Impactul genotipului, ploidiei și factorilor de mediu asupra caracterelor morfologice și productive ale porumbului

Abstract

Maize is an essential crop for global food security, providing vital nutrients to billions of people. Its adaptation to climate challenges requires the development of productive and resilient varieties using both conventional and molecular breeding methods. Polyploidy significantly contributes to genetic diversity, with effects such as increasing plant organ size, reducing the impact of harmful mutations, and enhancing heterosis. The aim of this research was to evaluate the morphological and productive characteristics of diploid and tetraploid maize lines under polyfactorial experimental conditions. The study was conducted during the 2023-2024 period on the experimental field of the Faculty of Agricultural, Forestry, and Environmental Sciences at the Technical University of Moldova, on a typical chernozem soil under irrigated conditions. The biological material included three maize lines at both diploid and tetraploid levels. The analyzed parameters were plant height, ear insertion height, leaf size, panicle length, number of branches, and yield. The data obtained were statistically analyzed using the Fisher polyfactorial test. The factors investigated were year of research, ploidy, genotype, and replication. The experimental results showed that genotype and ploidy are the main determinants of morphological and agronomic trait variation, significantly influencing (p<0.05) plant height, leaf size, and panicle architecture. Environmental factors, especially the year of the experiment, had a variable impact, mainly affecting leaf and panicle size, but with a limited effect on yield. The interactions between genotype, ploidy, and the year of the experiment highlight the complexity of these influences on plant development. Their significance suggests that breeding strategies should consider optimal genotype-ploidy combinations to obtain stable and high-yielding varieties.

Porumbul este o cultură esențială pentru securitatea alimentară globală, furnizând nutrienți importanți pentru miliarde de oameni. Adaptarea sa la provocările climatice necesită dezvoltarea unor soiuri productive și rezistente, utilizând metode convenționale și moleculare. Poliploidia contribuie semnificativ la diversitatea genetică, având efecte precum creșterea dimensiunii organelor vegetale, reducerea impactului mutațiilor dăunătoare și sporirea heterozisului. Scopul acestei cercetări a fost evaluarea caracteristicilor morfologice și productive ale unor liniilor de porumb diploid și tetraploid în condiții experimentale polifactoriale. Studiul s-a desfășurat în perioada 2023- 2024 pe lotul Facultății de Științe Agricole, Silvice și ale Mediului, Universitatea Tehnică, pe un sol de tip cernoziom moderat humifer în condiții de irigare. Materialul biologic a inclus trei linii de porumb la nivel diploid și tetraploid, iar parametrii analizați au fost talia plantelor, înălțimea de inserție a știuletelui, dimensiunile frunzelor, lungimea paniculului, numărul de ramificații și recolta. Datele obținute au fost analizate statistic prin testul Fisher polifactorial. Factorii cercetați au fost anul de cercetare, ploidia, genotipul și repetiția. Rezultatele experimentale, au arătat că genotipul și ploidia sunt principalii factori determinanți ai variației caracterelor morfologice și agronomice, influențând în mod semnificativ (p<0.05) trăsături precum talia plantelor, dimensiunile frunzelor și arhitectura paniculului. Factorii de mediu, în special anul experimentului, a avut un impact variabil, influențând în special dimensiunea frunzelor și paniculului, dar având un efect redus asupra recoltei. Interacțiunile dintre genotip, ploidie și anul experimentului evidențiază complexitatea influenței acestor factori asupra dezvoltării plantelor, iar semnificația acestora sugerează că strategiile de ameliorare ar trebui să ia în considerare combinațiile optime pentru a obține genotipuri stabile și productive.