Ανάπτυξη νέων ποικιλιών μαλακού σιταριού (Triticum aestivum L.) προσαρμοσμένων σε συστήματα μειωμένων εισροών ή οργανικής καλλιέργειας
Creators: name: Κορπέτης, Ευάγγελος Γ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Βελτίωση Φυτών
Παραδοσιακές Ποικιλίες
Γενεαλογική Μέθοδος
Βιολογική Καλλιέργεια
Plant Breeding
Landraces
Pedigree Method
Organic Culture

description: Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται σημαντική αύξηση της παγκόσμιας γεωργικής γης που αξιοποιείται μέσω της οργανικής καλλιέργειας. Ωστόσο, η θέση της οργανικής γεωργίας στην παγκόσμια οικονομία θα καθοριστεί από το αν μπορεί να είναι ή να γίνει οικονομικά ανταγωνιστική σε σχέση με τη συμβατική. Αυτό εξαρτάται κυρίως από την παραγωγικότητά της, τη μείωση του κόστους παραγωγής, αλλά και τη ζήτηση για τα προϊόντα της, καθώς και από το πως αντιλαμβάνονται οι καταναλωτές τις υψηλότερες τιμές των οργανικών προϊόντων σε σχέση με τις θετικές επιπτώσεις της οργανικής γεωργίας τόσο στο περιβάλλον, όσο και στη δημόσια υγεία. Σκοπός της παρούσης εργασίας είναι η διασαφήνιση της αναγκαιότητας εφαρμογής των μεθόδων βελτίωσης σε οργανικό περιβάλλον (Οργανική Βελτίωση), ώστε να αναπτυχθούν ποικιλίες μαλακού σιταριού με υψηλή παραγωγικότητα και προσαρμοστικότητα σε συστήματα οργανικής καλλιέργειας ή/και χαμηλών εισροών. Συγκεκριμένα, αξιολογήθηκε η αποτελεσματικότητα δύο διαφορετικών μεθοδολογικών προσεγγίσεων βελτίωσης, της γενεαλογικής μεθόδου (Pedigree method) και της ομαδικής αναπαραγωγής (Bulk method) στην ανάπτυξη ποικιλιών που θα προσαρμόζονται σε συστήματα μειωμένων εισροών ή οργανικής καλλιέργειας. Αξιοποιήθηκε ντόπιο και ξένο, παραδοσιακό και βελτιωμένο γενετικό υλικό μαλακού σιταριού με ενδοποικιλιακή επιλογή αλλά και μετά από εφαρμογή διασταυρώσεων και εφαρμόστηκε μονόδρομο σχήμα επιλογής και αξιολόγησης (οργανικό vs συμβατικό) αλλά και εναλλαγής περιβαλλόντων, ώστε να διαπιστωθεί η δυναμική ομοιόστασης και προσαρμοστικότητας γενοτύπων μαλακού σιταριού, με την προοπτική αξιοποίησής τους σε περιβάλλοντα οργανικής καλλιέργειας ή χαμηλών εισροών. Για την επιλογή του γενετικού υλικού εκκίνησης ακολουθήθηκε η κλασική μέθοδος επιλογής γονέων με βάση τη φαινοτυπική συμπληρωματικότητά τους για ιδιαίτερα χαρακτηριστικά (αγροκομικά και ποιότητας κόκκων), η οικογεωγραφική απόσταση (διαφορετική προέλευση) και η κυτταρογενετική δομή των ποικιλιών λαμβάνοντας υπόψη την παρουσία της χρωμοσωμικής μετατόπισης 1BL.1RS. Ακολούθησαν δύο προγράμματα διασταυρώσεων. Στο πρώτο εφαρμόστηκε γενεαλογική επιλογή σε κυψελωτή διάταξη στις δύο επόμενες γενεές (F1:2, F2:3) και οι επιλεγμένοι γενότυποι (οικογένειες) αξιολογήθηκαν και επιλέχθηκαν για άλλες δύο γενεές (F3:4, F4:5) σε πειραματικό σχήμα τυχαιοποιημένων πλήρων ομάδων, με στόχο τη δημιουργία καθαρών σειρών. Στο δεύτερο εφαρμόστηκε ομαδική αναπαραγωγή στις δύο επόμενες γενεές (F1:2, F2:3) και αξιολόγηση σε πειραματικό σχήμα τυχαιοποιημένων πλήρων ομάδων, με στόχο τη δημιουργία μείγματος καθαρών σειρών. Οι δύο μέθοδοι βελτίωσης οδήγησαν σε γενετικό υλικό στατιστικώς υπέρτερο ή ανάλογου δυναμικού με τους μάρτυρες. Ωστόσο, απαιτείται απογονικός έλεγχος στις επόμενες γενεές, ώστε να σταθεροποιηθεί το γενετικό υλικό, καθώς και περαιτέρω αξιολόγηση, για να εκτιμηθεί η αντοχή τους σε ασθένειες, καθώς και η ποιότητα των κόκκων τους στο περιβάλλον της οργανικής καλλιέργειας. Τα αποτελέσματα της εργασίας οδηγούν στο συμπέρασμα ότι, οι πρώτες επιλογές στο διασπώμενο υλικό, για ποικιλίες που προορίζονται για καλλιέργεια υπό οργανικές συνθήκες, μπορούν να γίνουν σε συμβατικά περιβάλλοντα, συμβαδίζοντας με τις προτάσεις του European Consortium for Organic plant breeding για πενταετή τουλάχιστον βελτίωση υπό οργανικές συνθήκες και κρατώντας ταυτόχρονα χαμηλότερο κατά 34% το κόστος ανάπτυξης νέων ποικιλιών μαλακού σιταριού συγκριτικά με τα οργανικά περιβάλλοντα. Θα μπορούσε να προταθεί σχήμα βελτίωσης με κυψελωτή γενεαλογική επιλογή κατά τις πρώτες γενεές F2-F4 σε περιβάλλον συμβατικής διαχείρισης και αξιολόγηση των οικογενειών με τις τελικές επιλογές από τη γενεά F5 και περαιτέρω στο τελικό περιβάλλον - στόχο της καλλιέργειας, δηλαδή το οργανικό ή των χαμηλών εισροών.
description: In recent years there has been a significant increase in global agricultural land utilized through organic farming. However, its place in the global economy will be determined by whether it can be or become economically competitive with conventional agriculture. This depends mainly on the productivity of organic agriculture, but also on the demand for its products, as well as on how consumers perceive the higher prices of organic products in relation to the positive effects of organic agriculture both on the environment and on public health. The purpose of this work is to clarify the necessity of applying breeding methods in an organic environment, to develop bread wheat varieties with high productivity and adaptability to organic farming and/or low input systems. More specifically, the effectiveness of two methodological breeding approaches, the Pedigree method and the Bulk method, was evaluated in the development of varieties that will adapt to low input or organic farming systems, using local and foreign, traditional and modern bread wheat genetic material with intravarietal selection and after cross-breeding and an one-way scheme of selection and evaluation (organic vs conventional) was applied, as well as changing environments, in order to establish the dynamics of homeostasis and adaptability of bread wheat genotypes, with the perspective of their utilization in organic or low-input environments. For the selection of the starting genetic material, the classic method of selecting parents based on their phenotypic complementarity for particular traits (agronomic and grain quality) took place, the ecogeographical distance (different origin) and the cytogenetic structure of the varieties, taking into account the presence of the chromosomal translocation 1BL.1RS. Two programs with crosses were taken place. In the first, the pedigree selection was applied to the next two generations (F1:2, F2:3) in a honeycomb design and the selected genotypes (families) were evaluated and selected for another two generations (F3:4, F4:5) in a randomized complete block design. In the second, the bulk method was applied to the next two generations (F1:2, F2:3) in a randomized complete block experimental design. The two breeding methodological approaches resulted in genetic material statistically superior or of similar potential to the checks. However, progeny test is needed in subsequent generations to stabilize the genetic material, as well as further evaluation to assess their disease resistance, as well as their grain quality. The results of the work lead to the conclusion that, the first selections in segregated material, for varieties intended for cultivation under organic conditions, can be made in conventional environments. In this way, at least a five-year breeding can take place under organic conditions according to the proposals of the European Consortium for Organic Plant Breeding and at the same time the cost of developing new bread wheat varieties is 34% lower compared to organic environments. Because experimentation must be carried out in the target areas to highlight the most suitable wheat variety, a breeding scheme could be proposed with honeycomb pedigree selection during the F2-F4 generations under conventional management and evaluation of the families with the final selections from generation F5 and further in the final environment - target, organic or low input.