Eterosi o lussureggiamento degli ibridi INBREEDING LE BASI GENETICHE DELL’INBREEDING ETEROSI 1. Vantaggi 2. Calcolo dell’eterosi 3. Le basi genetiche dell’ eterosi 4. Utilizzazione dell’eterosi PRODUZIONE DI IBRIDI F1

Produzione di mais nel periodo 1866-1996 Single Cross Hybrids Open Pollinated Varieties Double Cross Hybrids Anno

DEPRESSIONE DA INBREEDING & AUTOFECONDAZIONE AA x aa % eter % omoz F1 Aa 100 F2 1AA 2Aa 1aa 50 50 F3 4AA 2AA 4Aa 2aa 4aa 25 75 F4 16AA 8AA 4AA 8Aa 4aa 8aa 16aa 12.5 87.5

DEPRESSIONE DA INBREEDING & AUTOFECONDAZIONE Dopo un certo numero di generazioni da autofecondazione le performance si stabilizzano

L’ETEROSI Un fenomeno noto da tempo Mulo Mais Ibrido interspecifico noto ai Sumeri dal 3000 AC Ibrido interspecifico noto alle popolazioni andine

L’ETEROSI La F1 è migliore dei genitori Può essere sempre prodotta ma mai fissata (tranne che nelle specie a propagazione vegetativa) Grande interesse economico (ibridi F1) Lo sfruttamento dell’eterosi ha rappresentato il principale impulso allo sviluppo delle ditte sementiere

L’ETEROSI 1. Riportata in una vasta gamma di specie di interesse agrario, sia allogame (soprattutto) che autogame 2. Importante concetto nel campo del miglioramento genetico perché legato alla produzione di ibridi F1 3. Utilizzata quando il valore di mercato degli ibridi F1 è superiore ai costi di produzione del seme ibrido F1 (emasculazione, impollinazioni manuali etc.)

MISURA DELL’ETEROSI (a) (b) H = [(F1 - MP) / MP] x 100 H = (F1 - MP) Si ha eterosi quando, per il carattere considerato, la media degli ibridi F1 è diversa dalla semplice media dei due parentali L’eterosi si misura confrontando la media della F1 con (a) quella dei 2 parentali, MP, o (b) con quella del parentale migliore, HP: (a) H = [(F1 - MP) / MP] x 100 H = (F1 - MP) (b) H = [(F1 - HP) / HP] x 100 H = (F1 - HP)

BASI GENETICHE DELL’ETEROSI Ipotesi della dominanza: L’ibrido combina alleli dominanti favorevoli dei due genitori, mascherando gli effetti di alleli recessivi “deleteri” Ipotesi della superdominanza: L’ibrido è eterozigote, e l’eterozigosi per se é più vantaggiosa dell’omozigosi ASSOCIAZIONE & EPISTASIA complicano il quadro!

Utilizzazione commerciale dell’eterosi A seguito degli studi di Shull furono adottate le stesse procedure per ottenere eterosi in specie allogame ed in seguito anche in specie autogame Tra le specie che hanno conseguito i migliori risultati nell’applicazione dell’eterosi si citano: mais banano pomodoro cipolla sorgo cetriolo girasole cocomero melo

Operazioni per produrre ibridi F1 1. Selezionare le piante migliori per caratteri agronomici e commerciali all’interno delle varietà, di una popolazione F2, etc. 2. Autofecondare tali piante per più generazioni per produrre linee inbred altamente omozigoti 3. Incrocio tra le linee inbred e valutazione agronomica degli ibridi F1 4. Produzione del seme F1 per la commercializzazione (uso della maschiosterilità genetico-citoplasmatica)

Caratteristiche delle varietà ibride Popolazioni F1 che vengono impiegate nella normale coltivazione Il mais è la specie che più si è avvantaggiata delle conoscenze sull’inbreeding e sull’eterosi Massime performance in condizioni ambientali ottimali Stabilità di performance in situazioni di stress ambientale Miglioramento contemporaneo di caratteri correlati negativamente Unformità, precocità, resistenze multiple a stress biotici Proprietà dei parentali (ditte sementiere)

HA SENSO PRODURRE IBRIDI F1 IN PIANTE AUTOGAME?

Vantaggi indiretti dell’eterosi 1. Produzione in quantità illimitata di seme ibrido 2. Se si dispone di buone linee inbred, il m.g. è più veloce nella risposta a nuove esigenze di mercato 3. Complementazione (es. resistenze) I geni nor eterozigoti favoriscono la maturazione, in condizione omozigote inibiscono la stessa 4. Eterozigosi per singoli caratteri di interesse (geni nor)