Determinarea diversității genetice la cais cu ajutorul markerilor moleculari RAPD

CAPITOLUL 1

INTRODUCERE

Cultura caisului prezintă importanţă deosebită atât pe plan mondial (ocupând locul 6 între principalele specii de pomi fructiferi cultivate în zona temperată) cât şi România. Aceasta se datorează producţiilor mari, de calitate superioară precum şi perioadei timpurii în care apar la începutul anului. În ţara noastră, datorită cerinţelor sale ridicate faţă de temperatură, cultura caisului se limitează în special în regiunea sud-estică a ţării, pe un culuar situat de-a lungul Dunării şi în partea de vest a ţării. Pentru România, un avantaj al caisului este acela că intră repede pe rod în anul 2-4 de la plantare, produce mult şi relativ constant. Ca dezavantaj este acela că se adaptează mai greu la condiţiile ecologice, având o rezistenţă scăzută, în special la frig.

Originea caisului este destul de controversata, dar cel mai plauzibil se considera că ar proveni din Asia Centrală, zona irano-caucaziana sau China. Cultura caisului se întâlneşte în Europa încă din secolul I i.e.n., mai întâi la greci, apoi în Italia şi de aici în toată Europa.

În prezent caisul este răspândit atât în emisfera nordică (Europa, Asia, America de Nord) cât şi în cea sudică (Africa de Sud, America de Sud, Australia, China şi Oceania).

Caisele au un gust dulce şi un miros foarte aromat, dar, pe lângă această, ele sunt sănătoase şi bogate în vitamine. Constituie una dintre cele mai generoase surse naturale de vitamina A, C şi complexul de vitamine B, potasiu şi betacaroten. Miezul de caisa este bogat în Vitamina B17, cunoscută şi sub numele de "amigdalina." Aceasta vitamina este un ajutor foarte important în lupta împotriva cancerului, deoarece distruge celulele cancerigene şi ajuta în acest mod la prevenirea acestei boli. Sâmburele de caisa este bogat în proteine şi acizi graşi principali - acid oleic şi linoleic - şi conţine în proporţie de 45% ulei, considerat la fel de benefic pentru organism ca şi uleiul de migdale.

Producţia de caise, care în 2005 era de aproximativ 2,6 milioane de tone, se bazează în principal pe soiurile tradiţionale care oferă niveluri standard de calitate pentru acest fruct foarte popular şi apreciat. O evoluţie foarte mare a caracterelor fructelor a fost deja observată de-a

lungul timpului, acestea suferind modificări majore în ce priveşte calitatea fructelor, cum ar fi fermitatea şi culoarea externe. În 2007, producţia mondială anuală de sâmburoase (migdale, caise, cireşe, piersici, nectarini şi prune), a depăşit 35.4 milioane de (FAO, 2007). Din cauza diversităţii sale ecologice, morfologice şi genetice, şi a importanţei sale economice, genul Prunus a devenit obiectul a numeroase studii horticole şi moleculare (Zhebentyayeva şi colab., 2008.). Variaţiea genetică în cadrul germoplasmei cultivate este în general scăzuta şi restrânge producţia de Prunus la zone şi condiţii specifice (Scorza şi colab., 1985.). La speciile din genul Prunus, diverşi factori cum ar fi variaţia genetică limitată printre soiurile comerciale (Scorza şi colab., 1985.), susceptibilitatea la virusul plum pox (sharka) şi de auto-incompatibilitate împiedica dezvoltarea de noi soiuri (Vilanova şi colab., 2003.). Datorită gradului ridicat de omologie, printre speciile de Prunus (Cipriani şi colab., 1999; Sosinski şi colab., 2000; Testolin şi colab., 2000; Aranzana şi colab., 2003) este posibilă hibridizarea interspecifica între speciile strâns înrudite. Astfel, în multe programe de ameliorare care aveau drept scop obţinerea unor portaltoi mai bine adaptaţi la mediu, transferul de gene de la speciile de Prunus înrudite s-a realizat hibridizare interspecifica (Webster şi colab., 2000; Martínez-Gómez şi colab., 2005). Cu toate acestea, unii portaltoi utilizaţi în mod obişnuit, au trăsături nedorite. De exemplu, portaltoii de cireş cu port pitic care oferă precocitate, cum sunt Gisela Maxma 5 şi 14, sunt susceptibili la Phytophthora spp.. (Exadaktylou şi Thomidis, 2005), iar unii portaltoi hibrizi de piersic şi migdal sunt dificil de înrădăcinat, procesul realizându-se numai în vitro (Felipe, 1995). Astfel, încă există necesitatea de a se obţine noi portaltoi şi / sau plantule. Markerii moleculari reprezintă în acest moment instrumentele de lucru larg utilizate pentru examinarea diversităţii genetice (Koebner şi colab.2001; Karp şi colab.1998): sunt utilizaţi pentru caracterizarea bazei genetice a unei anumite specii vegetale precum şi ca instrumente complementare în programele de ameliorare şi în biotehnologii. Majoritatea metodelor actuale folosite pentru determinarea diversităţii genetice se bazează pe tehnologia PCR dar, în acelaşi timp, trebuie spus că majoritatea markerilor moleculari stabiliţi corespund unor secvenţe de ADN asociate cu funcţii necunoscute. De fapt, majoritatea modificărilor identificate nu se produc în regiuni ADN relevante din punct de vedere funcţional, astfel că doar rareori ele conduc la identificarea variaţiilor ce se produc în respectivele gene. Din acest punct de vedere, tehnicile bazate pe analiza posibilelor regiuni variabile din anumite gene sau familii de

gene permit evidenţierea şi studierea variaţiilor din interiorul secvenţelor de ADN cu funcţii cunoscute. Având în vedere că variaţia genetică în cadrul germoplasmei cultivate de Prunus este în general redusă, pentru a atinge obiectivele impuse de ameliorare, au fost sugerate utilizarea germoplasmei caisului sălbatic şi utilizarea tehnicilor moleculare, împreună cu fondul genetic disponibil în prezent (Webster şi colab., 2000.).

Evidenţierea diversităţii genetice la cais precum şi la alte specii de pomi fructiferi, are mare importanţă pentru studiul dinamicii populaţiilor şi a relaţiilor ecologice, ea oferind o serie de informaţii utile pentru programele de ameliorare cât şi pentru cele de protejare a resurselor naturale existente.

Obiectivele lucrării de faţă au fost caracterizarea şi estimarea diversităţii genetice şi gradul de înrudire în cazul a 7 genotipuri de cais provenite de la ferma „Moară Domneasca” a USAMV-Bucuresti.