Institutul de Genetică,
Fiziologie şi Protecţie a Plantelor

În perioada 9-10 octombrie 2017, Institutul de Genetică, Fiziologie și Protecție a Plantelor al AȘM organizează Conferința științifică internațională „GENETICA, FIZIOLOGIA ŞI AMELIORAREA PLANTELOR” (ediția VI-a), ce are drept scop întrunirea specialiștilor din mediul academic preocupați de  genetica, ameliorarea și fiziologia vegetală.

 La 23 martie 2017, ora 14-00 (în Sala de şedinţe a Institutului de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al ASM, str. Pădurii, 20, et.II), în cadrul ședinței seminarului științific de profil la specialitatea 411.09.

În aspect fundamental:  

Prin metode moleculare de diagnostic al fitopatogenilor a fost identificată prezența agenților patogeni Candidatus Phytoplasma solani, fungilor genului Fusarium (F.graminearum, F. avenaceum, F. verticiloides, F. oxysporum, F. solani), g. Alternaria (A.alternata, A. solani) în diferite organe și faze ontogenetice ale plantelor de grâu, tomate și porumb. Agenții A. alternata şi F. avenaceum au fost atestați în organele plantele de grâu cu simptome de afecţiuni micotice, dar și în cele vizual sănătoase. F. oxysporum şi F.verticeloides au fost identificați în rădăcinile, tulpinile şi frunzele  de porumb la etapa de 4-6 frunze, în boabe de la etapa de lapte-ceară până la maturarea biologică.

 Reacțiile de răspuns ale genotipurile de tomate (soiuri, forme spontane, soiuri cu gene de rezistență la VMT) infectate cu virusuri (virusul aspermiei tomatelor - VAT, virusul mozaicului tutunului - VMT) au inclus schimbări specifice la plantele-gazdă cu toleranță sau rezistență exprimate la nivel histologic prin acumulări de diferită intensitate a α-tomatinei în tulpină și pețiol; printr-un grad mai înalt de dezvoltare a organitelor sistemei energetice (plastide, mitocondrii),  peroxizomilor, cea ce denotă un potențial defensiv mai major.

  La diferite etape ontogenetice de dezvoltare a regeneranții și descendenții variantelor VAT și VMT au fost atestate  modificări morfologice  confirmate prin perturbări în procesul de meioză (sporirea eliminărilor și distribuției neuniforme a cromozomilor urmate de generarea aneuploizilor), dovedind natura genetică a acestor modificări.

Au fost determinate particularitățile biologice ale unei tulpini de baculovirusuri perspective pentru combaterea noctuidelor dăunătoare, 3 sușe de bacterii sporifere și 3 tulpini de ciuperci microscopice cu proprietăți antagoniste, 4 sușe de bacterii entomopatogene, confirmată acțiunea lor împotriva agenților patogeni, ceea ce a deschis posibilități de elaborare a mijloacelor  microbiologice de perspectivă pentru combaterea organismelor dăunătoare la principalele grupe de culturi agricole.

În condiții in vitro a fost stabilită acțiunea tulpinii Bacillus subtilis CNMN-BB-08 asupra Pseudomonas syringae și  Erwinia amylovora, evidențiind rolul substratului nutritiv în manifestarea activităților antagoniste și apreciată eficiența combinației bacteriane P. aureofaciens CNMN-Ps-05 și P. fluorescens–Ps-06, față de fitopatogenul E. amylovora.

Sursa de variaţie a caracterelor de creştere şi dezvoltare ale grâului în fitopatosistemele grâu x  Fusarium spp., Helminthosporium avenae este determinată diferenţiat de componenţii acestora, ceea ce relevă plasticitatea organospecifică a plantelor în reacţia la patogeni. Gradul și orientarea diferită (+/-) a dominanței rezistenței sau sensibilității hibrizilor F₁ de grâu comun  de toamnă la maladiile fungice (septorioza, rugina brună și putrezirea rădăcinii) denotă  controlul genetic diferit (dominant sau recesiv) al moștenirii paternului de reacție al genotipurilor la maladiile menționate. Astfel, fiecare combinație hibridă de grâu necesită o abordare particulară la elaborarea suportului de decizii pentru selectarea genotipurilor rezistente. A fost elaborată o metodă expres de apreciere a ponderii factorului matern în formarea productivităţii spicelor de grâu.

În rezultatul studiului mezostructurii aparatului fotosintetic, activității fitohormonilor pe parcursul formării sindromului C₄, cineticii schimbului de CO₂ şi expresiei genelor enzimelor RuBPCO şi PEPC s-au evidenţiat 3 etape  intermediare: i) diferențierea și formarea structurilor proto-Kranț cu prevalarea expresiei genelor enzimei RuBPCO; ii) trecerea la C₂ tip de fotosinteză – pompa glicinei fotorespiratorice (prezența fotorespirației aparente în frunzele plantelor de porumb și lipsa fotorespirației aparente la spicul cerealelor); iii) organizarea structurală și funcțională a C₄-tipului de fotosinteză.

Aplicând fenomenul absenţei fotorespiraţiei aparente în organele reproductive ale plantelor C₃, prin procedee biotehnologice (cultura in vitro a țesuturilor), au fost reconstruite plante de cereale din ţesuturile organelor fotosintetic active ale spicului. Ca rezultat, a fost elaborată o nouă biotehnologie de majorare a fotosintezei (până la 60%), de reducere a fotorespiraţiei aparente (până la 74% faţă de martor) care contribuie la sporirea productivității plantelor. 

S-a stabilit dependența formării cros–toleranței de rezistența constitutivă a plantelor, care au suportat un stres moderat la primele etape ale ontogenezei. La plantele, expuse preliminar acțiunii secetei moderate se majorează rezistența integrală la deshidratare, arșiță și răcire. Formarea memoriei de stres la un anumit factor - seceta moderată, previn perturbările provocate și de alți factori, conferind memorie încrucișată la stres și toleranță complexă. Formarea memoriei încrucișate și cros–toleranței depind de potențialul rezistenței constitutive, capacitatea de autoreglare a status-ului apei, activitatea sistemelor de protecție antioxidantă și rezultatul neutralizării speciilor reactive de oxigen. Un component esențial al toleranţei la secetă este coeficientul economic al utilizării apei (EUA). În condiții de insuficiență de umiditate  EUA este veridic mai mare la plantele cu un potențial de rezistență constitutivă major.

             A fost depistata declanșarea cros-toleranței viței de vie la răcire (factor abiotic) și patogenul Plasmopara viticola (factor biotic) prin îmbunătăţirea regimului nutritiv al plantelor datorită aplicării complexului de microelemente și metaboliţilor tulpinilor de rizobacterii. 

          Au fost elucidate sursele de bază ale variabilității și particularităților de heritabilitate a indicilor gametofitului masculin la combinațiile hibride F₁, F₂, precum și la soiurile de tomate, grâu pe fundaluri cu A. alternata, temperaturi înalte și secetă.  

         În baza testării a 31 linii dublu haploide de porumb s-a evidenţiat o linie ce  a depășit cu 37% după productivitate forma iniţială, iar 3 - cu 12%.

S-a stabilit, că dimensiunea polenului la porumb  depinde preponderent de genotip (60,1%,), iar condiţiile anului (34,1%) sunt secundare. Au fost evidenţiate 8 linii inbreede cu adaptivitate înaltă la condiţiile extremale de cultivare. În soluţii osmotice variabilitatea dimensiunii polenului a fost determinată semnificativ de concentraţia de sorbit (49,6%), iar genotipul (46,9%). 

S-a constatat, că reducerea normelor de udare la culturile legumicole (tomate, ceapă) conduce la diminuarea cotei de evaporare sumară a apei la irigarea prin picurare şi eficientizarea consumului acesteia din depunerile atmosferice şi rezervele de umiditate a solului. Efectuarea udărilor la interval de 5 zile a contribuit la reducerea normei de irigare cu 30% şi obţinerea a 85,6 t/ha fructe de tomate şi 50,5 t/ha bulbi de ceapă, depăşind corespunzător nivelul de productivitate a sectoarelor fără irigare cu 172 şi 446%.

            A fost iniţiată crearea colecţiei de germoplasmă la viţa de vie, ce actual include 110 varietăți intra- și interspecifice. Hibrizii interspecifici (Vitis.vinifera L. x Muscadinia rotundifolia Michx.), se evidenţiază prin precocitate de maturizare a strugurilor, rezistenţă sporită față de temperaturile joase în perioada de iarnă (-29^oC), fiind cultivaţi pe rădăcini proprii şi posibilităţi de extindere în zonele climaterice, unde   soiurile de viţă de vie europene nu rezistă temperaturilor joase de iernare.  

 Au fost create 1258 linii şi hibrizi de sorg cu heterozigota Aa₁  ce asigură heterozis înalt după productivitate (80-90 t/ha

Au fost determinate 26 familii din ordinul Hymenoptera, dintre care 23 cu  modul de viața parazitoid, iar 2 Charipidae și Signiphoridae prioritare pentru combaterea dăunătorilor la prun.   Din totalul de insecte determinate Hymenoptera constituie 23,0% la plantele nectarifere şi 37,0% pe parcelele cu aplicare a semiochemicilor.

A fost elaborată o compoziţie nouă a feromonului de agregare a larvelor de vârstă a V-a a viermelui merelor (din 11componenţi) ce manifestă activitate de captare a larvelor de până la 60% mai mare cu o durată de şase ori mai îndelungată (2 luni față de 10 zile) comparativ cu compusul cunoscut (din 8 componenţi).

În aspect aplicativ:

A fost elaborată metoda de apreciere accelerată a rezistenţei primare plantelor de grâu la temperaturi înalte sau joase, ceea ce permite aprecierea capacităţii adaptive. Evaluarea separată a rezistenţei primare, adaptive şi prin evitare oferă posibilitatea estimării factorilor ce determină rezistenţa totală a diferitor genotipuri la temperaturi extremale (înalte şi ger). Metoda elaborată a asigurat utilizarea eficientă a reglatorului natural de creştere Reglalg pentru tratarea seminţelor înainte de semănat şi plantelor pe vegetaţie. Aplicarea Reglalgului în combinaţie cu îngrășămintele minerale pentru tratarea grâului pe vegetaţie a asigurat sporirea recoltei de la 3,7 t/ha până la 4,2 /ha.

 Au fost elaborate metode de obţinere a bioconjugatelor polimere cu conținut de bioreglatori naturali (Tomatozida, Verbascozida, Genistifoliozida) prin grefare (cu legături covalente stabile) şi prin imobilizare (cu legături chimice labile de hidrogen), utilizând ca suport mai multe tipuri de polimeri biodegradabili (polivinil-N-pirolidona, alcoolul polivinilic şi amidonul parţial oxidat).  

În direcția ameliorării plantelor medicinale și aromatice (PMA) a fost confirmată importanţa utilizării hibrizilor heterotici constanţi de S.sclarea în diversificarea bazei genetice, obţinerea genotipurilor, liniilor S_2-3 cu conţinut sporit de ulei esențial (UE), diferite perioade de precocitate, înflorire în primul an de vegetație. Create și evaluate 66 linii S₇-S₁₄, 158 hibrizi F₄-F₁₅ de șerlai; selectate linii cu conţinut de UE înalt (1,450-1,694 %). Testate în culturi comparative de concurs 11 soiuri cu productivitate 6,8-9,5 t/ha inflorescenţe, 19,2-31,7 kg/ha UE, randament UE 2,65-3,64 kg/t, productivitate în doi ani de cultivare: 8,3-12,3 t/ha inflorescenţe, 22-38,6 kg/ha UE, randament – 2,65-3,48 kg/t UE.

În culturi comparative de concurs au fost testate 8 soiuri-clone de levănțică și evidenţiate 2    cu conţinut sporit de UE (5,040-6,132 %), productivitate: 118,1-158,9 kg/ha, randament 19,1-23,1 kg/t UE.   

A fost menţinută, completată colecţia de PMA, ce include 120 taxoni.

Au fost caracterizate și evaluate peste 500 de soiuri, populații hibride, linii, forme mutante, specii sălbatice și evidențiate genotipuri de năut, tomate, ardei și pătlăgele vinete cu însușiri valoroase pentru ameliorare.  

La genotipurile de porumb s-a studiat un set de parametri morfologici și fiziologici ale boabelor în condițiile modelării îmbătrânirii accelerate, în rezultat a fost demonstrată posibilitatea utilizării potenţialului de păstrare al seminţelor în determinarea capacității de conservare a porumbului în colecții ex situ.

În baza ReGen au fost introduse datele de paşaport şi descriptive a 152 mostre de ardei şi 48 mostre de pătlăgele vinete. S-au efectuat lucrări privind structurarea sistemului informaţional pe un limbaj nou ce oferă posibilități suplimentare de documentare a resurselor genetice.

A fost studiată influența reglatorului natural de creștere Verbascozidă în concentrație de 0,01%, ce a permis evidențierea particularităților formării aparatului foliar și fotosintezei în dependență de activitatea relațiilor donator-acceptor și proceselor producționale ale pomilor soiurilor de păr Noiabriskaia și Vâstavocinaia.  Studiul biochimic al  fructelor soiurilor  de păr Noiabriskaia și Vâstavocinaia a scos în evidență avantajul păstrării lor în boxele cu mediu gazos modificat. Raportul de gaze 5% CO₂ și 3% O₂  s-a dovedit a fi benefic pentru ambele soiuri. Consumul substanțelor plastice la fructele ambelor soiuri de păr a fost mai redus decât în cazul păstrării lor în condițiile cu aplicarea inhibitorului de etilenă Fitomag și păstrării lor în condiții obișnuite. 

Estimarea tehnologiilor inofensive de protecție integrată a prunului în controlul impactului insectelor dăunătoare Grapholitha molesta, G. funebrana a demonstrat, că sterilizarea masculilor rezultată la aplicărea capcanelor feromonale (10-20 capcane/ha tratate cu insecticidul Admiral 10EC) a redus densitatea populației  G.molesta la 89,8% și 91,8% și G.funebrana la 90,8% și 93,6% comparativ cu varianta etalon – 69,3% și 73,3%.  

Reevaluarea particularităților etologice ale dăunătorilor Heliothis armigera, Ostrinia nubilalis și Agrotis segetum s-a constatat, că are loc extinderea termenilor de startare a zborului primei generații cu aproximativ 15 zile și a treia generație – cu circa 30 zile. Se atestă extinderea longevității stadiului nociv și agresivității dăunătorilor asupra culturilor preferabile și celor adiacente, în funcție de perioadele de maturare.  

 Au fost optimizați termenii și normele de lansare a entomofagilor Trichogramma și Bracon hebetor, reieșind din repartizarea spațială a complexului de buhe la culturile de porumb şi soia. Perfecționată metoda de extragere a substanțelor active din plantele genului Rheum și testată acțiunea lor asupra suprimării dezvoltării patogenilor (Fusarium graminerum, F. moniliforme) la porumb.

Elaborate Sistemul de avertizare a dezvoltării bolilor la viţa de vie, Modelul de evaluare a riscurilor pentru apariţia şi dezvoltarea făinării (Uncinula necator), Sistemul  de evaluare a riscurilor pentru apariţia şi dezvoltarea mildiului (Plasmopara viticola).

Modelele de  prognoză a dezvoltării bolilor şi dăunătorilor la măr, viţa de vie şi culturile legumicole, elaborate  și recomandate pentru utilizare operaţională în alte regiuni ale Europei au fost testate şi ajustate pentru adaptare la condiţiile Republicii Moldova şi propusă includerea lor în Sistemul Informaţional.

 A fost testată  capcana cu atractanţi şi surse de lumină  pentru monitorizarea şi capturarea dăunătorilor în sere, inclusiv a dăunătorului de carantină  - molia minieră a tomatelor (Tuta absoluta Meyerec).

În scopul protecţiei bioraţionale a culturilor legumicole în seră este propusă utilizarea semiochemicilor Santalum, Carvacrol şi Geraniol  cu activităţi biologice înalte şi efect complex acaricid şi aleirocid.

Au fost perfecționate procedee biotehnologice de producere a biomasei active a bacteriilor antagoniste și entomopatogene, ciupercilor microscopice antagoniste, baculovirusurilor și bacteriofagilor de perspectivă pentru elaborarea preparatelor biologice de protecție a culturilor cerealiere, legumicole și pomicole.

Au fost înaintate pentru brevetare soiurile: roiniţă (Melissa afficinalis L.) s.Lămăiţa; tomate (Solanum lycopersicum L.) s. Cireaşcă, s. Cerasus, s. Diva, s. Mia şi s. Flacăra; grâu comun de toamnă (Triticum aiesticum Desf.) s. Moldova 16; Triticale (Tritico secale Witt.) s.Ingen 54, 4 hibrizi interspecifici de viţă de vie proprii radiculari (Alexandrina, Nistreană, Malena şi Augustina), care au fost transmise la  CSTSP. 

   Au fost obținute adeverințe pentru soiurile de tomate Iulihirsutian, Anatolie, Vivat, Prichindel, Exclusiv şi triticale Ingen 40, grâu durum Hordeiforme 340.

A fost omologat soiul de grâu durum Hordeiforme 340, soiurile de tomate – Vivat, Prichindel, Exclusiv.