UNIVERZITET U BEOGRADU POLJOPRIVREDNI FAKULTET Mr Nenad A. Đurić FENOTIPSKE PROMENE I ODRŽANJE GENETIČKOG IDENTITETA PRI SORTNOJ REPRODUKCIJI PŠENICE Doktorska disertacija Beograd, 2013. UNIVERSITY OF BELGRADE FACULTY OF AGRICULTURE Nenad A. Djurić PHENOTYPIC CHANGES AND MAINTAINING OF GENETIC IDENTITY DURING VARIETAL REPRODUCTION IN WHEAT Doctoral Dissertation Belgrade, 2013. UNIVERZITET U BEOGRADU POLJOPRIVREDNI FAKULTET Komisija za ocenu i odbranu doktorske disertacije: Mentor: ______________________________ Dr Slaven Prodanović, redovni profesor, Univerzitet u Beogradu - Poljoprivredni fakultet Članovi komisije: ______________________________ Dr Radovan Sabovljević, vanredni profesor, Univerzitet u Beogradu - Poljoprivredni fakultet ______________________________ Dr Nikola Hristov, viši naučni saradnik, Institut za ratarstvo i povrtarstvo – Novi Sad ______________________________ Dr Jasna Savić, docent, Univerzitet u Beogradu - Poljoprivredni fakultet ______________________________ Dr Snežana Janković, viši naučni saradnik, Institut za primenu nauke u poljoprivredi, Beograd Datum odbrane: ____________ ZAHVALNICA Zahvaljujem se za svu pomoć i sugestije pri izradi ove disertacije mentoru prof. dr Slavenu Prodanoviću i članovima komisije prof. dr Radovanu Sabovljeviću, dr Nikoli Hristovu, docentu dr Jasni Savić i dr Snežani Janković. Veliku zahvalnost dugujem i dr Borivoju Jovanoviću, profesoru u penziji na upornosti da napišem ovu disertaciju i time zaokružim krunu svog akademskog napredovanja. Zahvaljujem se Institutu PKB Agroekonomik, koji mi je omogućio izradu ove disertacije i svojim kolegama i saradnicima na punoj podršci pri radu, dr Divni Simić, Nadi Erić, Vesni Trkulji, Marku Markoviću, Zoranu Veljanovskom i Ljubinki Ivanović. Zahvalnost dugujem i docentu dr Željku Dolijanoviću, na pomoći pri statističkoj obradi podataka. Najveću zahvalnost dugujem mojim roditeljima i porodici, supruzi i ćerki koji su mi davali podstrek da ovu disertaciju završim. Završnu obradu ove disertacije pomogao je HERD project 332160 UÅ: „Research, education and knowledge transfer promoting entrepreneurship in sustainable use of pastureland / grazing“. Ova doktorska disertacija predstavlja deo rezultata projekta TR – 31066 (od 2011. do 2014.) pod nazivom „Savremeno oplemenjivanje strnih žita za sadašnje i buduće potrebe“, koji je finansiran od strane Ministarstva prosvete, nauke i tehnološkog razvoja Republike Srbije. FENOTIPSKE PROMENE I ODRŽANJE GENETIČKOG IDENTITETA PRI SORTNOJ REPRODUKCIJI PŠENICE REZIME U radu su ispitivani genetički odgovori i fenotipske promene kod tri domaće divergentne sorte pšenice: PKB Talas, BG Merkur i PKB Lepoklasa, tokom procesa sortne reprodukcije. Ispitivanja su obavljena u dve proizvodne godine, 2008/2009 i 2009/2010, u poljskim ogledima na eksperimentalnim poljima Instituta PKB Agroekonomik. Ispitivana su po tri različita tretmana (varijante) za svaku od ovih sorti u pogledu primene selekcije i gustine useva, koji odgovaraju zahtevima za proizvodnju tri različite kategorije semena: elita, original i prva sortna reprodukcija. Biljke u svakom od različitih proizvodnih uslova su praćene uz merenje njihovih fenotipskih karakteristika. Po obavljenoj žetvi ispitivan je kvalitet njihovog semena, tehnološke osobine i ocenjivana njihova sortna identičnost primenom laboratorijskih metoda i tehnika. Dobijeni podaci obrađeni su biometrijski i prikazani kroz odgovarajuće tabele, grafikone i slike. Ukupno u analizu je uključeno 5400 podataka (100 biljaka x 3 ponavljanja x 3 varijante ogleda x 3 sorte x 2 godine) za svaku ispitivanu morfološku osobinu biljaka (broj izdanaka, broj klasića u klasu, broj zrna u klasu, apsolutna masa zrna i masa zrna u klasu). Izračunate su srednje vrednosti (M) i varijabilnosti (varijanse i koeficijenti variranja) za sve ispitivane osobine pšenice, kao i značajnosti njihovih razlika primenom LSD - testa. Na osnovu prosečnih vrednosti ispitivanih sorti pšenice u obe ispitivane godine sorta PKB Talas imala je najveće vrednosti sledećih ispitivanih osobina: broj izdanaka (3,26) i broj klasića u klasu (21,66), dok je sorta PKB Lepoklasa imala najveće prosečne vrednosti za ostale ispitivane osobine: broj zrna u klasu (69,98), apsolutna masa zrna (45,22 g) i masa zrna u klasu (3,17 g). Sličnosti i razlike između fenotipskih osobina sorti, po varijantama i godinama, određene su primenom hijerarhijske klaster analize, koja je pokazala da su sorte PKB Talas i BG Merkur relativno sličnijih osobina, nego sorta PKB Lepoklasa koja se izdvojila po svojim osobinama. Uticaj sorte pri grupisanju (klasterovanju) bio je jači nego uticaj semenske kategorije. Kategorije semena original i prva sortna reprodukcija (I SR) daju sličnije fenotipove međusobno u odnosu na kategoriju semena elita. Najjače korelacione zavisnosti utvrđene su između osobina broj izdanaka i broj zrna u klasu (r = 0,96), kao i između osobina broj izdanaka i masa zrna u klasu (r = 0,93) kod sorte PKB Lepoklasa. Interakcija genotipa i spoljne sredine (G x E) ocenjena je primenom ANOVA i AMMI analize. Na osnovu AMMI analize za osobinu broj izdanaka najveću stabilnost imala je sorta PKB Talas i kategorija semena elita u 2009. godini. Fenotipski i genotipski koeficijenti varijabilnosti izračunati su i stavljeni u odnos radi dobijanja stepena naslednosti osobina (heritabilnost). Utvrđena je visoka heritabilnost za osobine: apsolutna masa zrna (89,16 %) i masa zrna u klasu (62,84 %). Sortna identičnost ocenjena je primenom elektroforeze proteina, odnosno vertikalne elektroforeze glijadina koja je pokazala genetičku čistoću od preko 99 %. Utvrđeno je da se na poljima Instituta PKB Agroekonomik uspešno održava genetički identitet sorti pšenice PKB Talas, BG Merkur i PKB Lepoklasa. Ključne reči: sorte, pšenica, osobine, kategorije semena, genetički identitet, GxE, heritabilnost, grupisanje, elektroforeza. Naučna oblast: Biotehničke nauke Uža naučna oblast: Genetika i oplemenjivanje biljaka UDK: 633.11:631.527:631.53.02 (043.3) PHENOTYPIC CHANGES AND MAINTAINING OF GENETIC IDENTITY DURING VARIETAL REPRODUCTION IN WHEAT ABSTRACT Genetic responses and phenotypic changes in three divergent domestic wheat cultivars during the process of varietal reproduction were examined in this paper: PKB Talas, BG Merkur and PKB Lepoklasa. Tests were conducted in two production years 2008/2009. and 2009/2010., in field trials in the experimental fields of the Institute PKB Agroekonomik. Three different treatments (variants) were tested for each of these varieties in terms of selection and plant density, corresponding to the requirements for the production of three different categories of seeds: the elite, the original and first certified reproduction. Plants in each of the different production conditions were monitored by measuring their phenotypic characteristics. Upon completion of the harvest quality of their seeds, technological properties and evaluated their varietal identity were tested using laboratory methods and techniques. The obtained data were biometricly processed and displayed through the appropriate tables, graphs, and images. 5400 data (100 plants x 3 replications x 3 testing variants x 3 cultivars x 2 years) were included in analysis for each morphological characteristics of plants (number of secondary tillers, number of spikelets per spike, number of grains per spike, weight per 1000 seeds and weight of grain in the ear). Mean (M) and variability (variance and coefficients of variation) were calculated for all characteristics of wheat, and the significance of their differences using LSD test. Talas cutivar had the highest values based on the average values of tested cultivars in both yearsof the following characteristics: number of secondary tillers (3,26) and number of spikelet per spike (21,66), while variety PKB Lepoklasa had the highest average values for other characteristics: number of grains per spike (69,98), weight per 1000 seeds (45,22 g) and weight of grain per spike (3,17 g). Similarities and differences between the phenotypic characteristics of cultivars, the variants and years are calculated using the hierarchical cluster analysis, which showed that the cultivars PKB Talas and BG Merkur have relatively similar characteristics, related to PKB Lepoklasa cultivar that split it`s characteristics. The effect of the grouping (clustering) was stronger for cultivar that of the seed categories. Categories of seed original and first certified original reproduction (I SR) provide phenotypes more similar to each other in relation to the category of elite seeds. The strongest correlations were found between the characteristics of secondary tillers number and number of grains per ear (r = 0,96) and between the characteristics of secondary shoots and grain weight in the spike (r = 0,93) for PKB Lepoklasa cultivar. The interaction of genotype and environment (G x E) was evaluated using ANOVA and AMMI analysis. The AMMI analysis of the characteristic for number of secondary tillers PKB Talas cultivar had the highest stability and elite seed category in 2009 th year. Phenotypic and genotypic coefficients of variation were calculated and put into relation with the calculated degree of heritability of characteristics (heritability). A high heritability of characteristics: weight per 1000 grains (89,16 %) and weight of grains per spike (62,84 %). Cultivar identity is evaluated by the electrophoresis of proteins, gliadin and vertical electrophoresis showed that the genetic purity higher than 99 %. It was found that genetic identity of wheat wave, PKB Mercur and PKB Lepoklasa is successfully maintained on the fields of Institute PKB Agroekonomik. Key words: cultivars, wheat, traits, seed categories, genetic identity, GxE, heritability, clustering, electrophoresis. Scientific field: Biotechnical sciences Scientific discipline: Genetics and plant breeding UDC: 633.11:631.527:631.53.02 (043.3) S A D R Ž A J 1. Uvod.............................................................................................................1 2. Pregled literaturnih podataka...................................................................9 2.1. Genotip i fenotip pšenice....................................................................9 2.2. Međuzavisnost osobina.....................................................................13 2.3. Interakcija genotipa i ekoloških uslova...........................................14 2.4. Selekcija i semenarstvo.....................................................................16 2.5. Tehnološko - farinološke osobine.....................................................19 3. Cilj istraživanja i radne hipoteze.............................................................22 4. Materijal i metodi rada.............................................................................25 4.1. Materijal rada....................................................................................25 4.2. Poljski ogledi......................................................................................27 4.3. Laboratorijska ispitivanja..................................................................29 4.4. Statistička analiza podataka..............................................................32 5. Agroekološki uslovi....................................................................................35 6. Rezultati istraživanja i diskusija..............................................................41 6.1. Analiza varijanse osobina.................................................................41 6.2. Srednje vrednosti osobina (fenotip)..................................................47 6.3. Varijabilnost osobina (fenotipske promene)....................................56 6.4. Korelaciona i regresiona analiza .....................................................59 6.5. AMMI Analiza ..................................................................................68 6.6. Klaster analiza...................................................................................80 6.7. Heritabilnost osobina........................................................................84 6.8. Parametri kvaliteta semena sorti pšenice.........................................86 6.9. Tehnološki kvalitet zrna sorti pšenice...............................................89 6.10. Ocena održanja genetičkog identiteta elektoforezom proteina......94 7. Zaključci...................................................................................................100 8. Literatura.................................................................................................104 Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 1 1. UVOD Pšenica (Triticum aestivum L.) i proizvodi od pšenice su osnovni elementi ishrane ljudi i ţivotinja, u prošlosti, sadašnjosti, a biće i u budućnosti. Pšenica pripada porodici trava, i polimorfnom rodu Triticum sp., za koji je karakteristiĉno da ima više vrsta nego ostala ţita, ukupno 22 gajene i samonikle vrste. Najveći znaĉaj ima vrsta Triticum aestivum ssp.vulgare L. obiĉna pšenica (2n = 42), sa svoje dve forme: ozima i jara (prolećna). Na drugom mestu po poljoprivrednom znaĉaju je tvrda pšenica Triticum durum (2n=28), koja se u Srbiji gaji na malim površinama, kao prolećni usev za specijalne namene. U Srbiji se takoĊe gaji krupnik, odnosno Triticum spelta L. (2n = 42) koja ima pleviĉast plod (Glamoĉlija i sar., 2012 a). Plod pšenice naziva se zrno ili krupa (cariopsis). Pšenica vodi poreklo iz ĉetiri ishodna centra: Jugozapadna Azija, Etiopija (Abisinija), Prednja Azija (Jermenija, Sirija i Palestina) i Juţni Balkan i Mala Azija. Brzi porast proseĉnog prinosa ozime pšenice od sedamdesetih godina prošlog veka do danas, nastao je kao rezultat rada selekcionara i kao rezultat primene savremene agrotehnike (Đurić i sar., 2005). Da bi se ostvario visok prinos potrebne su sorte sa niskom i ĉvrstom stabljikom koje podnose povećanu primenu azotnih Ċubriva i koje su visoko adaptabilne, odnosno poseduju visoku otpornost prema niskim temperaturama, suši, vaţnijim bolestima i štetoĉinama, kao i tolerantnost na osipanje zrna u vreme ţetve. Danas postoji veliki broj visokorodnih sorti koje su prilagoĊene za proizvodnju u razliĉitim klimatskim i zemljišnim uslovima i za razliĉite nivoe agrotehnike. Svrha proizvodnje sortnog semena nije samo širenje nove sorte u proizvodnji nego i odrţavanje njenog genetiĉkog identiteta u vremenu i prostoru. Neophodno je da se iz godine u godinu reprodukuje onakav genetski identitet sorte kakav je on bio kada je sorta priznata (Denĉić i sar., 2012). Od savremenih sorti traţi se i da imaju dobar kvalitet zrna. Najvaţnije hemijske supstance zrna pšenice od kojih zavisi kvalitet brašna i hleba su azotne materije, koje se u zrnu nalaze u obliku proteina. Pecivna vrednost brašna zavisi ne samo od koliĉine testa, već u prvom redu od sadrţaja glijadina i glutenina, koji zajedno sa vodom i solju daju gluten - lepak. Koliĉina i kvalitet lepka i pored toga što predstavlja sortnu osobinu moţe se jednim delom menjati pod uticajem klimatskih uslova, Ċubrenja azotnim Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 2 Ċubrivima i drugim faktorima (Đurić, 2001), te je jako vaţno izvoditi oglede sa sortama na što većem broju lokaliteta da bi se stekla prava slika o kvalitetu i adaptabilnosti odreĊene sorte u odreĊenom podruĉju. Pšenica se proizvodi u celom svetu, na taj naĉin nije samo najvaţnija ratarska kultura, već i najvaţniji poljoprivredni proizvod ljudske delatnosti. Pšenica je proizvod od kojeg se dobija hleb i ĉitav niz prehrambenih proizvoda bez kojih nema opstanka (Roljević i sar., 2011). Da bi se iskoristio njen privredni potencijal neophodno je proizvesti visoko kvalitetno seme, jer bez kvalitetnog semena nema visokih prinosa. Visoko kvalitetno seme se dobija u proizvodnom procesu poĉev od setve, i kontrole stanja useva u polju, preko ispitivanja kvaliteta semena u laboratoriji, a završava se doradom i daljom distribucijom semena (Ujević, 1988). Bez poznavanja meteoroloških i ekoloških karakteristika rejona gajenja, ne moţe se uspešno obavljati selekcija, i izvršiti izbor sorti pšenice za gajenje i proizvodnju semena. TakoĊe, bez poznavanja sorte pšenice i njene reakcije na ekološke uslove, ne moţe se uspešno razraditi tehnologija proizvodnje, koja sve više mora biti sortna (Jeftić, 1986). Osnovni pokazatelj ţivotne sposobnosti semena, od kojih zavisi i upotrebna vrednost semena, je svakako klijavost semena. Seme odliĉne klijavosti daje ponik koji u polju ostvaruje povoljan sklop i ujednaĉeno nicanje useva, što omogućava postizanje stabilnih prinosa izvanrednog kvaliteta (Milošević i Rajnpreht, 1993). Istraţivanja su pokazala da na kvalitet semena utiĉu genetiĉki faktori (G) kao i primenjene agrotehniĉke mere, agroekološki uslovi, postupci u doradi semena, poĉev od vršidbe, zatim prijema, sušenja, pakovanja i lagerovanja semena (E), ukljuĉujući interakciju izmeĊu navedenih faktora (G x E). Selekcija pšenice u vidu sistematskog oplemenjivanja u mnogim zemljama poĉela je u prvoj polovini XIX veka. Prve sorte pšenice stvorene metodom individualnog odabiranja (pedigre metod) pojavile su se u proizvodnji u drugoj polovini XIX veka. Od tada na znaĉaju dobija i sortno semenarstvo pšenice iz sledećih razloga: odrţavanje proizvodnih osobina sorti, odrţavanje zdravstvenog stanja biljaka i useva, tehnoloških osobina sorti i zaštita prava autora sorti. Današnje sorte pšenice predstavljaju genetiĉki visokoselekcionisane biotehniĉke materijale. U našoj zemlji Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 3 danas su u upotrebi sorte pšenice koje predstavljaju umnoţene ĉiste linije dobijene individualnim odabiranjem. Imperativi koji se postavljaju pred tehnologiju gajenja semenskih useva su: oĉuvanje sortne ĉistoće, što bolji semenski kvalitet i što veći prinos (Prodanović, 2010). Postoje agrotehniĉke mere ĉijom primenom proizvodnja pšenice u mnogome moţe da se unapredi, a to su: optimalni rok setve, optimalna gustina setve, sortna agrotehnika koja podrazumeva i izbor sorte za odreĊeni lokalitet i uslove proizvodnje (Malešević i sar., 2011). Zbog eventualnih propusta u primeni agrotehniĉkih mera usevi pšenice ĉesto izgledaju proreĊeno, neishranjeno i zakorovljeno, što neminovno dovodi do velikog variranja u prinosu kako po lokalitetima tako i po godinama (Mladenov i sar., 1999). Izborom i setvom sorti koje nisu prilagoĊene našim agroekološkim uslovima, povećana ulaganja ĉesto ne mogu da budu kompenzovana adekvatnim povećanjem prinosa. Domaće selekcione ustanove, kao što su Institut za ratarstvo i povrtarstvo u Novom Sadu, Institut za strna ţita u Kragujevcu, Institut PKB Agroekonomik u Beogradu, Padinska Skela, i drugi, stvorile su i raspolaţu sortama pšenice kod kojih je na uravnoteţen naĉin izbalansiran odnos inputa i ostvarenog prinosa. Visok i stabilan prinos, pre svega mora biti ekonomski opravdan, što se uz poštovanje sortne agrotehnike i povoljne agroklimatske uslove, moţe ostvariti. Današnje sorte pšenice su rezultat rada mnogobrojnih timova selekcionara. Oĉuvanje takvih bioloških i genetiĉkih materijala predstavlja glavnu osnovu svake proizvodnje pšenice u datim agroekološkim uslovima. Semenarstvo tih sorti je bitna i prateća komponenta oplemenjivanja, odnosno selekcije pšenice. Osobine semena sorti pšenice mogu se grupisati po razliĉitim osnovama: biološkim, genetiĉkim, tehnološkim i drugim. Osobine semena pšenice koje su biološkog karaktera odlikuju se polimorfizmom ekotipa, varijeteta, podvrste (Sabovljević i sar., 2010). Genetiĉke osobine variraju manje ili više u zavisnosti od broja gena koji kontrolišu njihovo ispoljavanje. Tehnološke osobine semena zavise od procesa dorade i ĉuvanja semena. Zbog povoljnih osobina i jedinstvenog hemijskog sastava zrna (semena) pšenice, preko 70 % stanovništva zemljine kugle koristi pšenicu u ishrani (Glamoĉlija, 2012 b). Pšenica je znaĉajna i u ishrani domaćih ţivotinja, gde se koriste sporedni proizvodi koji Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 4 se izdvajaju pri sloţenoj meljavi pšeniĉnog zrna. Sporedni proizvodi predstavljaju vaţnu sirovinu za spravljanje razliĉitih krmnih smeša stoĉnog brašna, koja predstavlja kvalitetnu koncentrovanu stoĉnu hranu. Pšenica se moţe koristiti i za setvu u krmnim smešama sa stoĉnim graškom ili grahoricama. Brzi porast proseĉnog prinosa ozime pšenice u poslednjih 50 godina rezultat je stvaranja novih visokoprinosnih sorti pšenice ali i primene kvalitetne agrotehnike, odnosno traţenja pravog i potpunog agrotehniĉkog procesa proizvodnje za svaku sortu. Jedan od uslova postizanja visokog prinosa su sorte sa niskom i tvrdom stabljikom koje trpe veliku gustinu setve i povećane koliĉine azotnih Ċubriva, pa je potrebno za svaku sortu u sortimentu pronaći odgovarajući sklop biljaka kako bi se ostvario ekonomski isplativ prinos zrna. Sklop biljaka mora biti u korelaciji sa potrebnim koliĉinama hraniva i odgovarajućim rasporedom padavina u toku vegetacije (Prodanović i sar., 2009). U poslednjih 20 godina površine pod pšenicom u svetu variraju i kreću se od oko 212,0 miliona hektara (2006) do 223,5 miliona hektata (2008). Hiper produkcija ţita u 2008. godini izazvala je pad cena i znatno uzdrmala svetsku poljoprivredu. Proizvodnja pšenice u svetu je u stalnom porastu sa proseĉnim prinosom koji varira od 2,91 t ha -1 koliko iznosi svetski prosek do 3,65 t ha -1 koliko iznosi evropski prosek. Godišnja potrošnja pšenice u svetu iznosi oko 620 miliona tona. Na variranje površina na kojima se proizvodi pšenica utiĉu faktori kao što su: porast broja stanovnika u siromašnim delovima sveta, sve veća teţnja za proizvodnjom obnovljive energije, politiĉki i ekonomski uslovi pojedinih drţava. (Izvor: IGC Report Summary). Postoje projekti koji imaju za cilj da intenziviraju proizvodnju pšenice u siromašnim podruĉjima, kroz unapreĊenje prinosa i kvaliteta zrna. Poslednjih decenija u Zapadnoj Evropi pšenica se znatno intenzivnije nego ranije koristi i za ishranu ţivotinja. MeĊu velikim svetskim proizvoĊaĉima pšenice, su: Indija (27.098.860 ha), Rusija (24.044.480 ha), Kina (23.073.951 ha), SAD (20.527.652 ha), Australija (12.710.079 ha), Kazahstan (12.209.780 ha), Kanada (9.428.500 ha), Turska (8.542.192 ha), Pakistan (8.429.980), Ukrajina (6.124.120 ha). U Evropi su najveći proizvoĊaĉi Francuska, Nemaĉka i Velika Britanija ĉiji su proseĉni prinosi meĊu najvišim u svetu (FAO statistika). Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 5 Kina godišnje proizvodi 18 – 20 % godišnje svetske proizvodnje pšenice. Indija i Rusija zajedno proizvode 41 – 45 % godišnje svetske proizvodnje pšenice. Ove tri velike svetske drţave, zauzimaju zanemarljivo mesto na meĊunarodnom trţištu izvoza pšenice, zato što imaju 42 % svetskog stanovništva, koje moraju nahraniti. SAD su poslednjih decenija smanjile izvoz pšenice za 30 – 40 %, ali su i dalje lideri u izvozu pšenice (30 % godišnjeg izvoza pšenice), daleko ispred EU (15 % godišnjeg izvoza pšenice), ispred koje se ponekad naĊu tri ostale vodeće drţave – Kanada (16 – 22 % godišnjeg izvoza pšenice), Australija (16 – 17 % godišnjeg izvoza pšenice) i Argentina (sa 8 – 10 % godišnjeg izvoza pšenice, ali ima velike mogućnosti za brz godišnji rast proizvodnje pšenice oko 3 %). U našoj zemlji, pšenica se proizvodi na oko 25 % obradivih površina (≈ 560.000 ha). Meka pšenica se proizvodi na 95 % ukupnih površina na kojima se proizvodi pšenica, tvrda pšenica na 4,9 % površina, a spelta i druge alternativne pšenice na manje od 0,1 % površina. Proseĉan prinos zrna pšenice znaĉajno varira po godinama proizvodnje (≈ 3,8 t / ha) (tabela 1). Domaća proizvodnja u potpunosti moţe da zadovolji naše potrebe. Za postizanje solidnih prinosa (5 - 7 t / ha) u optimalnim rokovima setve (od 5. do 25.10.) dovoljno je primeniti 120 kg / ha azota. Kod svakog genotipa znaĉajno je postići optimalnu gustinu, kako bi se sa odreĊene površine ostvarila maksimalna produkcija zrna. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 6 Tabela 1. Pregled površina i prinosa pšenice u Srbiji u periodu (2001-2010) Godina Srbija Vojvodina Površina (ha) Prinos (t / ha) Površina (ha) Prinos (t / ha) 2001 671.463 3,70 360.245 4,01 2002 692.000 3,28 369.663 3,44 2003 611.700 2,24 316.268 2,31 2004 639.289 4,33 326.183 4,79 2005 563.801 3,57 279.155 3,95 2006 539.399 3,70 273.932 3,98 2007 559.726 3,30 291.478 3,82 2008 484.613 4,37 244.163 4,81 2009 569.329 3,49 301.649 3,94 2010 488.943 3,38 247.983 3,73 Izvor: Statistika Srbije Prema šemi OECD (Organisation for Economic Cooperation and Development - Organizacije za ekonomsku saradnju i razvoj), koja se primenjuje i u našoj zemlji, kategorije semena pšenice su sledeće:  selekcionarevo seme – super elita  predosnovno seme – elita  osnovno seme – original  certifikovano seme – I generacije (prva sortna reprodukcija) Proizvodnjom i odrţavanjem semena kategorije super elita i elita bave se vlasnici sorte, a proizvodnjom i doradom semena kategorija original i sortne reprodukcije bave se ugovorni proizvoĊaĉi (za vlasnike sorte) i semenarske kompanije. Za proizvodnju semena pšenice kategorije prve sortne reprodukcije, za setvu se upotrebljava seme kategorije original. Semenski usev za proizvodnju kategorije I sortne reprodukcije treba da se zasniva u najmanje dvopoljnom plodoredu, a najbolje u tropoljnom gde uĉestvuje soja. Sve agrotehniĉke mere moraju se uraditi blagovremeno i na pravi naĉin. Prostorna izolacija ovog semenskog useva iznosi 3 - 6 m ukoliko u datom podruĉju nisu utvrĊene bolesti klasa pšenice koje se šire vetrom. Setvu treba izvršiti u optimalnom roku. Poţeljno je ostaviti tehnološke prolaze (prohode) u Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 7 semenskom usevu. Sve mere nege, kao i ĉišćenje useva od primesa i izraţeno atipiĉnih biljaka, potrebno je obaviti blagovremeno. Ţetva semenskog useva za prvu sortnu reprodukciju radi se jednofazno primenom ţitnog kombajna. Naturalni semenski materijal najbolje je odmah propustiti preko grubih aspiratora i selektora i uskladištiti u silo ćelijama sa aktivnim provetravanjem. Ako je potrebno, i ako za to postoje tehniĉke mogućnosti pre uskladištenja naturalni semenski materijal treba veštaĉki dosušiti u protoĉnim sušarama. Semenski usev za proizvodnju kategorije semena prve sortne reprodukcije podleţe eksternoj struĉnoj kontroli koju vrše ovlašćena lica od strane Ministarstva poljoprivrede. Prilikom vršenja te kontrole utvrĊuje se stanje semenskog useva posebno u pogledu sortne identiĉnosti i ĉistoće, zdravstvenog stanja biljaka, prisustva korova u usevu i opšteg stanja useva. Postupak sprovoĊenja struĉne kontrole naziva se aprobacioni pregledi semenskog useva pri ĉemu je i zdravstvena kontrola ovih useva obavezna. Proizveden naturalni semenski materijal prate dva uverenja:  uverenje o priznavanju useva za semenski;  uverenje o zdravstvenom stanju useva. Dorada naturalnog semenskog materijala pšenice (kategorije prva sortna reprodukcija) sastoji se od sledećih faza: ĉišćenje, ujednaĉavanje, površinska hemijska zaštita, pakovanje i uskladištenje. Ĉišćenje obuhvata nekoliko postupaka: aspiracija - primena vazdušne struje, ĉišćenje na sitima i rešetima odgovarajućih otvora pravougaonog oblika, ĉišćenje u trierskim cilindrima sa alveolama i ĉišćenje na gravitacionom stolu. Tokom ove faze dorade semena pšenice vrši se odstranjivanje iz naturalnog semenskog materijala svih primesa: celih i oštećenih semena korova i drugih kulturnih biljaka; delova semena osnovne sorte; ostataka biljaka semenskog useva i primesa u tom usevu, mehaniĉkih primesa, mrtvih i ţivih insekata, kao i semena osnovne sorte zaraţeno nekim bolestima (Tilletia, Fusarium...). Ujednaĉavanje semena po veliĉini vrši se na kraju faze ĉišćenja propuštanjem semenske mase preko rešeta sa otvorom 2,20 mm - 2,25 mm. Standardna dorada semenskog materijala pšenice ne ukljuĉuje ujednaĉavanje semena prema veliĉini. Posle Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 8 ĉišćenja i ujednaĉavanja semenski materijal se podvrgava površinskom hemijskom tretmanu svakog semena primenom fungicida i insekticida koji su zakonom propisani. Pakovanje predhodno oĉišćenog, ujednaĉenog i hemijski tretiranog semenskog materijala pšenice vrši se u pojedinaĉnim pakovanjima na osnovu mase (50 kg, 25 kg, 10 kg). Pakovanje se vrši automatski na liniji za pakovanje. DoraĊeni semenski materijal pšenice razvrstava se u partije semena. Jedna partija semena, kod nas obuhvata 20 t semena, a u meĊunarodnom prometu 40 t. Kontrolu osobina pšenice u partiji semena vrše akreditovane laboratorije na osnovu uzoraka koji se uzimaju iz semenskog materijala pre njegovog završnog pakovanja. Akreditovana laboratorija, na osnovu izvršene analize uzoraka izdaje izveštaj o osobinama semena u partiji semenske robe. Na osnovu tog izveštaja doraĊivaĉ daje svoju deklaraciju o kvalitetu semena i štampa atest etikete za svako pojedinaĉno pakovanje. Pri isporuci partije semenske robe kupcu doraĊivaĉ dostavlja i kopiju uverenja o priznavanju useva za semenski i originalno odštampanu deklaraciju o kvalitetu semena u partiji semenske robe. Sve navedeno u ovom poglavlju ima za cilj da pruţi uvodne napomene o znaĉaju pšenice, selekciji novih sorti, tehnologiji gajenja, oĉuvanju genetiĉkog identiteta, sortnoj reprodukciji i procesu dorade semena. U uvodu je istaknuto aktuelno stanje, na osnovu koga su postavljeni ciljevi i hipoteze ove disertacije. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 9 2. PREGLED LITERATURNIH PODATAKA Za istraţivanja u ovoj doktorskoj disertaciji znaĉajni su radovi autora navedeni u daljem tekstu izlaganja. Ovi radovi predstavljaju osnovu za istraţivanja, te su prouĉeni, razvrstani prema temi i kasnije korišćeni za poreĊenje sa sopstvenim rezultatima.  2.1. Genotip i fenotip pšenice Roljević et al. (2011) opisuju genetiĉke resurse pšenice u svetu i u Srbiji. Autori su prikupili podatke o broju uzoraka germplazme pšenice u najvećim genbankama u svetu i u oplemenjivaĉkim institucijama u Srbiji koje se bave kolekcionisanjem, ĉuvanjem i korišćenjem genetiĉkih resursa pšenice. Konstatuje se da je potrebno uloţiti više napora i sredstava u stvaranje adekvatne infrastrukture, razvoj baze podataka i istraţivanje genetiĉkih resursa pšenice. Prodanović et al. (2009) su istraţivali i uporeĊivali proseĉne vrednosti kvantitativnih osobina sorti pšenice kod individualnih biljaka i kod biljaka u usevu (550 biljaka / m 2 ). Postavljeni su poljski ogledi u Banja Luci tokom 2007 / 08. godine sa osam sorti pšenice: Oganj, Kristina, Nonijus, Stojanka, Mihelka, NS 565, Tina i Grand. Analizirane su sledeće osobine: visina biljaka, duţina klasa, masa klasa, masa zrna po klasu, broj zrna po klasu i prinos zrna. Najveći prinos zrna u usevu imala je sorta NS 565 (6.920 kg / ha), a najmanji Tina (5.411 kg / ha). Iznenadjujuće je da su najmanje vrednosti za osobine masa zrna po klasu i broj zrna po klasu imale individualne biljke sorte NS 565, koja je imala najveći prinos zrna. S druge strane, sorta Tina je imala visoke vrednosti za broj zrna po klasu kod individualnih biljaka, iako je obrazovala najmanji prinos zrna. Ovi rezultati ukazuju selekcionarima pšenice da individualne biljke sa malom masom zrna po klasu i malim brojem zrna po klasu mogu imati visok prinos zrna u usevu i obrnuto, odnosno da je kljuĉni parametar za visok prinos broj klasova po hektaru. Prodanović et al. (2006) su analizirali deskripciju savremenih evropskih sorata pšenice prema UPOV - u (International Union for the Protection of new Varieties of Plants). Deskriptor po UPOV - u sadrţi uputstva za sprovoĊenje DUS testova, koji se Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 10 odnose na razliĉitost, uniformnost i stabilnost genotipova. Opis karakteristika savremenih evropskih sorti pšenice na osnovu UPOV deskriptora primenjuje se za sve sorte Triticum aestivum L. Na osnovu ispitivanja osnovne kolekcije koja se sastojala od 500 sorti pšenice, od kojih je opisano 55 sorti za 12 osobina, utvrĊena je velika divergencija izmeĊu ispitivanih sorti: svi genotipovi imali su razliĉite vrednosti ocena osobina. Frekvencije vrednosti ocena osobina ukazuju na dominantne pravce selekcije pšenice u evropskim zemljama. Naznaĉeno je koje oblike osobina favorizuje savremeno oplemenjivanje pšenice. Anderson i Barclay (1991) su ispitivali sorte pšenice i njihov fenotip u zavisnosti od gustine setve. Prouĉavali su veći broj osobina i njihovu meĊuzavisnost kod tri sorte. Utvrdili su da se obrazuju duţi klasovi kada je manja gustina populacije ali se pri tome ne povećava broj zrna po metru kvadratnom. Boyko i Kovalchuk (2008) su prouĉavali epigenetiĉku kontrolu odgovora biljaka na stres. Utvrdili su da ţivi organizmi imaju jasno definisane strategije borbe protiv razliĉitih vrsta stresa. Ove strategije su preteţno definisane površinskim genetiĉkim promenama (genetic make - up) organizama i zavise od sloţene regulatorne mreţe molekularnih interakcija. U većini sluĉajeva odgovor biljaka na stres se zasniva na mehanizmima tolerancije otpornosti, a izbegavanje ima jasno definisane metaboliĉke puteve. U nekoliko studija je uoĉena i sposobnost aklimatizacije / adaptacije biljaka posle jedne generacije izlaganja stresnim uslovima, a koja predstavlja interesantan fenomen koji ne moţe da bude objašnjen pravilima Mendelove genetike. Autori konstatuju da poslednji pronalasci u oblasti epigenetike i proces reverzibilne kontrole nad genskom ekspresijom i nasleĊivanjem upućuju na zakljuĉak da organizmi, a posebno biljke, imaju fleksibilnu kratkoroĉnu strategiju u odgovoru na stres. Zaista organizmi koji mogu da modifikuju gensku ekspresiju reverzibilno imaju prednost u evolucionom smislu jer mogu da izbegnu nepotrebne prekomerne genske promene i diverzifikaciju populacije. U svom preglednom radu autori su objasnili razliĉite epigenetske promene ukljuĉene u odgovor biljaka na stres. Pri tome su se fokusirali na mehanizme DNA metilacije i modifikacije histona koji su odgovorni za zaštitu somatskih ćelija i nasleĊivanje memorije na stres. Dong et al. (2005) su povezali alopoliploidiju kod pšenice sa ispoljavanjem vrednosti njenih osobina, a posebno naslednim promenama u DNA metilaciji. Autori Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 11 ukazuju da su metode DNA finger printing i AFLP analize pogodne za prouĉavanje genetiĉke osnove pšenice i nasleĊivanje njenih osobina. Glamoĉlija et al. (2011) su ispitivali uticaj sorte i povećanih koliĉina azota na morfološke i tehnološke osobine pivskog jeĉma. Autori su koristili rezultate dobijene iz ogleda postavljenih u Zajeĉaru. Ispitivano je šest genotipova jeĉma koji su tokom vegetacionog perioda prihranjivani razliĉitim koliĉinama azota. Kao kontrola posluţila je varijanta bez prihranjivanja. Dobijeni rezultati pokazali su da genotipovi reaguju na povećane koliĉine azota promenom morfoloških i bioloških osobina, kao i promenama tehnološke vrednosti semena. Efekti upotrebljenog azota znaĉajno zavise od rasporeda padavina u periodima najveće potrošnje vode. Kneţević et al. (2006) su obavili genetiĉku analizu visine stabla i mase zrna po klasu pšenice. Prouĉavali su nasleĊivanje visine stable i mase zrna po primarnom klasu kod F2 hibrida pšenice dobijenih u dialelnom ukrštanju ĉetiri sorte pšenice. Autori su ispitivali efekat gena i kombinacione sposobnosti za visinu stabla i masu zrna po klasu. Ustanovljene su znaĉajne razlike izmeĊu srednjih vrednosti mase zrna po klasu kod ispitivanih hibrida. Varijansa opštih i posebnih kombinacionih sposobnosti (OPKS) su visoko znaĉajne sa preovlaĊujućim efektom opštih kombinacionih sposobnosti što ukazuje da preovladava aditivni efekat gena na ispoljavanje genetiĉke varijabilnosti za oba ispitivana svojstva. Schuster et al. (2009) su prouĉavali genetiĉku varijabilnost brazilskih sorti pšenice. Izvršili su molekularnu karakterizaciju 36 sorti preporuĉenih za razliĉite regione Brazila, primenom mikrosatelitskih markera. Autori su izraĉunali i genetiĉke distance izmeĊu sorti. Genetiĉke distance su iznosile od 0,10 – 0,88. TakoĊe, su primenili klaster analizu koristeći UPGMA – metod. Grupisanje ispitivanih sorti prikazali su na hijerarhijskom dendografu. Autori su ukazali da korišćena oruĊa (mikrosatelitski markeri i klaster analiza) mogu biti korišćeni za zaštitu intelektualnih prava i za programe oplemenjivanja pšenice. Luković et al. (2006) uporednom analizom morfoloških svojstava klasa utvrĊivali su da li postoje znaĉajne razlike izmeĊu tetraploidnih (2n = 4x = 28) i heksaploidnih (2n = 6x = 42) pšenica. UporeĊivali su varijabilnost analiziranih svojstava klasa, za svaku grupu pšenica. U trogodišnjem ogledu ispitivano je 8 tetraploidnih i 8 heksaploidnih, sluĉajno odabranih, genotipova pšenice. Za ocenu Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 12 navedenih svojstava, koristili su: ANOVA, genotipski (GCV) i fenotipski koeficijenti varijacije (PCV). Uporednom morfološkom analizom ustanovljeno je da izmeĊu ove dve grupe genotipova postoje znaĉajne razlike u pogledu duţine klasa, mase zrna / klasu i indeksa klasa. Za većinu analiziranih parametara unutar grupa tetraploidnih i heksaploidnih pšenica ustanovljena je visokoznaĉajna genotipska varijabilnost. Za indeks klasa kod genotipova tetraploidnih pšenica dobijena je najveća razlika izmeĊu GCV i PCV, kao i najmanji GCV (6,4 %). Najmanji uticaj ekološke varijabilnosti kod tetraploidnih genotipova pšenice ispoljio se za svojstva: duţinu i teţinu klasa i broj klasića / klasu. Kod genotipova heksaploidne pšenice svojstva: indeks klasa i broj klasića / klasu su u manjoj meri bila pod uticajem genetiĉke varijabilnosti (GCV = 4,0%, 2,0 %). Perišić et al. (2011) su ispitivali naĉin nasleĊivanja duţine primarnog klasa i broja zrna po primarnom klasu kod hibrida pšenice, kao i kombinacione sposobnosti pet domaćih sorti ozime hlebne pšenice za posmatrane osobine. Autori su došli do zakljuĉka da je pri nasleĊivanju duţine klasa, u najvećem broju kombinacija ispoljena dominacija boljeg roditelja (BP). Sve tri komponente varijanse kombinacionih sposobnosti su pokazale visoko znaĉajne razlike, pri ĉemu je najveći udeo imala varijansa OKS, što ukazuje na vaţnost aditivnog delovanja gena u nasleĊivanju duţine primarnog klasa. Kod najvećeg broja kombinacija ukrštanja ispoljena je superdominacija boljeg roditelja pri nasleĊivanju broja zrna primarnog klasa u F1 generaciji. Analiza varijanse kombinacionih sposobnosti za broj zrna primarnog klasa pokazala je da su varijabilnosti usled OKS i PKS ispoljile visoko znaĉajne razlike, pri ĉemu su vrednosti OKS izrazito veće. To ukazuje na vaţnu ulogu gena sa aditivnim delovanjem u nasleĊivanju broja zrna primarnog klasa. Pored toga rodnost genotipova pšenice predstavlja sloţeno svojstvo, ĉija realizacija zavisi od ekspresije većeg broja kvantitativnih osobina, kao njenih komponenata. Ekspresija kvantitativnih osobina posledica je delovanja gena sa malim efektom (minor geni), tako da je stepen njihovog delovanja uslovljen meĊusobnom interakcijom i uticajem spoljne sredine. Zbog ovakve prirode gena, proces oplemenjivanja pšenice ne moţe se sprovesti jednostavnim poboljšanjem pojedinaĉnih komponenata rodnosti i svaki takav pokušaj biva obezvreĊen usled uslovljenosti i negativne korelacije koja postoji izmeĊu pojedinih komponenti. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 13 Trkulja et al. (2011) su analizirali veze marker - svojstvo za vreme klasanja i cvetanja pšenice korišćenjem pojedinaĉne marker regresije. Diploidne mapirajuće populacije predstavljaju pogodan materijal za genetiĉku analizu lokusa koji utiĉu na ekspresiju kvantitativnih svojstava (QTL – Quantitative Trait Loci). U cilju detekcije lokusa koji su u vezi sa vremenom klasanja i cvetanja u našem agro - klimatskom regionu, autori su analizirali alelnu varijabilnost pet mikrosatelitskih lokusa (Xgwm18, Xgwm194, Xgwm261, Xpsp3071, Xpsp3200) kod 177 linija dihaploidne populacije Savana / Renesansa. Metodom pojedinaĉne marker regresije detektovan je QTL u blizini lokusa Xgwm261 pomoću kog se moglo objasniti od 20,2 % do 30,7 % fenotipske varijabilnosti za vreme klasanja i 13,6 % do 28,8 % za vreme cvetanja.  2.2. MeĎuzavisnost osobina Prodanović et al. (1999 a) su ispitivali populacije hibrida pšenice u dve generacije dobijene primenom bulk metoda selekcije, odnosno masovnog odabiranja. Pratili su vrednosti šest osobina: visine stabla, duţine klasa, broja klasića u klasu, broja zrna u klasu, mase zrna klasa i prinosa zrna. Za sve osobine, izuzev broja zrna po klasu i mase zrna klasa, uoĉili su povećanje srednjih vrednosti iz jedne generacije u narednoj generaciji, što ukazuje na ukupni pozitivan efekat primene masovne selekcije kod pšenice. U generacijama potomstva prouĉavane komponente rodnosti su bile u pozitivnoj korelaciji sa prinosom zrna, a najveći uticaj ispoljila je masa zrna klasa (r = 0,90 i r = 0,73). Dimitrijević et al. (2001) su ispitivali fenotipsku varijabilnost visine biljke i mase zrna po klasu pšenice. Ispitivani genotipovi pšenice grupisani su prema stepenu ploidnosti u dve grupe: tetraploidne pšenice (4x = 2n = 28 hromozoma) i heksaploidne genotipove (6x = 2n = 42). Heksaploidna grupa je podeljena na kultivisane genotipove (sorte) i nekultivisane genotipove. U okviru sorti, dalja podela je na domaće i strane sorte pšenice. Rezultati su pokazali da promena u visini stabljike na nivou ispitivanih grupa, najĉešće nije praćena znaĉajnom varijacijom mase zrna po klasu. Kod selekcionisanih sorti, korelaciona povezanost visine stabljike i mase zrna po klasu je bila slabija nego kod divljih srodnika i tetraploidnih formi pšenice. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 14 Petrović et al. (2000) su ispitivali genotipsku i fenotipsku meĊuzavisnost deset komponenata prinosa pšenice (visina stabljike, duţina klasa, broj zrna po klasu, masa zrna po klasu, masa klasa, masa zrna po biljci, masa biljke, indeks klasa, ţetveni indeks i odnos klas / stablo), u uzorku od 22 genotipa pšenice, podeljenih u tri grupe prema visini stabljike. Analizom meĊuzavisnih odnosa autori su ustanovili znaĉajne ili visoko znaĉajne vrednosti korelacionih koeficijenata izmeĊu većine ispitivanih svojstava. Nirala et al. (1997) ustanovili su u F2 generaciji da je masa 1000 zrna u znaĉajnoj pozitivnoj korelaciji sa masom zrna po biljci i biološkim prinosom po biljci. Laskin i Maslovskaja (1988) su našli slabu korelaciju izmeĊu komponenti produktivnosti biljaka razliĉitih sorti i njihovih potomstava. Niska korelacija se moţe objasniti niskom naslednošću osobina koje odreĊuju produktivnost biljaka, njihovom znaĉajnom modifikacionom promenom i adaptivnom reakcijom hibridnog potomstva na promene uslova spoljne sredine. Chowdhury et al. (1985) su utvrdili da postoje visoke pozitivne korelacije izmeĊu broja biljaka i prinosa zrna, visine biljke, mase zrna, ţetvenog indeksa. Dok je izmeĊu prinosa i koeficijenta produktivnog bokorenja naĊena negativna korelacija.  2.3. Interakcija genotipova i ekološkh uslova Dimitrijević et al. (2006) izneli su rezultate dobijene za masu zrna po klasu i ukupnu biomasu klasa pšenice gajene na „solonjecu“. Autori su pratili varijacije ovih osobina za šest hlebnih sorti pšenice, kao i interakciju genotipa i agroekoloških uslova u tri vegetaciona perioda. UporeĊeni su rezultati na kontroli, solonjecu bez primene meliorativnih mera i dva nivoa popravke (25 t i 50 t fosforgipsa / ha), pri ĉemu su posmatrani efekti meliorativnih mera na ove dve komponente prinosa. Poljoprivrednim zemljištima niţe produktivnosti, kao što je solonjec, moţe se uz melioracione mere podići upotrebna vrednost i proširiti površina pod odgovarajućim poljoprivrednim biljnim vrstama. Dolijanović et al. (2009) su ispitivali gajenje ozime pšenice u monokulturi i dvopoljnom plodoredu. U dosadašnjim ispitivanjima uticaja plodoreda na prinos zrna ozime pšenice ustanovljeno je da su prinosi najviše varirali pod uticajem meteoroloških uslova. Zbog toga su u radu autori ispitivali uticaj zimskih, prolećnih i ukupnih Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 15 padavina na prinos zrna ozime pšenice u monokulturi i dvopoljnom plodoredu. Istraţivanja su se odnosila na petnaestogodišnji period (1991 / 92 – 2005 / 06. godine) na oglednom polju Poljoprivrednog fakulteta «Radmilovac». Na osnovu korelacione i regresione zavisnosti dobijenih prinosa zrna ozime pšenice od koliĉine prolećnih, zimskih i ukupnih padavina ustanovljeno je da sa povećanjem koliĉina zimskih padavina, prinos zrna se smanjuje, posebno u monokulturi. MeĊutim, sa povećanjem koliĉina prolećnih i ukupnih padavina, prinos zrna pšenice se povećavao u oba ispitivana sistema gajenja. To znaĉi da u ispitivanom podruĉju (centralna Srbija) uglavnom ima dovoljno padavina u zimskom periodu i svako povećanje koliĉina moţe smanjiti prinos zrna ili ĉak ugroziti proizvodnju pšenice. Dakle, razlog niţih prinosa zrna ozime pšenice u ispitivanom podruĉju su uglavnom nedostatak padavina u prolećnem periodu, kada je biljkama voda i najpotrebnija. Gourdji et al. (2013) su prouĉavali reakciju pšenice na tople ekološke uslove. Ova istraţivanja su postavili uzimajući u obzir potrebu za genetiĉkim analizama potencijalnog adaptabilnog odgovora na trendove globalnog zagrevanja. Koristili su germplazmu iz meĊunarodnog centra za unapreĊenje kukuruza i pšenice (CIMMYT). Utvrdili su da je prinos zrna najosetljiviji na povećane temperature tokom perioda nalivanja zrna. Hristov et al. (2006) su ispitivali otpornost domaćih sorata pšenice prema niskim temperaturama. Autori su zakljuĉili da proizvodnja pšenice u razliĉitim regionima, kao i ostvarivanje visokih i stabilnih prinosa, u velikoj meri zavisi od tolerantnosti gajenih sorti na stres izazvan niskim temperaturama. Pored genetiĉki uslovljene reakcije, od velikog je znaĉaja postepeno prilagoĊavanje biljaka efektu niskih temperatura. U dvogodišnjem periodu (2004 – 2005), analizirano je 23 sorte pšenice iz razliĉitih etapa oplemenjivanja. Testiranje je izvršeno u hladnim komorama na temperaturi – 15oC u trajanju od 24, 36, 48 i 60 ĉasova. Sorte su podeljene u tri grupe u zavisnosti od godine priznavanja. U prvoj grupi, u kojoj su se uglavnom nalazile introdukovane sorte, procenat preţivelih biljaka na svim tretmanima iznosio je u proseku 87 %. Razliĉito poreklo sorti u ovoj grupi, znaĉajno je uticalo na meĊusobne razlike u otpornosti prema niskim temperaturama. U drugoj grupi, koju su ĉinile domaće sorte gajene na velikim površinama 70 - ih godina, procenat preţivelih biljaka iznosio je 88,1 %. Većina sorti treće grupe, trenutno je zastupljena na proizvodnim površinama u našoj zemlji. Kod Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 16 ovih sorti, otpornost prema niskim temperaturama nalazi se na nivou prethodne grupe, pri ĉemu je procenat preţivelih biljaka iznosio 87,4 %. Visoke temperature u periodu kaljenja biljaka, uslovile su veća oštećenja, odnosno veći procenat izmrzlih biljaka u drugoj godini ispitivanja. Cilj ovog rada je bio da se sagleda doprinos procesa oplemenjivanja unapreĊenju otpornosti pšenice prema niskim temperaturama. Munkvold et al. (2013) su konstatovali da se kvantitativne fenotipske osobine razvijaju pod uticajem fenotipa i promenljivih faktora spoljne sredine, kao i interakcijom izmeĊu njih. Posebno znaĉajna je interakcija izmeĊu genotipa i spoljne sredine (G x E) koja predstavlja uticaj ekoloških faktora na ekspresiju gena. Perturbacije genetske ekspresije od strane ekoloških faktora se manifestuju u alternacijama vezanim za gensku ko - ekspresiju u povezanoj mreţi osobina i obavezno u fenotipskoj plastiĉnosti. Autori su pokušali da mapiraju individualne gene ekspresije lokusa kvantitativnih osobina (QTL). Koristili su razliĉite spoljne uslove kako bi identifikovali specifiĉne genske ko - ekspresivne module. Autori su zapravo prouĉavali promene kvantitativnih osobina pod uticajem spoljnih faktora na molekularnom nivou.  2.4. Selekcija i semenarstvo Prodanović et al. (1999 b) analizirali su variranje srednjih vrednosti osobina hibridnih populacija pšenice u dve generacije potomstva. Zakljuĉili su da primenom bulk selekcije dolazi do izmena u strukturi populacija koje se odnose na: 1) povećanje broja klasova po jedinici površine, 2) bolji raspored klasova u prostoru i 3) ujednaĉeniji odnos primarnih i sekundarnih klasova. Mian i Nafziger (1992) su prouĉavali efekte semena pšenice razliĉite veliĉine (sitno, srednje i krupno) na osobine izniklih biljaka kao što su: klijavost, broj klasova i prinos zrna. UtvrĊeno je da su sve veliĉine semena imale jednaku klijavost i sliĉne vrednosti drugih osobina. Đurić et al. (2008) konstatovali su da je za postizanje stabilnih prinosa u prvom redu neophodno koristiti kvalitetno seme za setvu, što i jeste primarni zadatak semenarstva. Razvijeno i dobro organizovano semenarstvo podrazumeva stalnu proizvodnju semena svih kategorija i na taj naĉin odrţavanje nivoa genetske ĉistoće sorti pšenice. O oĉuvanju genetskog identiteta sorti vode raĉuna selekcioneri - Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 17 oplemenjivaĉi i struĉne sluţbe koje vrše aprobaciju semenskih useva. Deklarisano seme ima visoku sortnu ĉistoću i visok procenat klijavosti. Đurić et al. (2009) bavili su se oplemenjivanjem i semenarstvom pivskog jeĉma u Institutu PKB Agroekonomik. Autori su zakljuĉili da napredak u selekciji i oplemenjivanju zavisi od raspoloţive genetiĉke varijabilnosti, naĉina ugradnje poţeljnih gena u superiorne genotipove, kao i efikasnost selekcije (odabira) poţeljnih genotipova odnosno linija. Pored visokog prinosa i dobre otpornosti na biološke i abiološke stresove, kvalitetan pivski jeĉam treba da ima i nizak sadrţaj plevica i proteina, a visok sadrţaj skroba. U cilju pune realizacije genetiĉkog potencijala za prinos i kvalitet zrna naroĉito se mora poštovati blagovremenost primene tehnologije proizvodnje. Đurić et al. (2010) ispitivali su uticaj gustine setve na prinos nekih sorata ozime pšenice. Ispitivane su ĉetiri sorte ozime pšenice razliĉitih selekcionih kuća koje su trenutno zastupljene u srpskom sortimentu u cilju analize prinosa, zavisno od gustine setve useva. Sama sorta bez potpune primene svih agrotehniĉkih mera proizvodnje (setve, odnosno zadovoljavajuće gustine useva, mera nege i vremena ţetve) ne moţe dati visok prinos kome teţimo, što je naroĉito potrebno u godinama kada pšenica ima izrazito nisku cenu. Đurić et al. (2011) su analizirali kvalitet semena PKB sorti ozime pšenice doraĊenih u periodu 2005 - 2010. godine. Autori su ispitivali pokazatelje kvaliteta semena pšenice (ĉistoća, masa 1000 zrna, vlaga, klijavost, frakcija sitnog semena i zdravstveno stanje) pet PKB sorti ozime pšenice. Po svim parametrima ispitivano seme PKB sorti zadovoljavalo je norme propisane Pravilnikom i Zakonom o semenu. U proseku za sve godine ĉistoća je bila 98,8 %, vlaga 12,5 %, masa 1000 zrna 42,5 g, klijavost 92,1 %, broj zrna korova u 1000 g semena 0,9 i prisustvo Fusarium spp. 1,4%. Razvijeno i dobro organizovano semenarstvo sorata pšenice podrazumeva stalnu proizvodnju semena svih kategorija i na taj naĉin odrţavanja nivoa genetske ĉistoće sorti pšenice. Kvalitetno seme dobija se u dugom procesu proizvodnje koji zapoĉinje setvom, a završava se ţetvom i usladištenjem, uz zakonom predviĊen struĉni i zdravstveni pregled u toku vegetacije (aprobacije). Seme postaje deklarisano sa ispitivanjem kvaliteta u laboratorijama, doradom i izdavanjem potrebnih uverenja i atesta. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 18 Đekić et al. (2013) ispitivali su efikasnost Pc gena otpornosti prema narandţastoj rĊi ovsa. Najefikasniji u obe godine ispitivanja bio je gen Pc 38 (94, 11 %), dok nijedan gen nije bio potpuno efikasan. Visoku efikasnost ispoljili su i geni Pc 39 i Pc 68, njihova efikasnost je bila preko 90 %. Proseĉna efikasnost gena otpornosti u prvoj godini ispitivanja iznosila je 71,29 % i bila je viša od proseĉne efikasnosti gena u 2000. godini (66,01 %). Efikasnost Pc gena otpornosti prema patogenu u obe godine ispitivanja bila je zadovoljavajuća i iznosila je 68,64 %. Ugradnjom gena otpornosti Pc 38, Pc 39 i Pc 68 u nove sorte moţe se ostvariti uspešna zaštita ovsa od prouzrokovaĉa lisne rĊe. Huffman je (2004) prouĉavao oĉuvanje genetiĉkog identiteta kod genetiĉki modifikovanih (GM) biljaka. Istraţivaĉ je konstatovao da se pri gajenju pšenice pojavljuju tri rizika vezana za promenu genetiĉkog identiteta: 1) pojava zaostalih biljaka iz predhodnog useva, 2) polenski drift odnosno rasipanje polena sa drugih polja, 3) mešanje semena razliĉitih sorti pri „on farm“ manipulaciji. Istraţivaĉi na poslediplomskim studijama (2010) vršili su ispitivanja o sortnoj reprodukciji pšenice u Vir - u, Rusija (Natural Sciences Repository). Istraţivanja su obuhvatala semena sorte Alabaskaja. Semena su podeljena na dva dela. Sa jednim delom semena vršena je kontinuirana setva svake godine tokom ĉetvorogodišnjeg perioda i to uvek sa semenom iz predhodne godine. Sa drugim delom semena je sejano takoĊe tokom ĉetiri godine ali je uvek korišćeno seme koje je predhodno ĉuvano jednu godinu. Znaĉi originalno seme je ĉuvano jednu godinu i sejano tek u drugoj godini, zatim poţnjeveno u trećoj, ĉuvano jednu godinu i potom sejano u ĉetvrtoj godini. Biljke koje su nikle iz semena iz predhodne godine imale su sledeće karakteristike u odnosu na biljke iz kontrole: stabla su bila viša, popreĉni presek stabljike bio je manji, zastaviĉar je bio uţi, bile su manje otporne na sušu i davale su manji prinos. Ruiz et al. (2002) su pomoću analize glijadina odredili genetiĉki identitet španske germplazme pšenice. Utvrdili su da dolazi do kvalitativnih promena genetiĉke varijabilnosti tokom godina, odnosno tokom odrţavanja sorti. Za 35. godina 75 % analiziranih uzoraka saĉuvalo je genetiĉki identitet. MeĊutim, kod tri uzorka naĊene su modifikacije u 10 alela i to gubitak alela ili pojava novih alela. Ovi rezultati pokazuju da je potrebna velika paţnja tokom odrţavanja uzoraka odnosno tokom reprodukcije i konzervacije kolekcije germplazme. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 19 Sabovljević et al. (2010) su ispitivali korelacije i varijabilnost osobina semena pšenice proizvedenog na više lokacija. Autori su osobine semena pšenice grupisali po razliĉitim osnovama: po genetiĉkom karakteru sa odlikama polimorfizma ekotipa, varijeteta, i podvrste; po tehnološkom tipu endosperma, hemijskom sastavu, izmeljivosti; i po semenarskim i tehnološkim osnovama. Osnovno polazište u semenarstvu pšenice jeste potpuna sortna identiĉnost i genetiĉka homogenost osobina svake sorte koja se odrţava i umnoţava, radi merkantilne proizvodnje. Tehnološko i semenarske osobine semena pšenice odlikuju se većom ili manjom varijabilnošću svojih vrednosti, ali i standardima propisane vrednosti za ove osobine semena koje se moraju zadovoljiti u semenskoj i merkantilnoj proizvodnji. Sabovljević et al. (2011) su ispitivali osobine semenskog materijala sorata pšenice. Primenili su razdvajanje semena na frakcije veliĉine semena i izraĉunavali pokazatelje varijabilnosti. Utvrdili su da osobine semenskog materijala pšenice zavise od kategorije semena, uslova proizvodnje semena, vremena i naĉina ţetve, postupka u doradi i postupanja sa semenom posle ţetve, tokom dorade i tokom ĉuvanja semena.  2.5. Tehnološko - farinološke osobine Đurić et al. (2005) su u svojim istraţivanjima došli do zakljuĉka da brzi porast proseĉnog prinosa ozime pšenice kod sorti selekcionisanih od šezdesetih godina do današnjih dana omogućava dovoljnu proizvodnju potrebnih koliĉina zrna i brašna razliĉitog kvaliteta. ProizvoĊaĉe interesuje što veći prinos zrna jer drţava to plaća u otkupnoj ceni pšenice, a potrošaĉe i pekare što bolji kvalitet brašna odnosno hleba. Da bi se ostvario visok prinos, potrebne su sorte sa niskom i ĉvrstom stabljikom (slamom) koje trpe visoko Ċubrenje azotnim Ċubrivima, većim brojem plodnih cvetova u klasu i visokom otpornošću prema niskim temperaturama i vaţnijim bolestima pšenice. Pecivna vrednost brašna zavisi od sadrţaja glijadina i glutenina, koji zajedno sa vodom i solju daju gluten - lepak. Koliĉina i kvalitet lepka i pored toga što predstavlja sortnu osobinu moţe se delom menjati pod uticajem klimatskih uslova, i primenom odreĊene agrotehnike. Đurić et al. (2012) su analizirali prinos zrna i kvalitet brašna nekih sorata ozime pšenice u 2010. i 2011. godini. Autori istiĉu da na svetskom trţištu, a sve više i kod nas Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 20 postoji izraţena teţnja i traţenost sorti, koje pored visokog i stabilnog prinosa imaju i dobre parametre kvaliteta brašna. Rezultati u ovom radu pokazuju da sorte sa najstabilnijim prinosom i dobrim kvalitetom zrna su PKB Talas i BG Merkur. Ove sorte imaju visok sadrţaj kvalitetnih proteina, a analogno ovome je i visok sadrţaj glutena, što se potvrĊuje reološkim merenjima. Visoki prinosi ispitivanih sorata pšenice jesu rezultat interakcije genetiĉkog potencijala sorata pšenice i primene dobre agrotehnike u uslovima kada raspored padavina tokom vegetacione sezone, od momenta setve, pa do ţetve pogoduje proizvodnji pšenice. Đekić et al. (2012) ispitivali su razliĉiti sastav sorti tritikalea. Cilj ovog rada bio je ispitivanje hemijskog sastava dve sorte tritikalea Kg 20 i Trijumf. Istraţivanja su obavljena u Centru za strna ţita u Kragujevcu. Proseĉan sadrţaj proteina sorte tritikalea Kg 20 iznosio je 12,24 % suve materije (sm) a Trijumfa 12,90 % sm. Proseĉan sadrţaj pepela kod Kg 20 iznosio je 1,34 % sm, a kod Trijumfa 1,40 % sm. Proseĉan sadrţaj vode kod Kg 20 iznosio je 11,32 % sm a kod Trijumfa 11,22 % sm. Ustanovljene razlike znaĉajnosti sa stanovišta uticaja sorte na proseĉne vrednosti sadrţaja proteina i vlage statistiĉki nisu bile signifikantne, P < 0,01. Glamoĉlija (2012) je u svojim istraţivanjima došao do zakljuĉaka da po hranljivoj, vitaminskoj i energetskoj vrednosti od 8.500 - 9.400 dţula pšeniĉni hleb je hranljiviji od hleba spravljanog od ostalih ţita. U procesu sloţene meljave pšenice, pored glavnog proizvoda brašna, sporedni proizvodi su pšeniĉne klice, mekinje, slama i pleve. Pšenica ima i veliki agrotehniĉki znaĉaj jer kao usev guste setve ostavlja zemljište nezakorovljeno i vrlo dobrih fiziĉkih osobina. Odliĉan je predusev za veliki broj njivskih biljaka jer rano tokom leta, sazreva tako da se posle ţetve pšenice zemljište moţe kvalitetno pripremiti za naredne useve, bilo za setvu redovnih useva ili za setvu postrnih useva. Pajin et al. (2005) su ispitivali tehnološki kvalitet pšeniĉnog brašna koga ĉini zbir razliĉitih osobina koje odreĊuju reološka svojstva testa pri izradi, u toku obrade i peĉenja kao i kvalitet gotovog proizvoda. U cilju definisanja tehnološkog kvaliteta brašna kao potencijalne sirovine za proizvodnju keksa i srodnih proizvoda, autori su ispitivali tri domaće sorte pšenice. U svim ispitivanim uzorcima brašna odreĊen je njihov hemijski sastav, specifiĉne osobine brašna, sadrţaj vlaţnog glutena, sposobnost zadrţavanja vode, sedimentacija i granulometrijski sastav kao i osnovna reološka Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 21 svojstva. UtvrĊeno je da sve sorte imaju odgovarajuće osobine rastegljivosti testa, nešto veću moć upijanja vode brašna od zahtevane i ujednaĉenu raspodelu veliĉina ĉestica brašna. Zeĉević et al. (2006) su ispitivali varijabilnost parametara tehnološkog kvaliteta (sedimentacija, sadrţaj i kvalitet glutena i reološke osobine testa) kod deset kragujevaĉkih sorti pšenice (KG - 56, Srbijanka, Studenica, Takovĉanka, KG – 56 S, KG - 100, Toplica, Levĉanka, Gruţa i Tara). Ogledi su bili postavljeni na oglednom polju Centra za strna ţita, Kragujevac tokom ĉetiri vegetacione sezone. Sedimentacija je uraĊena po metodi Zeleny, sadrţaj i kvalitet glutena po standardnoj metodi, a reološke osobine testa su odreĊene na farinografu. Analizom varijanse je utvrĊena znaĉajna zavisnost ispitivanih komponenti kvaliteta od genotipa i ekoloških faktora. Ustanovljeno je da su sve sorte imale sedimentaciju na nivou prve kvalitetne klase, a najveća proseĉna vrednost utvrĊena je kod sorte KG – 56 S (61,8 ml). Analizom komponenti fenotipske varijanse ustanovljeno je da, za sve ispitivane osobine kvaliteta, najmanji udeo varijanse pripada godini, a znatno veća varijansa pripada sorti i interakciji sorta x godina, što ukazuje da na ispoljavanje kvaliteta pšenice veći uticaj ima genotip, a znatno manji ekološki faktori. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 22 3. CILJ ISTRAŢIVANJA I RADNE HIPOTEZE Istraţivanja u ovom radu usmerena su na biljku pšenica (Triticum aestivum L.), kod koje se analizira genetiĉki odgovor (Boyko & Kovalchuk, 2008; Whittle et al., 2009), odnosno promene na fenotipu, do kojih dolazi pri sortnoj reprodukciji. Te promene se posmatraju na nivou DNK pomoću genetiĉkih ili proteinskih markera i na nivou fenotipa korišćenjem morfoloških i produktivnih osobina pšenice (Šurlan - Momirović et al., 2005; Glamoĉlija, 2004). Predmet ovih istraţivanja je kompleksan: pre svega to je pšenica, odnosno sorte pšenice, ali je ispitivan i efekat primene selekcije (Borojević, 1981), uticaj gustine useva i godine u kojoj se vrši reprodukcija biljaka na fenotip, odnosno na morfološke i proizvodne osobine, kao i na kvalitet semena i oĉuvanje sortne identiĉnosti. Istraţivanja sprovedena u ovom radu su interesantna i nailaze na paţnju nauĉnika u svetu (Anderson & Barclay, 1991, Ellis, 1988; Khah et al., 1989; Mian & Nafziger, 1992; Laverack, 1994). Kod nas su istraţivanja sa sliĉnim predmetom tek u zaĉetku (Prodanović et al., 2009). Zato su dobijeni rezultati primenom ovih istraţivanja od znaĉaja za unapreĊenje naše poljoprivredne nauke, posebno pošto daju odgovore u odnosu na domaće sorte pšenice, proizvodnu praksu u našoj zemlji i zastupljene ekološke uslove u našoj zemlji. Cilj ispitivanja ima teorijski znaĉaj za nauĉne discipline kao što je Genetika, ali i praktiĉni znaĉaj za unapreĊenje Oplemenjivanja bilja, odnosno oplemenjivanja pšenice, kao i za unapreĊenje Semenarstva, odnosno proizvodnje semena pšenice i tehnologije ţita. U tom smislu, ova istraţivanja imaju za cilj teorijske i praktiĉne odgovore na brojna nauĉna pitanja koja postavljaju genetiĉari, oplemenjivaĉi i semenari. Genetiĉare zapravo zanima odgovor na pitanje koliko na fenotipske promene utiĉe nasledna osnova (genotip pšenice), a koliko agroekološki uslovi (F = G + E). Izvršena istraţivanja omogućila su rastavljanje fenotipske varijanse na komponente i kvantifikovanje stepena naslednosti za sve prouĉavane osobine pšenice (analiza heritabilnosti). Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 23 Oplemenjivaĉe pšenice zanima da li se fenotipske promene osobina pšenice pri sortnoj reprodukciji ispoljavaju u jednakom stepenu kod svih sorti (analiza varijanse). Sorte koje više pozitivno reaguju na odreĊene uslove, kao što su gustine useva, temperature i padavine treba identifikovati i iskoristiti u oplemenjivaĉkim programima (biometrijska analiza, analiza interakcije). TakoĊe, je od interesa za oplemenjivaĉe i odreĊivanje menjanja odnosa osobina i to koje osobine su najjaĉe povezane u odreĊenim agroekološkim uslovima (korelaciono - regresiona analiza). Konaĉno, zanima ih da li primena pozitivne i negativne selekcije, na nivou fenotipa pri sortnoj reprodukciji, predstavlja uspešan naĉin odrţavanja genetiĉkog identiteta sorti pšenice (elektroforetska analiza sastava proteina). Semenare interesuje da li se i kako promene na fenotipu odraţavaju na osobine semena pšenice kao što je klijavost i energija klijanja (analiza kvaliteta semena). Zanima ih da li postoji povezanost izmeĊu tretmana (klaster analiza) i kako tretmani utiĉu na masu zrna i hemijski sastav zrna (ukupni proteini i sedimentacija), pri ĉemu je poslednja navedena stavka bitna i za tehnologe koji rade sa semenom pšenice. U ovoj doktorskoj disertacije polazi se od sledećih hipoteza:  Odabrane sorte pšenice za ova istraţivanja razlikuju se po fenotipu;  Poljski ogledi bili su postavljeni u razliĉitim godinama, tako da se ekološki (meteorološki) uslovi razlikuju, s tim u vezi prouĉavan je odgovor sorti na spoljne faktore;  Primena negativne selekcije, odnosno odbacivanja atipiĉnih biljaka, uslov je za oĉuvanje sortne identiĉnosti. Ukoliko se ne bi primenila negativna selekcija, pojave mutacija, nekontrolisane stranooplodnje i sluĉajnog mešanja semena, dovele bi do promena genotipa;  Elektroforeza je laboratorijska metoda koja omogućava da se pouzdano odredi sortna identiĉnost useva, odnosno da li postoje ma kakve razlike izmeĊu jedinki (100 semena) istog genotipa na osnovu broja traka, njihove mobilnosti i intenziteta obojenosti. Ovom tehnikom moţe se odrediti specifiĉnost sastava proteina kod razliĉitih sorti;  Razliĉite gustine useva ispoljavaju znaĉajan uticaj na fenotipske promene pšenice; Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 24  Fenotipske promene utvrĊene su precizno u ovom radu jer je broj analiziranih biljaka za svaku osobinu bio vrlo visok (5400 podataka);  Laboratorijskim analizama ispitivan je kvalitet semena, i upotrebne karakteristike zrna razliĉitih sorti, kao što je sadrţaj proteina;  Pouzdanim biometrijskim metodama odreĊivane su: srednja vrednost, apsolutna i relativna varijabilnost osobina, divergentnost sorti (hijerarhijska klaster analiza), povezanost osobina (korelacije i regresije), interakcija osobina i spoljnih uslova (ANOVA, AMMI analiza), stepen naslednosti osobina (heritabilnost) i drugi parametri kojima se odgovara na ciljeve ove disertacije. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 25 4. MATERIJAL I METODI RADA  4.1. Materijal rada Materijal rada u ovoj doktorskoj disertaciji bile su tri divergentne sorte pšenice ispitivane tokom dve proizvodne godine u poljskim ogledima na eksperimentalnim poljima Instituta PKB Agroekonomik. Ispitivana su po tri razliĉita tretmana (varijante) za svaku od ovih sorti u pogledu primene selekcije i gustine useva, koji odgovaraju zahtevima za proizvodnju tri razliĉite kategorije semena: elita, original i prva sortna reprodukcija. Biljke u svakom od razliĉitih proizvodnih uslova su praćene uz merenje njihovih fenotipskih karakteristika. Po obavljenoj ţetvi ispitivan je kvalitet njihovog semena, tehnološke osobine i ocenjivana njihova sortna identiĉnost primenom laboratorijskih tehnika ukljuĉujući analize sadrţaja proteina i sastava proteina primenom elektroforeze. Dobijeni podaci obraĊeni su biometrijski i prikazani kroz odgovarajuće tabele, grafikone i slike. Tri sorte ozime pšenice Instituta PKB Agroekonomik sa razliĉitim vrednostima morfoloških osobina biljaka, rodnosti i osobina kvaliteta zrna ispitivane u ovom radu su: 1. PKB Talas 2. BG Merkur 3. PKB Lepoklasa „PKB Talas“ (slika 1) po svojim osobinama pripada tipu poboljšivaĉa kvaliteta zrna, odnosno kvalitetnoj grupi A2 - A1. Ima hektolitarsku teţinu 82 - 85 kg, sadrţaj proteina 13 - 14 %, sadrţaj vlaţnog glutena 28 - 36 %. Poseduje veliku sposobnost bokorenja, gustina u ţetvi iznosi 700 - 800 klasova / m2, pri ĉemu visina biljke dostiţe 68 - 78 cm, klas je bez osja, bele boje pri zrenju, zrno je okruglasto, crvene boje. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 26 Slika 1. PKB Talas „BG Merkur“ (slika 2) po svojim osobinama pripada hlebnom tipu sorti, odnosno kvalitetnoj grupi B2 - B1. Ima hektolitarsku teţinu 79 – 84 kg, sadrţaj proteina 14 - 15 %, sadrţaj vlaţnog glutena 28 – 32 %. Poseduje srednju sposobnost bokorenja, gustina u ţetvi iznosi 650 - 700 klasova / m2, pri ĉemu je i visina biljke srednja 62 - 76 cm, klas je bez osja sa izraţenim rudimentima bele boje pri zrenju, zrno je srednje krupno, crvene boje. Slika 2. BG Merkur Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 27 „PKB Lepoklasa“ (slika 3) po svojim osobinama svrstana je u hlebne sorte tipa B1 - A2. Tehnološko proizvodne karakteristike ove sorte pšenice su: hektolitarska teţina 82 – 86 kg, sadrţaj proteina 13 - 15 %, sadrţaj vlaţnog glutena 29 - 34 %. Poseduje veliku sposobnost bokorenja, gustina u ţetvi iznosi 700 - 800 klasova / m2, pri ĉemu visina biljke dostiţe 68 - 78 cm, klas je bez, osja bele boje pri zrenju, zrno je okruglasto, srednje krupno, crvene boje. Slika 3. PKB Lepoklasa  4.2. Poljski ogledi Svaka sorta pšenice gajena je u tri razliĉite varijante agrotehniĉkih uslova, prilagoĊenih dobijanju tri kategorije semenskih useva: elita, original i prva sortna reprodukcija. Varijanta 1, „elita“, realizovana je pod kontrolom i nadzorom selekcionera, odnosno uz primenu metode negativnog odabiranja, tj. odbacivanja atipiĉnih redova i pozitivnog odabiranja tj. uzimanja najboljih klasova za proizvodnju superelite, pri ĉemu su ispitivane biljke i uzimano seme preostalih individua na polju. Setva elite obavljena je u parcelice od 6 redova, duţine 1 m, sa meĊurednim rastojanjem 12 cm. Varijanta 2, „original“, imala je veću gustinu useva, koja je dobijena setvom 120 kg / ha semena elite u neprekidne redove na parceli. Nakon ĉišćenja od atipiĉnih biljaka ispitivane su osobine preostalih biljaka i uzimano je njihovo seme za analizu i dobijanje varijante 3. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 28 Varijanta 3, „prva sortna reprodukcija“, imala je još veću gustinu dobijenu setvom 240 kg / ha semena originala. Ispitivane su tipiĉne biljke u ovoj varijanti kao i analiza kvaliteta semena, i karakteristike zrna. Sve tri varijante ispitivane su i analizirane u dve istraţivaĉke godine, tokom vegetacione 2008/2009. i 2009/2010. godine. Poljski mikroogledi (slika 4) postavljeni su i izvedeni u Juţnom Banatu na oglednim parcelama Instituta PKB Agroekonomik. Eksperimentalna polja se nalaze na nadmorskoj visini 77 m, a njihovo pozicioniranje obavljeno je pomoću GPS ureĊaja. Slika 4. Poljski mikroogledi Institut PKB Agroekonomik Tip zemljišta na kome su izvedeni mikroogledi je ritska crnica. Fiziĉko - hemijske analize ovog zemljišta obavljene su u akreditovanoj laboratoriji Eko - Lab u Padinskoj Skeli, Beograd, u skladu sa standardom SRPS ISO/IEC 17025. Meteorološki podaci za dve istraţivaĉke godine preuzeti su sa meteorološke stanice Instituta PKB Agroekonomik, koja se nalazi u neposrednoj blizini (oko 1000 m udaljenosti) od lokacije izvoĊenja ogleda. Od meteoroloških podataka u ovom radu prikazani su toplotni reţim vazduha i koliĉina i raspored padavina tokom vegetacionog perioda pšenice. U ovoj doktorskoj disertaciji analizirane su sledeće morfološke i produktivne osobine biljaka: broj izdanaka, broj klasića u klasu, broj zrna u klasu, apsolutna masa zrna i masa zrna u klasu. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 29 U ovom radu ispitivani su i analizirani sledeći parametri kvaliteta semena: apsolutna masa, klijavost i zdravstveno stanje. Ispitani su i pokazatelji kvaliteta zrna (farinološka svojstva): sadrţaj proteina i sedimentaciona vrednost. U izvršenim istraţivanjima primenjene su sledeće grupe metoda:  metod poljskog ogleda,  metod uzorka iz eksperimentalnog materijala semena,  metod laboratorijskog ispitivanja osobina semena,  metod elektroforeze,  matematiĉko - statistiĉke metode obrade eksperimentalnih podataka i analize rezultata.  4.3. Laboratorijska ispitivanja Kvalitet semena je ispitan u akreditovanoj laboratoriji Eko - Lab u Padinskoj Skeli, Beograd. Ispitivanja su obavljena u skladu sa Pravilnikom o kvalitetu semena poljoprivrednog bilja - (Sluţbeni glasnik, 47 / 87). Ovaj pravilnik propisuje postupak uzimanja uzorka, metode ispitivanja semena i norme kvaliteta koje seme mora ispuniti da bi bilo deklarisano. Uzorci semena za ispitivanje uzeti su kao reprezentativni za kvalitet partije semena. U ovom radu uzeti su: zbirni uzorak, proseĉni uzorak i uzorak za vlagu od svake sorte u obe godine ispitivanja. Uzimanje proseĉnog uzorka izvršeno je razdeljivanjem zbirnog uzorka na polja, iz kojih je izdvojeno seme za ispitivanje sledećih pokazatelja kvaliteta semena: Klijavost (%), Energija klijanja (%), Ĉistoća semena (%), Sadrţaj drugih biljnih vrsta (%), Sadrţaj korova (%), Sadrţaj vlage (%), Zdravstveno stanje semena (%). Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 30 Ukupna klijavost je odreĊena na osnovu ukupnog broja klijavih zrna 8 dana posle stavljanja semena na naklijavanje, a energija 4 dana posle stavljanja semena na naklijavanje. Naklijavanje je vršeno u klijalištu sa temperaturom podešenom na 20oC. Ukupno je stavljeno po 4 petri kutije sa po 100 semena i to u 3 ponavljanja za svaku sortu u svakoj godini ispitivanja (slika 5). Slika 5. Ispitivanje klijavosti semena pšenice Ĉistoća semena odreĊena je merenjem mase na analitiĉkoj vazi (preciznosti 0,01g) ukupne koliĉine semena radnog uzorka, ĉistog semena, semena drugih vrsta, semena korova i inertnih materija. Vlaga semena je odreĊena mlevenjem semena u laboratorijskom mlinu i sušenjem samlevenog materijala na 104oC, pri ĉemu je izvršeno merenje uzorka pre i posle sušenja. Zdravstveno stanje semena ocenjeno je pregledom naklijalih semena na prisustvo fitopatogenih bakterija i gljiva. U radu je odreĊen kvalitet zrna ispitivanih sorti pšenice kao pokazatelji kvaliteta zrna korišćeni su: sadrţaj proteina (%) i sedimentaciona vrednost (ml). Analize su izvršene u obe istraţivaĉke godine. Sortna identiĉnost ocenjivana je primenom elektroforeze proteina, odnosno vertikalne elektroforeze glijadina (slika 6). Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 31 Slika 6. Aparatura za vertikalnu elektroforezu Elektroforeza predstavlja laboratorijsku metodu koja prati kretanje koloidnih ĉestica u gelu pod uticajem elektriĉnog polja kroz rastvor slabog elektrolita. Proteini pšenice se ponašaju kao tipiĉne smeše koloidnih ĉestica. Ĉestice proteina pšenice u rastvoru se kreću ka jednom polu pod uticajem monofazne struje razliĉitom brzinom. Ĉestice se vizualizuju na gelu u obliku traka razliĉite mobilnosti. Svaka ispitivana sorta imala je specifiĉne trake tj. frakcije proteina. U ovom radu izvršena je procena zrna iste sorte u cilju utvrĊivanja iste frakcije proteina u tri ispitivane varijante jedne sorte, odnosno utvrĊena je promena procenta genetiĉke identiĉnosti sorte u razliĉitim kategorijama semenskih useva. TakoĊe, utvrĊena je divergentnost izmeĊu sorti po sastavu proteina. Rezervni proteini glijadini iz ispitivanih uzoraka pšenice ekstrahovani su iz 100 pojedinaĉnih semena i razdvojeni na PAGE pH 3.2. Ukupno je napravljeno 3 gela po uzorku. Vertikalna elektroforeza uraĊena je na opremi MAX FILL, Carl Roth, a sve neophodne hemijske materije nabavljene su od proizvoĊaĉa Sigma Aldrich. Puferi za gel bili su 20 ml glacijalne sirćetne kiseline + 1 g glycina, koji su dopunjeni destilovanom vodom do 1 litar i ĉuvani na hladnom mestu. Puferi za kadicu bili su 4 ml glacijalne sirćetne kiseline + 0,4 g glycina, koji su dopunjeni destilovanom vodom do 1 litar i ĉuvani na hladnom mestu. Priprema uzorka za analizu sastojala se u usitnjavanju zrna pšenice, prebacivanju u ependorficu od 1,5 ml, uz dodatak 300 µl ekstrakcionog rastvora (Methyl green - 0,05 % u 25 % 2 - chloroethanolu), nakon mešanja uzorak je ostavljen na sobnoj temperaturi 12 ĉasova. Sledeći dan izvršeno je centrifugiranje na 12400 rpm 5 Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 32 minuta i odvojen je supernatant, naneto je 12 µl supernatanta u bunarĉić gela za elektroforezu. Postupak pravljenja gela obuhvatao je sledeće: ĉiste i suve staklene ploĉe su postavljene u svoje leţište za pravljenje gela, na gornju površinu stavljen je “ĉešalj” za pravljenje udubljenja za uzorke u gelu, a zatim je u 60 ml pufera za gel dodato 15 g akrilamida (12,5 % gel), 0,5 g bis - akrilamida, 7,2 g uree, 0,12 g askorbinske kiseline i 0,006 g ferosulfata. Nakon mešanja i dopune puferom za gel do 120 ml izvršeno je hlaĊenje 5 minuta u zamrzivaĉu. Dodato je 120 µl sveţe pripremljenog 10 % amonijum persulfata i 420 µl TEMED - a, nakon mešanja izvršeno je brzo sipanje izmeĊu stakala unapred pripremljenog kalupa za gel. Posle 50 minuta polimerizacije, izvaĊeni su ĉešljevi i kalup je prebaĉen u kadicu za elektroforezu. U svaki “bunarĉić” gela dodato je po 12 µl esktrakta iz pojedinaĉnih zrna pšenice. Elektroforeza je obavljena pri konstantnom naponu struje od 300 V uz neprekidno hlaĊenje, na temperaturi od 15 - 20°C, u trajanju od 4 ĉasa. Po završetku elektroforeze gelovi su bojeni i tokom noći ostavljeni potopljeni u boju: 1 % PAGE blue G90 u etanolu (10 ml) + 10 % trihlorsirćetna kiselina (200 ml). Obezbojavanje je izvršeno sa 10 % trihlorsirćetnom kiselinom u trajanju od 30 minuta, a zatim destilovanom vodom. Gelovi su zatim skenirani i saĉuvani kao .jpg fajlovi. Elektroforeza je uraĊena u akreditovanoj laboratoriji Instituta za ratarstvo i povrtarstvo u Novom Sadu.  4.4. Statistička analiza podataka Statistiĉka analiza eksperimentalno dobijenih podataka obuhvatila je izraĉunavanje srednje vrednosti (M) i varijabilnosti (varijanse i koeficijenti variranja) za sve ispitivane osobine pšenice, kao i znaĉajnosti njihovih razlika primenom lsd - testa. Ukupno za analizu je ukljuĉeno 5400 podataka (100 biljaka x 3 ponavljanja x 3 varijante ogleda x 3 sorte x 2 godine) za svaku od navedenih morfoloških osobina biljaka. Sliĉnosti i razlike izmeĊu fenotipskih osobina sorti, po varijantama i godinama, odreĊene su primenom hijerarhijske klaster analize. Stepen i oblik zavisnosti izmeĊu osobina utvrĊen je primenom korelacionih koeficijenata i regresije. Interakcija genotipa i spoljne sredine, odnosno tretmana (G x E) utvrĊen je primenom ANOVA, kao i Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 33 primenom AMMI analize. Trofaktorijalna analiza varijanse uraĊena je posebno za svaku ispitivanu osobinu, prikazane su vrednosti MS (proseĉne sume kvadrata) i F - izraĉunato, a faktori su bili: sorta pšenice (tri sorte), godina izvoĊenja poljskog ogleda (dve godine), i kategorija semena (tri kategorije semena pšenice). AMMI analiza (Additive Main Effects and Multiplicative Interaction Models), korišćena je za detaljniji opis interakcije G x E. Ova analiza omogućila je izraĉunavanje glavnih komponenti (PC1 i PC2) i vrednosti ASV. Za izraĉunavanje parametra ASV korišćena je formula (Purchase, 2000): ASV = SS = suma kvadrata; PC1 = prva glavna komponenta; PC2 = druga glavna komponenta. AMMI analiza je raĊena uz pomoć R software, verzija 2.15.2 (A Language and Environment, Copyright 2012). Fenotipski i genotipski koeficijenti varijabilnosti osobina izraĉunati su, i stavljeni u odnos u cilju odreĊivanja stepena naslednosti, odnosno heritabilnosti osobina. Izraĉunavanje heritabilnosti uraĊeno je na bazi modela koji uzima u obzir izraĉunate i oĉekivane vrednosti sredine kvadrata u analizi varijanse za svaku ispitivanu osobinu sorti pšenice (tabela 2). Tabela 2. Model za izraĉunavanje heritabilnosti Izvor M S Oĉekivane sredine kvadrata Sorta (Genotip-G) M 1 2 E + r ∙ 2 G Y K + r ∙ k 2 G Y + r ∙ y 2 G K + r ∙ k ∙ y 2 G Godina (Y) - - Kategorija (K) - - Sorta (G) x Godina (Y) M 2 2 E + r ∙ 2 G Y K + r ∙ k 2 G Y Sorta (G) x Kategorija (K) M 3 2 E + r ∙ 2 G Y K + r ∙ y 2 G K Godina (Y) x Kategorija (K) - - Sorta (G) x Godina (Y) x Kategorija (K) M 4 2 E + r ∙ 2 G Y K Greška (E) M 5 2 E Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 34 r – broj ponavljanja 2 F 2 G + 2 G Y + 2 G K + 2 G Y K + 2 E 2 E = M 5 2 G Y K = (M 4 – M 5) / r 2 G K = (M 3 – M 4) / r ∙ y 2 G Y = (M 2 – M 4) / r ∙ k 2 G = (M 1 – M 3 – M 2 + M 4) / r ∙ k ∙ y Heritabilnost je izraĉunata iz odnosa genotipske i fenotipske varijanse: h 2 = 2 G / 2 F) x 100 primenom sledećih jednaĉina: *h 2 = 2 G / 2 G + 2 G Y + 2 G K + 2 G Y K + 2 E) x 100 **h 2 = 2 G / ( 2 G + 2 E) x 100 U prvoj jednaĉini uzeti su u obzir svi oblici interakcija, a u drugoj su interakcije zanemarene. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 35 5. AGROEKOLOŠKI USLOVI Variranje prinosa u proizvodnji ratarskih useva u velikoj meri je posledica promena ekoloških i agrotehniĉkih uslova. Optimalni klimatski uslovi, pre svega reţim padavina i temperaturni reţim, pored genotipa odreĊene biljne vrste, predstavljaju najvaţnije parametre, za realizaciju visokih prinosa ratarskih useva. Klima je po definiciji karakteristiĉna za odreĊeno podneblje i predstavlja srednje vremensko stanje, tj. proseĉno stanje svih meteoroloških elemenata odreĊene oblasti, tokom duţeg vremenskog perioda, najmanje 30 godina. Najvaţniji elementi klime su: osunĉavanje, temperatura, vlaţnost vazduha, oblaĉnost, koliĉina i raspored padavina, vazdušni pritisak i vetrovi. Proseĉno stanje vremenskih elemenata pre svega temperature i padavina posmatranih za duţi period vremena i posmatranih na jednom mestu okarakterisani su kao klimatski uslovi. Rezultati prikazani u ovom radu dobijeni su izvoĊenjem poljskih ogleda koji su bili postavljeni na Oglednom polju Instituta PKB Agroekonomik na podruĉju Juţnog Banata. Ovo podruĉje ima odlike umereno kontinentalne klime sa izraţenim lokalnim karakteristikama. Prostorna raspodela parametara klime uslovljena je geografskim poloţajem, reljefom i lokalnim uticajem, kao rezultatom kombinacije reljefa, raspodele vazdušnog pritiska većih razmera, ekspozicijom terena, prisustvom reĉnih sistema, vegetacijom i urbanizacijom. Od geografskih odrednica koje karakterišu bitne sinoptiĉke situacije znaĉajne za vreme i klimu Juţnog Banata treba spomenuti Alpe, Sredozemno more i Panonsku niziju. Smena ciklona i anticiklona donosi toplo i suvo vreme što uslovljava umereno - kontinentalnu klimu ovog podruĉja. Glavne karakteristike umereno kontinentalne klime su hladne zime i topla leta. U toku godine temperaturna amplituda vrlo ĉesto iznosi i preko 70oC. Godišnje sume trajanja sijanja Sunca kreću se u intervalu od 1.500 do 2.200 sati godišnje. Reljef na klimu Srbije utiĉe pravcima pruţanja planina i nadmorskom visinom. Kretanje toplih vazdušnih masa sa mora prema unutrašnjosti zemlje umnogome spreĉavaju planinski venci. Da nije tih planina, unutrašnjost Srbije imala bi znatno topliju klimu. Istovremeno preko Panonske nizije u Srbiju zimi prodiru hladne vazdušne mase sa severa i severoistoka. Postoje znatne razlike u klimi izmeĊu predela na razliĉitoj nadmorskoj visini. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 36 U Panonskoj oblasti leti preovlaĊuje sunĉano vreme – insolacija iznosi 2.400 sati godišnje. Najveći deo Srbije padavine ima manje od 800 mm, a severni deo Baĉke i Banata, dolina Velike i delom Juţne Morave i Zajeĉarska kotlina i manje od 600 mm. U Srbiji postoje planinska i panonska klimatska oblast. U Panonskoj oblasti je zastupljena panonsko - kontinentalna klima, nešto blaţa od prave kontinentalne klime koja vlada u Istoĉnoj Evropi. Kontinentalna klima u ovoj oblasti je uslovljena poloţajem – ona je udaljena i odvojena od mora planinskim vencima. Odlike ove klime su: topla i suva leta, hladne i oštre zime sa jakim mrazevima. Krajem zime, posle jednog kišovitog i vetrovitog perioda, sneg se naglo topi, i ubrzo posle kratkog proleća dolazi leto. Vrućine su najveće u Baĉkoj i Banatu, gde ima pešĉara. U toku druge polovine leta, vazduh se dosta zagreje, a zemljište se sasuši i ispuca. Tokom pojedinih dana, temperature se penju do 35°C. Proseĉna godišnja temperatura vazduha u uslovima umereno kontinentalne klime za podruĉja sa nadmorskom visinom do 300 m, kakav je sluĉaj sa podruĉjem gde su bili izvedeni poljski ogledi, iznosi 10,9 o C. Toplota kao vaţan vegetacioni ĉinilac omogućuje fiziološke procese u biljnom organizmu. Potrebe pšenice u toploti zavise od faze rastenja i razvića biljaka. Tok i brzina prolaska pšenice kroz odreĊene fenofaze zavisi od koliĉine toplote. Za prolazak odreĊenih fenofaza neophodne su odreĊene temperature, kada su temperature optimalne i fenofaze brţe prolaze. Suma potrebnih aktivnih temperatura za vegetacioni period ozime pšenice (od 280 dana) iznosi 2.100oC. Do fenofaze vlatanja optimalne temperature su 10 - 15 oC. U daljem periodu vegetacije pšenice povećavaju se potrebe za toplotom i optimalne temperature iznose 18 - 25 o C. Za klasanje, cvetanje i nalivanje plodova optimalne temperature iznose 20 - 25 oC. Pšenica se odlikuje velikom tolerantnošću na mrazeve. Sneţni pokrivaĉ omogućava uvek veću temperaturu ispod snega za 10 - 15 oC nego što je to na površini. Tolerantnost pšenice na mrazeve zavisi od njenog filogenetskog i ontogenetskog razvića. Tolerantnost zavisi od geografskog porekla sorte, primenjenih agrotehniĉkih mera i stanja vlaţnosti setvenog sloja zemljišta. Ozima pšenica prolazi kroz period pripreme za zimu (kaljenje). Biljke se tokom ovog perioda razvijaju u uslovima zadrţanog porasta tako da se monosaharidi koji su sintetisani tokom dana, nakupljaju kao rezervne hranljive materije u listovima i u ĉvoru bokorenja. Usled visoke Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 37 koncentracije šećera u ćelijama stvaraju se prezasićeni rastvori povećanog osmotskog pritiska koji biljkama omogućava znaĉajno sniţavanje taĉke mrţnjenja. Pojava sneţnog pokrivaĉa karakteristiĉna je za period od novembra do marta, a ponekad i u aprilu i oktobru. Najveći broj dana sa sneţnim pokrivaĉem je u januaru mesecu, kada se u proseku javlja 30 do 40 % od ukupnog godišnjeg broja dana sa sneţnim pokrivaĉem. Tolerantnost pšenice prema visokim temperaturama vazduha (30 - 35oC i više) zavisi od uslova vlaţnosti zemljišta i vazduha. Toplotni reţim podruĉja izvoĊenja ogleda karakterišu jeseni koje su toplije od proleća. Najhladniji mesec je januar a najtopliji mesec je jul. U tabeli 3 dat je pregled meseĉnih temperatura vazduha za vegetacioni period pšenice tokom izvoĊenja poljskog ogleda, izmeren na mernoj stanici Instituta PKB Agroekonomik. Tabela 3. Pregled meseĉnih temperatura vazduha za vegetacioni period pšenice tokom izvoĊenja poljskog ogleda Vegetacioni period Mesec Temperatura o C Min Max Proseĉna 2008/09. X 1,1 27,3 11,8 XI -5,9 24,8 6,8 XII -8,1 16,9 3,1 I -19,6 13,0 -1,9 II -12,9 17,5 1,3 III -4,3 24,8 6,4 IV 0,4 25,5 13,8 V 0,3 34,4 17,5 VI 6,4 35,0 18,9 VII 7,3 37,1 21,7 2009/10. X -5,3 29,4 10,7 XI -3,5 20,6 6,6 XII -22,5 16,8 1,8 I -15,1 12,6 -1,0 II -11,1 16,1 1,6 III -6,5 22,3 6,6 IV 1,3 27,0 11,7 V 2,4 30,1 16,3 VI 3,4 37,4 19,5 VII 7,4 37,2 22,2 Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 38 Na osnovu podataka iz tabele 3 uoĉava se da su proseĉne meseĉne temperature bile nešto niţe u aprilu i maju 2010. godine (11,7oC i 16,3oC) nego istih meseci 2009. godine (13,8 o C i 17,5 oC). U ostalim mesecima temperature su sliĉne izmeĊu dve godine u kojima su postavljani ogledi. Meteorološki podaci koji se odnose na period izvoĊenja ogleda 2008/09. i 2009/10., preuzeti su sa meteorološke stanice Instituta PKB Agroekonomik koja se nalazi na pribliţno 1 km udaljenosti od mesta gde su izvoĊeni dvogodišnji poljski ogledi. Svetska meteorološka organizacija propisuje pravilnik koji definiše klimatološke standarde kao srednje vrednosti klimatskih parametara za uzastopan period od 30 godina. Godišnje sume padavina u Srbiji u proseku rastu sa nadmorskom visinom. U niţim predelima godišnja visina padavina kreće se u intervalu od 540 do 820 mm. Juţni Banat ima kontinentalni reţim padavina, sa većim koliĉinama padavina u toplijoj polovini godine. U proleće i jesen koliĉine padavina mogu biti veće od optimalnih potreba biljaka, a u toku leta javlja se nedostatak padavina za oko 30 %. Najkišovitiji mesec je jun, kada u proseku padne 12 do 13 % od ukupne godišnje sume padavina. Najmanje padavina imaju meseci februar i oktobar. Pojava sneţnog pokrivaĉa karakteristiĉna je za hladniji deo godine od novembra do marta, a najveći broj dana sa sneţnim pokrivaĉem je u januaru. Najviše padavina u Srbiji se izluĉuje krajem proleća i poĉetkom leta, u maju i junu, kada je vlaga usevima najpotrebnija. Ali, ima godina kada se u ovim mesecima izluĉi mala koliĉina padavina, pa zato Vojvodina trpi od ĉestih i dugih suša. Najmanje padavina izluĉuje se u februaru, a jeseni su, kao i proleća, kišovite. U središnjim delovima nizije, grad je retka pojava, a kada pada, obodnim predelima nanosi velike štete. Pšenica je hidrofilna biljka i u toku vegetacionog perioda utroši 465 - 565 g vode po biljci. Potrebe pšenice za vodom razlikuju se u zavisnosti u kojoj se fazi pšenica nalazi. Tokom ukorenjavanja i bokorenja pšenica utroši 30 % ukupno potrebne koliĉine vode. Tokom daljeg porasta pšenice potrebe za vodom se povećavaju a najveće su tokom klasanja i nalivanja zrna. Tokom faze sazrevanja potrebe za vodom se smanjuju. Optimalna vlaţnost zemljišta za pšenicu iznosi 70 - 80 % maksimalnog vodnog Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 39 kapaciteta koji varira po fenofazama. Variranje se kreće od 65 % u bokorenju, 65 - 70 % u fazi nalivanja plodova, do 85 % u klasanju. U tabeli 4 dat je pregled meseĉnih suma padavina za vegetacioni period pšenice tokom izvoĊenja poljskog ogleda, izmeren na meteorološkoj mernoj stanici Instituta PKB Agroekonomik. Tabela 4. Pregled meseĉnih suma padavina (mm) za vegetacioni period pšenice tokom izvoĊenja poljskog ogleda Mesec Vegetacioni period 2008/09. 2009/10. Padavine (mm) Padavine (mm) X 18,6 89,2 XI 68,0 79,4 XII 77,0 97,0 I 60,6 60,2 II 40,2 64,2 III 56,2 44,4 IV 17,0 30,2 V 29,2 147,2 VI 98,2 91,0 VII 35,8 48,0 Ukupno 500,8 750,8 Na osnovu podataka iz tabele 4 moţe se konstatovati da je u 2009/10. godini bilo 250,8 mm padavina više nego u 2008/09. Posebno obilne padavine bile su u maju 2010. godine. Deficit vode bio je izraţen posebno u aprilu 2009. kada je palo samo 17 mm padavina, kao i u maju 2009. kada je palo samo 29,2 mm padavina. Ovaj dvomeseĉni sušni period odrazio se na slabiju rodnost pšenice u 2008/09. godini nego u 2009/10. godini. Srednji atmosferski pritisak za podruĉje izvoĊenja ogleda iznosi 1001 mb, a srednja relativna vlaţnost vazduha je 69,5 %. Prizemna vazdušna strujanja su u velikoj meri uslovljena orografijom. U toplijem delu godine, u Srbiji i na lokaciji gde su postavljeni ogledi preovlaĊuju vetrovi sa severozapadnog i jugoistoĉnog pravca. Vetar iz severozapadnog kvadranta pokazuje najveću uĉestalost od maja do novembra, ujednaĉeniji je i postepeno menja brzinu i do olujnog vetra. Ovaj vetar sa Atlantika donosi vlaţne vazdušne mase i padavine. Tokom Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 40 hladnijeg dela godine dominira istoĉni i jugoistoĉni vetar – košava. Ovaj vetar ima najveću uĉestalost duvanja u novembru i maju. Što se tiĉe zemljišta u Juţnom Banatu zastupljeni su sledeći tipovi: ritska crnica 42 %, aluvijalna 40 %, livadsko zemljište 15 % i ĉernozem 3 %. Na grafikonu 1 prikazana je procentualna zastupljenost tipova zemljišta na podruĉju Juţnog Banata. Ritska crnica 42% Aluvijalna 40% Livatsko zemljište 15% Černozem 3 % Graf. 1. Procentualna zastupljenost tipova zemljišta na podruĉju Juţnog Banata Na površinama gde su bili izvedeni dvogodišnji poljski ogledi zastupljena je ritska crnica. Ritska crnica predstavlja tip teških glinovitih zemljišta lošijih fiziĉkih osobina, pa obrada u specifiĉnim uslovima, bilo da se radi o sušnoj ili izrazito vlaţnoj godini, zahteva sloţenu tehnologiju i primenu struĉnih znanja. Fiziĉko - hemijska analiza zemljišta pre postavljanja ogleda uraĊena je u akreditovanoj laboratoriji Eko – Lab, Padinska Skela, Beograd. Metode primenjene tokom analize zemljišta su nestandardne akreditovane metode (EL 11305 005 - 20; EL 11305 005 - 21; EL 11305 005 - 22; EL 11305 005-25; EL 11305 005 - 31). Rezultati agrohemijskih ispitivanja zemljišta na kojem su postavljeni ogledi pokazali su sledeće vrednosti ispitivanih parametara: kalcijum karbonat - 1,07 %, pH u 1M KCL - 6,23, pH u H2O - 7,60, humus - 2,33 %, ukupan neorganski azot - 6,98 mg / kg, fosfor pentoksid - 21,45 mg / 100 g, kalijum oksid - 34,58 mg / 100 g. Nakon agrohemijske analize zemljišta moţe se konstatovati da su naĊeni parametri u ispitivanom uzorku pokazali da je zemljište slabo karbonatno, kiselo do neutralno, slabo humusno sa nedostatkom azota, osrednjim sadrţajem fosfora i visokim sadrţajem kalijuma. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 41 6. REZULTATI ISTRAŢIVANJA I DISKUSIJA Rezultati izvršenih istraţivanja u ovoj doktorskoj disertaciji prikazani su kroz potpoglavlja zasnovana na temama, grupama osobina i primenjenoj obradi originalnih eksperimentalnih podataka. Statistiĉke i biometrijske metode i procedure koje su primenjene za obradu originalnih eksperimentalnih podataka obuhvataju: srednje vrednosti, varijabilnost, povezanost osobina, analizu interakcije G x E i ocenu naĉina nasleĊivanja. U posebnim potpoglavljima navedeni su rezultati primenjenih metoda istraţivanja u laboratorijskim uslovima sa materijalom iz poljskih ogleda, kao što su: kvalitet semena, farinološke osobine i elektroforeza. Rezultati su prikazani na analitiĉki naĉin, uz njihovu diskusiju i poreĊenje sa rezultatima drugih autora. Time je omogućeno detaljnije i potpunije istovremeno prikazivanje svih ostvarenih rezultata istraţivanja. Rezultati izvršenih istraţivanja grupisani su na sledeći naĉin:  6.1. Analiza varijanse osobina  6.2. Srednje vrednosti osobina (fenotip)  6.3. Varijabilnost osobina (fenotipske promene)  6.4. Korelaciona i regresiona analiza  6.5. AMMI Analiza  6.6. Klaster analiza  6.7. Heritabilnost osobina  6.8. Parametri kvaliteta semena sorti pšenice  6.9. Tehnološki kvalitet zrna sorti pšenice  6.10. Ocena odrţanja genetiĉkog identiteta elektroforezom proteina  6.1. Analiza varijanse osobina Podaci o vrednostima osobina iz poljskih ogleda analizirani su trofaktorijalnom analizom varijanse, koja je imala za cilj da utvrdi da li izmeĊu sorti, godina ispitivanja, kategorija semena i njihovih interakcija postoje znaĉajne razlike. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 42 Rezultati izvršenih istraţivanja za trofaktorijalnu analizu varijanse ispitivanih osobina tri sorte pšenice dati su u tabelama 5, 6, 7, 8, i 9. Trofaktorijalna analiza varijanse uraĊena je posebno za svaku ispitivanu osobinu (broj izdanaka, broj klasića u klasu, broj zrna u klasu, apsolutna masa zrna i masa zrna u klasu). U tabelama su prikazane samo MS vrednosti (proseĉan kvadrat) i F - vrednosti (izraĉunate i tabliĉne). Faktori odnosno izvori variranja su: A - sorta pšenice (tri sorte), B - godina izvoĊenja poljskog ogleda (dve godine) i C - kategorija semena (tri kategorije semena pšenice). Rezultati trofaktorijalne analize varijanse o znaĉajnosti razlika izmeĊu tretmana prikazani su pomoću zvezdica nad F - vrednostima, a u skladu sa vrednostima p (probability, verovatnoća). Trofaktorijalna analiza varijanse uraĊena je pomoću programa Statistica for Windows 8.0. Tabela 5. Analiza varijanse za broj izdanaka (bokorenje) Izvor variranja d.f. MS F - izraĉunato F – test P - level 0,05 0,01 A (Sorta) 2 0,12 11,07** 3,26 5,25 0,00 B (Godina) 1 0,88 77,71** 4,11 7,39 0,00 C (Kategorija) 2 0,03 3,27* 3,26 5,25 0,05 A x B 2 0,003 0,29 3,26 5,25 0,75 A x C 4 0,01 1,24 2,63 3,89 0,31 B x C 2 0,03 2,83 3,26 5,25 0,07 A x B x C 4 0,02 1,39 2,63 3,89 0,26 Greška 36 0,01 U tabeli 5 prikazani su rezultati trofaktorijalne analize varijanse za osobinu broj izdanaka (bokorenje). LSD – vrednosti, odnosno vrednosti najmanje znaĉajne razlike, date su u prilogu. Rezultati iz tabele 5 pokazuju vrlo znaĉajan uticaj faktora „sorta pšenice“ što znaĉi da ova osobina vrlo znaĉajno zavisi od korišćene sorte u proizvodnji. TakoĊe, faktor godina proizvodnje pokazuje vrlo znaĉajan uticaj, što znaĉi da broj Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 43 izdanaka vrlo znaĉajno zavisi od godine proizvodnje. Kategorija semena pokazuje znaĉajan uticaj na osobinu broj izdanaka. Interakcije posmatranih faktora u ovoj analizi nisu pokazale znaĉajnost za osobinu broj izdanaka ni u jednom sluĉaju. Ipak se moţe uoĉiti da je interakcija izmeĊu godine i kategorije semena pokazala višu F – izraĉunatu vrednost u odnosu na sve ostale interakcije kod posmatrane osobine. U tabeli 6 prikazani su rezultati trofaktorijalne analize varijanse za osobinu broj klasića u klasu. LSD – vrednosti su date u prilogu. Tabela 6. Analiza varijanse za broj klasića u klasu Izvor variranja d.f. MS F - izraĉunato F – test P - level 0,05 0,01 A (Sorta) 2 0,76 8,02** 3,26 5,25 0,00 B (Godina) 1 6,78 72,06** 4,11 7,39 0,00 C (Kategorija) 2 2,93 31,08** 3,26 5,25 0,00 A x B 2 0,77 8,15** 3,26 5,25 0,00 A x C 4 1,07 11,41** 2,63 3,89 0,00 B x C 2 0,19 2,07 3,26 5,25 0,14 A x B x C 4 0,35 3,71* 2,63 3,89 0,01 Greška 36 0,09 Na variranje vrednosti ove osobine vrlo znaĉajno utiĉu sorta, godina proizvodnje i karegorija semena. TakoĊe, osobina broj klasića u klasu vrlo znaĉajno zavisi od interakcije sorte i godine, kao i od interakcije sorte i kategorije semena, dok interakcija godine i kategorije semena nije pokazala statistiĉku znaĉajnost. Interakcija sva tri posmatrana faktora pokazala je statistiĉku znaĉajnost. U tabeli 7 prikazani su rezultati trofaktorijalne analize varijanse za osobinu broj zrna u klasu. LSD – vrednosti za ovu osobinu date su u prilogu. Iz tabele se moţe uoĉiti vrlo znaĉajan uticaj faktora „godina proizvodnje“, što znaĉi da broj zrna u klasu vrlo znaĉajno zavisi od toga u kojoj godini se vrši proizvodnja semenskog useva pšenice. TakoĊe, osobina broj zrna u klasu vrlo znaĉajno zavisi i od kategorije semena. Prema F - izraĉunatim vrednostima postoji vrlo znaĉajan uticaj na Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 44 ovu osobinu za sledeće interakcije: sorta x godina i sorta x kategorija semena. Zanimljivo da sorta kao faktor nije uticala na variranje vrednosti broja zrna u klasu. TakoĊe, interakcija godina x kategorija semena, kao i interakcija sva tri analizirana faktora nisu pokazale statistiĉku znaĉajnost. Tabela 7. Analiza varijanse za broj zrna u klasu Izvor variranja d.f. MS F - izraĉunato F – test P - level 0,05 0,01 A (Sorta) 2 6,32 2,60 3,26 5,25 0,09 B (Godina) 1 251,04 103,25** 4,11 7,39 0,00 C (Kategorija) 2 30,24 12,44** 3,26 5,25 0,00 A x B 2 35,80 14,72** 3,26 5,25 0,00 A x C 4 32,75 13,47** 2,63 3,89 0,00 B x C 2 2,05 0,84 3,26 5,25 0,44 A x B x C 4 3,13 1,29 2,63 3,89 0,29 Greška 36 2,43 U tabeli 8 prikazani su rezultati trofaktorijalne analize varijanse za osobinu apsolutna masa zrna. LSD – vrednosti su date u prilogu. Na variranje ove osobine vrlo znaĉajno su uticali faktori: sorta pšenice i godina proizvodnje. Treći posmatrani faktor kategorija semena kao i interakcije svih faktora nisu pokazali statistiĉki znaĉajan uticaj na variranje ispitivane osobine. Interakcija sorte i kategorije semena imala je više F izraĉunate vrednosti od ostalih interakcija ali ipak ispod nivoa statistiĉke znaĉajnosti. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 45 Tabela 8. Analiza varijanse za apsolutnu masu zrna Izvor variranja d.f. MS F - izraĉunato F – test P - level 0,05 0,01 A (Sorta) 2 206,17 181,64** 3,26 5,25 0,00 B (Godina) 1 29,82 26,28** 4,11 7,39 0,00 C (Kategorija) 2 2,42 2,13 3,26 5,25 0,13 A x B 2 1,23 1,09 3,26 5,25 0,35 A x C 4 2,59 2,28 2,63 3,89 0,08 B x C 2 0,43 0,38 3,26 5,25 0,69 A x B x C 4 0,85 0,75 2,63 3,89 0,57 Greška 36 1,14 U tabeli 9 prikazani su rezultati trofaktorijalne analize varijanse za osobinu masa zrna u klasu. LSD – vrednosti za ovu osobinu date su u prilogu. Tabela 9. Analiza varijanse za masu zrna u klasu Izvor variranja d.f. MS F - izraĉunato F – test P - level 0,05 0,01 A (Sorta) 2 1,24 132,83** 3,26 5,25 0,00 B (Godina) 1 1,13 120,71** 4,11 7,39 0,00 C (Kategorija) 2 0,10 11,11** 3,26 5,25 0,00 A x B 2 0,13 14,03** 3,26 5,25 0,00 A x C 4 0,08 8,25** 2,63 3,89 0,00 B x C 2 0,01 0,83 3,26 5,25 0,44 A x B x C 4 0,01 1,43 2,63 3,89 0,24 Greška 36 0,01 Vrlo znaĉajan uticaj na vrednosti ove osobine pokazali su faktori: sorta pšenice, godina proizvodnje i kategorija semena. Statistiĉki vrlo znaĉajne F - vrednosti imale su Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 46 interakcije izmeĊu sorte i godine, kao i izmeĊu sorte i kategorije semena. Ostale ispitivane interakcije nisu ispoljile statistiĉki znaĉajan uticaj na vrednosti ove osobine. Na osnovu obavljenih analiza varijanse moţe se konstatovati da postoje znaĉajne i vrlo znaĉajne razlike izmeĊu vrednosti svih ispitivanih osobina (izuzev broja zrna u klasu) kod sorti PKB Talas, BG Merkur i PKB Lepoklasa. Ove sorte razlikuju se oĉigledno po vrednostima osobina. TakoĊe se moţe zakljuĉiti da vrednosti svih osobina zavise od godine proizvodnje i da se vrlo znaĉajno razlikuju izmeĊu 2008/09. i 2009/10. godine. Konaĉno analiza varijanse je pokazala da izmeĊu kategorija semena, odnosno elite, originala i prve sortne reprodukcije postoje znaĉajne i vrlo znaĉajne razlike koje se uoĉavaju kod vrednosti svih osobina, izuzev apsolutne mase zrna. Analiza varijanse je primenjena u brojnim radovima u kojima su ocenjivane osobine pšenice. Kneţević et al. (2006) su u ispitivanju F2 hibrida pšenice dobijenih u dialelnom ukrštanju ĉetiri sorte pšenice dobili znaĉajne razlike izmeĊu srednjih vrednosti mase zrna po klasu. Varijanse opštih i posebnih kombinacionih sposobnosti (OKS, PKS) su bile visoko znaĉajne sa preovlaĊujućim efektom OKS što ukazuje da preovladava aditivni efekat gena u ispoljavanju genetiĉke varijabilnosti ispitivanog svojstva. Perišić et al. (2011) dobili su da je pri nasleĊivanju broja zrna primarnog klasa u F1 generaciji kod najvećeg broja kombinacija ukrštanja ispoljena superdominacija boljeg roditelja. Analiza varijanse kombinacionih sposobnosti za broj zrna u klasu pokazala je da su varijabilnosti usled OKS i PKS ispoljile visoko znaĉajne razlike, pri ĉemu su vrednosti OKS izrazito veće, tako da najvaţniju ulogu u kontroli nasleĊivanja ove osobine imaju geni sa aditivnim delovanjem. Rezultati analize varijanse koje su dobili razliĉiti autori ne mogu se meĊusobno porediti, kao ni sa rezultatima dobijenim u ovoj disertaciji, jer je svaki autor ispitivao specifiĉne tretmane i materijal. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 47  6.2. Srednje vrednosti osobina (fenotip) Srednje vrednosti ispitivanih osobina prikazane su u tabelama 10, 11, 12, 13, i 14. U svakoj datoj tabeli prikazane su srednje vrednosti ispitivanih osobina pšenice po odreĊenim faktorima posmatranja i to kako osnovnim (sorta, godina, kategorija semena) tako i njihovim kombinacijama, kako bi se jasno uoĉile vrednosti osobina u interakcijama. U tabeli 10 prikazane su proseĉne vrednosti ispitivanih osobina: broj izdanaka, broj klasića u klasu, broj zrna u klasu, apsolutna masa zrna i masa zrna u klasu. Vrednosti su prikazane za tri ispitivane sorte pšenice, po kategorijama semena, i po godinama. Broj izdanaka je najveći (3,41) kod sorti PKB Talas i BG Merkur za kategoriju semena original u 2010. godini. Najmanju zabeleţenu vrednost (2,93) ova osobina imala je kod sorte PKB Lepoklasa za kategoriju semena original u 2009. godini. Broj klasića u klasu bio je najveći (23,05) kod sorte PKB Lepoklasa za kategoriju semena elita u 2010. godini. Najmanju zabeleţenu vrednost (20,59) ova osobina imala je kod sorte PKB Lepoklasa za kategoriju semena original u 2009. godini. Broj zrna u klasu bio je najveći (76,92) kod sorte PKB Lepoklasa za kategoriju semena elita u 2010. godini. Najmanju zabeleţenu vrednost (64,39) ova osobina imala je kod sorte PKB Lepoklasa za kategoriju semena original u 2009. godini. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 48 Tabela 10. Srednje vrednosti ispitivanih osobina pšenice koje prikazuju interakciju sorte, kategorije semena i godine izvoĊenja poljskih ogleda. Sorta Kategorija God. Broj izdanaka Broj klasića u klasu Broj zrna u klasu Apsol. masa zrna (g) Masa zrna u klasu (g) PKB Talas Elita 2009 3,20 22,34 70,15 39,22 2,75 2010 3,39 22,55 74,41 40,92 3,05 Original 2009 3,14 20,82 65,64 40,21 2,64 2010 3,41 21,63 68,60 41,14 2,82 I SR 2009 3,08 20,99 66,51 39,49 2,63 2010 3,32 21,65 70,02 41,24 2,89 BG Merkur Elita 2009 3,05 21,11 67,05 38,36 2,57 2010 3,14 21,25 67,69 39,03 2,64 Original 2009 2,95 21,11 69,02 38,07 2,63 2010 3,41 21,86 72,13 39,44 2,84 I SR 2009 2,98 20,95 67,68 38,03 2,57 2010 3,14 21,24 69,45 38,86 2,70 PKB Lepoklasa Elita 2009 3,04 21,25 68,58 45,69 3,13 2010 3,34 23,05 76,92 46,70 3,59 Original 2009 2,93 20,59 64,39 43,85 2,82 2010 3,24 21,78 73,04 46,91 3,43 I SR 2009 2,95 20,83 65,84 43,14 2,84 2010 3,19 21,37 71,10 45,03 3,20 I SR - prva sortna reprodukcija Apsolutna masa zrna bila je najveća (46,91 g) kod sorte PKB Lepoklasa za kategoriju semena original u 2010. godini. Najmanju vrednost ove osobine (38,03 g) imala je sorta BG Merkur za kategoriju semena prva sortna reprodukcija u 2009. godini. Masa zrna u klasu bila je najveća (3,59 g) kod sorte PKB Lepoklasa za kategoriju semena elita u 2010. godini. Najmanju vrednost ove osobine (2,57 g) imala je sorta BG Merkur za dve kategorije semena (elita i prva sortna reprodukcija) u 2009. godini. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 49 U tabeli 11 prikazane su vrednosti pet ispitivanih osobina pšenice, za sve tri ispitivane sorte, po godinama ispitivanja, kao i proseĉno za obe godine ispitivanja. Tabela 11. Srednje vrednosti ispitivanih osobina pšenice, koje prikazuju interakciju sorte i godine Sorta Godina Broj izdanaka Broj klasića u klasu Broj zrna u klasu Apsolutna masa zrna (g) Masa zrna u klasu (g) PKB Talas 2009 3,14 21,38 67,43 39,64 2,67 2010 3,37 21,94 71,01 41,10 2,92 X 3,26 21,66 69,22 40,37 2,80 BG Merkur 2009 2,99 21,06 67,92 38,15 2,59 2010 3,23 21,45 69,76 39,11 2,73 X 3,11 21,25 68,84 38,64 2,66 PKB Lepoklasa 2009 2,97 20,89 66,27 44,23 2,93 2010 3,26 22,07 73,69 46,21 3,41 X 3,12 21,48 69,98 45,22 3,17 Broj izdanaka je bio najveći (3,37) kod sorte PKB Talas u 2010. godini. Najmanja vrednost ove osobine (2,97) zabeleţena je kod sorte PKB Lepoklasa u 2009. godini. Najveća proseĉna vrednost broja izdanaka (3,26) zabeleţena je za sortu PKB Talas, u odnosu na obe godine ispitivanja. Najmanju proseĉnu vrednost za ovu osobinu (3,11) imala je sorta BG Merkur. Broj klasića u klasu je bio najveći (22,07) kod sorte PKB Lepoklasa u 2010. godini. Najmanja vrednost ove osobine (20,89) zabeleţena je kod sorte PKB Lepoklasa u 2009. godini. Broj klasića u klasu imao je najveću proseĉnu vrednost (21,66) kod sorte PKB Talas uzimajući u obzir obe ispitivane godine. Sorta BG Merkur sa proseĉnom vrednošću (21,25) imala je najmanju vrednost za posmatranu osobinu. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 50 Broj zrna u klasu je bio najveći (73,69) kod sorte PKB Lepoklasa u 2010. godini. Najmanja vrednost ove osobine (66,27) zabeleţena je takoĊe, kod sorte PKB Lepoklasa u 2009. godini. Sotra PKB Lepoklasa za osobinu broj zrna u klasu za obe ispitivane godine imala je najveću proseĉnu vrednost (69,98), dok je sorta PKB Talas imala nešto niţu vrednost (69,22). Najmanju proseĉnu vrednost ove osobine za obe godine (68,84) imala je sorta BG Merkur. Apsolutna masa zrna bila je najveća (46,21 g) kod sorte PKB Lepoklasa u 2010. godini. Najmanju vrednost ove osobine (38,15 g) imala je sorta BG Merkur u 2009. godini. Proseĉna vrednost apsolutne mase zrna bila je najveća (45,22 g) kod sorte PKB Lepoklasa, a najmanja (38,64 g) kod sorte BG Merkur. Masa zrna u klasu bila je najveća (3,41 g) kod sorte PKB Lepoklasa u 2010. godini. Najmanju vrednost ove osobine (2,59 g) imala je sorta BG Merkur u 2009. godini. Proseĉna vrednost mase zrna u klasu bila je najveća (3,17 g) kod sorte PKB Lepoklasa, a najmanja (2,66 g) kod sorte BG Merkur. Na osnovu svega navedenog, uoĉava se da je sorta PKB Talas proseĉno za obe godine imala najveće vrednosti za osobine: broj izdanaka i broj klasića u klasu, dok je sorta PKB Lepoklasa imala najveće proseĉne vrednosti za ostale ispitivane osobine: broj zrna u klasu, apsolutna masa zrna i masa zrna u klasu. Sorta PKB Talas ima veću sposobnost bokorenja (3,26) od ostalih sorti u istim uslovima što je dobra predispozicija da formira veći broj fertilnih klasova a samim tim i veći broj zrna, kao i veći prinos zrna. MeĊutim, ova predispozicija nije i sigurna prednost sorte PKB Talas u odnosu na druge sorte, jer se kod drugih sorti moţe razviti manji broj krupnijih klasova sa većim brojem klasića i zrna. Na osnovu rezultata uoĉava se da za osobinu broj klasića u klasu to se nije desilo kod drugih sorti, odnosno da sorta PKB Talas ima i klasove sa najvećim brojem klasića u klasu (21,66). MeĊutim, kada se pogledaju druge osobine uoĉava se da PKB Talas nema bolje klasove po broju zrna i po masi zrna. Moţe se zakljuĉiti da su druge sorte kompenzovale svoje slabije bokorenje sa krupnijim klasovima, ozrnjenijim i rodnijim po masi zrna u klasu, a zato je u Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 51 oplemenjivanju i semenarstvu pšenice bitno poznavati osim srednjih vrednosti i korelacije osobina. U tabeli 12 prikazane su vrednosti pet osobina pšenice, za ispitivane sorte po kategorijama semena. Ova i sve predhodne tabele o srednjim vrednostima ukazuju na fenotipske promene do kojih dolazi kod sorti pšenice pri sortnoj reprodukciji i pri proizvodnji u razliĉitim godinama. Tabela 12. Srednje vrednosti ispitivanih osobina pšenice, koje prikazuju interakciju sorte i kategorije semena Sorta Kategorija Broj izdanaka Broj klasića u klasu Broj zrna u klasu Apsolutna masa zrna (g) Masa zrna u klasu (g) PKB Talas Elita 3,30 22,44 72,28 40,07 2,90 Original 3,28 21,22 67,12 40,68 2,73 I SR 3,20 21,32 68,27 40,37 2,76 BG Merkur Elita 3,10 21,18 67,37 38,70 2,61 Original 3,18 21,49 70,58 38,76 2,74 I SR 3,06 21,10 68,57 38,45 2,64 PKB Lepoklasa Elita 3,19 22,15 72,75 46,22 3,36 Original 3,09 21,19 68,72 45,48 3,13 I SR 3,07 21,10 68,47 44,09 3,02 I SR- prva sortna reprodukcija Najveću proseĉnu vrednost broja izdanaka (3,30) za obe ispitivane godine imala je sorta PKB Talas za kategoriju semena elita, a visoku vrednost (3,28) imala je ista sorta za kategoriju semena original. Najmanju proseĉnu vrednost (3,06) broja izdanaka imala je sorta BG Merkur za kategoriju semena prva sortna reprodukcija. TakoĊe nisku proseĉnu vrednost (3,07) imala je sorta PKB Lepoklasa za kategoriju semena prva sortna reprodukcija. Najveću proseĉnu vrednost broja klasića u klasu za obe ispitivane godine (22,44) imala je sorta PKB Talas za kategoriju semena elita. Visoku vrednost za ovu osobinu (22,15) imala je takoĊe, sorta PKB Lepoklasa za kategoriju semena elita. Najmanju Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 52 proseĉnu vrednost broja klasića u klasu za obe godine imale su sorte BG Merkur (21,10) i PKB Lepoklasa (21,10) za kategoriju semena prva sortna reprodukcija. Najveća proseĉna vrednost broja zrna u klasu za obe godine ispitivanja (72,75) zabeleţena je kod sorte PKB Lepoklasa za kategoriju semena elita. Sorta PKB Talas je takoĊe imala visoku proseĉnu vrednost ove osobine (72,28) za kategoriju semena elita. Najmanja proseĉna vrednost za osobinu broj zrna u klasu (67,12) zabeleţena je kod sorte PKB Talas za kategoriju semena original, a niska proseĉna vrednost za posmatranu osobinu (67,37) zabeleţena je i kod sorte BG Merkur za kategoriju semena elita. Najveću proseĉnu vrednost (46,22 g) apsolutne mase zrna za obe godine ispitivanja imala je sorta PKB Lepoklasa za kategoriju semena elita, a najmanju (38,45g) sorta BG Merkur za kategoriju semena prva sortna reprodukcija. Najveću proseĉnu vrednost mase zrna u klasu za obe ispitivane godine (3,36 g) imala je sorta PKB Lepoklasa za kategoriju semena elita. Visoke proseĉne vrednosti za ovu osobinu (3,13 g i 3,02 g) PKB Lepoklasa je imala i za ostale dve ispitivane kategorije semena. Najmanju proseĉnu vrednost ove osobine (2,61 g) za obe ispitivane godine imala je sorta BG Merkur za kategoriju semena elita, a niska vrednost (2,64 g) zabeleţena je kod iste sorte za kategoriju semena prva sortna reprodukcija. U tabeli 13 prikazane su vrednosti pet ispitivanih osobina sorti pšenice po kategorijama semena za godine ispitivanja, kao i proseĉno za obe godine. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 53 Tabela 13. Srednje vrednosti ispitivanih osobina pšenice, koje prikazuju interakciju kategorije semena i godine Kategorija Godina Broj izdanaka Broj klasića u klasu Broj zrna u klasu Apsolutna masa zrna (g) Masa zrna u klasu (g) Elita 2009 3,10 21,57 68,59 41,09 2,82 2010 3,29 22,28 73,01 42,22 3,09 X 3,20 21,92 70,81 41,66 2,96 Original 2009 3,01 20,84 66,35 40,71 2,70 2010 3,35 21,76 71,26 42,50 3,03 X 3,18 21,30 68,81 41,61 2,87 I SR 2009 3,00 20,92 66,68 40,22 2,68 2010 3,22 21,42 70,19 41,71 2,93 X 3,11 21,17 68,43 40,97 2,81 Za ispitivanu osobinu broj izdanaka zabeleţena je najveća vrednost (3,35) kod kategorije semena original u 2010. godini. Najmanja vrednost ove osobine (3,00) zabeleţena je kod kategorije semena prva sortna reprodukcija u 2009. godini. Broj izdanaka imao je najveću proseĉnu vrednost (3,20) u kategoriji semena elita, a najniţu proseĉnu vrednost (3,11) u kategoriji semena prva sortna reprodukcija. Za osobinu broj klasića u klasu zabeleţena je najveća vrednost (22,28) kod kategorije semena elita u 2010. godini. Najmanja vrednost ove osobine (20,84) zabeleţena je kod kategorije semena original u 2009. godini. Broj klasića u klasu imao je najveću proseĉnu vrednost (21,92) u kategoriji semena elita, a najmanju proseĉnu vrednost (21,17) u kategoriji semena prva sortna reprodukcija. Za osobinu broj zrna u klasu zabeleţena je najveća vrednost (73,01) kod kategorije semena elita u 2010. godini. Najmanja vrednost ove osobine (66,35) zabeleţena je kod kategorije semena original u 2009. godini. Broj zrna u klasu imao je najveću proseĉnu vrednost (70,81) kod kategorije semena elita, dok je najmanju vrednost (68,43) imao kod kategorije semena prva sortna reprodukcija. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 54 Za osobinu apsolutna masa zrna najveća vrednost (42,50 g) zabeleţena je kod kategorije semena original u 2010. godini, a najmanja vrednost (40,22 g) kod kategorije semena prva sortna reprodukcija u 2009. godini. Apsolutna masa zrna imala je najveću proseĉnu vrednost (41,66 g) kod kategorije semena elita, i najmanju proseĉnu vrednost (40,97 g) kod kategorije semena prva sortna reprodukcija. Za osobinu masa zrna u klasu najveća vrednost (3,09 g) zabeleţena je kod kategorije semena elita u 2010. godini. Najmanja vrednost (2,68 g) kod kategorije semena prva sortna reprodukcija u 2009. godini. Masa zrna u klasu imala je najveću proseĉnu vrednost (2,96 g) kod kategorije semena elita, a najmanju proseĉnu vrednost (2,81 g) kod kategorije semena prva sortna reprodukcija. Na osnovu prethodno navedenih opaţanja moţe se konstatovati da su sve ispitivane osobine ispoljile najveće proseĉne vrednosti za obe godine kod kategorije semena elita. Biljke koje se obrazuju u kategoriji semena elita imaju najveći broj klasića u klasu. Taj najveći broj klasića se u kategoriji elita razvija na klasovima duţim nego kod ostalih kategorija semena. Biljke u kategoriji elita imaju potencijal za formiranje većeg broja zrna nego biljke u ostalim kategorijama. TakoĊe, se moţe konstatovati da biljke u prvoj sortnoj reprodukciji imaju najmanji broj zrna i najsitnija zrna, što je logiĉno jer se ova kategorija semena proizvodi u najvećoj gustini. U tabeli 14 prikazane su vrednosti pet ispitivanih osobina sorata pšenice po godinama, kao i proseĉno za obe ispitivane godine. Tabela 14. Srednje vrednosti ispitivanih osobina pšenice u odnosu na godinu ispitivanja Godina Broj izdanaka Broj klasića u klasu Broj zrna u klasu Apsolutna masa zrna (g) Masa zrna u klasu (g) 2009 3,03 21,11 67,21 40,67 2,73 2010 3,29 21,82 71,48 42,14 3,02 X 3,16 21,46 69,35 41,41 2,87 Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 55 UporeĊujući obe godine moţemo zakljuĉiti da su sve ispitivane osobine imale veće vrednosti u 2010., odnosno drugoj godini ispitivanja. U drugoj godini izvoĊenja ogleda bilo je jaĉe izraţeno bokorenje, formiran je veći broj klasića, veći broj zrna, veća apsolutna masa zrna i veća masa zrna u klasu. Sagledavajući generalno prvu i drugu godinu izvoĊenja ogleda moţemo zakljuĉiti da je druga godina bila pogodnija za proizvodnju pšenice, jer je palo za 250 mm više padavina tokom vegetacionog perioda u odnosu na prvu godinu izvoĊenja ogleda, a proseĉne temperature su pritom bile niţe. Ovako dobijeni rezultat ukazuje da vrednosti osobina pšenice pri semenskoj proizvodnji zavise od izbora sorte, kategorije semenskog useva i agroekoloških uslova. Manipulisanjem ovim faktorima i njihovom kontrolom mogu se popraviti vrednosti osobina semenskih useva. Srednje vrednosti osobina su koristili brojni autori za ocenjivanje osobina pšenice. Roljević et al. (2011) u svom radu konstatuju da je znaĉajno analizirati vrednost osobina kod biljnih genetiĉkih resursa pšenice, posebno jer to omogućuje razvoj baze podataka i unapreĊuje nauĉna istraţivanja. Prodanović et al. (2009) u istraţivanjima došli su do rezultata da su najmanje vrednosti za osobine masa zrna po klasu i broj zrna po klasu imale individualne biljke sorte pšenice NS 565, koja je imala najveći prinos zrna. S druge strane, sorta Tina je imala visoke vrednosti za broj zrna po klasu kod individualnih biljaka, iako je obrazovala najmanji prinos zrna. Autori smatraju da je od brojnih kvantitativnih osobina pšenice posebno znaĉajno prouĉavati broj zrna u klasu, masu zrna u klasu i prinos zrna. Njihovi rezultati pokazuju da je broj klasova po hektaru kljuĉni parametar za postizanje visokih prinosa zrna po hektaru. Prodanović et al. (2006) su u posebnom radu ocenjivali vrednosti osobina savremenih evropskih sorata pšenice prema uputstvima UPOV - a (International Union for the Protection of new Varieties of Plants) za osobine koje su navedene u deskriptoru pšenice. Kao materijal koristili su osnovnu kolekciju koja se sastojala se od 500 sorti pšenice, od kojih je u radu opisano 55 sorti za 12 osobina. Navedni radovi imaju sliĉan karakter kao istraţivanja srednjih vrednosti osobina u ovoj disertaciji, a sugerišu da u nastavku istraţivanja treba uzeti u obzir i neke dodatne osobine pšenice. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 56  6.3. Varijabilnost osobina (fenotipske promene) Podaci o srednjim vrednostima osobina iz predhodnog potpoglavlja nisu potpuni ako ih ne prate informacije o varijabilnosti. U tabeli 15 prikazani su pokazatelji varijabilnosti: maksimum, minimum, interval variranja, varijansa (V) i koeficijent varijacije (Cv %) za sve ispitivane osobine (broj izdanaka, broj klasića u klasu, broj zrna u klasu, apsolutna masa zrna, i masa zrna u klasu) kod ispitivanih sorti pšenice. Podaci o varijabilnosti dobijeni su na osnovu analize 1800 podataka po sorti. Vrednosti varijabilnosti su znaĉajne, za oplemenjivaĉe i semenare pšenice jer ukazuju na promenljivost fenotipa do koga dolazi pod uticajem ekoloških faktora, a eventualno i pod uticajem genetiĉkih promena tokom sortne reprodukcije. Tabela 15. Varijabilnost ispitivanih osobina sorti pšenice Sorta Pokazatelj Osobina Broj izdanaka Broj klasića u klasu Broj zrna u klasu Apsolutna masa zrna (g) Masa zrna u klasu (g) PKB Talas Max 5 25 89 56,89 4,06 Min 2 17 50 27,19 1,66 Iv 3 8 39 29,71 2,40 V 0,49 4,24 53,73 6,95 0,12 Cv (%) 21,55 9,50 10,59 6,53 12,17 BG Merkur Max 4 25 93 61,11 3,98 Min 2 17 49 26,82 1,57 Iv 2 8 44 34.29 2.41 V 0,55 3,56 78,83 9,18 0,14 Cv (%) 23,79 8,87 12,90 7,83 14,21 PKB Lepoklasa Max 4 27 90 53,28 4,31 Min 2 17 48 30,26 1,72 Iv 2 10 42 23,02 2,59 V 0,54 4,10 72,34 7,17 0,22 Cv (%) 23,68 9,43 12,15 5,92 14,69 Max – maksimalna vrednost; Min – minimalna vrednost; Iv – interval variranja; V – varijansa; Cv – koeficijent varijacije. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 57 Na osnovu podataka u tabeli 15 moţe se konstatovati da je za osobinu broj izdanaka zabeleţena najveća maksimalna vrednost (5) kod sorte PKB Talas. Minimalna vrednost bila je ista (2) kod svih sorti. Najveći interval variranja (3) za ovu osobinu uoĉen je kod sorte PKB Talas, a najmanji (2) kod sorti BG Merkur i PKB Lepoklasa. Najveći koeficijent varijacije (23,79 %) imala je sorta BG Merkur, a najmanji (21,55 %) sorta PKB Talas. Za osobinu broj klasića u klasu najveća maksimalna vrednost (27) zabeleţena je kod sotre PKB Lepoklasa. Minimalna vrednost bila je ista (17) kod svih sorti. Najveći interval variranja za ovu osobinu (10) zabeleţen je kod sorte PKB Lepoklasa, a najmanji (8) kod sorti PKB Talas i BG Merkur. Sorta PKB Talas imala je najveći Cv (9,50 %) za osobinu broj klasića u klasu, a sorta BG Merkur je imala najmanji Cv (8,87 %). Sotra BG Merkur imala je najveću maksimalnu vrednost (93) broja zrna u klasu. Najmanju minimalnu vrednost (48) imala je sorta PKB Lepoklasa. Najveći interval variranja (44) za ovu osobinu zabeleţen je kod sorte BG Merkur, a najmanji (39) kod sorte PKB Talas. Sorta BG Merkur imala je najveći Cv (12,90 %) za osobinu broj zrna u klasu, a sorta PKB Talas je imala najmanju vrednost Cv (10,59 %). Sorta BG Merkur imala je najveću maksimalnu vrednost (61,11 g) apsolutne mase zrna. Najmanju minimalnu vrednost (26,82 g) imala je sorta BG Merkur. Najveći interval variranja (34,29 g) za ovu osobinu zabeleţen je kod sorte BG Merkur, a najmanji (23,02 g) kod sorte PKB Lepoklasa. Sorta BG Merkur imala je najveći Cv (7,83 %) za osobinu apsolutna masa zrna, a najmanju vrednost Cv (5,92 %) imala je sorta PKB Lepoklasa. Sorta PKB Lepoklasa imala je najveću maksimalnu vrednost (4,31 g) mase zrna u klasu. Najmanju vrednost (1,57 g) ove osobine imala je sorta BG Merkur. Najveći interval variranja (2,59 g) za ovu osobinu zabeleţen je kod sorte PKB Lepoklasa, a najmanji (2,40 g) kod sorte PKB Talas. Sorta PKB Lepoklasa imala je najveći Cv (14,69 %) za ovu osobinu, a najmanji Cv (12,17 %) sorta PKB Talas. Sorta PKB Talas u poreĊenju sa ostalim ispitivanim sortama pšenice imala je najniţe vrednosti Cv za tri ispitivane osobine: broj izdanaka, broj zrna u klasu i masa Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 58 zrna u klasu. Ovaj rezultat ukazuje da je sorta PKB Talas stabilnija po većini osobina od ostalih ispitivanih sorti. Sorta BG Merkur u poreĊenju sa ostalim ispitivanim sortama pšenice imala je najveće vrednosti Cv za tri ispitivane osobine: broj izdanaka, broj zrna u klasu i apsolutna masa zrna. Ovaj rezultat ukazuje na veliku fenotipsku promenljivost sorte BG Merkur. Sorta PKB Lepoklasa u poreĊenju sa ostalim ispitivanim sortama pšenice imala je najniţu vrednost Cv za osobinu apsolutna masa zrna i najvišu vrednost Cv za masu zrna u klasu. Ovaj rezultat ne istiĉe sortu PKB Lepoklasa niti kao posebno stabilnu niti kao posebno promenljivu, već samo ukazuje na specifiĉnost njenih fenotipskih promena u odnosu na druge ispitivane sorte. U nekoliko savremenih radova autori su koristili razliĉite parametre varijabilnosti za ocenjivanje karakteristika genotipova ili efekata primene odreĊenih tretmana kod pšenice. Glamoĉlija et al. (2011) dobili su kao rezultat sopstvenih istraţivanja da genotipovi jeĉma reaguju na povećane koliĉine azota promenom morfoloških i bioloških osobina, kao i promenama tehnološke vrednosti semena. Efekti upotrebljenog azota znaĉajno zavise od rasporeda padavina u periodima najveće potrošnje vode. Luković et al. (2006) dobili su uporednom analizom morfoloških svojstava klasa da izmeĊu tetraploidnih (2n = 4x = 28) i heksaploidnih (2n = 6x = 42) formi pšenica postoje znaĉajne razlike u pogledu duţine klasa, mase zrna / klasu i indeksa klasa. Za većinu analiziranih parametara unutar grupa tetraploidnih i heksaploidnih pšenica ustanovili su visokoznaĉajnu genotipsku varijabilnost. Za indeks klasa kod genotipova tetraploidnih pšenica dobili su najveću razliku izmeĊu genotipskog (GCV) i fenotipskog (PCV) koeficijenta varijacije, kao i najmanji GCV (6,4 %). Najmanji uticaj ekološke varijabilnosti kod tetraploidnih genotipova pšenice dobili su za svojstva: duţinu i teţinu klasa i broj klasića / klasu. Kod genotipova heksaploidne pšenice svojstva: indeks klasa i broj klasića / klasu su u manjoj meri bila pod uticajem genetiĉke varijabilnosti (GCV = 4,0 %, 2,0 %). Dimitrijević et al. (2001) utvrdili su da promena u visini stabljike nije praćena znaĉajnom varijacijom mase zrna po klasu kod razliĉitih grupa pšenice (prema stepenu ploidnosti, prema kultivisanosti i po poreklu). Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 59 Trkulja et al. (2011) detektovali su QTL primenom markera u blizini lokusa Xgwm261 pomoću kog su objasnili od 20,2 % do 30,7 % fenotipske varijabilnosti za osobinu vreme klasanja i od 13,6 % do 28,8 % za osobinu vreme cvetanja. Dobijene vrednosti parametara varijabilnosti iz razliĉitih radova se ne mogu koristiti za direktna poreĊenja sa varijabilnošću osobina genotipova ispitivanih u ovom radu, jer svaki genotip ima svoje specifiĉnosti.  6.4. Korelaciona i regresiona analiza Korelaciona i regresiona analiza uraĊena je za svaku od tri ispitivane sorte pšenice pri ĉemu su u odnos stavljane sve osobine. Koeficijenti prostih korelacija (r) prikazani su u tabelama 16, 17 i 18. Korelaciona analiza prikazuje intenzitet zavisnosti (povezanosti) ispitivanih osobina. Sa genetiĉkog stanovišta, korelacija ukazuje na pojavu vezanosti gena, ili na pojavu plejotropnih genskih efekata. Vezanost gena odnosi se na njihov poloţaj na istom hromozomu, a plejotropija se javlja kada 1 gen reguliše ekspresiju više osobina. Regresiona analiza uraĊena je samo kao dopuna korelaciji i prikazana je kroz grafike na kojima se vidi odnos ispitivanih zavisnih i nezavisnih osobina. U radu su prikazane regresione linije samo za osobine koje su meĊusobno visoko zavisne. Osim linija regresije na grafikonima se vide i taĉke distribucije za vrednosti tih osobina kod ispitivanih biljaka. Korelaciona i regresiona analiza uraĊena je pomoću programa Statistica for Windows 8.0. Za vrednovanje intenziteta prostih koeficijenata korelacije primenjivana je sledeća skala (Šurlan – Momirović et al., 2005): 0,00 – 0,10 odsutna korelacija 0,11 – 0,40 slaba korelacija 0,41 – 0,60 srednja korelacija 0,61 – 0,90 jaka korelacija 0,91 – 1,00 potpuna korelacija Kao što je napomenuto korelacija je posmatrana zasebno za svaku sortu. Korelacija je odreĊena na dva naĉina, prvi na osnovu proseĉnih vrednosti dobijenih Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 60 agregiranjem podataka, tako da je uzeto u obzir samo 18 vrednosti (3 sorte x 2 godine x 3 semenske kategorije), a drugi za sve podatke o svih 1800 biljaka iste sorte. U tabeli 16 prikazani su koeficijenti korelacija (r) za ispitivane osobine sorte pšenice PKB Talas. Tabela 16. Koeficijenti korelacija (r) osobina za agregirane podatke (iznad dijagonale) i za sve podatke (ispod dijagonale) kod sorte PKB Talas Broj izdanaka Broj klasića u klasu Broj zrna u klasu Apsolutna masa zrna Masa zrna u klasu Broj izdanaka 1,00 0,59 0,62 0,54 0,71 Broj klasića u klasu 0,53 1,00 0,91 0,12 0,77 Broj zrna u klasu 0,49 0,90 1,00 0,30 0,92 Apsolutna masa zrna -0,01 -0,04 -0,04 1,00 0,65 Masa zrna u klasu 0,42 0,76 0,85 0,50 1,00 Koeficijenti korelacija zasnovani na agregiranim podacima bili su samo pozitivni, dok su oni zasnovani na svim podacima imali pozitivne i negativne vrednosti. Jake i potpune korelacije za agregirane podatke kod sorte PKB Talas utvrĊene su izmeĊu sledećih osobina: broj izdanaka i broj zrna u klasu (0,62), broj izdanaka i masa zrna u klasu (0,71), broj klasića u klasu i broj zrna u klasu (0,91), broj klasića u klasu i masa zrna u klasu (0,77), broj zrna u klasu i masa zrna u klasu (0,92), apsolutna masa zrna i masa zrna u klasu (0,65). Kod sorte PKB Talas nisu utvrĊene potpune korelacije za sve podatke, ali su naĊene jake korelacije izmeĊu sledećih osobina: broj klasića u klasu i broj zrna u klasu (0,90), broj klasića u klasu i masa zrna u klasu (0,76), broj zrna u klasu i masa zrna u klasu (0,85). Dobijeni rezultati pokazuju da naĉin postavke podataka za izraĉunavanje korelacija utiĉe na dobijene vrednosti korelacija i da se te vrednosti mogu bitno razlikovati. Korelacije izraĉunate na bazi agregiranih podataka su veće nego na bazi svih podataka. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 61 Odstupanja su veća izmeĊu koeficijenata korelacije izraĉunatih na jedan ili na drugi naĉin naroĉito kod osobina koje diskontinuirano variraju, a to se posebno odnosi na korelacije izmeĊu broja izdanaka i drugih osobina. Biljke mogu imati vrednost broja izdanaka 1, 2, 3 ili 4, dok agregirani podaci za ovu osobinu mogu imati ma koju kontinuiranu vrednost. Odstupanja izmeĊu koeficijenata korelacije kod drugih osobina nisu toliko istaknuta jer nema bitnih promena vrednosti kada se posmatraju podaci o individualnim biljkama i agregirani podaci. Regresionim linijama prikazani su oblici zavisnosti (Graf. 2 i 3) izmeĊu osobina sorte PKB Talas koje su imale najveće koeficijente proste korelacije (0,92 i 0,85): broj zrna u klasu i masa zrna u klasu. Ovo je uĉinjeno na dva grafika, kako bi se jasno videla njihova zavisnost, zajedno sa taĉkama distribucije za agregirane podatke i za sve podatke. Regresiona linija (Graf. 3) pokazuje da se kod biljaka sorte PKB Talas sa povećanjem broja zrna u klasu za 1, povećava masa zrna u klasu za 0,039 g. Regression 95% confid. BR_ZRNA vs. MASA_ZRN (Casewise MD deletion) MASA_ZRN = -,5103 + ,04776 * BR_ZRNA Correlation: r = ,91654 BR_ZRNA MA SA_ ZRN 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 62 64 66 68 70 72 74 76 Graf. 2. Regresija izmeĊu mase zrna u klasu (y) i broja zrna u klasu (x), kod sorte PKB Talas za agregirane podatke Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 62 Regression 95% confid. BR_ZRNA vs. MASA_ZRN (Casewise MD deletion) MASA_ZRN = ,07221 + ,03934 * BR_ZRNA Correlation: r = ,84747 BR_ZRNA MAS A_Z RN 1,4 2,0 2,6 3,2 3,8 4,4 45 55 65 75 85 95 Graf. 3. Regresija izmeĊu mase zrna u klasu (y) i broja zrna u klasu (x), kod sorte PKB Talas za sve podatke U tabeli 17. prikazani su prosti koeficijenti korelacija (r) izmeĊu ispitivanih osobina kod sorte pšenice BG Merkur. Tabela 17. Koeficijenti korelacija (r) osobina za agregirane podatke (iznad dijagonale) i za sve podatke (ispod dijagonale) kod sorte BG Merkur Broj izdanaka Broj klasića u klasu Broj zrna u klasu Apsolutna masa zrna Masa zrna u klasu Broj izdanaka 1,00 0,74 0,49 0,78 0,84 Broj klasića u klasu 0,43 1,00 0,79 0,56 0,91 Broj zrna u klasu 0,35 0,82 1,00 0,11 0,78 Apsolutna masa zrna 0,05 -0,03 -0,11 1,00 0,71 Masa zrna u klasu 0,35 0,73 0,85 0,43 1,00 Jaka i potpuna korelacija kod sorte BG Merkur utvrĊena je za agregirane podatke izmeĊu sledećih osobina: broj izdanaka i broj klasića u klasu (0,74), broj izdanaka i apsolutna masa zrna (0,78) broj izdanaka i masa zrna u klasu (0,84), broj klasića u klasu i broj zrna u klasu (0,79), broj klasića u klasu i masa zrna u klasu (0,91), Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 63 broj zrna u klasu i masa zrna u klasu (0,78), apsolutna masa zrna i masa zrna u klasu (0,71). Jaka korelacija za sortu BG Merkur utvrĊena je za sve podatke (o svakoj biljci) izmeĊu sledećih osobina: broj klasića u klasu i broj zrna u klasu (0,82), broj klasića u klasu i masa zrna u klasu (0,73), i broj zrna u klasu i masa zrna u klasu (0,85). Dobijeni rezultati kod sorte BG Merkur u skladu su sa podacima dobijenim kod sorte PKB Talas i pokazuju da su korelacije na bazi agregiranih podataka uglavnom veće nego na bazi svih podataka. Izuzetak su dva sluĉaja korelacije i to su vrlo male promene izmeĊu: broja klasića u klasu i broja zrna u klasu (0,79 0,82) i izmeĊu broja zrna u klasu i mase zrna u klasu (0,78 0,85). I kod sorte BG Merkur odstupanja izmeĊu dva naĉina odreĊivanja korelacija su veća kada se u korelaciju stavljaju osobine koje diskontinuirano variraju. Kao primer regresione analize kod sorte BG Merkur, takoĊe je uzeta (kao kod sorte PKB Talas) zavisnost mase zrna u klasu (y) od broja zrna u klasu (x). Regresiona linija za agregirane podatke prikazana je na grafikonu 4, a za sve podatke na grafikonu 5. Uzimajući u obzir sve biljke, uoĉava se (Graf. 5) da se povećanjem broja zrna u klasu za 1, povećava masa zrna u klasu za 0,036 g. Regression 95% confid. BR_ZRNA vs. MASA_ZRN (Casewise MD deletion) MASA_ZRN = -,2653 + ,04254 * BR_ZRNA Correlation: r = ,78282 BR_ZRNA MAS A_Z RN 2,35 2,45 2,55 2,65 2,75 2,85 2,95 63 65 67 69 71 73 75 Graf. 4. Regresija izmeĊu mase zrna u klasu (y) i broja zrna u klasu (x), kod sorte BG Merkur za agregirane podatke Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 64 Regression 95% confid. BR_ZRNA vs. MASA_ZRN (Casewise MD deletion) MASA_ZRN = ,17677 + ,03607 * BR_ZRNA Correlation: r = ,84745 BR_ZRNA MA SA_ ZRN 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 3,8 4,2 45 55 65 75 85 95 105 Graf. 5. Regresija izmeĊu mase zrna u klasu (y) i broja zrna u klasu (x), kod sorte BG Merkur za sve podatke U tabeli 18 prikazani su prosti koeficijenti korelacija (r) izmeĊu ispitivanih osobina kod sorte pšenice PKB Lepoklasa. Tabela 18. Koeficijenti korelacija (r) osobina za agregirane podatke (iznad dijagonale) i za sve podatke (ispod dijagonale) kod sorte PKB Lepoklasa Broj izdanaka Broj klasića u klasu Broj zrna u klasu Apsolutna masa zrna Masa zrna u klasu Broj izdanaka 1,00 0,88 0,96 0,73 0,93 Broj klasića u klasu 0,14 1,00 0,93 0,63 0,87 Broj zrna u klasu 0,17 0,90 1,00 0,76 0,97 Apsolutna masa zrna 0,09 0,15 0,23 1,00 0,90 Masa zrna u klasu 0,17 0,80 0,92 0,59 1,00 Jaka i potpuna korelacija kod sorte PKB Lepoklasa utvrĊena je za agregirane vrednosti izmeĊu sledećih osobina: broj izdanaka i broj klasića u klasu (0,88), broj izdanaka i broj zrna u klasu (0,96), broj izdanaka i apsolutna masa zrna (0,73) broj izdanaka i masa zrna u klasu (0,93), broj klasića u klasu i broj zrna u klasu (0,93), broj Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 65 klasića u klasu i apsolutna masa zrna (0,63), broj klasića u klasu i masa zrna u klasu (0,87), broj zrna u klasu i apsolutna masa zrna (0,76), broj zrna u klasu i masa zrna u klasu (0,97), apsolutna masa zrna i masa zrna u klasu (0,90). Jaka i potpuna korelacija za sortu PKB Lepoklasa utvrĊena je za sve podatke (o svakoj biljci) izmeĊu sledećih osobina: broj klasića u klasu i broj zrna u klasu (0,90), broj klasića u klasu i masa zrna u klasu (0,80) i broj zrna u klasu i masa zrna u klasu (0,92). Svih deset poreĊenja pokazuju da je korelacija veća kada se izraĉunava na osnovu agregiranih vrednosti nego na osnovu svih vrednosti i to izmeĊu osobina: broj izdanaka i broj klasića u klasu (0,88 0,14), broj izdanaka i broj zrna u klasu (0,96 0,17), broj izdanaka i apsolutna masa zrna (0,73 0,09), broj izdanaka i masa zrna u klasu (0,93 0,17), broj klasića u klasu i broj zrna u klasu (0,93 0,90), broj klasića u klasu i apsolutna masa zrna (0,63 0,15), broj klasića u klasu i masa zrna u klasu (0,87 0,80), broj zrna u klasu i apsolutna masa zrna (0,76 0,23), broj zrna u klasu i masa zrna u klasu (0,97 0,92) i apsolutna masa zrna i masa zrna u klasu (0,90 0,59). Za primer regresione linije kod sorte PKB Lepoklasa uzeta je ona koja pokazuje oblik zavisnosti mase zrna u klasu (y) od broja zrna u klasu (x), i to za agregirane podatke (Graf. 6) i sve podatke (Graf. 7). Regression 95% confid. BR_ZRNA vs. MASA_ZRN (Casewise MD deletion) MASA_ZRN = -1,380 + ,06510 * BR_ZRNA Correlation: r = ,97256 BR_ZRNA MAS A_Z RN 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 Graf. 6. Regresija izmeĊu mase zrna u klasu (y) i broja zrna u klasu (x), kod sorte PKB Lepoklasa za agregirane podatke Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 66 Regression 95% confid. BR_ZRNA vs. MASA_ZRN (Casewise MD deletion) MASA_ZRN = -,3625 + ,05047 * BR_ZRNA Correlation: r = ,92175 BR_ZRNA MAS A_Z RN 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 3,8 4,2 4,6 45 55 65 75 85 95 Graf. 7. Regresija izmeĊu mase zrna u klasu (y) i broja zrna u klasu (x), kod sorte PKB Lepoklasa za sve podatke Kao kod ostalih sorti, i ovde regresiona linija ima uzlazni trend. Za svako jediniĉno povećanje broja zrna u klasu kod biljaka PKB Lepoklase povećava se i masa zrna u klasu za 0,05 g (Graf. 7). Na osnovu korelaciono – regresione analize osobina kod sve tri sorte mogu se uoĉiti neki opšti elementi. Promene korelacija izmeĊu razliĉitih sorti ne idu u istom pravcu. Neke sorte imaju izraţeniju, a druge slabiju korelacionu vezu izmeĊu osobina. Ako se ţeli ostvariti neko selekciono povećanje vrednosti odreĊenih osobina i odnosa izmeĊu njih tada kao roditelje treba koristiti onu sortu kod koje su te osobine izraţenije, a zavisnost izmeĊu poţeljnih osobina veća. Na primer PKB Talas ima veći broj izdanaka (3,26) i broj klasića (21,66) od drugih sorti. Ako je cilj povećanje broja klasića i jaĉe bokorenje treba koristiti PKB Talas jer on ima i veću korelaciju izmeĊu ovih osobina (r = 0,53) a ne sortu BG Merkur koja ima manju meĊuzavisnost ovih osobina (r = 0,43). Od oplemenjivaĉa i selekcionara pšenice se oĉekuje da iskoriste podatke iz korelaciono – regresione analize za unapreĊenje selekcije novih sorti i uspešniju proizvodnju semenskih useva. Dobijene razlike izmeĊu korelacija izraĉunatih na dva naĉina, ukazuju oplemenjivaĉima i semenarima pšenice, da pri analizi rezultata i planiranju rada, moraju obratiti paţnju na to šta su uzeli za osnov u ocenjivanju odnosa osobina. Do sada ovome Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 67 nije posvećivana veća paţnja, pa je povezanost osobina odreĊivana bez biološke veze sa ciljem istraţivanja. Iz ovog ispitivanja, moţe se konstatovati i da korelacije nisu iste kod razliĉitih sorti. To je i logiĉno jer svaka sorta ima drugaĉiji genotip, i specifiĉne gene koji se nalaze u razliĉitim interakcijama. Bitno opaţanje iz ove analize je i da uzimajući u obzir sve tri sorte, visoke i pozitivne korelacije su naĊene izmeĊu broja zrna u klasu i mase zrna u klasu ( 0,78), izmeĊu broja klasića u klasu i broja zrna u klasu ( 0,79) i izmeĊu broja klasića u klasu i mase zrna u klasu ( 0,73). Broj izdanaka je osobina koja se pri korelaciono – regresionoj analizi agregiranih podataka nalazi u najjaĉoj vezi sa većinom ostalih osobina. MeĊutim, jaĉina ovih veza se znatno smanjuje pri analizi svih podataka, što se moţe pripisati diskontinuiranoj varijabilnosti ove osobine. Navedena ĉinjenica ukazuje selekcionarima i semenarima pšenice da moraju da obrate paţnju pri analizi podataka da li koriste osobine sa kontinuiranom ili diskontinuiranom varijabilnošću. Odnosi izmeĊu osobina pšenice bili su predmet interesovanja brojnih autora. U analizi podataka uglavnom je korišćena korelacija i regresija u cilju odreĊivanja stepena i oblika zavisnosti osobina. Anderson i Barclay (1991) dobili su da se obrazuju duţi klasovi kada je manja gustina populacije ali da se pri tome ne povećava broj zrna po metru kvadratnom. Prodanović et al. (1999 a) utvrdili su da u generacijama potomstva hibrida pšenice sve komponente rodnosti su u pozitivnoj korelaciji sa prinosom zrna, a najveća korelacija (r = 0,90 i r = 0,73) ispoljena je za osobinu masa zrna klasa. Dimitrijević et al. (2001) su izraĉunali da korelaciona povezanost visine stabljike i mase zrna po klasu je slabija kod savremenih sorti heksaploidne pšenice nego kod divljih srodnika i tetraploidnih formi pšenice. Petrović et al. (2000) su analizom meĊuzavisnih odnosa ustanovili znaĉajne ili visoko znaĉajne vrednosti korelacionih koeficijenata izmeĊu većine svojstava koje su ispitivali (visina stabljike, duţina klasa, broj zrna po klasu, masa zrna po klasu, masa klasa, masa zrna po biljci, masa biljke, indeks klasa, ţetveni indeks i odnos klas / stablo). Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 68 Nirala et al. (1997) dobili su u F2 generaciji hibrida pšenice da je masa 1000 zrna u znaĉajnoj pozitivnoj korelaciji sa masom zrna po biljci i biološkim prinosom po biljci. Laskin i Maslovskaja (1988) su dobili slabe korelacije izmeĊu komponenti produktivnosti biljaka razliĉitih sorti i njihovih potomstava. Niska korelacija se moţe objasniti niskom naslednošću osobina koje odreĊuju produktivnost biljaka, njihovom znaĉajnom modifikacionom promenom i adaptivnom reakcijom hibridnog potomstva na promene uslova spoljne sredine. Chowdhury et al. (1985) su dobili visoke pozitivne korelacije izmeĊu broja biljaka i prinosa zrna, visine biljke, mase zrna, ţetvenog indeksa, dok je izmeĊu prinosa i koeficijenta produktivnog bokorenja naĊena negativna korelacija. Rezultati drugih autora su u znatnom stepenu podudarni sa rezultatima dobijenim u ovom radu.  6.5. AMMI Analiza Interakcija genotipa i sredine (G x E) je znaĉajna u programima oplemenjivanja biljaka ali i kod uvoĊenja novog sortimenta u široku proizvodnju. Za analizu interakcije G x E u ranijem periodu uglavnom je korišćen aditivni statistiĉki model – analiza varijanse (ANOVA). Analiza varijanse je efikasan model u podeli ukupne sume kvadrata na a) efekat genotipa; b) efekat sredine, i c) efekat G x E. MeĊutim, analiza varijanse ne pruţa detaljan opis interakcije G x E. AMMI analizu (Additive Main Effects and Multiplicative Interaction Models), danas koristi sve veći broj istraţivaĉa za opis interakcije G x E u poljskim ogledima sa gajenim biljkama u koje su ukljuĉeni spoljašnji uslovi. AMMI analiza je kompleksna statistiĉka analiza koja se sastoji iz dve statistiĉke procedure: 1) Analiza varijanse (ANOVA) i 2) Metod glavnih komponenti (Principal components analysis - PCA). AMMI analizom se preraĉunavaju vrednosti glavnih komponenti (Principal components 1 i 2 - PC1 i PC2) genotipova i sredina koje predstavljaju G x E interakciju. Na osnovu AMMI analize moţemo zakljuĉiti koji genotipovi sliĉno reaguju u razliĉitim uslovima proizvodnje i koje sredine imaju sliĉan uticaj na ispitivane genotipove. AMMI analizom mogu se dobiti i drugi rezultati od praktiĉnog znaĉaja za Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 69 predoplemenjivanje (pre - breeding) i proizvodnju razliĉitog sortimenta na razliĉitim lokalitetima. Kroz ovaj rad prikazani su i osnovni elementi AMMI analize. AMMI model se utvrĊuje na osnovu broja osi glavnih komponenti, a prikazuje se grafikonima u obliku biplota. Na AMMI 1 biplotu glavni efekti (G i E) se prikazuju na apscisi, a vrednosti prve glavne komponente na ordinati. Na AMMI 2 biplotu prikazani su odnosi prve i druge glavne komponente. Izraĉunata je vrednost AMMI stabilnosti - ASV na osnovu kojih je izvršeno rangiranje genotipova u pogledu stabilnosti. U tabeli 19 prikazane su MS – vrednosti iz analiza varijanse AMMI modela za ispitivane osobine pšenice. Tabela 19. Analiza varijanse AMMI modela za ispitivane osobine Izvor varijacije d.f. MS - vrednosti Broj izdanaka Broj klasića u klasu Broj zrna u klasu Apsolutna masa zrna Masa zrna u klasu Tretmani 5 0,20** 2,60** 63,32** 6,79** 0,27** Ponavljanja 12 0,01 0,10 2,16 1,45 0,01 Genotipovi 2 0,13** 0,76** 6,21 212,60** 1,27** Genotip x Tretman 10 0,01 0,72** 21,57** 1,55 0,06** I PCA1 6 0,02 0,87** 29,62** 2,29 0,09** I PCA2 4 0,00 0,50** 9,49* 0,44 0,02 Greška 24 0,01 0,09 2,56 0,99 0,01 Environment 17 0,34 4,08 91,09 220,95 1,60 Total 53 0,36 4,27 95,82 223,38 1,62 Tretmani (godine i kategorije) Za broj izdanaka uoĉene su vrlo znaĉajne razlike izmeĊu tretmana i genotipova. Za broj klasića u klasu analiza varijanse AMMI modela pokazuje vrlo znaĉajne razlike izmeĊu tretmana, genotipova kao i njihovih interakcija. Za broj zrna u klasu dobijene su vrlo znaĉajne razlike izmeĊu ispitivanih tretmana i izmeĊu interakcija genotipova i tretmana, dok izmeĊu genotipova nije bilo znaĉajnih razlika. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 70 Za osobinu apsolutna masa zrna znaĉajne razlike postoje izmeĊu tretmana i ispitivanih genotipova pšenice. Za masu zrna u klasu postoje vrlo znaĉajne razlike izmeĊu ispitivanih tretmana, genotipova pšenice i njihovih interakcija. Na osnovu analize varijanse AMMI modela, uoĉava se da za ĉetiri od 5 ispitivanih osobina postoji znaĉajnost razlika izmeĊu tretmana i genotipova, a samo za osobinu broj zrna u klasu nema znaĉajnosti razlika izmeĊu genotipova. Zato za ovu osobinu nije raĊena AMMI analiza, a za sve ostale osobine jeste. Po osobini broj izdanaka koeficijent stabilnosti ASV AMMI modela i rangovi genotipova pokazuju da je najstabilnija sorta pšenice PKB Talas, zatim PKB Lepoklasa, a najmanje stabilna je sorta BG Merkur (tabela 20). Tabela 20. AMMI analiza sorti za osobinu broj izdanaka Sorta Broj izdanaka PC1 PC2 ASV M Rang Vrednost Rang PKB Talas 3,26 1 -0,07 0,19 0,86 1 BG Merkur 3,11 3 0,34 -0,06 3,87 3 PKB Lepoklasa 3,12 2 -0,27 -0,13 3,04 2 Manja vrednost ASV ukazuje na slabiju interakciju ispitivanih faktora, te oznaĉava stabilnije odnosno adaptabilnije genotipove. Veće vrednosti ASV imaju genotipovi koji su najmanje stabilni. Stabilnost genotipova u odnosu na tretmane moţe se sagledati sa AMMI biplota. Na AMMI 1 biplotu glavni efekti prikazani su na apscisi, a vrednosti prve glavne komponente na ordinati. Principalna komponenta - PC1 je parametar koji objedinjuje varijabilnost svih faktora za ispitivanu osobinu. Najstabilnije sorte i tretmani su oni koji su najbliţi liniji PC1, uz uslov da imaju i nisku vrednost PC2. Više srednje vrednosti imaju sorte i tretmani u desnim kvadrantima. Na AMMI 1 biplotu za osobinu broj izdanaka (Graf. 8) uoĉava se da su najstabilniji genotip PKB Talas i tretmani: kategorija elita u 2009. godini, kategorija original u 2009. godini i kategorija I SR u 2010. godini. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 71 Lepoklasa Merkur Talas Elita-2009 Elita-2010 Original-2009 Original-2010 PSR-2009 PSR-2010 3.00 3.05 3.10 3.15 3.20 3.25 3.30 3.35 - 0 . 3 - 0 . 2 - 0 . 1 0 . 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 AMMI BIPLOT Yield P C 1 Broj sekundarnih izdanaka Graf. 8. AMMI 1 biplot za osobinu br j iz anak Na AMMI 2 biplotu za osobinu broj izdanaka (Graf. 9), sagledan je odnos prve i druge glavne komponente. Na ovom grafikonu prikazana je distribucija genotipova i tretmana (interakcija kategorije semenskog useva i godine ispitivanja) pri ĉemu je stabilnost veća što su vektori bliţi centru. TakoĊe, manji ugao izmeĊu vektora sorte i tretmana predstavlja veću sliĉnost u njihovom odnosu prema spoljnoj sredini (interakciji). U situacijama kada su vektori bliţi jedan drugom znaĉi da taj genotip i taj tretman sliĉnije i bolje interaguju na iste uslove. Na grafikonu 9 se moţe videti da je sorta pšenice PKB Talas imala najveću stabilnost za osobinu broj izdanaka. Najveću stabilnost za posmatranu osobinu pokazala je kategorija semenskog useva elita u 2009. godini. Ova kategorija semenskog useva, kao i kategorija original u 2009. godini najviše su povezane sa vrednošću sorte PKB Talas. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 72 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 - 0 . 1 0 - 0 . 0 5 0 . 0 0 0 . 0 5 0 . 1 0 0 . 1 5 0 . 2 0 PC 1 (91.9) P C 2 ( 8 . 1 ) Lepoklasa Merkur Talas Elita-2009 Elita-2010 Original-2009 Original-2010 PSR-2009 PSR-2010 Graf. 9. AMMI 2 biplot za osobinu broj izdanaka Koeficijent stabilnosti ASV AMMI modela i rangovi genotipova po osobini broj klasića u klasu pokazuju da je najstabilnija sorta pšenice PKB Talas, zatim PKB Lepoklasa a najmanje stabilna je sorta BG Merkur (tabela 21). Tabela 21. AMMI analiza sorti za osobinu broj klasića u klasu Sorta Broj klasića u klasu PC1 PC2 ASV M Rang Vrednost Rang PKB Talas 21,66 1 -0,29 0,70 1,03 1 BG Merkur 21,25 3 0,92 -0,15 2,42 3 PKB Lepoklasa 21,48 2 -0,63 -0,55 1,74 2 Na AMMI 1 biplotu za osobinu broj klasića u klasu (Graf. 10) uoĉava se da su najstabilniji genotip PKB Talas i tretmani: kategorija I SR u 2010. i 2009. godini i kategorija original u 2010. godini. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 73 Lepoklasa Merkur Talas Elita-2009 Elita-2010 Original-2009 Original-2010 PSR-2009 PSR-2010 20.8 21.0 21.2 21.4 21.6 21.8 22.0 22.2 - 1 . 0 - 0 . 5 0 . 0 0 . 5 AMMI BIPLOT Yield P C 1 Broj klasića u klasu Graf. 10. AMMI 1 biplot za osobinu broj klasića u klasu Na AMMI 2 biplotu za osobinu broj klasića u klasu (Graf. 11), moţe se videti da je sorta pšenice PKB Talas imala najveću stabilnost. Tretnani sa najbliţim vektorima su kategorija I SR u 2009. godini i original u 2009. godini što ukazuje da ovi tretmani sliĉno interaguju. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 74 -1.0 -0.5 0.0 0.5 - 0 . 4 - 0 . 2 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 PC 1 (72.5) P C 2 ( 2 7 . 5 ) Lepoklasa Merkur Talas Elita-2009 Elita-2010 Original-2009 Original-2010 PSR-2009 PSR-2010 Graf. 11. AMMI 2 biplot za osobinu broj klasića u klasu Po osobini apsolutna masa zrna koeficijent stabilnosti ASV AMMI modela i rangovi genotipova pokazuju da je najstabilnija sorta pšenice BG Merkur, zatim PKB Talas, a najmanje stabilna je sorta PKB Lepoklasa (tabela 22). Tabela 22. AMMI analiza sorti za osobinu apsolutna masa zrna Sorta Apsolutna masa zrna PC1 PC2 ASV M Rang Vrednost Rang PKB Talas 40,40 2 0,87 0,49 6,76 2 BG Merkur 38,68 3 0,27 -0,70 2,23 1 PKB Lepoklasa 45,30 1 -1,14 0,21 8,86 3 Na AMMI 1 biplotu za osobinu apsolutna masa zrna (Graf. 12) uoĉava se da je najstabilniji genotip BG Merkur, dok su tretmani udaljenošću od linije PC1 pokazali relativnu nestabilnost za datu osobinu u odnosu na druge osobine, ipak moţe se uoĉiti da su najstabilniji bili sledeći tretmani: kategorija original u 2010. godini i I SR u 2009. godini. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 75 Lepoklasa Merkur Talas Elita-2009 Elita-2010 Original-2009 Original-2010 PSR-2009 PSR-2010 39 40 41 42 43 44 45 - 1 . 0 - 0 . 5 0 . 0 0 . 5 AMMI BIPLOT Yield P C 1 Apsolutna masa Graf. 12. AMMI 1 biplot za osobinu apsolutna masa zrna Na grafikonu 13 se moţe videti da je sorta pšenice BG Merkur imala najveću stabilnost za osobinu apsolutna masa zrna. Tretnani sa najbliţim vektorima su kategorija original u 2010. godini i elita u 2010. godini, što ukazuje da ovi tretmani sliĉno interaguju. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 76 -1.0 -0.5 0.0 0.5 - 0 . 6 - 0 . 4 - 0 . 2 0 . 0 0 . 2 0 . 4 PC 1 (88.6) P C 2 ( 1 1 . 4 ) Lepoklasa Merkur Talas Elita-2009 Elita-2010 Original-2009 Original-2010 PSR-2009 PSR-2010 Graf. 13. AMMI 2 biplot za osobinu apsolutna masa zrna Koeficijent stabilnosti ASV AMMI modela i rangovi genotipova po osobini masa zrna u klasu pokazuju da je najstabilnija sorta pšenice PKB Talas, zatim BG Merkur, a najmanje stabilna je sorta PKB Lepoklasa (tabela 23). Tabela 23. AMMI analiza sorti za osobinu masa zrna u klasu Sorta Masa zrna u klasu PC1 PC2 ASV M Rang Vrednost Rang PKB Talas 2,80 2 0,03 0,34 0,39 1 BG Merkur 2,66 3 0,44 -0,19 2,58 2 PKB Lepoklasa 3,18 1 -0,47 -0,15 2,77 3 Na AMMI 1 biplotu za osobinu masa zrna u klasu (Graf. 14) uoĉava se da su najstabilniji genotip PKB Talas i tretmani: kategorija I SR u 2010. godini i kategorija elita u 2009. godini. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 77 Lepoklasa Merkur Talas Elita-2009 Elita-2010 Original-2009 Original-2010 PSR-2009 PSR-2010 2.7 2.8 2.9 3.0 3.1 - 0 . 4 - 0 . 2 0 . 0 0 . 2 0 . 4 AMMI BIPLOT Yield P C 1 Masa zrna u klasu Graf. 14. AMMI 1 biplot za osobinu masa zrna u klasu Na AMMI 2 biplotu za osobinu masa zrna u klasu (Graf. 15), moţe se videti da je sorta pšenice PKB Talas imala najveću stabilnost. Tretnani sa najbliţim vektorima su I SR u 2009. godini i original u 2009. godini, što ukazuje da ovi tretmani sliĉno interaguju. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 78 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 - 0 . 3 - 0 . 2 - 0 . 1 0 . 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 PC 1 (85.3) P C 2 ( 1 4 . 7 ) Lepoklasa Merkur Talas Elita-2009 Elita-2010 Original-2009 Original-2010 PSR-2009 PSR-2010 Graf. 15. AMMI 2 biplot za osobinu masa zrna u klasu Na osnovu izvršene AMMI analize kojom su genotipske promene 4 osobine pri sortnoj reprodukciji pšenice posmatrane kroz interakciju sorte sa spoljnom sredinom moţe se konstatovati: Sorta PKB Talas ispoljava najveću stabilnost za tri ispitivane osobine (broj izdanaka, broj klasića u klasu, masa zrna u klasu) u svim kategorijama semenskih useva i u svim godinama ispitivanja, a sorta BG Merkur za jednu osobinu (apsolutna masa zrna). S obzirom da sorta PKB Lepoklasa u odnosu na sorte PKB Talas i BG Merkur nema izraţenu stabilnost osobina, ali zato ima najviše vrednosti za kljuĉne osobine rodnosti klasa: broj zrna u klasu (69,98), apsolutna masa zrna (45,22 g), masa zrna u klasu (3,17 g) u ovom istraţivanju se pokazalo da je veću stabilnost lakše postići kada osobine imaju manje vrednosti. AMMI analizom je takoĊe utvrĊeno da su semenski usevi original i prva sortna reprodukcija meĊusobno sliĉni po reakciji na spoljnu sredinu. Ova sliĉnost je bila posebno izraţena u 2009. godini, za osobine broj klasića u klasu i masa zrna u klasu. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 79 Na osnovu AMMI analize u ovom radu su odreĊeni genotipovi koji sliĉno reaguju u razliĉitim spoljnim uslovima i odreĊeni su tretmani (kategorije semenskih useva i godine) koje imaju sliĉan uticaj na ispitivane sorte pšenice, što je od praktiĉnog znaĉaja za oplemenjivanje i semenarstvo pšenice, posebno u Institutu PKB Agroekonomik. AMMI i druge analize interakcije G x E vršili su brojni autori koji su ispitivali genetiĉke karakteristike pšenice. Boyko i Kovalchuk (2008) utvrdili su da vrednost osobina u razliĉitim spoljnim sredinama prvenstveno zavisi od rekacije na stres. Ţivi organizmi imaju jasno definisane strategije borbe protiv razliĉitih vrsta stresa. Ove strategije su preteţno definisane površinskim genetiĉkim promenama (genetic make - up) organizama i zavise od sloţene regulatorne mreţe molekularnih interakcija. Organizmi koji mogu da modifikuju gensku ekspresiju reverzibilno imaju prednost u prilagoĊavanju. Dimitrijević et al. (2006) posmatrali su stabilnost mase zrna po klasu i ukupne biomase klasa kod sorti pšenice gajenih na kontroli i na „solonjecu“ bez primene meliorativnih mera i sa dva nivoa popravke (25 t i 50 t fosforgipsa / ha). Utvrdili su povećanje produktivnosti pri primeni meliorativnih mera. Dolijanović et al. (2009) ispitivali su ineterakciju prinosa zrna ozime pšenice i spoljne sredine u zavisnosti od koliĉine prolećnih, zimskih i ukupnih padavina. Utvrdili su da se sa povećanjem koliĉina zimskih padavina prinos zrna smanjuje, posebno u monokulturi. MeĊutim, sa povećanjem koliĉina prolećnih i ukupnih padavina, prinos zrna pšenice se povećava i u plodoredu i u monokulturi. Gourdji et al. (2013) su ustanovili da prinos zrna pšenice u interakciji sa ekološkim faktorima najjaĉe interreaguje sa temperaturom tokom perioda nalivanja zrna. Munkvold et al. (2013) uoĉili su da bolju plastiĉnost u razliĉitim ekološkim uslovima ispoljavaju genotipovi kod kojih postoji alternacija genske koekspresije osobina. U navedenim radovima sagledani su razni aspekti interakcije G x E, koji se ne mogu direktno porediti sa rezultatima AMMI analize u ovom istraţivanju, ali mogu posluţiti kao potvrda aktuelnosti obavljene analize i kao smernice za dopunska istraţivanja. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 80  6.6. Klaster analiza Sliĉnosti i razlike izmeĊu ispitivanih sorti, za pet osobina, po semenskim kategorijama i godinama, odreĊene su primenom hijerarhijske klaster analize. Horizontalni dendrogram zasnovan na klaster analizi vrednosti osobina tri sorti pĉenice po semenskim kategorijama prikazan je na grafikonu 16. Graf. 16. Dendrogram za ispitivane sorte pšenice po semenskim kategorijama Na grafikonu 16 vidi se da postoje dva velika klastera. U klasteru I nalaze se sve semenske kategorije sorti PKB Talas i BG Merkur. U klasteru II nalaze se sve semenske kategorije sorte PKB Lepoklasa. Ovaj dendrogram ukazuje da su po kompleksu osobina meĊusobno bliţe sorte PKB Talas i BG Merkur, a od njih je udaljenija PKB Lepoklasa. Uticaj sorte u grupisanju (klasterovanju) bio je jaĉi nego uticaj semenske kategorije. Horizontalni dendrogram zasnovan na rezultatima klaster analize za tri sorti pšenice (PKB Talas, BG Merkur, PKB Lepoklasa) gajene u dve razliĉite godine (2009. i 2010.) prikazan je na grafikonu 17. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 81 Graf. 17. Dendrogram za sorte pšenice gajene u 2009. i 2010. godini Na grafikonu 17 moţe se uoĉiti da ima tri klastera (I, II, III) od ĉega, klaster I obuhvata PKB Talas 2009., (sortu PKB Talas gajenu u 2009. godini), BG Merkur 2009., BG Merkur 2010. i PKB Talas 2010. Klaster II obuhvata samo PKB Lepoklasu 2009., a klaster III PKB Lepoklasu 2010. Na osnovu takvog grupisanja zakljuĉuje se da su sorte PKB Talas i BG Merkur relativno sliĉnijih osobina u godinama izvoĊenja poljskog ogleda 2009. i 2010., nego sorta PKB Lepoklasa koja se izdvojila u 2009. i 2010. godini. Ovaj dendrogram ima sliĉnosti sa predhodnim jer potvrĊuje da sorta PKB Lepoklasa ima razliĉitiji sklop (kompleks) osobina od sorti PKB Talas i BG Merkur. Horizontalni dendrogram koji pokazuje grupisanje ispitivanih sorti pšenice po pet osobina, uzimajući u obzir prosek ovih osobina za sve tri semenske kategorije i sve godine prikazan je na grafikonu 18. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 82 Graf. 18. Dendrogram proseka osobina za sve godine, i sve semenske kategorije ispitivanih sorti pšenice Dendrogram na grafikonu 18 u skladu je sa predhodna dva, jer potvrĊuje fenotipski veću sliĉnost sorti PKB Talasa i BG Merkura u odnosu na sortu PKB Lepoklasa. Ispitivane sorte PKB Talas i BG Merkur nemaju istog roditelja iako su u ispitivanim osobinama pokazale sliĉnosti. U cilju unapreĊenja procesa semenarstva odreĊena je sliĉnost izmeĊu semenskih kategorija za sve tri ispitivane sorte i svih pet ispitivanih osobina (Graf. 19). Graf. 19. Dendrogram izmeĊu semenskih kategorija za sve ispitivane sorte i osobine Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 83 Kategorije semena original i prva sortna reprodukcija (I SR) daju meĊusobno sliĉnije fenotipove u odnosu na kategoriju semena elita. Ovo je u skladu sa predhodnim analizana u ovoj disertaciji, posebno sa AMMI analizom. Na osnovu ovog rezultata moţe se konstatovati da naĉin proizvodnje semena ima uticaj na fenotipske promene sorti, odnosno da deluje u pravcu povećanja ili smanjivanja razlika po kompleksu osobina izmeĊu sorti. Ovaj rezultat znaĉi i da je elita potpuno posebna i nezamenljiva semenska kategorija, dok kategorije semena original i prva sortna reprodukcija meĊusobno liĉe, odnosno dovode do sliĉnog fenotipskog efekta. Zapravo ovaj rezultat ukazuje na to da se metodološki naĉin dobijanja kategorija semena original i prva sortna reprodukcija ne razlikuju mnogo. Treba imati u vidu da komercijalni usevi od ovih kategorija neće biti znaĉajno razliĉiti. Zakljuĉak ovog poglavlja disertacije je da klaster analiza ukazuje da su genotipovi PKB Talas i BG Merkur meĊusobno više sliĉni od sorte PKB Lepoklasa, bez obzira na to gde, kada i kako se obavlja proizvodnja semenskih useva. Prilikom izbora za setvu jedne ili druge sorte treba obratiti paţnju šta se ţeli u pogledu kvaliteta zrna. PKB Talas je sorta poboljšivaĉ, a BG Merkur hlebna sorta. Kategorije semena original i prva sortna reprodukcija su sliĉne, a elita je znatno drugaĉija od njih po indukovanju fenotipskih promena na kompleks sortnih osobina. Klaster analizu primenili su u istraţivanjima brojni autori kao pomoć pri oplemenjivanju i semenarstvu pšenice. Prodanović et al. (2006) su dobili veliku divergenciju izmeĊu sorti pšenice koje su ispitivali: svi genotipovi imali su razliĉite vrednosti ocena osobina. Autori su na osnovu dendrograma konstatovali da frekvencije vrednosti ocena osobina ukazuju na dominantne pravce selekcije pšenice u evropskim zemljama. Naznaĉili su one oblike osobina koji su favorizovani u savremenom oplemenjivanju pšenice. PoreĊenje sadrţaja klastera iz razliĉitih radova nije moguće direktno jer se oni meĊusobno razlikuju, ali moţe ukazati na odreĊene biološke pojave i pravila. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 84  6.7. Heritabilnost osobina U radu su izraĉunati fenotipski i genotipski koeficijenti varijabilnosti, koji su stavljeni u odnos radi odreĊivanja stepena naslednosti odnosno heritabilnosti osobina. Izvršena istraţivanja omogućila su da se obavi rastavljanje fenotipske varijanse na komponente i da se kvantifikuje stepen naslednosti za sve prouĉavane osobine pšenice (analiza heritabilnosti) jer su u sebi ukljuĉivala genotipsku varijabilnost (razliĉite sorte) i agroekološku varijabilnost (razliĉite kategorije semenskih useva i razliĉite godine). Primenom metode oĉekivanih sredina kvadrata (koja je detaljnije opisana u poglavlju Materijal i Metod rada) dobijeni su rezultati koji su zatim prikazani u tabeli 24. Tabela 24. Komponente fenotipske varijanse i heritabilnost (%) ispitivanih osobina Osobine Broj izdanaka Broj klasića u klasu Broj zrna u klasu Apsolutna masa zrna Masa zrna u klasu 2 G 0,0068518 -0,040911 -3,28338 11,288211 0,0580678 2 G Y -0,0013821 0,0463901 3,6299111 0,04277 0,0130642 2 G K -0,0002808 0,1207233 4,9362833 0,2907 0,010605 2 G Y K 0,001461 0,0851456 0,233702 0,0956703 0,0013426 2 E 0,011280 0,094141 2,431394 1,135011 0,009333 2 F 0,0179299 0,305489 7,9479071 12,661029 0,0924126 *h2 (%) 38,21 0 (-13,39) 0 (-41,31) 89,16 62,84 **h2 (%) 37,79 0 (-76,86) 100 (385,38) 90,86 86,15 Heritabilnost: *h 2 = 2 G / 2 G + 2 G Y + 2 G K + 2 G Y K + 2 E) x 100 **h 2 = 2 G / ( 2 G + 2 E) x 100 Na osnovu dobijenih rezultata moţe se konstatovati sledeće: Korišćeni model je omogućio da se izraĉuna, heritabilnost tri od pet ispitivanih osobina (broj izdanaka, apsolutna masa zrna i masa zrna u klasu). Dve osobine (broj klasića u klasu i broj zrna u klasu) su imale vrednosti heritabilnosti iznad nule, te je za Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 85 vrednosti heritabilnosti uzeto da iznosi 0, odnosno moţe se smatrati da h2 nije bilo moguće odrediti primenom korišćenog metoda. Najveću vrednost heritabilnosti (*h2 = 89,16 %) ima osobina apsolutna masa zrna. Najmanju vrednost heritabilnosti (*h 2 = 38,21 %) ima osobina broj izdanaka. Osobina sa najmanjom heritabilnošću i osobine kod kojih nije odreĊena heritabilnost odlikuju se diskontinuiranom varijabilnošću (vrednosti ovih osobina iskazuju se celim brojem). Osobina apsolutna masa zrna koja ima najveću vrednost heritabilnosti i osobina masa zrna u klasu koja ima visoku vrednost heritabilnosti (86,15 %) odlikuju se kontinuiranom varijabilnošću. Na osobine sa visokom heritabilnošću je lakše vršiti selekciju jer je uticaj ekoloških faktora na njih manji. Pri selekciji na ove osobine odabrano potomstvo će više liĉiti po vrednostima na roditelje. To je prikazano na slici 7 sa koje se vidi da je veća sigurnost odabiranja individua po osobinama sa visokom h 2 nego po osobinama sa niskom h 2 . Zapravo u ovom pogledu su oplemenjivanje bilja i semenarstvo vrlo sliĉni – jer koriste istu metodu koja se naziva „selekcija“ (odabiranje). Pri semenarstvu se vrši pozitivno i stabilizaciono odabiranje jer je teţnja odrţati jedan genotip, pri ĉemu se koristi i negativno odabiranje jer se odbacuju atipiĉne biljke. Na osnovu rezultata u ovoj disertaciji pri odabiranju biljaka po osobinama apsolutna masa zrna i masa zrna u klasu moţe se oĉekivati dobijanje sliĉnih potomaka po vrednostima dok se pri odabiranju biljaka po osobinama, broj izdanaka, broj klasića u klasu i broj zrna u klasu ne moţe oĉekivati da potomci znaĉajno liĉe na odabrane individue po vrednostima tih slabo naslednih osobina. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 86 Generacija roditelja I1 – Individua 1 I2– Individua 2 G1 cm visoka h 2 G2 cm Generacija potomaka I11 I12 I13 I21 I22 I23 G – generacija I – individua Generacija roditelja I1 I2 G1 cm niska h 2 G2 cm Generacija I11 potomaka I12 I21 I13 I22 I23 Slika 7. Odabiranje kod osobina sa visokom i niskom heritabilnošću (h2) Heritabilnost osobina pšenice su ocenjivali i drugi autori, ali su njihovi rezultati dobijeni na osnovu prouĉavanja nekih drugih sorti, hibridnih kombinacija i ekoloških uslova. Najbitnija vrednost tih prouĉavanja je preporuka o stabilizacionoj, diferencijalnoj, usmerenoj selekciji na pojedine osobine kod pšenice. Prodanović et al. (1999 a) dobili su za morfološke osobine i komponente rodnosti pšenice: visine stabla, duţine klasa, broja klasića u klasu, broja zrna u klasu, mase zrna klasa i prinosa zrna (izuzev za broj zrna po klasu) povećanje srednjih vrednosti iz jedne generacije u narednoj generaciji, što ukazuje na ukupni pozitivan efekat primene masovne selekcije kod pšenice.  6.8. Parametri kvaliteta semena sorti pšenice Parametri kvaliteta semena i zrna pšenice uraĊeni su u akreditovanoj laboratoriji Eko – Lab, Padinska Skela, Beograd. Ovi parametri uraĊeni su po Pravilniku o kvalitetu semena poljoprivrednog bilja, (Sluţbeni glasnik, 47 / 87). Seme pšenice koje se stavlja u Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 87 promet i deklariše kao semenska roba mora ispuniti uslove i norme odreĊene navedenim pravilnikom. Vrednosti norme za pokazatelje (parametre) kvaliteta semena pšenice navedene su u tabeli 25. Tabela 25. Parametri kvaliteta pšenice po Pravilniku o kvalitetu semena (Sluţbeni glasnik, 47 / 87) Pokazatelj (parametar) kvaliteta Vrednost norme Klijavost (%) > 88,0 Ĉistoća semena (%) > 97,0 Sadrţaj korova (%) 0 Sadrţaj vlage (%) < 14,0 Energija klijanja (%) - Sadrţaj drugih biljnih vrsta (%) 0 Zdravstveno stanje (%) Ispravno Rezultati analiza semena od tri ispitivane sorte pšenice proizvedenog 2009. i 2010. godine prikazani su u tabeli 26. Tabela 26. Parametri kvaliteta semena ispitivanih sorti pšenice Pokazatelji Godina 2009. Godina 2010. Sorta Sorta PKB Talas BG Merkur PKB Lepoklasa PKB Talas BG Merkur PKB Lepoklasa Klijavost (%) 94,0 95,0 92,0 96,0 93,0 94,0 Ĉistoća semena (%) 98,3 99,4 99,1 98,6 97,2 92,0 Sadrţaj korova (%) 0 0 0 0 0 0 Sadrţaj vlage (%) 11,3 13,0 12,4 11,7 11,7 11,5 Energija klijanja (%) 91,0 95,0 91,0 96,0 91,0 92,0 Sadrţaj drugih biljnih vrsta (%) 0 0 0 0 0 0 Zdravstveno stanje (%) Ispr. Ispr. Ispr. Ispr. Ispr. Ispr. Ispr. – Ispravno Iz tabele se uoĉava da sve dobijene vrednosti za parametre kvaliteta semena ispitivanih sorti pšenice ispunjavaju norme propisane Pravilnikom i da su zadovoljavajuće sa stanovišta upotrebne vrednosti za trgovce i poljoprivrednike. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 88 Vrednosti parametara kvaliteta semena su sliĉne za razliĉite sorte i u razliĉitim godinama. Na osnovu dobijenih vrednosti moţe se konstatovati da je sortna reprodukcija ispitivanih sorti u ogledu pokazala kontinuirano kvalitetno seme. Posmatrano po osobinama, uoĉava se sledeće stanje: Klijavost – to je broj normalnih klijanaca u odnosu na broj semena stavljenih na klijanje posle 8 dana. Energija klijanja je broj normalnih klica u odnosu na broj semena stavljenih na klijanje, utvrĊen posle 4 dana. Klijavost utvrĊena u ogledima je za sve sorte u svim godinama bila viša od 92 %, a energija klijanja viša od 91 %. Ĉistoća semena – to je uĉešće koliĉine ĉistog semena, vrste koja se ispituje (pšenice) u ukupnoj koliĉini semena. U ĉisto seme ne spada seme drugih vrsta, seme korova i inertne materije zajedno (prazne plevice, delovi vretena klasa, grudvice zemlje, pesak). Ĉistoća semena u ogledima je za sve sorte u svim godinama bila viša od 97,2 % (izuzev PKB Lepoklasa u 2010. godini, 92,7 % - što je potom povećano pri doradi semena). Ni u jednom uzorku nije utvrĊeno prisustvo semena drugih biljnih vrsta kao ni prisustvo semena korova. Vlaga semena je koliĉina vode u semenu izraţena u procentima. Vlaga semena utvrĊena u ogledima je za sve sorte u svim godinama bila niţa od 13,0 %. Zdravstveno stanje semena oznaĉava prisutnost ili odsutnost karantinskih i odreĊenih ekonomski štetnih biljnih bolesti i štetoĉina. Ni u jednom uzorku nije utvrĊeno prisustvo Fusarium, Alternaria, Aspergilus, Penicilium, niti prisustvo drugih fitopatogenih gljiva i bakterija. Rezultati ovog poglavlja ukazuju da su semenski usevi u ogledima za ova istraţivanja proizvedeni u skladu sa zakonskim zahtevima. Ogledi sa tri linije pšenice u dve godine ispitivanja ne odstupaju od tehnologije koja se primenjuje u komercijalnoj proizvodnji. Moţe se konstatovati da je Institut PKB Agroekonomik ovladao metodama proizvodnje semenskih useva koji omogućavaju dobijanje semena odliĉnog klaliteta. Kvalitet semena pšenice je uvek bio vaţan za oplemenjivaĉe, semenare i proizvoĊaĉe. Zato su brojni autori ispitivali vrednosti razliĉitih parametara kvaliteta i tumaĉili uzroke dobrog ili lošijeg kvaliteta. Mian i Nafziger (1992) utvrdili su da seme pšenice bez obzira na veliĉinu (sitno, srednje i krupno) ima jednaku klijavost i sliĉne vrednosti broja klasova i prinosa zrna. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 89 Hristov et al. (2006) su na osnovu dvogodišnjeg testiranja biljaka pšenice u hladnim komorama na temperaturi – 15oC u trajanju od 24, 36, 48 i 60 ĉasova dobili razliĉit procenat preţivljavanja. Introdukovane sorte imale su 87 % preţivelih biljaka, domaće sorte gajene 70 - ih godina imale su 88,1 %, a aktuelne sorte u proizvodnji 87,4 %. Đurić et al. (2008) dobili su da je za postizanje stabilnih prinosa u prvom redu neophodno koristiti kvalitetno seme za setvu, što i jeste primarni zadatak semenarstva. Razvijeno i dobro organizovano semenarstvo podrazumeva stalnu proizvodnju semena svih kategorija i na taj naĉin odrţavanje nivoa genetiĉke ĉistoće sorti pšenice. Đurić et al. (2011) utvrdili su da je seme PKB sorti pšenice po parametrima kvaliteta zadovoljavalo norme propisane Pravilnikom i Zakonom o semenu. Ĉistoća je bila 98,8 %, vlaga 12,5 %, apsolutna masa zrna 42,5 g, klijavost 92,1 %, broj zrna korova u 1000 g semena 0,9 i prisustvo Fusarium spp. 1,4%. Sabovljević et al. (2010) dobili su da se tehnološko - semenarske osobine semena pšenice odlikuju znatnom varijabilnošću svojih vrednosti. Sabovljević et al. (2011) tvrde na osnovu svojih prouĉavanja da osobine semenskog materijala pšenice zavise od kategorije semena, uslova proizvodnje semena, vremena i naĉina ţetve, postupka u doradi i postupanja sa semenom posle ţetve, tokom dorade i tokom ĉuvanja semena. Rezultati do kojih su došli drugi istraţivaĉi nisu u suprotnosti sa rezultatima dobijenim u ovoj disertaciji i upotpunjuju saznanja o faktorima vezanim za kvalitet semena pšenice.  6.9. Tehnološki kvalitet zrna sorti pšenice Vrednost pšenice kao sirovine u tehnologiji hrane se odreĊuje prema morfološkim, organoleptiĉkim, biohemijskim i tehnološkim osobinama, a vrednost pšenice kao robe u prometu odreĊuje se elementima kvaliteta prema JUS - u E. B1. 200 i JUS - u E. B 1.200 / 1 i prema Pravilniku o kvalitetu ţita (“Sl. list SRJ”, br. 52 / 95). Zrno pšenice predstavlja plod – krupu (odnosno seme sa omotaĉem). Zrno pšenice ĉine razliĉita organska jedinjenja, mineralne soli i voda. Od organskih jedinjenja u zrnu najviše ima ugljenih hidrata i to od 63,8 - 69,1 %. Skrob ĉini 90 % od Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 90 ukupnih ugljenih hidrata. Zrno pšenice sadrţi 12,4 - 25,5 % proteina, 3 % celuloze i 1,75 % masti. U zrnu se nalazi oko 1,7 % mineralnih materija i to ima najviše gvoţĊa, kalijuma, kalcijuma, magnezijuma, mangana i selena. Pšenica sadrţi u vrlo maloj koliĉini, ispod 1 %, veoma vaţne sastojke, kao što su vitamini iz grupe B, A i PP, hormone i dr. Sa stanovišta hlebno - pekarskog kvaliteta najvaţniji su proteini. Proteini se dele na rezervne proteine i enzimske proteine. Od rezervnih proteina u zrnu preovlaĊuju sledeći: albumini, globulini, glijadini i glutenini. Glijadini i glutenini predstavljaju belanĉevine lepka. Albumini i globulini su bogatiji nezamenljivim aminokiselinama. U širem smislu kvalitet pšenice se moţe definisati pokazateljima kvaliteta kao što su: hektolitarska masa, sadrţaj vlage, sadrţaj proteina, sedimentaciona vrednost, sadrţaj glutena odnosno lepka, % izbrašnjivanja, osobine brašna, enzimska aktivnost, osobine testa, rastegljivost, narastanje, stabilnost, brzina padanja testa, kvalitetna klasa i grupa, kao i reološke ili hlebno - pekarske osobine. Probno peĉenje je i dalje jedina pouzdana metoda ispitivanja pecivnih svojstava pšenice ali je nepogodna s obzirom na duţinu trajanja ispitivanja i teškoće s aspekta standardizacije i ponovljivosti. Reološka ispitivanja se širom sveta koriste za odreĊivanje namenskog kvaliteta pšeniĉnog brašna odnosno pšenice, ali s obzirom na njihovu dugotrajnost ne mogu se koristiti za ocenu kvaliteta sirovine u prometu. Reološka metoda je dugotrajna zato što treba samleti uzorak, izdvojiti brašno, pripremiti testo, ostaviti ga da „sazri“ pod dejstvom kvasca, ispeći ga u laboratorijskim pećnicama i oceniti karakteristike hleba (zapremina, elastiĉnost, ukus i drugo). Da bi se dobila pšenica dobrog kvaliteta brašna potreban je permanentan zajedniĉki nauĉno - istraţivaĉki rad selekcionera pšenice i struĉnjaka iz oblasti tehnologije (brašneno - konditorskih proizvoda). Ĉesto se rad na dobijanju sorti pšenice odgovarajućeg tehnološkog kvaliteta ne isplati jer poljoprivredne proizvoĊaĉe više zanima pre svega visok prinos od ĉega im najviše zavisi prihod. Poznato je da se prinos zrna i kvalitet zrna uglavnom nalaze u negativnoj korelaciji. Brašno je sirovina heterogenog sastava i sastoji se iz skroba, vode, proteina, ugljenih hidrata i masti. Stanje skroba, kao najzastupljenije materije u sastavu brašna ima znaĉajan uticaj na ponašanje brašna u daljoj preradi. Skrob se u brašnu nalazi u obliku manjih i većih granula ĉija je osnovna gradivna jedinica D - glukoza Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 91 polimerizovana u obliku linearne komponente amilaze i razgranate komponente amilopektina. Sposobnost hidratacije skroba zavisi od enzimske aktivnosti amilaza prisutnih u brašnu, sadrţaja vode i stepena njegovog mehaniĉkog oštećenja. Mehaniĉki oštećen skrob nastaje u procesu mlevenja i ima veliki uticaj na povećanje moći upijanja vode brašna, viskozitet testa i ĉvrstoću proizvoda, dok sa druge strane smanjuje plastiĉnost testa. Ukupna koliĉina oštećenog skroba zavisi od sorte pšenice, postupka mlevenja i stepena izmeljavanja. Moţe se reći da dobar tehnolog moţe odreĊenim postupcima da poboljša kvalitet brašna, testa i hleba. Voda se u brašnu nalazi slobodna, kao kapilarna i hemijski vezana. Povećan sadrţaj vode ukazuje na povećanu enzimatsku aktivnost, ĉime se ubrzavaju biohemijski procesi i time menja tehnološki kvalitet brašna. Proteini brašna se preteţno sastoje od glijadina i glutenina koji se jednim imenom nazivaju – gluten (lepak). Gluten ĉini 85 % proteina pšenice i predstavlja osnovu strukture testa. Pomoću glutena se reguliše sposobnost zadrţavanja gasova u testu. Koliĉina i kvalitet lepka, pored toga što predstavljaju sortnu osobinu moţe se jednim delom menjati pod uticajem klimatskih faktora, Ċubrenja azotnim Ċubrivima i drugo. Tabela 27. Minimalne vrednosti pokazatelja tehnološkog kvaliteta pšenice Tehnološka grupa sorte Sedimentaciona vrednost Sadršaj proteina % / sm A 1, A 2 Poboljšivaĉi > 38 > 13,0 B 1 hlebne 38 13,0 B 2 hlebne 30 11,5 C stoĉne ili za proizvodnju keksa 18 10,5 Ne odgovarajuće za proizvodnju hleba < 18 < 10,5 U tabeli 27 prikazane su vrednosti pokazatelja kvaliteta pšenice. Postoji ukupno 5 grupa sorti, a svaka od njih razlikuje se po navedenim direktnim i indirektnim pokazateljima kvaliteta. Sortna komisija koristi ove pokazatelje za svrstavanje novih sorti pšenice u odreĊene tehnološke grupe. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 92 Tehnološki kvalitet pšeniĉnog brašna ĉini zbir razliĉitih osobina koje odreĊuju reološka svojstva testa pri izradi, u toku obrade i peĉenja kao i kvalitet gotovog proizvoda. U tabeli 28 dati su pokazatelji kvaliteta zrna: (sadrţaj proteina u % i sedimentaciona vrednost u ml) ispitivanih sorti pšenice u ovom radu, posebno za svaku godinu ogleda. Laboratorijske analize zrna i brašna obavljene su u laboratoriji Maĉ Dondon, ogranak pekare Zrenjanin. Postoji veliki broj parametara na osnovu kojih se utvrĊuje kvalitet zrna a grupisanje se vrši po najlošijem parametru. Tabela 28. Pokazatelji kvaliteta zrna ispitivanih sorti pšenice Sorta Parametri Godina 2009. Godina 2010. PKB Talas Sadrţaj proteina (%) 14,3 15,0 Sedimentaciona vrednost (ml) 60,0 61,0 BG Merkur Sadrţaj proteina (%) 14,5 15,2 Sedimentaciona vrednost (ml) 52,0 54,0 PKB Lepoklasa Sadrţaj proteina (%) 15,9 15,8 Sedimentaciona vrednost (ml) 60,0 61,0 Na osnovu podataka iz tabele 28, moţe se konstatovati da sorte PKB Talas i PKB Lepoklasa pripadaju tipu sorti poboljšivaĉa, dok BG Merkur po svojim osobinama pripada hlebnom tipu sorti. Ovo ukazuje da su sorte koje su ispitivane u disertaciji vrhunskog kvaliteta. Pri priznavanju ovih sorti Sortna komisija je svrstala sortu PKB Talas u grupu A 2, sortu BG Merkur u grupu B 2 i sortu PKB Lepoklasu u grupu B 1. Moţe se konstatovati da tokom sortne reprodukcije nijedna od navedenih sorti nije izgubila ništa od poĉetnog kvaliteta iz doba priznavanja, nego je kvalitet sorti ĉak i popravljen primenom odgovarajućih agrotehniĉkih mera. TakoĊe se moţe zakljuĉiti da su sorte PKB Talas i PKB Lepoklasa po kvalitetu bile i ostale bolje od sorte BG Merkur. Đurić et al. (2005) dobili su da brzi porast proseĉnog prinosa ozime pšenice kod sorti selekcionisanih od šezdesetih godina do današnjih dana omogućava dovoljnu Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 93 proizvodnju potrebnih koliĉina zrna i brašna razliĉitog kvaliteta. Pecivna vrednost brašna zavisi od sadrţaja glijadina i glutenina, koji zajedno sa vodom i solju daju gluten - lepak. Koliĉina i kvalitet lepka i pored toga što predstavlja sortnu osobinu moţe se delom menjati pod uticajem klimatskih uslova, i primenom odreĊene agrotehnike. Đurić et al. (2012) dobili su da sorte pšenice PKB Talas i BG Merkur pored visokog i stabilnog prinosa imaju i dobre parametre kvaliteta brašna. Ove sorte imaju visok sadrţaj kvalitetnih proteina, a analogno ovome je i visok sadrţaj glutena, što se potvrĊuje reološkim merenjima. Đekić et al. (2012) dobili su da je proseĉan sadrţaj proteina sorte tritikalea Kg 20 iznosio 12,24 % suve materije (sm), a Trijumfa 12,90 % sm. Proseĉan sadrţaj pepela kod Kg 20 iznosio je 1,34 % sm, a kod Trijumfa 1,40 % sm. Proseĉan sadrţaj vode kod Kg 20 iznosio je 11,32 % sm, a kod Trijumfa 11,22 % sm. Razlike znaĉajnosti sa stanovišta uticaja sorte na proseĉne vrednosti sadrţaja proteina i vlage statistiĉki nisu bile signifikantne, P < 0,01. Glamoĉlija (2012) dobio je da po hranljivoj, vitaminskoj i energetskoj vrednosti od 8.500 - 9.400 dţula pšeniĉni hleb je hranljiviji od hleba spravljanog od ostalih ţita. Pajin et al. (2005) dobili su za tri domaće sorte pšenice odgovarajuće osobine rastegljivosti testa, nešto veću moć upijanja vode brašna od zahtevane i ujednaĉenu raspodelu veliĉina ĉestica brašna. Zeĉević et al. (2006) utvrdili su analizom varijanse da variranje komponenti kvaliteta zrna znaĉajno zavisi od genotipa i ekoloških faktora. Ispitivali su kragujevaĉke sorte po sedimentaciji i konstatovali da su one na nivou prve kvalitetne klase, a najveću proseĉnu vrednost imala je sorta KG – 56 S (61,8 ml). Za sve ispitivane osobine kvaliteta najmanji udeo varijanse pripadao je godini, a znatno veći sorti i interakciji sorta x godina, što ukazuje da na ispoljavanje kvaliteta pšenice genotip ima veći uticaj od ekoloških faktora. Saznanja do kojih su došli drugi istraţivaĉi u vezi tehnološkog kvaliteta pšenice znaĉajna su za ova istraţivanja jer ukazuju u kom pravcu ih treba nastaviti. Brojnost ovih istraţivanja ukazuje i na aktuelnost ove problematike u selekciji i semenarstvu pšenice. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 94  6.10. Ocena odrţanja genetičkog identiteta elektroforezom proteina Sortna identiĉnost ispitivane tri sorte pšenice ocenjivana je primenom vertikalne elektroforeze rezervnih proteina pšenice - glijadina. Vertikalna elektroforeza predstavlja laboratorijsku metodu kojom se prati kretanje koloidnih ĉestica u gelu pod uticajem elektriĉnog polja kroz rastvor slabog elektrolita. Šema dobijenih proteinskih traka naziva se elektroforegram i predstavlja genetiĉku karakteristiku datog genotipa, koja se odnosi na genetiĉku konstituciju i smatra se ”otiskom” varijeteta. Svaka ispitivana sorta pšenice ima specifiĉne trake tj. komponente frakcija proteina. Trake se razlikuju po broju, obojenosti i pokretljivosti. Ispitivan je uzorak semena svake sorte u svakoj semenskoj kategoriji. Ova analiza imala je za cilj da pokaţe da li se pri sortnoj reprodukciji pšenice uspešno odrţava genetiĉki identitet sorti ili dolazi do gubljenja genetiĉkog identiteta usled neodgovarajuće selekcije, slabe organizacije semenskih useva, mešanja semena i sliĉno. U ovom radu uzimani su uzorci od po 100 zrna. Svako zrno je posebno analizirano, odnosno glijadinski proteini svakog zrna ispitani su u zasebnim kolonama na gelu. OdreĊeno je da li se i koliko komponente glijadinske frakcije proteina u tri ispitivane varijante jedne sorte razlikuju, odnosno utvrĊena je promena procenta genetiĉke identiĉnosti sorte u razliĉitim kategorijama semenskih useva. Vertikalna elektroforeza kao laboratorijska metoda za utvrĊivanje sortne identiĉnosti uraĊena je po ISTA standardima u ISTA akreditovanoj Laboratoriji za ispitivanje semena Instituta za ratarstvo i povrtarstvo u Novom Sadu. Elektroforeza je raĊena na poliakrilamidnim gelovima. Gelovi su po završetku elektoforeze fotografisani. Na osnovu dobijenih rezultata, odnosno oĉitavanja gelova dobijenih metodom vertikalne elektroforeze utvrĊeno je da postoji divergentnost izmeĊu sorti po sastavu proteina, odnosno da se gelovi sorti meĊusobno razlikuju po karakteristikama traka, dok unutar sorti postoji ujednaĉenost. Na slikama 8, 9 i 10 prikazani su elektroforegrami za sortu PKB Talas, za kategorije semena elita, original i prva sortna reprodukcija. Na osnovu elektroforegrama moţe se zakljuĉiti da je sorta PKB Talas za kategoriju semena elita (slika 8) od 100 ispitivanih zrna imala uniformnost 99, a 1 zrno je bilo razliĉito, što znaĉi da je genetiĉka Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 95 ĉistoća iznosila 99,0 %. Sorta PKB Talas za kategoriju semena original (slika 9) i prva sortna reprodukcija (slika 10) bila je potpuno uniformna, sve trake su bile istih karakteristika, te se moţe konstatovati da je genetiĉka ĉistoća ispitivanih uzoraka iznosila 100 %. Elektroforegrami na slikama 11, 12 i 13 prikazuju glijadinske komponente – trake iz semena sorte BG Merkur u semenskim kategorijama elita, original i prva sortna reprodukcija. Uoĉava se da postoji uniformnost i genetiĉka ĉistoća od 100 % za kategorije semena elita i original, dok je za kategoriju semena prva sortna reprodukcija jedno zrno dalo razliĉite trake, te genetiĉka ĉistoća ove kategorije iznosi 99,0 %. Nakon izvršene elektroforeze i ispitivanja uzoraka semena sorte pšenice PKB Lepoklasa potvrĊena je genetiĉka ĉistoća 100 % za sve tri ispitivane kategorije semena, što se moţe sagledati na slikama 14, 15 i 16. Zakljuĉak ovog poglavlja je da je primena pozitivne i negativne selekcije, na nivou fenotipa pri sortnoj reprodukciji pšenice, u ogledima omogućila sortnu ĉistoću od 99 i 100 % u usevima svih semenskih kategorija. Naĉin na koji se sprovodi selekcija i semenarstvo u Institutu PKB Agroekonomik je uspešan za odrţavanje genetiĉkog identiteta sorti pšenice. Brojni istraţivaĉi su se bavili ocenom genetiĉkog identiteta kod pšenice, sa teorijskog ili praktiĉnog aspekta. Koristili su razliĉite metode, kao što su fenotipska ocena po deskriptoru, elektroforeza i primena molekularnih markera. Huffman (2004) je prouĉanjem oĉuvanja genetiĉkog identiteta kod genetiĉki modifikovanih (GM) biljaka dobio da se pri gajenju pšenice pojavljuju tri rizika vezana za promenu genetiĉkog identiteta: 1) pojava zaostalih biljaka iz predhodnog useva, 2) polenski drift odnosno rasipanje polena sa drugih polja, 3) mešanje semena razliĉitih sorti pri „on farm“ manipulaciji. Dong et al. (2005) istiĉu da su metode DNA finger printinga i AFLP analize pogodne za prouĉavanje genetiĉkog identiteta pšenice i naĉina nasleĊivanja njenih osobina. Schuster et al. (2009) dobili su genetiĉke distance primenom mikrosatelitskih markera od 0,10 – 0,88 izmeĊu 36 sorti preporuĉenih za razliĉite regione Brazila. Zakljuĉili su da se mikrosatelitski markeri mogu koristiti za zaštitu intelektualnih prava i za programe oplemenjivanja pšenice. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 96 Ruiz et al. (2002) dobili su analizom glijadina da dolazi do kvalitativnih promena genetiĉke varijabilnosti španskih germplazmi pšenice tokom godina, odnosno tokom odrţavanja sorti. Za 35. godina 75 % analiziranih uzoraka saĉuvalo je genetiĉki identitet. MeĊutim, kod tri uzorka naĊene su modifikacije u 10 alela i to gubitak alela ili pojava novih alela. Radovi iz ovih oblasti ukazuju u kom pravcu treba nastaviti istraţivanja o genetiĉkom identitetutu sorti pšenice PKB Talas, BG Merkut i PKB Lepoklasa. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 97 Slika 8. Elektroforegram glijadina iz individualnih semena sorte PKB Talas u kategoriji semena elita Slika 9. Elektroforegram glijadina iz individualnih semena sorte PKB Talas u kategoriji semena original Slika 10. Elektroforegram glijadina iz individualnih semena sorte PKB Talas u kategoriji semena prva sortna reprodukcija Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 98 Slika 11. Elektroforegram glijadina iz individualnih semena sorte BG Merkur u kategoriji semena elita Slika 12. Elektroforegram glijadina iz individualnih semena sorte BG Merkur u kategoriji semena original Slika 13. Elektroforegram glijadina iz individualnih semena sorte BG Merkur u kategoriji semena prva sortna reprodukcija Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 99 Slika 14. Elektroforegram glijadina iz individualnih semena sorte PKB Lepoklasa u kategoriji semena elita Slika 15. Elektroforegram glijadina iz individualnih semena sorte PKB Lepoklasa u kategoriji semena original Slika 16. Elektroforegram glijadina iz individualnih semena sorte PKB Lepoklasa u kategoriji semena prva sortna reprodukcija Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 100 7. ZAKLJUČCI U ovoj doktorskoj disertaciji analizirane su fenotipske promene i odrţanje genetiĉkog identiteta tri domaće sorte pšenice: PKB Talas, BG Merkur, i PKB Lepoklasa tokom procesa njihove sortne reprodukcije. Ispitivanja su obavljena na oglednim poljima Instituta PKB Agroekonomik, u Padinskoj Skeli, u dvogodišnjem periodu i to tokom vegetacionog perioda pšenice 2008/2009. i 2009/2010. Za analizu morfoloških osobina uzeto je po 1800 biljaka svake sorte (100 biljaka x 3 ponavljanja x 2 godine x 3 kategorije semenskih useva). Laboratorijska ispitivanja obuhvatila su analize kvaliteta semena, tehnološkog kvaliteta zrna i sastava proteina pomoću vertikalne elektroforeze. Dobijeni podaci obraĊeni su primenom biometrijskih metoda u cilju odreĊivanja srednjih vrednosti i varijabilnosti osobina, meĊuzavisnosti osobina, interakcije genotipa i spoljnih uslova, sliĉnosti genotipova i heritabilnosti osobina. Na osnovu dobijenih proseĉnih vrednosti ispitivanih osobina sorata pšenice u obe godine utvrĊeno je da je sorta PKB Talas imala najveće vrednosti sledećih ispitivanih osobina: broj izdanaka (3,26) i broj klasića u klasu (21,66). Sorta PKB Lepoklasa je imala najveće proseĉne vrednosti za osobine: broj zrna u klasu (69,98), apsolutna masa zrna (45,22 g) i masa zrna u klasu (3,17 g). Biljke koje se obrazuju u kategoriji semena elita imaju najveći broj klasića u klasu (21,92). Biljke u kategoriji elita imaju potencijal za formiranje većeg broja zrna (70,81) nego biljke u ostalim kategorijama. Biljke u prvoj sortnoj reprodukciji imaju najmanji broj zrna (68,43) i najsitnija zrna (2,81 g), u odnosu na ostale kategorije, što je posledica najveće gustine useva u kojoj se proizvodi ova semenska kategorija. Sve ispitivane morfološke osobine imale su veće vrednosti u 2010. godini nego u 2009. godini, odnosno druga godina izvoĊenja poljskih ogleda bila je pogodnija za proizvodnju pšenice jer je u njoj palo za 250 mm više padavina tokom vegetacionog perioda. Sorta PKB Talas u poreĊenju sa ostalim ispitivanim sortama pšenice imala je najniţe vrednosti koeficijenta varijacije (Cv) za tri ispitivane osobine: broj izdanaka (21,55 %), broj zrna u klasu (10,59 %) i masa zrna u klasu (12,17 %). Ovaj rezultat Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 101 ukazuje da sorta PKB Talas je stabilnija po većini osobina od ostalih ispitivanih sorti, odnosno ima najmanju fenotisku promenljivost pri sortnoj reprodukciji. Sorta BG Merkur u poreĊenju sa ostalim ispitivanim sortama pšenice imala je najveće vrednosti Cv za tri ispitivane osobine: broj izdanaka (23,79 %), broj zrna u klasu (12,90 %) i apsolutna masa zrna (7,83 %). Ovaj rezultat ukazuje na veliku fenotipsku promenljivost sorte BG Merkur. Sorta PKB Lepoklasa u poreĊenju sa ostalim ispitivanim sortama pšenice imala je najniţu vrednost Cv za osobinu apsolutna masa zrna (5,92 %) i najvišu vrednost Cv za masu zrna u klasu (14,69 %). Ovaj rezultat ne istiĉe sortu PKB Lepoklasa niti kao posebno stabilnu niti kao posebno promenljivu, već samo ukazuje na specifiĉnost njenih fenotipskih promena u odnosu na druge ispitivane sorte. Uzimajući u obzir sve tri ispitivane sorte pšenice, utvrĊeno je da postoji visoka i pozitivna meĊuzavisnosti (korelacija) izmeĊu broja zrna u klasu i mase zrna u klasu (r 0,78), izmeĊu broja klasića u klasu i broja zrna u klasu (r 0,79) i izmeĊu broja klasića u klasu i mase zrna u klasu (r 0,73). Iz ovog ispitivanja, moţe se konstatovati i da korelacije nisu iste kod razliĉitih sorti. To je i logiĉno jer svaka sorta ima drugaĉiji genotip, i specifiĉne gene koji se nalaze u razliĉitim interakcijama. Od oplemenjivaĉa i selekcionara pšenice oĉekuje se da iskoriste podatke iz korelaciono – regresione analize za unapreĊenje selekcije novih sorti i uspešniju proizvodnju semenskih useva. UtvrĊeno je da postoji znatna razlika u vrednostima korelacija ako se one izraĉunavaju na osnovu podataka o svakoj biljci kod jedne sorte i na osnovu proseĉnih (agregiranih) vrednosti iz ponavljanja i tretmana te iste sorte. Korelacije dobijene na osnovu agregiranih podataka po pravilu su veće. Broj izdanaka je osobina za koju je utvrĊeno na osnovu korelaciono – regresione analize agregiranih podataka da se nalazi u najjaĉim vezama sa većinom ostalih osobina (0,88; 0,96; 0,78; 0,93). MeĊutim, jaĉine tih veza se znatno smanjuju (0,14; 0,17; 0,05; 0,17) pri analizi podataka o svakoj biljci, što se moţe pripisati diskontinuiranoj varijabilnosti ove osobine. Kod drugih osobina ovo nije toliko izraţeno. Navedena ĉinjenica ukazuje selekcionarima i semenarima pšenice da moraju da obrate paţnju pri analizi podataka da li koriste osobine sa kontinuiranom ili diskontinuiranom varijabilnošću. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 102 Na osnovu izvršene AMMI analize kojom su genotipske promene 4 osobine pri sortnoj reprodukciji pšenice posmatrane kroz interakciju sorte sa spoljnom sredinom moţe se konstatovati: Sorta PKB Talas ispoljava najveću stabilnost interakcije u svim kategorijama semenskih useva i u svim godinama ispitivanja za tri ispitivane osobine: broj izdanaka (0,86), broj klasića u klasu (1,03), masa zrna u klasu (0,39), a sorta BG Merkur za jednu osobinu: apsolutna masa zrna (2,23). Sorta PKB Lepoklasa u odnosu na sorte PKB Talas i BG Merkur ima slabiju stabilnost interakcije, i više vrednosti za kljuĉne osobine rodnosti klasa: broj zrna u klasu (69,98), apsolutna masa zrna (45,22 g) i masa zrna u klasu (3,17 g). To ukazuje da je veću stabilnost lakše postići kada osobine imaju manje vrednosti. AMMI analizom je takoĊe utvrĊeno da su semenski usevi original i prva sortna reprodukcija meĊusobno sliĉni po reakciji na spoljnu sredinu. Ova sliĉnost je bila posebno izraţena u 2009. godini, za osobine broj klasića u klasu i masa zrna u klasu. AMMI analiza koja je primenjena u ovom radu omogućila je da se odrede genotipovi koji sliĉno reaguju u razliĉitim spoljnim uslovima, kao i tretmani (kategorije semenskih useva i godine) koje imaju sliĉan uticaj na ispitivane sorte pšenice, što je od praktiĉnog znaĉaja za oplemenjivanje i semenarstvo pšenice u Institutu PKB Agroekonomik. Klaster analiza je pokazala da su genotipovi PKB Talas i BG Merkur meĊusobno više sliĉni od sorte PKB Lepoklasa, bez obzira na to gde, kada i kako se obavlja proizvodnja semenskih useva. Prilikom izbora sorte za setvu treba obratiti paţnju šta se ţeli u pogledu kvaliteta zrna. PKB Talas je sorta poboljšivaĉ, a BG Merkur hlebna sorta. Hijerarhijski dendrogram koji je konstruisan, ukazao je da su kategorije semena original i prva sortna reprodukcija sliĉne, a elita je znatno drugaĉija od njih po indukovanju fenotipskih promena na kompleks sortnih osobina. Najveću vrednost heritabilnosti (*h2 = 89,16 %) imala je osobina apsolutna masa zrna. Najmanju vrednost heritabilnosti (*h 2 = 38,21 %) imala je osobina broj izdanaka. Na osobine sa visokom heritabilnošću je lakše vršiti selekciju jer je uticaj ekoloških faktora na njih manji. Pri selekciji na ove osobine odabrano potomstvo će više liĉiti po vrednostima na roditelje. Na osnovu rezultata u ovoj disertaciji pri odabiranju Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 103 biljaka po osobinama apsolutna masa zrna i masa zrna u klasu moţe se oĉekivati dobijanje sliĉnih potomaka po vrednostima, dok se pri odabiranju biljaka po osobinama broj izdanaka, broj klasića u klasu i broj zrna u klasu ne moţe oĉekivati da potomci znaĉajno liĉe na odabrane individue po vrednostima tih slabo naslednih osobina. Dobijene vrednosti za parametre kvaliteta semena ukazuju da je dobijeno seme ispitivanih sorti ispunjavalo norme kvaliteta propisane Pravilnikom (Sl. Glasnik 47/87). Seme je imalo klijavost preko 92 %, energiju klijanja preko 91 %, ĉistoću semena preko 92 %, sadrţaj drugih biljnih vrsta 0 %, sadrţaj korova 0 %, sadrţaj vlage ispod 13 % i ispravno zdravstveno stanje. Rezultati ovog istraţivanja pokazuju da je Institut PKB Agroekonomik ovladao metodama proizvodnje semenskih useva koji omogućavaju dobijanje semena odliĉnog klaliteta. Analiza tehnoloških parametara zrna pokazala je da ispitivane sorte pšenice imaju odliĉan kvalitet, pri ĉemu je najveći sadrţaj proteina (15,9 %) imala PKB Lepoklasa, dok su najveću sedimentacionu vrednost (60 ml) imale dve sorte: PKB Talas i PKB Lepoklasa. Na osnovu dobijenih podataka moţe se konstatovati da sorte PKB Talas i PKB Lepoklasa pripadaju tipu sorti poboljšivaĉa, dok BG Merkur po svojim osobinama pripada hlebnom tipu sorti. Tokom sortne reprodukcije nijedna od navedenih sorti nije izgubila ništa od poĉetnog kvaliteta iz doba priznavanja, nego je kvalitet sorti ĉak i popravljen primenom odgovarajućih agrotehniĉkih mera. Elektroforeza proteina je pokazala da postoji divergentnost izmeĊu ispitivanih sorti pšenice po sastavu komponenti glijadinske frakcije, odnosno da se gelovi sorti meĊusobno razlikuju po karakteristikama traka, dok unutar sorti postoji ujednaĉenost. Analizirano je po 100 zrna za svaku semensku kategoriju useva, odnosno dobijeno je po 300 zasebnih kolona na gelu za svaku sortu. Genetiĉka ĉistoća kategorija semena elita i original bila je 100 %, a kategorije semena prva sortna reprodukcija 99,0 %. Na osnovu rezultata moţe se konstatovati da je primena pozitivne i negativne selekcije, na nivou fenotipa pri sortnoj reprodukciji pšenice, omogućila visoku sortnu ĉistoću u usevima svih semenskih kategorija na poljima Instituta PKB Agroekonomik u Padinskoj Skeli. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 104 8. LITERATURA Anderson, W.K. & Barclay, J. (1991): Evidence for differences between three wheat cultivars in yield response to plant population. Australian Journal of Agricultural Research 42, 701 – 713. Borojević, S. (1981): Principi i metodi oplemenjivanja bilja. Izdavaĉka kuća Ćirpanov, Novi Sad. Boyko, A., Kovalchuk, I. (2008): Epigenetic control of plant stress response. Environ. Mol. Mutagen. 49: 61 - 72. Chowdhury, R. K., Paroda, R. S., Singh, B.P. (1985): Drought resistance in wheat. I Grain yield responses and its correlation with grain yield components. Genetica Agr. 39: 131 - 142. Denĉić, S., Malešević, M., Prţulj, N., Kondić - Špika, A. (2012): Nauka i praksa semenarstva strnih ţita. VANU, Institut za ratarstvo i povrtarstvo Novi Sad, pp. 1 - 155. Dimitrijević, M., Petrović, S., Kraljević - Balalić, M., Mladenov, N., Panković, L. (2001): Fenotipska varijabilnost visine biljke i mase zrna po klasu u Triticum sp. Zbornik radova Instituta za ratarstvo i povrtarstvo, 35: 155 - 165. Dimitrijević, M., Petrović, S., Belić, M., Vuković, N. (2006): Fenotipska varijacija parametara klasa pšenice na meliorisanom solonjecu. Selekcija i semenarstvo. 12/1 - 2, 27 - 33. Dolijanović, Ţ., Kovaĉević, D., Oljaĉa, S., Momirović, N. (2009): Gajenje ozime pšenice u monokulturi i dvopoljnom plodoredu. Poljoprivredna tehnika. Godina XXXIV, 2: 143 - 148. Dong, Y.Z., Liu, Z.L., Shan, X.H., Qiu, T., He, M.Y., and Liu, B. (2005): Allopolyploidy in wheat induces rapid and heritable altera tions in DNA methylation patterns of cellular genes and mobile elements. Russ. J. Genet. 41: 890 - 896. Đekić, V., Mitrović, S., Milovanović, M., Đurić, N., Kresović, B., Tapanarova, A., Đermanović, V., Mitrović, M. (2011): Implementation of triticale in nutrition of non-ruminant animals. Available online at http://www.academicjournals.org/AJB. Academic Journals. African Journal of Biotechnology 10 (30), pp. 5697 - 5704. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 105 Đekić, V., Milovanović, M., Staletić, M., Milivojević, J., Đurić, N. (2011): Hemijski sastav zrna razliĉitih sorti tritikalea. Zbornik radova. MeĊunarodni nauĉni simpozijum agronoma „AGROSYM Jahorina, pp. 351 – 355. Đekić, V., Staletić, M., Milivojević, J., Perišić, V., Stevanović, V., Đurić, N. (2012): Hemijski sastav razliĉitih sorti tritikalea. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 18/1 - 2, 29 - 33. Đurić, N. (2001): Genetiĉka analiza nasleĊivanja osobina hibrida F1 i F2 generacija nastalih dialelnim ukrštanjem sorata pšenice. Magistarski rad. Poljoprivredni fakultet Beograd. Đurić, N., Trkulja, V. (2005): Ispitivanje prinosa zrna i kvaliteta brašna nekih PKB sorata ozime pšenice. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 11/1 - 2, 25 - 31. Đurić, N., Trkulja, V. (2007): Rezultati 45 - godišnjeg rada na oplemenjivanju ozime pšenice u Institutu PKB Agroekonomik. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 13/1 - 2, 15 - 22. Đurić, N., Obradović, S., Martić, M., Trkulja, V., Prodanović, S. (2008): Analiza kvaliteta semena PKB sorti ozime pšenice roda 1995 - 2007. g. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 14/1 - 2, 31 - 35. Đurić, N., Trkulja, V., Prodanović, S. (2009): Oplemenjivanje i proizvodnja pivskog jeĉma stvorenog u Institutu PKB Agroekonomik. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 15/1 - 2, 21 - 31. Đurić, N., Garalejić, B., Krgović, S., Trkulja, V., Kaĉarević, A., Janković, S. (2010): Uticaj gustine setve na prinos nekih sorata ozime pšenice. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik,16/1 - 2, 15 - 19. Đurić, N., Sabovljević, R., Trkulja, V., Onć - Jovanović, E. (2010): Sorte ozime pšenice Instituta PKB Agroekonomik i njihove produktivne mogućnosti u ogledima 2008/2009. godine u Republici Rumuniji. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 16/1 - 2, 21 - 26. Đurić, N., Obradović, S., Trkulja, V., Martić, M. (2011): Analiza kvaliteta semena PKB sorti ozime pšenice doraĊenih u periodu 2005 - 2010. godine. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 17/1 - 2, 13 - 16. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 106 Đurić, N., Trkulja, V., Prodanović, S., Sabovljević, R. (2011): Oplemenjivanje ozimog tritikalea PKB Voţd stvorenog u Institutu PKB Agroekonomik. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 17/1 - 2, 43 - 47. Đurić, N., Đekić, V., Simić, D., Trkulja, V., Prodanović, S. (2012): Analiza prinosa zrna i kvaliteta brašna nekih sorata ozime pšenice u 2010. i 2011. godini. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 18/1 - 2, 13 - 18. Đurić, N., Trkulja, V., Simić, D., Prodanović, S., Đekić, V., Dolijanović Ţ. (2013): Analiza prinosa zrna i kvaliteta brašna nekih sorata ozime pšenice u 2011. i 2012. godini. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 19/1 - 2, 15 - 21. Ellis, R.H. (1988): The viability equation, seed viability nomographs, and practical advice on seed storage. Seed Sci. Tech., 16: 29 - 50. Girek, Z., Prodanović, S., Ţivanović, T., Zdravković, J., ĐorĊević, M., Adţić, S., Zdravković, M. (2013): Analiza G x E interakcije primenom AMMI modela u oplemenjivanju dinje. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 19/1 - 2, 165 - 173. Glamoĉlija, Đ. (2004): Posebno ratarstvo. Izdavaĉka kuća Draganić, Beograd. Glamoĉlija, Đ., Draţić, G., Ikanović, J., Popović, V., Stanković, S., Spasić, M., Rakić, S., Milutinović, M. (2011): Uticaj sorte i povećanih koliĉina azota na morfološke i tehnološke osobine pivarskog jeĉma. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 17/1 - 2, 55 - 66. Glamoĉlija, Đ. (2012 b): Posebno ratarstvo - ţita i zrnene mahunarke. Poljoprivredni fakultet Zemun. Glamoĉlija, Đ., Janković, S., Pivić, R. (2012 a): Alternativna ţita. Institut za zemljište, Beograd. Gourdji, S. M., Mathews, K. L., Reynolds, M., Crossa, J., Lobell, D. B. (2012): An assessment of wheat yield sensitivity and breeding gains in hot environments. Proc. R. Soc. B 7 Biological Sciences, 280, 1752. Hristov, N., Mladenov, N., Kobiljski, B., Kondić - Špika, A. (2006): Otpornost sorti pšenice prema niskim temperaturama. Zbornik abstrakta „III Simpozijum selekcije za oplemenjivanje organizama društva genetiĉara Srbije i IV nauĉno struĉni simpozijum iz selekcije i semenarstva društva selekcionara i semenara srbije“. Zlatibor, 16 – 20. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 107 Huffman, W. E. (2004): Production, Identity Preservation, and Labeling in a Marketplace with Genetically Modified and Non - Genetically Modified Foods. Plant Physiology, 134/1, 3 - 10. Jeftić, S. (1986): Pšenica. Nauĉna knjiga, Beograd. Karasu1, M., Oz1, A., Goksoy, T., Turan, Z. M. (2009): Genotype by environment interactions, stability, and heritability of seed yield and certain agronomical traits in soybean [Glycine max (L.) Merr.]. Available online at http://www.academicjournals.org/AJB Academic Journals. African Journal of Biotechnology 8 (4), pp. 580 – 590. Khah, E.M., Roberts, E.H., Ellis, R.H. (1989): Effects of seed aging on growth and yield of spring wheat at different plant population densities. Field Crops Res., 20: 175 - 190. Kneţević, D., Đukić, N., Zeĉević, V., Mićanović D., Šurlan - Momirović, G., Urošević, D., Branković, G., Jordaĉijević, S. (2006): Genetiĉka analiza visine stabla i mase zrna po klasu kod pšenice (Triticum aestivum L.). Zbornik abstrakta „III Simpozijum selekcije za oplemenjivanje organizama društva genetiĉara Srbije i IV nauĉno struĉni simpozijum iz selekcije i semenarstva društva selekcionara i semenara srbije“. Zlatibor, 16 – 20. Kondić - Š. A., Hristov, N., Kobiljski, B. (2006): In vitro skrining tolerantnosti genotipova pšenice prema niskim temperaturama. Zbornik abstrakta „III Simpozijum selekcije za oplemenjivanje organizama društva genetiĉara Srbije i IV nauĉno struĉni simpozijum iz selekcije i semenarstva društva selekcionara i semenara srbije“. Zlatibor, 16 – 20. Laverack, G.K. (1994): Management of breeders seed production. Seed Sci. Tech., 22: 551 - 563. Luković, J., Kraljević - Balalić, M. (2006): Analiza morfoloških karakteristika klasa pšenica razliĉitih nivoa plodnosti. Zbornik abstrakta „III Simpozijum selekcije za oplemenjivanje organizama društva genetiĉara Srbije i IV nauĉno struĉni simpozijum iz selekcije i semenarstva društva selekcionara i semenara srbije“. Zlatibor, 16 – 20. Malešević, M., Denĉić, S., Prţulj, N., Hristov, N. (2011): Proizvodnja semena strnih ţita. Semenarstvo 2. Institut za ratarstvo i povrtarstvo Novi Sad, pp. 13 - 88. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 108 Mian, A.R. & Nafziger, E.D. (1992): Seed size effects on emergence, head number, and grain yield of winter wheat. J. Prod. Agric., 5: 265 - 268. Milošević, M., Rajnprert, J. (1993): Znaĉaj setve deklarisanog semena pšenice za sortu i prinos. Nauĉni Institut za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad, Zbornik radova, 21: 343 – 350. Mladenov, N., Denĉić, S., Mihaljev, I., Ronĉević, P. (1999): Novosadske sorte pšenice za visoku i stabilnu proizvodnju. Nauĉni Institut za ratarstvo i povrtarstvo Novi Sad, Zbornik radova, 31: 97 – 110. Munkvold, J.D., Laudencia - Chingcuanco, D., Sorrells, M.E. (2013): Systems genetics of environmental response in the mature wheat embryo. Genetics, 194 (1): 265 - 77. Natural Sciences Repository (2010): The effect of the conditions of seed reproduction of winter wheat on morphological and biological varietal changes. Collection of works of post graduates and young scientific research workers. http://triscience.com/Plant/Seed/the-effect-of-the-conditions-of-seed-reproduction-of- winter-wheat-on-morphological-and-biological-varietal-changes-collection-of-works- of-post-graduates-and-young-scientific-research-workers/doculite_view Nirala, R.B.P., Jha, P.B. (1997): Path coefficient analysis and selection indices in intervarietal crosses of wheat (T. Aestivum L.). Journal of Research, Birsa Agricultural University, 9,2: 129 - 132. Pajin, B., Jovanović, O., Torbica, A., Šarić, M. (2005): Tehnološki kvalitet brašna domaćih sorata pšenice za proizvodnju brašneno - konditorskih proizvoda. Ţito hleb, 32/6, 199 - 203. Perišić, V., Milovanović, M., Đekić, V., Staletić, M. (2011): NasleĊivanje duţine klasa i broja zrna u klasu kod hibrida pšenice. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 17/1 - 2, 19 - 26. Petrović, S., Dimitrijević, M., Kraljević-Balalić, M. (2000): Genotipska i fenotipska meĊuzavisnost komponenata prinosa pšenice (Triticum aestivum L.). Letopis nauĉnih radova Poljoprivrednog fakulteta u Novom Sadu 24/1 - 2, 133 - 144. Prodanović, S., Šurlan - Momirović, G., Perović, D., Stanĉić, I., Nikolić Z., Veselinović, Z. (1999 a): Promene strukture populacija pšenice pod uticajem bulk Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 109 selekcije. I. Srednje vrednosti i odnosi svojstava. Zbornik abstrakta „Drugi Kongres genetiĉara Srbije“. Sokobanja, 10 - 13. Prodanović, S., Šurlan - Momirović, G., Jovanović, B., Menkovska, M. (1999 b): Promene strukture populacija pšenice pod uticajem bulk selekcije. II. Analiza podudarnosti u variranju svojstava. Zbornik abstrakta „Drugi Kongres genetiĉara Srbije“. Sokobanja, 10 - 13. Prodanović, S., Šurlan - Momirović, G., RanĊelović, V., Sovrlić, M., Đurić, N., Stanisavljević, D. (2006): Deskripcija savremenih evropskih sorti pšenice prema UPOV. Zbornik abstrakta „III Simpozijum selekcije za oplemenjivanje organizama društva genetiĉara Srbije i IV nauĉno struĉni simpozijum iz selekcije i semenarstva društva selekcionara i semenara Srbije“, 08/13. Zlatibor, 16 – 20. Prodanović, S., Mandić, D., Rajĉević, B., RanĊelović, V., Dimitrijević, B. (2009): Komparativne vrednosti osobina pšenice kod individualnih biljaka i biljaka u usevu. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 15/1 - 2, 27 - 31. Prodanović, S., Janković, S., Draţić S. (2010): Changes of spike architecture during pedigree and bulk selection in wheat. 8th International wheat conference. St Petersburg, Russia, 1 - 4 june, pp. 396. Protić, R., Spasojević, B., Scepanović, B., Đurić, N., Jugović, Z. (1998): Genetic potential for winter wheat grain yield and some yield components at the different sowing dates and quantitis of nitrogen nutrition in the conditions of growth on the saline soil in Yougoslavia. Agricultural Academy, Plant Science, Bulgaria, XXXV/2, 154 - 161. Purchase, J.L., Hatting, H., Deventer, C.S. (1999): Genotype x environment interaction of winter wheat (Triticum aestivum L.) in South Africa: II Stabili tyanalysis os yield performanse. South African Journal of Plant and Soil. 17/3, 101 – 107. Roljević, S., Cvijanović, D., Sarić, R. (2011): Genetiĉki resursi pšenice u svetu i Srbiji. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 17/1 - 2, 27 - 33. Ruiz, M., Rodriguez - Quijano, M., Metakovsky, E.V., Vazquez, J.F., Carrillo, H. (2002): Polymorphism, variation and genetic identity of Spanish common wheat germplasm based on gliadin alleles. Field Crops Research, 79/2, 185 - 196. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 110 Sabovljević, R., Simić, D., Stanković, Z., Đurić, N., Goranović, Đ. (2010): Korelacije i varijabilnost osobina semena pšenice proizvedenog na više lokacija. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 16/1 - 2, 27 - 34. Sabovljević, R., Simić, D., Stanković, Z., Đurić, N., Goranović, Đ., Jokić, B., Radivojević, D. (2011): Varijabilnost i korelacije osobina semena pšenice proizvedenog na podruĉju PKB. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 17/1 - 2, 35 - 42. Schuster, I., Vieira, E. S. N., da Silva, G. J., de Assis Franco, F., Marchioro, V. S. (2009): Genetic variability in Brazilian wheat cultivars assessed by microsatellite markers. Genet. Mol. Biol. 32/3 557 - 563. Staletić, M., Đekić, V., Milovanović, M. (2013): Efikasnost Pc gena otpornosti prema narandţastoj rĊi ovsa. Zbornik nauĉnih radova Instituta PKB Agroekonomik, 19/1 - 2, 61 - 67. Šurlan, M. G., Rakonjac, V., Prodanović, S., Ţivanović, T. (2005). Genetika i oplemenjivanje biljaka - praktikum, Poljoprivredni fakultet, Beograd. Trkulja, D., Kondić, Š. A., Brbaklić, Lj., Kobiljski, B. (2011): Analiza veze marker - svojstvo za vreme klasanja i cvetanja pšenice korišćenjem pojedinaĉne marker regresije. Ratarstvo i povrtarstvo, 48: 113 - 120. Ujević, M. (1988): Tehnologija dorade i ĉuvanja semena. Fakultet poljoprivrednih znanosti Sveuĉilišta u Zagrebu, Institut za oplemenjivanje i proizvodnju bilja, Zagreb, pp. 23 – 30. Whittle, C.A., Otto, S.P., Johnston, M.O., Krochko, J.E., (2009): Adaptive epigenetic memory of ancestral temperature regime in Arabidopsis thaliana. Botany 87: 650 – 657. Zeĉević, V., Kneţević, D., Mićanović, D., Urošević, D., (2006): Varijabilnost komponenti tehnološkog kvaliteta ozime pšenice. Zbornik abstrakta „III Simpozijum selekcije za oplemenjivanje organizama društva genetiĉara Srbije i IV nauĉno struĉni simpozijum iz selekcije i semenarstva društva selekcionara i semenara Srbije“. Zlatibor, 16 – 20. Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 111 Prilog A 1 LSD - test za osobinu broj izdanaka LSD 0.05 LSD 0.01 A (sorta) 0,070168 0,120014 B (godina) 0,057292 0,097991 C (kategorija) 0,070168 0,120014 AC 0,121534 0,207871 AB 0,099232 0,169726 BC 0,099232 0,169726 ABC 0,171875 0,293974 LSD - test za osobinu broj klasića u klasu LSD 0.05 LSD 0.01 A (sorta) 0,202708 0,346711 B (godina) 0,165511 0,283088 C (kategorija) 0,202708 0,346711 AC 0,351101 0,600521 AB 0,286673 0,490324 BC 0,286673 0,490324 ABC 0,496532 0,849265 LSD - test za osobinu broj zrna u klasu LSD 0.05 LSD 0.01 A (sorta) 1,0301073 1,762 B (godina) 0,841133 1,438668 C (kategorija) 1,030173 1,762 AC 1,784312 3,051875 AB 1,456884 2,491846 BC 1,456884 2,491846 ABC 2,523395 4,316003 Doktorska disertacija mr Nenad Đurić _____________________________________________________________________________ 112 LSD - test za osobinu apsolutna masa zrna LSD 0.05 LSD 0.01 A (sorta) 0,703854 1,203867 B (godina) 0,574694 0,982953 C (kategorija) 0,703854 1,203867 AC 1,21911 2,085159 AB 0,9954 1,702525 BC 0,9954 1,702525 ABC 1,724083 2,94886 LSD - test za osobinu masa zrna u klasu LSD 0.05 LSD 0.01 A (sorta) 0,063825 0,109166 B (godina) 0,052113 0,089134 C (kategorija) 0,063825 0,109166 AC 0,110549 0,189082 AB 0,090263 0,154385 BC 0,090263 0,154385 ABC 0,156339 0,267402 BIOGRAFIJA Mr Nenad Đurić rođen je 21.11.1971. godine u Pančevu. Diplomirao je na Poljoprivrednom fakultetu u Beogradu na Ratarskom odseku, kao prvi u generaciji 1996. godine sa prosečnom ocenom 8,53. Magistarsku tezu na Poljoprivrednom fakultetu u Zemunu odbranio je 2001. godine pod naslovom: „Genetička analiza nasleđivanja osobina hibrida F1 i F2 generacija nastalih dialelnim ukrštanjem sorata pšenice“. Od 1996. godine kao stipendista Ministarstva za nauku i tehnologiju raspoređen je u Institutu „PKB Agroekonomik“, Padinska Skela, na Odeljenju za selekciju pšenice, kao istraživač - saradnik. Od 2000. do 2002. godine bio je direktor Zavoda za ratarstvo i povrtarstvo u Institutu „PKB Agroekonomik“, a od 2004. do 2005. rukovodilac Odeljenja za selekciju pšenice u Institutu „PKB Agroekonomik“. Od 2005. godine je direktor Instituta PKB Agroekonomik. Autor ili koautor je četrdeset tri rada objavljena i/ili publikovana u zemlji i inostranstvu. Do sada je učestvovao na pet projekta finansiranih od strane Ministarstva nauke. Član je redakcionog i uređivačkog odbora i izdavačkog saveta časopisa „Zbornik naučnih radova Instituta PKB Agroekonomik“. Dobitnik je Godišnje nagrade Privredne komore grada Beograda za naučni doprinos 2005., 2007. i 2008. godine. Autor i koautor je dve sorte pšenice priznate u Srbiji („PKB Arena“ i „Pahuljica“), jedne sorte ječma („PKB Pivan“) i jedne sorte tritikalea („PKB Vožd“). Autor i koautor je nekoliko sorti pšenice priznatih u Evropskoj Uniji i postavljenih na OECD listu i evropsku listu priznatih sorata („PKB Vizelika“, „PKB Rodika“ i „PKB Kristina“). Koautor je dva hibrida kukuruza („Spartak“ - FAO 500; i „Markis“ - FAO 400). Govori engleski jezik. Oženjen je i otac jednog detet 1. Ауторство - Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно саопштавање дела, и прераде, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце, чак и у комерцијалне сврхе. Ово је најслободнија од свих лиценци. 2. Ауторство – некомерцијално. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно саопштавање дела, и прераде, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце. Ова лиценца не дозвољава комерцијалну употребу дела. 3. Ауторство - некомерцијално – без прераде. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно саопштавање дела, без промена, преобликовања или употребе дела у свом делу, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце. Ова лиценца не дозвољава комерцијалну употребу дела. У односу на све остале лиценце, овом лиценцом се ограничава највећи обим права коришћења дела. 4. Ауторство - некомерцијално – делити под истим условима. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно саопштавање дела, и прераде, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце и ако се прерада дистрибуира под истом или сличном лиценцом. Ова лиценца не дозвољава комерцијалну употребу дела и прерада. 5. Ауторство – без прераде. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно саопштавање дела, без промена, преобликовања или употребе дела у свом делу, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце. Ова лиценца дозвољава комерцијалну употребу дела. 6. Ауторство - делити под истим условима. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно саопштавање дела, и прераде, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце и ако се прерада дистрибуира под истом или сличном лиценцом. Ова лиценца дозвољава комерцијалну употребу дела и прерада. Слична је софтверским лиценцама, односно лиценцама отвореног кода.