steliana clapco rodica martea lupoaia...în cultura florii-soarelui și expresia atacului de...

Maria DUCA Steliana CLAPCO Rodica MARTEAOlesea TABĂRĂ

LUPOAIA

LUPO

AIA

S‚ TIINT‚A

Orobanche cumana Wallr.

A T L A S

Oro

ba

nche

cum

ana

Wa

llr.

A T L

A S

Edited with the trial version of Foxit Advanced PDF Editor

To remove this notice, visit:www.foxitsoftware.com/shopping

http://www.foxitsoftware.com/shopping

Maria DUCA Steliana CLAPCO Rodica MARTEAOlesea TABĂRĂ

Știința, 2019

LUPOAIAOrobanche cumana Wallr.

A T L A S

str. Academiei, nr. 3; MD-2028, Chişinău, Republica Moldovatel.: (+373 22) 73-96-16; fax: (+373 22) 73-96-27e-mail: [email protected]

Tiparul executat la Casa Editorial-Poligrafică „Bons Offices”str. Feredeului, 4/6

CZU 632.5:633.854.78L 94

Aprobată în ședința Departamentului Științe Biologice și Geonomice, Facultatea Științe Fundamentale, USDC. Recomandată spre editare de Senatul Universității de Stat „Dimitrie Cantemir”.

Maria DUCA – doctor habilitat în științe biologice, profesor universitar, academicianSteliana CLAPCO – doctor în științe biologice, conferențiar cercetătorRodica MARTEA – doctor în științe biologiceOlesea TABĂRĂ

Redactor: Neli HarabaraCorectori: Mariana Belenciuc, Maria CornescoRedactor tehnic: Nina DuduciucMachetare computerizată și copertă: Romeo Şveţ

© Întreprinderea Editorial-Poligrafică Ştiinţa, 2019© Duca Maria, Steliana Clapco, Rodica Martea, Olesea Tabără, 2019© Universitatea de Stat „Dimitrie Cantemir”, 2019

Descrierea CIP a Camerei Naţionale a CărţiiLupoaia: Orobanche cumana Wallr.: Atlas / Maria Duca, Steliana Clapco, Rodica Martea [et al.]; Univ. de Stat „Dimitrie Cantemir”. – Ch.: Î.E.P. Știința, 2019 (Tipogr. Bons Offices SRL). – 52 p.Bibliogr.: p. 52 (15 tit.)

ISBN 978-9975-85-177-0632.5:633.854.78

ÎNTREPRINDEREAEDITORIAL-POLIGRAFICĂ

S‚TIINT‚A

Introducere

Raspândirea geografică

Descrierea speciei

Ciclul vital

Condițiile de creștere și dezvoltare

Diversitatea genetică

Rezistența florii-soarelui la lupoaie

Testarea germoplasmei de floarea-soarelui

Impactul economic şi metodele de combatere

Proiecte de cercetare

Teze de doctor

Bibliografie selectivă

Cuprins4

5

9

15

23

27

33

39

45

50

49

52

Orobanche cumana Wallr. LUPOAIA

L U P O A I A Î N L U M E Ș I Î N R E P U B L I C A M O L D O V A

RĂSPÂNDIREA GEOGRAFICĂ

Plantele-parazite, inclusiv cele cu flori (antofite), devin o constrângere severă pentru agricultura modernă. În pre-zent angiospermele parazite sunt grupate în 15 familii, cel mai pronunţat parazitism fiind atestat la Cynomoriaceae, Balanophoraceae, Hydnoraceae, Rafflesiaceae, Cuscutaceae, Lennoaceae, Orobanchaceae. Toţi reprezentanţii acestor fa-milii sunt paraziţi obligatorii.

Familia Orobanchaceae cuprinde 17 genuri, inclusiv genul Orobanche L., caracterizat printr-o complexitate şi o diversi-tate genetică mare a speciilor, care parazitează atât plantele din flora sălbatică, cât şi plantele de cultură şi buruienile. Speciile din genul Orobanche sunt unele dintre cele mai dăunătoare plante superioare. Astfel, O. crenata cauzează pagube imense în recoltele leguminoaselor (fasole, linte, mazăre şi măzăriche comună) în Europa de Sud, O. cuma-na ameninţă plantațiile de floarea-soarelui în sudul şi estul Europei, iar O. ramosa prezintă pericol pentru culturile de cartof, tutun, roşii şi cânepă în întreaga lume.

Schimbările globale de mediu determină atât extinderea arealelor agricole în noi zone geografice și modificarea modelelor agrotehnice de cultivare a plantelor, cât și răs-pândirea rapidă a plantelor-parazite. În acest context, se atestă un interes multidisciplinar privind plantele-parazite în aspect practic – eficacitatea metodelor de control și com-batere, precum și în aspect teoretic – structura populaţiilor, originea, căile de evoluţie și apariția noilor rase, inclusiv as-pectele moleculare, structurale, funcţionale, ontogenetice și ecologice.

Cercetări complexe cu referire la controlul plantelor-parazi-te se realizează în cadrul a numeroase organizații internați-onale, printre care se numără Organizația Națiunilor Unite pentru Alimentație şi Agricultură (FAO); Institutul Internați-onal de Cercetări în Agricultură (IARI); Centrul Internațional

de Cercetări Agricole în Zonele Uscate (ICARDA); Institutul de Cercetări ale Plantelor de Cultură din Tropicele Semiari-de (ICRISAT); Institutul Internațional de Agricultură Tropicală (IITA); Centrul Internațional pentru Creșterea Grâului şi Po-rumbului (CIMMYT); Fundația Internațională a Porumbului (ICF); Rețeaua Pan-Africa de Control privind Striga (PASCON).

Importanța acestor studii este relevată și de proiectele rea-lizate la nivel european, cum ar fi: EEC, proiect de cercetare privind Striga; EEC-FAIR proiect privind rezistența florii-soa-relui la parazitul Orobanche; proiecte privind Ecologia şi Managementul plantelor-parazite, finanțat de Organizația de Cooperare Tehnică din Germania (GTZ); proiecte privind rezistența şi controlul parazitului Orobanche cumana, finan-țate de INIA şi CICYT (Spania); proiect trilateral (Germania, Israel, Palestina) privind controlul biologic al lupoaiei, finan-țat de Fundația Germană de Știință (DFG); proiecte privind controlul biologic al parazitului Orobanche cumana finanța-te de Ministerul Italian al Educației, Universităților şi Cerce-tării; burse „Marie Curie” privind rezistența la lupoaie.

Prezenta lucrare, care însumează date privind statutul actual al patogenului Orobanche cumana în Republica Moldova, impac-tul economic al acestuia, evoluția raselor, progresele cercetării în domeniul biologiei și geneticii parazitului, relația gazdă–pa-togen, precum și strategia de control și management al infes-tării cu lupoaie, este unică ca concepție și conținut, fiind utilă pentru cercetătorii din domeniu, studenți, amelioratori, produ-cători de semințe de floarea-soarelui.

Atlasul se înscrie în seria intereselor științifice și practice privind lupoaia, un parazit al florii-soarelui, și reprezintă o parte integrantă a activităţii de cercetare și diseminare a stu-diilor realizate în cadrul Centrului de Genetică Funcțională a Universității de Stat „Dimitrie Cantemir”.

Introducere

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

6

7

Răspândirea lupoaiei în lume. Speciile de paraziți din genul Orobanche au fost semnalate în 58 de țări, în special în Europa de Est, în țările din bazinul Mării Mediterane, în Orientul Mijlociu, în Africa de Nord și de Est, Asia de Vest și de Sud.Orobanche cumana Wallr. (lupoaia) este principalul parazit care atacă floarea-soarelui la nivelul sistemului radicular, fiind răspândită în Turcia, România, Ucraina, Bulgaria, China, Ungaria, Israel, Spania, Franța, Republica Moldova, Federația Rusă, Kazahstan etc.

Răspândirea lupoaiei (Orobanche cumana Wallr.) în lume

Severitatea infestării cu lupoaie în diverse zone din Federația Rusă

Răspândirea lupoaiei în Franța Răspândirea lupoaiei în Spania

Răspândirea lupoaiei în Bulgaria

R U S I A B U L G A R I A

F R A N Ț A

S P A N I A

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

8

P O Z I Ț I A T A X O N O M I C Ă S T R U C T U R A A N A T O M I C Ă A P L A N T E L O R D E L U P O A I E

Răspândirea lupoaiei în România și Republica Moldova

Răspândirea lupoaiei în România și Republica Moldova. În România, actualmente există trei mari zone, infestate cu diferite populații ale parazitului, caracterizate printr-o virulență variată: zona I-a: Tulcea și Constanța, zona a II-a: Brăila–Ialomița–Călărași și cea de-a III-a zonă cuprinzând sud-estul Moldovei și partea de sud Muntenia–Bărăgan.

În Republica Moldova, conform datelor analizei fitocenozelor de floarea-soarelui din diverse zone geografice, realizate în anul 2014, infecția cu lupoaie este răspândită preferențial în partea centrală și cea sudică a țării, populațiile din zonele respective având un caracter mai virulent.

M. DUCA, S. CLAPCO, E. CERNOLEV, L. ȚAPU, Managementul tehnologic în cultura florii-soarelui și expresia atacului de Orobanche cumana. „Akademos”, 2015, vol. 4, p. 86–94.

Infestare moderatăInfestare intensă

Câmpuri neinfestateCâmpuri infestate

BRICENIOCNIȚA

DONDUȘENI

EDINEȚ

RÂȘCANI

DROCHIA SOROCA

FLOREȘTI

BĂLȚIGLODENI

FĂLEȘTI

SÂNGEREI

ȘOLDĂNEȘTI

REZINA

TELENEȘTI

UNGHENICĂLĂRAȘI

ORHEI

DUBĂSARISTRĂȘENI

CRIULENI

NISPORENICHIȘINĂU

IALOVENIHÂNCEȘTI ANENII NOI TIGHINA

CĂUȘENICIMIȘLIA

LEOVA

BASARABEASCA

ȘTEFAN-VODĂ

COMRAT CANTEMIR

TARACLIACAHUL

R O M Â N I A

35% 37%47% 63%90% 10%


DESCRIEREA SPECIEI

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

10

11

Regnul: PlantaeSubregnul: CormobiontaÎncrengătura: Magnoliophyta (Angiospermatophyta)Ordinul: LamialesFamilia: OrobanchaceaeGenul: OrobancheSpecia: Orobanche cumana Wallr. Nomencl. ref.: Orob. Gen.: 58. 1825Sinonim: Orobanche cernua var. cumana (Wallr.) BeckDenumirea populară: lupoaie, verigelPlante-gazdă: Floarea-soarelui (Helianthus annuus L.) și un șir de specii de pelin (Artemisia campestris, A. ferganensis, A. fragrans, A. monogyna, A. vachanica etc.)

Teofrast (376–296 î.Hr.), părintele botanicii, a fost primul care a introdus denumirea de „Orobanche” (din gr. „orobos” – linte, „anche” – a strangula), iar botanistul italian Mattioli (1500–1577) a descris pentru prima dată lupoaia ramificată.

Orobanche cumana Wallr. (lupoaia) – plantă angiospermă anuală, holo- și endoparazit polifag, care se hrănește direct din țesuturile vii ale gazdei. Fiind lipsită de clorofilă (incapabilă să realizeze fotosinteza) și sistem radicular, lupoaia este total dependentă de planta-gazdă, obținând cantitatea necesară de substanțe nutritive prin intermediul conexiunilor haustoriale cu aceasta.

Tulpina: dreaptă, lipsită de ramificații, uneori cu tulpini multiple de la un singur tubercul. Are înălţimea de 40–60 cm şi grosimea de 2,5 cm. La bază este puţin îngroşată (ca un bulb), de culoare galben-pal, uneori cu reflexe violacee, acoperite de trihomi glandulari. Tulpinile plantei de Orobanche cumana se dezvoltă la suprafaţa solului, în jurul plantelor de floarea-soarelui, solitar sau în mănunchiuri, ce includ până la câteva zeci de indivizi.

Frunzele: reduse, sub formă de solzi oval-alungiţi, cu vârful ascuţit sau cu margine denticulată.

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

12

13

Inflorescența: ocupă până la jumătate din lungimea tulpinilor. Florile sunt aşezate în formă de spice sau raceme terminale, fiecare fiind susținută de o bractee de 7–12 mm, fără bracteoli suplimentari.

Florile: de culoare gălbuie-brunie sau albăstruie cu reflexe violete, de obicei, sesile, cu o singură bractee, fără bracteole; caliciul în spate şi în faţă fidat, reprezentat prin 2 sepale laterale, 1-2 dinţate. Tubul corolei, foarte curbat în partea superioară. Floarea are caliciul şi corola tubulare, staminele în număr de 4, ovarul superior și stigmatul bilobat. Ovarul, de 8–10 mm lungime, conține câteva sute de saci embrionari, fiecare de aproximativ 0,2 x 0,4 mm. Lupoaia înfloreşte în lunile iulie–august.

Fructul: capsulă cu o singură lojă, care conţine 1 200-1 500 de seminţe foarte mici. O plantă de lupoaie poartă 10-100 de flori și poate produce peste 100 000 de semințe.

Plante din specia Orobanche cumana pe rădăcina plantei-gazdă, fructul și semințele de lupoaie

a. Vederea laterală a florii Orobanche cumana care prezintă corola

și caliciul; b. organele de reproducere

ale parazitului Orobanche cumana (pistilul și cele patru stamine) (Moez et al., 2012)

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

12

a b

Semințele: cu dimensiuni de 0,35–0,45 mm, de culoare cenuşiu-închis, elipsoidale, cu suprafaţa reticulată, caracterizate printr-o facultate germinativă de cca 5-10 ani la păstrarea în sol. Sunt foarte uşoare (aproximativ 1,0-2,5 μg) și pot fi diseminate la distanţe mari de curenţii de aer, de apă, seminţele de floarea-soarelui, insecte sau uneltele şi maşinile agricole.

Semințe de lupoaie vizualizate la microscopul

optic (mărire: 64 x)

M. DUCA, A. GLIJIN, L. BATÎR, A. ACCIU, M. GORCEAG, Studiul morfologic al semințelor diferitor populații geografice de Orobanche cumana Wallr. Buletinul Academiei de Științe a Moldovei „Științele vieții”, 2014, vol. 3(324), p. 102–108.V. ABASKIN, E. ACHIMOVA, A. GLIJIN, A. ACCIU. 3D studies of Orobanche cumana seeds by digital holographic microscopy. VIIIth International Conference on Microelectronics and Computer Science, Chișinău, October 22–25, 2014, p. 426–429.

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

14

a. 1934 – Cahul, Matricaria b. 1936 – Budachi, Artemisia maritima

c. 1949 – Cărbuna, Artemisia d. 1921 – Akkerman, Helianthus annuus

e. 1938 – Valea Buiucani, Helianthus annuus f. 1948 – Zăicani, Helianthus annuus g. 1948 – Leova, Helianthus annuus

h. 1979 – Vulcănești, Helianthus annuus

Semințele de Orobanche cumana vizualizate la microscopul

electronic de scanare

a

e

b

f

c

g

d

h

Tegumentul semințelor de Orobanche cumana vizualizate

la microscopul electronic de scanare

a

e

b

f

c

g

d

h

E T A P E L E D E C R E Ș T E R E Ș I D E Z V O L T A R E A L U P O A I E I

M. DUCA, A. BOICU, Morphological diversity of seeds in Orobanche cumana accessions from Republic of Moldova. Helia, 2017, vol. 40(67):1–15.

M. DUCA, G. PEDRINI, D. CLAUS, V. ABASKIN, E. ACHIMOVA, A. GLIJIN, A. ACCIU, Application of Digital Holographic Microscopy in Micromorphological Studies of Orobanche cumana seeds. Materialele Conferinţei Știinţifice Internaţionale „Genetica, fiziologia şi ameliorarea plantelor”, ediţia a V-a, Chișinău, 23–24 octombrie 2014, p. 75–78.


CICLUL VITAL

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

16

17

Ciclul de viaţă începe din momentul atașării filamentului germinal al lupoaiei de scoarța rădăcinii plantei-gazdă și se încheie cu maturizarea parazitului, având o durată de 3-5 luni (în funcție de condițiile de mediu).

M. DUCA, A. GLIJIN, A. ACCIU, The biological cycle of broomrape (Orobanche cumana Wallr.). Journal of Plant Development, 2013, nr. 20, p. 71–78. BOICU A., Evaluarea virulenței Orobanche cumana la stadiul timpuriu postvascular de dezvoltare. Materialele Conferinței Ştiinţifice Internaţionale a Doctoranzilor „Tendinţe contemporane ale dezvoltării ştiinţei: viziuni ale tinerilor cercetători”, ediția a VI-a, Chișinău, 2017, p. 176–182.

a. germinarea semințelor și dezvoltarea apresoriului b. dezvoltarea haustorului c. dezvoltarea tuberculilor d. dezvoltarea plantulelor de lupoaie e. înflorirea lupoaiei f. maturizarea semințelor de lupoaie g. semințele de lupoaie

b

c

d

ef

g

a

Etapele principale ale ciclului vital:

Germinarea semințelor de lupoaie se realizează doar în prezența unor compuși chimici (dihidrochinone, sesquiterpene lactone și strigolactone) secretaţi de rădăcinile plantei-gazdă, care au rol de inductori și stimulatori de germinare. Interacțiunea sau comunicarea chimică dintre plante este cunoscută ca alelopatie. Durata procesului de germinare e de 1-2 săptămâni, în condiții optime de umiditate și temperatură.

M. DUCA, A. PORT, E. CERNOLEV, A. MUTU, R. CHILARI, Afinitatea şi unele particularităţi fiziologice ale diferitor rase de lupoaie (Orobanche cumana Wallr.). Revista „Știința agricolă”, 2016, vol. 2, p. 41–46.

Germinarea semințelor de Orobanche cumana pe apă (a), exudat de floarea-soarelui (b, e),

GR24 (c) și clorură de trifenil tetrazoliu (d)

a

с

b

d

e

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

18

19

Dezvoltarea apresorului. Creșterea începe cu lărgirea zonei micropile a seminţei, urmată de dezvoltarea unui filament subţire, incolor, ce se alungește prin diviziune şi extindere celulară, atingând lungimea de 1–4 mm şi diametrul de 0,15 mm. Apresorii formați aderă la rădăcina florii-soarelui cu ajutorul unei substanţe organice lipicioase, secretată de celulele zonei apicale a tubului germinativ.

Penetrarea ţesuturilor. Grație implicării unor enzime (celulaze, pectinaze) capabile să degradeze componentele peretelui celular al plantei-gazdă, apresorii penetrează țesuturile înaintând în scoarța rădăcinilor. Germenii formați realizează contactul cu sistemul fasciculelor conducătoare al gazdei printr-o structură specializată, numită haustoriu, care constituie joncţiunea dintre gazdă şi parazit, prin intermediul căreia se realizează schimbul de apă şi substanţe nutritive, hormoni, toxine.

Ataşarea semințelor germinate de Orobanche cumana la nivelul sistemului radicular al plantei-gazdă (18 zile după infestare)

Penetrarea țesuturilor radiculare și a vaselor conducătoare ale gazdei de către parazitul Orobanche cumana

M. DUCA, O. TABĂRĂ, Histochemical aspects of Helianthus annuus L.- Orobanche cumana Wallr. pathosystem. Analele știinţifice ale Universităţii „Al.I. Cuza”, Iaşi, s. II a. Biologie vegetală, 2016, vol. 2(62), p. 19–28.

O. TABĂRĂ, Interacțiunea dintre Orobanche cumana Wallr. și Helianthus annuus L.: aspecte histo-anatomice. Materialele Conferinței Științifice a Doctoranzilor „Tendințe contemporane ale dezvoltării științei: viziuni ale tinerilor cercetători”, 25 mai 2016, Chișinău, p. 115–119.

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

20

21

Dezvoltarea tuberculilor. La exterior, ataşamentele se dezvoltă şi se îngroaşă luând forma unui nodul sau tubercul format din celule parenchimatice. Timp de 1-2 săptămâni, din contul substanțelor nutritive ale gazdei, tuberculul se mărește în dimensiuni, iar atunci când ajunge la cca 0,7 mm în diametru, se inițiază formarea zonei meristematice inițiale a apexului și a rădăcinilor adventive.

Dezvoltarea lăstarilor. Din mugurii aflați la suprafața tuberculilor se dezvoltă lăstarii subterani, care se alungesc şi străbat solul ieşind la suprafaţă, formând lăstari aerieni de culoare violet-albăstruie, determinată în principal de acumularea pigmenților antocieni, care se observă mult mai bine din cauza lipsei pigmenţilor clorofilieni.

Dinamica dezvoltării tuberculilor de lupoaie pe rădăcinile de floarea-soarelui cultivată în vase de vegetație (23-40 de zile după infestare)

Dinamica dezvoltării lăstarilor de lupoaie pe rădăcinile de floarea-soarelui cultivată în vase de vegetație (40-65 de zile după infestare)

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

22

Înflorirea și formarea semințelor. Lăstarii aerieni reprezintă tulpina floriferă a parazitului. Formarea inflorescenței și înflorirea lupoaiei are loc timp de cca 2 săptămâni. Fiecare plantă dezvoltă în medie 15-20 de lăstari care ajung la maturitate. Fazele subterane de dezvoltare a parazitului durează de la 30 până la 100 de zile, în funcție de condiţiile climaterice. În acest răstimp floarea-soarelui este epuizată, fără ca planta-parazită să fie vizibilă.

F A C T O R I I P E D O C L I M A T I C I F A V O R A B I L I


CONDIȚIILE DE CREȘTERE

ȘI DEZVOLTARE

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

24

25

Temperatura. Orobanche cumana Wallr. este o plantă moderat termofilă, cu cerințe medii spre mari față de căldură. Temperatura optimă pentru germinarea semințelor în sol oscilează între 20 și 25°C. Semințele parazitului nu cresc la temperaturi mai mici de 10°C sau mai mari de 35°C.Diapazonul de temperaturi la care lupoaia infestează floarea-soarelui este larg și variază în funcție de genotipul gazdei şi populația de lupoaie. Temperaturile ridicate facilitează germinarea seminţelor de lupoaie și sporirea gradului de infestare.

Umiditatea. Plantă mezofilă, creşte pe soluri revene până la reavăn-jilave, umiditatea optimă constituind 70–80%. Umiditatea înaltă a solului este nefavorabilă pentru germinarea seminţelor. În terenurile cu stratul fertil adânc şi umed, parazitul se dezvoltă, dar plantele parazitate, fiind mai viguroase, sunt afectate neesențial.

Modelarea cartografică a umidității maxime din iulie 2014 și a zonelor infestate cu lupoaie

M. DUCA, M. NEDEALCOV, S. CLAPCO, V. IVANOV, Expansiunea lupoaiei în noile condiţii climatice pe teritoriul Republicii Moldova. Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei „Ştiinţele vieţii”, 2017, vol. 3(333), p. 156–166. M. DUCA, S. CLAPCO, M. NEDEALCOV, L. DENCICOV, Influence of environmental conditions on the virulence and distribution of Orobanche cumana Wallr. in the Republic of Moldova. Journal OCL – Oilseeds and fats, Crops and Lipids, 2019, 26, 3.Modelarea cartografică a temperaturii maxime din

iulie 2014 și a zonelor infestate cu lupoaie

M. DUCA, E. SAVCA, V. POPESCU, Influenţa temperaturii asupra indicilor morfofiziologici la diferite genotipuri de floarea-soarelui în sistemul gazdă-parazit. Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei „Ştiinţele vieţii”, 2008, nr. 3(306), p. 30–37.

Iulie (T 0C) 201428,3–31,531,5–32,432,4–33,233,2–34,034,0–35,8

Iulie (Ur, %) 201460,4–63,063,0–66,066,0–66,766,7–68,968,9–75,7

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

26

Particularitățile solului. Se consideră că seminţele de Orobanche cumana germinează cu o mai mare uşurinţă în solurile sărace, uşoare şi uscate, cu un pH neutru sau slab-acid. Într-un șir de localități din Republica Moldova frecvența atacului de lupoaie este influențată pozitiv de conținutul ridicat de humus din sol, și negativ de concentrațiile înalte de potasiu. În partea de sud există o interdependență între frecvența atacului și valoarea pH-ului.

M. DUCA, S. CLAPCO, A. PORT, Analysis of the soil parameters in the context of sunflower infection by Orobanche cumana Wallr. Revista „Lucrări ştiinţifice”. Seria „Agronomie”, 2016, vol. 1(59), p. 49–52.Gh. JIGAU, E. CERNOLEV, A. ACCIU, Plant health risks arising by the soil exhaustion. Present Environ. & Sustain. Develop, 2016, vol. 2(10), p. 185–193. Gh. JIGAU, E. CERNOLEV, A. ACCIU, O. TABARA, Agrochemical state of broomrape affected chernozems of central and south region of the Republic of Moldova. „Scientific papers”. Series „Agronomy”, 2016, LIX, p. 39–44.

Caracteristica probelor de sol colectate din habitate infestate cu lupoaie

LocalitățiIntensitatea atacului, % Frecvența

atacului, %

Parametrii solului

pH% mg/100 g me/100 g

>10 5–10 1–4 Humus N total NH4 NO3 P2O5 K2O CaTelenești, Verejeni – 20 80 10 7,50 2,25 0,24 0,6 18,1 5,9 60,6 22,00Telenești, Căzănești 1 15 84 10 8,00 1,85 0,31 0,7 3,7 9,3 64,0 22,90Telenești, Brânzeni 30 20 50 25 7,80 2,95 0,28 0,9 7,4 2,7 51,6 21,60Orhei, Ciocâlteni 8 17 75 40 7,80 3,65 0,26 0,9 1,8 1,5 29,0 22,60Mun. Chișinău – 50 50 30 7,30 3,70 0,20 0,6 1,6 1,2 28,2 21,10Hâncești, Buțeni 5 20 75 30 8,00 3,05 0,19 0,6 4,9 1,5 30,2 27,60Hâncești, Sărata-Mereșeni – – 100 10 7,40 2,65 0,26 1,1 1,0 3,8 26,6 16,80Hâncești, Fundul Galbenei – – 100 5 7,40 2,65 0,16 0,6 5,8 1,4 25,8 20,25Strășeni, Rassvet – – 100 10 7,90 4,05 0,16 0,5 3,9 1,9 50,0 15,10Leova, Cazangic – 30 70 70 7,45 3,30 0,15 0,6 1,4 1,3 21,4 13,25Ștefan-Vodă, Ermoclia – 20 80 10 8,20 3,45 0,22 1,1 29,3 3,7 24,6 27,90Comrat, Chirsova – – 100 10 8,30 2,30 0,18 0,6 4,3 1,6 24,6 19,10Comrat, Beșalma – – 100 20 8,20 2,50 0,18 0,9 24,4 4,0 29,4 18,00Comrat, Svetlîi – – 100 10 8,25 2,30 0,18 0,7 3,9 1,8 23,4 18,50Basarabeasca, Carabetovca 60 30 10 60 8,30 2,80 0,18 0,7 11,4 1,4 19,0 16,90Cahul, Alexanderfeld 50 50 – 70 7,75 3,45 0,16 0,9 2,0 4,2 32,0 23,10Cahul, Manta 10 30 60 80 7,75 3,25 0,24 0,9 2,3 3,9 19,0 23,10Cahul, Slobozia-Mare 40 30 30 80 7,90 3,25 0,24 1,0 2,1 8,0 25,0 19,25Cahul, Crihana-Veche – – 100 30 7,80 2,10 0,21 0,8 7,4 4,8 59,4 17,75

O R I G I N E A Ș I E V O L U Ț I A R A S E L O R


DIVERSITATEA GENETICĂ

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

28

29

Structura genetică. Genomul lupoaiei (2n) este reprezentat de 38 de cromozomi cu o dimensiune estimativă de 1,42 Gb, fiind parțial secvențiat.

Polimorfismul genetic. Morfologia florală a lupoaiei (corolă tubulară foarte curbată și petale mici) împiedică realizarea procesului de polenizare încrucișată, planta fiind preferențial autogamă și caracterizându-se printr-un polimorfism genetic redus și structură genetică omogenă a populaţiilor. Polenizarea încrucișată poate avea loc doar într-o proporție foarte redusă.

Electroforeza produșilor de amplificare cu primeri SSR

Electroforeza produșilor de amplificare

cu primeri ISSR

Ocum-70

841

835

Ocum-74 Ocum-75 Ocum-81

M. DUCA, A. PORT, A. BOICU, T. ȘESTACOVA, Molecular characterization of broomrape populations from Republic of Moldova using SSR markers. Helia, 2017, vol. 40(66), p. 47–59. M. DUCA, A. GLIJIN, A. ACCIU, I. GÎSCĂ, Utilizarea markerilor RAPD în screeningul molecular al rezistenţei florii-soarelui la lupoaie. Materialele Simpozionului Ştiinţific Internațional „Agricultura modernă – realizări şi perspective”, Chişinău, 2013, vol. 39, p. 168–172. Identificarea raselor de Orobanche cumana în lume

RaseIDENTIFICATE PENTRU PRIMA DATĂ IDENTIFICATE ULTERIOR

Anul Țara/Referința Anul Țara/Referința Gene de rezistențăA 1918 Rusia (Saratov, Voronej) (Placek, 1918) 1990 China (Baichun et al., 1996) Or1

B 1920 Rusia (Rostov, Krasnodar) (Jdanov, 1926)193019301950

Moldova (Sharova, 1968)Ucraina (Бурлов, 1980)Serbia (Miladinovic et al., 2014)

Or2

C 1963 Moldova (Sharova, 1977)

1970 1970 19701978

Rusia (Krasnodar) (Дьядков и др., 1978)Spania (Gonzalez-Torres et al., 1982)Bulgaria (Shindrova, 1994)România (Vrânceanu et al., 1980)

Or3

D 1980 Spania (Melero-Vara et al., 1989) 1981 România (Vrânceanu et al., 1981) Or4

E 1980 Spania (Melero-Vara et al., 1989)198319952008

Turcia (Bulbul et al., 1991)Bulgaria (Shindrova and Penchev, 2012)Moldova (Duca et al., 2008)

Or5

F 1991 Turcia (Bulbul et al., 1991)

19951997 2003200420042013

Spania (Alonso et al., 1996)România (Joița-Păcureanu et al., 1998)Bulgaria (Shindrova, 2006)Rusia (Goncharov et al., 2004)Israel (Eizenberg et al., 2004)Moldova (Gîscă et al., 2013)

Or6

G 2005 Spania (Molinero-Ruiz et al., 2005)

2007200920092014

Bulgaria (Shindrova, Penchev, 2012)România (Păcureanu et al., 2009)Turcia (Kaya et al., 2009)Moldova (Glijin et al., 2014)

Or7poligenică

H 2014 România (Păcureanu et al., 2014) 2015 Spania (Molinero-Ruiz et al., 2015) Rusia (Antonova, 2014)Or8

poligenică

Originea lupoaiei ca plantă-parazit. Se consideră că invazia lupoaiei spre cultura de floarea-soarelui a trecut din flora spontană, unde aceasta, în mod natural, parazitează speciile sălbatice de Asteraceae. Cele dintâi mențiuni privind infestarea culturii de floarea-soarelui datează cu a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Primele soiuri de floarea-soarelui rezistente la lupoaie (Kruglik A, 41, Saratovski 169, Fuxinka 3, Zelenka 10) au fost obținute în Rusia în perioada 1912–1927, iar concomitent cu apariția noilor genotipuri rezistente a fost semnalată apariția unor rase fiziologice mai agresive, care depășeau sursele de rezistență existente. Până la momentul de față au fost raportate opt rase de Orobanche cumana, de la A până la H.

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

30

31

Apariția raselor noi de lupoaie în diferite zone geografice poate fi determinată de procesele genetice care asigură evoluția patosistemului, dar și de transportul semințelor de lupoaie, concomitent cu cel al semințelor de floarea-soarelui, din centrele de ameliorare intensivă. Situată la frontiera sud-vestică a fostei Uniuni Sovietice, unde erau concentrate centrele de ameliorare și creare a soiurilor rezistente la lupoaie până în anii ’70 și cea sud-estică a Europei Centrale, unde au fost create centre de ameliorare și creare a hibrizilor heterozigoți rezistenți la lupoaie după anii ’70, Republica Moldova a fost predispusă, într-un mod particular, la apariţia unor rase noi, mai virulente.

Pe teritoriul Republicii Moldova au fost identificate toate rasele fiziologice cunoscute în lume. Populațiile de lupoaie din partea centrală (cca 65%) aparțin în special rasei E sau mai puțin virulente ca E, fiind urmate de rasa G (18%), pe când populaţiile din regiunea de sud pot fi atribuite, în mare parte, raselor G și H (cca 63%) cu cel mai înalt grad de agresivitate.

Identificarea raselor de Orobanche cumana în Republica Moldova

Rase Anul Referințe

A, B 1937 Afanasev și Arhanghelschi, Raportul anual al Camerei Agricole din Bălți la 31 ianuarie 1940.

C 1961–1968Шарова П., Заразиха – опасный паразит подсолнеч-ника. В: Кишинев, «Картя Молдовеняскэ», 1977.

A, B, C, D, E, F

2002–2006

Петкович И., Бучучану М., Лунгу Е., Изучение расового состава заразихи в Республике Молдова и результаты селекции подсолнечника на устойчивость к ней. Proc. Int. Conf. Integrated protec-tion of field crops. Balti, 2009, p. 225–230.

F 2010

M. Duca, A. Glijin, V. Popescu. Identificarea gradului de rezistenţă la lupoaie (rasa E) în cadrul unor genotipuri de floarea-soarelui. Studia Universitatis, 2008, 2(12). 5–10.

E, F, G 2012

I. Gîscă, A. Acciu, A. Glijin, M. Duca, Highly virulent races of sunflower broomrape in the Republic of Mol-dova. Current Opinion in Biotech. 2013, 24(1), p. 132.

E, F, G 2013

A. Glijin, A. Acciu, I. Gîscă. Molecular analysis of O. cumana from different geographical regions. Proc. 3rd Int. Symp. Conserv. of Plant Diversity, Chişinău, 2014, p. 16–17.

E–H 2014

M. Duca, A. Acciu, S. Clapco, Distribuţia geografică şi caracteristica unor populaţii de Orobanche cumana din Republica Moldova. Buletinul Academiei de Știinţe a Moldovei „Știinţele vieţii”, 2017, 2(332), p. 65–76.

ROMÂNIA

SPANIA

TURCIA

Voronej

Rostov

Saratov

Krasnodar

M. DUCA, A. PORT, S. CLAPCO, A. ACCIU,Caracteristica genomului la Orobanchaceae.Studia Universitatis, Seria „Ştiinţe reale şi alenaturii”, 2016, vol. 6(96), p. 34–38.

M. DUCA, A. ACCIU, S. CLAPCO, Distribuţia geografică şi caracteristica unor populaţii de Orobanche cumana din Republica Moldova. Buletinul Academiei de Științe a Moldovei „Știinţele vieţii”, 2017, vol. 2(332), p. 65–76.

BRICENI

SOROCA

BĂLȚI

DUBĂSARI

CHIȘINĂU

TIRASPOL

COMRAT

CAHUL

ȘTEFAN-VODĂ

E F G H≤ E F G H

N O R D

Dondușeni Prepelița Soroca Bălți

C E N T R U

BăcioiSângeraCăzănești IzbișteHolercani ChișinăuFloreni, BuțeniBrânzenii NoiFundul Galbenei

RassvetFrăsineștiVerejeniCostuleni

Sărata- MereșeniCiocâlteni

S U D

CimișliaCazangicCrihana Veche

Ștefan-VodăGrigorievcaCarabetovcaSlobozia- Mare

Gura GalbeneiBeșalma ChirsovaCeadâr-LungaTalmaza Manta

ErmocliaCorteni CongazSvetlîi TaracliaAlexanderfeld

14 6 10 9

40%

20%

20%

20%

18% 12%

5%

65%

32%16%

32%

21%

CENTRU

SUD

NORD

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

32

A S P E C T E H I S T O A N A T O M I C E , B I O C H I M I C E Ș I M O L E C U L A R E A L E M E C A N I S M E L O R D E F E N S I V E

Bazele moleculare ale agresivității raselor. Virulența patogenului corelează cu nivelul de expresie a genelor care codifică enzime implicate în facilitarea procesului de pătrundere a haustoriilor în celulele epidermale şi cortexul plantei-gazdă, fiind mai înalt la rasa H, comparativ cu rasele G și E. Evoluția raselor se realizează prin sporirea complexității profilului proteic. La rasele mai evoluate și, respectiv, cu o virulență mai înaltă, se relevă un număr mai mare de polipeptide specifice, identificate ca enzime ale sistemului respirator, proteine legate de stres, enzime modificatoare ale peretelui celular și proteine cunoscute a fi implicate în invazia gazdei de către parazit.

200,0150,0100,050,00,0

1 2 4 5 7

RASAE G H

Semințe germinare

Expr

esia

rela

tivă,

un.

c.

M. DUCA, A. BOICU, D. ABDUȘA, Expresson of some genes associated with aggressivity at the different broomrape races. International Journal of Advanced Research in Biological Sciences, 2017, vol. 4(10), p. 194–203.

Populații de lupoaie: 1 – Căzănești; 2 – Sângera; 3 – Buțeni; 4 – Soroca; 5 – Gura Galbenei; 6 – Verejeni; 7 – Costuleni; 8 – Manta; 9 – Ermoclia; 10 – Corteni; 11 – Sevilla; 12 – Ciocâlteni; 13 – Sărata-Mereșeni; 14 – Taraclia; 15 – Fundulea; 16 – Ismail

Electroforeza bidimensională a proteinelor din semințele de lupoaie cu virulență diferită

Expresia genelor (PRX, PME, PGU, CHS) asociate cu virulența la diferite populații de lupoaie

200,0150,0100,050,00,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Lăstari subterani

200,0150,0100,050,00,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Tuberculi

200,0150,0100,050,00,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Lăstari aerieni

PRX PME PGU CHS


REZISTENȚA FLORII-SOARELUI

LA LUPOAIE

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

34

35

Procesul patologic este într-o strânsă dependenţă de particularităţile fiziologice ale parazitului (afinitate, agresivitate şi virulenţă) și ale plantei-gazdă (rezistenţă nespecifică, specifică şi indusă), acesta declanșându-se doar în cazul existenței afinităţii dintre agentul patogen şi gazdă.Cercetările fiziologice în condiții de infestare artificială, în mod frecvent, sunt realizate în cutii Petri acoperite cu hârtie de filtru sau fibră de sticlă (A), în vase de vegetație (B) și în lăzi (C), în care sunt distribuite în mod omogen semințe de lupoaie.

A. BOICU, Virulence pattern of Orobanche cumana populations from moldovan sunflower agroecosystems. Materialele Conferinței Ştiinţifice Internaţionale a Doctoranzilor „Tendinţe contemporane ale dezvoltării ştiinţei: viziuni ale tinerilor cercetători", ediția a V-a, Chișinău, 2016, p. 115–120.

C

A

B

Rezistenţa genetică reprezintă cel mai eficient mijloc de protecţie a plantelor de floarea-soarelui împotriva lupoaiei.Rezistența plantei-gazdă față de primele cinci rase ale parazitului Orobanche cumana (A–E) este una de tip vertical (urmând mecanismul genă pentru genă) și fiind determinată de gene dominante (Or), specifice pentru fiecare rasă de lupoaie. Rezistența la rasele mai evoluate (începând cu F) este controlată poligenic de două gene dominante independente, o genă recesivă, o genă dominantă și una modificatoare sau două gene recesive. Floarea-soarelui reacţionează la invazia lupoaiei prin reprogramarea metabolismului celular, procesele fiind controlate și de gene nespecifice de rezistenţă. Expresia cantitativă a acestor gene depinde de faza ontogenetică a patosistemului și de genotip.

M. DUCA, A. LEVIŢCHI, V. POPESCU, E. POPA, Aspecte genetico-moleculare ale rezistenţei florii-soarelui la Orobanche cumana Wallr. Buletinul Academiei de Știinţe a Moldovei, „Ştiinţele vieţii”. Chişinău, 2009, vol. 3(309), p. 49–57.

0369

121518212427

Nr.

de g

ene

18 18 1821 21 2135 35 3553 53 5367 67 67

zile

Gene supraexpresate

20,5% 27,2% 52,3%

Gene subexpresate Gene care nu și-au modificat activitatea

zile zile

0

0,02

0,04

0,06

18 21 35 53 67 zile

Martor Fundal de infecție

Expresia unor gene nespecifice de rezistență la genotipul de floarea-soarelui Favorit

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

36

37

Mecanismele defensive în patosistemul Helianthus annuus–Orobanche cumana sunt activate în trei etape diferite ale interacțiunii gazdă–parazit: etapa preatașament, prehaustorială și posthaustorială.

Reacția de răspuns prehaustorial exprimată în cortex și endoderm prin impregnarea

pereților celulari cu glucani, proteine cross-linking, glicoproteine etc. previne pătrunderea

haustorului în cilindrul central.

Celulele lignificate reprezintă bariere fizice care împiedică penetrarea rădăcinilor de

floarea-soarelui de către Orobanche cumana.

Expresia genelor GSL1–4 în rădăcinile de floarea-soarelui infestată cu lupoaie

18 21 35 53 67 zile

18 21 35 53 67 zile

M. DUCA, O. TABĂRĂ, V. NECHIFOR, A. PORT, Lignificarea pereților celulari la Helianthus annuus L. ca răspuns la atacul Orobanche cumana Wallr. Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei „Ştiinţele vieţii”, 2017, vol. 3(333), p. 84–96.

-6-4,5

-3-1,5

01,5

34,5-6

PR64LE20

67 zile18 21 35 53

-6-4,5

-3-1,5

01,5

34,5-6

PERFORMER

67 zile18 21 35 53

Mo

dif

ica

rea

ex

pre

sie

i g

en

elo

r, o

ri

67 zile18-6-4,5

-3-1,5

01,5

34,5-6

21 35 53

F A V O R I T

G S L 1 G S L 2 G S L 3 G S L 4

mar

tor

s

upus

infe

stăr

iim

arto

r

su

pus i

nfes

tării Reacția de răspuns a florii-soarelui, ca o

consecință a modificării expresiei genelor, se manifestă în modificarea calitativă și cantitativă a complexului proteic la nivelul sistemului radicular şi foliar.

O. TABĂRĂ, V. NECHIFOR, A. PORT, Expresia genelor GSL1–4 în rădăcinile de floarea-soarelui infectată cu lupoaie. Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei „Ştiinţele vieţii”, 2017, vol. 2(332), p. 84–96.

kDa

A

A B C

B

6845

25

13,4

-100

0

100

200

300

400

500 500 900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

400

350

300

250

200

150

100

50

0

-50

[FU]

783,15 ng/µl

500 ng/µl

463,14 ng/µl

1496 ng/µl

1638,99 ng/µl 1638,55 ng/µl

954 ng/µl

1674,52 ng/µl

martor martor

martor Infectat

1314,13 ng/µl

91,22 ng/µl

1122,7 ng/µl

887,38 ng/µl

62,85 ng/µl 64,81 ng/µl

Infectat

Infectat

[FU] [FU]

4,5 7 15 28 46 63 95 4,5 7 15 28 46 63 95 150 4,5 7 15 28 46 63 95 150150

Spectrul polipeptidelor din rădăcinile (A) și frunzele (B) plantelor-martor (C) și infestate (I) ale hibridului Valentino şi al liniilor parentale ( , )

Analiza cantitativă a polipeptidelor la formele parentale (A și B) și la hibridul Valentino (C)

C I C I C I C I C IC I C I C I C I C IC I C I C I C I C IF1 F1 F1 F1 F1

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

38

Mecanismele defensive posthaustoriale. La pătrunderea haustorului în cilindrul central se activează diferite căi de semnalizare, inclusiv răspunsul imun hipersensibil (HR) și acumularea peroxidului de hidrogen. HR este o formă de moarte celulară programată în celulele înconjurate de infecţie caracterizată prin necrotizarea tuberculilor de lupoaie și, respectiv, stoparea răspândirii patogenului.

F1Valentino (control) Valentino (infestat)

F1

M. DUCA, A. GLIJIN, E. SAVCA, T. ROTARU, V. POPESCU, T. BEGU, M. ANTOHI, Variaţia parametrilor morfofiziologici la interacţiunea gazdă–parazit (Helianthus annuus L. – Orobanche cumana Wallr.). Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei „Ştiinţele vieţii”. 2007, vol. 1(301), p. 34–41.

S C R E E N I N G U L F I Z I O L O G I C Ș I M O L E C U L A R A L G E R M O P L A S M E I


TESTAREA GERMOPLASMEI

DE FLOAREA-SOARELUI

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

40

41

Testarea germoplasmei de floarea-soarelui.Crearea hibrizilor rezistenți necesită utilizarea unor metode de screening adecvate pentru a determina gradul de rezistență al materialului de ameliorare, precum și cunoașterea mecanismelor fiziologice care stau la baza acesteia. Testarea liniilor și hibrizilor de floarea-soarelui se realizează prin diverse metode de studiu, în condiții de infestare naturală sau artificială, în câmp, sere sau/și laborator.

Rezistența la lupoaie evaluată în condiţii de infestare artificială în vase de vegetaţie (USDC) și în lăzi, sere. („Agroselect”, Soroca)

T. ȘESTACOVA, I. GÎSCĂ, A. CUCEREAVÎI, A. PORT, M. DUCA, Expression of defence-related genes in sunflower infected with broomrape. Biotechnology and Biotechnology Equipment, 2016, vol. 4(30), p. 685–691.

Evaluarea agresivității parazitului se realizează în baza următorilor indici: ● frecvența atacului (F): raportul dintre numărul de plante afectate de lupoaie și numărul

total de plante analizate; ● intensitatea atacului (I): numărul de lăstari de lupoaie per plantă de floarea-soarelui;● gradul de atac ce reprezintă relația dintre frecvența și intensitatea atacului (GA%=(F*I)/100).

În funcție de frecvența atacului, genotipurile de floarea-soarelui se clasifică în: rezistente (F până la 5%); tolerante (F=5–20%); sensibile (F=20–50%) şi foarte sensibile (F – peste 50%).

Grade de rezistenţă la lupoaie:● imunitate absolută – nu se constată

noduli pe rădăcini şi nici prezenţa parazitului pe parcursul creşterii şi dezvoltării plantei-gazdă;

● imunitate relativă – se observă ataşarea seminţelor de lupoaie şi formarea tuberculilor într-un număr mic, care în majoritatea cazurilor se necrotizează şi pier în primele zile de dezvoltare;

● imunitate condiţionată – se atestă germinarea, ataşarea şi dezvoltarea fitopatogenului, însă dezvoltarea şi creşterea plantei-gazdă nu este afectată drastic;

● lipsa completă a imunităţii – lupoaia se dezvoltă normal, iar plantele de floarea-soarelui se dezvoltă slab sau pier, în cazul unui atac puternic.

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

42

43

Screeningul molecular al genelor Or5. Variabilitatea fenotipică a rezistenţei la diverse rase este determinată de locusuri majore QTL (quantitative trait loci), care corespund cu genele Or. Lu și coautorii au elaborat harta grupului de lincaj pentru gena Or5, în vecinătatea căreia la distanţa de 22,5 cM distal se află marcherul specific RTS-05. Reacția PCR cu primeri specifici la acest marcher a demonstrat generarea ampliconului de 650 pb, la genotipurile rezistente, ceea ce presupune prezenţa genei Or5 care conferă rezistenţă la rasa E de lupoaie.

Electroforeza produsului de amplificare de 650 pb cu primeri specifici SCAR–RTS05

M. DUCA, A. GLIJIN, V. LUPAŞCU, V. ROTARENCO, Screeningul molecular al rezistenţei florii-soarelui la lupoaie (Orobanche cumana Wallr.) rasa E. Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei „Ştiinţele vieţii”, 2009, vol. 3(309), p. 81–88.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 M

a r a r M a r a r a r

pb700

pb700

pb700

F S 2 7 Favorit F1 Turbo F1 ASC F1Alcazar F1

500

530 pb650 pb

120 pb

500

500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 M

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 M

UBC120

Or55,6

RTS05

RTS28

RTS40

RTS29

RTS41

cM0,0

22,5

28,1

37,1

36,1

43,9

Marcherii moleculari. La floarea-soarelui au fost identificaţi marcherii RAPD, SSR, ISSR şi SCAR asociați cu rezistența la lupoaie, care permit trierea rapidă a materialului ameliorativ.

Tolerant

Tolerant

Tolerant

Tolerant

Sensibi l

Sensibi l

Sensibi l

Sensibi l

Rezistent

Rezistent

Rezistent

Rezistent

pb M

pb M

pb M

pb M

ORS 70

ORS 123

ORS 224

ORS 733

ORS 261

ORS 882

ORS 135

ORS 523

ORS 799

ORS 216

ORS 333

ORS 78

ORS 495

ORS 610

ORS 792

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

44

E F E C T E L E L U P O A I E I A S U P R A C A L I T Ă Ț I I Ș I C A N T I T Ă Ț I I R E C O L T E I

V. POPESCU. Evaluarea gradului de infecţie la unele genotipuri de floarea-soarelui (Helianthus annuus L.) la interacţiunea cu trei populaţii de lupoaie (Orobanche cumana Wallr.). Studia Universitatis. Seria „Ştiinţe ale naturii”, 2007, nr. 7, p. 125–128.

50 Rezistente

53 g

enot

ipur

i

10 Rezistente(FS9, FS12, FS17, FS21, FS26, FS27, ASC1,

Alcazar F1, Favorit F1, Turbo F1)

35 Sensibile(FS: 1–3, 5–6, 10, 13–15, 18–20, 22–25; ASC: 3–6, 8–11;

Xenia: , F1; Valentino: , , F1; Drofia: , , F1; Hybris: Olea, Oxana, Performer)

5 Tolerante(FS4, FS8, FS11, ASC2, Xenia )

3 Sensibile(ASC7; FS7; FS16)

3 3 Sensibile

(ASC7; FS7; FS16)

SCREENING MOLECULAR (RASA E) SCREENING MORFOLOGIC


IMPACTUL ECONOMIC ȘI METODELE

DE COMBATERE

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

46

47

Efectele parazitului Orobanche cumana asupra florii-soarelui pot fi foarte diferite: de la afectarea nonvizibilă a ţesuturilor vegetale până la moartea plantei. Agentul patogen poate induce diminuarea esențială a indicilor morfologici (dimensiunile tulpinii, rădăcinii, numărului de frunze, dimensiunile calatidiului etc.), ofilirea plantei, micşorarea recoltei (30–90%) şi reducerea calităţii produsului finit.

Genotip rezistent

Martor Martor MartorInfestat Infestat

Acțiunea O. cumana asupra dezvoltării plantelor de floarea-soarelui

Infestat

Genotip sensibil Genotip sensibil

Reducerea recoltei cauzată de Orobanche depinde de severitatea infestării florii-soarelui și poate varia de la 5 până la 100%. În Republica Moldova există zone caracterizate prin prezența lupoaiei cu agresivitate moderată și înaltă, cu risc sporit de infestare, prezentând un interes deosebit pentru cultivatorii de floarea-soarelui în vederea zonării corecte a hibrizilor şi respectării tehnologiei de cultivare.

Repartizarea spaţială a Orobanche cumana cu agresivitate diferită pe teritoriul Republicii Moldova, modelată în baza frecvenţei (A), intensității (B) şi a gradului de atac (C)

A B C

M. DUCA, A. GLIJIN, The broomrape effect on some physical and mechanical properties of sunflower seeds. Scientific Annals of „Alexandru Ioan Cuza” University of Iași, New Series, Section II: Vegetal Biology, 2013, vol. 2(59), p. 75–83.A. GLIJIN, Influence of Orobanche cumana Wallr. on protein content in different sunflower (Helianthus annuus L.) genotypes. Revista „Botanica”, 2012, vol. 4(15), p. 84–89.M. DUCA, M. PĂCUREANU-JOIŢA, A. GLIJIN, Effect of Orobanche cumana Wallr. on fat content in different sunflower (Helianthus annuus L.) genotypes. Materialele Simpozionului Ştiinţific Internațional „Conservarea diversităţii plantelor”, ediţia a II-a, Chişinău, 16–19 mai 2012, p. 96–102.

M. DUCA, M. NEDEALCOV, S. CLAPCO, V. IVANOV, Expansiunea lupoaiei în noile condiţii climatice pe teritoriul Republicii Moldova. Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei „Ştiinţele vieţii”, 2017, vol. 3(333), p. 156–166. M. DUCA, M. NEDEALCOV, S. CLAPCO, V. IVANOV, Influence of the enviromental conditions on virulence and distribution of Orobanche cumana Wallr. in the Republic of Moldova. Abstract Book – International Symposium Sunflower and climate change, Toulouse, France, February 5–6, 2018, p. 24.

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

48

49

Programele de control al plantelor din genul Orobanche trebuie să fie flexibile la expansiunea agricolă şi prietenoase mediului. Acestea pot fi realizate prin aplicarea unor măsuri:

preventive● aplicarea măsurilor care asigură diminuarea numărului

de semințe de lupoaie; ● înlăturarea și distrugerea prin ardere a lăstarilor de

Orobanche înainte de înflorire; ● utilizarea semințelor certificate pentru a fi siguri că

acestea nu sunt infestate.

agrotehnice● modificarea datei semănatului; ● aplicarea unor compuși ai azotului;● cultivarea concomitentă a câtorva culturi (intercropping)● revenirea culturii pe același teren minim peste 6 ani și● introducerea culturilor precum fasolea, lucerna, grâul și

ovăzul în asolament.

chimice ● utilizarea stimulatorilor sintetici, capabili să inducă

germinarea semințelor de lupoaie, care nu pot supraviețui în absența unei gazde adecvate și, respectiv, a surselor de nutriție;

● utilizarea erbicidelor de tipul glifosatului și a celor din grupul imidazolinonelor (IMI) sau al sulfonilureei.

biologice ● utilizarea antagoniștilor naturali (ex., insecte erbivore

oligo- și monofage, precum Phytomyza orobanchia, speciile de Fusarium, un șir de bacterii din genul Pseudomonas);

● obținerea și cultivarea hibrizilor rezistenți la lupoaie.

33%

4%

7%

4%

26%

26%

1 an

2 ani

3 ani

6 ani

4 ani

5 ani

Perioada de revenire a florii-soarelui pe același câmp

PROIECTE DE CERCETARE

2005–2006Proiect din cadrul Programului pentru Dezvoltarea Antreprenoriatului în Sectorul Tehnico-Ştiinţific în Republica Moldova (STEP)Testing and identification of some genotypes of Helianthus annuus with higer resistance to Orobanche cumana BPP-2005. CRDF-MRDA, Asociaţia de Cercetare şi Dezvoltare din Republica MoldovaConducătorul proiectului: dr., conf. univ. Angela PORT

2011Proiect pentru procurarea echipamentului ştiinţific11.220.10.05A: Investigarea potenţialului de rezistenţă la stresul biotic al diferitor genotipuri de floarea-soarelui (Helianthus annuus L.)Conducătorul proiectului: dr., conf. univ. Aliona GLIJIN

2013–2015Proiect din cadrul programului de colaborare între AȘM și Ministerul Federal al Educaţiei și Cercetării din Germania 13.820.15.10GA: Utilizarea microscopului holografic digital pentru studiul ţesuturilor biologice utilizând LabVIEWInstituția parteneră: Institutul de Optică Tehnică al Universității din StuttgartConducătorul proiectului: acad. Maria DUCA

2015–2016Bi-nationally Supervised Doctoral Degree „Sandwich”Study of the variability of Orobanche cumana populations infesting sunflower in different regions of Republic of Moldova Instituția parteneră: Universitatea Hohenheim, Stuttgart, GermaniaDeținător de proiect: Adriana ACCİU Coordonatori: acad. Maria DUCA, prof. Otmar SPRİNG

2015–2019Proiect instituţional de cercetări fundamentale15.817.05.03F: Rezistenţa florii-soarelui (Helianthus annuus L.) la lupoaie (Orobanche cumana Wallr.): mecanisme genetico-moleculare şi fiziologice. Conducătorul proiectului: acad. Maria DUCA

50

51

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

Universitatea de Stat „Dimitrie Cantemir” (anterior UnAȘM), în colaborare cu Soci-etatea Internațională a Florii-soarelui (International Sunflower Association (ISA), France) a organizat între 25 și 27 august 2011, la Chișinău, cel de-al doilea „International Symposium on Broomrape (Orobanche cumana) in Sunflower”. La eveniment au participat peste 100 de persoane, inclusiv 47 de savanţi notorii din străinătate (Argentina, Bulgaria, Federaţia Rusă, Franţa, Germania, Israel, România, Serbia, Turcia, Ucraina, Ungaria), care au reprezentat 6 universităţi şi 10 institute de cercetare. De asemenea, printre participanți s-au regăsit un șir de reprezentanţi ai companiilor private, producătoare de seminţe de floarea-soarelui, fermieri ș.a. Simpozionul a avut drept obiectiv schimbul de idei între cercetători privind studiul ameliorării rezistenţei genetice a florii-soarelui la Orobanche cumana Wallr., parti-cularităţile biochimice, fiziologice şi moleculare ale interacţiunii gazdă–parazit, diversitatea raselor şi răspândirea acestora în Europa şi în întreaga lume, metodele agrochimice de combatere a fitoparazitului etc.

TEZE DE DOCTOR

VICTORIA ROTARENCO (2007–2010)Specialitatea: 03.00.12 Fiziologia plantelor Titlul: Aspecte morfofiziologice şi genetice de interacţiune gazdă–parazit (Helianthus annuus L. – Orobanche cumana Wallr.)Conducător ştiinţific: acad. Maria Duca

ION GÎSCĂ (2011–2018)Specialitatea: 411.04 Ameliorarea şi producerea seminţelor Titlul: Aspecte privind parazitul florii-soarelui Orobanche cumana Wallr. cu referire specială la rezistenţa geneticăConducători ştiinţifici (co-tutelă): dr. Maria Joiţa-Păcureanu, Fundulea, România; acad. Maria Duca

OLESEA TABĂRĂ (2014–2019)Specialitatea: 164.02 Fiziologie vegetală Titlul: Estimarea modificărilor fiziologice și moleculare ale răspunsului defensiv în sistemul gazdă–parazit (Helianthus annuus L. – Orobanche cumana Wallr.) Conducător ştiinţific: acad. Maria Duca

ADRIANA ACCIU (2014–2019)Specialitatea: 162.01 Genetică vegetală Titlul: Variabilitatea genetico-moleculară și distribuția rasial-geografică a populațiilor de Orobanche cumana Wallr. din Republica Moldova Conducător ştiinţific: acad. Maria Duca

LUPO

AIA

Oro

banc

he c

uman

a W

allr.

52

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

1. Amri M., Abbes Z., Ben Youssef S., Bouhadida M., Ben Salah H., Kharrat M., Detection of the Parasitic Plant, Orobanche cumana on Sunflower (Helianthus annuus L.) in Tunisia. African Journal of Biotechnology, 2012, vol. 11(18), p. 4163–4167.

2. Arhiva Organizaţiilor Social-Politice a Republicii Moldova (AOSPRM), Fond 51, p. 58–65.3. Chater A.O., Webb D.A., Orobanche. In: Flora Europaea 3, eds by Tutin T.G,. Heywood V.H., Burges N.A., Moore D.M.,

Valentine D.H., Walters S.M., Webb D.A., Cambridge: Cambridge University Press, 1972, p. 286–293. 4. Eizenberg H., Shtienberg D., Silberbush M., Ephrath J.E., A new method for in-situ monitoring of the underground

development of Orobanche cumana in Sunflower (Helianthus annuus) with a Mini-rhizotron, Annals of Botany, 2005, vol. 96, p. 1137–1140.

5. Fernández-Martínez J.M., Pérez-Vich B., Velasco L., Sunflower broomrape (Orobanche cumana Wallr.). In: Sunflower oilseed chemistry, production, processing and utilization, eds Martínez-Force E., Dunford N.T., Salas J.J. (Champaign IL: AOCS Press), 2015, p. 129–156.

6. Fernández-Martínez J. M., Velasco L., Pérez-Vich B., Progress in research on breeding for resistance to broomrape. Helia, 2012, vol. 35(57), p. 47–56.

7. Habimana S., Nduwumuremyi A., Chinama J.D., Management of Orobanche in field crops: A review. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 2014, vol. 14(1), p. 43–62.

8. Jestin C., Lecomte V., Duroueix F., Current situation of sunflower broomrape in France. Proc. 3rd Int. Symp. on Broomrape (Orobanche spp.) in Sunflower, Córdoba, Spain, 2014, p. 28–31.

9. Maširević S., Medić-Pap S., Terzić A., Broomrape seed germination on nutritive media and possibility of its biological control, Helia, 2012, vol. 35(57), p. 79–86.

10. Morozov V.K., Sunflower breeding in USSR. Pishchepromizdat, Moscow, 1947, p. 274 [In Russian].11. Pineda-Martos R., Pujadas-Salvà A.J., Fernández-Martínez J.M., Stoyanov K., Velasco L., Pérez-Vich B., The genetic

structure of wild Orobanche cumana Wallr. (Orobanchaceae) populations in eastern Bulgaria reflects introgressions from weedy populations, Hindawi Publishing Corporation. Scientific World Journal, 2014, ID 150432:1–15.

12. Pineda-Martos R., Velasco L., Fernández-Escobar J., Fernández-Martínez J.M., Pérez-Vich B., Genetic diversity of sunflower broomrape (Orobanche cumana) Populations from Spain. Weed Res, 2013, vol. 53, p. 279–289.

13. Rechinger K.H., Flora Aegaea. Flora der Inseln und Halbinseln des ägäischen Meeres. Kaiserl. Akad. Wiss. Wien, Math. Naturwiss. Kl, Denkschr., 1943, 105/1.

14. Rodríguez-Ojeda M.I., Fernández-Martínez J.M., Velasco L., Pérez-Vich B., Extent of cross-fertilization in Orobanche cumana Wallr. Biol. Plant. 2013, vol. 57, p. 559–562.

15. Sharova P.G., Zaraziha opasnîi parazit podsolnecinika, Chișinău, 1977, p. 42 (in Russian).16. Skoric D., The genetics of sunflower. In: Sunflower Genetics and Breeding; Skoric D., Sakac Z., eds Serbian Academy of

Sciences and Arts: Novi Sad, Serbia, 2012, p. 1–163.

steliana clapco rodica martea lupoaia...în cultura florii-soarelui și expresia atacului de...

Documents