγραμμα την επισήμανση και επιλογή των ατομικών φυτών με κληρονομήσιμη υψηλή απόδοση, ευρεία προσαρμογή και άλλες ιδιότητες (αντοχή σε ασθένειες), αφού: α.. Εξασφαλίζουν συγκρίσιμες συνθήκες σε ένα μεγάλο αριθμό γενοτύπων και οικογενειών. β. Η κυψελωτή αρχή της αξιολόγησης κάνει τα κριτήρια πιο αντικειμενικά, όταν μάλιστα η ένταση επιλογής μεγαλώνει. γ. Η αξιολόγηση και η επιλογή γίνονται σε πολλές περιοχές συγχρόνως, προσφέροντας έτσι τη δυνατότητα να επιλέξουμε για ευρεία προσαρμογή, αντοχή στο πλάγιασμα και στις ασθένειες, νωρίς στο βελτιωτικό πρόγραμμα με συνέπεια να μειώνει τον απαιτούμενο χρόνο για τη δημιουργία των ποικιλιών (Τσαυτάρης, 1995). Σύγκριση αποτελεσματικότητας της γενεαλογικής επιλογής για απόδοση σε σύσπορο βαμβάκι και χαρακτηριστικά ποιότητας ίνας με κυψελωτή και συμβατική μεθοδολογία. Η αποτελεσματικότητα της κυψελωτής γενεαλογικής επιλογής (HPS) σε σύγκριση με την συμβατική γενεαλογική επιλογή (CPS), μελετήθηκε σε πειραματικό σχέδιο με ένα ενδοειδικό (G. hirsutum L. x G. hirsutum L.) F2 πληθυσμό (πληθυσμός I), και ένα διειδικό (G. hirsutum L. x G. barbadense L.) διασταυρούμενο πληθυσμό (πληθυσμός II) (Batzios et al., 2001).. Η επιλογή για απόδοση και ποιοτικά χαρακτηριστικά της ίνας, έγινε σε 12

13 τέσσερις κύκλους και για δύο τοποθεσίες. Οι καλύτερες F 6 σειρές που προήλθαν από κάθε μέθοδο, μαζί με ένα πληθυσμό που προήλθε από τη μέθοδο καταγωγής από μεμονωμένους κόκκους (SSD) και τρεις ποικιλίες μάρτυρες, αξιολογήθηκαν σε συγκριτικά πειράματα. Για τους δύο πληθυσμούς, η ανάλυση της παραλλακτικότητας (ANOVA) έδειξε σημαντικές διαφορές εντός του γενετικού υλικού, ως προς την απόδοση σε σύσπορο βαμβάκι, το βάρος του καρυδιού, το micronaire, το μήκος και την ομοιομορφία της ίνας. Στον πληθυσμό I (ενδοειδικά υβρίδια) οι καλύτερες σειρές κυψελωτής γενεαλογικής επιλογής (HPS-σειρές) έδειξαν υπεροχή σε σχέση με τις καλύτερες σειρές συμβατικής γενεαλογικής επιλογής (CPS-σειρές), ως προς την απόδοση σε σύσπορο, το μήκος της ίνας και το βάρος του καρυδιού. Ως προς τον πληθυσμό II (διειδικά υβρίδια) οι καλύτερες HPS-σειρές υπερείχαν των καλύτερων CPS-σειρών, ως προς την απόδοση σε σύσπορο. Επίσης, δεν βρέθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των δύο μεθόδων, ως προς τα υπόλοιπα ποιοτικά χαρακτηριστικά της ίνας. Σαν συμπέρασμα θα λέγαμε ότι η μέθοδος HPS είναι πιο αποτελεσματική από την μέθοδο CPS, για την αναγνώριση σειρών με υψηλή απόδοση και καλά ποιοτικά χαρακτηριστικά. Αυτή η υπεροχή της κυψελωτής γενεαλογικής επιλογής αποδίδεται, εν μέρει, και στην αποτελεσματικότητα της κυψελωτής γενεαλογικής επιλογής στις διασπώμενες γενιές (Batzios et al., 2001). Γ) Επαναδιασταύρωση (Backcross) Η μέθοδος αυτή στο βαμβάκι χρησιμοποιείται κυρίως για τη μεταφορά ενός γνωρίσματος, όπως για παράδειγμα της ανθεκτικότητας στο βακτήριο Xanthomonas (Munro, 1987). Στην συγκεκριμένη περίπτωση η επιθυμητή ευαίσθητη ποικιλία διασταυρώνεται με μία άλλη ποικιλία, η οποία είναι ανθεκτική και χρησιμοποιείται ως δότης του επιθυμητού γονιδίου. Επιδιωκόμενος σκοπός είναι η επιθυμητή ποικιλία να διατηρήσει όλα της τα χαρακτηριστικά και να μεταφερθεί από τον άλλο γονέα μόνο το συγκεκριμένο γονίδιο ανθεκτικότητας. Έτσι το F1 υβρίδιο διασταυρώνεται στη συνέχεια με την επιθυμητή ποικιλία, όπου προκύπτει η πρώτη γενιά επαναδιασταύρωσης (BC1), η οποία επαναδιασταυρώνεται με τον επιθυμητό γονέα ούτως ώστε μετά από πέντε επαναδιασταυρώσεις να έχει επιτευχθεί η επιθυμητή τροποποίηση της ευαίσθητης ποικιλίας σε μία αντίστοιχη της, που διατηρεί όλα τα χαρακτηριστικά και επιπλέον είναι ανθεκτική. Η μέθοδος της επαναδιασταύρωσης επιτρέπει τη μεταφορά μονογονιδιακών χαρακτηριστικών. Η επαναδιασταύρωση 13

14 χρησιμοποιείται επίσης για τη μεταφορά γονιδίων που καθορίζουν τη δύναμη της ίνας (Καλτσίκης, 1992). Δ) Τεχνιτές μεταλλάξεις (Artificial Mutation) Χρησιμοποιούνται ως διαδικασίες δημιουργίας παραλλακτικότητας για την επιλογή. Με τη χρήση χημικών μεταλλαξογόνων στον σπόρο και ακτινοβολίας στη γύρη, προκαλούμε γονιδιακές μεταβολές στο γενετικό υλικό, στο οποίο κάνουμε επιλογή με σκοπό να πάρουμε γενότυπους με επιθυμητά χαρακτηριστικά. Παρά τις μεγάλες προσπάθειες που έχουν γίνει δεν φαίνεται να έχουν προκληθεί χρήσιμες μεταλλάξεις σε εμπορικά εκμεταλλεύσιμες ποικιλίες (Γαλανοπούλου-Σενδουκά, 2002). Ε) Επαναλαμβανόμενη επιλογή (Recurrent Selection) Χρησιμοποιείται κυρίως στα σταυρογονιμοποιούμενα αλλά και στο βαμβάκι επειδή έχει ικανό ποσοστό σταυρογονιμοποίησης. Η μέθοδος μπορεί να είναιαπλή φαινοτυπική επιλογή ή επιλογή με αξιολόγηση διαφόρων τύπων απογόνων. Σε κάθε κύκλο επιλογής επιλέγονται τα επιθυμητά άτομα ως γονείς για να δημιουργηθεί ο επόμενος πληθυσμός. Πειραματικά αποτελέσματα με βάση πληθυσμούς που προέρχονται από τη διασταύρωση δύο ποικιλιών που διέφεραν κατά την απόδοση και τα χαρακτηριστικά της ίνας, δείχνουν ότι η απόδοση σε εκκοκκισμένο βαμβάκι μετά από τρεις κύκλους φαινοτυπικής επαναλαμβανόμενης επιλογής ήταν 13% μεγαλύτερη από την απόδοση του καλύτερου γονέα (Καλτσίκης, 1992). Ζ) Ανάμεικτες ποικιλίες (Multiline Varieties) Η μορφή των ποικιλιών μπορεί να είναι μονογενοτυπική καθαρή σειρά, ολιγογενοτυπική ή πολυ-γενοτυπική, μείγμα 2 έως 7 καθαρών σειρών ή υβρίδιο. Η) Απλοειδή (Hαploids) Τα απλοειδή μπορεί να χρησιμοποιηθούν σε προγράμματα δημιουργίας ποικιλιών. Το πλεονέκτημα είναι ότι διπλασιάζοντας το γένωμα με κολχικίνη μπορούν να προκύψουν καθαρές σειρές. Τα απλοειδή στο βαμβάκι παράγονται με τον μηχανισμό της ημιγαμίας. Υπάρχουν σειρές βαμβακιού που φέρουν ένα αλληλόμορφο το οποίο εμποδίζει την 14

15 σύντηξη των δύο γαμετών σε ποσοστό μέχρι και 20% των σπερματικών βλαστών. Έτσι σχηματίζονται ζυγώτης και έμβρυο, που είναι μωσαϊκά ιστών από το πατρικό και το μητρικό φυτό. Αν το μητρικό φυτό έχει κάποιο γονίδιο σήμανσης (δείκτες), τότε είναι εύκολη η εξακρίβωση της προέλευσης του ιστού και ο διπλασιασμός του αριθμού των χρωμοσωμάτων (Καλτσίκης, 1992).. Θ) Επιλογή με τη βοήθεια μοριακών δεικτών (Marker Assisted Selection) Η βιοτεχνολογία έχει φέρει επανάσταση στην γενετική βελτίωση του βαμβακιού. Οι ερευνητές έχουν δημιουργήσει νέα εργαλεία για ταχύτερα αποτελέσματα στην βελτίωση. Η χρήση των DNA δεικτών για επιλογή έχει βοηθήσει σημαντικά προς αυτή την κατεύθυνση (Burr et al., 1983; Tanksley et al., 1988). Οι δείκτες DNA είναι φαινοτυπικά ουδέτεροι, ελεύθεροι από επιστατικές επιδράσεις και κληρονομούνται σύμφωνα με τους βασικούς Μενδελικούς κανόνες. Αυτοί οι δείκτες είναι κυρίως χρήσιμοι στην εισαγωγή ωφέλιμων γονιδίων από εξωγενή γενώματα (Tanksley and Mc-Couh, 1997), καθώς και στη βελτίωση γνωρισμάτων που εξαρτώνται από QTLs (Edwards et al., 1987). Οι DNA δείκτες δημιουργούν μεγάλες προσδοκίες για βελτίωση του βαμβακιού και μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη μελέτη γονιδίων που ελέγχουν τόσο τα απλά όσο και τα σύνθετα γνωρίσματα στο βαμβάκι (Kohel et al., 2000) ΕΠΙΘΥΜΗΤΑ ΓΝΩΡΙΣΜΑΤΑ ΓΙΑ ΤΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΟΥ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Οι σπουδαιότεροι στόχοι στη βελτίωση του βαμβακιού είναι οι εξής: 1) Η απόδοση σε ίνα (Lint% per se) Η μεγάλη παραγωγή σε ίνα είναι ο απώτερος σκοπός στη βελτίωση του βαμβακιού. Τα φυσικά χαρακτηριστικά που καθορίζουν την απόδοση ενός φυτού βαμβακιού είναι, ο αριθμός των καρυδιών, το μέγεθος των καρυδιών και η εκατοστιαία αναλογία σε ίνα. Παρά την πρόοδο που επιτελέσθηκε, το βαμβάκι αποδίδει σήμερα, εξαιτίας της επίδρασης αντίξοων βιοτικών και αβιοτικών παραγόντων, αρκετά λιγότερο από την φυσιολογική δυναμικότητα του (Schultze, 1993). 15

16 Η απόδοση σε ίνα ανά μονάδα επιφανείας έχει μεγαλύτερη σημασία για τον γεωργό από ότι η απόδοση σε σύσπορο βαμβάκι, γιατί η αξία της ίνας υπερβαίνει κατά πολλές φορές την αξία του σπόρου. Η εκατοστιαία απόδοση σε ίνα και η ποιότητα της στο Upland βαμβάκι (G. hirsutum L.) εξαρτώνται από μία σειρά παραγόντων, όπως ο αριθμός των καρυδιών ανά μονάδα επιφάνειας, το μήκος της ίνας, καθώς και από άλλους παράγοντες (εικ. 2.2). Ενώ ο αριθμός των καρυδιών ανά μονάδα επιφανείας έχει την μεγαλύτερη συνεισφορά στον καθορισμό της συνολικής απόδοσης σε ίνα, είναι σημαντικό για τους βελτιωτές να καταλάβουν τη σχέση μεταξύ των παραγόντων επηρεασμού της απόδοσης σε ίνα. Στην εικόνα 2.2 παρουσιάζονται οι παράγοντες που καθορίζουν την απόδοση του βαμβακιού σε ίνα (Coyle and Smith, 1997). απόδοση σε ίνα/ μονάδα καλλιεργήσιμης έκτασης αριθμός καρυδιών/ μονάδα καλλιεργήσιμης έκτασης απόδοση/ καρύδι αριθμός σπόρων/ καρύδι απόδοση σε ίνα/ σπόρο αριθμός ινών/ σπόρο βάρος/ ίνα επιφάνεια σπόρου αριθμός ινών/ μονάδα επιφανείας μ.ο. μήκους ίνας βάρος/ μήκος Εικόνα 2.2: Σχηματική παράσταση των παραγόντων και των αλληλεπιδράσεων που επηρεάζουν την απόδοση σε ίνα στο βαμβάκι 16

17 Ένας μεγάλος αριθμός ερευνών έχουν αναφερθεί για τη σχέση απόδοσης και ποιοτικών χαρακτήρων στο Upland βαμβάκι (Culp and Harrell, 1975; Culp et al., 1979; Green and Culp, 1990). Όλοι συμφωνούν στο γεγονός της αρνητικής συσχέτισης μεταξύ απόδοσης και ποιότητας ίνας και ειδικά μεταξύ απόδοσης και μήκους αντοχής ίνας. Οι Schol και Miller (1976) αναφέρουν σημαντική αρνητική συσχέτιση μεταξύ συνολικής απόδοσης και ποιότητας ίνας και συγκεκριμένα επισημαίνουν την αρνητική συσχέτιση μεταξύ συνολικής απόδοσης και τεσσάρων χαρακτηριστικών (εκατοστιαία αναλογία ίνας, αριθμός καρυδιών ανά φυτό, micronaire και μήκος ίνας). Όλα τα παραπάνω στοιχεία συνηγορούν στο γεγονός της πολυπλοκότητας της σχέσης μεταξύ ποιότητας και απόδοσης στο βαμβάκι. Η σύνδεση (Linkage) ίσως παίζει τον πιο σημαντικό ρόλο για τη μείωση των δύο γνωρισμάτων (μήκος-αντοχής ίνας) και την αύξηση της απόδοσης σε σύσπορο. Ωστόσο, είναι απαραίτητο να γίνουν περισσότερες γενιές διασταυρώσεων για να αποκλειστούν πλειοτροπικές δράσεις, αφού οι αρνητικές συσχετίσεις δεν μεταβάλλονται. Οι αυξήσεις στην συνολική απόδοση και στην αντοχή ίνας σε ποικιλίες βαμβακιού, οι οποίες δημιουργήθηκαν τα τελευταία 25 χρόνια, είναι πιθανότατα αποτέλεσμα της ταυτόχρονης βελτίωσης για παραγωγή καρυδιών ανά μονάδα γης και για αντοχή της ίνας (Smith and Coyle, 1997). 2) Η πρωιμότητα (Earliness) Η πρωιμότητα στο βαμβάκι δίνει το πλεονέκτημα στο φυτό να αναπτυχθεί και να συγκομιστεί έγκαιρα, πριν αρχίσουν οι απώλειες από τις δυσμενείς καιρικές συνθήκες. Επίσης η πρωιμότητα επιτρέπει την καλλιέργεια και ενός επιπλέον είδους στον ίδιο αγρό, τη δεδομένη καλλιεργητική περίοδο. Τα χαρακτηριστικά που προσδιορίζουν την πρωιμότητα στο βαμβάκι είναι α) ο κόμβος που εμφανίζεται ο πρώτος καρποφόρος κλάδος, β) η ημερομηνία έναρξης της ανθοφορίας, γ) ο αριθμός των χτενιών που έχουν σχηματιστεί στο φυτό στην ημερομηνία αυτή, και τέλος δ) η ημερομηνία που ανοίγει το 50% των καρυδιών (Chlichlias and Galanopoulou, 1976). 3) Χαρακτηριστικά ποιότητας της ίνας Οι επιστήμονες προσπαθούν να βελτιώσουν τις ιδιότητες που καθορίζουν την ποιότητα της ίνας, οι οποίες είναι οι εξής: 17

18 Το μήκος (length) της ίνας, το οποίο για τις εμπορικές ποικιλίες του G. hirsutum κυμαίνεται από mm. Η ομοιομορφία (uniformity). Η λεπτότητα της ίνας, που εκφράζεται σε μονάδες micronaire. Η αντοχή της ίνας (strength). 4) Αντοχή σε μυκητολογικές ασθένειες Οι πιο σημαντικές ασθένειες που προσβάλλουν το βαμβάκι είναι το Βερτισίλιο (Verticillium spp.),το Φουζάριο (Fusarium), και η Βακτηρίωση (Xanthomonas malvacearum). Παρόλο που δεν υπάρχουν ποικιλίες του G. hirsutum απόλυτα ανθεκτικές στο Veticilium spp., ωστόσο υπάρχει μεγάλη διαφορά ως προς τον βαθμό ανθεκτικότητας τους (Γαλανοπούλου-Σενδουκά, 2002). Πρόσφατα άρχισε και η χρησιμοποίηση άγριων ειδών για μεταφορά γονιδίων ανθεκτικών σε καλλιεργούμενες ποικιλίες (Musaev, 1993), ενώ η δημιουργία εμπορικών υβριδίων θα ανοίξει νέους ορίζοντες και στον τομέα αυτό, γιατί είναι εύκολο να ενσωματωθεί στην F1 γενεά η αντοχή στη Βερτισιλίωση. 5) Αντοχή στην ξηρασία Σημαντικές προσπάθειες έχουν γίνει, κυρίως στο Ισραήλ, για τη δημιουργία νέων ανθεκτικών στην ξηρασία ποικιλιών. Γονίδια ανθεκτικότητας σε συνθήκες ξηρασίας ανακαλύφτηκαν σε άγρια είδη βαμβακιού π.χ. G. anomalum και G. thurberi (Musaev, 1993). Επίσης στις Η.Π.Α. (University of Georgia) ερευνητές προσπαθούν να δημιουργήσουν ποικιλίες με καθυστερημένη ανθοφορία, με το σκεπτικό ότι αυτό αφενός βοηθάει στην αύξηση του ριζικού συστήματος του φυτού και αφετέρου βελτιώνει την ικανότητα του φυτού στο να αποφύγει καταστάσεις έλλειψης υγρασίας (Dumka et al., 2004). 6) Ανθεκτικότητα στις εντομολογικές προσβολές Εντομολογικές προσβολές κυρίως από τον ανθονόμο (Anthonomus grandis), το λύγκο (Lygus spp) και το πράσινο σκουλήκι (Heliothis spp.) μπορούν να προκαλέσουν ζημιές στο βαμβάκι, όπως σημαντική μείωση της παραγωγής και ποιοτική υποβάθμιση. Άλλα έντομα, τα οποία προκαλούν μικρότερης σημασίας προβλήματα στο βαμβάκι, είναι ο θρύπας (Thrips spp.) ο αλευρώδης (Bemicia spp.) και οι αφίδες (Aphis spp.). Για την αντιμετώπιση αυτών των προσβολών, πέρα από την κλασσική χρήση εντομοκτόνων, η μοριακή γενετική συνετέλεσε στη δημιουργία 18

19 μοριακά γενετικώς τροποποιημένων ποικιλιών, γνωστών και ως διαγονιδιακών ή μεταλλαγμένων στην απλή λαική ορολογία.. Ως βάση για τη δημιουργία διαγονιδιακής ποικιλίας χρησιμοποιείται μία συμβατική ποικιλία, στην οποία εισάγεται με μοριακή τεχνολογία το επιθυμητό γονίδιο από ένα άλλο οργανισμό. Στη συνέχεια με τη μέθοδο των επαναδιασταυρώσεων (back-crosses), τα γονίδια αυτά μπορούν να μεταφερθούν και σε άλλες βελτιωμένες ποικιλίες. Η πιο σημαντική κατηγορία διαγονιδιακού βαμβακιού είναι οι ποικιλίες στις οποίες μεταφέρθηκαν γονίδια Bt από τον Bacillus thuringiensis, για τον έλεγχο των λεπιδοπτέρων και ειδικότερα του γένους Heliothis και Pectinophora (ICAP, 2001). Σύμφωνα με τα στοιχεία της εταιρείας Monsanto (1997), η οποία πρώτη δημιούργησε και απελευθέρωσε προς εμπορική χρήση τις ποικιλίες Bt του βαμβακιού, η χρήση αυτών των ποικιλιών επέφερε αύξηση της παραγωγής (σε ορισμένες περιπτώσεις Τρίτων Χωρών μέχρι και 70%), μείωση του κόστους (κατά 50% λόγω ελάττωσης των ψεκασμών με εντομοκτόνα) και βελτίωση της ποιότητας του προϊόντος (Qaim and Ziderman, 2003). Πίνακας 2.4: Αναμενόμενες επιπτώσεις στην απόδοση του βαμβακιού με την εισαγωγή καλλιέργειας γενετικώς τροποποιημένων (G.M.) ποικιλιών βαμβακιού, σε διαφορετικές γεωγραφικές περιοχές Περιοχή Αναπτυγμένες χώρες Λατινική Αμερική (εμπορική ζώνη) Πίεση εντομολογικών προσβολών Χαμηλή προς μέτρια Διαθεσιμότητα αγροχημικών Εφαρμογή αγροχημικών Επίδραση στην απόδοση των G.M. καλλιεργειών Υψηλή Υψηλή Χαμηλή Μέτρια Μέτρια Υψηλή Χαμηλή προς μέτρια Κίνα Μέτρια Μέτρια Υψηλή Χαμηλή προς μέτρια Λατινική Αμερική (μη εμπορική ζώνη) Μέτρια Χαμηλή προς μέτρια Χαμηλή Μέτρια προς υψηλή Νότια Ασία Υψηλή Χαμηλή προς Χαμηλή προς Υψηλή μέτρια μέτρια Αφρική Υψηλή Χαμηλή Χαμηλή Υψηλή 19

20 Από τον πίνακα 2.4 μπορεί να διακριθεί η μεγάλη θετική επίδραση που μπορεί να έχει η εφαρμογή Bt ποικιλιών βαμβακιού σε περιοχές του κόσμου όπου οι εντομολογικές προσβολές είναι συχνό φαινόμενο, ενώ αντίθετα η χρήση φυτοφαρμάκων είναι μειωμένη λόγω κόστους. Σύμφωνα με την εταιρεία Monsanto που δημιούργησε τις ποικιλίες αυτές, τα γονίδια Bt δεν είναι τοξικά για τα ωφέλιμα έντομα και δεν έχουν ανεπιθύμητη επίδραση στο περιβάλλον. Οι οικολόγοι αμφισβητούν τους ισχυρισμούς αυτούς και εκφράζουν φόβους ότι ακόμη και το μέλι που παράγεται από τέτοιες βαμβακοφυτείες μπορεί να έχει μακροχρόνιες δυσμενείς επιδράσεις στην υγεία του ανθρώπου. Η χρήση ποικιλιών με Bt γονίδια πήρε μεγάλη έκταση σε πολλές χώρες του κόσμου, σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Οι γενετικώς τροποποιημένες ποικιλίες πρωτοκαλλιεργήθηκαν στις Η.Π.Α. το 1996 και ήδη την καλλιεργητική περίοδο 2001 κατέλαβαν το 78% της συνολικής έκτασης, από το οποίο ποσοστό 2% κατέλαβαν οι ποικιλίες που είχαν μόνο Bt γονίδια και 39% οι ποικιλίες με Bt γονίδια και επιπλέον με γονίδια που τις καθιστούν ανθεκτικές σε ορισμένα ζιζανιοκτόνα (ποικιλίες Roundap Ready, ανθεκτικές στο ζιζανιοκτόνο glyphosate). Την αντίστοιχη περίοδο οι Bt ποικιλίες καλλιεργήθηκαν στο 40% της συνολικής έκτασης στη Νότια Αφρική, στην Αυστραλία στο 30%, στην Κίνα στο 15%, ενώ πολλές χώρες είναι έτοιμες να καλλιεργήσουν σε εμπορική κλίμακα αυτές τις ποικιλίες. Ποικιλίες με Bt γονίδια δοκιμάστηκαν για περιορισμένο χρονικό διάστημα και στην Ελλάδα, χωρίς να προκύψουν σαφή συμπεράσματα ως προς τα πλεονεκτήματα ή μειονεκτήματα αυτών των ποικιλιών (Γαλανοπούλου-Σενδουκά, 2002). Άλλοι στόχοι Τέλος άλλοι ερευνητικοί στόχοι που αποτελούν αντικείμενο αρκετών βελτιωτικών προγραμμάτων, είναι η δημιουργία βαμβακόσπορου χωρίς αδένες γκοσσυπόλης (glandless), η αντοχή του βαμβακιού στην αλατότητα και η δημιουργία ποικιλιών με κατάλληλο τύπο φυτού για μηχανοσυλλογή (Γαλανοπούλου-Σενδουκά, 2002). 20

21 2.4. ΥΒΡΙΔΙΑ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ ΓΕΝΙΚΑ Ο κύριος στόχος των βελτιωτών τα τελευταία χρόνια είναι η αξιοποίηση της ετέρωσης για την αύξηση της απόδοσης στο βαμβάκι. Εκτός από ορισμένες χώρες όπου τα εργατικά χέρια είναι φθηνά και διαθέσιμα (για τις απαραίτητες καλλιεργητικές μεθόδους, όπως ευνουχισμός των ανθέων και διασταυρώσεις των φυτών με το χέρι), τα υβρίδια βαμβακιού δεν χρησιμοποιούνται στο βαμβάκι (Chaudhry, 1997). Η εξαίρεση του κανόνα αποτελεί η Ινδία, στην οποία τουλάχιστον το 40% της παραγωγής βαμβακιού προέρχεται από τα ενδοειδικά υβρίδια του G. hirsutum, ενώ το 8% προέρχεται από τα διειδικά G. hirsutum x G. barbadense (Chaudhry, 1997). Η αύξηση της απόδοσης των υβριδίων σε σχέση με τους γονείς ή τις καλύτερες εμπορικές ποικιλίες έχει τεκμηριωθεία (Meredith 1984, Basu 1995). Μια πρόσφατη εργασία του Meredith (1998) δείχνει μία ωφέλιμη ετέρωση της τάξης του 21,4% (ή 276 Kg/ha) για τα F1 υβρίδια, και 10,7% (ή 158 Kg/ha) για τα F2s. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι και τα F1 αλλά και τα F2 υβρίδια μπορούν να δώσουν υψηλότερες αποδόσεις σε σχέση με τους καλύτερους γονείς ή εμπορικές ποικιλίες. Τα βελτιωτικά προγράμματα πρέπει να αναζητήσουν όλες τις πιθανές πηγές αύξησης της απόδοσης συμπεριλαμβανομένης και της ετέρωσης. Από τις αρχές της δεκαετίας του 1990 και μετά, ο μέσος όρος της απόδοσης στο βαμβάκι για τις Η.Π.Α. αλλά και παγκοσμίως δεν παρουσίασε καμία αύξηση (Chaudhry, 1997). Οι Meredith et al. (1997) επισημαίνουν ότι τα ερευνητικά προγράμματα στη βελτίωση του βαμβακιού τα τελευταία χρόνια έχουν παραμείνει στάσιμα Η ΑΡΡΕΝΟΣΤΕΙΡΟΤΗΤΑ ΣΤΑ ΥΒΡΙΔΙΑ Ο σημαντικότερος περιοριστικός παράγοντας για την παραγωγή υβριδίων στο βαμβάκι είναι η έλλειψη ενός ευέλικτου και εύχρηστου συστήματος διασταυρώσεων. Η ανακάλυψη της κυτοπλασματικής αρρενοστειρότητας στο είδος G. harknessii (Olvery, 1986) και των παραγόντων επαναφοράς της γονιμότητας (Weaver and 21

22 Weaver, 1997) έδωσαν ώθηση στους βελτιωτές για την παραγωγή υβριδίων. Όμως ο μεγάλος βαθμός δυσκολίας στη δημιουργία γονέων με καλή συνδυαστική ικανότητα αλλά και ταυτόχρονα ελεγχόμενη επαναφορά της γονιμότητας, ξαναέφεραν στο προσκήνιο το μεγάλο πρόβλημα της δημιουργίας των υβριδίων (Iqbal et al., 2003). Ενώ ένας μεγάλος αριθμός από αρρενόστειρες σειρές έχει παραχθεί τα τελευταία χρόνια (Percy and Turcotte, 1991), συχνά η ίδια η αρρενοστειρότητα και οι παράγοντες επαναφοράς για την παραγωγή καλών R σειρών είναι αρκετά πολύπλοκη (Meredith and Brown, 1998) ΥΠΕΡΟΧΗ ΥΒΡΙΔΙΩΝ ΕΝΑΝΤΙ ΕΜΠΟΡΙΚΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ Τα διειδικά F 1 υβρίδια έχουν συνήθως τον φαινότυπο barbadense και χαρακτηρίζονται από υψηλή ποιότητα προϊόντος και ανθεκτικότητα στο Verticillium. Επίσης πολλά από αυτά έχουν υψηλή παραγωγικότητα και ανεκτή οψιμότητα, χαρακτηριστικά που είναι δύσκολο να συνυπάρξουν σε εμπορικές ποικιλίες. Ο Ansari (1994) αναφέρει ότι τα διειδικά υβρίδια παρουσιάζουν ετέρωση: στην απόδοση σύσπορου βαμβακιού (από 2% έως 118%) στον αριθμό των καρυδιών ανά φυτό (από 12% έως 107%) στο βάρος του καρυδιού (από 0.5% έως 10%) στο ποσοστό ίνας (από 1% έως 4.87%) στην αντοχή και στο μήκος της ίνας (από 0 έως 11.32%). Εδώ θα πρέπει να επισημανθεί το γεγονός ότι η θετική ετέρωση των υβριδίων έναντι των γονέων είναι πολύ μεγαλύτερη ως προς την απόδοση, παρά ως προς τα ποιοτικά χαρακτηριστικά. (Solangi et al., 2001). Επίσης, ως προς το micronaire οι τιμές είναι συνήθως χαμηλότερες από αυτές των γονέων, ίσως λόγω μείωσης της διαμέτρου της ίνας και ελλιπούς απόθεσης κυτταρίνης στο τοίχωμά της (Davis, 1979). Η απόδοση σε ίνα των διειδικών υβριδίων βαμβακιού τείνει να εμφανίζει ένα μεγάλο ποσοστό σε προσμίξεις και κόμπους (neps), οι οποίες μειώνουν την ποιότητα της ίνας (Hughs and Lalor, 1986). Οι περισσότερες από αυτές τις προσμείξεις είναι μικροί κόκκοι οι οποίοι προέρχονται από μη γονιμοποιημένα ωάρια, τα οποία αποτυγχάνουν να αναπτυχθούν σε ώριμους σπόρους. Η αρνητική επίδραση αυτών των προσμίξεων σχετίζεται με την α) μείωση της ωριμότητας της ίνας και με β) την 22

23 αύξηση του ποσοστού των κοντών ινών (Bargeron and Garner, 1998). Ορισμένες εργασίες έδειξαν ότι η επιλογή για μείωση αυτών των προσμίξεων καθώς και αύξηση του ποσοστού των ώριμων ινών, μπορεί να οδηγήσει σε βελτίωση των ποιοτικών χαρακτηριστικών των διειδικών υβριδίων (Saranga et al., 1997) ΤΑ ΕΞΑΠΛΟΕΙΔΗ ΥΒΡΙΔΙΑ Τα εξαπλοειδή F 1 υβρίδια βαμβακιού προέρχονται από τη διασταυρώση του τετραπλοειδούς G. hirsutum (4x, AADD) με το διπλοειδές G. sturtianun (2x, C 1 C 1 ) ή το G. australe (2x, G 2 G 2 ) και διπλασιασμό του αριθμού των χρωματοσωμάτων του προκύπτοντος υβριδίου. Τα εξαπλοειδή υβρίδια βαμβακιού έχουν επιθυμητά αγρονομικά χαρακτηριστικά όπως φυτά (glanded-plant) χωρίς αδένες γκοσσυπόλης στους σπόρους (glandless-seed), μακρόινο βαμβάκι με μεγάλη αντοχή και αυξημένο ποσοστό ίνας, αντοχή στην ξηρασία και το κρύο, ανθεκτικότητα σε εντομολογικές προσβολές κ.α. (Brubaker et al., 1996). Αυτά τα γνωρίσματα μπορεί να είναι χρήσιμα για τη βελτίωση εμπορικών ποικιλιών, εάν μπορούμε να μεταφέρουμε άμεσα τα γονίδια που μας ενδιαφέρουν σε αυτές τις ποικιλίες. Για να γίνει αυτό εφικτό τα εξαπλοειδή βαμβάκια μπορεί να χρησιμοποιηθούν είτε άμεσα διά μέσω επαναδιασταυρώσεων (BC) με τον τετραπλοειδή γονέα (Brown and Menzel, 1950), είτε έμμεσα μέσω ανάπτυξης τριειδικών αλλοτετραπλοειδών υβριδίων με A- ή D- γένωμα και διπλοειδών ειδών γέφυρας (Deodikar, 1949). Αυτός ο δρόμος δημιουργίας των τριειδικών έχει ενδιαφέρον, διότι σε τέτοιους αλλοτετραπλοειδείς συνδυασμούς που τα χρωμοσώματα των γενωμάτων A- ή D- δεν έχουν πλήρως ομόλογα τμήματα (autosyndetic partners), θεωρητικώς μπορούν να κάνουν ζεύγη με χρωμοσώματα από τα άγρια Αυστραλέζικα είδη G. sturtianun και G. australe (Mergeai et al., 1998) ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΕΥΡΩΣΤΙΑΣ ΤΩΝ F1 ΥΒΡΙΔΙΩΝ ΣΕ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΟ ΕΠΙΠΕΔΟ Το κόστος εργασίας, ο αριθμός των σχηματιζόμενων καρυδιών μετά τον χειρονακτικό ευνουχισμό και την επικονίαση, καθώς και ο αριθμός των σπόρων ανά καρύδι που προκύπτει μετά από επικονίαση με το χέρι, είναι οι πιο σημαντικοί παράγοντες καθορισμού του κόστους παραγωγής των F1 υβριδίων βαμβακιού. 23

24 Η ευρωστία του υβριδίου είναι σημαντική για την αύξηση της απόδοσης, όμως σε οικονομικό επίπεδο το πραγματικό όφελος θα υπάρξει μόνο όταν η ετέρωση γίνει μεγαλύτερη από το κρίσιμο επίπεδο ευρωστίας του υβριδίου. Με τον όρο κρίσιμο επίπεδο ευρωστίας του υβριδίου εννοούμε την αύξηση της απόδοσης, εξαιτίας της ευρωστίας του υβριδίου, που απαιτείται για να αντισταθμίσουμε τα επιπλέον έξοδα παραγωγής του υβριδισμένου σπόρου (Rashid et al., 2000). Το κόστος παραγωγής του υβριδισμένου σπόρου είναι αντιστρόφως ανάλογο με το ποσοστό διασταυρωμένων καρυδιών. Υψηλό ποσοστό καρπόδεσης σημαίνει μεγαλύτερη παραγωγή σπόρου, άρα μείωση του κόστους. Το μέγιστο της καρπόδεσης (58,31%) εμφανίζεται όταν τα λουλούδια επικονιάζονται το πρωί πριν τις 10π.μ. (εικόνα 2.3), σε σχέση με το μειωμένο ποσοστό (30%), όταν η επικονίαση γίνεται μετά τις 10π.μ. (Ullah et al., 2003). χέρι. Εικόνα 2.3: Ρυθμός καρπόδεσης φυτών βαμβακιού μετά από επικονίαση με το 24

25 Έχει παρατηρηθεί ότι η μείωση του ποσοστού καρπόδεσης από το 45% στο 30%, οδηγεί στην αύξηση του ποσοστού του κρίσιμου επιπέδου ευρωστίας από το 20,63% στο 31,01%. Αυτό σημαίνει ότι το ελάχιστο επίπεδο της ευρωστίας του υβριδίου που απαιτείται για κερδοφόρα παραγωγή υβριδισμένου σπόρου είναι το ποσοστό του 32% (Ullah et al., 2003) F2 ΥΒΡΙΔΙΑ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Για να αποφύγουμε την ανακολουθία των αποτελεσμάτων από τις αρρενόστειρες σειρές και τους παράγοντες επαναφοράς της γονιμότητας, καθώς και το κόστος παραγωγής του F1 σπόρου, έχει προταθεί κατά καιρούς η εμπορική χρήση των F2 υβριδίων (Olvey, 1986). Στις Ηνωμένες πολιτείες η εταιρία Chembred απελευθέρωσε στην αγορά το πρώτο εμπορικό F2 υβρίδιο το 1992, αλλά σταμάτησε την παραγωγή του το Διάφοροι παράγοντες συντέλεσαν στην αποτυχία αυτού του εγχειρήματος. Πρώτος και ίσως ο σημαντικότερος παράγοντας ήταν η αναποτελεσματικότητα της χρήσης του χημικού γαμετοκτόνου TD Το γαμετοκτόνο έπρεπε να εφαρμόζεται κάθε 14 με 21 ημέρες εξαρτώμενο από το γενότυπο του θηλυκού γονέα, ενώ τα αποτελέσματα δεν ήταν και τόσο ενθαρρυντικά για την γονιμότητα τόσο του αρσενικού όσο και του θηλυκού γαμετοφύτου. Συνέχεια της μη ολοκληρωτικής καταστροφής του αρσενικού γαμετοφύτου ήταν η δημιουργία μη καθαρού υβριδιακού σπόρου, ενώ η στειρότητα στον θηλυκό γονέα μείωνε την παραγωγή. Άλλες επιπτώσεις του TD-1123 ήταν η μείωση της ανάπτυξης τόσο των F1 φυτών όσο και των F2 υβριδίων που φαίνεται ότι υστερούσαν σε σχέση με τα αντίστοιχα F2 υβρίδια που παράγονται μετά από επικονίαση με το χέρι. Για μερικούς η αποτυχία της Chembred είναι ίσως το τελευταίο κεφάλαιο της χρησιμοποίησης F1 και F2 υβριδίων στις Ηνωμένες πολιτείες (Meredith and Brown, 1998) ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ F2 ΜΕ ΤΑ F1 ΥΒΡΙΔΙΑ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Θεωρητικώς η ευρωστία των F2 υβριδίων μειώνεται στο μισό, σε σχέση με την F1 γενιά, λόγω της ομομεικτικής εξασθένισης (Baloch et al., 2002). % ομομεικτική εξασθένιση = [(F2 F1)/ F1] x

26 Παρόλο αυτά, αρκετά δεδομένα δείχνουν ότι η αξιοποίηση των F2 υβριδίων για εμπορική χρήση φαίνεται εφικτή. Ως προς την απόδοση και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά, οι μετρήσεις ορισμένων πειραμάτων έδειξαν ότι, ως προς την απόδοση, τα F2 υβρίδια παρουσίασαν μόνο 12% ομομεικτική εξασθένιση σε σχέση με την απόδοση της F1 γενιάς (Baloch et al., 2002). Ως προς την εκατοστιαία αναλογία της ίνας (lint) τα F1 και F2 υβρίδια παρουσίασαν θετική ετέρωση 3% και 9% αντίστοιχα, σε σχέση με τους γονείς, ενώ ενδιαφέρον παρουσίασε το γεγονός ότι η F2 έδειξε 6% υψηλότερο ποσοστό σε σχέση με την F1. Ως προς το μήκος της ίνας, ενώ η F1παρουσίασε 3% αύξηση σε σύγκριση με τους γονείς, η F2 ήταν περίπου στα ίδια επίπεδα με τους γονείς. Τέλος, ως προς την ομοιομορφία ίνας, και τα δύο υβρίδια έδειξαν την ίδια υπεροχή (4,1%) σε σχέση με τους γονείς (Baloch et al., 2002). Τα αποτελέσματα αυτά, δείχνουν ότι ως προς την συνολική απόδοση και τους συντελεστές της, τα F2 υβρίδια μπορούν να είναι ανταγωνιστικά σε σχέση με τις εμπορικές ποικιλίες. Εδώ θα πρέπει να επισημάνουμε ότι η υπεροχή των F2 υβριδίων έναντι των καλύτερων γονέων τους, εκδηλώνεται κυρίως σε περιβάλλοντα με συνθήκες καταπόνησης (Reid, 1995). Ως προς την ευρωστία (λόγω ομομεικτικής εξασθένισης), η σημαντική απόκλιση των F2 από την αναμενόμενη (50%), μπορεί να αποδοθεί στην μη αθροιστική δράση των γονιδίων. Επίσης τα F2s μπορεί να δώσουν καλύτερους συνδυασμούς απόδοσης και ποιότητας της ίνας σε σχέση με τους γονείς, ενώ παρουσιάζει μεγαλύτερο εύρος προσαρμοστικότητας σε σχέση με την F1 και τις εμπορικές ποικιλίες (Baloch et al., 2002). Ένα άλλο γεγονός που πρέπει να επισημάνουμε είναι ότι τα F2s που παρουσίασαν χαμηλή ομομεικτική εξασθένιση, είχαν επίσης χαμηλή ειδική συνδυαστική ικανότητα (SCA) για όλα τα γνωρίσματα. Επειδή η ειδική συνδυαστική ικανότητα αποδίδεται συνήθως στη δράση κυρίαρχων γονιδίων, τότε η αναμενόμενη ομομεικτική εξασθένιση στην F2 θα είναι 50%. Εάν η ειδική συνδυαστική ικανότητα είναι μικρή, αυτό σημαίνει ότι και άλλα μη κυρίαρχα γονίδια υπερισχύουν, και έτσι η ομομεικτική εξασθένιση εμφανίζεται χαμηλότερη του 50% (Iqbal et al., 2003). 26

27 ΕΠΙΛΟΓΗ ΓΟΝΕΩΝ ΓΙΑ F2 ΥΒΡΙΔΙΑ Η πρόκληση των γενετιστών στο βαμβάκι είναι η αποτελεσματική αναγνώριση και επιλογή συνδυασμού γονέων που να μεγιστοποιούν την ετέρωση. Η γενική αρχή είναι ότι οι γονείς θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν γενετικά απομακρυσμένοι μεταξύ τους. Από εκεί και πέρα οι σωστές προσεγγίσεις για την παραγωγή υψηλοαποδοτικών F2s σύμφωνα με τους Meredith and Brown (1998) είναι οι εξής: 1. η επιλογή τουλάχιστον ενός γονέα με καλή προσαρμοστικότητα στην επιλεγόμενη περιοχή, ενώ ο δεύτερος γονέας μπορεί να προέρχεται από οποιαδήποτε περιοχή. 2. εάν η ποιότητα της ίνας είναι ο κύριος στόχος του βελτιωτή, τότε τουλάχιστον ένας από τους γονείς θα πρέπει να έχει όχι μόνο καλή συνδυαστική ικανότητα για απόδοση, αλλά και υψηλά χαρακτηριστικά ποιότητας ΜΕΡΙΚΩΣ ΔΙΕΙΔΙΚΑ ΥΒΡΙΔΙΑ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Αν υπήρχε τρόπος αντιμετώπισης του γενετικού εκφυλισμού που παρουσιάζουν τα F1 διειδικά υβρίδια στις επόμενες γενεές, θα ήταν δυνατός ο σχηματισμός καθαρών σειρών βαμβακιού, που συγκεντρώνουν τα πλεονεκτήματα και των δύο ειδών σε ομοζύγωτη κατάσταση. Για να βρεθεί όμως κάποιος τρόπος αντιμετώπισης θα πρέπει πρώτα να κατανοηθούν τα αίτια του εκφυλισμού. Η μελέτη των ισοενζύμων για τα δύο είδη στην F1 γενιά καθώς και στις διασπόμενες γενεές, θα μπορούσε να μας δώσει πληροφορίες σχετικά με το αν ο εκφυλισμός είναι αποτέλεσμα μορφών ανευπλοειδίας. Η γνώση σχετικά με το ποιο ή ποια από τα χρωμοσώματα του G. barbadense είναι φορείς των γονιδίων που ελέγχουν την υψηλή ποιότητα της ίνας και ποιο ή ποια από τα χρωμοσώματα του G. hirsutum είναι φορείς των γονιδίων που ελέγχουν την πρωιμότητα και το δυναμικό απόδοσης, θα επέτρεπε το σχηματισμό γενοτύπων που πιθανόν θα συνδιάζουν τα επιθυμητά χαρακτηριστικά και των δύο ειδών. Ένας τέτοιος γενότυπος δεν θα είναι ένα διειδικό υβρίδιο αλλά ένα μερικώς διειδικό υβρίδιο. Δηλαδή, λίγα από τα χρωμοσώματα του πυρήνα του κυττάρου θα προέρχονται από το G. barbadense και τα υπόλοιπα από το είδος G. hirsutum. 27

28 Ως προς την παραγωγή των μερικώς διειδικών υβριδίων, ενθαρρυντικά αποτελέσματα έχουν ανακοινωθεί από τους Zhou Shi-Qui et al. (1991), που επικονίασαν άνθη βαμβακιού με γύρη προερχόμενη από το Hibiscus cannabinus και πήραν ώριμους σπόρους. Κυτταρολογική μελέτη των φυτών που προέκυψαν από τους σπόρους αυτούς, έδειξε ότι ο αριθμός των χρωμοσωμάτων αυτών, κυμαίνονταν από 24 έως 49. Οι ερευνητές αυτοί αναφέρουν ότι τα φυτά αυτά ήταν μερικώς γόνιμα, αλλά κανένα από αυτά δεν είχε 52 χρωμοσώματα. Στην Ελλάδα τα τελευταία χρόνια άρχισε μία προσπάθεια ανάπτυξης ενός συστήματος παραγωγής μερικώς διειδικών φυτών στο βαμβάκι, τα οποία προέρχονται από την επικονίαση υβριδίων G. hirsutum X G. barbadense με γύρη, κυρίως από τα συγγενή είδη της οικογένειας Malvaceae, (Hibiscus cannabinus και Abelomoschus essculentum) (Mavromatis et al., 1998). Ως αποτέλεσμα αυτών των εργασιών ήταν να προκύψουν 4 γόνιμα φυτά μετά από επικονίαση ανθέων διειδικών υβριδίων βαμβακιού με γύρη του Hibiscus canabinus και ένα γόνιμο φυτό μετά από επικονίαση ανθέων διειδικών υβριδίων βαμβακιού με γύρη του Abelomoschus essculentum Η ΕΜΠΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΥΒΡΙΔΙΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η πρώτη χώρα στην οποία παρήχθη υβριδισμένος σπόρος για εμπορική χρήση ήταν η Ινδία. Ο κρατικός φορέας της Ινδίας έπαιξε ένα σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη και εξάπλωση της χρήσης υβριδίων βαμβακιού. Το πρώτο παγκοσμίως εμπορικό υβρίδιο βαμβακιού, με το όνομα Η4, δημιουργήθηκε το 1970, από το κρατικό ερευνητικό κέντρο βαμβακιού της Ινδίας. Το υβρίδιο Η4, λόγω της μεγάλης προσαρμοστικότητάς του σε διάφορα περιβάλλοντα αλλά και της υψηλής απόδοσης του, έγινε αμέσως αποδεκτό από τους βαμβακοκαλλιεργητές και γνώρισε μεγάλη εμπορική επιτυχία (htpp:1). Από τότε, ένας μεγάλος αριθμός από νέα υβρίδια βαμβακιού εμφανίζονται συνεχώς, δημιουργώντας έτσι μία συνεχή αύξηση του μεριδίου των υβριδίων στην βαμβακοκαλλιέργεια. Ενδεικτικά αναφέρουμε ότι στην Ινδία, στην οποία αντιστοιχεί 28

29 το 21% της παγκόσμιας καλλιεργήσιμης έκτασης βαμβακιού, το 40% των περίπου 9 εκατομμυρίων εκταρίων καλλιεργήσιμου βαμβακιού αντιστοιχεί σε υβρίδια (htpp:1) ΥΒΡΙΔΙΑ ΠΟΥ ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΥΝΤΑΙ ΑΠΟ ΚΡΑΤΙΚΟΥΣ ΚΑΙ ΙΔΙΩΤΙΚΟΥΣ ΦΟΡΕΙΣ Η παραγωγή και η εμπορική διάθεση του σπόρου υβριδίων βαμβακιού είναι υπόθεση δύο φορέων, του δημόσιου και του ιδιωτικού. Στην Ινδία, τα κρατικά υβρίδια όπως το Η4, το JKHL και το NHH44 προήλθαν από εθνικούς φορείς (όπως πανεπιστήμια, ερευνητικά κέντρα). Τα ιδιωτικά υβρίδια όπως το Mech 12 BT, Mech 162 BT (BT υβρίδια βαμβακιού της Mahyco-Monsanto), το Sandocot (Syngenta), δημιουργήθηκαν από τα ερευνητικά κέντρα μεγάλων εταιριών εμπορίας σπόρων (htpp:2). Η κρατική επιχείρηση σπόρων στην Ινδία παράγει και διακινεί μόνο κρατικά υβρίδια, τα οποία είναι πιστοποιημένα από τις αρμόδιες αρχές. Αντίθετα οι πολυεθνικές εταιρίες σπόρων σποροπαράγουν και διακινούν όχι μόνο τα δικά τους υβρίδια βαμβακιού αλλά και τα καλύτερα από εκείνα που δημιουργήθηκαν από τον δημόσιο φορέα. Η νομοθεσία στην Ινδία επιτρέπει τον οποιονδήποτε, υπό ορισμένες προϋποθέσεις, να σποροπαράγει και να διακινεί ένα κρατικό υβρίδιο βαμβακιού, ενώ αντίθετα προστατεύει τα ιδιωτικά υβρίδια (δικαίωμα πατέντας), ώστε να έχουν το μονοπώλιο της εκμετάλλευσής τους μόνο οι εταιρίες που τα δημιουργούν. Αυτό το καθεστώς οδήγησε τα τελευταία χρόνια στο αποτέλεσμα να διακινείται από τις εταιρίες το 80% της ποσότητας του σπόρου υβριδίων που πωλείται στην αγορά (htpp:1). Η μεταβολή που παρουσίασε η αγορά, από τα κρατικά στα ιδιωτικά υβρίδια, φαίνεται χαρακτηριστικά και από τα παρακάτω νούμερα. Τα ιδιωτικά υβρίδια παρουσίασαν αύξηση τη δεκαετία του 90 περίπου δεκαοκτώ φορές (από 1000 εκτάρια το 1990 σε εκτάρια το 2001), ενώ η αντίστοιχη αύξηση στα κρατικά ήταν μόλις 3.5 φορές (από σε εκτάρια). Οι λόγοι που οδήγησαν σ αυτή τη μεταστροφή είναι πάρα πολλοί. Ο κυριότερος όμως λόγος είναι ότι οι ιδιωτικές εταιρίες επένδυσαν μεγάλα κεφάλαια στην έρευνα και τη δημιουργία νέων ανταγωνιστικών υβριδίων βαμβακιού, τα οποία τους αποφέρουν σημαντικά κέρδη. Επίσης η είσοδος πολυεθνικών εταιριών, κολοσσών στον τομέα των υβριδίων, με 29

30 δεδομένη την μεγάλη υποδομή τους σε επιστημονικό προσωπικό και εγκαταστάσεις, δημιούργησε νέους πόλους διακίνησης των υβριδίων βαμβακιού (htpp:1) ΚΟΣΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΤΟΥ ΣΠΟΡΟΥ ΤΩΝ ΥΒΡΙΔΙΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Δεν είναι τυχαίο το γεγονός ότι το σύνολο σχεδόν της σποροπαραγωγής των υβριδίων βαμβακιού γίνεται στην Ινδία, όπου όχι μόνο το ημερομίσθιο είναι πολύ χαμηλό, αλλά επιτρέπεται και η εργασία μικρών παιδιών. Η αύξηση των εκταρίων για σποροπαραγωγή υβριδίων είναι συνυφασμένη με την αντίστοιχη αύξηση του αριθμού των παιδιών που εργάζονται σ αυτό τον τομέα. Υπολογίζεται ότι για κάθε εκτάριο απαιτούνται 10 εργάτες για τις απαραίτητες χειρονακτικές επικονιάσεις, σε διάστημα σχεδόν 4 μηνών. Ο αριθμός των παιδιών που απασχολούνται στις εταιρίες σποροπαραγωγής υβριδίων στην Ινδία έχει αυξηθεί από το 1990 σε το 2000 (htpp:1) Ο ΡΟΛΟΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΕΘΝΙΚΩΝ ΕΤΑΙΡΙΩΝ Η αύξηση της ζήτησης του σπόρου υβριδίων τα τελευταία χρόνια είχε ως αποτέλεσμα την εμφάνιση στο προσκήνιο πολλών ιδιωτικών εταιριών, οι οποίες παράγουν και πουλάνε το σπόρο. Η έρευνα και ανάπτυξη, η παραγωγή και η προώθηση του σπόρου υβριδίων θεωρείται πλέον μία τεράστια επιχείρηση της οποίας μερίδιο προσπαθούν να πάρουν πολλές πολυεθνικές εταιρείες όπως η Hindustan Lever Limited, η Monsanto, η Syngenta, η Advanta και η Proagro. Στις μέρες μας υπάρχουν περίπου 100 εταιρείες σπορικών, συμπεριλαμβανομένων και των πολυεθνικών, οι οποίες εμπλέκονται στην παραγωγή και διακίνηση των υβριδίων (htpp:1). 30

31 Πίνακας 2.5: Η έκταση καλλιέργειας για σποροπαραγωγή υβριδίων βαμβακιού και ο αριθμός των παιδιών που εργάστηκαν στις πολυεθνικές εταιρείες, κατά την περίοδο , για την παραγωγή υβριδίων. Εταιρία Hindustan Lever Ltd. Syngenta Advanta Mahyco-Monsanto Proagro Έκταση σποροπαραγωγής υβριδίων (σε εκτάρια) Αριθμός εργαζόμενων παιδιών στην σποροπαραγωγή Σύνολο Ο ρόλος των πολυεθνικών εταιρειών στην εμπορία του σπόρου υβριδίων αναπτύσσεται ραγδαία. Έχει υπολογιστεί ότι κατά το έτος , πέντε πολυεθνικές, η Syngenta, η Proagro και η Mahyco-Monsanto κατείχαν το 21.6% της συνολικής έκτασης για σποροπαραγωγή υβριδίων βαμβακιού. Ο ρόλος των πολυεθνικών αναμένεται να επεκταθεί τα επόμενα χρόνια, αφού και οι κυβερνήσεις των διαφόρων χωρών, η μία μετά την άλλη επιτρέπουν την ελεύθερη εμπορία γενετικώς τροποποιημένων υβριδίων βαμβακιού. Η Mahyco-Monsanto Biotech, μία εταιρεία που προήλθε από τη σύμπραξη της Monsanto και της Mahyco, έλαβε τον Απρίλιο του 2002 την άδεια από την Ινδική κυβέρνηση για την απελευθέρωση στην αγορά του πρώτου BT υβριδίου βαμβακιού. Τον ίδιο δρόμο στη συνέχεια ακολούθησαν και τα υβρίδια των άλλων πολυεθνικών (htpp:2) ΤΟ ΠΡΟΦΙΛ ΤΩΝ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΤΕΡΩΝ ΠΟΛΥΕΘΝΙΚΩΝ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΣΠΟΡΟΥ ΥΒΡΙΔΙΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ ΠΑΓΚΟΣΜΙΩΣ Syngenta India Η Syngenta India είναι η Ινδική θυγατρική της μητρικής Syngenta AG, που εδρεύει στην Ελβετία. Η Syngenta AG ιδρύθηκε το 1999 από τη συνένωση δύο εταιριών κολοσσών στο χώρο των αγροχημικών και των σπορικών, της Novartis AG 31

32 και της Astra Zeneca, θεωρείται η τρίτη μεγαλύτερη εταιρεία σπορικών στον κόσμο. Η Syngenta India εμπλέκεται στην έρευνα, παραγωγή και προώθηση αρκετών σημαντικών υβριδίων βαμβακιού, με περισσότερο γνωστό το υβρίδιο Sandocot JS (htpp:1). Monsanto Mahyco Η αμερικανοεβραικών συμφερόντων πολυεθνική εταιρεία Monsanto, είναι η δεύτερη μεγαλύτερη εταιρεία σπορικών στον κόσμο, η οποία έχει τα δικαιώματα πατέντας της τεχνολογίας BT γονιδίων (Bacillus Thuringiensis). Πρόσφατα συνενώθηκε με την επίσης αμερικάνικη Pharmacia, την ηγέτιδα εταιρεία φαρμακευτικών ουσιών για ανθρώπινη χρήση, παγκοσμίως. Το 1970 η Monsanto διείσδυσε στην αγορά της Ινδίας για την προώθηση του BT βαμβακιού της. Έτσι με τη σύμπραξη της με την Mahyco, η οποία είναι από τις μεγαλύτερες εταιρείες σπορικών στην Ινδία, δημιουργήθηκε μία νέα εταιρεία (join venture company) με το όνομα Mahyco-Monsanto Biotech Limited (htpp:2). Η Mahyco-Monsanto δραστηριοποιήθηκε αμέσως στο χώρο των υβριδίων βαμβακιού, με αποτέλεσμα το 2002 να είναι η πρώτη εταιρεία παγκοσμίως που πήρε το δικαίωμα από τη κυβέρνηση της Ινδίας για την ελεύθερη διακίνηση στην αγορά των τριών πρώτων BT υβριδίων βαμβακιού (Mech 12 BT, Mech 162 BT και Mech 184 BT). Η μεγάλη επιτυχία των τριών αυτών υβριδίων βαμβακιού από τον πρώτο δοκιμαστικό χρόνο, έφερε αλματώδη άνοδο (+700%) των πωλήσεων την επόμενη χρονιά (από σακιά το 2002 στα το 2003). Σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα της Mahyco-Monsanto, ο άμεσος στόχος των επόμενων χρόνων είναι η κατάληψη του 30-40% της συνολικής αγοράς, δηλαδή 4 εκατομμύρια σακιά υβριδιόσπορου βαμβακιού (htpp:1). Hindustan Lever Ltd. Η Hindustan Lever είναι η θυγατρική της Άγγλο-Γερμανικής πολυεθνικής εταιρείας Unilever Plc. Θεωρείται αυτή τη στιγμή η μεγαλύτερη εταιρεία παραγωγής και διακίνησης υβριδίων βαμβακιού, κατέχοντας το 70% της συνολικής αγοράς (htpp:1). 32

33 Proagro Seeds Ltd. Η Proagro Seeds είναι μία από τις πέντε μεγαλύτερες εταιρείες υβριδιόσπορου βαμβακιού στον κόσμο. Θεωρείται μέλος του ομίλου εταιρειών της Bayer Crop Science, της μεγαλύτερης παγκοσμίως εταιρείας αγροχημικών με έδρα τη Γερμανία (htpp:1). Advanta India Ltd. Η Advanta India είναι η ινδική θυγατρική εταιρεία της Advanta B.V., μίας από τις δέκα μεγαλύτερες εταιρείες σπόρων στον κόσμο. Η Advanta B.V. σχηματίστηκε το 1998 από τη συνένωση των πολυεθνικών Astra Zeneca Seeds, (U.K.) και της Vanderhave Seeds (HOLLAD). Η Advanta India παράγει και διακινεί ένα μεγάλο αριθμό υβριδίων βαμβακιού με εξαιρετική επιτυχία (htpp:1). Hazera Genetics Ltd. Εδώ και 65 χρόνια η Hazera Genetics θεωρείται μία από τις κορυφαίες εταιρείες σπόρων στον κόσμο. Έχει έδρα το Ισραήλ, ενώ ένα μεγάλο δίκτυο από δικά της ερευνητικά και εμπορικά κέντρα επεκτείνονται σε 50 χώρες της υφηλίου. Ως προς τα υβρίδια βαμβακιού, η Hazera έχει κάνει σημαντικά βήματα τα τελευταία χρόνια. Σε αυτά τα πλαίσια της ανάπτυξης της αποσκοπεί και η ανακοίνωση της συνεργασίας της με τη Monsanto το Φεβρουάριο του 2005 (htpp:3). Στους επόμενους πίνακες παραθέτουμε τα σημαντικότερα ενδοειδικά και διειδικά υβρίδια βαμβακιού της εταιρείας, καθώς και τα χαρακτηριστικά τους. Πίνακας 2.6: Ποιοτικά χαρακτηριστικά της ίνας των F1 διειδικών υβριδίων (G. hirsutum x G. barbadense) της Hazera Ltd. Ποικιλία Αντοχή (gr/tex) Επιμήκυνση (%) micronaire Μήκος (inch) Ειδικά χαρακτηριστικά Περιγραφή Acalpi ,5-7 3,7-3,9 1,32 Δυνατό φυτό, υψηλοαποδοτικό Etna ,8-7,5 3,7-3,9 1,32 πρώιμο Europa ,8-7,5 3,6-3,8 1,3 Πολύ πρώιμο Ica ,5-7 3,7-3,9 1,32 Πρώιμο, φυτό Compact Omni ,5-7,5 3,6-3,8 1,34 Φύλλα με τρίχες Sevilla ,5-7 3,4-3,6 1,3 33

34 Πίνακας 2.7: Ποιοτικά χαρακτηριστικά της ίνας των F1 ενδοειδικών υβριδίων G. barbadense της Hazera Ltd. Ποικιλία Αντοχή (gr/tex) Επιμήκυνση (%) micronaire Μήκος (inch) Ειδικά χαρακτηριστικά Ha ,6-3,8 1,33 Δυνατό φυτό, υψηλοαποδοτικό YD ,6-3,8 1,4 Υψηλοαποδοτικό, ποιοτικά χαρακτηριστικά Περιγραφή Πίνακας 2.8: Ποιοτικά χαρακτηριστικά της ίνας των F1 ενδοειδικών υβριδίων G. hirsutum της Hazera Ltd. Ποικιλία Αντοχή (gr/tex) Επιμήκυνση (%) micronaire Μήκος (inch) Ειδικά χαρακτηριστικά Marta ,2 1,13 Φυτό Compact, υψηλοαποδοτικό Okricott ,2 1,13 Φύλλα Okra, πρώιμο Περιγραφή ΤΑ ΥΒΡΙΔΙΑ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Τα εμπορικά υβρίδια άρχισαν να μελετώνται στην Ελλάδα από το 1982 στο Ινστιτούτο Βάμβακος. Ο στόχος ήταν να διερευνηθεί η συμπεριφορά των υβριδίων στις ελληνικές συνθήκες και να επιλεγούν γονείς με καλή συνδυαστική ικανότητα, ώστε όταν επιλυθούν όλα τα προβλήματα παραγωγής υβριδισμένου σπόρου, να δημιουργηθούν τα επιθυμητά υβρίδια για την Ελλάδα. Μερικά ελληνικά υβρίδια, τόσο διειδικά αλλά κυρίως ενδοειδικά, αποδείχτηκαν πολύ ενδιαφέροντα, όπως φαίνεται στα παρακάτω σχεδιαγράμματα (εικ. 2.4 και 2.5). 34

35 Εικόνα 2.4: Ετέρωση ενδοειδικών F1 υβριδίων βαμβακιού (%) σε σχέση με τον μάρτυρα Σίνδοος 80. (Πηγή: Βιομηχανικά φυτά, Γαλανοπούλου-Σενδουκά, 2002). 35

36 Εικόνα 2.5: Ετέρωση ενδοειδικών F1 υβριδίων βαμβακιού (%) σε σχέση με τα μάρτυρα Σίνδος 80. (Πηγή: Βιομηχανικά φυτά, Γαλανοπούλου-Σενδουκά, 2002). Από τη διερεύνηση των ελληνικών υβριδίων φάνηκε ότι η ετέρωση παραλλάσσει σε μεγάλο βαθμό. Αυτό δείχνει ότι είναι απαραίτητη η απομόνωση γονέων με καλή συνδυαστική ικανότητα προκειμένου να δημιουργηθούν αποδοτικά υβρίδια. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι υπάρχει δυνατότητα να δημιουργηθούν ελληνικά υβρίδια, τα οποία να συνδυάζουν, κάτω από τις συνθήκες της χώρας μας, σημαντική ωφέλιμη ετέρωση ως προς την απόδοση, μικρή ως προς την πρωιμότητα, καλά ποιοτικά χαρακτηριστικά ίνας και ικανοποιητική ανθεκτικότητα στη βερτισιλλίωση (Galanopoulou-Sendouca and Roupakias, 1999). Ως προς την εμπορική διάδοση των ξένων υβριδίων στην Ελλάδα, αυτή ξεκίνησε το 2000 με την εισαγωγή του διειδικού υβριδίου ΕΤΝΑ της Hazera Genetics. Την αποκλειστικότητα στην διανομή του υβριδίου ETNA στην Ελλάδα στην αρχή την είχε η εταιρεία ΓΕΩΧΗΜ Α.Ε., ενώ από το 2002 περιήλθε στην εταιρεία ΑΛΦΑ Α.Ε.Β.Ε. Οι πωλήσεις του υβριδίου ETNA είναι περίπου 60 τόνοι 36

37 ετησίως, που αντιστοιχούν σε στρέμματα βαμβακοκαλλιέργειας (η προτεινόμενη δοσολογία του είναι 1,5Kg σπόρος ανά στρέμμα). Αν και η συμπεριφορά του υβριδίου ETNA ως προς την απόδοση σε ορισμένες περιπτώσεις ήταν εντυπωσιακή (μέχρι και 600 Kg σύσπορου ανά στρέμμα), η έλλειψη τεχνογνωσίας ως προς την ορθή καλλιεργητική διαχείριση του (συχνότητα και ποσότητα νερού ποτίσματος, κρίσιμα στάδια εφαρμογής Pix) οδήγησαν σε μερική απαξίωση του προϊόντος στην αγορά. Εδώ να αναφέρουμε έναν άλλον επίσης σημαντικό αρνητικό παράγοντα, ο οποίος είναι η τιμή του, που είναι σχεδόν τετραπλάσια από αυτή των απλών ποικιλιών (περίπου 27/Kg ο σπόρος υβριδίου). Όσοι παραγωγοί καλλιεργούν υβρίδια στη χώρα μας, συνάπτουν συμβάσεις με τα εκκοκκιστήρια, ενώ η πριμοδότηση του εργοστασίου είναι περίπου + 0,15 ανά κιλό σύσπορου βαμβακιού σε σχέση με την ισχύουσα τιμή για μία απλή εμπορική ποικιλία. 37

38 3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 3.1. ΦΥΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ Το γενετικό υλικό της παρούσας εργασίας ήταν 31 P 6 οικογένειες βαμβακιού, που θα αναφέρονται στη συνέχεια με αύξοντα αριθμό από το 1 έως το 31. Οι οικογένειες αυτές προέκυψαν από επικονίαση F1 διειδικών υβριδίων βαμβακιού με γύρη Hibiscus cannabinus και Abelomoschus esculentum (P 0, 1998). Τα αρχικά φυτά P 0 διατηρήθηκαν στις επόμενες γενιές με απλή φαινοτυπική επιλογή {P 1 (1999), P 2 (2000), P 3 (2001), P 4 (2002)}, όπως εμφανίζονται στον πίνακα 3.1. Πίνακας 3.1. Γενεολογία του φυτικού υλικού των μερικώς διειδικών υβριδίων βαμβακιού που χρησιμοποιήθηκαν και ο αντίστοιχος κωδικός αριθμός κατά τα έτη 2003 έως 2004 P 0 (1998) P 5 (2003) P 6 (2004) [(Carnak x 4S )x Hib.cannabinus] 27 1 [(Carnak x 4S )x Hib.cannabinus] 1 2 [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] 22 3 [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] 14 4 [(B403 x Coker) x Hib.cannabinus] 14 5 [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] 14 6 [(B403 x Coker) x Hib.cannabinus] 8 7 [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] 12 8 [(B403 x Coker) x Hib.cannabinus] 8 9 [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] [(B403 x Coker) x Hib.cannabinus] 4 11 [(B403 x Coker) x Hib.cannabinus] 8 12 [(B403 x Coker) x Hib.cannabinus] 4 13 [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] [(B403 x Coker) x Hib.cannabinus] 6 15 [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus]

39 [(B403 x Acala) x Hib.cannabinus [(B403 x Coker) x Hib.cannabinus] 8 18 [(B403 x Coker) x Hib.cannabinus] 5 19 [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] [(B403 x Acala) x Hib.cannabinus [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] 2 24 [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] 2 25 [(B403 x Coker) x Hib.cannabinus] 9 26 [(B403 x Coker) x Hib.cannabinus] 9 27 [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] [(B403 x Coker) x Hib.cannabinus] 7 30 [(Carnak x 4S) x Hib.cannabinus] ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ Οι οικογένειες αξιολογήθηκαν στο Αγρόκτημα του Πανεπιστήμιου Θεσσαλίας, στο Βελεστίνο την καλλιεργητική περίοδο Ο πειραματικός αγρός βρίσκεται σε γεωγραφικό πλάτος 39 ο 23 και γεωγραφικό μήκος 22 ο 45. Ο αγρός την προηγούμενη χρονιά είχε καλλιεργηθεί με σιτάρι. Το έδαφος ανήκει στην υποομάδα Typic Xerochrept, με μηχανική σύσταση αργιλοπηλώδες, ph=7.9-8, οργανική ουσία 1.44%, P 2 O 5 (κατά Olsen) ppm και ολικό CaCO % (Μήτσιος, 2000). Τα μετεωρολογικά δεδομένα (θερμοκρασία αέρα και βροχόπτωση) καταγράφηκαν σε ωριαία βάση σε πλήρως αυτοματοποιημένο μετεωρολογικό σταθμό που υπήρχε σε απόσταση 50 μέτρων από τον πειραματικό αγρό. Στο σχήμα 3.1. παρουσιάζονται τα μετεωρολογικά δεδομένα θερμοκρασίας και βροχόπτωσης κατά τη διάρκεια της περιόδου ανάπτυξης του βαμβακιου το 2004, και συγκρίνονται με τους αντίστοιχους μέσους όρους 25 ετών για την υπό μελέτη περιοχή. 39

40 Βροχόπτωση (mm) βροχόπ τωση έτους 2004 βροχόπ τωση (μ.ο. 25 ετών) θερμοκρασίες έτους 2004 θερμοκρασίες (μ.ο. 25 ετών) Θερμοκρασία ( o C) Μάιος Ιούνιος 3 1 Ιούλιος Αύγουστος 2 3 Σεπτέμβριος Οκτώβριος Δεκαήμερα 0 Σχήμα 3.1. Μέση ημερήσια θερμοκρασία ( 0 C, μ.ο. δεκαημέρου) και βροχόπτωση (mm ανά δεκαήμερο) στο Βελεστίνο κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου του έτους Όπως προκύπτει από το σχήμα 3.1., το θέρος του 2004 δεν ήταν αρκετά υγρό με υποδιπλάσια περίπου βροχόπτωση (περίπου 250mm από τον Ιούνιο έως τον Σεπτέμβριο) από ένα μέσο θέρος. Ιδιαίτερα βροχεροί ήταν οι μήνες Μάιος και το 3 ο δεκαήμερο του Αυγούστου με βροχόπτωση 34 και 12.4 mm, αντίστοιχα. Πριν την εγκατάσταση του πειραματικού (το οποίο καταλάμβανε έκταση περίπου 1000m 2 ) προηγήθηκε όργωμα, δισκοσβάρνα, λίπανση και κατεργασία του εδάφους με φρέζα. Ως προς την εφαρμογή της λίπανσης, η βασική λίπανση έγινε στις 25/4/05 και χρησιμοποιήθηκε το σύνθετο λίπασμα , 40Kgr/στρμ., + Πάτεντκαλι, δηλ. θειικό καλιομαγνήσιο, 20 Kgr/στρμ. Στις 17/6/04 πραγματοποιήθηκε η επιφανειακή λίπανση, με την εφαρμογή Νιτρικής Αμμωνίας 25 Kgr/στρμ. Η βασική ζιζανιοκτονία έγινε στις 26/4/04 και εφαρμόστηκε με ενσωμάτωση ο συνδυασμός TREFLAN 48 EC (trifluralin), 300cc/ στρμ. + GESAGARD 50 SC (prometryn), 250cc/ στρμ. 40

41 Το πειραματικό σχέδιο στον αγρό ήταν κυψελωτό R-31 (Σχήμα 3.2.) (Fasoulas and Fasoula, 1995). Συγκεκριμένα σπάρθηκαν 31 σειρές-οικογένειες και 33 φυτά ανά σειρά. Σε κάθε θέση τοποθετήθηκαν δύο σπόροι της κάθε οικογένειας που αντιστοιχούσε στην ανάλογη θέση. Οι αποστάσεις μεταξύ των φυτών ήταν 1m και μεταξύ των σειρών 0,87m. 41

42 Σχήμα 3.2. Κυψελωτή διάταξη σποράς (R-31) των μερικώς διειδικών υβριδίων βαμβακιού. 42

43 Η σπορά πραγματοποιήθηκε στις 4/5/04. Το αραίωμα έγινε στις 10/6/04 και αφέθηκε το πιο εύρωστο φυτό ανά θέση. Όσον αφορά την φυτοπροστασία από εντομολογικές προσβολές και την διαφυλλική λίπανση των φυτών, έγιναν συνολικά πέντε ψεκασμοί. Στον πρώτο διαφυλλικό ψεκασμό (12/6/04) χρησιμοποιήθηκε το υδατοδιαλυτό λίπασμα SOLUGRO (MILLER) T.E. (300gr/στρμ.) για ριζική ανάπτυξη και ευεξία των φυτών. Στον επόμενο ψεκασμό (15/7/04) εφαρμόστηκε συνδυασμός του εντομοκτόνου THIODAN 47 WP (endosulfan) (150gr/στρμ.) για την αντιμετώπιση θρύπα και λίγκου και του υδατοδιαλυτού λιπάσματος NUTRENT EXPRESS (MILLER) (300gr/στρμ.) για καρπόδεση. Ο 3 ος ψεκασμός (18/8/04) έγινε με διαφυλλική εφαρμογή του εντομοκτόνου DECIS 2,5 EC (deltamethrin) (30cc/στρμ.) για προστασία του βαμβακιού από το πράσινο σκουλήκι. Στον 4 ο ψεκασμό (2/11/04) έγινε διαφυλλική εφαρμογή της φυτορυθμιστικής ουσίας ETHREL 48SL (ethefon) (250cc/στρμ.) για πρώιμη και ομοιόμορφη ωρίμανση των καρυδιών. Ο 5 ος ψεκασμός (18/11/04) πραγματοποιήθηκε μετά το τέλος του πρώτου σταδίου συγκομιδής του βαμβακιού, και εφαρμόστηκε ψεκασμός με τη φυτορυθμιστική ουσία FINISH (ethefon 48% + cyclanilide 6%) (250cc/στρμ.) για γρήγορη αποφύλλωση και άνοιγμα των υπολοίπων καρυδιών του βαμβακιού. Ως προς την συγκομιδή, αυτή πραγματοποιήθηκε σε δύο στάδια (15-17/11/04 και 3-4/12/04). Η συγκομιδή έγινε με το χέρι, τοποθετώντας το σύσπορο βαμβάκι του κάθε φυτού σε ξεχωριστό σακουλάκι, στο οποίο αναγράφονταν η σειρά, ο γενότυπος και η θέση που αντιστοιχούσε στο κάθε φυτό μέσα στον πειραματικό αγρό. Τέλος, είναι αναγκαίο να επισημανθεί ότι καθ όλη τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου έγιναν αρκετά σκαλίσματα για την καταπολέμηση των ζιζανίων, ενώ συνολικά εφαρμόστηκαν 8 ποτίσματα με στάγδην άρδευση, ανά τακτά χρονικά διαστήματα 3.3. ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Έγιναν μετρήσεις και ελήφθησαν παρατηρήσεις που αφορούσαν μορφολογικά χαρακτηριστικά σε επίπεδο ατομικών φυτών. Έτσι δόθηκε η δυνατότητα για κατηγοριοποίηση των φυτών με βάση την ομοιότητα τους με τους μητρικούς 43

44 γενότυπους. Συγκεκριμένα έγινε καταγραφή των σειρών ως προς την ομοιότητα τους με το είδος G. hirsutum ή G. barbadense, με βάση τα εξής μορφολογικά χαρακτηριστικά: 1. τύπος ανάπτυξης φυτών: -Cluster -Ημισυμπαγής -Ανοιχτής διακλάδωσης 2. ύψος φυτών 3. χρώμα άνθους 4. ύπαρξη κηλίδων στο εσωτερικό των πετάλων 5. γονιμότητα φυτών 6. ημερομηνία εμφάνισης 1 ου άνθους 7. ημερομηνία ανοίγματος 1 ου καρυδιού 8. απόδοση κατά την 1 η συγκομιδή 9. απόδοση κατά την 2 η συγκομιδή 10. συνολική απόδοση ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΗΣ ΙΝΑΣ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ. Από την ποσότητα του σύσπορου βαμβακιού που πάρθηκε από τις οικογένειες των πειραματικών τεμαχίων, αποσπάσθηκε ποσότητα 100 gr από την καθένα μία και ακολούθησε εκκοκισμός του σύσπορου βαμβακιού. Η διαδικασία που ακολουθήθηκε περιγράφεται παρακάτω ΕΚΚΟΚΙΣΜΟΣ ΣΥΣΠΟΡΟΥ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ. Με εκκοκκιστική μηχανή βάμβακος SDL 010 (MAKINETO) τα εκκοκισμένα δείγματα βάμβακος χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό της ποιότητας της ίνας. 44

45 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ. Οι μετρήσεις ως προς τα χαρακτηριστικά ποιότητας αφορούσαν τα εξής: Το μήκος της ίνας. Την ομοιομορφία της ίνας Το μήκος και η ομοιομορφία προσδιορίστηκαν με τη βοήθεια του ειδικού οργάνου HVI (High Volume Instrument). Πριν αρχίσουν οι μετρήσεις, είναι απαραίτητη η διαδικασία της βαθμονόμησης (calibration) της συσκευής, με τη μέτρηση πρότυπων δειγμάτων με γνωστό μήκος ινών, για την σωστή λειτουργία της συσκευής. Η λειτουργία του οργάνου βασίζεται στη λήψη αντιπροσωπευτικού δείγματος ινών, οι οποίες «πιάνονται» με ένα χτένι τυχαία σε κάποιο σημείο του μήκους τους, παραλληλίζονται και μετρώνται φωτοηλεκτρικά, σε διάφορα ποσοστά ινών, οι αποστάσεις που εξέχουν οι ίνες από το σημείο που έχουν πιαστεί. Συγκεκριμένα λαμβάνονται οι τιμές του μήκους του 2.5% (2.5% Span Length), που αποτελεί το ελάχιστο μήκος σε χιλιοστά που μπορεί να έχει το 2.5% των μακρύτερων ινών του δείγματος. Ακόμα, υπολογίζεται το μήκος 50% (50% Span Length), που αποτελεί το ελάχιστο μήκος σε χιλιοστά που μπορεί να έχει το 50% των ινών του δείγματος και τέλος ο λόγος του μήκους του 50% των ινών προς το μήκος του 2.5% που αποτελεί την ομοιομορφία του μήκους των ινών (Uniformity Ratio). Η τιμή του 2.5% των ινών αποτελεί και το μήκος που μετράμε ουσιαστικά και που μας ενδιαφέρει για τις μετρήσεις. Πριν αρχίσουν οι μετρήσεις, είναι απαραίτητη η διαδικασία της βαθμονόμησης (calibration) της συσκευής, με τη μέτρηση πρότυπων δειγμάτων με γνωστό μήκος ινών, για την σωστή λειτουργία της συσκευής. Το micronaire Η πιο γνωστή μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της λεπτότητας σε συνδυασμό με την ωριμότητα είναι ο δείκτης Micronaire, ο οποίος για τις ανάγκες της εργασίας προσδιορίστηκε με το όργανο MICRONAIRE SDL 019. Η μέθοδος στηρίζεται στην αντίσταση μιας ορισμένης μάζας βαμβακιού (5gr) στην διέλευση του αέρα. Τοποθετούνται 5gr βαμβακιού μέσα σε μεταλλικό σωλήνα ο 45

46 οποίος κλείνετε προσεκτικά και αεροστεγώς. Στη συνεχεία ρυθμίζετε κατάλληλα το υγρό που υπάρχει μέσα στους γυάλινους συγκοινωνούντες σωλήνες, οι οποίοι ρυθμίζουν την πίεση αέρα, ώστε η στάθμη του ενός σωλήνα να μη ξεπερνάει ένα προκαθορισμένο όριο, και μετρώντας τη στάθμη του δεύτερου αριθμημένου σωλήνα, παίρνουμε την τιμή του οργάνου. Από κάθε πειραματικό τεμάχιο χρησιμοποιήθηκαν τρία δείγματα βαμβακιού των 5g και έγιναν αντίστοιχα τρεις μετρήσεις για κάθε τεμάχιο. Από τις τρεις αυτές τιμές υπολογίστηκε ο μέσος όρος, ο οποίος έδωσε τελικά την τιμή του Micronaire του κάθε δείγματος. Την αντοχή της ίνας Η μέτρηση της αντοχής της ίνας του βαμβακιού γίνεται με την συσκευή PRESSLEY SDL 019, η οποίος υπολογίζει τον δείκτη Pressley. Πριν την έναρξη της μέτρησης της αντοχής των υπό εξέταση δειγμάτων, πρέπει να προηγηθεί η διαδικασία εξακρίβωσης της σωστής λειτουργίας του οργάνου. Αυτό γίνεται με τη χρήση πρότυπου δείγματος βαμβακιού γνωστών τιμών των χαρακτηριστικών ποιότητας. Από το δείγμα αυτό αποσπάται μικρή ποσότητα ινών. Η ποσότητα αυτή των ινών περνάει κατ επανάληψη από την χτένα ώστε να προκύψει τελικά μια πολύ μικρότερη ποσότητα ινών, παράλληλων μεταξύ τους και ίσου περίπου μήκους, δηλαδή μια δέσμη ινών, η οποία στη συνεχεία τοποθετείται στις δυο εφαπτόμενες σιαγώνες, φροντίζοντας οι ίνες να είναι τεντωμένες. Αφού σφιχτούν οι σιαγώνες με τον στροφέα ώστε να πιάσουν σταθερά τη δέσμη των ινών, κόβεται με το μαχαίρι ότι περισσεύει από την δέσμη έξω από τις σιαγώνες. Έτσι η δέσμη τώρα κρατάει ενωμένες τις σιαγώνες, οι οποίες στη συνεχεία τοποθετούνται στη συσκευή Pressley. Η συσκευή ρυθμίζεται έτσι ώστε να βρίσκεται σε οριζόντια θέση και απελευθερώνουμε την ασφάλεια. Ένα βάρος κυλάει πάνω στο βαθμολογημένο στέλεχος της συσκευής μέχρι να σπάσει η δέσμη των ινών. Τότε το βάρος σταματάει να κυλάει και μας δίνει μια ένδειξη πάνω στο βαθμολογημένο στέλεχος. Κατόπιν ανοίγονται οι σιαγώνες, συλλέγονται οι σπασμένες πλέον ίνες με την τσιμπίδα και ζυγίζονται σε ζυγό ακρίβειας. Διαιρώντας την ένδειξη του Pressley κάθε δείγματος δια του βάρους του, λαμβάνεται μια τιμή. Η ίδια διαδικασία επαναλαμβάνεται έξι φορές. Ο μέσος όρος των έξι αυτών τιμών διαιρείται με την τιμή του Pressley του δείγματος (αναγράφεται στη συσκευασία του πρότυπου αυτού δείγματος). Έτσι προκύπτει ο συντελεστής 46

47 διόρθωσης που θα πρέπει να κυμαίνεται από 0,950 1,050. Στη συνέχεια σε κάθε δείγμα γίνονται τρεις μετρήσεις ακολουθώντας την διαδικασία που αναφέρθηκε παραπάνω. Ο μέσος όρος των δειγμάτων αυτών πολλαπλασιάζεται με τον συντελεστή διόρθωσης και προσδιορίζεται η τιμή Pressley από τον πίνακα. Τιμές αποδεκτές στην κλίμακα της συσκευής Pressley σπαστήρας για τον μάρτυρα είναι από 15,0 20,0 και για τα δείγματα από 14,5 20, ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΤΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Η στατιστική επεξεργασία των δεδομένων έγινε με τη χρησιμοποίηση των στατιστικών πακέτων SPSS για windows και HONEY για IBM-PC s. Το στατιστικό πακέτο HONEY χρησιμοποιήθηκε με βάση το κυψελωτό σχέδιο R-31, για την επιλογή των 58 πιο υψηλοαποδοτικών γενοτύπων. Όσον αφορά το SPSS, έγινε μονοπαραγοντική ανάλυση διακύμανσης, σύμφωνα με το πρότυπο Becker, 1992: Πηγή Μέσα Τετράγωνα Αναμενόμενα Μέσα Τετράγωνα Μεταξύ γενοτύπων Μ 1 σ 2 e + rσ 2 g Εντός γενοτύπων Μ 2 σ 2 e Συγκεκριμένα, η πειραματική μονάδα ήταν το ατομικό φυτό, επαναλαμβανόμενο ανάλογα με τον αριθμό των φυτών που αναπτύχθηκαν. Με βάση το προηγούμενο πρότυπο ήταν δυνατός ο υπολογισμός της γενετικής διακύμανσης σ 2 g και της φαινοτυπικής διακύμανσης σ 2 p. Με βάση τις προηγούμενες εκτιμήσεις υπολογίστηκαν οι τιμές του συντελεστή κληρονομικότητας H= σ 2 g/ σ 2 p, του συντελεστή παραλλακτικότητας CV=(M 3 ) 1/2 /MO και του γενετικού συντελεστή παραλλακτικότητας GCV=( σ 2 g) 1/2 /MO. 47

48 4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ 4.1. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΦΥΤΡΩΤΙΚΗΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ Μεταξύ των 31 οικογενειών μερικώς διειδικών υβριδίων βαμβακιού (PIH) που εκτιμήθηκαν, βρέθηκε ότι τα ποσοστά φυτρώματος κυμάνθηκαν από 33% έως 67%. Εξαίρεση αποτέλεσε η οικογένεια 31, η οποία είχε σχεδόν μηδενική φυτρωτική ικανότητα (3%). Οι οικογένειες που ξεχώρισαν ως προς το ποσοστό φυτρώματος ήταν οι 2 και 7 με 67% και οι οικογένειες 15, 11, 6, 10 με ποσοστά 65, 64, 63, 62% αντίστοιχα (πίνακας 4.1). Στην εικόνα 4.1 παρουσιάζεται η κυψελωτή διάταξη των γενοτύπων στον πειραματικό αγρό και το ποσοστό φυτρώματος ανά θέση. Από τους 2046 σπόρους που συνολικά φυτεύτηκαν στον πειραματικό αγρό (1023 θέσεις x 2 σπόροι ανά θέση), φύτρωσαν τελικά οι Δηλαδή το ποσοστό φυτρώματος ήταν κατά μέσο όρο 52%. Πίνακας 4.1: Ο αριθμός σπόρων που σπάρθηκαν και το ποσοστό φυτρώματος ανά οικογένεια. Οικογένεια Αριθμός σπόρων ανά οικογένεια, που σπάρθηκαν στον πειραματικό Ποσοστό φυτρώματος (%) 1 34 x 2 = 68 54% 2 33 x 2 = 66 67% 3 33 x 2 = 66 55% 4 33 x 2 = 66 50% 5 33 x 2 = 66 53% 6 32 x 2 = 64 63% 7 33 x 2 = 66 67% 8 33 x 2 = 66 50% 9 33 x 2 = 66 58% x 2 = 66 62% x 2 = 64 64% 48

49 12 33 x 2 = 66 59% x 2 = 66 56% x 2 = 66 58% x 2 = 66 65% x 2 = 66 42% x 2 = 64 59% x 2 = 66 55% x 2 = 66 39% x 2 = 66 33% x 2 = 68 38% x 2 = 66 52% x 2 = 66 59% x 2 = 66 42% x 2 = 66 59% x 2 = 66 53% x 2 = 68 53% x 2 = 66 47% x 2 = 66 48% x 2 = 66 52% x 2 = 66 3%

50 Εικόνα 4.1: Κυψελωτή διάταξη των φυτών βαμβακιού στο πειραματικό αγροτεμάχιο. Με τον κόκκινο χρωματισμό επισημαίνονται οι θέσεις στις οποίες δεν φύτρωσαν οι σπόροι, με κίτρινο χρωματισμό επισημαίνονται οι θέσεις στις οποίες φύτρωσε ένας από τους δύο σπόρους του αντίστοιχου φυτού και τέλος με τον πράσινο χρωματισμό επισημαίνονται οι θέσεις στις οποίες φύτρωσαν και οι δύο σπόροι του αντίστοιχου φυτού. 50

51 Γενικά τα αποτελέσματα δείχνουν μη ικανοποιητική φυτρωτική ικανότητα για το σύνολο των οικογενειών, αφού μία αξιόλογη εμπορική ποικιλία έχει περίπου 90-95% φυτρωτική ικανότητα. Ως αιτία μη ικανοποιητικής φυτρωτικής ικανότητας δεν μπορεί να αποκλειστεί η πιθανότητα ύπαρξης ανευπλοειδίας. Η περαιτέρω αξιολόγηση και επιλογή ορισμένων υψηλοαποδοτικών γενοτύπων με καλά ποιοτικά γνωρίσματα, προϋποθέτει την βελτίωση τους ως προς την φυτρωτική ικανότητα, είτε μέσω επιλογής είτε κυρίως μέσω τεχνητής επεξεργασίας του σπόρου βαμβακιού ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ Από τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη μελέτη των 30 οικογένειων των μερικώς διειδικών υβριδίων βαμβακιού, παρατηρήθηκε ότι στην πλειοψηφία των οικογενειών υπήρχε ομοιομορφία μεταξύ των φυτών εντός της κάθε οικογένειας. Η καταγραφή του κάθε φυτού ξεχωριστά ως προς την ομοιότητα του με το είδος G. hirsutum ή το είδος G. barbadense, έγινε με βάση το σχήμα του φύλλου, το χρώμα του άνθους και την ύπαρξη κηλίδων στο εσωτερικό των πετάλων. Το 73.4% των οικογενειών παρουσίασαν κατά κύριο λόγο τυπικά χαρακτηριστικά του είδους G. barbadense (εικόνα 4.3.). Συγκεκριμένα είχαν το χαρακτηριστικό σχήμα φύλου του είδους, τα κίτρινα πέταλα του άνθους και την ύπαρξη κηλίδας στο εσωτερικό των πετάλων. Επίσης το 10% των οικογενειών είχαν γνωρίσματα G. barbadense αλλά και τύπου OKRA, με το χαρακτηριστικό παλαμοσχιδές φύλλο (εικόνα 4.4.). Το 10% του συνόλου των οικογενειών εμφάνισαν κυρίως τυπικά γνωρίσματα του είδους G. hirsutum (εικόνα 4.2.). Δηλαδή είχαν το τυπικό σχήμα φύλλου του είδους, λευκό άνθος χωρίς ύπαρξη κηλίδων στο εσωτερικό των πετάλων. Τέλος το υπόλοιπο 6.6%, δηλαδή οι οικογένειες 20 και 30 εμφάνισαν κατά το μεγαλύτερο ποσοστό φυτά με μορφολογικά χαρακτηριστικά και των δύο ειδών και ορίσθηκαν ως γέφυρες των δύο ειδών (εικόνα 4.5.) 51

52 Εικόνα 4.2: Μορφολογικά χαρακτηριστικά βαμβακιού του είδους G. hirsutum. Εικόνα 4.3: Μορφολογικά χαρακτηριστικά βαμβακιού του είδους G. barbadense. 52

53 Εικόνα 4.4: Μορφολογικά χαρακτηριστικά βαμβακιού του είδους G. barbadense, τύπου OKRA.. Εικόνα 4.5: Φυτό βαμβακιού με μεικτά μορφολογικά χαρακτηριστικά του τύπου G. barbadense - G. hirsutum. Εικόνα 4.6: Άγονο φυτό βαμβακιού., 53