Cartoful si specii de cartofi

Cartoful, planta originara din America de Sud, a ajuns in Europa, fiind adus de pe teritoriile andine ale incasilor de conchistadorii spanioli (1560-1570). Din Spania, cartoful s-a raspandit in Portugalia, Peninsula Italica si restul Europei continentale. Populatia Europei a refuzat insa multa vreme cartoful ca hrana. Dar foametea care a bantuit in Europa in anul 1769 a fost hotaratoare pentru destinul sau alimentar.

Ca si curiozitate, am putea mentiona ca in trecut, mai exact in anul 1771, s-a organizat un concurs cu tema “Ce planta poate suplini in Franta, in timp de foamete, nutritia omului si care este natura alimentului ei?” Concursul a fost castigat de A. Parmentier, care a cultivat cartoful timp de 40 d eani, l-a studiat, l-a raspandit in cultura si l-a introdus in alimentatia oamenilor. Se spune ca Ludovic al XVI-lea a primit cu bunavointa un buchet de flori de cartof trimis de Paarmentier, iar regina a venit la o mare sarbatoare cu flori de cartof prinse in par.

In tara noastra, cartoful s-a extins in cultura la inceputul secolului al XIX-lea, mai intai in Transilvania, apoi in Muntenia si Moldova. In lume, cartoful se cultiva pe o suprafata de 21-22 milioane ha, din care peste 70% apartine Europei si Rusiei. In Europa exista tari, cu clima mai umeda si racoroasa, care au inlocuit in mare parte painea de grau cu cartofi, de unde si numele de “a doua paine”. Pentru ce cartoful se afla in fruntea culturilor alimentare? In primul rand, datorita valorii nutritive si calitatii gustative a tuberculilor. Circa 75% din greutatea tuberculilor este apa, iar 25% substanta uscata, compusa din amidon (70-80%), proteine (2-4.6%) cu grad de digestibilitate ridicat, grasimi (0.1%), celuloza bruta (0.7%), vitaminele A, B1, B2 si C (13-32 mg/100 g SU). La valoarea alimentara se asociaza faptul ca se poate consuma in toate lunile anului, de la trufanda la cartoful matur. Nu mai vorbim despre importanta industriala a cartofului in fabricarea amidonului, alcoolului, dextrinei si cauciucului sintetic (din alcool). Cartoful ridica insa numeroase probleme cultivatorilor in ce priveste pastrarea si conservarea tuberculilor, modul de inmultire, bolile care il ataca si “degradarea” ce poate duce pana la disparitia soiului cultivat. De-a lungul anilor s-au cercetat cauzele degenerarii, dovedindu-se in cele din urma ca aceasta este determinata de viroze transmisibile de la un an la altul prin tuberculi. Odata cauza stabilita, s-au elaborat importante masuri in tehnologia de producere a materialului de inmultire.

Preocupati intens de ameliorarea si regenerarea unor soiuri de cartofi valorosi, cercetatorii au recurs la cele mai noi cuceriri ale ingineriei genetice. Hibridarea somatica a formelor sterile, cum sunt haploizii (celule cu un singur set de cromozomi), pare sa prezinte perspective pentru ameliorarea cartofului. Planta de cartof este un tetraploid natural (detine 4 garnituri de cromozomi in nucleu) ce se inmulteste vegetativ. Prin cultura anterelor (sacilor polinici) se obtin haploizi, din care, prin dublarea numarului de cromozomi (diploidizare), se realizeaza liniile izogene sau genetic pure. Liniile izogene se pot hibrida direct prin fuziune de protoplasti (fara a se mai realiza nivelul poliploid), luand nastere un soi heterozigot tetraploid uniform. Este posibila, de asemenea, crearea unor hibrizi somatici intre doua specii de cartof.

In vederea regenerarii uneia dintre cele mai valoroase varietati de cartof Russet Burbank (circa 40% din productia de cartof a SUA), cercetatorii americani au recurs la protoplasti. Operatiunea a inceput cu digerarea enzimatica a tesutului de frunze si eliberarea protoplastilor izolati. Au urmat o serie de etape specifice pentru a initia si sustine diviziunea protoplastilor, respectiv formarea calusului. Supus in conditii specifice de cultura, calusul manifesta o crestere compacta, colorandu-se in verde intens. Masa de celule in stadiu de 3-5 mm inaltime este transferata intr-un alt mediu de cultura, destinat sa stimuleze cresterea lastarilor, din care, pe un al treilea mediu de cultura, se vor dezvolta plante complete cu tulpina, frunze si radacini (protoclone). Studiile efectuate pe aceste “protoclone” au relevat date interesante privind genetica, fiziologia si rezistenta la boli. Si, cel mai important lucru, au evidentiat variabilitatea lor in ceea ce priveste susceptibilitatea la boli, productia tuberculilor si calitatea acestora etc.

Cercetatorii americani apreciaza ca regenerarea plantelor din protoplasti va ocupa in viitor un loc important in schemele de imbunatatire a recoltelor. Sigur ca pentru evaluarea unor metode sunt necesare multe studii. Munca trebuie inceputa cu selectarea celulelor si coloniilor de protoplasti in laborator. Sistemele se selectie se vor baza pe cateva particularitati fiziologice si genetice. Spre exemplu, la cartoful varietatea Bison, care produce tuberculi cu coaja rosie, protoplastii din frunze – cultivati in anumite conditii – isi pierd culoarea verde si acumuleaza pigmentii rosii, antocianici. Expresia genei (sau a genelor) pentru productia antocianului poate servi ca particularitate genetica in experientele unde identificarea genomului Bison ar fi valoroasa.

Este, de asemenea, posibila formarea de tuberculi prin inducerea unui protoplast derivat din calus de cartof cu radacini primordiale. Pentru dezvoltarea si standardizarea metodei s-ar putea asocia unele conditii de selectie a “protoclonelor”, a caror abilitate de formare a tuberculilor este mai putin sensibila la efectele temperaturii sau perioadei de zi-lumina. Iata un camp larg pentru crearea de linii hribride prin fuziunea protopladtilor de la plante diferite genetic apriori regenerate.

Cercetatorii americani au realizat totdeauna fuziunea intre un protoplast de cartof si unul de tomata, in scopul introducerii de gene specifice (spre exemplu cele rezistente la boli) de la tomata la cartof. Astfel de realizari fac posibila amestecarea genelor intre specii de plante incompatibile sexual, sporind prin aceasta fondul comun de germoplasma folositoare in cresterea plantelor.