Wykład 1

Populacja- zbiór roślin czy też zwierząt określonego gatunku

Populacja genetyczna (Mendlowska) zbiór osobników jednego gatunku i zasiedlających wspólny obszar krzyżujących się ze sobą w sposób losowy bez żadnych ograniczeń. Taki sposób krzyżowania nosi nazwę panmiksji i prowadzi do losowej wymiany alleli (chromosomów ) chromosomów obrębie wspólnej puli genów.

Te definicje odnoszą się do organizmów rozmnażających się płciowo w sposób swobodny np. ludzi, zwierząt, roślin obcopylnych.

Swobodne krzyżowania powoduje określone konsekwencje genetyczne

Prawo Hardy'ego- Weinberga- częstość występowania różnych genotypów w populacji pozostaje niezmieniona z pokolenia na pokolenie w populacji.

Jeśli dany gen występuje w populacji w postaci 2 alleli A lub a udział allelu A oznaczamy jako „p”, iż allel a jest jako „q” to

p+q=1 czyli q=1-p

udział w populacji poszczególnych genotypów wynosi

Gamety	A(p)	A(q)
A(p)	AA(p^2)	Aa(pq)
a(q)	Aa(pq)	aa(a^2)

AA-p²; Aa-2pq; aa-q² zgodnie z rozwinięciem dwumianu

(p+q)²=p2+2pq+q2=1

Czynniki zaburzające stan równowagi to:

1.mutacje genowe i chromosomowe powodujące powstawanie org o nowych genotypach. Udział genotypów zawierających zmutowanie geny może wzrastać w kolejnych pokoleniach, aż równowaga Hardy'ego- Weinberga ustawi się na równym poziomie

2.Selekcj:

-naturalna- zachodzące w sposób naturalny, preferująca organizmy lepiej przystosowane warunków środowiska

-sztuczna- powodowana przez człowieka celowo podczas hodowli roślin lub zwierząt

3. Migracje- odrywanie się od populacji wyjściowej grupy i często ich całkowita izolacja. Migracja grupowa może mieć inny skład genów niż populacja wyjściowa. Powoduje zmianę równowagi Hardy'ego- Weinberga. Po pewnym czasie równowaga ta ustala się innym i nowym poziomie

4.Dryf genetyczny- jest to nagłe i dające się przewidzieć zmiana udziału genotypów w populacji na skutek gwałtownego obniżenia jej liczebności (np. w wyniku katastrofy żywiołowej). Frekwencje alleli wśród nielicznych ocalałych osobników może przypadkowo być inna niż w populacji wyjściowej. Szczególnie wrażliwe na dryf genetyczny są populacje małe.

5.Preferencja (nielosowa) krzyżowanie powoduje zakłócenia równowagi Hardy'ego- Weinberga, Zachowanie równowagi jest przecież panmiksją, krzyżowanie całkowicie losowe

Wykład 2

Historia hodowli roślin

Trudno stwierdzić ojca hodowli, już Arystoteles pisał o hodowli

HODOWCY: Gostomski w Polsce, Ks. Krzysztof Kluk, Filip virrmorein

Hodowca polski Pepłowski Władysław uzyskał pszenicę tarnowska, Sępołowski napisał pierwszą książkę o hodowli, Prof. Tadeusz Wolski- twórca pszenżyta

Globalna powierzchnia uprawy zbóż
Rok	Ludność świata (mld)	Powierzchnia(mln ha)	Ha (1 mieszkańca)
1950	2,5	600	0,240
1975	4,0	730	0,183
2000	6,3	800	0,127

Udział hodowli w zwiększeniu plonów szcuje się 15-40%

W Polsce w jęczmieniu i pszenicy nawet do 70%; a na jakości jeszcze więcej ponad 80%

Zielona Rewolucja- Borlang w 1970 r uzyskanie nowej odmiany pszenicy, ryżu w Indiach- zmniejszenie się niedosytu żywności

1.Ośrodek Chiński- jęczmień, owies, soja gryka, proso, konopie, drzewa owocowe (grusze, jabłonie, morele)

2.Osiedle Indyjskie- ryż, trzcina cukrowa, gatunki tropikalne, ogórek

3.Ośrodek Środkowo azjatycki- pszenica, winorośl

4.Izrael, Jordania- pszenica, żyto, wiśnie, figi, migdały, orzechy laskowe, rośliny kapustne, len

5.Abisynia ( w Afryce)- jęczmień, i pszenica

6.Meksykania- kukurydza, fasola, kakao, bawełna

7.Południowo-amerykański- ziemniaki, fasola, pomidor, dynia, ananas, orzechy ziemny

8.Australia- eukaliptus

9.Północno-amerykański- truskawka, łubin

10Europejski-łubin

Odmiana miejscowa- występuje w danym miejscu, jest bardziej ekstensywna a genotypy są zróżnicowane; z takiej odmiany można wyodrębnić korzystne cechy

Erozja Genetyczna- zanikanie genów;

Charakterystyka	Przykład
-zmniejszenie rozmiarów roślin, karówatość, podwyższenie udziału w plonie biologicznym bez skrócenia cyklu życiowego	- zboża strączkowe, słonecznik, banany, jabłonie, grusze, pomidory, papryka, ziemniaki,
-zmniejszenie wymiarów roślin i zdrewnienia wraz ze skróceniem cyklu życiowego	-kapusta, rzodkiew, len, bawełna, gryka
- zwiększenie wymiarów roślin, zmiejszenie krzewistości, zwiększenie kwiatostanu	Słonecznik, kukurydza, len, konopie
- zredukowanie kolców	Agawa, ananas, sałata, jeżyna,
- zmniejszenie wymagań fotoperiodycznych, jaryzacja związana z adaptacją do zimniejszego klimatu

Wykład III

Mutacja-nagła zmiana w genotypie dziedziczenia w pokoleniach następnych (genowe, genomowe, cytoplazmatyczne, chromosomowe)

Genowe- punktowe i genomowe wykorzystywane w hodowli

Mutageny:

-chemiczne(zw chemiczne oddziaływujące na DNA)

-fizyczne ( promieniowanie rentgenowskie B, Y)

Dawka mutagenu natężenie pracy czas działania

Im większa dawka tym:

- Mniejsze siewki

- Więcej siewek wypada

- Mniej kiełkuje

Optymalna to taka, która dawka zmniejszająca wysokość siewki o 25-40% (w porównaniu z siewkami kontrolnymi) powoduje również spadek przeżywalności roślin do 12-20 % . Taka dawka uważana jest za optymalną.

Rys schemat metody mutacyjnej

Czas prowadzenia selekcji mutantów zależy od:

1.Kierunku mutacji (recesywna czy dominująca) w M2 widoczne są mutacje dominujące i recesywne

2.Jakie stadium poddającym mutacjom:

a)Kom. Somatyczne

b)Gamety (w pokoleniu M2, M3)

3.Sposób rozmnażania się roślin

a)U roślin rozmnażanych wegetatywnie

4.Poziom ploidalności

a)M2 i M3 roślin diploidalne

b)M3 i dalsze pokolenia- rośliny poliploidalne

Chimera paryklinalna- całe tkanki są zmutowane albo zewnętrznie lub wewnętrznie- trwałe

Sektorialne- tylko sektory tkanki zmutowane- nietrwałe

Chimery są to mutacje somatyczne powstałe w jednej z 3 warstw wierzchołka wzrostu wegetatywnie można rozmnażać

Stosowanie indukowanych mutacji w hodowli roślin

- Brak zmienności genetycznej w odmianach hodowlanych (zmienność się wyczerpała)

- Inne formy niedostępne

- Ulepszenie odmiany pod względem określonej cechy ( np. wyleganie, wczesność, odporność na choroby)

- Trudność w krzyżowaniu (bardzo małe kwiaty)

Mutacje genomowe- dotyczące liczby chromosomów

Euploidy 2n=mx , aneuploidy 2n=mx+-m

Poliploidy 2n>2x

Autopoliploidy (zwielokrotnione genomy)

Naturalne:

Ziemniaki 2n = 4x = 48

Koniczyna biała 2n = 4x = 48

Sztuczne:

Burak cukrowy i pastewny 2n = 3x = 27

Życica 2n = 4x = 28

Gryka 2n = 4x = 32

Allopoliploidy (zwielokrotnione genomy ale z różnych gatunków)

Naturalne:

Pszenica zwyczajna 2n = 6x = 42

Rzepak 2n = 4x = 38

Sztuczne:

Pszenżyto 2n = 6x = 42

X - podstawowa liczba chromosomów

2n = somatyczna liczba chromosomów

Techniki otrzymywania mutacji genomowych:

1.Metody regeneracyjne- wymuszone regeneracje pędów z kallusa, który powstał w rejonie zranienia. Uzyskany kallus może czasem być poliploidalny

2.Metoda termiczna (szok termiczny)- powoduje zakłócenia w podziale chromosomów (liczba chromosomów podwojona, lecz nie tworzy się nowa ściana komórkowa)

3.Metoda chemiczna- gaz rozweselający

4.Krzyżowanie na różnym poziomie ploidalności

Międzygametowe- gamety niezredukowany

5.Kultury invitro- często kallus poliploidalny.

6.Fuzje protoplastów ( z pominięciem krzyżowania i …………) Fuzja może zachodzić między komórkami dowolnych gatunków.

Gatunki roślin oraz rośliny przydatne do poliplodyzacji:

- Gatunki diploidalne, ponieważ podwojenie liczby chromosomów prowadzi u nich do bujności organów wegetatywnych i generatywnych

- Gatunki o dużym współczynniku rozmnażania, gdzie obniżenie płodności nie ma wyraźnego wpływu na plon roślin

- Gatunki o nasionach bezbielmowych, ponieważ bielmo zawiera większą liczbę chromosomów co może doprowadzić do zaburzenia w podziałach mitotycznych i złego wykształcenia endosporów (buraki cukrowe, koniczyna)

- Gatunki rozmnażane wegetatywnie

- Gatunki o małych chromosomach

- Gatunki obcopłodne większa heterozygotyczność poprawia obcopłodność

- Rośliny charakteryzujące się niższą ploidalnością form wyjściowych np. monoploidy stają się płodnymi homozygotami

- Rośliny z poziomem ploidalności poniżej poziomu optymalnego

Selekcja mutantów genomowych- ocena stopnia ploidalności

1.Pomocnicze kryteria oceny stopnia ploidalności:

- Tempo wzrostu ( wolniejsze w porównaniu do form rodzicielskich)

- Wielkość nasion (większe)

- Współczynnik rozmnażania ( mniejszy)

- Wielkość średnicy ziaren (większe)

- Liczba porów w polu widzianym (większe)

- Liczba chloroplastów w kłosie. Przy pastewnych (większa)

2.Oznaczenie zawartości jądrowego DNA w komórkach za pomocą cytomerii przepływowej

3.Oznaczenie liczby chromosomów w mitozie w tkankach mitozie w tkanach merystematycznych (młode liście lub komórki stożku wzrostu korzeni- korzenie zarodkowe)

Wykorzystanie mutantów genomowych

Aneuploidy:

- Do określania lokalizacji genów w chromosomach

- Do przenoszenia chromosomów zawierających pożądane geny z jednej odmiany do drugiej

- Ustalenie grup genów sprzężonych

Autoploidy:

- W hodowli gatunków uprawianych ze względu na części wegetatywne

- Większa produkcja świeżej masy

- Leprze cechy użytkowe (lepsza strawność, większe rośliny wolniej drewnieją)

- Do tworzenia alloploidów i innych mieszańców oddalonych

- w hodowli roślin oznaczonych- większe kwiaty

- żyto tetraploidalnych-4x-większe ziarna

- koniczyna czerwona; białe 4x- większy plon

- burak cukrowy- 3x- większe korzenie, więcej cukru

Allopliploidy

- do uzyskania nowych kombinacji cech- pszenżyto…

- rekonstrukcja analogów już istniejących np. rzepak

- Kostrzyna- nowy gatunek traw

Wykład VI

Hodowla jakościowa

Jakościowe cechy, zawartości skł zapasowych, białka, węglowodany, tłuszcze, zdolność przechowywania , kolor, smak, zapach, zawartość sub pogarszających np. alkaloidy, zawartość witamin, olejków eterycznych, wartość technologiczna, udział w plonie organów stanowiących o jego wartości

Jakość produktu= genotyp+ środowisko

Sposób postępowania po zbiorze i sam zbiór wpływa na jakość

W metodzie hodowli jakościowej kładzie się nacisk na cechy jakościowe

Metody
pośrednie	Bezpośrednie
Analiza chemiczna, fizyczna, biochemiczna( enzymy Strawność Wartość biologiczna	Próby technologiczne do wyrobu, np. próbuje robienie próbnych frytek, pieczenie chleba

CENA ZIARNA ZBÓŻ:

- Bierny pod względem cechy morfologicznej ziarna

- Skład chemiczny

- Wartość biologiczna ziarna

- Jakość produktu z ziarna

Pszenica jara więcej białka niż ozima

Tłuszcz- najwięcej owies

Błonnik, węglowodany-gryka

Pszenica

a)Ocena wartości przemiałowej ziarna

% wyciąg mąki czyli ile mąki ze 100 kg ziarna uzyskamy ( im więcej tym lepiej) a także zawartość popiołu ( składników mineralnych) w ziarniaku. Żeby sprawdzić ile go jest to trzeba spalić z 90st przez godzinę

Typy mąki:

- tortowa t450<0,4%

-rynkowa t 500<0,5 %

-luksusowa t 550<058%

im więcej popioły tym ciemniejsza

Pszenica jakościowa, chlebowa, na ciasto, elitowa

Pośrednio: ocenia piekaż

b)Ocena wartości wypiekowej mąki

Wartość wypiekową można ocenić poprzez wypiek doświadczalny i obserwujemy

- Objętość

- Barwa

- Skórka

- Porowatość miąższu

- Utrzymanie świeżości

Pośrednio: poprzez badanie aktywności enzymów, struktura ciasta, właściwości fermentacyjne ciasta

Wartości wypiekowej mąki pszennej decyduje Gluten jest to białko, które powstaje gdy mąkę zalejemy wodą. Nadaje ciastu elastyczność i zdolność zatrzymywania gazów, struktura gąbczasta

Elastyczność i rozpływalność glutenu oznacza się jego zawartość

Gluten:- słaby, mocny (zwięzły)

Farinograf- do badania jakości ciasta

Cechy jakie można odczytać:

1.Rozwój ciasta- czas gotowania do uzyskania optymalnej konsystencji

2.Stałość ciasta- czas w którym ciasto utrzymuje optymalną konsystencję- długi

3.Elastyczność ciasta czyli wielkość oporu jakie ciasto stawia mieszadłu ( średnia)

4.Rozmiękczenie ciasta (jak najmniejsze)

Pszenice jare mają lepszą wartość wypiekową

Nie wszystkie mogą zawierać gluten:

-kukurydziane, gryczane, ryżane, sojowe, ziemniaczane

MĄKA ŻYTNIA

Mąka razowa-zawiera najwięcej popiołu. Najlepszym gatunkiem jest żytnia jasna

ZIEMNIAK

- Wielkość, kształt bulw

- Zdolność przechowywania

- Długość stolonów

Dla konsumpcyjnych jest różne:

Mniejsze znaczenie ma zawartość skrobi, a największe smak, ciemnienie miąższów, jego konsystencja, zawartość białka, wit C, cukrów redukujących

-Ciemnienie- kroi się bulwy surowe i ugotowane i określa się barwę miąższu po 4 godzinach- surowe , gotowane po 10min, 1 godz, 24 godz. Ocena w skali 9-cio stopniowej

-Próba smakowa- na ciepłych , ugotowanych, bez skórki i bez soli w ziemniakach

Ocenia się

- Rozgotowywanie się

- Konsystencja miąższu

- Miąszystość (sypkość)

- Wilgotność

- Struktura miąższu

- Smakowitość

TYPY KULINARNE ZIEMNIAKÓW

TYP A- zwarty, mięsisty, nierozgotowujący się miąższ,

Zastosowanie: sałatki, konserwy???, ziemniaki z wody

Typ B- miąższ dość zwarty, lekko miękczasty, częściowo rozgotowujący się. Wszechstronne zastosowanie

TYP C- dość miękki miąższ, bardzo soczysty i rozgotowujący się

Zastosowanie: pure, placki ziemniaczane, pyzy

TYP D- miękki miąższ, całkowicie rozgotowujący się

Ziemniaki tego typu są uważane za nie nadające się do jedzenia

Często spotykane są typy pośrednie: AB, BC, CD

REJESTRACJA NOWYCH ODMIAN_ INSTYTUT COBORU

Centralny ośrodek badania odmian roślin uprawnych

Słupie Wielkie pod poznaniem

Jej oddziały są rozmieszczone po całej Polsce- 51 stacji doświadczalnych, by były bardziej zróżnicowane klimatycznie, oryginalność, wyrównanie, trwałość (OWT)

Oryginalność- odmiana musi się różnić co najmniej jedną wyraźną właściwością od innych odmian tego gatunku

Wyrównanie- odmiana przy zachowaniu właściwego dla niej sposobu rozmnażania musi być wystarczająco jednolita pod względem właściwości branych pod uwagę przy badaniu oryginalności jak również innych właściwości fizycznych do opisu odmiany

Trwałość- właściwości odmiany uwzględniane przy badaniu oryginalności jak również inne właściwości użyto do opisu odmiany nie mogą zmieniać się po jej rozmnożeniu

Wartość gospodarcza (WGO)

Kryteria ocenz WGO są:

- Wysokość i stabilność plonowania

- Jakość plonu

- Odporność na choroby i szkodniki

- Odporność na czynniki abiotyczne

Repartycja- ile materiału siewnego będzie potrzeba

Krajowy Rejestr (KR)- urzędowy wykaz odmian roślin rolniczych, warzywnych i sadowniczych, których materiał siewny może być wytwarzany, stanowi przedmiot obrotu na terenie polski i innych krajów UE

Odmiany wpisane są do KR gdy:

- Jest oryginalna, wyrównana i trwała

- Posiada zadowalające wartości gospodarcze

- Posiada odpowiednią nazwę

- Hodowca wnosi opłatę rejestracyjną

Jest w KR do czasu aż uzyska się lepszą odmianę

Porejestrowe doświadczenia odmianowe (PDO)

Dostarcza rolnictwu obiektywne informacji o wartości gospodarczej odmian, których materiał siewny znajduje się w obrocie handlowym w Polsce. Na podstawie PDO tworzy się „listy zdolności do uprawy na obszarach województwa odmian”

PDO umożliwia

- Efektywne wykorzystanie w rolnictwie postępu hodowlanego

- Systematyczny dopływ obiektywnej informacji o wartości użytkowej odmian w różnych warunkach glebowo- klimatycznych

7

---