ibn.idsi.mdCreated Date 10/13/2017 9:31:53 AM

1

Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 2(332) 2017 Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 2(332) 2017

ISSN 1857-064X Categoria B

BULETINULACADEMIEI DE ŞTIINŢE A MOLDOVEI

Ştiinţele vieţii

ИЗВЕСТИЯАКАДЕМИИ НАУК МОЛДОВЫ

Науки о жизНи

JOURNALOF ACADEMY OF SCIENCES OF MOLDOVA

LIFE SCIENCES

2 (332) 2017

Chişinău

http://code-industry.net/

2

Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 2(332) 2017 Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 2(332) 2017Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 2(332) 2017 Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 2(332) 2017

COLEGIUL DE REDACŢIERedactor-şef

Teodor FURDUI Institutul de Fiziologie şi Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Fiziologia stresului, adaptării şi Sanocreatologie generală, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373)22 72 52 09; (+373) 069 97 25 38

Redactor-şef adjunctIon TODERAŞInstitutul de Zoologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Centrul de Cercetare a Invaziilor Biologice, Laboratorul de Sistematică şi Filogenie moleculară, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373)22 731255; E-mail: [email protected]

Secretar responsabilAlexandru CHIRILOVInstitutul de Fiziologie şi Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Fiziologia stresului, adaptării şi Sanocreatologie generală, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373) 22 725071; E-mail: [email protected]

Membri ai Colegiului de RedacţieLarisa ANDRONICInstitutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Biotehnologii Vegetale, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373)22 660409; E-mail: [email protected]

Vasile BOTNARI Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Genetica Rezistenţei Plantelor, doctor habilitat. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002, Chişinău, Republica Moldova. Tel: (+373)22 770447; (+373)22 550455; E-mаil: [email protected]

Liliana CEPOIInstitutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Ficobiotehnologie, doctor, conferenţiar Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Teл.: (+373) 22 725754; E-mail: [email protected]

Valentina CIOCHINĂInstitutul de Fiziologie şi Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Fiziologia stresului, adaptării şi Sanocreatologie generală, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Teл.: (+373)22 725152; E-mail: [email protected]

Gheorghe DUCAInstitutul de Chimie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Centrul Chimie Fizică şi Nanocompozite, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: bd. Ştefan cel Mare, 1, MD-2001 Chişinău, Republica Moldova. Tel/Fax.: (+373)22 27 14 78; E-mail: [email protected]

Maria DUCAUniversitatea Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Centrul universitar Genetică funcţională, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 3/2, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel: (+373)22 738016; E-mail: [email protected]

Nicolai DZIUBENCO Institutul de Cercetări în Fitotehnie “N.I. Vavilov”, director, doctor habilitat, profesor. Adresa:190000, Sankt-Petersburg, Rusia. Tel. (812)3142234; E-mail: [email protected]

Sebastian FLOQUETUniversitatea Versailles St. Quentin en Yvelines, Institutul Lavoisier din Versailles, “ IUF - Institutul Universitar francez”, Şcoala Doctorală MMIB, Universitatea din Paris-Saclau, professor asociat. Adresa: 45 avenue des Etats-Unis, 78035 Versailles, France. www.ilv.uvsq.fr; Tel.+33139254379; E-mail: [email protected] Marian-Traian GOMOIUComisia de Oceanografie – Limnologie a Academiei Române, Institutul Naţional de Cercetare–Dezvoltare pentru Geologie şi Geoecologie Marină – Filiala Constanţa, profesor titular la Universitatea din Constanţa, profesor emerit al Universităţii „Al. I. Cuza” Iaşi, membru titular al Academiei Române. Adresa: 336, Bd. Tomis, Cod 900 514, Constanţa, România. Tel. +40241 690366; E-mail: [email protected]



3


Victor LACUSTAUniversitatea de Stat de Medicină şi Farmacie „Nicolae Testemiţanu” din Republica Moldova, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: bd. Ştefan cel Mare şi Sfânt, 165, MD-2004 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373) 078051111; E-mail: [email protected]

Maria NEDEALCOVInstitutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Climatologie şi Riscuri de Mediu, membru corespondent, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel. (+373)22 739838; E-mail: [email protected]

Victor ROMANENCOInstitutul de Hidrobiologie al Academiei Naţionale de Ştiinţe a Ucrainei, Departamentul de Fiziologie Ecologică a Animalelor Acvatice, academician al ANŞU, doctor habilitat, profesor. Adresa: просп. Героїв Сталінграда, 12, Київ - 210, 04210, Україна. тел.: (044)4193981; E-mail: [email protected]

Valeriu RUDICInstitutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Ficobiotehnologie, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373)22 739878; E-mail: [email protected]

Gheorghe SINAcademia de Ştiinţe Agricole şi Silvice “Gheorghe Ionescu - Şişeşti”, preşedinte, membru corespondent al Academiei Române, profesor. Adresa: B-dul. Marasti Nr. 61, Sector 1, Cod 011464 Bucuresti, România. Tel.: +40-21-3184450, +40-21-3184451; E-mail: [email protected]

Sveatoslav SOROKOInstitutul de Fiziologie şi Biochimie evolutivă I.M. Secenov al Academiei de Ştiinţe a Federaţiei Ruse, laboratorul interinstituţional de cercetări ecologo - fiziologice comparative, membru corespondent al AŞ a FR, doctor habilitat, profesor. Adresa: 194223 Rusia, Sanct-Peterburg, bd. Torez, 44. Tel.: (812) 5627901; (812) 5596585; E-mail: [email protected]

Gheorghe ŞIŞCANUInstitutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Fiziologia Plantelor Pomicole şi Maturării Fructelor, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373) 069357299; E-mail: [email protected]

Laurenţia UNGUREANUInstitutul de Zoologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Hidrobiologie şi Ecotoxicologie, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (373)22 241623; E-mail: [email protected]

Andrei URSUInstitutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Geomorfologie şi Ecopedologie, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.(373) 22 728426; E-mail: [email protected]

Ediţie susţinută de Consiliul Suprem pentru Ştiinţă şi Dezvoltare Tehnologică al AŞM

Adresa redacţiei:MD - 2028 or. Chişinău, str. Academiei, l, etaj 3, birou 306.

Secţia de Ştiinţe Naturale şi Exacte a AŞMtel. (+373 22) 72 50 71

E-mail: [email protected]; [email protected]

Tehnoredactare computerizată: Victor CIOCÂRLAN

Format 70x108 1/16. Tiraj 200Tipografia AŞM, str. Petru Movilă, 8. MD-2004;

Chişinău, Republica Moldova


4


COLECTIVELE DE REDACŢIEFiziologia şi Sanocreatologia

Redactor-şefTeodor FURDUI, Institutul de Fiziologie şi Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Fiziologia stresului, adaptării şi Sanocreatologie generală, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373)22 72 52 09; (+373) 069972538

Redactor-şef adjunctValentina CIOCHINĂ, Institutul de Fiziologie şi Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Fiziologia stresului, adaptării şi Sanocreatologie generală, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373)22 725152; E-mail: [email protected]

Secretar responsabil Valeria VRABIE, Institutul de Fiziologie şi Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, director adjunct pe probleme de ştiinţă, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373) 22 72 96 07; E-mail: [email protected]

Membri ai Colectivului de RedacţieVictor LACUSTA, Universitatea de Stat de Medicină şi Farmacie „Nicolae Testemiţanu” din Republica Moldova, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: bd. Ştefan cel Mare şi Sfânt, 165, MD-2004 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373) 078051111; E-mail: [email protected]

Sveatoslav SOROKO, Institutul de Fiziologie şi Biochimie evolutivă I.M. Secenov al Academiei de Ştiinţe a Federaţiei Ruse, laboratorul interinstituţional de cercetări ecologo-fiziologice comparative, membru corespondent al AŞ a FR, doctor habilitat, profesor. Adresa: 194223 Rusia, Sanct-Peterburg, bd. Torez, 44. Tel.: (812) 562-79-01; (812) 559-65-85; E-mail: [email protected]

Vladimir ŞEPTIŢCHI, Institutul de Fiziologie şi Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Alimentaţie şi Digestie Sanocreatologică, doctor habilitat, conferenţiar. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel. (+373) 069753782; E-mail: [email protected]

Fiziologia şi Biochimia plantelorRedactor-şef

Gheorghe ŞIŞCANU, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Fiziologia Plantelor Pomicole şi Maturării Fructelor, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova.Tel.:(+373)069 35 72 99; E-mail: [email protected]

Redactor-şef adjunctNicolae BALAUR, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Bioenergetica, membru correspondent, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373) 22 55 60 96; E-mail: [email protected]

Secretar responsabilLilia Brânză, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Nutriţia Minerală şi Regimul Hidric al Plantelor, doctor conf.. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel. (+373)22 53 59 90; E-mail: [email protected]

Membri ai Colectivului de RedacţieAlexandru DASCALIUC, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Biochimia plantelor, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel. (+373) 22 53 01 77; E-mail: [email protected]

Gheorghe SIN, Academia de Ştiinţe Agricole şi Silvice “Gheorghe Ionescu - Şişeşti”, preşedinte, membru corespondent al Academiei Române, profesor, România. Adresa: B-dul. Marasti Nr. 61, Sector 1, Bucuresti, Cod 011464. Tel.:+40-21-3184450, +40-21-3184451; E-mail: [email protected]

Anastasia ŞTEFÎRŢĂ, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Nutriţia Minerală şi Regimul Hidric al Plantelor, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel. (+373)22 53 59 90; E-mail: [email protected]

Gheorghe TUDORACHE, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Nutriţia Minerală şi Regimul Hidric al Plantelor, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel. (+373) 22 21-05-02;



5


Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea

Redactor-şefMaria DUCA, Universitatea Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Centrul universitar Genetică funcţională, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 3/2, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel: (+373)22 73 80 16; E-mail: [email protected]

Redactor-şef adjunctVasile BOTNARI, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Genetica Rezistenţei Plantelor, doctor habilitat. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel: (+373)22 77 04 47; E-mаil: [email protected]

Secretar responsabil

Larisa ANDRONIC, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Biotehnologii Vegetale, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel.:(+373)22 66-04-09; E-mail: [email protected]

Membri ai Colectivului de RedacţieEugenia COTENCO, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Genetica Rezistenţei Plantelor, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel: (+373)22 66 04 24; E-mаil: [email protected]

Nicolai DZIUBENCO, Institutul de Cercetări în Fitotehnie “N.I. Vavilov”, director, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. B. Morskaya, 42-44, 190000, Sankt-Petersburg, Rusia. Tel. (812) 314-22-34; E-mail: [email protected]

Maria GONCEARIUC, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Plante Aromatice şi Medicinale, doctor habilitat, conferenţiar. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel: (+373)22 66 03 94; E-mаil: [email protected]

Galina LUPAŞCU, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Genetica Aplicată, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel: (+373)22 521179; E-mail: [email protected]

Zoologia

Redactor-şefIon TODERAŞ, Institutul de Zoologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Centrul de Cercetare a Invaziilor Biologice, Laboratorul de Sistematică şi Filogenie moleculară, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373)22 731255; E-mail: [email protected]

Redactor-şef adjunctLaurenţia UNGUREANU, Institutul de Zoologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Hidrobiologie şi Ecotoxicologie, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (373)22 241623; E-mail: [email protected]

Secretar responsabilLivia CALESTRU, Institutul de Zoologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Entomologie, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Academiei,1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (373)22 73-71-09; E-mail: [email protected]

Membri ai Colectivului de RedacţieGalina BUŞMACHIU, Institutul de Zoologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Entomologie, doctor habilitat. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (373)069 676 151; E-mail: [email protected]

Dumitru MURARIU, Institutul de Speologie „Emil Racoviță”, membru corespondent al Academiei Române. Adresa: Calea 13 Septembrie, Nr. 13, Cod 050711, Sector 5, București, România. Tel.: 021.318.81.32; E-mail: [email protected]

Andrei MUNTEANU, Institutul de Zoologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul ornitologie, doctor, profesor. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (373)22 725566; E-mail: [email protected]

Serghei Andreevici OSTROUMOV, Universitatea de Stat din Moscova M.V. Lomonosov, Facultatea de Biologie, doctor habilitat, profesor. Adresa: 119234, Rusia, Moscova, Leninskie gorâ, 1, bl.12, Facultatea de biologie a USM Тел.: (495) 939-27-76.


6


Microbiologia şi Biotehnologia

Redactor-şefValeriu RUDIC, Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei , Laboratorul Ficobiotehnologie, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373)22 73 98 78, E-mail: [email protected]

Redactor-şef adjunctLiliana CEPOI, Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Ficobiotehnologie, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373) 22 72 57 54; E-mail: [email protected]

Secretar responsabilVera MISCU, Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Ficobiotehnologie, doctor, conferenţiar. Adresa: str.Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373) 22 72 57 54; E-mail: [email protected]

Membri ai Colectivului de RedacţieSteliana CLAPCO, Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Enzimologie, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373) 22 73 98 24; E-mail: [email protected]

Ludmila RUDI, Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Ficobiotehnologie, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373) 22 72 53 06; E-mail: [email protected]

Vitalie SAMOIL Universitatea Massachusetts, Departamentul Ştiinţe Veterinare şi Zoologice, Institutul de Parazitologie, Amherst, USA, doctor. Adresa: 661 N Pleasant St, Amherst, MA 01003, USA. E-mail: [email protected]

Leonid VOLOŞCIUC, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Fitopatologie şi Biotehnologie, doctor habilitat, conferenţiar. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373)22 77 04 92; E-mail: [email protected]

Ecologia şi GeografiaRedactor-şef

Maria NEDEALCOV, Institutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Climatologie şi Riscuri de Mediu, membru corespondent, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel. (+373)22 73-98-38; Email: [email protected]

Redactor-şef adjunctVasile STEGĂRESCU, Institutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Ecosisteme Naturale şi Antropizate, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel. (+373)22 739838; E-mail: [email protected]

Secretar responsabilIurii BEJAN, Institutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Geografia Peisajelor, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373)22 739838; E-mail: [email protected]

Membri ai Colectivului de RedacţieLiviu APOSTOL, Universitatea „Al.I. Cuza”,Iaşi, România, Facultatea de Geografie şi Geologie, doctor, profesor. Adresa: B-dul Carol I, 22, RO 700505, Iaşi, România. Tel.: (+40)744569344; E-mail: [email protected] Ion DEDIU, Institutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Ecourbanistică, membru corespondent, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.: (+373)22 72 16 43; E-mail: [email protected] Maria SANDU, Institutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Ecosisteme Naturale şi Antropizate, doctor, conferenţiar. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel. (+373)22 72 55 42; E-mail: [email protected]

Vladimir TODIRAŞ, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Prognoze şi Analize Fitosanitare, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova. Tel:(+373)22 56 83 57; E-mail: [email protected]

Andrei URSU, Institutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Laboratorul Geomorfologie şi Ecopedologie, academician, doctor habilitat, profesor. Adresa: str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova. Tel.(373) 22 72 84 26; E-mail: [email protected]

Articole de fond



7


ARTICOLE DE FOND

ПСИХИКА. ПСИХИЧЕСКОЕ ЗДОРОВЬЕ. ПСИХИЧЕСКИЕ РАССТРОЙСТВА.

ФЕНОМЕНОЛОГИЯ ИХ ЭКСТЕРИОРИЗАЦИИ.I. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПСИХИКЕ, О ПСИХИЧЕСКОМ ЗДОРОВЬЕ И ОБ ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИХ

РАССТРОЙСТВАХ ПСИХИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ И НОВЫЕ ИХ КОНЦЕПЦИИ С ПОЗИЦИИ ПСИХОСАНОКРЕАТОЛОГИИ.

(Лекция на пленарном заседании тринадцатого международного междисциплинарного конгресса «Neuroscience for Medicine and Psychology»)

Фурдуй Федор И., Чокинэ Валентина К., Фурдуй Влада Ф., Глижин Алена Г., Врабие Валерия Г., Березовская Елена С.

Институт физиологии и санокреатологии Академии наук Молдовы

RezumatRealizarea obiectivelor psihosanocreatologiei privind formarea și menţinerea dirijată a sănătăţii psihice este posibilă doar în baza fenomenelor fundamentale ale psihologiei – psihica, sănătatea psihică și tulburările psihice, ce constă în analiza sistemelor de viziuni contemporane, esenţei acestora și mecanismelor de dezvoltare, prin prisma posibilei utilizări în psihosanocreatologie, care succint este prezentată în raport. Concomitent sunt examinate interpretările de bază ale acestor fenomene, cauzele imposibilităţii utilizării lor de către specialiști în activitatea practică, în deosebi, în psihosanocreatologie.Sunt relatate premizele știinţifice și unele principii ale psihosanocreatologiei, care au stat la baza elaborării noilor concepte referitor la fenomenele psihice menţionate, la componentele lor constitutive, la factorii și mecanismele de formare și păstrare a lor, care elucidează căile de creare și menţinere dirijată a sănătăţii mintale.Cuvinte cheie: psihosanocreatologie, psihică, sănătate psihică, tulburări ontogenetice ale sănătăţii psihice, sanocreatologie, concepte. Depus la redacţie 11 iulie 2017 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- Adresa pentru corespondenţă: Ciochină Valentina, Institutul de Fiziologie şi Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova; e-mail: [email protected]; tel. (+373 22) 73-71-42

Многоуважаемая Председатель Организационного Комитета ХIII Международного Междисциплинарного Конгресса «Нейронаука для

медицины и психологии» д. б. н. Елена Владимировна Лосева!

Многоуважаемые участники Конгресса!Как Вы могли узнать из программы, мой доклад, совместно с моими

коллегами, посвящен психике, психическому здоровью и психическим расстройствам, феноменам, представляющим несомненный интерес, как для нейронауки и санокреатологии, так и для медицины и психологии. Цель доклада состоит в том, чтобы через призму недавно созданного научного направления – Психосанокреатология, осуществить анализ современного состояния

Articole de fond


8


изученности этих фундаментальных феноменов, их распространенность в современном обществе, и представить Вашему вниманию наше видение и пути решения проблемы психического здоровья, с учетом задач психосанокреатологии.

Хотя мы с самого начала отдавали себе отчет в сложности представления доклада по столь дискуссионным, неустоявшимся проблемам, достаточно известных широкому кругу специалистов, однако, учитывая актуальность и множество причин, которые по важности не уступают одна другой, мы все-таки решились на этот шаг.

Основные причины, которые детерминировали нас обсудить эти вопросы, следующие:

неоправданное привлечение современным обществом наиболее одаренных 1) кадров, наиболее выдающихся научно-технических достижений и основных материальных и бюджетных ресурсов не на решение проблемы здоровья, включая и психическое здоровье, являющееся самым ценным достоянием человека, а на создание средств и технических устройств, предназначенных для разрушения того, что им же, обществом, уже было создано;отсутствие общепринятого представления о сущности и о путях решения 2) проблем психики, психического здоровья и психических расстройств;высокая распространенность психических расстройств, ставшая угрозой 3) ускорения психической деградации и дальнейшей прогрессивной эволюции человечества.

Ярким подтверждением сказанного является, хотя бы то, что в Европе от психических заболеваний в 2010 году, по данным Исполкома Европейской Коллегии Нейропсихофармакологии (ECNP) страдали 38,2% населения, т. е. психическими заболеваниями страдали 164,8 млн человек – это больше, чем болеющих кардиоваскулярными и онкологическими заболеваниями, вместе взятыми [1].

И еще. По данным ВОЗ, если в настоящее время каждый 4-5 житель страдает от психических расстройств [2], то к 2020 году – депрессия выйдет на I место в структуре заболеваемости и станет заболеванием № 1 среди неинфекционных болезней.

Сказанное свидетельствует о наличии кризисного состояния в изучении проблемы психики, психического здоровья и психических расстройств, что послужило основанием представить для обсуждения современное положение в изучении этих столь важных, на наш взгляд, для дальнейшего развития общества, проблем. К тому же, необходимость представления этого доклада была обусловлена возникновением и развитием в последнее время Психосанокреатологии – основной задачей которой является целенаправленное формирование и поддержание психического здоровья [12, 14, 16, 17, 19] и эволюцией, которая невозможна без общепринятых представлений о смысловом содержании таких основополагающих феноменов, как психика, психическое здоровье, психические расстройства.

Перед тем, как непосредственно рассмотреть суть представлений указанных основных понятий психологии, являющихся и для психосанокреатологии главными, посчитали своим долгом отметить вклад русских, советских и российских ученых в раскрытии сущности психики: И. М. Сеченова,

Articole de fond Articole de fond



9


И. П. Павлова, В. М. Бехтерева, А. А. Ухтомского, П. К. Анохина, Л. С. Выготского, А. Н. Леонтьева, А. Р. Лурье, С. П. Рубинштейна, В. П. Зинченко, М. Г. Айрапетянца, В. Н. Мясищева, Б. М. Теплова и др.

Хотя, истоки понятия «Психика» связывают с именем Аристотеля и его последователя Декарта, и в течение многих веков оно обозначалось термином «душа», а попытка формулировки этого понятия была предпринята в конце 19 века, вокруг которой велась острая полемика и, как не парадоксально, до настоящего момента отсутствует его общепринятая дефиниция.

Сошлемся на некоторые из этих определений:в Большой психологической энциклопедии (2007), авторами которой 1) являются Л. А. Карпенко, А. В. Петровский и М. Г. Ярошевский, психика определяется как «высшая форма взаимосвязи живых существ с предметным миром, выраженная в их способности реализовать свои побуждения и действовать на основе информации о нем» [3]; в Большом психологическом словаре (2003), изданном под редакцией 2) Б. Г. Мещерякова и академика В. П. Зинченко, психика формируется как «форма активного отображения субъектом объективной реальности, возникшая в процессе взаимодействия высокоорганизованных живых существ с внешним миром и осуществляющая в их поведении (деятельности) регулятивную функцию» [4]; в книге «3) История психологии» А. Н. Ждана (2012) под психикой понимается «системное свойство высокоорганизованной материи, заключающееся в активном отражении субъектом объективного мира, в построении им неотчуждаемой от него картины мира и саморегуляции на этой основе своего поведения и деятельности» [6]; в «4) Методологических основах психологии» (2010) В. В. Константинов представляет психику как «общее понятие, обозначающее совокупность всех психических явлений, изучаемых психологией» [7].по мнению У. Джемса, изложенному в своей «5) Психологии» (1991), «психика предстает, прежде всего, как центральный организатор и регулятор целостного поведения всего организма» [5].

Даже при поверхностном ознакомлении с вышеуказанными определениями можно легко заметить не только отсутствие единого взгляда на такое основополагающее в деятельности человека явление, как психика, составляющая основной предмет изучения психологии, но и то, что существующие определения далеко не раскрывают суть феномена субъективной жизни, обнаруживающего себя в поведении или сознании человека.

Не углубляясь в анализ каждого определения, отметим, что такие известные выражения, лежащие в основе этих дефиниций, как «свойство высокоорганизованной материи», «высшая форма взаимосвязи живых существ с предметным миром», «общее понятие, обозначающее все психические явления, изучаемые психологией», мало что дают для разъяснения сути психики и не ориентируют соответствующих специалистов в плане организации научной и практической деятельности.

Отсутствие четкой дефиниции понятия «психика» объясняется многими факторами, но главными из них, на наш взгляд, являются исключительная сложность и малоизученность психики, как таковой.



10


Необходимость определиться по поводу понятия «психика» была обусловлена и тем, что по сегодняшний день во многих научных и популярных работах не дифференцируются понятия «психика» и «сознание», при этом, продолжая использовать их как синонимы, хотя, согласно нашим представлениям, о чем было сказано на прошлом Конгрессе, существующие определения, и имеют много общего, но для них не характерна синонимичность, ибо понятие «сознание» – это высший уровень психических процессов с превалированием когнитивных процессов.

Отмеченное выше разногласие во мнениях относительно сущности феномена психики, однако, не мешает и не является непреодолимым препятствием к научному исследованию конкретных аспектов психической деятельности. Вместе с тем, для решения основной задачи психосанокреатологии – направленное формирование и поддержание психического здоровья, естественно, необходимо было определиться относительно сущности и самого понятия «психика», при этом мы понимали, что дать исчерпывающее определение такому сложному феномену как «психика», это практически недостижимый идеал, всё же мы осмелились разработать и представить Вашему вниманию новую дефиницию.

Разработанное нами новое видение феномена «психика» базируется на концепции, согласно которой психика, как таковая, с субъективно-переживаемыми процессами и состояниями, обусловлена онтогенетически детерминированными потребностями, социальными факторами, ситуациями и повседневной деятельностью, является основой поведения и деятельности человека, определена протеканием нейро-физиологических и энерго-информационных процессов мозга.

С позиции этой концепции и основных положений психосанокреатологии предлагается следующее определение понятия «психика».

Психика ‒ это совокупность субъективно-переживаемых сознательных и бессознательных процессов, реакций и явлений, генерируемых нейро-физиологическими, нейро-химическими, нейропсихическими и энерго-информационными процессами высшей нервной деятельности, предопределяемых генетической программой развития организма, функциональностью ЦНС и нейрохимической системы и обуславливаемых онтогенетически детерминированными потребностями, побуждениями, психогенными событиями и факторами повседневной и прошлой жизни, творческой и другого характера деятельности человека и проявляющихся через ощущения, восприятия, речь, память, сознание, креативность, мотивацию, эмоции, принятие решения, сон и т. п., активно отображающие непосредственно или опережающе реальный и идеальный мир, на базе чего формируются представления (обобщенный образ) об окружающем мире, о себе, организуются и контролируются жизненные отправления, поведение, ориентация, управление, деятельность для удовлетворения постоянно возникающих различных потребностей и его жизнеобеспечения.

Естественно, возникает вопрос о том, в чем преимущество этого определения, по сравнению с другими? Оно состоит в том, что предлагаемая дефиниция феномена «психика», на наш взгляд, раскрывает ее суть, указывает, чем обусловлено её развитие, рефлектирует через какие психические реакции она проявляется, рассматривает какова главная функция психики и посредством




11


каких психических реакций проявляется. Главное, концепция указывает пути целенаправленного влияния на формирование психики, являющиеся столь важными для решения задач психосанокреатологии.

Направленное формирование и поддержание психического здоровья предполагало необходимость определиться относительно не только феномена «психика», но и «психическое здоровье», для которого, по сегодняшний день, как и для феномена «психика», нет общепринятого представления.

Хотя на одном из предыдущих конгрессов мы вкратце коснулись разработанного нами определения «психическое здоровье», но в связи с рассмотрением феномена «психика», и, учитывая непосредственную их взаимосвязь, посчитали



12


целесообразным представить Вам и концепцию о психическом здоровье. Для того, чтобы показать преимущество разработанной нами концепции о психическом здоровье, предлагаем Вашему вниманию некоторые существующие, наиболее распространенные их определения.

Их насчитывается более 60-и, но все они, по существу, в той или иной степени, повторяют смысл дефиниции ВОЗ, опубликованной в 2007 году, согласно которой «психическое здоровье можно представить как состояние благополучия, при котором каждый человек может реализовать свой собственный потенциал, справляться с обычными жизненными стрессами, продуктивно и плодотворно работать, а также вносить вклад в жизнь своего сообщества» [9, 11].

В США и Великобритании, и в целом в англоязычных публикациях, вместо понятия «Психическое здоровье» используется «Mental Health», которое трактуется, как нормальное протекание психических функций, обеспечивающих продуктивную деятельность, установление отношений с другими людьми и способность адаптироваться к изменениям и справляться с неприятностями, а само психическое здоровье составляет основу интеллектуальной деятельности и коммуникативных навыков, эмоциональности, устойчивости и самоуважения.

На постсоветском пространстве «Психическое здоровье» стали рассматривать только 1985 году, в словаре известных психологов А. В. Петровского и М. Г. Ярошевского. Оно определялось, как «состояние душевного благополучия, характеризующееся отсутствием болезненных психических проявлений и обеспечивающее регуляцию поведения и деятельности, адекватную условиям окружающей действительности» [8].

В представлении Т. Б. Дмитриевой и Б. С. Положий (2009) психическое здоровье «это такое состояние психики индивида, которое характеризуется цельностью и гармоничностью всех психических функций организма, обеспечивающих чувство субъективной психической комфортности, способность к целенаправленной осознанной деятельности и адекватные (с учетом этно-культуральных критериев) формы поведения» [10].

Приведенные дефиниции, как и многие другие, свидетельствуют не только об отсутствии общепринятого представления о самом феномене «психическое здоровье», о недостаточной его изученности, но они также недостаточно рефлектируют и суть психического здоровья, условия, принципы и возможные пути его направленного формирования, из-за чего существующие дефиниции не могут быть использованы в психосанокреатологии, что и предопределило необходимость разработки новой концепции.

Концепция о психическом здоровье, предложенная нами, базируется на представлении о том, что оно, хотя и предопределено генетической программой развития организма, но не передается по наследству, формируется и поддерживается в процессе онтогенеза под влиянием социальных факторов, научения, творческой деятельности, посредством направленного влияния, с учетом периодов роста и развития организма, и за счет этих же воздействий возможно предупредить преждевременную психическую деградацию [13, 16].

Психическое здоровье – это интегрированное сложное многомерное относительно устойчивое состояние высшей деятельности нервной системы организма с личностными характеристиками, детерминированное




13


поликомпонентными нейроструктурами (нейропсихическими блоками) (нейрофизиологический, когнитивный, эмоционально-чувственный, социально-поведенческий, личностно-смысловой компонент), предпосылкой становления которого является генетическая программа развития, реализуемая вследствие взаимодействия субъекта с социальной средой: эмбриона и плода с организмом матери в антенатальном периоде; ребенка и матери – в постнатальном периоде; влияния психо-социальной среды в процессе ознакомления с окружающим миром и ассимиляцией знаний в ходе научения, работы и творческой деятельности, за счет механизмов:

модуляции функций нейрофизиологической интегральной системы и I) нейрохимической системы мозга, генетически детерминированных и зависимых от влияния ансамбля факторов среды;системогенеза психофункциональных систем, формирующихся в онтогенезе II) в процессе познавательной, социальной, трудовой и другой деятельности;образования оценочно-исполнительных систем посредством III) прогнозируемой функции эмоций в процессе действия психогенных факторов и оценки адекватности своих и чужих действий, степени тревожности и благоприятности для жизнедеятельности организма,

проявляющихся:структурной целостностью и функциональностью ЦНС при ненарушенном 1) мозговом кровообращении;адекватным психическим отражением мозгом внутренней среды организма 2) через потребности, ощущения удовольствия-неудовольствия, ощущения боли и др.;адекватным психическим отражением мозгом внешней среды через: 3) «совершенные» чувственные образы объективной реальности, когнитивные процессы, понятия, навыки, речь, представления, отражающие реальный мир, осознанное поведение, деятельность, ориентирование в социуме, коммуникабельность, уравновешивание эмоционально-волевой сферы; способности к произвольной регуляции своих психических процессов;креативностью, умением предвидения; 4) потребностью противостоять воздействиям и намерениям, могущим нанести 5) вред себе, обществу или природе;личностно-смысловой идентичностью;6)

Триггером формирования и поддержания психического здоровья являются потребности, установки, мотивации, целенаправленная психо-социальная активность и др.

Разработанная концепция выгодно отличается от существующих тем, что она: рассматривает психическое здоровье, как многомерное состояние высшей нервной деятельности, формирующееся в онтогенезе; указывает за счет каких факторов и условий и за счет функциональной активности каких нейропсихических блоков детерминируется психическое здоровье, и через какие психические процессы оно экстериоризируется.



14


Главное преимущество разработанной концепции, состоит в том, что она обозначает пути решения основной задачи психосанокреатологии – направленное




15


формирование и поддержание психического здоровья, за счет контролируемого влияния психогенных факторов, научения, воспитания, креативной деятельности и др., сенсорного контакта с окружающим миром, что и предопределило ее значимость и целесообразность использования в проведении исследований в области психосанокреатологии.

Среди других задач, которые предстояло решить для направленного формирования и поддержания психического здоровья [15, 18, 19], была и задача определиться относительно концепции о психических расстройствах.

Концепция о психических расстройствах базировалась на представлении о том, что:

психическое здоровье не передается по наследству, а создается в онтогенезе;психическое здоровье формируется под влиянием социальных и культуральных факторов, научения, воспитания, образа жизни, которые при определенных обстоятельствах могут приобрести патогенетический характер;ни психическое здоровье, ни психические расстройства не имеют точно детерминированных лимитов их проявления, а имеют целую палитру вариаций.

Онтогенетические расстройства психического здоровья при интегрированности и функциональности ЦНС и нейрохимической системы в филогенетически детерминированных лимитах, представляют собой сложные, многомерные относительно устойчивые или рецидивирующие онтогенетические нарушения функций нейроструктур мозга (нейропсихических блоков) (когнитивный, поведенческий, коммуникативный, эмоционально-чувственный, нейро-физиологический, личностно-смысловой компонент), формирующих психическое здоровье, онтогенетически обусловленные: хроническим или экстремальным перенапряжением функциональной активности соответствующих блоков, вследствие интенсивного, продолжительного чрезвычайного влияния факторов социальной и культуральной среды, научения, воспитания, образа жизни, психогенного стресса и пр.; и/или депривацией, нонфункционированием нейропсихических блоков или нарушением доброжелательных взаимоотношений с социальной средой, нонимпринтированием необходимости выполнения требований законов, морали, этики, отсутствием навыков преодоления жизненных трудностей и знаний о поддержании психического здоровья; и/или экзогенным потенцированным хроническим состоянием дисфории или эйфории, обусловленным генетически детерминированными эмоциями; и/или нарушением системной циркуляции мозга, нейрохимическими и сомато-вегетативными расстройствами, которые предопределяют: развитие дисфункций нейропсихических блоков (расстройства поведения, эмоций, речи, памяти, личности, аффективного настроения, диссоциативные нарушения и др.); и/или дискоординацию нейропсихических и психо-соматических процессов; и/или неадекватное восприятие и субъективное рефлектирование мозгом внутренней и внешней среды; и/или нарушение ориентации во времени и пространстве, произвольной регуляции психических процессов, адаптации организма к среде



16


обитания, способности противостоять своим и чужим намерениям, могущим нанести вред себе, обществу или природе.

Приоритетность вышеуказанной концепции состоит в том, что она отражает: факторы, действия которых могут иметь патогенетический характер; нейропсихические блоки, детерминирующие онтогенетические расстройства; пути и физиологические механизмы, которые обуславливают онтогенетические психические расстройства, и, тем самым, она может служить репером в изучении




17


механизмов развития онтогенетических психических расстройств и в разработке методов их профилактики.

Согласно этой концепции, субъектами с психическими расстройствами могут считаться те, у которых выявляются:

расстройства функций нейропсихических блоков (когнитивный, коммуникативный, эмоционально-чувственный, поведенческий и личностно-смысловой компонент),

неадекватная перцепция (диссаногенные иллюзии, галлюцинации), восприятие и рефлектирование мозгом внутренней и внешней среды,

нарушение ориентации, произвольной регуляции психических процессов, социальной адаптации, системной циркуляции мозга,

нарушение способности противостоять своим и чужим намерениям, могущим нанести вред себе, обществу или природе.

Важно подчеркнуть, что, согласно концепции об онтогенетических психических расстройствах, психогенными факторами риска, при интегрированности и функциональности центральной нервной системы, могут становиться те из них, действия которых на организм вызывают предельное перенапряжение нейропсихических процессов и функций нейропсихических блоков, формирующих психическое здоровье, за счет высокой интенсивности и продолжительности влияния факторов риска, приобретая, тем самым, диссаногенный или морбигенный характер и провоцируя нарушения нейропсихических процессов и функций нейропсихических блоков, их дискоординацию и, как следствие, развитие психических расстройств, особенности манифестации которых зависят от специфики нейропсихических процессов и функций, вовлеченных в возникновение диссаногеных, психо-морбидных нарушений.

Следовательно, психогенные факторы могут пробрести психодиссаногенный характер, если их интенсивность и продолжительность провоцируют предельную перенапреженность и дискоординацию нейропсихических процессов и функций нейропсихических блоков, формирующих психическое здоровье, или нарушение системной циркуляции мозга или полное исключение их действия, депривацию, т. е. лишение или значительное ограничение сенсорного контакта субъекта с окружающей средой, особенно социальной, что необходимо учитывать при разработке методов направленного формирования и поддержания психического здоровья.

Рассмотренные концепции о психике, о психическом здоровье, об онтогенетических психических нарушениях, по существу, с позиции психосанокреатологии, составляют целостное представление об основных психических феноменах, составляющих научную основу направленного формирования психики, создания и поддержания психического здоровья, профилактики онтогенетических психических расстройств и раскрывают возможные пути решения проблем психического здоровья.

Работа была выполнена в рамках фундаментального проекта: 15.817.04.01 F „Sănătatea psihică, exteriorizarea ei, teste şi tehnologie de estimare, dezvoltarea sistemului de clasificare a acesteia”.



18


ЛитератураKerri Smith1. Mental disorders affect more than a third of Europeans // Published online

5 September 2011 | Nature | doi:10.1038/news.2011.514.Mental health atlas 2014, World Health Organization 2015, -72 p.2. Большая психологическая энциклопедия // под ред. А. В. Петровского, М. Г. 3.

Ярошевского. М.: Педагогика, 2007, -544 с.Большой психологический словарь // Под ред. Мещерякова Б.Г., Зинченко В. П. 4.

СПб.: Еврознак; М.: Олма-Пресс, 2003, -666 с.Джемс У.5. Психология / Под ред. Петровской Л. А. М.: Педагогика, 1991, -368 с.Ждан А. Н.6. История психологии: от античности к современности: Учебник для

студ. М., 2012, -592 с.Константинов В. В.7. Методологические основы психологии: учебное пособие

// В. В. Константинов. СПб.: Питер, 2010, -240 с.Краткий психологический словарь (сб. под ред. А. В. Петровского, М. Г. 8.

Ярошевского). М.: Политиздат, 1985, -431 с.Психическое здоровье: укрепление психического здоровья. // ВОЗ, Информационный 9.

бюллетень № 220, 2007 г.Руководство по социальной психиатрии. // Под ред. Дмитриевой Т. Б., Положего 10.

Б. С. М.: МИА, 2009, -544 с. Устав (Конституция) принят Международной конференцией здравоохранения, 11.

проходившей в Нью-Йорке с 19 июня по 22 июля 1946 г., подписан 22 июля 1946 г. представителями 61 страны (Off. Rec. Wld Hlth Org., 2, 100) и вступил в силу 7 апреля 1948 года. Поправки, принятые Двадцать шестой, Двадцать девятой, Тридцать девятой и Пятьдесят первой сессиями Всемирной ассамблеи здравоохранения (резолюции WHA26.37, WHA29.38, WHA39.6 и WHA51.23), вступили в силу 3 февраля 1977 г., 20 января 1984 г., 11 июля 1994 г. и 15 сентября 2005 г., -26 с.

Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К.12. Психосанокреатологическая концепция. Генетически и онтогенетически обусловленные системы, участвующие в формировании и поддержании психического здоровья. //Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. 2012, 3(318):4-23.

Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Вуду Л. Ф.13. Новое видение о психическом здоровье. //В сб.: Materialele Congresului VII al Fiziologilor din Republica Moldova „Fiziologia şi sănătatea”. Ch.: Tip. AŞM, 2012, с. 11-18.

Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Фурдуй В. Ф.14. Психосанокреатология и уровни психического здоровья I. Предпосылки разработки системы классификации психического здоровья (Лекция на пленарном заседании X-го Международного междисциплинарного конгресса «Нейронаука для медицины и психологии). //Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. 2014, 2(323):4-11.

Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Фурдуй В. Ф.15. Психосанокреатология и уровни психического здоровья 2. Симптоматика, присущая разным психофизиологическим и психическим состояниям и разработка первого варианта классификации уровней психического здоровья (Лекция на пленарном заседании X-го Международного междисциплинарного конгресса «Нейронаука для медицины и психологии»). //Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. 2014, 2(323):12-24.

Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Фурдуй В. Ф., Вуду Г. А., Балмуш В. В., Бешетя 16. Т. С., Георгиу З. Б., Штирбу Е. И., Вуду Л. Ф., Фрунзе Р. И. Санокретологическая теория психического здоровья. I. Основные современные представления о психическом здоровье. //Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. 2012, 1(316):4-14.

Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Фурдуй В. Ф., Вуду Л. Ф.17. Психическое здоровье с позиции санокретологии и системогенеза (Лекция на VIII-ом Международном междисциплинарном конгрессе «Нейронаука для медицины и психологии»). //Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. 2012, 2(317):4-11.




19


Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Фурдуй В. Ф., Глижин А. Г., Врабие В. Г.18. Психосанокреатология, классификация индивидуальных уровней психического здоровья и пути их идентификации. //Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. 2016, 3(330): 7-25.

Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Фурдуй В. Ф., Глижин А. Г., Врабие В. Г., 19. Шептицкий В. А. Научные и практические основы санокреатологии. Т. 1. Проблема здоровья. Санокреатология. Потребность общества в ее развитии. Кишинэу: Типография АНМ, 2016, -227 с.

РОЛЬ ПОВЕДЕНИЯ, ЭМОЦИЙ И КОММУНИКАЦИИ В РАЗВИТИИ ПСИХИЧЕСКИХ РАССТРОЙСТВ. ИХ

ФЕНОМЕНОЛОГИЯ(Доклад на заседании секции «Sanocreatology, formation and maintenance of Mental Health» тринадцатого международного междисциплинарного

конгресса «Neuroscience for Medicine and Psychology»)Фурдуй Федор И., Чокинэ Валентина К., Глижин Алена Г.,

Фурдуй Влада Ф., Врабие Валерия Г., Березовская Елена С., Георгиу Зинаида Б., Житарь Юрий Н.


RezumatÎn raport sunt abordate două probleme de mare importanţă pentru psihosanocreatologie, psihiatrie și psihologie: problema tulburărilor ontogenetice psihice și a rolului comportamentului, emoţiilor și comunicării în manifestarea acestora și problema fenomenologiei exteriorizării dissanogeniei comportamentului, emoţiilor și comunicării.Problema tulburărilor ontogenetice psihice rămâne nerezolvată, despre ce denotă incidenţa înaltă a tulburărilor psihice și pronosticul Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii, privind faptul, că în viitorul apropiat depresia va ocupa primul loc în structura morbidităţii maladiilor neinvazive. Aceasta demonstrează necesitatea unei noi abordări a mecanismelor dezvoltării dereglărilor ontogenetice psihice și rolul comportamentului, emoţiilor și comunicării în manifestarea lor, viziune nouă, prezentată și examinată la ședinţa secţiei „Sanocreatology, formation and maintenance of Mental Health” din cadrul congresului „Neuroscience for Medicine and Psychology”.A doua problemă, care rezultă din prima, constă în determinarea indicatorilor ce se utilizează în diagnosticarea unităţilor nozologice în Clasificatorul Internaţional al Bolilor (capitolul V) și identificarea lor conform exteriorizării comportamentului, emoţiilor și comunicării. Ca bază în determinarea fenomenologiei dissanogenităţii acestor procese psihice, concomitent au servit și conceptele despre comportamentul dissanogen, emoţiile dissanogene și comunicarea dissanogenă. În temeiul celor menţionate au fost estimaţi cei mai reprezentativi dissanoindicatori ai comportamentului, emoţiilor și comunicării. Cuvinte cheie: psihosanocreatologie, sănătate psihică, comportament, emoţii, comunicare, tulburări ontogenetice ale sănătăţii psihice, dissanoindicatori. Depus la redacţie 12 iulie 2017 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- Adresa pentru corespondenţă: Ciochină Valentina, Institutul de Fiziologie şi Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-



20


2028 Chişinău, Republica Moldova; e-mail: [email protected]; tel. (+373 22) 73-71-42

Многоуважаемые участники заседания секции«Санокреатология, формирование и поддержание психического здоровья»!

Хорошо известно, что психика и психическое здоровье экстериоризируются посредством поведения, эмоций и коммуникации [4, 7]. Их феноменология используется в психиатрии, как индикатор определения различных нозологических единиц психических расстройств. Однако, на сегодняшний день не существует общепринятого представления как о роли поведения, эмоций и коммуникации в патогенезе различных психических нарушений и в направленном формировании и поддержании психического здоровья, так и о феноменологии их экстериоризации.

С развитием психосанокреатологии [7, 2, 5], имеющей своей целью направленно формировать и поддерживать психическое здоровье [3, 6], остро встал вопрос о выявлении не только саногенной, но и диссаногенной феноменологии психического здоровья. Естественно, необходимо было концептуально и практически определиться относительно специфики таковых.

При решении этого вопроса мы базировались на основных положениях психосанокреатологии о том, что:

психические процессы – поведение, эмоции и коммуникация в значительной 1) степени рефлектируют не только общее состояние психического здоровья, но и относительную специфику их функционального уровня; индикаторы, отражающие указанные психические процессы, обладают 2) различной информативностью, репрезентативностью функциональной активности поведения, эмоций и коммуникации и их расстройств; при определенных обстоятельствах, в процессе онтогенеза, психогенные 3) факторы, формирующие психическое здоровье, могут приобретать патогенный характер;психика и психическое здоровье не передаются по наследству, а 4) формируются в онтогенезе; при интегрированности и функциональности ЦНС и нейрохимической 5) системы в филогенетически детерминированных лимитах, психическое здоровье и его расстройства обусловлены влиянием социально значимых факторов: социальной среды, творческой и другой деятельности, образа жизни, психогенного стресса и др.; ни психическое здоровье, ни его расстройства не имеют точно 6) детерминированных лимитов их проявления, а характеризуются целой палитрой вариаций.

Указанные положения легли в основу концепции об онтогенетических расстройствах психического здоровья, которая представлена в виде схемы (рис. 1.).

Для выявления индикаторов, рефлектирующих онтогенетические расстройства психического здоровья, необходимо было, в первую очередь, разобраться относительно диагностических критериев психических расстройств,




21


используемых для идентификации конкретных нозологических единиц Международным классификатором болезней (10 пересмотра), в V главе которого описываются более 400 нозологических единиц, для каждой из которой предложены соответствующие психические критерии (в общей сложности их более 300) [1].

Рисунок 1. Схема концепции об онтогенетических расстройствах психического здоровья.



22


Изучив на базе анализа системы симптоматических критериев МКБ-10 (глава 5) и оценочных инструментов, позволяющих диагностировать соответствующие нозологические единицы психических расстройств, в частности:

какие диагностические критерии из всех 10 рубрик базируются на 1) феноменологии, рефлектирующей поведение, эмоции и коммуникацию; для каких конкретных психических заболеваний используются индикаторы, 2) отражающие нарушения поведения, эмоций, коммуникации; посредством каких конкретных феноменологических показателей 3) проявляются указанные психические процессы, было установлено в какой степени использованы эти психические процессы – поведение, эмоции и коммуникация в качестве диагностических критериев распознавания различных нозологических единиц.

Анализ феноменологии, вышеупомянутых нозологических единиц психических расстройств, показал, что диссаногенное поведение проявляется посредством: около 90 индикаторов, рефлектирующих непосредственно или опосредованно поведенческую сферу; около 50 индикаторов, отражающих непосредственно или опосредованно эмоциональную сферу; около 20 индикаторов, экстериоризирующих непосредственно или опосредованно коммуникативную сферу (рис. 2), большинство из которых являются неспецифичными для указанных диссаногенных психических процессов.

Рисунок 2. Соотношение индикаторов поведенческой, эмоциональной и коммуникативной сферы, использованных в описании феноменологии психических расстройств.

Из общего количества 416 форм, диагностируемых нозологических единиц психических расстройств, симптоматика 356 (85,6%) отражает нарушения поведенческой, 88 (24,7%) – эмоциональной и 44 (10,1%) – коммуникативной сферы (рис. 3).

На наш взгляд, преобладание у большей части нозологических психических расстройств диссанофеноменологии поведенческого и эмоционального характера, свидетельствует об особо важной роли эмоционально-чувственного и поведенческого блоков, формирующих эти нейро-психические реакции в развитии психических расстройств.




23


Тот факт, что для диагностики различных нозологических единиц психических расстройств использовались индикаторы, являющиеся общими для многих нозологий, свидетельствует о том, что в развитие и проявление конкретных психических расстройств вовлечены не один, а несколько нейропсихических блоков, поэтому для уточнения заболевания рекомендуется идентифицировать не менее 3-5 критериев.

Рисунок 3. Соотношение форм, диагностируемых нозологических единиц психических расстройств, отражающих симптоматику нарушения поведенческой, эмоциональной и коммуникативной сферы.

Для определения наиболее репрезентативных феноменологических диссаноиндикаторов поведения, эмоций и коммуникации, в первую очередь, надо было разобраться, что следует иметь в виду, с позиции концепции об онтогенетических психических расстройствах, под понятием «диссаногенное поведение», «диссаногенные эмоции» и «диссаногенная коммуникация».

Основой для определения наиболее репрезентативных феноменологических индикаторов, рефлектирующих диссаногению эмоций, поведения и коммуникации, послужили концепции о диссаногенных поведении, эмоциях и коммуникации, которые базировались на представлениях об: онтогенетических психических расстройствах, факторах и условиях их вызывающих, феноменологии экстериоризации и их последствиях для психического здоровья.

Диссаногенное поведение представляет собой экстериоризацию психического состояния, обусловленного нейро-физиологическими, нейро-химическими и психическими процессами и предопределяемого потребностями, побуждениями, социальными, физическими, химическими и экологическими факторами, и проявляющегося посредством несообразных и неадекватных: динамической или статической активности как организма в целом, так и отдельных органов; физиологических и психических реакций; неосознанных действий, инициированных и реализуемых субъектом, дискоординирующих функции жизненно важных органов, психические процессы и психосоматические взаимоотношения и нарушающих саногенность собственную и других людей, полноценную реализацию жизненных потребностей, адаптацию и рациональное использование компонентов окружающей среды, благоприятную социальную обстановку, реализацию саногенного интеллектуального потенциала, реализацию



24


саногенности гаметогенеза, не обеспечивающих соблюдение юридических, культурных, моральных норм, нанося вред себе, другим и окружающей среде.

Рисунок 4. Схема концепции о диссаногенном поведении.

Диссаногенные эмоции представляют собой психические реакции, обусловленные незамедлительной субъективной неадекватной оценкой значимости реальных и воображаемых психогенных ситуаций, факторов, событий, эндогенного состояния организма и отношений между реальностью и воображениями, и/или искаженного предвидения их последствий, или реальностью и воображениями неадекватной мобилизации организма действовать, или адекватной оценкой значимости, воздействующих психогенных факторов и предвидения невозможности устранения последствий продолжительного действия психогенных факторов при постоянной мобилизации организма, через призму ожиданий посредством различных поведенческих, коммуникативных,




25


физиологических проявлений, не сопровождаемых состоянием удовлетворенности и не обеспечивающих саногенность организма, благоприятную социальную среду, саногенность гаметогенеза, нанося вред себе, другим и природе.

Рисунок 5. Схема концепции о диссаногенных эмоциях.

Диссаногенная коммуникация представляет собой осознанный или неосознанный психический процесс, проявляющийся неадекватным или агрессивным взаимодействием субъектов, участвующих в передаче и приеме информации посредством звуков, слов, жестов, общепринятой речевой артикуляции, действий, мыслей, эмоций и т. д., через различные каналы (зрительный, слуховой, обонятельный, осязательный, мышечный),



26


экстериоризирующийся чувством неудовольствия, нарушением саногенности психического состояния участников коммуникации, созданием неблагоприятной социальной среды, нарушением моральных, этических и юридических норм, с нанесением ущерба социуму.

Рисунок 6. Схема концепции о диссаногенной комуникации.

На базе указанных концепций и анализа наиболее часто встречаемых эмоциональных, поведенческих и коммуникативных диагностических индикаторов нозологических психотических расстройств были определены наиболее репрезентативные феноменологические индикаторы диссаногенных эмоций, поведения и коммуникации.

Наиболее репрезентативные феноменологические диссаноиндикаторы:

Поведение неконтролируемость поведения; • конфликтное, агрессивное поведение; • поведение несообразное потребностям, социальным и экологическим • факторам;поведение, не соответствующее юридическим, культурным и • моральным нормам; расторможенное или заторможенное поведение; •




27


гиперкинетические, тикозные расстройства поведения; • недоброжелательное, неблагоразумное, неосмысленное поведение, • вызывающее социальный дискомфорт.

Эмоции долговременное непрерывное проявление врожденных эмоций (боль, • неудовольствие / удовольствие, страх, тревога, гнев); неконтролируемость эмоций и эмоциональной лабильности, • немотивированные колебания в проявлении эмоций; аффективные расстройства настроения; • дисфория, раздражительность или апатия;• непреодолимая тревога или фобия (страх), хроническое фрустрирование; • расторможение влечений без учета их последствий (участие в антисоциальных • и антиморальных актах).

Коммуникация фонологические расстройства; • коммуникативная агрессия; • ускоренный или замедленный темп речи;• расстройства рецептивной или экспрессивной речи, спеллингование; • снижение разговорчивости или общительности, или повышенная • разговорчивость.

Диссаноиндикаторы поликомпонентной информативности неадекватное отражение объективной реальности; • долговременное состояние неудовлетворенности; • нанесение вреда кому- или чему-либо; • отсутствие креативности; • создание неблагоприятной социальной среды;• неосознанная деятельность; • нарушение координации жизненно важных органов и систем; • дезориентация в событиях, пространстве, неправильное представление о • ком- или о чем-либо; состояние общего недомогания, повышенной утомляемости, вялости, • депрессии; неспособность адаптироваться к условиям жизнедеятельности; • неспособность противостоять намерениям, могущим нанести вред себе и/• или другим.

В процессе эволюции поведение, эмоции и коммуникации сыграли главную и существенную роль в обеспечении выживания Homo sapiens, который на всем протяжении своей эволюции встречался со многими, угрожающими его жизни факторами.

Для того, чтобы Homo sapiens выжил и существовал в опасных для его жизни условиях, он должен был обладать способностями адекватно и своевременно оценивать значимость тех или иных факторов, предвидеть их влияние на его организм, осуществлять мобилизацию физических и физиологических потенций организма для самозащиты или извлечения из них пользы.



28


Это стало возможным за счет таких психических реакций, как поведение, эмоции и коммуникации. Эмоции обеспечивали оценку значимости и возможных последствий влияния факторов внешней и внутренней среды организма, коммуникации ‒ совместные действия членов социума, а поведение – соответствующую физическую активность организма (для нападения, убегания или фрустрирования). Одним словом, они сыграли в процессе эволюции Homo sapiens биологически полезную саногенную роль.

Важно подчеркнуть, что эти психические реакции возникли и играли саногенную роль при кратковременном действии психогенных факторов, ибо, благодаря эмоциям с их функциями оценки и предвидения значимости последствий их влияния и мобилизации организма, проявляющихся через поведение, направленное на устранение угрожающего фактора, организм самосохранялся. С устранением опасности, эмоции диминуировали или уступали место состоянию удовольствия и необходимость в активном поведении отпадала, а физиологические параметры организма возвращались к исходному уровню.

Но в случае, если факторы, обуславливающие эти нейропсихические реакции, действовали продолжительное время из-за невозможности их устранения, то эмоции с их функциями, поведение и коммуникация проявляются на всем протяжении существующей опасности, вследствие чего физиологические функции органов и систем и нейропсихические процессы, обеспечивающие мобилизацию организма, находятся в состоянии хронического перенапряжения, т. е. эмоции, поведение и коммуникация приобретают диссаногенный характер.

Диссаногенная роль эмоций, поведения и коммуникации с развитием цивилизации и научно-технической революции становится все более и более ощутимой. Дело в том, что эволюция общества ассоциируется с резким увеличением количества и интенсификацией хронического действия психогенных факторов, устранение которых, фактически, не представляется возможным, из-за чего эмоции, поведение и коммуникации приобретают патогенетическую роль в возникновении многих психо-соматических заболеваний современного общества.

Работа была выполнена в рамках фундаментального проекта: 15.817.04.01 F „Sănătatea psihică, exteriorizarea ei, teste şi tehnologie de estimare, dezvoltarea sistemului de clasificare a acesteia”.

ЛитератураInternational Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems (Tenth 1.

Revision), Volume 1. Cap. V (Mental and behavioural disorders), Geneva 1992, - 698 p.Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К.2. Психосанокреатологическая концепция. Генетически и

онтогенетически обусловленные системы, участвующие в формировании и поддержании психического здоровья. //Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. 2012, 3(318):4-23.

Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Вуду Л. Ф.3. Новое видение о психическом здоровье. //Materialele Congresului VII al Fiziologilor din Republica Moldova „Fiziologia şi sănătatea”. Ch.: Tip. AŞM, 2012, с. 11-18.

Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Фурдуй В. Ф.4. Психосанокреатология и уровни психического здоровья I. Предпосылки разработки системы классификации психического здоровья (Лекция на пленарном заседании X-го Международного междисциплинарного

Articole de fond Fiziologia şi Sanocreatologia



29


конгресса «Нейронаука для медицины и психологии). //Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. 2014, 2(323):4-11.

Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Фурдуй В. Ф., Вуду Г. А., Балмуш В. В., Бешетя Т. 5. С., Георгиу З. Б., Штирбу Е. И., Вуду Л. Ф., Фрунзе Р. И. Санокретологическая теория психического здоровья. I. Основные современные представления о психическом здоровье. //Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. 2012, 1(316):4-14.

Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Фурдуй В. Ф., Вуду Л. Ф.6. Психическое здоровье с позиции санокретологии и системогенеза (Лекция на VIII-ом Международном междисциплинарном конгрессе «Нейронаука для медицины и психологии»). //Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. 2012, 2(317):4-11.

Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Фурдуй В. Ф., Глижин А. Г., Врабие В. Г., Шептицкий 7. В. А. Научные и практические основы санокреатологии. Т. 1. Проблема здоровья. Санокреатология. Потребность общества в ее развитии. Кишинэу: Типография АНМ, 2016, -227 с.

FIZIOLOGIA ŞI SANOCREATOLOGIA

РОЛЬ ЭМОЦИЙ В САНОГЕННОЙ И ДИССАНОГЕННОЙ ФУНКЦИИ СЕРДЦА

(Доклад на заседании секции «Sanocreatology, formation and maintenance of Mental Health» тринадцатого международного междисциплинарного

конгресса «Neuroscience for Medicine and Psychology»)

Чокинэ Валентина К.


RezumatExistenţa interacţiunii strânse între funcţia cordului şi emoţii este cunoscută de demult. Investigaţiile ample în acest plan au condiţionat apariţia unei discipline noi – psihocardiologia, care studiază influenţa emoţiilor, a factorilor psihosociali, a statutului psihic asupra activităţii cordului, precum şi în apariţia diverselor dereglări. Însă până în prezent nu este stabilit în ce circumstanţe, condiţii, rolul acestor factori, destul de specifici pentru cord, este patogenetic sau sanogenic, fără de care este dificil de prognozat efectul scontat al influenţei unui sau alt factor psihosocial, deoarece după cum este cunoscut atât emoţiile, cât şi stresul psihic pot să sporească sau să diminueze potenţialul morfo-funcţional al cordului. Necesitatea de a stabili în prealabil vectorul posibilelor consecinţe ale influenţei unor sau altor emoţii şi ale stresului psihic asupra stării funcţionale a cordului a fost argumentată şi de necesitatea cardiosanocreatologiei, care se dezvoltă în limitele sanocreatologiei şi, care studiază mecanismele biologice şi psihosociale, procesele de reglare ale activităţii cordului în diverse perioade ontogenetice cu scopul de a lărgi orizontul formării şi menţinerii dirijate a sănătăţii cordului, ca o posibilitate nouă de sporire a potenţialului morfo-funcţional al cordului.În acest scop a fost necesar de clarificat referitor la natura, condiţiile, caracteristica emoţiilor, care determină consecinţele influenţei lor asupra organismului. Reieşind din cele expuse, T. Furdui în colaborare cu alţi cercetători au elaborat conceptul, conform căruia emoţiile după natura lor sunt biologic argumentate, deoarece ele sunt concepute pentru a mobiliza organismul la acţiune: în cazul manifestării de scurtă durată şi la

Articole de fond Fiziologia şi Sanocreatologia


30


eliminarea factorilor şi a condiţiilor care le provoacă, starea cordului revine la nivelul iniţial al activităţii funcţionale, emoţiile au un rol sanogen; iar atunci când cauzele care generează emoţii continuă să influenţeze şi după punerea în aplicare a acţiunii, starea psihică a organismului rămâne tensionată, din ce cauză, nu se normalizează nici starea fiziologică a cordului – emoţiile au un rol dissanogen. Deci, în cazul în care emoţiile de scurtă durată condiţionează mobilizarea organismului la acţiune, elimină cauzele care le provoacă, iar starea sistemului cardiovascular imediat se restabileşte la nivelul iniţial, atunci efectul lor poate fi considerat sanogen, iar emoţiile, izvorul generator al cărora nu este eliminat şi starea psihică continuă să fie tensionată din ce cauză şi activitatea funcţională a cordului rămâne la fel tensionată, atunci influenţa lor capătă un caracter dissanogen.Este necesar de menţionat, că fiecare emoţie poate avea atât influenţă sanogenă, cât şi dissanogenă asupra cordului. Aceasta depinde, în special de importanţa socială a factorului emoţional, de durata şi intensitatea emoţiei, de activitatea organismului privind eliminarea cauzelor emoţiogene, de tipurile şi caracterul comportamentului şi starea iniţială a funcţiei sistemului cardiovascular.Cuvinte cheie: cardiosanocreatologie, psihocardiologia, emoţie, caracter sanogen, caracter dissanogen. Depus la redacţie 07 august 2017 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Ciochină Valentina, Institutul de Fiziologie şi Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova; e-mail: [email protected]; tel. (+373 22) 73-71-42

Хорошо известно, что психический стресс, эмоции оказывают сильное влияние на когнитивные, поведенческие и другие компоненты, формирующие психическое здоровье, вплоть до провоцирования кардиодиссаногений и развития таких сердечнососудистых заболеваний, как: артериальная гипертензия, инфаркт миокарда, кардиопатия и даже смерть, факт, который детерминировал его признание как одного из факторов риска заболеваний сердца, роль которого, становится все более значимой в развитии кардиодиссаногений. При этом признано, что с повышением уровня интеллектуальности общества, урбанизации, глобализации, экономических, демографических и социальных кризисов, психический стресс, эмоции будут доминировать среди всех других возможных факторов риска диссаногений.

По данным Elliott M. Antman, Andrew P. Selwyn, Joseph Loscalzo [1], Thomas A. Caziano, J.Michael Caziano [11], Thomas A. Gaziano, Dorairaj Prabhakaran J. Michael Gaziano [12] сердечнососудистые заболевания не только в настоящее время, но и в будущем будут превалировать в структуре общих заболеваний. Но уже сегодня, психический стресс, эмоции являются самой распространенной причиной DALY (количество лет, утраченных вследствие инвалидности и преждевременной смертности) и главной причиной смерти в мировом масштабе: от сердечнососудистых заболеваний в мире умирают около 30%, а в развитых странах – около 40% населения. В 2001 году кардиоваскулярные болезни были причиной 29% смертей в международном масштабе, и 14% из 1,5 млрд общего показателя DALY [8; 10]. Прогнозируется, что в 2030 году, когда численность населения достигнет 8,2 млрд человек, смертность от сердечнососудистых

Fiziologia şi Sanocreatologia Fiziologia şi Sanocreatologia



31


заболеваний составит 32,5% от всех смертей. Ежегодная смертность от кардиоваскулярных заболеваний в 2010 году составляла 18,1 млн человек, а прогноз к 2030 году – 24,2 млн. Смертность людей в возрасте 35-64 лет останется высокой и в последующие 35 лет.

Имеется достаточно исследований относительно факторов риска кардиопатий (липиды, гиподинамия, курение и др.), однако, специалисты кардиологи считают, что в большей степени они обусловлены симпатикотоническим образом жизни, влиянием психогенного стресса. Научно-техническое развитие общества, сопровождаемое тенденцией постоянного увеличения количества психогенных факторов и ситуаций, генерирующих психический стресс, особенно отрицательно сказывающегося на состоянии сердечнососудистой системы, предопределило возникновение дисциплины – психокардиологии, а с развитием санокреатологии и – кардиосанокреатологии, первая из которых призвана заниматься изучением влияния психосоциального фактора психического стресса на деятельность сердца и развитие его расстройств, а вторая – кардиосанокреатология – исследованием механизмов и факторов, формирующих здоровье сердца, и разработкой способов и методов направленного формирования и поддержания морфо-функционального статуса, с тем, чтобы он обеспечил саногенную функцию сердца при стрессогенном прессинге настоящего и будущего.

Вместе с тем, и психокардиология, и кардиосанокреатология заинтересованы установить, при каких обстоятельствах, условиях психосоциальные факторы, могут вызвать, с одной стороны, саногенную, а с другой стороны – диссаногенную деятельность сердца, т.е., чем детерминируется, что одни и те же психогенные факторы, вызывающие стресс, могут быть или этиопатогенетическими, или саногеническими, без чего трудно прогнозировать ожидаемый эффект от того или иного психосоциального фактора.

Не менее важно было проанализировать существующие концепции и определиться относительно коннотации понятий «психический стресс», «эмоции», «эмоциональный стресс», которые в научной литературе часто приравниваются и используются как эквивалентные. В этой связи, естественно, мы апеллировали к существующим современным представлениям о психическом стрессе, эмоциональном стрессе и эмоциях.

Хотя в последние годы значительно возросло число публикаций по психическому стрессу, эмоциям и эмоциональному стрессу, затрагивающие самые различные стороны психики человека, однако, еще не достигнуто, не только концептуального, но даже терминологического единства. Трактовка, как будет видно из представленных некоторых определений понятий «психический стресс» и «эмоциональный стресс», весьма многообразна и достаточно часто психический стресс сводится к эмоциональным реакциям, эмоциональному стрессу.

Основатель теории стресса Х. Селье [9] определял психический стресс, как общую реакцию организма на ряд внешних стрессорных агентов (исключались внутренние стрессорные факторы) физической, химической, биологической и психической природы. Согласно Iamandescu I. B. [3; 4] и Fritzsche K. [2], стресс представляет собой ответную реакцию, осязаемую как усилия субъекта



32


на физическую нагрузку (соматическую и/или психическую), вызванную различными внутренними или внешними воздействиями стресс-факторов.

Что касается психического стресса, то отметим лишь две наиболее распространенные дефиниции. Маклаков А. Г. [13] считает, что психический стресс можно охарактеризовать как состояние организма, возникающее в процессе взаимодействия индивида с внешней средой, сопровождающееся значительным эмоциональным напряжением, в условиях, когда нормальная адаптивная реакция оказывается недостаточной.

Юнусова С. Г., Розенталь А. Н., Балтина Т. В. [22] под психическим стрессом понимают особое психическое состояние, характеризующееся неспецифическими системными изменениями активности психики человека, выражающими ее организацию и мобилизацию, в связи с возникшими повышенными требованиями новой ситуации.

Понятие об эмоциональном стрессе ввел Ричард Лазарус [6; 7]. Согласно его мнению, эмоциональный стресс понимается как «активация познавательной деятельности, посредством которой человек определяет для себя степень угрозы и сопоставляет возникновение трудностей с собственными возможностями их преодоления».

Судаков К. В. [14; 15; 17] определял, эмоциональный стресс как «состояние ярко выраженного психоэмоционального переживания человеком конфликтных жизненных ситуаций, которые остро или длительно ограничивают удовлетворение его социальных или биологических потребностей».

В тождественности взглядов на психический и эмоциональный стресс можно удостовериться при ознакомлении с определением, данным этим понятиям автором учебного пособия для вузов и слушателей курсов «Общая психология», Маклаковым А. Г.: «Психический стресс, эмоциональный стресс, психологический стресс — эмоциональная напряжённость, психическая напряжённость, понятие, отражающее разновидность общей системной реакции (адаптационного синдрома) индивида с характерными симптомами на воздействие внутренних и внешних факторов информационной природы. Термином психологический стресс у человека называется состояния тревожности, конфликта, эмоционального расстройства, переживания угрозы безопасности, неудачи, досады и прочее» [13].

Такого рода взгляды, которые уравнивают, по существу, психику и эмоции, неправомочны и создают терминологическую неразбериху.

Психический стресс не может считаться идентичным эмоциональному стрессу, поскольку они разного уровня психические явления: эмоции, как таковые, составляют один из множества компонентов, формирующих психику.

Это, с учетом большого опыта исследований Института физиологии и санокреатологии АН Молдовы в области стресса, санокреатологии и психосанокреатологии, послужило основанием определиться концептуально, что надо понимать под термином «психический стресс», «эмоции», «эмоциональный стресс», в целях разработки мер по профилактике психокардиодиссаногений и преодолению психического стресса на практике.




33


Во-первых, следует отметить, что понятие «эмоциональный стресс» является неудачным, и, более того, оно неправомочно, ибо, эмоции, как таковые, являются одним из компонентов проявления психики и психического здоровья и его функциональная активность не изолирована от других компонентов, а достаточно взаимосвязана с ними. Кроме того, они возникли в процессе эволюции, как срочный механизм оценки и предвидения последствий влияния факторов среды для организма, и его срочная мобилизация для последующих действий ведет либо к устранению угрожающих жизнеобеспечению факторов, либо к сохранению благоприятствующих факторов, в связи с чем, эти эмоции генетически закрепились.

Однако, в процессе дальнейшей эволюции и научно-технического прогресса, эмоции, из-за резкого изменения условий окружающей среды и развития психики, позволяющей объективно оценить беспомощность человека перед всякого рода трудностями и естественными и техническими катастрофами, осознать значимость многочисленных факторов, угрожающих его существованию, неспособность к их устранению, неуверенность в своих силах и в завтрашнем дне и др., утрачивают саногенный и приобретают диссаногенный характер.

Согласно Международной Статистической Классификации Болезней [5], эмоциональные нарушения служат основными диагностическими признаками для 88 нозологических психических расстройств.

Учитывая то, что функция эмоций, возникшая в процессе эволюции, заключается в срочной оценке и предвидении последствий влияния факторов среды для организма и его срочной мобилизации, по существу, эмоции выполняют роль пускового механизма стресса. К тому же, они являются составным компонентом психики, психического здоровья, наряду с поведенческим, когнитивным, коммуникативным, личностно-смысловым и нейрофизиологическим, которые при саногенном их функционировании взаимодействуют и обеспечивают интегральную психику и психическое здоровье.

Признание эмоций пусковым, триггерным механизмом психического стресса, предопределило необходимость уточнения концепции о психическом стрессе. При этом мы исходили из того, что стресс, как таковой, возник в процессе эволюции, как биологически оправданная реакция, в целях мобилизации основных функций организма для обеспечения интегральной его активности, чем обеспечивалось преодоление угрожающих факторов и ситуаций, и проявляется неспецифическими реакциями. В соответствии с вышеуказанным, психический стресс представляет собой совокупность общих неспецифических психических реакций, обусловленных напряжением функций центральной нервной системы, за счет влияния психогенных факторов или ситуаций, триггером которых являются эмоции, оценивающие значимость реальных и возможных последствий и обеспечивающие соответствующую мобилизацию организма, в целях проигрывания оптимального варианта интегральной ответной реакции и формирования эффекторного ответа.

Если воздействующий психогенный фактор оценивался, как представляющий угрозу, и в результате мобилизации организма он устранялся, то общее состояние организма через определенное время возвращается к исходным параметрам, т.е. эмоции сыграли саногенную роль; если же он не устранялся, то эмоции



34


продолжают еще и еще раз оценивать действующий фактор и предвидеть его последствия, поддерживая организм, при этом, в состоянии напряжения, и тем самым, эмоции становятся пусковым механизмом психодиссаногений.

На базе наших исследований [19; 20; 21] о характере изменений психических реакций человека на психогенный стресс, позволивших классифицировать психическое здоровье на 13 индивидуальных уровней, была разработана концепция об индивидуальных реакциях сердечнососудистой системы различных субъектов на одно и то же психогенное воздействие, согласно которой специфика изменений функциональной активности сердечнососудистой системы зависит от исходного ее функционального состояния, возраста, индивидуального уровня психического здоровья, специфики стрессогенного фактора и др.

Исследования проводились на 177 подростках в возрасте 15-16 лет, в том числе 112 без отклонений в психическом развитии и 65 – с отставаниями в психическом развитии, обучающихся в школах г. Кишинева. Общее состояние здоровья подростков изучалось, используя специальную анкету, разработанную нами, состоящую из 26 вопросов, сгруппированных в 7 категорий. Первичное функциональное состояние сердечнососудистой системы определялось по частоте сердечных сокращений, систолическому артериальному давлению, диастолическому артериальному давлению, пульсовому давлению и вегетативному тонусу сердечнососудистой системы. Для выявления характера изменений функционального состояния сердечнососудистой системы, исследования проводились в условиях относительного комфорта и при психогенном стрессе (обобщенные/годовые контрольные работы от Министерства образования). Стресс определялся в соответствии со шкалой определения стрессового состояния у детей по психоэмоциональным показателям, разработанной Институтом физиологии и санокреатологии АН Молдовы [18].

Предварительный анализ функционального состояния сердечнососудистой системы в комфортных и стрессогенных условиях показал, что у различных подростков в относительных психогенных условиях, исследуемые параметры изменяются по-разному.

Для анализа этих данных была разработана концепция, согласно которой, при стрессе в «аварийной» фазе имеют место филогенетически детерминированные реакции учащения ЧСС и увеличения АД.

В условиях комфорта, в качестве нормы ЧСС и АД, были использованы официальные нормативы, представленные в книге «Возрастная динамика и адаптационные изменения сердечно-сосудистой системы школьников» [16].

Исследование ЧСС и АД (в 3-х повторностях) у субъектов с нормально развитой психикой выявило, что у 16 % и 17% подростков (юноши и девушки, соответственно) эти показатели были в лимитах нормы, у 43% и 52 % – только один из них и у 41 % и 31 % – оба параметра отличались от нормы, тогда как у подростков с отставанием в умственном развитии, эти показатели отличались: у 11% юношей и у 20% девушек оба параметра были в лимитах нормы, у 48% юношей и у 50% девушек – только один параметр был в лимитах нормы; у 41% юношей и у 30% девушек – оба находились за пределами нормы.

Наличие указанных отклонений числового значения ЧСС и АД от нормы, позволили сгруппировать субъекты в 9 кластеров (Таб. 1).




35


Наиболее представительными, у подростков с нормально развитой психикой, являются 1, 5, 2 и 3 кластеры (у юношей) и 3, 1 и 8 – у девушек, а у подростков с умственным отставанием в развитии психики – 2, 5 и 7 у юношей, и 1, 5, 3 и 8 – у девушек.

Таблица 1. Кластеризация подростков в от-носительно ком-ф о р т о г е н н ы х условиях в со-ответствии с по-казателями ЧСС и АД.

Детальный сравнительный анализ ЧСС и АД у исследуемых подростков с принятыми нормами, показал, что всего лишь у 16,2% юношей и девушек с нормальным развитой психикой эти параметры находятся в лимитах нормы, почти у 30% подростков – оба параметра выходят за лимиты нормы и у 54% юношей и 52% девушек только один параметр находится в лимитах нормы. У юношей с отставанием в психическом развитии оба параметра находились в лимитах нормы только у 12%, а у девушек – у 20%, оба параметра отличались от нормы, почти у 35%, а только один параметр был в лимитах нормы у 54% юношей и у 45% девушек. Важно подчеркнуть, что процент подростков 15-16 лет, вне зависимости от пола и уровня психического развития, с функциональными параметрами ЧСС и АД в лимитах нормы составлял всего лишь 12-20%, остальные 80-88% субъектов, у которых оба или один из исследуемых параметров выходят за пределы нормы, с точки зрения кардиосанокреатологии, нуждаются в особом внимании со стороны родителей, педагогов и школьных врачей.

Было установлено, что в условиях эмоционального стресса, у субъектов с нормально развитой психикой выявляется меньше типов вариаций функциональных параметров сердечнососудистой системы (ЧСС и АД): если в условиях относительного комфорта были установлены 9 типов вариантов отличий от нормы, то при психоэмоциональном стрессе, у юношей проявляются лишь 6, а у девушек – четыре (Таб. 2).

В условиях эмоционального стресса у большей части подростков с нормально развитой психикой (43%) увеличивается ЧСС, а АД остается стабильным, а у 10 % юношей и у 13% девушек – АД также остается стабильным, но ЧСС уменьшается, и только у 15 % юношей и у 6% девушек – оба параметра сердца остаются неизменными. Всего лишь у 15% юношей и 38% девушек проявляется филогенетически детерминированная реакция функции сердечнососудистой системы.



36


У субъектов с отставанием в психическом развитии, при психоэмоциональном стрессе, в отличие от субъектов с нормально развитой психикой, проявляются типы вариаций реакций сердечнососудистой системы, аналогично комфорту.

Таблица 2. Кластери-зация подростков с нор-мально развитой психи-кой в относительно стрес-согенных условиях в соот-ветствии с показателями ЧСС и АД.

Больше всего девушек, с отставанием в психическом развитии (40,4%), отвечают на психоэмоциональный стресс уменьшением АД и сохранением ЧСС на уровне комфорта, тогда как наибольшая часть юношей (18,5%) отвечает на эмоциональный стресс повышением ЧСС и уменьшением АД, а наименьшее количество подростков, с отставанием в психическом развитии, отвечают в соответствии с филогенетически детерминированными реакциями функции сердечнососудистой системы.

Учитывая, что последствия влияния психоэмоционального стресса на сердце зависят от принадлежности к тому или иному типу индивидуальных реакций сердечнососудистой системы, не представляется возможным каким-то одним способом или методом направленно предупредить развитие кардиодиссаногений. Их профилактика предполагает индивидуальный подход, на базе заранее выявленной специфики реакций сердечнососудистой системы, конкретного субъекта на психический стресс.

Не менее важную роль, конечно, играет социальная значимость стрессогенного фактора, продолжительность времени его действия и устранения и др. Так, эмоции, будучи по своей природе биологически оправданы, ибо они призваны мобилизовать организм к действию, при кратковременном проявлении и устранении факторов и условий их вызывающих, состояние сердца возвращается к исходному уровню функциональной активности, и тем самым, они играют саногенную роль, но, если причины, генерирующие эмоции, продолжают влиять и после осуществления действий по устранению стрессогенного фактора, то психическое состояние организма остается напряженным, из-за чего не нормализуется и физиологическое состояние сердца, чем и обуславливается их диссаногенная роль. Стало быть, если эмоции краткосрочны и обуславливают мобилизацию организма к действию, которое устраняет причины, вызывающие их, а состояние сердечнососудистой системы сразу восстанавливается на исходном уровне, то их эффект следует считать саногенным, а эмоции, источник генерации которых не устранен и психическое состояние продолжает быть напряженным, из-за чего и функциональная активность сердца остается таковой, то их влияние приобретает диссаногенный характер.

Важно подчеркнуть, что каждая эмоция может оказывать как саногенное, как и диссаногенное влияние на сердце: это зависит, главным образом, от социальной




37


значимости эмоциональных факторов, от продолжительности и интенсивности самих эмоций, от успешности действия организма по устранению эмоциогенных причин, от типов и характера поведения и исходного состояния функций сердечнососудистой системы.

Список литературыElliott M. Antman, Andrew P. Selwyn, Joseph Loscalzo.1. Ischemic Heart Disease.

In: Longo D L., editor. Harrison’s principles of Internal Medicine. 18th edition. New York: Mc Graw Hill; 2012. p. 1998 - 2014.

Fritzsche K., Wirsching M.2. Psychosomatische Medizin und Psychotherapie. Springer -Verlag, Heidelberg. 2006.

Iamandescu I. B.3. Stresul psihic din perspectivă psihologică şi psihosomatică. Bucureşti, Ed. Infomedica. 2002.

Iamandescu I. B.4. Frunză A. Psihologie medicală – Psihosomatica bolilor cardiovasculare. Bucureşti, Ed. Infomedica. 2009.

International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems (Tenth 5. Revision), Volume 1. Cap. V (Mental and behavioural disorders), Geneva 1992, - 698 p.

Lazarus R.S., Folkman S.6. Stres, Appraisal and Coping. New York, Springer. 1984.Lazarus R.S. 7. From psychological stress to the emotions: a history of changing outlook

//Ann. Rev. Psychol. – 1993. – V. 44. – P. 1–21.Murray CJL.8. Understanding DALYs (disability-adjusted life years). Journal of Health

Economics 1997; 16 (6): 703–730.Selye H9. . The stress fo life. Longman, Green, London, 1957.

The Global Burden of Disease: 2004 update, 2008. 10. www.who.int/evidence/bod. (vizitat 06.07.2017).

Thomas A. Caziano and J.Michael Caziano.11. Global Burden of Cardiovascular Disease. / Braunwald’s Heart disease. A Textbook of Cardiovascular Medicine. Elsevier saunders. Vol. 1. 2012. 1-41 p.

Thomas A. Gaziano, Dorairaj Prabhakaran, and J. Michael Gaziano.12. Global Burden of Cardiovascular Disease / FUNDAMENTALS OF CARDIOVASCULAR DISEASE. Parti I p 1-20. http://secure-ecsd.elsevier.com/uk/files/9781455751334 sample chapt. pdf (vizitat 06.07.2017)

Маклаков А. Г.13. Общая психология. СПб.: Питер. 216. 583 с. Судаков К.В.14. Индивидуальная устойчивость к эмоциональному стрессу.

– М.: Из-во Горизонт. 1998. 267 с.Судаков К.В.15. Теория функциональных систем. — М.: Из-во Мед. музей.

1996. 95 с.Тупицин И. О.16. Возрастная динамика и адаптационные изменения ССС

школьников. М. Педагогика. 1985. 87 с.Физиология. Основы и функциональные системы. / под ред. К.В.Судакова. 17.

М.: Медицина. 2000. 782.с Фурдуй Ф.И., Еренкова Н.В., Вуду Л.Ф.18. Стресс и здоровье детей и подростков.

Кишинев «Штиинца». 1994. 278с.Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Фурдуй В. Ф., Глижин А. Г., Врабие В. Г.19.

Психосанокреатология, классификация индивидуальных уровней психического здоровья и пути их идентификации. Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. 2016, 3(330), 7-25.

Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Фурдуй В. Ф., Глижин А. Г., Врабие В. Г. Шептицкий 20. В.А. Трактат о научных и практических основах санокреатологии. Том 1. Проблема здоровья. Санокреатология. Потребность общества в ее развитии. Chişinău: Tipografia AŞM, 2016, 228 p.



38


Фурдуй Ф. И., Чокинэ В. К., Фурдуй В. Ф., Глижин А. Г., Врабие В. Г.21. Психическое здоровье, механизмы его формирования и профилактики расстройств. Психосанокреатология. В: Сборник научных статей Конгресса «Психическое здоровье человека XXI века,» 7-8 октября, 2016. Москва: ИД «Городец», 2016, с. 185-186.

Юнусова С. Г., Розенталь А. Н., Балтина Т. В.22. Стресс. Биологический и психологический аспекты ученые записки казанского государственного университета Гуманитарные науки (2008) Том 150, кн. 3. С. 139-150

TELEMONITORIZAREA SĂNĂTĂŢII – SOLICITAREA INCONTESTABILĂ A ZILEI

Botnaru Nicolai

Institutul de Fiziologie şi Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei

RezumatÎn articol este descrisă succint necesitatea telemonitorizării pentru sanocreatologie, sunt examinate tipurile de telemonitorizare a funcţiilor organismului, precum şi unele echipamente de biomonitorizare a „parametrilor vitali” (frecvenţa contracţiilor cardiace, frecvenţa respiraţiei, presiunea arterială, temperatura corpului şi saturaţia sângelui cu oxigen). Cuvinte cheie: parametri vitali, biomonitorizare, telemonitorizare, indici sanogeni, indici patogeni.Depus la redacţie 25 august 2017.---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Botnaru Nicolai, Institutul de Fiziologie şi Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova; e-mail: [email protected], tel. (+373 22) 73-71-42.

Sanocreatologia, necesitatea ei în dezvoltarea telemonitorizării1. Odată cu dezvoltarea sanocreatologiei [31; 32; 33; 34; 35; 36], destinată de a forma

şi menţine dirijat sănătatea, a devenit acută întrebarea privind înregistrarea periodică în dinamică a stării sănătăţii, adică este vorba de telemonitorizarea personală a ei. Aceasta este condiţionată de faptul, că odată cu progresul tehnico-ştiinţific şi tehnologic creşte numărul factorilor stresogeni, condiţiile de viaţă devin mai agresive cu consecinţe negative asupra sănătăţii, ceea ce presupune monitorizarea dinamică a funcţiilor organelor de importanţă vitală.

Cea mai simplă variantă de telemonitorizare a sănătăţii prezintă un autocontrol şi consultarea cu sanocreatologul prin Internet, care se poate realiza atât prin poşta electronică, cât şi în regim „on-line”. Telemonitorizarea sănătăţii dă posibilitate de a monitoriza continuu, pe o perioadă îndelungată de timp, starea sănătăţii persoanei. În acelaşi timp, aparatele medicale de măsurare a tensiunii arteriale, frecvenţei contracţiilor cardiace, electrocardiografele, spirografele, analizatoarele portative de determinare a glucozei, colesterolului, coagulometrul etc. se conectează la dispozitive personale de comunicare nu prea mari, care asigură transmiterea informaţiei pentru a fi prelucrată la panouri medicale specializate. În calitate de canal de transmitere cel mai des este utilizat sistemul celular sau „obişnuit” de comunicare telefonică.




39


Centrele contemporane de telemedicină la domiciliu sunt create şi funcţionează în special pe principiul profilat, adică sunt destinate pacienţilor care suferă de anumite grupe de boli – cardiovasculare, astm bronşic, diabet zaharat etc.

Telemonitorizarea stării sănătăţii include colectarea, prelucrarea datelor indicatorilor funcţionali (tensiunea arterială, frecvenţa contracţiilor cardiace, frecvenţa respiraţiei etc.) executate de sine stătător de subiect şi organizarea accesului la aceste date ale specialiştilor corespunzători.

Serviciu de informaţii a unor state, cu scopul de supraveghere secretă şi sub acoperire a stării sănătăţii colaboratorilor, utilizează sistemul de biomonitorizare la distanţă. Biomonitorizarea mobilă la distanţă se utilizează în scopul supravegherii pacienţilor, care suferă de maladii cronice, precum şi pentru controlul stării sănătăţii, de exemplu, operatorii staţiilor electrice atomice.

Direcţia promiţătoare de dezvoltare a sistemelor de telemonitorizare la distanţă este o integrare a senzorilor în haine, accesorii, telefoane mobile: vesta cu un set de biosenzori, care înregistrează diferite funcţii, iar informaţia, cu ajutorul GPRS, este transmisă în centrele medicale.

Pentru prima dată telemedicina a fost introdusă în practică în Norvegia. Franţa a fost ţara care a implementat al doilea proiect pentru marinari. Volumul cheltuielilor mondiale pentru telemedicină în a. 2016 conform datelor P&S Market Reserch a constituit aproximativ 18 mlrd $. SUA are cea mai dezvoltată piaţă privind consultaţiile telemedicale.

Monitorizarea clasică presupune prelevarea de la pacient a unor semnale biomedicale sau parametri fiziologici, pe un interval de timp de ordinul zilelor, descărcarea şi analiza acestora pe un sistem de calcul la sfârşitul perioadei de monitorizare (off-line) [18]. Utilitatea biomonitorizării rezultă din faptul, că identificând o perturbare funcţională chiar în momentul apariţiei sale, devine posibilă corecţia terapeutică imediată. Monitorizarea calitativă şi depistarea la timp a patologiilor sistemului cardiovascular poate preveni problemele sociale eventuale.

Telemedicina permite utilizarea metodelor de diagnosticare şi tratament, în timp real, fără necesitatea de deplasare a pacientului. Nu întâmplător, domeniile telemonitorizării, telediagnosticului au un ritm accelerat de dezvoltare cu impact major în medicină. Totodată, telemedicina furnizează la distanţă servicii medicale, poate contribui la îmbunătăţirea calităţii vieţii pacienţilor şi practicienilor, în special în cazurile provocărilor cu care se confruntă sistemele de sănătate (îmbătrânirea populaţiei, proliferarea maladiilor cronice, îngrijirea la domiciliu a persoanelor în vârstă, bolnavii izolaţi sau cei care se deplasează cu dificultate, demografia medicală, repartiţia teritorială inegală a serviciilor medicale etc.) [3]

Dat fiind faptul, că bolile cronice ale inimii şi ale sistemului respirator sunt cele mai frecvent întâlnite, pentru tratamentul cărora sunt alocate surse financiare destul de mari din resursele asigurărilor medicale, e-Health, inclusiv telemedicina şi m-Health, oferă oportunităţi importante, atât în tratamentul şi îngrijirea, cât şi creşterea economică. Se aşteaptă, ca doar piaţa de telemedicină va atinge valoarea de 45 miliarde de euro până în anul 2020 [4].

EHealth (e-sănătatea) al Comisiei Europene pentru perioada 2012 -2020 prevede un plan bine structurat care pune în centrul atenţiei abilitarea pacienţilor şi a personalului



40


medical, conectarea dispozitivelor, tehnologiilor şi investiţiilor în cercetare către medicina personalizată a viitorului. Acest lucru înseamnă furnizarea serviciilor de sănătate mai sigure, mai inteligente centrate pe pacient. Având în vedere creşterea rapidă a utilizării smartphone-urilor şi a tabletelor, planul de acţiune include, de asemenea, un accent special asupra sănătăţii mobile (mHealth) [4].

Speranţa de viaţă în Europa este în continuă creştere. Numărul persoanelor în vârstă trăind singure este în creştere datorită îmbătrânirii populaţiei europene: în 2030 37% din populaţia europeană va avea mai mult de 60 de ani, în timp ce persoanele mai în vârstă de 80 de ani, care reprezintă astăzi 3% din populaţia europeană, vor constitui 10% din populaţia anului 2050 (raport UE pe anul 2002). Acest fenomen demografic va antrena o creştere a problemelor legate de vârstă ca şi o scădere a numărului populaţiei active. Proiecţiile realizate estimează că până în anul 2025 aproximativ 20% din populaţie vor avea vârsta de peste 65 de ani, iar acestei prognoze se adaugă alte schimbări demografice care vor solicita şi mai mult aceste sisteme [7].

În această ordine de idei, vom menţiona, că cercetările efectuate pe parcursul a multor ani de către cercetătorii Institutului de Fiziologie şi Sanocreatologie al AŞM relevă, prin dovezi convingătoare referitor la degradarea biologică prematură a speciei Homo sapiens, principalele cauze fiind modul de viaţă simpaticotonic, stresogen, schimbările bruşte ale condiţiilor de viaţă, formarea şi menţinerea spontană a sănătăţii omului, excluderea acţiunii legii selecţiei naturale în societatea umană ca forţă motrice a evoluţiei [31; 32; 33; 34; 35; 36].

Pentru Republica Moldova, bolile cardiovasculare reprezintă o problemă stringentă atât medicală, cât şi social-economică, întrucât acestea se plasează constant pe primul loc printre cauzele de deces ale populaţiei apte de muncă, deţinând circa 57,5 % din mortalitatea totală. Din informaţia prezentată de Centrul Sănătate Publică din mun. Chişinău, numărul celor decedaţi rămâne la un nivel înalt în perioada 2010-2015, iar mai mult de jumătate dintre persoanele care au decedat în ultimii zece ani, au suferit de boli cardiovasculare, astfel maladia se plasează pe locul întâi printre cauzele de deces ale populaţiei în Republica Moldova [10]. S-a stabilit, că peste 80% dintre copii de vârsta şcolară din Republica Moldova au fost diagnosticaţi cu dereglări funcţionale ale sistemului cardiovascular [2].

Totodată, informaţia prezentată de către Organizaţia Mondială a Sănătăţii denotă, că maladiile cardiovasculare sunt principala cauză a deceselor în lume. În 2008 din cauza patologiilor sistemului cardiovascular au decedat 17,3 mln persoane. Aceasta în mare măsură se reflectă asupra ţărilor cu venituri medii şi mici, iar prognoza presupune că până în anul 2030 mortalitatea cauzată de maladiile cardiovasculare va atinge 23,3 mln persoane [10; 26].

Morbiditatea şi mortalitatea prematură cauzată atât de patologiile cardiovasculare, cât şi de alte maladii cronice poate fi rezolvată datorită implementării teoriei şi metodelor sanocreatologiei – o ştiinţă nouă în biomedicină. Această speranţă se bazează pe faptul, că sanocreatologia, fiind condiţionată de vectorul dezvoltării ştiinţei contemporane şi necesităţile practice are ca scop prevenirea şi stoparea degradării morfofuncţionale precoce a societăţii contemporane, preîntâmpinarea morbidităţii diverselor maladii, precum şi de a crea şi menţine dirijat sănătatea în scopul sporirii longevităţii. Actualitatea acestei ştiinţe este determinată şi de faptul, că până în prezent persistă




41


tendinţa de creştere a morbidităţii maladiilor somatice, nervoase şi psihice, viciilor congenitale, morfologice şi fiziologice, deşi investiţiile în dezvoltarea medicinei sunt în continuă creştere [8].

Maladiile cardiovasculare pe drept sunt numite epidemia secolului XX şi XXI. În ultimii 20 de ani ele se plasează printre cauzele principale ale deceselor la populaţia din ţările economic dezvoltate [29].

Morbiditatea înaltă a maladiilor cronice şi pronosticul lor alarmant au indicat o dezvoltare accelerată în domeniu sistemelor informaţionale şi biomedicale. Există o cerere crescândă pe piaţă pentru echipamente destinate monitorizării unor parametri vitali ca: frecvenţa cardiacă, tensiunea arterială, glicemia etc. Această necesitate se datorează unei incidenţe sporite a maladiilor sistemului cardiovascular şi respirator care cresc într-un ritm alarmant, ceea ce a determinat OMS de a lansa la nivel mondial un program privind prevenirea şi tratamentul corect al acestor maladii, prin elaborarea unor strategii menite să diminueze incidenţa acestor afecţiuni [5].

Afecţiunile cardiace şi necesitatea de operativitate în situaţii de urgenţă au determinat apariţia diverselor dispozitive pentru monitorizarea cardiacă la distanţă. Telecardiologia este menţionată ca un serviciu de mare importanţă. La nivel internaţional, telemonitorizarea reprezintă o metodă foarte răspândită, iar luate la un loc cu telecardiologia au ponderea de circa 50% din piaţa serviciilor de asistenţă medicală. Un avantaj important al telemedicinei îl constituie câştigul evident al timpului, ceea ce este vital pentru pacientul critic – 5 ore necesare pentru realizarea unei consultaţii la Bălţi faţă de 0,5 ore necesare în soluţionarea cazului prin intermediul tehnologiilor telemedicale, dar, în acelaşi timp, permite creşterea numărului de pacienţi consultaţi şi reduce efectul nefavorabil, istovitor al deplasărilor la specialişti, exclude deplasările neargumentate şi permite utilizarea transportului sanitar specializat anume în cazurile indicate [17].

Atât Uniunea Europeană, cât şi celelalte state economic dezvoltate au trecut de la etapa proiectelor şi realizărilor punctuale de telemedicină la proiecte de interes naţional, chiar continental. Pe plan internaţional, direcţia propusă în domeniul sănătăţii vizează o descentralizare a serviciilor medicale – migrarea serviciilor de la spital spre domiciliul personal. Acest fenomen prezintă avantaje atât pentru sistemul medical (reducerea dramatică a costurilor de spitalizare a acestor pacienţi), cât şi pentru pacienţi.

În cadrul acţiunilor prevăzute în Strategia Europa 2020 (Europe’s Digital Agenda) se găseşte „îngrijirea sustenabilă a sănătăţii şi furnizarea de sprijin bazat pe tehnologii de comunicare pentru o viaţă demnă şi autonomă”. Pentru atingerea acestor obiective este definită acţiunea-cheie nr. 13 care prevede „implementarea pe scară largă, până în 2020, a serviciilor de telemedicină” [5]. Telemonitorizarea poate reprezenta o strategie eficientă de gestionare a sănătăţii, în special în cazul pacienţilor cu risc cardiac crescut. Datorită evoluţiei tehnologice a devenit posibil de a implementa metode şi procedee tot mai moderne de profilaxie şi tratare a maladiilor cronice, în rezultat la ce, speranţa de viaţă a persoanelor în vârstă sau a bolnavilor cronici a sporit.

Parametrii care sunt clasificaţi ca „vitali” şi folosiţi pentru monitorizarea stării organismului sunt obligatorii de a fi monitorizaţi prezintă: măsurarea frecvenţei contracţiilor cardiace, frecvenţei respiraţiei, a presiunii arteriale, temperaturii corpului şi saturaţiei sângelui cu oxigen [22; 27].

Monitorizarea indicilor cardiaci poate avea loc în două moduri off-line sau on-line. Modul off-line presupune prelevarea de la pacient a unor semnale biomedicale sau a



42


unor parametri fiziologici, pe o anumită perioadă de timp în mediul spitalicesc sau la domiciliu (de ex. monitorizarea ECG Holter sau Holter TA), după care pacientul, se adresează medicului pentru descărcarea, analiza datelor şi ulterior stabilirea diagnosticului sau a programului de tratament.

Sistemele de monitorizare on-line prelevează semnalele biomedicale sau parametrii fiziologici, stochează, transmit la distanţă, analizează automat într-un timp scurt datele prelevate şi pot transmite alarme în cazul în care valorile parametrilor monitorizaţi sunt în afara limitelor sanogene. De obicei pentru monitorizarea indicilor vitali ai pacienţilor în cadrul spitalelor necesită utilizarea unor metode non-invazive, unde senzorii sunt conectaţi la monitoare de pat. Această configuraţie este voluminoasă, masivă, iar pacientul fiind limitat în mişcări.

Apariţia tehnologiilor WiFi şi Bluetooth au facilitat transmiterea informaţiei fără fir între pacient şi echipamentul de monitorizare [24]. Aceste sisteme permit ca pacientul monitorizat să se deplaseze liber la o anumită distanţă de la monitor. De exemplu, intervalul de transmitere cu ajutorul tehnologiei Bluetooth variază de la 10 metri (pentru versiunea 3.0) şi poate atinge 240 metri (versiunea 5.0).

Mobilitatea pacienţilor în afara spitalului poate fi sporită prin utilizarea unei reţele GSM sau Wi-Fi, care poate transmite datele prelevate la distanţe mai mari către staţia de monitorizare, pentru o analiză amplă a lor. A doua variantă, prezintă o reţea de noduri ce utilizează protocolul Bluetooth, care necesită consum mai mare de energie.

2. Sisteme de telemonitorizareCode Bluecare prezintă cel mai cunoscut sistem de telemonitorizare, este bazat pe

reţele de senzori wireless, cu comunicare prin radio, dezvoltat la universitatea Harvard. Senzorii culeg datele de la pacient (saturaţia sângelui cu oxigen, semnalele ECG, EMG etc.) şi transmit, aceste informaţii prin reţele fără fir diferitelor dispozitive: PDA-uri, laptop-uri, PC etc.

Un alt sistem EPI-MEDICS (Enhanced Personal, Intelligentand Mobile System for Early Detection and Interpretation of Cardiological Syndromes), realizat de cercetători din Franţa. Ca scop a fost dezvoltarea unui dispozitiv pentru telemonitorizarea semnalului ECG numit PEM (Personal ECG Monitor) pentru detecţia diferitelor afecţiuni cardiologice. Dispozitivul PEM achiziţionează 3 canale ECG timp de 10 secunde, reconstruieşte cele 12 derivaţii standard ale ECG, folosind un algoritm bazat pe reţele neuronale artificiale şi memorează valorile numerice ale semnalului ECG împreună cu datele personale ale pacientului pe un card de memorie al dispozitivului PEM [9; 20; 21]. Semnalul ECG este prelucrat, analizat, iar mai apoi în funcţie de rezultat se determină gradul de urgenţă. Dacă urgenţa are nivel major este transmisă automat către cel mai apropiat centru de urgenţă, în caz contrar aceasta fiind transmisă către un server web. Datele şi alarmele de la pacient sunt transmise spre serverele de telemonitorizare/centrele de urgenţă prin intermediul Bluetooth (către telefonul mobil) şi de acolo mai departe prin GSM/GPRS [20; 21].

Aerotel Medical Systems – unul dintre principalii producători mondiali de telemedicină şi soluţii avansate de monitorizare la distanţă a implementat sistemul HeartView care nu este altceva decât un electrocardiograf pe 12 derivaţii care transmite datele prin reţeaua de telefonie mobilă. Un dispozitiv uşor de utilizat, HeartView permite transmiterea datelor ECG spre staţia de recepţie care va pune un diagnostic rapid [11].




43


În cadrul proiectului AMON (Advanced Care and Alert Portable Telemedical Monitor) realizat în Israel între anii 2001 – 2002 a fost elaborată o brăţară cu biosenzori pentru monitorizarea parametrilor vitali de tipul ritmului cardiac, semnalului ECG pe o derivată, presiunii arteriale, saturaţiei sângelui cu oxigen, apoi transmiterii datelor prin GSM/GPRS către centrul de monitorizare [1].

MobiHealth B.V. este o companie olandeză, care a fost fondată în 2007, are baza în proiectele MobiHealth şi HealthService24. În aceste proiecte, a fost elaborat un prototip pentru telemonitorizare mobilă, testat şi validat clinic în mai multe ţări europene. Scopul a fost de a dezvolta un sistem de telemonitorizare bazat pe senzori ataşaţi pacientului, care achiziţionează şi transmit date continuu către un centru de monitorizare. Senzorii ce formează reţeaua pot monitoriza unda ECG, saturaţia sângelui cu oxigen, EMG, respiraţia, răspunsul galvanic al pielii şi temperatura care, mai apoi, sunt transmise, folosind protocolul wireless Bluetooth, spre un PDA, iar mai departe către centrul de telemonitorizare [12].

În România telemonitorizarea reprezintă o tehnologie de interes medical pentru toate centrele şi o sferă în continuă dezvoltare. Proiectul TELEASIS (Sistem complex, pe suport NGN pentru teleasistenţă la domiciliu a persoanelor în vârstă) vizează atât aspectul medical al telemonitorizării, cât şi cel social, având drept scop obţinerea unor servicii personalizate pentru îngrijirea vârstnicului, reducerea cheltuielilor spitaliceşti şi o creştere a preponderenţei îngrijirii la domiciliu. Componenta hardware a sistemului constă din realizarea unui modul individualizat de teleasistenţă, ca interfaţă pentru dispozitive medicale sau senzori de mediu utilizaţi pentru telemonitorizare, interfaţă cu suportul de comunicaţii, internet, reţele fixe sau mobile, interfaţă pentru livrarea informaţiei către beneficiar pe suport PC sau PDA [25].

Sistemul MEDCARE este un sistem de monitorizare a activităţii cardiace, ce permite achiziţia şi transmiterea prin Internet a semnalelor ECG (12 derivaţii) şi analiza acestora în timp real. Semnale bioelectrice de la inimă sunt achiziţionate, comprimate, împachetate şi transmise către un server situat la centrul de telemonitorizare. Serverul asigură memorarea informaţiilor despre pacient în baza de date, stochează semnalele electrocardiografice şi retransmit semnalele recepţionate on-line de la unităţile de achiziţie sau pe cele anterior memorate. De asemenea, aplicaţia conţine instrumente de măsurare a amplitudinilor şi duratelor segmentelor ECG [18].

3.Monitorizarea cardiacăLa congresul al 14-lea ISHNE (Internaţional Society for Holter and Noninvasive

Electrocardiology) o atenţie deosebită a fost acordată telemedicinei, care este o direcţie prioritară în dezvoltarea activităţii ISHNE. Totodată, la acest congres participanţii din Argentina, Germania, Franţa, Polonia, Statele Unite ale Americii au demonstrat rolul şi importanţa telemonitorizării în eficacitatea tratamentului pacienţilor cu dereglări ale ritmului cardiac şi cei care poartă dispozitive implantate [28].

Examinarea ECG este o procedură de diagnostic de bază pentru depistarea la pacienţi a bolilor de inimă sporadice, cum ar fi aritmia, ischemia, dar nu oferă un diagnostic cu precizie. Însă telemedicina rezolvă aceste probleme, deoarece permite monitorizarea cardiacă la distanţă, adică transmiterea informaţiilor despre pacient prin telefon sau internet, oferă consultaţie, diagnostic şi tratament de la specialişti, la distanţă în timp real. Astfel, telemedicina a pus bazele unor dispozitive inovative care permit monitorizarea cardiacă la distanţă.



44


Monitorizarea cardiacă se referă în general la electrocardiografie continuă cu evaluarea stării pacienţilor în raport cu ritmul cardiac. Ritmul cardiac (pulsul) este un parametru fiziologic utilizat în studii, oferind indicaţii asupra funcţiei sistemului cardiovascular, se regăseşte în telemonitorizare, permite o evaluare rapidă a stării generale a pacientului, a tulburărilor de ritm cardiac, care pot fi uşor detectate, iar abaterile de la valorile normale înregistrate pot fi uşor clasificate în sanogene/disanogene.

Pentru monitorizarea cardiacă sunt folosite o serie de echipamente medicale.Holter ECG este destinat înregistrării în mod continuu a ritmului inimii în timpul

activităţilor de zi cu zi, de obicei pe o perioadă de până la 48 de ore. Monitorul Holter înregistrează în memoria sa ritmul inimii prin intermediul unor electrozi plasaţi pe pieptul pacientului. Electrozii sunt senzori mici cu folie adezivă conectaţi prin fire. Monitorizarea Holter ECG permite de a înregistra reacţia de răspuns a inimii la activitatea normală sau la folosirea anumitor medicamente.

Dezavantajul acestui tip de monitorizare este, că pentru a analiza rezultatele este necesar de a reveni la cabinetul medical, iar datele prelevate vor fi analizate de un computer care va genera un raport. De asemenea, alt minus constă în faptul, că în cazuri de urgenţă acest echipament nu poate transmite nici o alarmă, astfel pacientul nu poate solicita ajutor în caz de pierdere a cunoştinţei. Asemenea echipamente posedă de la 3 până la 12 canale care pot fi înregistrate timp de 12 - 48 ore, determina modificările segmentelor ST, QRS, totodată, efectuează analiza aritmiilor şi a fibrilaţiei atriale.

Monitor de pacient care mai este numit monitor de pat, reprezintă un dispozitiv multifuncţional, care poate monitoriza activitatea cardiacă. Aceste monitoare sunt folosite pe larg în spitale, de regulă, integrează mai mulţi parametri monitorizaţi. Ele pot funcţiona autonom 24 de ore în cazuri de necesitate datorită unui acumulator şi pot fi conectate la reţeaua LAN sau Wi-Fi de comunicare internă. Monitorizarea cardiacă poate avea loc pe mai multe canale concomitent, analiza segmentelor ECG, analiza aritmiei, determinarea ratei cardiace etc.

În funcţie de clasa de protecţie există monitoare care au protecţie împotriva aparatelor electrochirurgicale şi defibrilatoarelor. Acest tip de monitoare sunt dotate cu afişor digital care încep de la 15 cm şi ajung la 60 cm, iar greutatea 2kg – ceea ce face imposibilă sau limitată deplasarea pacientului.

Monitoare de pacient portabile pentru utilizarea la domiciliu reprezintă dispozitive portabile cu autonomie redusă care pot monitoriza activitatea cardiacă pe mai multe canale şi determină rata cardiacă. Există unele modele care posedă alarmă în cazul depăşirii parametrilor setaţi. Avantajul este în greutate redusă (în jur de 300 grame), volum redus, afişor digital. Dispozitivele pot fi alimentate de la reţea sau cu ajutorul unor acumulatoare reîncărcabile care au autonomie de la 2 până la 12 ore. De asemenea pot fi integrate mai multe module, care determină SpO2 sau temperatura corpului.

Dezavantajul acestor echipamente este costul destul de ridicat, dar şi imposibilitatea de a transmite o alarmă spre un centru de monitorizare datorită faptului, că majoritatea dispozitivelor din categoria dată nu posedă module specializate pentru transmisia datelor la distanţă.

În ultima perioadă se dezvoltă o nouă categorie de sisteme de monitorizare, smart-watch sau numite şi ceasurile inteligente. Aceste dispozitive au mai mult




45


caracter de informare prin determinarea ratei cardiace, SpO2, temperatura corpului, aceste date fiind stocate local. Aceste dispozitive au posibilităţi restrânse de analiză a datelor medicale fiind sensibile la interferenţe, zgomote şi artefacte astfel, erorile sunt destul de mari.

4. Monitorizarea hemodinamicăHipertensiunea rămâne a fi principala cauză care provoacă invaliditate şi deces

în ţările dezvoltate [23]. Din datele expuse de Organizaţia Mondială a Sănătăţii răspândirea hipertensiunii printre persoanele cu vârstă mai mare de 65 ani constituie 70% [15]. Conform prognozei, numărul bolnavilor vârstnici din lume care vor suferi de hipertensiune în anul 2025 va atinge cifra de 1,5 mlrd [19].

Hipertensiunea arterială (HTA) reprezintă o importantă cauză de morbiditate şi mortalitate. Este o patologie frecventă, în Europa una din 3 persoane fiind hipertensivă, iar printre populaţia de peste 60 de ani prevalenţa hipertensiunii fiind de peste 50% [6]. Ghidul NICE din 2011 recomandă efectuarea minimum a două înregistrări ale TA pe oră, în cursul zilei, diagnosticul de HTA putând fi pus numai dacă media valorilor a 14 măsurători este peste valorile recomandate [16; 19]. Conform datelor NAHANES (National Health and Nutrition Examination Survey), hipertensiunea arterială (HTA) afectează până la 50 mln de populaţie în SUA şi este cel mai mare factor de risc pentru patologiile cardiovasculară şi cerebrovasculară [15]. Monitorizarea ambulatorie a tensiunii arteriale este o metodă utilă în evaluarea pacientului cu migrenă şi hipertensiune arterială, prezentând informaţii necesare pentru managementul corect al pacientului şi aprecierea riscului cardiovascular şi cerebrovascular [13].

Tensiunea arterială poate fi măsurată fie invaziv – printr-un ansamblu al unui traductor de presiune arterială, sau non invaziv cu o manşetă gonflabilă. Cele mai des folosite sunt de tip oscilometric, unde se utilizează un senzor de presiune electronic, iar în baza înregistrărilor oscilaţiilor va calcula tensiunea sistolică şi diastolică cu ajutorul unui algoritm. În cele mai multe cazuri, manşeta este umflată şi dezumflată cu ajutorul unei pompe acţionate electric şi al unei supape. Manşeta se aplică pe braţ sau pe încheietura mâini, de preferat aparatele cu manşetă pentru aplicarea pe braţ dat faptului, că diferenţele de nivel pot indica o valoare mai precisă. Cu ajutorul acestei metode putem determina starea hemodinamică a sistemului cardiovascular.

Hipertensiunea arterială este un factor de risc major pentru cazurile de atac de cord, insuficienţă cardiacă, totodată, este cauza bolilor renale cronice. Chiar şi o creştere moderată a valorilor tensiunii arteriale este asociată cu o speranţă de viaţă mai redusă.

Holter tensiune arterială – reprezintă dispozitive portabile pentru monitorizare ambulatorie a tensiuni arteriale pe o anumită perioadă la intervale de timp prestabilite. Sunt folosite în instituţiile medicale pentru diagnosticarea hipertensiunii arteriale. Datele prelevate sunt stocate pe un card de memorie, care, apoi sunt analizate de un calculator pentru a stabili rezultatul. Dezavantajul este costul echipamentelor, softului, precum şi faptul, că în cazuri de hipertensiune pacientul nu poate fi avertizat sau solicita ajutor.

Majoritatea monitoarelor de pat măsoară tensiunea arterială la anumite intervale de timp. Valorile sunt memorate în memoria internă, astfel pot fi accesate până la 500 de măsurări ale tensiunii arteriale. Dezavantajul constă în limitarea mobilităţii pacientului şi gabaritele excesive.



46


5. Monitorizarea respiraţieiRespiraţia este funcţia prin care se asigură continuu şi adecvat aportul de oxigen

din aerul atmosferic până la nivelul celulelor care îl utilizează şi circulaţia în sens invers a dioxidului de carbon produs de metabolismul celular. Inspiraţia este faza activă a respiraţiei, iar expiraţia este faza pasivă. Intrările şi ieşirile de aer din sistemul respirator prezintă ventilaţia pulmonară, care depinde de frecvenţa şi profunzimea mişcărilor respiratorii [30].

Actualmente, exista multe cercetări pentru a realiza sisteme de telemonitorizare medicală permiţând detectarea în mod automat a situaţiilor critice şi de a anunţa personalul medical.

Rata respiratorie se monitorizează printr-o curea traductor toracică (uneori şi una abdominală) sau prin extragerea datelor din semnalul ECG.

Capnografia implică măsurarea concentraţiei de CO2, denumită ETCO2 sau concentraţia de dioxid de carbon în aer inspirat şi expirat şi se folosesc frecvent în sălile de operaţie mai ales în maşinile de anestezie.

Pulsoximetria constă în măsurarea procentului hemoglobinei din sânge saturat cu oxigen, denumită SpO2 şi măsurată prin iradierea cu lumină roşie şi infraroşie a ţesutului.

Pulsoximetrul detectează modificările volumului plexului vascular subcutanat, care este format din componenta de pulsaţie, determinată de volumul de sânge arterial la fiecare contracţie a inimii şi o componentă continuă ce depinde de caracteristica sângelui venos şi arterial, oaselor, pielii etc. O zonă cutanată este supusă unei cantităţi de radiaţie infraroşie şi roşie de o anumită lungime de undă de obicei 940nm şi 650nm. Monitoarele de pat şi cele portabile sunt integrate cu pulsoximetrul care poate determina saturaţia cu oxigen a hemoglobinei fiind un indicator de bază [14].

Există echipamente portabile miniaturizate cu rol informativ, se plasează pe deget, poate determina SpO2 şi rata cardiacă. În cazul dispozitivelor medicale acest indice se include în toate dispozitivele de monitorizare fie în instituţia medicală sau ambulatoriu.

6. Monitorizarea temperaturii corpului umanTemperatura corpului este unul din cei mai importanţi indicatori ai sănătăţii.

Aceasta poate prezenta afecţiuni grave, precum infecţiile sau tumorile canceroase, dar şi schimbările hormonale. Temperatura corpului măsoară abilitatea corpului de a genera şi elimina căldura. Organismul uman păstrează temperatura corpului în anumite limite, declarate normale, şi nu este influenţat de temperatura din mediul înconjurător. Atunci când ne este foarte cald, vasele din piele se dilată pentru a transporta excesul de căldură la suprafaţa pielii. Când începem să transpirăm, şi pe măsură ce căldura este evaporată, temperatura corpului scade. O temperatură constantă la nivelul organismului este importantă pentru funcţionarea optimă a sistemelor vitale şi a proceselor fiziologice. Temperatura corpului uman este controlată şi reglată la o valoare care garantează homeostazia fiziologică, întrucât modificările temperaturii centrale pot determina tulburări ale funcţiilor vitale [30].

Deviaţii semnificative ca hipotermia sau hipertermia care persistă pe o perioadă de timp, prezintă factori de risc asupra vieţii. Hipertermia se instalează atunci când organismul produce sau absoarbe mai multă căldură, de regulă cauzată de expuneri prelungite la temperaturi ridicate (şoc termic sau stare febrilă), dacă temperatura se




47


află peste pragul de 40oC, reprezintă urgenţă medicală. Hipotermia se instalează, când temperatura corpului scade sub valori ce nu permit funcţionarea eficientă a metabolismului şi a organelor corpului.

Astfel, monitorizarea temperaturii corpului în caz de necesitate, dacă se ating sau se depăşesc anumite valori disanogene, pot genera alerte pentru a redresa situaţia. Este strict necesar de a monitoriza şi evalua timpul expunerii pacientului în anumite stări febrile [30].

Există echipamente care pot determina temperatura corpului ca: monitoarele de pat, monitoarele portabile, echipamente de anestezie, dispozitive smart-wearable etc. Majoritatea măsoară temperatura cu ajutorul unui traductor bazat pe termocuplu sau termorezistenţă.

Concluzii1.Telemedicina este un sistem de monitorizare a stării organismului la distanţă,

care permite pacienţilor să comunice rapid şi eficient cu medicul şi oferă oportunităţi superioare pentru sanocreatologie în comparaţie cu metodele medicinei clasice.

2. Majoritatea parametrilor vitali monitorizaţi în prezent în medicină sunt de tipul: ritm cardiac, saturaţia sângelui cu oxigen, presiunea arterială, care prezintă interes şi pentru sanocreatologie.

3. Sanocreatologia în asociere cu telemonitorizarea în dinamică a stării fiziologice a organismului prezintă calea principală în rezolvarea problemei sănătăţii şi preîntâmpinării degradării biologice precoce a organismului uman.

BibliografieAnliker U., Ward, J.A., Lukowicz P.1. et. al., AMON: a wearable multiparameter medical

monitoring and alert system. IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine. Vol. 8. 2004. pp. 415 – 427.

Ciochină V.2. Variabilitatea frecvenţei contracţiilor cardiace, tensiunii arteriale, atenţiei şi productivităţii muncii intelectuale la adolescenţii de 15-16 ani cu psihicul normal dezvoltat şi cu retard mintal în condiţii relativ comfortogene şi stresogene de menajare. Autoref. Tezei de dr. în şt. biol., 26 p.

Comisia Comunităţilor Europene. Comunicare a Comisiei către Parlamentul 3. European, Consiliu, Comitetul Economic şi Social European şi Comitetul Regiunilor privind telemedicina şi beneficiile sale pentru pacienţi, pentru sistemele de sănătate şi pentru societate, 4.11.2008. 14 p.

European Commission. Communication from the commission to the European 4. parliament, the council, the European economic and social committee and the committee of the regions. eHealth Action Plan 2012-2020: Innovative healthcare for the 21st century. Brussels. 6.12.2012, 14p.

European Commission. Strategic Plan 2016-2020. DG Health & Food Safety. 5. 2015. 49 p.

Farsang C., Naditch-Brule L., Perlini S. et al.6. Inter-regional comparisons of the prevalence of cardiometabolic risk factors in patients with hypertension in Europe: the GOOD survey. J Hum Hypertens. 2009. vol. 23. no. 5. pp. 316–320.

By Fredrik Erixon, Martina Francesca Ferracane, Erik van der Marel7. . The Health of Nations: A Transatlantic Trade and Investment Agenda for Better Healthcare. Ecipe Occasional Paper, No. 02. 2015, p.2

Furdui Teodor, Ciochină Valentina.8. De la Fiziologia generală la ştiinţa noua în biomedicină – Sanocreatologia – calea de dezvoltare a ştiinţei în Institutul de Fiziologie şi



48


Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 1(328) 2016. p. 75-100.

Gouaux F., Simon-Chautemps L., Fayn J.9. et al. Ambient Intelligence and Pervasive Systems for the Monitoring of Citizens at Cardiac Risk: New Solutions from the EPI-MEDICS Project. Computers in Cardiology. 2002. Vol. 29, pp. 289-292.

https://sputnik.md/moldova/20150926/2012450.htm10. l (vizitat 18.08.2017).http://www.sfatulmedicului.ro/clinici/med-telesystems_3025/articole/dispozitivul-11.

heartview_550. (vizitat 18.08.2017).http://www.mobihealth.com/profile/en/company.ph12. p. (vizitat 18.08.2017).The Seventh Report of the Joint National Committee on Prevention, Detection, 13.

Evaluation and Treatment of High Blood Pressure. NIH Publication No. 04-5230. August 2004. 87 p.

Kästle S, Noller F., Falk S., Bukta A., Mayer E., Miller D. A14. . New Family of Sensors for Pulse Oximetry. Hewlett-Packard Journal. 1997. P.1-17.

Kearney P.M., Whelton M., Reynolds K.15. et al. Global burden of hypertension: analysis of wordwide data. Lancet 2005. 365(9455). p. 217-223.

Krause T., Lovibond K., Caulfield M., McCormack T., Williams B.16. Management of hypertension: a summary of NICE guidance. BMJ. 2011. 343:d4891.

Lozan Oleg.17. Tehnologii telemedicale în sistemul educaţional şi de sănătate. autoref. tezei de dr. hab. în med., Chişinău. 2012. 23 p.

Rotariu C.18. Sisteme de telemonitorizare a parametrilor vitali Editura „Gr. T Popa” UMF Iaşi. 2009.

Roger V.L., Go A.S., Lloyd-Jones D.M.19. et al. American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee. Heart disease and stroke statistics – 2012 update: a report from the American heart Association. Circulation. 2012. 125 (1):e2-e220

Rubel P., Fayn J., Atoui H., Télisson D.20. Beyond EPI-MEDICS, 2nd Open ECG Workshop, Berlin, Germany, 2004

Rubel P., Fayn J, Nollo G.21. et al. Toward personal eHealth in cardiology. Results from the EPI-MEDICS telemedicine project. J. Electrocardiol. 2005. pp. 100-106.

Stewart J.22. Vital Signs and Resuscitation. Georgetown, Texas: Landes Bioscience; 2003.

Samir G. Mallat., Houssam S. Itani, Bassem Y. Tanios23. . Current perspectives on combination therapy in the management of hypertension. Integr Blood Press Control. 2013. 6: 69-78.

Shnayder V., Chen B., Lorincz K., Fulford-Jones T.R.F., Welsh M.24. Sensor Networks for Medical Care. Technical Report TR-08-05. Division of Engineering and Applied Sciences. Harvard University. 2005.

TELEASIS. Sistem complex, pe suport NGN pentru teleasistenţă la domiciliu a 25. persoanelor în vârstă, http://www.teleasis.ro.

The European health report 2012: Charting the way to well-being. 26. http://www.euro.who.int/ru/what-we-do/data-and-evidence/european-health-report-2012

Yang Xiao, Hui Chen.27. Mobile telemedicine: a computing and networking perspective, CRC Press, 2008.

Макаров Л.М., Рябыкина Г.В., Тихоненко В.М.28. и др. 14-й конгресс Международного общества холтеровского мониторирования и неинвазивной электрокардиологии и 12-й конгресс Российского общества холтеровского мониторирования и неинвазивной электрофизиологии. Кардиология. 2012. № 2. С. 81-84.

Oганов Р.Г., Массденникова Г.Я., Шальнова С.А., Деев А.Д.29. Сердечно-сосудистые и другие хронические неифекционные заболевания: ситуация и возможности профилактики в России. Кардиология. 2003. с. 16-21.

Fiziologia şi Biochimia Plantelor Fiziologia şi Sanocreatologia



49


Покровский В.М., Коротько Г.Ф.30. Физиология человека. 2-е изд. М.: Медицина, 2003. 656 с.

Фурдуй Ф.И,31. Чокинэ В.К., Фурдуй В.Ф., Глижин А.Г., Врабие В.Г., Шептицкий В.А. Трактат о научных и практических основах санокреатологии. Том.1. „Проблема здоровья. Санокреатология. Потребность общества в ее развитии”, Кишинэу, 2016, 228 с.

Фурдуй, Ф. И.32. Проблемы стресса и преждевременной биологической деградации человека. Санокреатология. Их настоящее и будущее. В сб.: Современные проблемы физиологии и санокреатологии. Кишинев, 2005. с. 16-36.

Фурдуй, Ф. И., Чокинэ, В. К., Вуду, Л. Ф., Вуду, Г. А., Фурдуй, В. Ф., Фрунзе, Р. 33. И., Каратерзи, Г. И., Бодруг, А. И., Житарь, Ю. Н., Казаков, Ю. М. Стресс, эволюция человека, здоровье и санокреатология. (Пленарный доклад на II съезде физиологов СНГ). Известия АН Молдовы. Науки о жизни. 2010. 1(310): 4-13.

Фурдуй, Ф. И., Чокинэ, В. К., Фурдуй, В. Ф.34. Три важнейшие проблемы физиологии и санокреатологии, детерминирующие состояние здоровья общества. Пути их решения (Пленарный доклад на IV-ом Съезде физиологов СНГ). Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele Vieţii. 2015. 1(325): 4-17.

Фурдуй, Ф. И., Чокинэ, В. К., Фурдуй, В. Ф.35. Преждевременная общебиологическая деградация современного общества, регулирование его воспроизводства, саногенное питание и пути их решения – важнейшие межгосударственные проблемы. Глава 6. В: Итоги науки. Том. 3. Избранные труды Международного симпозиума по фундаментальным и прикладным проблемам науки. М.: РАН МСНТ, 2013. с. 85-112

Фурдуй, Ф. И., Чокинэ, В. К., Фурдуй, В. Ф., Врабие, В. Г., Глижин, А. Г.36. Направленное формирование здоровья человека – важнейшая задача физиологии и санокреатологии I. Современное состояние изученности здоровья и пути его решения. Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. 2016. 3(330): 25-38.

FIZIOLOGIA ŞI BIOCHIMIA PLANTELOR

DETERMINAREA ACCELERATĂ A REZISTENŢEI RADICULEI ŞI RĂDĂCINILOR SECUNDARE A PLANTULELOR DE CASTRAVETE

CUCUMIS SATIVUS L. LA TEMPERATURI RIDICATE.Cauş Maria, Călugăru-Spătaru Tatiana, Dascaliuc Alexandru

Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei

RezumatScopul cercetărilor a fost de a compara în mod accelerat rezistenţa radiculei şi a rădăcinilor secundare a plantulelor de castravete la acţiunea temperaturilor pozitive variind factorul intensiv şi extensiv. Germenii de castravete cu lungimea radiculei de ≈ 1 cm au fost expuşi acţiunii şocului termic (ŞT) cu temperatură în diapazonul 400C - 540C (factorul intensiv), timp de 10 şi 20 minute (factorul extensiv). După efectuarea ŞT, germenii au fost plasaţi pentru continuarea creşterii ulterioare la temperatura de 250C, umiditatea relativă 70%-80% şi întuneric. Aplicarea ŞT cu temperaturi de 400C, 410C, 420C, 430C, 440C şi 450C generează reducerea creşterii plantulelor, inclusiv a lungimii

Fiziologia şi Biochimia Plantelor Fiziologia şi Sanocreatologia


50


părţii aeriene, radiculei şi rădăcinilor laterale, din cauza afectării celulelor meristemelor apicale. Expunerea germenilor de castravete acţiunii ŞT cu 450C pe parcursul a 10 minute provoacă daune ireversibile radiculei, care se detectează la plantulele în vârsta de 3 zile. Totodată după această doză a ŞT se manifestă creşterea rădăcinilor secundare. Doar după tratarea germenilor de castravete cu temperatura de 520C pe parcursul a 10 minute se manifestă inhibarea apariţiei rădăcinilor secundare, ceia ce indică vătămarea ireversibilă a celulelor meristemelor secundare. Aşa dar, s-a stabilit, că la aceiaşi durată de acţiune – 10 minute, iniţialele rădăcinilor laterale, datorită dominării apicale, rezistă la temperatura ŞT cu 7oC mai înaltă în comparaţie cu cea, caracteristică pentru meristemele rădăcinii principale. Cuvinte cheie: Cucumis sativus L., şocul termic, rădăcini primare, rădăcini secundare, biomasă, parametrii de creştere. Depus la redacție 12 iulie 2017 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Cauş Maria, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova, e-mail: [email protected], tel. (+ 373 22) 53-01-77.

IntroducereCapacitatea de creştere şi dezvoltare a plantelor este influenţată de un şir de factori

abiotici, inclusiv de acţiunea temperaturilor ridicate [15, 12]. Din cauza tendinţei de încălzire globală a climei, zonele de influenţă critică a temperaturilor ridicate asupra creşterii şi productivităţii plantelor [17] se extind. Stresul provocat de temperaturile ridicate – şocul termic (ŞT), este definit, ca fiind determinat de depăşirea valorii temperaturii pozitive a pragului critic pentru o perioadă limitată de timp, suficientă de a provoca daune creşterii şi dezvoltării plantelor [19]. Acţiunea adversă a ŞT asupra platelor este specifică în dependenţă atât de parametrii dozei ŞT (temperatura şi durata de expunere), cât şi de specia plantelor, etapa de dezvoltare [8, 9, 14, 19, 21, 27].

Stresul determinat de ŞT poate afecta mai multe procese de creştere a plantelor, în primul rând supravieţuirea şi diviziunea celulelor meristemelor apicale [1, 2, 6, 7, 14, 20]. Vătămarea celulelor meristemelor apicale ale rădăcinii de către temperaturile stresului termic, ca şi în cazul acţiunii razelor X [5, 23, 24, 26], substanţelor chimice [22, 24] şi a altor factori [25], poate avea un şir de consecinţe, inclusiv stoparea diviziunii celulelor active ale meristemului şi activarea diviziunii celulelor „centrului de repaus” [7]. În aşa fel, diminuarea vitezei de creştere după acţiunea factorilor de stres este determinată de inhibarea/stoparea diviziunii celulelor active ale meristemului, iar restabilirea ulterioară a creşterii se datorează repopulării meristemului datorită activării diviziunii celulelor „centrului de repaus”, care sunt mai rezistente la acţiunea factorului de stres [6]. În cazul dacă doza factorilor de stres depăşeşte rezistenţa celulelor din „centrul de repaus”, restabilirea creşterii rădăcinilor nu se manifestă [25]. Mecanismele menţionate sunt universale. De exemplu, cercetările efectuate de către [1] au demonstrat, că la tratarea rădăcinilor de porumb cu temperatura de 5°C timp de 4 zile a indus perturbaţii în meristemele apicale, provocând reprimarea elongaţiei şi frânarea divizării celulelor meristemei. La returnarea plantelor la temperatura de 20°C s-a manifestat restabilirea meristemului datorită stimulării proliferării celulelor amplasate în partea apicală a rădăcinii [1]. Relaţia strânsă dintre activitatea proliferativă a celulelor active ale meristemului şi a celor din „centrul de repaus” sugerează existenţa comunicării

Fiziologia şi Biochimia Plantelor Fiziologia şi Biochimia Plantelor



51


dintre celulele acestor două zone ale meristemului, datorită la ce are loc restabilirea integrităţii meristemelor parţial deteriorate după acţiunea factorilor de stres [2].

Majoritatea investigaţiilor au vizat cercetarea influenţei diferitor factori asupra structurii şi funcţionării meristemelor rădăcinilor primare, însă sunt mai puţine date care ar da posibilitatea de a compara cantitativ pragurile dozelor critice, care provoacă deteriorarea completă a meristemelor rădăcinilor primare şi celor secundare. Scopul acestei lucrări a fost de a identifica şi evalua aceste caracteristici la rădăcinile primare şi secundare ale plantulelor de castravete supuse diferitor doze ale ŞT.

Materiale şi metodeÎn cercetări au fost utilizate seminţele de castravete Cucumis sativus L., soiul

Concurent. Seminţele au fost dezinfectate prin scufundarea de scurtă durată în soluţie de 0,03% de peroxid de hidrogen, spălate cu apă de robinet şi amplasate pentru germinare pe hârtie de filtru umedă, la întuneric, temperatura de 250C şi umiditatea relativă a aerului de 70-80 %. După 24 ore seminţele proaspăt germinate, cu lungimea radiculei de ≈1 cm au fost selectate şi folosite în cercetări. ŞT a fost indus prin imersarea seminţelor germinate în apă cu temperaturi între 420C şi 540C, pe parcursul a 10 şi 20 minute. Seminţele din varianta martor au fost imersate pe parcursul perioadelor respective în apă cu temperatura de 250C. După expoziţia la acţiunea ŞT seminţele germinate au fost aranjate în cutii Petri pe hârtie de filtru, îmbibată cu apă distilată, ulterior amplasate în termostat la întuneric pentru continuarea creşterii la temperatura de 250C şi umiditatea relativă a aerului 70-80 % pe parcursul a 3, 5 sau 7 zile, perioade după care se testa regenerarea dereglărilor, provocate cu diferite doze ale ŞT. Restabilirea proceselor de creştere după fiecare doză a ŞT a fost apreciată prin determinarea indicilor biometriei, inclusiv a biomasei proaspete, lungimii rădăcinii primare şi înălţimii tulpiniţei.

Analiza statistică a datelor. Experimentele au fost efectuate în trei repetiţii. În fiecare repetiţie au fost utilizate 10 plante. Fiecare experiment a fost repetat de cel puţin trei ori. Prelucrarea statistică a datelor şi determinarea coeficientului de corelaţie a fost efectuată cu utilizarea programelor „Statistica 7” pentru computer, folosind Basic Statistics, calculând valorile medii şi devierea standard a datelor determinate în trei repetiţii.

Rezultate şi discuţii În figură 1, sunt prezentate plantulele de castravete în ziua a treia (72 ore de

creştere) după expunerea la ŞT, provocat cu temperaturi între 400C - 440C cu durata de expoziţie 10 şi 20 minute. După cum se poate observa, diminuarea înălţimii plantulelor de castravete s-a manifestat uniform odată cu creşterea temperaturii ŞT. Vizual, mărirea duratei ŞT de la 10 minute până la 20 minute a cauzat diminuarea înălțimii plantulelor la un nivel echivalent sporirii temperaturii ŞT cu 1oC. De exemplu, înălţimea plantulelor care au fost obţinute din seminţele expuse ŞT cu 43 şi 44oC pe parcursul a 10 minute este practic echivalentă înălţimii plantulelor expuse ŞT cu temperaturi respectiv 42 şi 43oC pe parcursul a 20 minute.

Diferenţele fenologice dintre diferite variante, cantitativ s-au reflectat asupra biomasei plantulelor (figura 2). Aplicarea ŞT pe parcursul a 10 minute cu temperaturi de 400C, 420C, 430C şi 440C a provocat diminuarea biomasei proaspete a unei plantule respectiv cu 6, 14, 20 şi 31% faţă de martor. La extinderea duratei de expoziţie a ŞT de la 10 până la 20 minute cu aceleaşi valori ale temperaturii ŞT, acumularea biomasei



52


proaspete a unei plantule s-a micşorat respectiv cu 15, 24, 40 şi 50% faţă de martor. De remarcat, că la toate variantele experimentale inhibarea creşterii biomasei tulpinii a fost mai pronunţată în comparaţie cu cea a rădăcinii la varianta respectivă. Cum era de aşteptat, gradul de inhibare a biomasei plantulei integre este intermediar: mai înalt în comparaţie cu cel caracteristic pentru rădăcină şi mai jos în comparaţie cu cel caracteristic pentru tulpină.

Figura 1. Fotografia plantulelor de castravete în vârsta de 3 zile, obţinute din seminţele de castravete, care îndată după germinare au fost supuse ŞT cu diferite tem-peraturi pe parcursul a 10 şi 20 minute.

Figura 2. Biomasa proaspătă medie a unei plantule, unei rădăcini şi a unei tulpini caracteristică plantulelor de castravete în vârsta de 72 ore, obţinute din seminţele care la momentul germinării au fost expuse ŞT cu diferite temperaturi pe parcursul a 10 şi 20 minute.

Analiza corelativă a relaţiilor dintre valorile temperaturii, duratei de expoziţie a ŞT şi acumularea biomasei plantulelor integre, rădăcinilor şi tulpinii plantulelor de castravete pe parcursul a 3 zile după expunerea la ŞT sunt prezentate pe figura 3. Din analiza dinamicii de creştere după aplicarea ŞT putem menţiona, că la castravete, ca şi la grâu [27], în primele 3 zile după aplicarea ŞT domină fenomenul de inhibare a




53


creşterii. Ulterior are loc sporirea vitezei de creştere, datorită recuperării deteriorărilor provocate de ŞT. Datele prezentate pe figura 3 demonstrează, că schimbările valorilor relative a acumulării biomasei proaspete în dependenţă de temperatura ŞT la plantule, rădăcini şi tulpină au o dinamică diferită. Aceste schimbări în intervalul temperaturilor ŞT între 40 şi 44oC sunt lineare cu un nivel înalt de corelaţie. Din punct de vedere a inhibării creşterii biomasei tulpinile s-au dovedit a fi mai sensibile în comparaţie cu rădăcinile. După ŞT cu 40oC pe parcursul a 10 minute biomasa rădăcinilor a avut tendinţa de a depăşi cea a variantei martor, figura 3 B. Biomasa tulpinii după această doză a ŞT a diminuat cu 18% faţă de martor, figura 3 C. Cu creşterea temperaturii ŞT se manifestă diminuarea lineară atât a masei rădăcinilor, cât şi a tulpinii, dar cu viteză mai înaltă la rădăcini, figura 3 A şi B. Totuşi, după şocul termic cu 440C, biomasa relativă a rădăcinilor era mai înaltă, în comparaţie cu cea a tulpinii. Creşterea duratei ŞT de la 10 minute până la 20 minute a dus la sporirea unghiului de înclinaţie a aproximaţiei lineare dintre temperatura ŞT şi biomasei, ceia ce sugerează despre sporirea gravităţii efectelor cauzate de creşterea temperaturii ŞT odată cu creşterea duratei de expoziţie. Cum era de aşteptat, valorile biomasei relative a plantulei integre în dependenţă de temperatura ŞT aveau caracteristici numerice intermediare, mai înalte în comparaţie cu valorile caracteristice pentru tulpină, şi mai joase în comparaţie cu cele caracteristice pentru rădăcini.

Figura 3. Acumularea biomasei proaspete relative medii în dependenţă de temperatura ŞT: (A) - plantula integră (B) – rădăcina unei plantule; (C) –tulpina unei plantule. Probele au fost colectate de la plantule de castravete în vârstă de 3 zile, obţinute din seminţele geminate şi expuse ŞT cu diferite temperaturi pe parcursul a 10 şi 20 minute.

Menţionăm, că includerea în figura 3 doar a datelor caracteristice pentru variantele care au fost supuse ŞT cu temperaturi mai mici de 440C n-a fost întâmplătoare. Majorarea valorii temperaturii ŞT cu un grad, şi anume, de la 440C până la 450C, a condus la inhibarea completă a creşterii rădăcinii primare, figura 4A. Aceste rezultate demonstrează, că iniţialele meristemului apical a rădăcinii primare la această doză a ŞT au fost complet deteriorate, iar cele ale rădăcinilor laterale au rămas viabile. Aceste date sunt în acord cu informaţia, că rezistenţa celulelor meristematice la factorii de stres abiotic este cu atât mai joasă, cu cât activitatea proliferativă a lor este mai înaltă [7, 24].



54


Din imaginile de pe figura 4 putem observa, că la aplicarea ŞT în intervalul temperaturilor ŞT între 45 şi 52oC la plantule se manifestă frânarea(stoparea) creşterii rădăcinii primare, dar totodată are loc creşterea rădăcinilor lateralele din colet, grosimea căruia la plantele supuse ŞT caracteristice pentru acest interval de temperaturi se măreşte semnificativ. Doar după ŞT cu 52oC se manifestă stoparea creşterii rădăcinilor secundare.

Din datele menţionate mai sus rezultă că capacitatea proliferativă a iniţialelor rădăcinii primare a fost stopată după ŞT pe parcursul a 10 minute la temperatura 450C, iar stoparea proliferării celulelor meristemului rădăcinilor secundare - la temperatura 52oC. În aşa fel efectul diferenţei dintre profunzimea repausului (dormitării) celulelor meristemului rădăcinilor secundare faţă de cea a celulelor meristemului rădăcinii primare a asigurat sporirea pragului de rezistenţă faţă de ŞT de la 45oC până la 52oC. În principiu aceste date sunt în concordanţă cu datele literaturii de specialitate, care sugerează, că sub influenţa factorilor de stres primele se deteriorează celulele cu cea mai înaltă activitate proliferativă [7,24]. La deteriorarea lor se manifestă eliminarea dominanţei apicale a rădăcinii şi se modifică arhitectura sistemului radicular datorită stimulării creşterii active a rădăcinilor secundare [3], fenomen important pentru supravieţuirea plantelor în condiţiile de stres [13]. Un rol esenţial în dezvoltarea rădăcinii laterale îl joacă, de asemenea, auxina [18], care reprezentă semnalul cheie, ce controlează iniţierea rădăcinii laterale [4,10], şi care este implicată în creşterea şi organizarea primordiilor rădăcinilor laterale [4, 16].

Figura 4. Imaginea plantulelor de castravete în vârsta de 5 şi 7 zile, obţinute din seminţele expuse ŞT cu diferite temperaturi pe parcursul a 10 minute îndată după germinare: (A) – plantule în vârsta de 5 zile; temperatura ŞT 42, 43, 44 şi 450C; (B) şi (C) - plantule în vârsta de 7 zile; temperatura ŞT 46, 47, 48 şi 490C (B); 50, 51, 52, 53 şi 540C (C).

Pentru a elucida specificul influenției temperaturilor severe ale ŞT (care stopează creşterea rădăcinii primare) asupra biomasei plantulelor de castravete a fost elaborat graficul dependenţei biomasei acumulate de plantule pe parcursul a 7 zile după expunerea la ŞT cu diferite temperaturi,figura 5. Observăm, că, ca şi în cazul aplicării




55


temperaturilor moderate ale ŞT, există corelaţie lineară dintre temperatura ŞT şi biomasa rădăcinilor, tulpinii şi a plantulei integre, figura 5. La fel, creşterea nivelului de inhibiţie a acumulării biomasei odată cu creşterea temperaturii ŞT este esenţial mai scăzut la rădăcini, în comparaţie cu cel caracteristic pentru tulpină şi pentru planta integră. De aici rezultă, că iniţialele rădăcinilor secundare au fost esenţial mai slab afectate de ŞT în comparaţiei cu cele a tulpinii.

Figura 5. Acumularea biomasei relative medii în dependenţă de temperatura ŞT: (•) - plantula integră; ( ) – rădăcinile unei plantule; ( )– tulpina. Probele au fost colectate de la plantule de castravete în vârstă de 7 zile, obţinute din seminţele geminate şi expuse ŞT cu diferite temperaturi pe parcursul a 10 minute.

În ansamblu datele obţinute de noi demonstrează existenţa la plante a unor strategii evolutive, care asigură supravieţuirea lor în condițiile de stres. Printre acestea poate fi manţionată repopularea meristemelor de către celulele „centrului de repaus”, care sunt mai rezistente faţă de factorii de stres [1, 2, 7, 24, 25].

Totodată datele noastre demonstrează, că nivelul de rezistenţă a iniţialelor „centrului de repaus” a meristemului rădăcinilor secundare este mult mai înalt în comparaţie cu cel a rădăcinii primare. Aceste date demontează, că strategiile de regenerare a rădăcinilor după acţiunea factorilor de stres termic corespund perfect cu cele caracteristice pentru partea aeriană a plantelor. Este evident, că eficacitatea proceselor de regenerare a plantelor în urma efectelor negative ale factorilor de stres depinde nu numai de rezistenţa iniţială, dar şi de eficacitatea proceselor de recuperare a deteriorărilor [8]. În aşa fel, pentru a aprecia corect rezistenţa genotipurilor şi speciilor la factorii de stres este necesar de apreciat influenţa componentelor, ce determină rezistența primară şi capacitatea de recuperare a deteriorărilor provocate de factorii de stres, precum şi diferite mecanisme, ce asigură diminuarea, sau chiar evitarea, influenţei factorului de stres.

ConcluziiCreşterea plantulelor de castravete după expunerea seminţelor germinate la 1.

diferite doze ale ŞT dă posibilitatea de a determina specificul schimbării stării lor în diferite zone ale dozei ŞT, precum şi strategiile de supravieţuire a lor în condiţii de stres termic. Diminuarea acumulării biomasei plantulelor după aplicarea ŞT cu doze moderate ale ŞT este determinată de reacţiile celulelor meristemelor apicale, care la rădăcinile secundare sunt mai rezistente faţă de stresul termic, în comparație cu cele ale meristemului rădăcinii primare.

Activitățile de ameliorare a plantelor rezistente la factorii de stres şi de 2. elaborare a agrotehnicii de cultivare a lor pot fi realizate doar cunoscând mecanismele



56


de menţinere a eterogenităţii rezistenţei şi a capacităţii de recuperare a deteriorărilor la diferite celule, ţesuturi şi organe ale plantelor.

Bibliografie Barlow P. W., Rathfelder E.L1. . Cell division and regeneration in primary root meristems

of Zea mays recovering from cold treatment. //Environ. Exper. Botany, 1985, vol. 25, No. 4, p. 303 – 314.

Barlo2. w P. W., Adams J. S. The response of the primary root meristem of Zea mays L. to various periods of cold. //J. Exp. Botanz, 1989, vol. 40 (1), p. 81-88.

Cao M, Li X3. . Die for living better: plants modify root system architecture through inducing PCD in root meristem under severe water stress. //Plant signaling & behavior, 2010, vol.5, (12), p.1645-1646.

Casimiro I., Beeckman T., Graham N. et al.4. Dissecting Arabidopsis lateral root development. //Trends in Plant Sci., 2003, vol.8, p.165-171.

Clowes F.A.L5. . The immediate response of the quiescent centre to X-rays. //New Phytol., 1970, vol. 69, p.1-18.

Clowes F.A.L., Wadekar R.6. Modelling of the root cap of Zea mays L. in relation to temperature. //New Phytol., 1988, vol.108, p. 259-262.

Clowes F.A.L., Wadekar R7. . Instability in the root meristem of Zea mays L. during growth. New Phytol., 1989, vol. 111, p. 19-24.

Dascaliuc A., Cicalova V., Ralea T.8. Manifestarea creşterii relative a rădăcinilor şi termotoleranţa graului (Triticum aestivum L.) sub influenţa şocului termic. //Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii, 2012, Nr. 3(318), p. 89-96.

Dascaliuc A., Ralea T., Cuza P9. . Influence of heat shock on chlorophyll fluorescence of white oak (Quercus pubescens Willd.) leaves. //Photosynthetica, 2007, vol. 45, (3), p.469-471.

De Smet I., Vanneste S., Inzé D., Beeckman T.10. Lateral root initiation or the birth of a new meristem. //Plant Mol.Biology, 2006, vol.50, p. 871-887.

De Tullio M.C., Jiang K., Feldman L.J.11. Redox regulation of root apical meristem organization: Connecting root development to its environment. //Plant Physiol.Bioch.,2010, vol.48. p. 328-336.

Ding X., Jiang Y., Hao T., Jin H.et al.12. Effects of heat shock on photosynthetic properties, antioxidant enzyme activity, and downy mildew of cucumber (Cucumis sativus L.). //PLOS ONE, 2016, 11(4): e0152429.

Duan Y, Zhang W, Li B, Wang Y, Li K, Sodmergen et al. 13. An endoplasmic reticulum response pathway mediates programmed cell death of root tip induced by water stress in Arabidopsis. //New Phytol., 2010, vol.186, (3), p.681-695.

Hatfield J.L., Prueger J. H14. . Temperature extremes: Effect on plant growth and development. //Weather and Climate Extremes, 2015, vol. 10, p. 4–10.

Hemantaranjan A., Nishant Bhanu A., Singh M.N. et al.15. Heat stress responses and thermotolerance. //Adv. Plants Agric. Res., 2014, vol. 1, (3), p. 1- 10.

Laskowski M., Biller S., Stanley K. et al.16. Expression profiling of auxin-treated Arabidopsis roots: toward a molecular analysis of lateral root emergence. //Plant Cell Physiol., 2006, vol.47, p.788 – 792.

Lobell D.B., Field C.B.17. Global scale climate–crop yield relationships and the impacts of recent warming. //Environ. Res. Lett., 2007, 2, doi:10.1088/1748-9326/2/1/014002.

Swarup K., Benkova´ E., Swarup R., et al18. . The auxin influx carrier LAX3 promotes lateral root emergence.//Nature Cell Biology, 2008, vol.10, p.946–954.

Wahid A., Gelani S., Ashraf M., Foolad M.R.19. Heat tolerance in plants: An overview. //Environ. Exp. Botany, 2007, vol. 61, p. 199–223.




57


Yung-Reui Chen, Mei Chou, Shau-Sitl Ren et al.20. Observations of soybean root meristematic cells in response to heat shock. //Protoplasma, 1988, vol. 144, p.1-9.

Александров Б.Я., Кислюк И.М.21. Реакция клеток на тепловой шок: Физиологический аспект. //Цитология, 1994, Т. 36, , № 1, c. 5- 59.

Иванов В.Б.22. Влияние нитратов свинца, никеля и стронция на деление и растяжение клеток корня кукурузы //Физиология растений. 2009, Т. 56, c. 268–277.

Иванов В.Б.23. Рост клеток корней проростков кукурузы после облучения высокими дозами рентгеновский лучей. 2. Рост клеток при полном подавлении митозов //Цитология. 1968, Т. 10, c. 1105–1117

Иванов В.Б.,24. Быстрова Е.И. Влияние облучения и различных ингибиторов метаболизма на время жизни клеток в меристеме. // ДAH РАН, 2006, Т. 407, c.417-420.

Иванов В.Б., Быстрова Е.И., Месенко М.М., Котова Л.М., Котов А.А25. . Стимуляция делений клеток покоящегося центра в отрезанных кончиках корней. //Онтогенез, 2011, Т.42, c.357-362.

Кравец Е.А., Михеев А.Н., Овсянникова Л.Г., Гродзинский Д.М.26. Критический уровень радиационного повреждения апикальной меристемы корня и механизмы ее восстановления у Pisum sativum L. //Цитология и генетика, 2011, № 1, c. 24-33. ISSN 0564–3783.

Чикалова В.А., Даскалюк А.П..27. Ростовая реакция корней на действие теплового шока как показатель теплоустойчивости гексаплоидной пшеницы. //Физиол. биох. культ. раст., 2013, Т. 45, № 1, c. 70-77.

PARTICULARITAŢILE MANIFESTĂRII PROCESELOR DE ADAPTARE A PLANTELOR DE SOIA LA CONDIŢII MODIFICATE

A ASIGURĂRII CU APĂ SI CONŢINUTULUI DE SĂRURIChirilov Alexandru, Harciuc Oleg, Cozmic Raisa, Chirilova Eleonora,

Baştovaia Svetlana, Chistol Marcela.

Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei

RezumatPentru elucidarea particularităţiilor manifestării proceselor de adaptare a plantelor de soia Glycine max L. la condiţii modificate de asigurare cu apă şi conţinutului sporit de săruri în sol în diferite faze ale ontogenezei au fost studiaţi unii parametri ai statusului hidric şi parametrii de productivitate primară. Acţiunea secetei timpurii de scurtă durată (în faza I frunze trifoliate) asupra plantelor de soia s-a manifestat prin suprimarea proceselor de creştere şi acumulării masei uscate, însă menţinându-se evident o stabilitate mai pronunţată a statusului apei, iar la plantele crescute pe fondal salinizat în această fază se atestă o diminuare uşoară a conţinutului relativ al apei. În faza de înflorire şi formare a păstăilor seceta târzie (inclusiv şi intermitentă) condiţionează diminuarea esenţială a acestui indice. la acţiunea secetei intermitente pe fondal salinizat esenţial diminuează, faţă de plantele martor, şi potenţialul apei în rădăcini şi tulpini, iar gradientul potenţialului hidric în sistema “tulpini - rădăcini” devine pozitiv. În această fază a ontogenezei acţiunea factorilor stresogeni în studiu condiţionează o reducere considerabilă a proceselor de creştere şi productivitate a plantelor, dauna fiind de câteva ori mai mare decât dauna provocată de acţiunea secetei timpurii restante. După indicii de productivitate cea mai sensibilă la stresul hidro- salin se evidenţiază producţia de seminţe a plantelor. Indexul



58


toleranţei la acţiunea complexă a secetei şi conţinutului sporit de săruri în sol, calculat după indicii statusului hidric şi producţia de seminţe, este mai înalt la soiul Alina comparativ cu soiul Aura, iar cel calculat după masa uscată a plantelor - este mai înalt la soiul Aura în comparaţie cu soiul Bucuria, ceea ce corespunde cu rezistenţa mai înaltă acestui soi la conţinut sporit de săruri.Cuvinte cheie: soia Glycine max L., adaptare, asigurare insuficientă de umiditate, conţinut sporit de săruri, statusul hidricDepus la redacţie 5 septembrie 2017---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Harciuc Oleg, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău, Republica Moldova, e-mail: [email protected]

IntroducereTeritoriul Republicii Moldova pe parcursul perioadei estivale se caracterizează

cu secete, temperaturi supra optimale [3], precum şi cu mineralizarea sporită a apelor de suprafaţă şi freatice [16] şi cu un nivel sporit de alcalizare (pH 8 şi mai mare ) [16,17], ce condiţionează acţiune stresogenă de diferită intensitate şi manifestare în timp asupra creşterii şi dezvoltării plantelor. Aproape fiecare proces la plante, direct sau indirect, depinde de asigurarea cu apă. Modificarea status-ului hidric al plantelor se caracterizează prin schimbarea valorii potenţialului apei ψw, conţinutului relativ a apei în frunze şi în final influenţează indicii de creştere, masa uscată, coraportul tulpină-rădăcină [4]. Menţinerea statusului hidric şi a funcţiilor plantelor la un nivel înalt când valorile potenţialului hidric sunt joase, de asemenea şi restabilirea funcţiilor plantelor după acţiunea stresului hidric – acestea sunt mecanismele fiziologice de bază, care contribuie la menţinerea recoltei înalte în condiţii de secetă repetată [2].

Scopul investigaţiilor a fost studierea particularităţilor manifestării proceselor de adaptare a plantelor de soia la condiții modificate de asigurare cu apă şi conţinutului de săruri în sol în diferite faze ale ontogenezei.

Materiale şi metode de cercetareCercetările au fost efectuate în baza experienţei montate în complexul de vegetaţie

al institutului cu diferite soiuri de soia omologate în R. Moldova (Aura, Alina, Bucuria, Clavera şi Amelina). Plantele au fost crescute în vase de vegetaţie cu 10 kg sol absolut uscat, fiind create condiţii de secetă şi salinizare în 2 faze: I - în faza primei frunze trifoliate (secetă timpurie) şi a II-a – faza de înflorire şi formare a păstăilor (secetă târzie). În prima fază o parte din vase (din martor nesalinizat) au fost trecute pe fondal de insuficienţă de umiditate, 70→40 % CTA, timp de 4-5 zile şi menţinute pe fondal 40% CTA 4-5 zile. Apoi plantele au fost trecute la 70% CTA. Altă parte din vase (din martor ne salinizat) au fost trecute pe fondal de insuficienţă de umiditate în faza de înflorire şi formare a păstăilor, 70→40 % CTA timp de 4-5 zile şi menţinute pe fondal 40% CTA 4-5 zile. Apoi plantele au fost trecute la condiţii optimale de umiditate. A treia parte din vase (din martor ne salinizat şi salinizat) au fost trecute pe fondal de insuficienţă de umiditate în faza primei frunze trifoliate şi în faza de înflorire şi formare a păstăilor, 70→40→70→40 % CTA timp de 4-5 zile şi menţinute pe fondal 40% CTA 4-5 zile. Apoi plantele au fost trecute la 70% CTA.

Pentru evaluarea şi compararea acţiunii stresului hidric în fiecare din aceste perioade ale ontogenezei, inclusiv şi celui intermitent, au fost folosite datele cu privire




59


la suprafaţa foliară a plantelor [20], potenţialul hidric în sistema tulpini - rădăcini [21], modificarea/stabilitatea statusului hidric.

Parametrii unor componente ale status-ului apei au fost determinaţi prin aplicarea metodelor clasice [1,6,11,14], potenţialul apei conform [5,8,9,13-18], suprafaţa foliară - după dimensiunile lineare ale limbului [15,20], determinarea masei totale (uscate) a unei plante - conform [12].

Prelevarea mostrelor pentru determinarea indicilor în studiu a fost efectuată la sfârşitul fiecărei perioade de secetă

Rezultate şi discuţiiAcţiunea secetei timpurii (în faza I frunze trifoliate) asupra plantelor de soia (soiurile

Clavera şi Amelina) s-a manifestat prin suprimarea proceselor de creştere şi acumulării masei uscate (productivităţii primare). La sfârşitul perioadei de secetă suprafaţa foliară a plantelor s. Clavera a constituit doar 48%, masa uscată 67% faţă de valorile acestor indici la plantele martor, iar la plantele s.Amelina – respectiv 59% şi 61% (Tab. 1). In rezultatul salinizării solului, care a fost efectuată la montarea experienţei, în această fază suprafaţa foliară a plantelor ambelor soiuri a constituit 79-87%, masa uscată - 75-93%, respectiv, faţă de martor ne salinizat.

Tabelul 1. Suprafaţa foliară (сm2) şi masa uscată (g) a plantelor de soia în faza I frunze trifoliate în condiţii de umiditate scăzută şi conţinut sporit de săruri în sol (experinţa de vegetaţie, 29 ZDS).

VariantaSuprafaţa foliară (сm2) masa uscată (g)Clavera Amelina Clavera Amelina

sol nesalinizat, 70% CTA (martor) 127 ±8 135 ±10 1,04 ±0,03 1,10 ±0,04sol salinizat, 70% CTA 101 ±11 117 ±17 0,78 ±0,04 1,02 ±0,06

sol ne salinizat, 40% CTA 61 ±5 80 ±6 0,70 ±0,02 0,68 ±0,03

De menţionat că în această fază timpurie a ontogenezei se manifestă evident o stabilitate mai pronunţată a statusului apei în frunzele plantelor de soia supuse stresului hidric de scurtă durată. In rezultatul acţiunii primei secete conţinutul relativ al apei în frunzele ambelor soiuri se menţine la un nivel destul de înalt, practic la nivelul plantelor martor, iar pe fondalul salinizării în această fază se atestă o diminuare uşoară (cu 0,7-4,1%) a conţinutului relativ al apei în frunzele ambelor soiuri faţă de martorul ne salinizat (Tab. 2).

După cum rezultă din datele expuse în tabelele 1 şi 2, în faza primei frunze trifoliate stresul hidric a fost moderat.

În rezultatul acţiunii secetei repetate (în faza de înflorire, 60 ZDS) şi numai a secetei târzii conţinutul relativ al apei în frunzele plantelor de ambele soiuri a diminuat esenţial, atât pe fondal ne salinizat, cât şi pe fondal salinizat, până la 60-70% (Tab. 2). Se modifică considerabil şi potenţialul apei. Conform datelor din tabelul 3 la acţiunea secetei intermitente, 40% CTA, pe fondal ne salinizat potenţialul apei în tulpinile şi rădăcinile plantelor de s. Clavera diminuează cu 0,80 ÷ 0,88 МPа; pe fondal salinizat potenţialul apei în aceste organe diminuează cu 0,75 ± 1,06 МPа.

În aceste condiţii potenţialul apei în rădăcinile şi tulpinile plantelor de soia s. Amelina la fel diminuează, faţă de mărimea potenţialului la plantele martor, cu 0,71÷0,80 МPа



60


pe fondal ne salinizat şi cu 0,86÷1,35 МPа, respectiv, pe fondal salinizat (tab. 4). În dependenţă de valorile potenţialului apei şi gradul de diminuare în tulpini şi rădăcini se modifică şi gradienţii acestui indice în sistema plantei integre.

Tabela 2. Conţinutul relativ al apei în frunze la sfârşitul fiecărei perioade de secetă (prima - în faza I frunze trifoliate; a doua - în faza de înflorire şi formare a păstăilor).

Fondul

Conţinutul relativ al apei în frunze (% din saturaţie) la sfârşitul fiecărei perioade de secetă

faza I frunze trifoliate (25 ZDS)

faza de înflorire şi formare a păstăilor (60

ZDS)umiditatea, % CTA salinizarea Clavera Amelina Clavera Amelina

70 ne salinizat 91,3 ±0,7 87,1 ±0,8 89,2 ±2,7 84,4 ±1,670→40 ne salinizat 89,1 ±0,1 87,8 ±0,8 89,7 ±0,9 90,8 ±2,4

70→40→70→40 ne salinizat 89,1 ±0,1 87,8 ±0,8 63,2 ±2,8 66,7 ±0,570→70→70→40 ne salinizat 91,3 ±0,7 87,1 ±0,8 66,2 ±1,5 64,9 ±5,5

70 salinizat 87,2 ±1,6 86,4 ±0,6 94,1 ±0,5 91,4 ±0,970→70→70→40 salinizat 87,2 ±1,6 86,4 ±0,6 67,0 ±1,0 72,8 ±0,8

Tabela 3. Dinamica potenţialui hidric în sistema tulpini - rădăcini a plantelor de soia, s. Clavera ,după acţiunea repetată şi complexă a secetei şi salinizării.

Fondul umiditatea, % CTA salinizarea solului

Potenţialul hidric, MPa

rădăcini tulpini70% (martor) ne salinizat - 0,19 ± 0,00 - 0,27 ± 0,14

70→40→70→40 ne salinizat - 0,99 ± 0,11 - 1,15 ± 0,4670→40→70→40 salinizat - 1,25 ± 0,02 - 1,02 ± 0,13

În aceste condiţii potenţialul apei în rădăcinile şi tulpinile plantelor de soia s. Amelina la fel diminuează, faţă de mărimea potenţialului la plantele martor, cu 0,71÷0,80 МPа pe fondal ne salinizat şi cu 0,86÷1,35 МPа, respectiv, pe fondal salinizat (tab. 4). În dependenţă de valorile potenţialului apei şi gradul de diminuare în tulpini şi rădăcini se modifică şi gradienţii acestui indice în sistema plantei integre.

Tabela 4. Dinamica potenţialui hidric în sistema tulpini - rădăcini a plantelor de soia s. Amelina, după acţiunea repetată şi complexă a secetei şi salinizării.

Fondul umiditatea, % CTA salinizarea solului

Potenţialui hidric, MPa

rădăcini tulpini

70% (martor) ne salinizat - 0,21 ± 0,01 - 0,26 ± 0,08

70→40→70→40 ne salinizat - 0,92 ± 0,16 - 1,06 ± 0,06

70→40→70→40 salinizat - 1,56 ± 0,02 - 1,12 ± 0,08

Pe fondal ne salinizat gradientul potenţialului hidric în sistema “tulpini- rădăcini” este negativ (-0,06 ÷ -0,15 МPа), iar pe fondal salinizat ∆Ψt-r devine pozitiv (+0,34 Мpа), ceea ce împiedică mişcarea fluxului apei din sol în frunze (Tab. 5).




61


Tabela 5. Dinamica gradienţilor potenţialului hidric în sistema “tulpini - rădăcini” (∆Ψt-r) a plantelor de soia (mediu pe două soiuri) după acţiunea repetată şi complexă a secetei şi salinizării.

Fond ∆Ψt-r, MPaumiditatea salinizarea

70% ne salinizat -0,06 ± 0,0170→40→70→40 ne salinizat -0,15± 0,0170→40→70→40 salinizat +0,34± 0,10

După cum rezultă din datele tabelelor 2-5, în faza de înflorire şi formare a păstăilor influenţa factorilor stresogeni în studiu se manifestă într-o măsură mai mare, decât în faza primei frunze trifoliate.

În rezultatul acţiunii numai a secetei târzii şi secetei repetate (în faza de înflorire, 60 ZDS) suprafaţa foliară şi masa uscată a plantelor de ambele soiuri a diminuat, atât pe fondal ne salinizat, cât şi pe fondal salinizat (Tab. 6). În mediu (la ambele soiuri şi ambele fonduri de salinizare) diminuarea suprafeţei foliare a constituit 41±2%.

Datele obţinute demonstrează că la acţiunea doar a unei secete (pe fondal ne salinizat), dar in diferite perioade ale ontogenezei, pentru ambele soiuri de soia suprafaţa foliară si masa uscată rezultată după sfârşitul ambelor perioade de secetă a diminuat mai mult la acţiunea secetei târzii decât la acţiunea numai a secetei timpurii. La sfârşitul acestei faze (60 ZDS) mărimea suprafeţei foliare a plantelor martor a constituit 14-16 dm2, suprafaţa foliară a plantelor ce au suportat doar seceta timpurie fiind de 11 dm2, în timp ce suprafaţa foliară a plantelor, ce au suportat numai seceta târzie, a constituit 7-8 dm2. La acest termen (60 ZDS) masa uscată a unei plante martor era de 14-15 g, masa uscată a plantelor ce au suportat numai seceta timpurie -13 g, in timp ce masa uscată a plantelor ce au suportat doar seceta târzie a constituit -10 g. Suprafata foliară si masa uscată a plantelor, ce au suportat ambele secete, nu s-au deosebit veridic de indicii plantelor, ce au suportat doar seceta târzie.

Tabela 6. Suprafaţa foliară şi masa vegetativă uscată la sfârşitul perioadei a doua de secetă (63 ZDS).

Fondal Suprafaţa foliară (dm2) Masa uscată (g)umiditatea, % CTA salinizarea Amelina Clavera Amelina Clavera

70 ne salinizat 13,8 ± 0,2 16,1 ± 1,2 14,2 ± 1,2 14,8 ± 0,670→40 ne salinizat 11,4 ± 1,3 10,8 ± 0,8 12,8 ± 1,2 13,2 ± 1,1

70→40→70→40 ne salinizat 8,2 ± 0,7 8,5 ± 0,6 8,5 ± 0,8 10,0 ± 0,470→70→70→40 ne salinizat 7,0 ± 0,4 7,7 ± 0,8 10,1 ± 0,6 10,3 ± 0,5

70 salinizat 13,2 ± 2,3 14,2 ± 1,9 14,6 ± 1,2 17,1 ± 1,470→70→70→40 salinizat 8,0 ± 0,9 9,0 ± 1,4 9,2 ± 0,6 11,0 ± 0,5

În baza datelor expuse în tabela 6 putem concluziona că: a) dauna provocată plantelor de acţiunea secetei timpurii(30 ZDS) este comparabilă cu efectul salinizării slabe permanente; b) dauna provocată plantelor de acţiunea secetei târzii (60 ZDS) este de сâteva ori mai mare decât dauna secetei timpurii restante; c) la plantele supuse acţiunii a două secete, seceta timpurie parţial reduce dauna provocată de seceta târzie, însă efectul nu depinde de soi, deci aceasta este o legitate biologică generală.



62


În condiții de salinizare acțiunea stresului include un mecanizm complex, ce constă din 2 faze - osmotică și toxică [19]. Dacă acumularea osmotică a sărurilor depinde de concentraţia sărurilor în sol, atunci cea toxică depinde de transpiraţia plantelor. Datele obţinute într-o experienţă de vegetaţie cu plante de două soiuri de soia denotă că în faza de înflorire (75 ZDS) frunzele plantelor de s. Aura se caracterizează printr-o activitate sporită a fotosintezei si intensitate scăzută a intensităţii transpiraţiei (IT), în comparaţie cu s.Bucuria, ce determină o eficacitate mai înaltă a utilizării apei la acest soi (Tab. 7).

Tabela 7. Intensitatea transpiraţiei (IT), fotosintezei(IF) si coeficientul de transpiraţie (IT/IF) la frunzele plantelor de soia pe fondal înalt (70%) de asigurare cu apă (75 ZDS, FAP 1100 μmoli cuanti/m2/sec).

IndiciSoiul

Aura BucuriaIF, μмоль СО2*м-2*sec-1 11,6±1,1 9,8±0,5IТ, ммоль Н2О*м-2*sec-1 3,2±0,5 3,7±0,4

IТ/IФ, г Н2О/г СО2 108±10 155±20

După cum se observă din tab. 8, la cultivarea plantelor de aceste soiuri (Aura şi Bucuria) pe sol cernoziom (udarea plantelor cu apă distilată) conţinutul de Na în frunze era nu prea mare, 100 ppm, dar totuși depăşea conţinutul de 10 ppm, ce se consideră adecvat [10], iar raportul K /Na în frunzele plantelor de ambele soiuri a înregistrat valori înalte - 100 şi mai mult. Către termenul de 90 ZDS (faza de împlinire a seminţelor) în frunze s-a acumulat mai puţin de 100 ppm de sodiu, pe când pe fondal cu conţinut sporit de bicarbonat în sol 106-240 ppm, totodată mai mult natriu s-a acumulat în frunzele s.Bucuria, a cărui transpiraţie este mai înaltă; acest soi se caracterizează si printr-o valoare mai mică a raportului K/Na în frunze (Tab. 8).

Tabela 8. Influența asigurării insuficiente cu apă și a continutului sporit de bicarbonat în sol asupra unor parametri ai statusului hidric și mineral a frunzelor (faza de împlinire a semintelor) și a masei uscate a plantelor de soia (135 ZDS).

soiul dificitul hidric, %

conţinutul de apă, mg/mg m.u.

Na, ppm K, % K/Na masa uscată

a plantelor, gindexul

toleranţei (conf. m.u.)

70% CTA(martor)Aura 5,2±0,8 2,15±0,03 65 0,89 137 19,8 ± 1,8 100,0Bucuria 13,9±0,8 2,04±0,04 72 0,72 100 20,8 ± 1,9 100,0

două secete, 35% Aura 47,7±3,4 2,03±0,03 84 1,01 120 13,2 ± 1,9 66,7Bucuria 34,8±3,4 1,71±0,03 99 0,78 79 14,2 ± 1,0 68,3

două secete, 35% + bicarbonatAura 23,3±3,4 1,87±0,03 106 0,93 88 16,5 ± 1,9 83,3Bucuria 40,1±3,4 1,78±0,03 240 0,88 37 11,4 ± 1,3 54,8

E cunoscut faptul, că rezistenţa speciilor sălbatice de soia este determinată de capacitatea lor de a minimiza conţinutul de Na în frunze [7]. Datele din tab. 8 privitor la statusul mineral si hidric al frunzelor plantelor de soia pe fondal de secetă repetată




63


(35% CTA în fazele de butonizare-înflorire si împlinire a seminţelor) denotă că la plantele de ambele soiuri conţinutul de apă si raportul K/Na au diminuat pe fondal de conţinut sporit de bicarbonat în sol comparativ cu solul martor (fără adaos de bicarbonat), însă pe ambele fonduri valorile acestor indici (conţinutul de apă si raportul K/Na în frunze) rămân mai înalte la soiul Aura. Modificările statusului mineral si hidric al plantelor de soia a influenţat într-o măsură diferită asupra masei uscate a plantelor. Atât după indicii statusului hidric si mineral al plantelor, cât si după masa uscată a plantelor, mai rezistent la conţinutul sporit de bicarbonat în sol este soiul Aura faţă de soiul Bucuria (Tab. 8).

Analiza comparativă a indicilor în studiu permite să concluzionăm că indexul toleranţei la stresul hidro-salin calculat în baza indicilor statusului hidric al organelor plantelor este mai înalt la soiul Alina faţă de soiul Aura (tab. 9).

Таbelа 9. Indexul toleranţei (IT) organelor plantelor de soia supuse acţiunii complexe a insufucienţei de umiditate şi conţinutului sporit de săruri în sol conform conţinutului de apă (sfârşitul secetei repetate, 95 ZDS).

Organulplantei

Aura Alinaconţinutul de apă,

mg/mg m.u. IT,%

conţinutul de apă,mg/mg m.u. IT,

%70% CTA (martor)

35% CTA+ salinizare

70% CTA (martor)

35% CTA+ salinizare

Frunze 2,23 ±0,08 1,94 ±0,09 87,0 2,00 ±0,65 1,89 ±0,09 94,5

Tulpini 2,20 ±0,21 1,65 ± 0,23 75,0 2,15 ±0,18 1,97 ± 0,20 91,6

Rădăcini 4,87 ±0,42 1,65 ± 0,04 33,9 2,90 ±0,21 1,75 ± 0,04 60,3

Таbelа 10. Indexul toleranţei (IT) plantelor de soia supuse acţiunii complexe a insufucienţei de umiditate şi conţinutului sporit de săruri în sol conform indicilor productivităţii plantelor.

IndiciiAura Alina

70% CTA (martor)

35% CTA+ salinizare

IT,%

70% CTA(martor)

35% CTA+ salinizare

IT,%

productivitatea semincieră, g/plantă 11,0 ±1,7 3,2 ± 0,2 29,1 9,3 ± 1,5 4,9 ± 0,6 52,7

masa uscată a unei plante, g 25,8 ± 1,1 12,1 ±0,8 46,9 25,3 ±6,2 16,4 ±0,3 64,8

Plantele s. Alina comparativ cu cele de s. Aura se evidenţiază şi prin valori mai înalte a indexului toleranţei la stresul hidro-salin calculat în baza indicilor de productivitate (tab. 10) .

Concluzii.Adaptarea plantelor de soia Glycine max L. la modificările condiţiilor de asigurare

cu apă şi conţinut sporit de săruri în faza timpurie a ontogenezei, primei frunze trifoliate, se manifestă prin menţinerea (stabilizarea) parametrilor statusului hidric la un nivel înalt, suprimarea proceselor de creştere şi productivităţii primare; acţiunea secetei, inclusiv intermitente, secetei şi salinizării în faza de înflorire şi formare a



64


păstăilor condiţionează o diminuare esenţială a conţinutului de apă, potenţialului apei şi modificarea gradienţilor acestuia în sistema organelor plantei cu repercusiune asupra dimensiunii suprafeţei foliare, acumulării masei uscate şi productivităţii de seminţe a plantelor.

Indexul tolerantei la stresul hidro- salin, calculat în baza indicilor statusului hidric si productivităţii de seminţe este mai înalt la soiul Alina comparativ cu soiul Aura. Indexul toleranţei la stresul hidro- salin calculat după masa uscată a plantelor este mai înalt la soiul Aura în comparatie cu soiul Bucuria, datorită unei rezistenţe mai înalte a acestui soi la salinizare.

BibliografiaBarrs H.D. Determination of water deficits in plant tissue. In: Kozlowski T.T. (Ed) 1.

Water deficits and plant growth. New York, Academic Press, 1968. v.1, p.235-368 Blum A., 1996. Crop responces to drought and the interpretation of adaptation. 2. Plant

Growth Regulation 20, 135-148.Constantinov T.3. . Distribuirea în timp a precipitaţiilor diurne în Republica Moldova.

Seceta şi căile fiziologo-biochimice de atenuare a consecinţelor ei asupra plantelor de cultură (Materialele Simposionului al II-lea), Chişinău, Moldova 23 iunie 1999, 1999, p. 4-14.

Kramer, P. J., Boyer, J. S4. . Water relations of plants and soils. Academic Press, San Diego, 1995, 495 стр. ISBN 0-12-425060-2

Itoh R.5. , Kumura A. Acclimation of Soybean Plants to Water Deficit. III. Changes in leaf growth as regulated by “leaf extensibility” and pressure potential under various soil water regimes. Japan. Jour. Crop Sci. 1987, 56 (1), pp. 109-114.

Jones H. G. Monitoring plant and soil water status: established and novel methods 6. revisited and their relevance to studies of drought tolerance. Journal of Experimental Botany, Vol. 58, No. 2, pp. 119-130, 2007

Kao W.-Y7. . Na, K and Ca Contents in Roots and Leaves of Three Glycine Species Differing in Response to NaCl Treatments. Taiwania, 2011, 56(1): 17-22.

O'Leary S.W.8. A critical evaluation of the tissue-immersion methods for measurement of plant water potential. The Ohio Journal of Science, 1970, 70 (1): 34-38

Slavic B.9. 1974. Methods of studing plant water relations. Springer-Verlag, Berlin, 17-29.

Taiz L. and Zeiger E10. . Plant Physiology, 4th ed. Sinauer Associates, 2006, Inc. Sunderland, MA (QK711.2 .T35 2006), 705 р.

Yamasaki S., Dillenberg L.R. Measurements of leaf relative water content in 11. Araucaria Angustifolia. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, 1999, 11 (2), 69-75.

Гродзинский А.М., Гродзинский Д.М12. . Краткий справочник по физиологии растений. Киев, «Наукова думка», 1973, 590 стр.

Колесник Т.И., Егоров В.Е.13. Водный режим и продуктивность пшеницы в связи с адаптацией к условиям увлажнения. В сб.: Водный режим сельскохозяйственных растений (Материалы I Республиканского симпозиума физиологов и биохимиков Молдавии, 25-27 мая 1988г.), Кишинев, «Штиинца», 1989, 119-121.

Кушниренко М.Д., Гончарова Э.А., Бондарь Е.М.14. Методы изучения водного обмена и засухоустойчивости плодовых растений. Кишинев, РИО АН МССР, 1970, 79 стр.

Лещенко А.К., Сичкарь В.И., Михайлов В.Г., Марьюшкин В.Ф.15. Соя (генетика, селекция, семеноводство). Киев, «Наукова думка», 1987, 256 стр.

Почвы Молдавии (ред. 16. А.Ф.Урсу и др.), 1984, изд-во «Штиинца», т.1, 352 стр. Филипчук В.Ф., Ю.Г. Розлога17. . Экологическое состояние черноземов Чулукск-

Солонецкой возвышенности. В сб.: Academician Eugene Fiodorov – 130 years: Collection

Fiziologia şi Biochimia Plantelor Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea



65


of Scientific Articles / Международная экологическая ассоциация хранителей реки „Eco-TIRAS”, Образовательный фонд им. Л.С. Берга. – Bender: Eco-TIRAS, ELAN POLIGRAF” SRL, 2010, стр. 84-88.

Харчук О.А., Кириллов А.Ф.18. Влияние водного стресса на оводненность апопласта листьев в связи с морфофизиологической адаптацией к засухе. /Современная физиология растений: от молекул до экосистем: Материалы докладов Международной конференции (в трех частях). Часть 2. (Сыктывкар, 18-24 июня 2007 г.). – Сыктывкар, 2007, стр. 411-413

Харчук О.А., Кириллов А.Ф., Болотин О.А., Бригидина Т.Ю., Клейман Э.И., 19. Беззубов И.Н., Баштовая С.И., Козьмик Р.А., Тома С.И. Слабое засоление как фактор усиления теплового стресса. В: Известия Академии Наук Молдовы. Науки о жизни. 2008, № 1 (304), с. 67-75

Харчук, О.А.; Кириллов, А.Ф.; Будак, А.Б.; Козьмик, Р.А.; Баштовая, С.И.; 20. Кириллова, Э.Н. Листовая поверхность растений сои при слабом засолении и недостатке влаги в связи с продуктивностью. - Материалы Международной конференции «Физиология растений – теоретическая основа инновационных агро- и фитобиотехнологий», Калининград, (19-25 мая 2014 г.), Ч. II., Калининград: Аксиос, 2014, стр. 462-464 ISBN 978-5-9172-6074-7

Кириллов, А.Ф.; Харчук, О.А.; Будак, А.Б.; Козьмик, Р.А.; Баштовая, С.И.; 21. Кириллова, Э.Н. Кистол М.К. Градиенты водного потенциала, транспирация и эффективное использование воды растениями сои Glycine max L. În: Buletinul AŞM, Ştiinţele vieţii, 2015, nr.1 (325), 99-109

Cercetările au fost efectuate în cadrul proiectului instituţional 15.817.05.08 F “Evaluarea mecanismelor de formare a rezistenţei complexe a plantelor la factorii nefavorabili (secetă, arşiţă, răcire, dezechilibru nutritiv) şi fundamentarea metodelor de inducere a cros-toleranţei”.

GENETICA, BIOLOGIA MOLECULARĂ ŞI AMELIORAREA

DISTRIBUȚIA GEOGRAFICĂ ȘI CARACTERISTICA UNOR POPULAȚII DE O. CUMANA DIN REPUBLICA MOLDOVA

Duca Maria, Acciu Adriana, Clapco Steliana

Centrul de Genetică Funcţională, Universitatea Academiei de Știinţe a Moldovei

RezumatCercetările se referă la variabilitatea fiziologică şi ariile de distribuţie a fitopatogenului Orobanche cumana Wallr. în Republica Moldova. Pe teritoriul țării s-a constatat prezența întregului complex de rase fiziologice cunoscute pînă în prezent, populațiile din zona centrală a republicii aparținând în special rasei E sau mai puțin virulente ca E (cca 65%), urmată de rasa G (18%), pe când populaţiile din sud pot fi atribuite, în mare parte, rasei de agresivitate G și H (cca 63%). În premieră, pe câmpurile cultivate cu floarea-soarelui din țară a fost identificată rasa H, fapt ce confirmă evoluția rapidă a raselor fiziologice de lupoaie și apariția în timp relativ scurt a unor forme cu agresivitate sporită. Datele obţinute argumentează necesitatea intensificării lucrărilor de monitorizare a distribuției și agresivității lupoaiei și luarea unor măsuri urgente de prevenire a răspândirii și dezvoltării parazitului (respectarea asolamentelor, micșorarea ariilor cultivate cu

Fiziologia şi Biochimia Plantelor Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea


66


floarea-soarelui, zonarea corectă a hibrizilor). Cuvinte cheie: Orobanche cumana Wallr., floarea-soarelui, rase fiziologiceDepus la redacţie:19 septembrie 2017---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Acciu Adriana, Centrul de Genetică Funcţională, Universitatea Academiei de Știinţe a Moldovei, str. Academiei, 3/2, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova; e-mail: [email protected]; tel.: (+373 22) 738016

IntroducereGenul Orobanche, din care face parte inclusiv unul dintre cei mai devastatori paraziţi

ai culturii de floarea-soarelui – O. cumana Wallr., se distinge printre celelalte genuri din familia Orobanchaceae prin complexitatea şi diversitatea genetică impunătoare a speciilor [1, 31, 33] capabile să paraziteze atât plantele de cultură, cât şi cele din flora spontană [16]. Speciile din genul Orobanche sunt lipsite de clorofilă şi, respectiv, absolut dependente de planta gazdă în ceea ce priveşte regimul de apă, carbonul organic şi azotul [7, 21], cauzând pierderi ale producţiei de la 5% până la 100%, în funcţie de severitatea atacului [5].

Reprezentanţii genului Orobanche au fost semnalaţi în 58 de ţări, în special, în Europa de Est, în ţările bazinului Mării Mediteraniene, în Orientul Mijlociu, Africa de Nord şi de Est, Asia de Vest şi Sud etc. [19, 22, 24, 26, 29, 32, 35, 38].

Pe teritoriul Republicii Moldova, primele menţiuni referitor la parazitarea florii-soarelui de grădină de către lupoaie au fost făcute în 1861, iar peste doi ani (1863), aceasta s-a atestat şi pe ariile de cultură [4]. În anii ’60, în zonele de cultură a florii-soarelui din Sud-Vestul Uniunii Sovietice a fost semnalată o infecţie puternică cu O. cumana. Cercetătorii de la Staţia moldovenească VNIIMK, studiind populaţiile de lupoaie din Edineţ, Bălţi, Chişinău, Slobozia, Căuşeni și Vulcăneşti, au stabilit prezenţa unei mari diversităţi de rase fiziologice și au descris particularităţile acestora [36]. Populaţiile de lupoaie analizate s-au dovedit a fi mai agresive comparativ cu cele descrise anterior, astfel fiind identificată o nouă rasă, care nu putea fi controlată de genele de rezistenţă la rasele A şi B, numită rasa moldovenească, sau rasa C [14, 36, 37, 40, 41].

Ulterior, pe teritoriul țării a fost pusă în evidenţă prezenţa rasei E [11, 34] și rasei G de lupoaie, care depăşeşte toate genele de rezistenţă cunoscute, cu o distribuție geografică diferențiată [8, 10, 12, 13, 17, 18].

Astfel, reieşind din datele din literatura de specialitate se constată că Republica Moldova a fost predispusă, într-un mod particular, apariţiei de rase noi, mai virulente, ale parazitului datorită unei combinaţii specifice dintre amplasarea geografică – prin situarea ei la frontiera sud-estică a Europei Centrale şi cea sud-vestică a fostei Uniuni Sovietice, practicile inadecvate și excesive de cultivare a florii-soarelui, nerespectarea asolamentului etc. [9], precum și condițiile de mediu favorabile, schimbările climatice [27].

Scopul prezentei lucrări constă în evaluarea variabilităţii fiziologice şi stabilirea ariilor de distribuţie a fitopatogenului Orobanche cumana Wallr. în Republica Moldova.

Material şi metodeObiectul de studiu. În calitate de material biologic au servit seminţele de O.

cumana colectate din 41 localităţi din diverse zone ale Republicii Moldova, inclusiv

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea



67


2 (Drăgăneşti şi Molovata Veche) colectate de pe suprafeţe cultivate cu tutun și 3 populaţii de origine străină (tabelul 2).

Condiţiile de colectare. Plantele mature de O. cumana W. au fost colectate de pe suprafeţe cultivate cu floarea-soarelui (Helianthus annuus L.), în perioada 2006 – 2014. În acest scop, pe parcursul lunii iulie-august, au fost organizate 12 expediţii în câmp care au cuprins practic integral teritoriul Republicii Moldova – 91 de localităţi din 27 raioane, după cum urmează: regiunea de nord – 7 raioane; regiunea de sud reprezentată prin 8 centre raionale şi zona de centru – cu 11 raioane. În cadrul expediţiilor a fost realizată o activitate de documentare privind răspândirea actuală a fitopatogenului şi intensitatea atacului, precum şi starea terenurilor cultivate cu floarea-soarelui (asolamentul de cultivare – premărgătorul, succesiunea şi rotaţia; hibrizii cultivaţi etc.), efectuată în baza anchetării antreprenorilor şi observaţiilor în teren [9].

Inflorescenţele de lupoaie colectate au fost uscate timp de 30 de zile la regimul de temperatură 20 - 34°C, după care seminţele au fost separate cu ajutorul unei site (300-mm) şi păstrate la întuneric la 4°C.

Determinarea statutului rasial. În vederea identificării apartenenţei rasiale a populaţiilor de lupoaie colectate a fost utilizat un set de linii diferenţiatoare de floarea-soarelui cu rezistenţă stabilită şi cunoscută pentru o anumită rasă a parazitului şi genotipul LMD1, care nu conţine gene de rezistenţă faţă de O. cumana (tabelul 1).

Tabelul 1. Setul diferenţiator utilizat pentru identificarea raselor de O. cumana Wallr.

Diferenţiator Sursa CaracterizareLMD1 Limagrain Moldova, RM susceptibil, fără gene de rezistenţăLMD2 Limagrain Moldova, RM Or5*, rezistent la rasa ELC1093A NARDI Fundulea, RO Or6, rezistent la rasa FLMD3 Limagrain Moldova, RM Or7, rezistent la rasa GLG5661 NARDI Fundulea, RO Or7, rezistent la rasa G

Notă: * Gena de rezistenţă care corespunde genotipului diferenţiator Liniile diferenţiatoare au fost cultivate în vase de vegetaţie cu capacitatea de 0,5

kg, în care s-a introdus amestecul de sol (1,5 nisip : 1 turbă, v/v ~ 490 g) infectat uniform cu 75 mg seminţe de lupoaie din fiecare populaţie colectată, raport menţinut după Rotarenco [34]. Experienţa a fost montată în trei repetiţii.

Vasele de vegetaţie infectate artificial cu aceiaşi populaţie de lupoaie au fost menţinute în boxe separate şi expuse în aer liber, în condiţii uniforme de temperatură şi umiditate, timp de 80 zile (mai – august 2015). La stadiul de maturitate a florii-soarelui, sistemul radicular al plantelor a fost înlăturat de la substrat, spălat și uscat cu hârtie de filtru.

Estimarea infecţiei s-a efectuat prin calcularea numărului de lăstari subterani şi aerieni de lupoaie și determinarea valorilor frecvenţei (F,%), intensităţii (I) şi a gradului de atac (GA) [23].

Plantele ce au manifestat o frecvenţă a atacului de 0 - 5 % şi, respectiv, o rată a atacului de până la 0,5% au fost considerate genotipuri rezistente; 5 - 20% au fost acceptate ca fiind tolerante, 20 - 50% sensibile şi o frecvenţă mai mare de 50% foarte sensibile [2, 23, 39].



68


Rezultate şi discuţiiRezultatele analizelor materialului biologic din câmp au pus în evidenţă prezenţa

infecţiei cu lupoaie preferenţial în zona de sud şi centru a Republicii Moldova, formele întâlnite în regiunile date distingându-se printr-o agresivitate sporită [9]. Cercetările prezente au fost axate pe stabilirea statutului rasial al populaţiilor de lupoaie colectate din diverse regiuni, în condiţii de infestare artificială, utilizând un set de genotipuri de floarea-soarelui cu rezistenţă cunoscută.

În urma investigaţiilor efectuate, s-a constatat că nici unul dintre diferenţiatorii de floarea-soarelui studiaţi nu a manifestat o imunitate totală la atacul populaţiilor de O. cumana analizate (Figura 1.I-V). În cazul genotipului LMD1 care nu conţine gene de rezistenţă la lupoaie, inclus în experienţe în calitate de martor susceptibil, valorile frecvenţei atacului au fost cuprinse între 41,67% (Ciadâr Lunga) şi 100% (la 29 dintre populaţii), gradul de atac variind între 0,17 (Drăgăneşti) şi 3,5 (Sângera).

Cercetările ce au implicat diferenţiatorul LMD2 (Figura 1.II.), purtător al genei Or5, rezistent la rasa E, au relevat valori ale frecvenţei cuprinse între 0% (la 11 dintre populaţii) şi 100% (la 13 populaţii). Lipsa infecţiei sau intensitatea slabă a acesteia a permis de a atribui 15 din populaţiile evaluate la rasa E sau rase mai puţin virulente ca E, acestea fiind reprezentate preponderent prin lupoaia colectată din partea centrală a Moldovei. Printr-un grad mai înalt de virulenţă s-au distins populaţiile din partea de sud a ţării, 10 din 19 prezentând valori ale frecvenţei atacului ce depăşesc 80%, iar gardul de atac în cazul a 6 populaţii fiind mai înalt ca 1,0, cu valori maxime – 3,25 şi 3,15 înregistrate în cazul probelor colectate din localitatea Alexanderfeld şi Sarata Mereşeni, corespunzător. Sensibilitatea ridicată a acestui hibrid la parazitarea cu O. cumana, semnalată la majoritatea populaţiilor investigate indică prezenţa unor rase mai virulente.

Într-o măsură destul de mare a fost afectat şi diferenţiatorul LC1093A (Figura 1.III.), caracterizat prin prezenţa genei de rezistenţă Or6 pentru rasa F de lupoaie. Astfel, în cazul a 22 din cele 44 de populaţii analizate frecvenţa atacului a depăşit 20%, inclusiv în 10 cazuri plantele de floarea-soarelui au fost atacate în proporţie de 100%. Valorile maximale ale gradului de atac, cuprinse între 1,27-1,75, au fost înregistrate în cazul populaţiilor de lupoaie provenite din Sarata Mereşeni, Svetlîi, Taraclia şi Alexanderfeld. Rezultatele obţinute au evidenţiat că linia LC1093A este sensibilă la O. cumana colectată din localităţile din zona de sud a Republicii Moldova (S. Mereşeni, Gura Galbenei, Talmaza, Congaz, Svetlâi, Corten, Taraclia), precum şi populaţiile din România, Spania şi Ucraina (Fundulea, Sevilia şi Ismail), ceea ce sugerează prezenţa unui complex de rase noi, mai virulente de lupoaie.

Hibrizii diferenţiatori de floarea-soarelui LMD3 şi LG5661 (Figura 1.IV şi V.), care prezintă rezistenţă (Or7) la rasa G de lupoaie au fost infectaţi esenţial (într-o proporţie mai mare de 20%) în cazul a 11 populaţii ale parazitului, dintre care 6 provenite din partea de sud a Moldovei (Taraclia, Ermoclia, Congaz, Svetlîi, Corten, Alexanderfeld). Populaţiile menţionate se remarcă prin valori destul de înalte ale gradului de atac – cuprinse între 1,17-3,92, cu nivel maxim la populaţia de la Taraclia. Prin virulenţă înaltă se caracterizează inclusiv populaţiile din localităţile de centru a ţării – Ciocîlteni şi Sarata Mereşeni, dar şi cele alogene Fundulea şi Ismail.




69


Figura 1. Frecvenţa şi gradul de atac al populaţiilor de lupoaiei asupra diferenţiatorilor de floarea-soarelui: I – LMD1; II – LMD2; III – LC1093A; IV – LMD3; V – LG5661) 1 - Donduşeni; 2 - Soroca; 3 - Bălţi; 4 - Drăgăneşti; 5 - Prepeliţa; 6 - Verejeni; 7 - Căzăneşti; 8 - Brînzenii Noi; 9 - Costuleni; 10 - Ciocîlteni; 11 - Rassvet; 12 - Frăsîneşti; 13 - Izbişte; 14 - Holercani; 15 - Molovata Veche; 16 - Sîngera; 17 –Chişinău ; 18 – Băcioi; 19 - Floreni; 20 - Buţeni; 21 - Sărata Mereşeni; 22 - Fundul Galbenei; 23 - Cazangic; 24 - Gura Galbenei; 25 - Cimişlia; 26 - Ermoclia; 27 - Talmaza; 28 - Ștefan-Vodă; 29 - Congaz; 30 - Chirsova; 31 - Beşalma; 32 - Svetlîi; 33 - Carabetovca; 34 - Corten; 35 - Ciadîr-Lunga; 36 - Taraclia; 37- Grigorievca; 38 - Alexanderfeld; 39 - Manta; 40 - Slobozia-Mare; 41 - Crihana Veche; 42 - Fundulea; 43 - Ismail; 44 – Sevilia.



70


Astfel, se constată că în localităţile menţionate există o rasă fiziologică mult mai virulentă – rasa H, atestată pe teritoriul Republicii Moldova în premieră.

Diferenţiatorul LMD3 a prezentat cea mai slabă infestare cu lupoaie în majoritatea localităţilor din zona de Centru şi Nord a ţării, ceea ce ne permite să concluzionăm, că populaţiile date aparţin rasei G sau unor rase mai inferioare.

De remarcat că populațiile de lupoaie, colectate de pe plante de tutun (Molovata și Drăgănești) au afectat considerabil liniile diferențiatoare incluse în studiu. Mai mult ca atît, aceste populații au germinat pe exudate nongazdă, demonstrând un nivel înalt de afinitate cu floarea-soarelui [15].

Deși până nu demult se considera că lupoaia florii-soarelui ca plantă autogamă manifestă specificitate strictă față de gazdă, rezultatele obținute de noi vin în susținerea unor noi idei, care consideră că O. cumana este capabilă să paraziteze tomatele (Solanum lycopersicum), vinetele (Solanum melongena), tutunul (Nicotiniana tabacum) etc. [6, 25], iar mecanismul de rezistență este unul orizontal, poligenic și fără specificitate de rasă, similar celorlalte specii de Orobanche [31]. Totodată, nu este exclus și faptul că aceste două populații prezintă o altă specie de Orobanche (posibil O. cernua sau O. ramosa), care au un spectru mai larg de gazde comparativ cu O. cumana și adesea sunt confundate.

În analizele curente, lupoaia din localitatea Molovata Veche a infectat doar genotipul sensibil de floarea-soarelui, lipsit de gene de rezistență, pe când populația de la Drăgănești a parazitat inclusiv diferențiatorii pentru rasa E și F, fiind mult mai virulentă.

Generalizând datele privind valorile frecvenţei şi gradului de atac s-a constatat existenţa pe teritoriul ţării a întregului complex de rase fiziologice cunoscute (Tabelul 2). Rezultatele obținute confirmă faptul că agresivitatea şi virulenţa populaţiilor de lupoaie, precum şi formele de rezistenţă ale plantei-gazdă sunt determinate de factori genetici. Variabilitatea genetică în cadrul complexului patogen × planta-gazdă duce la apariţia de rase noi, cu agresivitate şi virulenţă modificate, capabile să infecteze formele rezistente la rasele vechi. Reieşind din aceste considerente, cultivarea pe terenurile autohtone a unor hibrizi conţinând genele de rezistenţă cunoscute poate duce la apariţia rapidă a unor forme extrem de virulente.

Tabelul 2. Reacţia genotipurilor de floarea-soarelui din setul diferenţiatorOriginea populaţiei de

lupoaieLMD1 LMD2 LC1093A LMD3 LG5661

RasaOr0 Or5 Or6 Or7 Or7

1 2 3 4 5 6 7Zona de nord

Donduşeni S R R R R ≤ ESoroca S S S R R GBălţi S S S S S HDrăgăneşti* S S S R R GPrepeliţa S S R R R F

Zona de centruVerejeni S S S R R GCăzăneşti S R R R R ≤ E




71


Tabelul 2. (Continuare)

1 2 3 4 5 6 7Brînzenii Noi S R R R R ≤ ECostuleni S S S R R GCiocîlteni S S S S S HRassvet S S R R R FFrăsineşti S S S R R GIzbişte S R R R R ≤ EHolercani S R R R R ≤ EMolovata Veche* S R R R R ≤ EChişinău S R R R R ≤ ESîngera S R R R R ≤ EBăcioi S R R R R ≤ EFloreni S R R R R ≤ EBuţeni S R R R R ≤ ESărata Mereşeni S S S S S HFundul Galbenei S R R R R ≤ E

Zona de sudCazangic S R R R R ≤ EGura Galbenei S S S R R GCimişlia S R R R R ≤ EGrigorievca S S R R R FErmoclia S S S S S HTalmaza S S S R R G

Ștefan-Vodă S S R R R FCongaz S S S S S HChirsova S S S R R GBeşalma S S S R R GSvetlîi S S S S S HCarabetovca S S R R R FCorten S S S S S HCiadîr-Lunga S S S R R GTaraclia S S S S S HAlexanderfeld S S S S S HManta S S S R R GSlobozia-Mare S S R R R FCrihana Veche S R R R R ≤ E

Populaţii alogeneFundulea S S S S S HIsmail S S S S S HSevilia S S S R R G



72


Datele obţinute relevă că virulenţa populaţiilor de lupoaie este foarte diferită în zonele infestate. S-a constatat că rasa E, sau rase mai puțin virulente ca E, sunt predominante, fiind identificate în 15 localităţi (36,6%), practic în majoritatea zonelor de cultură ale florii-soarelui. Date similare s-au atestat şi în studiul efectuat de Gîscă şi colab., 2013 [17].

În comparaţie cu rasa ≤ E de lupoaie, prezenţa rasei F a fost remarcată doar în 6 localităţi (14,6%), în special din sudul republicii (Carabetovca; Slobozia Mare, Grigorievca, Ștefan-Vodă). Cercetările efectuate au dezvăluit prezenţa rasei G în 11 localităţi (26,8%): din regiunea de Nord (Drăgăneşti și Soroca), Centru (Frăsâneşti, Verejeni și Costuleni) şi Sud (Talmaza, Manta, Beșalma, Ciadâr-Lunga, Chirsova, Gura Galbenei).

Nouă populaţii colectate din zona de Nord (Bălți), Centru (Sarata Mereșeni și Ciocâlteni) şi Sud (Ermoclia, Corten, Congaz, Svetlîi, Traclia, Alexanderfeld) au infectat inclusiv diferenţiatorii rezistenți la rasa G, ceea ce relevă faptul că lupoaia din aceste localităţi se atribuie, probabil, rasei H (22,0%). Remarcabilă este apariţia rasei H la nordul republicii, zonă caracterizată prin lipsa infecției cu lupoaie sau incidența slabă a acesteia [9]. Ținând cont de faptul că semințele de lupoaie cu virulență înaltă au fost colectate de pe câmpurile experimentale, de la Bălți și Soroca, ale companiei „AMG-Agroselect” SRL, specializată în selecţia şi cultivarea hibrizilor de floarea-soarelui înalt productivi și rezistenți la diferiți paraziți, inclusiv lupoaie, putem presupune că cultivarea în arealul dat al hibrizilor cu rezistență sporită a determinat evoluția O. cumana și dezvoltarea unor forme mai agresive. Acest argument este plauzibil inclusiv pentru a explica prezența raselor cu virulență sporită în partea de sud a Republicii Moldova, comparativ cu cea de nord și centru. Astfel, după cum se cunoaște partea de sud a țării întotdeauna s-a remarcat prin prezența infecției cu lupoaie în majoritatea câmpurilor cultivate cu floarea-soarelui, precum și existența unor rase fiziologice cu virulență înaltă, care puteau fi introduse din România sau Ucraina atât concomitent cu semințele de floarea-soarelui, cât și prin intermediul păsărilor călătoare sau vânt. În încercarea de a atenua efectul negativ al parazitului fermierii cultivau hibrizi cu rezistență sporită în defavoarea respectării unei rotații corespunzătoare a culturii, ceea ce a degenerat evoluția lupoaiei și dezvoltarea unor rase mai virulente ce depășesc mecanismele de rezistență a plantei gazdă.

Zona de nord a Republicii Moldova se caracterizează prin lipsa infecției în majoritatea localităților analizate [9], iar în cele patru locații unde a fost depistată infecția se constată prezența tuturor celor 4 rase fiziologice (Fig. 2). În partea centrală predomină populațiile atribuite rasei E sau mai puțin virulente, care reprezintă cca 65% din totalul probelor incluse în studii, urmate de formele ce se referă la rasa G (cca 18%). În localitățile de sud prevalează rasele mai agresive G și H care reprezintă sumar cca 63%, populațiile din rasa E sau mai puțin virulente constituind doar 15,6%.

De menționat că populaţiile de lupoaie din Spania, Ucraina şi România au indicat prezenţa biotipurilor înalt virulente G şi H. Datele obţinute sunt în concordanţă cu studiile efectuate anterior [28], care au atestat faptul că populaţiile cele mai agresive de parazit sunt în zona Mării Negre, diseminarea lor fiind foarte rapidă. Petcu şi colaboratorii [30], au constatat că în zona Tulcea (România) există o rasă fiziologică mult mai virulentă, la care nici unul din genotipurile studiate (noi create, dar şi hibrizi deja aflaţi în cultură)

Genetica, Biologia moleculară şi AmeliorareaGenetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea



73


nu au avut rezistenţă totală. Potrivit datelor din literatură, apariţia unor noi şi virulente rase fiziologice ale fitopatogenului O. cumana, reprezintă o consecinţă a nerespectării rotaţiei culturilor şi creşterii suprafeţelor cultivate, asociată cu folosirea unor soiuri de floarea-soarelui din programele străine de ameliorare, care prezintă susceptibilitate faţă de rasele locale ale parazitului [3].

Figura 2. Distribuția rasial-geografică a populațiilor de O. cumana pe teritoriul Republicii Moldova (A- partea de nord; B – partea centrală; C – partea de sud)

Acest studiu reprezintă primul de acest gen din Republica Moldova, importanţa lui fiind dată de necesitatea caracterizării populaţiilor de O. cumana în vederea luării unor decizii de management adecvate pentru zonarea corespunzătoare a hibrizilor de floarea-soarelui în regiunile afectate de lupoaie.

ConcluziiPe teritoriul Republicii Moldova s-a relevat existenţa întregului complex de rase

fiziologice cunoscute actualmente. S-a constatat că populațiile din partea centrală a republicii aparțin în special rasei E sau mai puțin virulente ca E (cca 65%), fiind urmate de rasa G (18%), iar populaţiile din regiunea de sud pot fi atribuite, în mare parte, rasei de agresivitate G și H (cca 63%)

În premieră, pe câmpurile cultivate cu floarea-soarelui din țară a fost stabilită prezența rasei H, fapt ce confirmă evoluția rapidă a raselor fiziologice de lupoaie și apariția în timp relativ scurt a unor forme cu agresivitate sporită.



74


Datele obţinute argumentează necesitatea intensificării lucrărilor de monitorizare a distribuției și agresivității lupoaiei pe teritoriul țării și luarea unor măsuri urgente de prevenire a răspândirii și dezvoltării parazitului (respectarea asolamentelor, micșorarea ariilor cultivate cu floarea-soarelui, zonarea corectă a hibrizilor).

BibliografieAbedi S., Darvishzadeh R., Bernousi I.,1. Abdollahi Mandoulakani B., Hatami Maleki

H., Shah D. Genetic variability of Orobanche aegyptiaca infesting tobacco in Iran by Bayesian analysis, Biologia, 69, 2014, 12, p. 1652—1659

Alexandrov V., Dimitrov2. S. Response of Introduced Sunflower Hybrids to Broomrape (Orobanche cumana W.) //Bulgarian Journal of Agricultural Science, 13, 2007, p. 521-527.

Antonova T3. ., The history of interconnected evolution of Orobanche cumana Wallr. and sunflower in the Russian Federation and Kazakhstan. //Proc. 3rd Int. Symp. on Broomrape (Orobanche spp.) in Sunflower, Córdoba, Spain. 2014, p. 57-64.

Arhiva Organizaţiilor Social-Poltice a Republicii Moldova4. (AOSPRM), Fond 51, p. 58-65.

Bülbül, F., Aksoy, E., Uygur, S., Uygur, N.5. Broomrape (Orobanche spp.) problem in the eastern mediterranean region of Turkey. //Helia, 32, Nr. 51, 2009, p. 141-152.

Buschmann H., Gonsior G., Sauerborn J.6. Pathogenicity of branched broomrape (Orobanche ramosa) populations on tobacco cultivars. //Plant Pathology, 2005, nr. 54(5), p. 650-656.

Dangl J., Jones J7. . Plant pathogens and integrated defence responses to infection. //Nature. 2001, 411, p. 826–833.

Duca M.8. Historical aspects of sunflower researches in the Republic of Moldova. //Helia, 2015, 38, p. 79–92.

Duca M., Clapco S., Cernolev E., Țapu L9. ., Managementul tehnologic în cultura florii-soarelui şi expresia atacului cu Orobanche cumana. //Akademos, 2015, 4, 75-83.

Duca M., Glijin A. şi Acciu A.10. The biological cycle of broomrape (Orobanche cumana Wallr.) //Journal of Plant Development, Iasi. 2013, nr. 20, p. 71-78.

Duca M., Glijin A. şi Popescu V11. . Identificarea gradului de rezistenţa la lupoaie (rasa E) în cadrul unor genotipuri de floarea-soarelui. //Studia Universitatis, Chişinău, 2008, 2(12), p. 5-10.

Duca M., Glijin A., Acciu A., Gorceag M., Gîscă I.12. Identification of RAPD markers associated with sunflower resistance to Orobanche cumana Wallr. //International Scientific Symposium Conservation of Plant Diversity, 3rd edition, Chisinau, 2014, p. 87-88.

Duca M., Glijin A., Pacureanu-Joita M., Acciu A., Gisca I.13. Impact of Orobanche cumana on sunflower cultivars on natural infested fields in Republic of Moldova. //Proc. Int. Plant Breeding Congress. Antalya, Turkey. 2013, p. 282.

Duca M., Manolache C., Chilari R14. . Cultura florii-soarelui (Helianthus annuus L.). Repere istorice. //Akademos, Chişinău, 2011, nr. 3(22), p. 68-76.

Duca M., Port A., Cernolev E., Mutu A., Chilari R15. . Afinitatea şi unele particularităţi fiziologice ale diferitor rase de lupoaie (Orobanche cumana Wallr.) //Ştiinţa agricolă, nr. 2, 2016, p. 41-46.

Fernandez-Aparicio M., Flores F. and D. Rubiales16. , Recognition of root exudates by seeds of broomrape (Orobanche and Phelipanche) species //Annals of Botany, 2009, p. 423– 431.

Gisca I., Acciu A., Glijin A., Duca M17. . Highly virulent races of sunflower broomrape in the Republic of Moldova. //Biotech. Congress. Current Opinion in Biotech. v. 24(1). 2013, p. 132.

Glijin A., Acciu A., Gîscă I.18. Molecular analysis of O. cumana Wallr. from different




75


geographical regions. //Proc. 3rd Int. Symp. Conserv. of Plant Diversity, Chişinău, 2014, p. 16-17.

Joel D19. ., Orobanche cumana - a new adventive weed in Israel. //Phytoparasitica, 1988, 16, p. 375.

Joel D.M.20. The long-term approach to parasitic weeds control: manipulation of specific developmental mechanisms of the parasite. //Crop Prot. 2000, nr. 19, p. 753-758.

Joel D.M., Hershenhorn Y., Eizenberg H., Aly R., Ejeta G., Rich P.J., Ransom J.K., 21. Sauerborn J., Rubiales D. Biology and management of weedy root parasites. //John Wiley and Sons Inc, New York. Janick J. (ed.): Hortic. Rev., 2007, p. 267-350.

Kaya Y22. . Current situation of sunflower broomrape around the world //Proceedings of the 3rd International Symposium on Broomrape Sunflower Córdoba Spain 3–6 June 2014 (Córdoba: International Sunflower Association; ), p. 9–18.

Kaya Y., Demerci M., Evci G23. . Sunflower breeding in Turkey for broomrape and herbicide resistance. //Helia. 2004, v. 27(40), p. 199-210.

Kojić M., Maširević S., Jovanović D.,24. Distribution and biodiversity of broomrape (Orobanche L.) worldwide and in Serbia, Helia, 24, Nr. 35, p.p. 73-92, (2001)

Labrousse P., M. C. Arnaud, H.Serieys, A. Berville, P. Thalouarn25. , Several Mechanisms are Involved in Resistance of Helianthus to Orobanche cumana Wallr. //Annals of Botany, 88, 2001, p. 859-86.

Molinero-Ruiz L., Delavault Ph., Pérez-Vich B., Pacureanu-Joita M., Bulos M., Altieri 26. E. and Domínguez J. History of the race structure of Orobanche cumana and the breeding of sunflower for resistance to this parasitic weed: A review, Spanish Journal of Agricultural Research, 2015, nr. 4, vol. 13

Nedealcov M., Duca M., Cojocari R., Raileanu V., Clapco S27. . Impactul perioadelor uscate asupra productivităţii culturii de floarea-soarelui. //Materialele Conferinţei Șt. Biodiversitatea în contextul schimbărilor climatice, 2016, p. 192-197.

Pacureanu-Joita, M., Ciuca M., Sava E.28. . Broomrape (Orobanche cumana Wallr.), the most important parasite in sunflower: virulence, race distribution, host resistance. //Proc. 18th Int. Sunflower Conf. Mar del Plata, Argentina, 2012

Păcureanu Joiţa M., Jose M. Fernandez-Martinez M., Sava E., Raranciuc S.,29. Broomrape (Orobanche cumana Wallr.), the most important parasite in sunflower. //I.N.C.D.A. Fundulea, VOL. LXXVII, 2009, Genetică şi ameliorarea plantelor, p. 49-56

Petcu E., Păcureanu M., Emilia P., Năstase D., Pricop S.30. Testing of sunflower hybrids against new broomrape races (Orobanche cumana Wallr.). //Analele Institutului Naţional de Cercetare-Dezvoltare Agricolă Fundulea, 2011, nr. 79(1), p. 171-179.

Pineda-Martos R., J. Pujadas-Salvà A., Fernández-Martínez José M., Stoyanov 31. K., Velasco L., Pérez-Vich B., The Genetic Structure of Wild Orobanche cumana Wallr. (Orobanchaceae) Populations in Eastern Bulgaria Reflects, Introgressions from Weedy Populations. //The Scientific World Journal, Volume 2014, p. 1-15

Piwowarczyk R., Kwolek D., Denysenko M., Cygan M., Góralski G., Ślesak H., Tuleja 32. M. & Joachimiak A. J. Orobanche grenieri (Orobanchaceae), a Southwestern European Species Newly Found in Asia. //Annales Botanici Fennici, 2015, 52(5-6), p. 411-418.

Román B., Alfaro C., Torres A. M., Moreno M. T., Satovic Z., Pujadas A. and D. 33. Rubiales Genetic Relationships among Orobanche Species as Revealed by RAPD Analysis. //Ann Bot. 2003 May; 91(6), p. 637–642.

Rotarenco V.34. Aspecte morfo-fiziologice si genetice de interacţiune gazdă-parazit (Helianthus annuus L. – Orobanche cumana Wallr.). //Autoreferatul tezei de doctor, Universitatea de Stat din Moldova, Chişinău. 2010, 24 p.

Rubiales D., M. Sadiki & B. Román35. , First Report of Orobanche foetida on Common Vetch (Vicia sativa) in Morocco //Plant Disease, 2005, 89, p. 528.



76


Sharova P.G36. . Selectia podsolnecinika na imunitet k agresivnim rasam moldavskoi populiatii zarazihi. //P.G. Sharova, Trudi Vsesoiuznogo sovescianiia po imunitetu rastenii. Kiev, 1969, p. 28-31 (in Russian).

Sharova P.G37. ., Zaraziha – opasnii parazit podsolnecinika. Chisinau. 1977, 42 p. (in Russian).

Shindrova P38. . Broomrape (Orobanche cumana Wallr.) in Bulgaria: Distribution and race composition. //Helia. 2006, v. 29(44), p. 111-120.

Vranceanu, AV., Tudor, F.M. Stoenescu, and N. Pirvu.39. Virulence groups of Orobanche cumana Wallr., differential hosts and resistance sources and gens in Sunflower. //Proc. 9th Int. Sunflower Conf. Torremolinos, Spain, 1980, vol. 1, p. 74-82.

Бурлов В.В40. . Наследование устойчивости к местной расе заразихи (Orobanche cumana Wallr.) у подсолнечника / В.В. Бурлов, С.В. Костюк //Генетика. 1976. Т.12. № 2. С. 44–51.

Бухорович П.Г41. . 1966. Изучение вирулентности заразихи разного происхождения и устойчивость к ней ряда сортов подсолнечника. С. 22. Сборник работ по масличным культурам. Краснодарское книж. изд-во. – Вып.3.

СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ТОМАТА С ФУНКЦИО-НАЛЬНОЙ СТЕРИЛЬНОСТЬЮ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В

ГЕТЕРОЗИСНОЙ СЕЛЕКЦИИ

Маковей М.Д., Ботнарь В.Ф.

Институт генетики, физиологии и защиты растений Академии Наук Молдовы

RezumatÎn articol sunt reflectate rezultatele selectării formelor de tomate funcţional sterile din populaţiile hibride segregante F2, obţinute prin hibridarea formelor „sterile x sterile” şi „sterile x fertile”. Se demonstrează, că un spectru mai larg al variabilităţii în F2 după numărul de varietăţi lungi-, scurtcolumnate şi flori fără stamine cu implicarea în hibridările formelor parentale are loc în combinaţiile de hibridări „sterile x sterile”. Sunt prezentate rezultatele evaluării generaţiei F3, obţinute din cele mai valoroase plante, selectate din F2 după gradul sterilităţii în dependenţă de nivelul amplăsării infloriscenţelor pe plantă în creştere, tot odată este dată caracteristica indicilor morfo-biologici ale formelor selectate. S-au evidenţiat linii perspective (8) cu sterilitate masculină funcţională (SMF) înaltă, care pot fi utilizate în calitate de material iniţial la crearea hibrizilor heterotici F1. Cuvinte cheie : tomate, flori, sterilitate, populaţie hibridă, linia, heterozis Depus la redacţie 11 aprilie 2017---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă; Makovei Milania, Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Pădurii,20, MD 2002 Chişinău, Republica Moldova; E-mail:[email protected]; tel. ( 373 22) 66.04.24; mob. 069408106

ВведениеПолучение высоких урожаев томата возможно при использовании

гетерозисных гибридов, которые обладают значительным потенциалом по силе роста, продуктивности и устойчивости к болезням и стрессовым факторам среды. Однако производство гибридных семян связано с большими затратами




77


ручного труда на кастрацию цветков, что приводит к значительному повышению себестоимости таких семян. Использование линий с признаком стерильности в качестве материнских компонентов позволяет сократить время на производство гибридных семян и в двое снизить затраты труда на опыление [5]. У томата признак ФМС, обусловленный морфологическими отклонениями от нормального строения цветка, включает различные типы ФМС – тип Джон Бер (ps), тип Врбычанский низкий (ps-2), лонгостилия (ex, ex-2) и др. [13]. Разными авторами были предложены методы, основанные на использовании растений с пыльцевой мужской стерильностью, функциональной стерильностью и лонгостилией [2-5,7,9,11-15], бестычинковых форм [17,18,19], а также форм со штамбовостью, картофелелисностью, отсутствием антоциана на стебле [4,10,15], темной и бурой окраской, а также губчатой поверхностью семян [1,13,18]. Анализ и обобщение литературных данных показал, что наиболее перспективными в производстве гибридных семян являются формы с функциональной мужской стерильностью (ФМС) и длинностолбчатым строением цветка. Создание таких линий возможно разными способами: 1) отбором стерильных растений, возникших спонтанно среди растений лучших сортов; 2) скрещиванием линий с разными типами стерильности; 3) скрещиванием стерильных линий с фертильными формами; 4) обработкой семян и растений мутагенными факторами.

Целью наших исследований было получение новых линий томата с высокой степенью стерильности, в частности ФМС и длинностолбчатостью методом гибридизации с последующим индивидуальным отбором в сочетании с другими хозяйственно-ценными признаками.

Материал и методы.В исследования были вовлечены 13 образцов томата из коллекции

Всероссийского НИИР, ВНИИОХ, ПНИИСХ. В результате всестороннего изучения инорайонных форм были отобраны 6 образцов с разными типами стерильности: Микадо (ps-positional sterile), Л 1751 (pis-pistilate), Л 1132 (ms 1035-male sterile) с маркерным картофельным листом (c), Л 708/69 (ps- 2) со штамбовым типом куста (d) , а также линии 1151и 11069, которые характеризуются частичной стерильностью (17,8% - 11,2%) и являются носителями гена «ls» (lateral supresor). Наряду со стерильностью, выделенные формы изучали и описывали по характеру проявления основных морфо-биологических признаков [20]. Скрещивание форм с разными типами стерильности с учетом морфологических особенностей позволило получить ряд гибридных комбинаций: Л 1132 х Л 708/69, Л 1132 х Л 1751, Микадо х Л 708/69, Л 1751 х Микадо, Л 1151 х Л 708/69, Л 11069 х Л 708/69, Л 708/69 х Л 1751, Л 11069 х Л 1751. Морфологический анализ гибридных популяций (F2 - F3) от разных гибридных комбинаций, проводили по целому ряду признаков репродуктивной системы: тип соцветия, тип цветения, тип стерильности цветка - положение пестика относительно тычиночной колонки. Определяли качество пыльцы, методом проращивания её на искусственной питательной среде в условиях in vitro [6]. Степень стерильности растений популяций F3, полученных из лучших растений, отобранных в F2, оценивали путем подсчета числа завязавшихся плодов от свободного опыления [16]. Изучали продолжительность вегетационного периода, габитус растения,



78


признаки плода. Анализировали по 20 растений из каждой популяции F3 от разных гибридных комбинаций. Схемы расположения растений на экспериментальном поле, учеты, наблюдения и обработку материала проводили по общепринятым методикам [8].

Результаты и обсуждение.Предварительное изучение коллекционных форм в условиях

экспериментального поля Института генетики, физиологии и защиты растений показало, что исследуемые формы проявили разный уровень стерильности (от 11,2% до 69,4%), но пригодных для использования в гетерозисной селекции в условиях Молдовы не выявили. Поэтому проведенные на начальном этапе селекционного процесса скрещивания позволили создать генетическую изменчивость для отбора и получения новых стерильных форм томата.

Следуя поставленной цели, был проведен морфологический анализ расщепляющихся гибридных популяций F2, разных гибридных комбинаций, который выявил высокую внутрипопуляционную гетерогенность по характеристике строения цветка и положения тычиночной колонки относительно пестика, а также по степени фенотипического проявления признака – тип соцветия. Были выделены два класса генотипов - с простой (5-9 цветков) и сложной кистями (от 11 до 40 цветков), качественные характеристики пыльцы, полученной из этих цветков (жизнеспособность пыльцы и длина пыльцевых трубок) сильно варьировали (от стерильных до высоко жизнеспособных).

По характеру расположения столбика относительно тычиночной колонки, а также числа элементов околоцветника и андроцея выявлен широкий спектр изменчивости в зависимости от комбинации скрещивания, по каждой из которых было проанализировано большое количество цветков (от 159 до 252 штук). Наибольший интерес представляют 5 гибридных комбинаций, в которых обнаружены и выделены растения с признаками не характерными для обоих родительских форм.

Наиболее высокая рекомбинационная изменчивость по типу стерильности отмечена у комбинации Л 1132 х Л 708/69. Возможно, столь широкий спектр изменчивости анализируемого признака определяется степенью различий исходных родительских форм, как по типу стерильности, так и по морфобиологическим признакам - Л 1132 пыльцевая стерильность (ms-1035) с маркерным признаком «с», а второй компонент штамбовый тип куста (d) с высокопоставленным пестиком (ps-2). Из данной комбинации выщепилось 11 растений, 3 из которых имели сложное соцветие со 100%-ной стерильностью цветков. Другие 8 характеризовались простым соцветием и наличием цветков с разными типами стерильности, изучение и анализ которых по характеру расположения столбика относительно тычиночной колонки в гетерогенной популяции выявил 5 разновидностей (таблица 1). Значительная часть изученных цветков (36,5%) были с недоразвитыми тычинками, в большинстве деформированные бледные, с содержанием небольшого количества сморщенной пыльцы (рис. 1а). Наряду с ними 16,3% цветков характеризовались коротким пестиком и деформированной тычиночной колонкой со стерильной пыльцой (рис. 1б), 19,4% имели длинный пестик, высоко жизнеспособную пыльцу (рис. 1в) и только 4,0% отличались полным отсутствием тычиночной колонки (рис. 1г)




79


или имели единичные тычинки, склеенные к пестику. Остальные (23,8%) цветков были фертильными с высоко жизнеспособной пыльцой (58,3%).

в гРисунок 1. Типы стерильности цветка, выделенные из расщепляющейся

популяции F2 гибридной комбинации Л 1132 х Л 708/69: а - высоковыступающий пестик и деформированная тычиночная колонка; б - короткий пестик и деформированная тычиночная колонка, картофельный тип листа; в - функциональная стерильность; г - безтычинковый тип стерильности цветка.

В данной комбинации в гибридном потомстве F2, отмечается высокий формообразовательный процесс по типу роста растений: штамбовые (ФМС), индетерминантные с картофельным листом (ФМС), детерминантные с картофельным листом (ФМС). Выявлены растения с картофельным листом с нормально развитыми фертильными цветками, высокопродуктивные с однородными плодами, а также растения с картофельным листом, сложной разветвленной кистью, мелкими цветками с высоко выступающим пестиком со стерильной пыльцой и желтыми плодами.

Таким образом, скрещивание линий 1132 х 708/69 с разными типами стерильности и морфологическими особенностями растений во втором поколении (F2) выявило большое разнообразие растений по типу роста, строению цветка, качеству, форме и окраске плода. Это позволило выделить лучшие растения по уровню и типу стерильности в сочетании с другими искомыми признаками для дальнейшего их изучения и анализа в F3.

Результаты, полученные по комбинации Л 1751 х с. Микадо резко отличаются от других изученных расщепляющихся гибридных популяций. Степень изменчивости по наличию стерильных форм разных типов значительно уже (таблица 1). Выделено семь растений, которые характеризуются однородной



80


кистью с выровненными без деформаций цветками, у которых пестик выступает из бутона на стадии лимонно-желтого цвета, то есть до стадии цветения (рис. 2 а, б). Значительная часть проанализированных цветков (71,2%) имели высоко выступающий пестик (2-3мм). Такой тип стерильности представляет наибольший интерес для использования в гетерозисной селекции, так как самоопыления не происходит из-за нерастрескиваемости пыльников и неосыпаемости пыльцы.

Некоторые авторы [2] отмечают, что при температуре выше 35ºС у таких цветков происходит самопроизвольное растрескивание пыльников. В нашем эксперименте это не подтвердилось. Растения, отобранные в F2 с данным типом кисти и цветка, формировали в F3 потомства с высокой степенью стерильности независимо от яруса расположения кисти на вегетирующем растении (табл. 2).

Рисунок 2. Основной тип стерильности цветка, выделенный в F2 из гибридной комбинации Л 1751 х Микадо: а - длинностолбчатый тип стерильности; б – функциональная стерильность, растения с картофельным типом листа.

Значительная изменчивость по соотношению длинно- и короткостолбчатых цветков на выделенных растениях отмечается и в расщепляющейся популяции гибридной комбинации Л 1751 х Л 708/69 (таблица 1). Число длинностолбчатых цветков с нормально развитой тычиночной колонкой (функциональная стерильность) и жизнеспособной пыльцой (17,6%) из числа проанализированных составило 53% (рис. 3а). Длинный пестик с короткими склеенными, а иногда сильно деформированными тонкими тычинками имели 14,8% цветков (рисунок 3б). Короткостолбчатых с разной степенью деформации тычинок и незначительным количеством (2,1%) жизнеспособной пыльцы было 16,5% (таблица 1). Для проведения следующего этапа исследований были выделены растения (5) с незначительной изменчивостью по величине цветка, длине чашечки по отношению к венчику и положению столбика относительно тычиночной колонки в пределах соцветия и соцветия в зависимости от яруса его положения на растении.

В комбинациях гибридов (Л11069 х 708/69 и Л1151 х Л708/69), где в качестве материнской формы использовалась фертильная линия, формообразовательный процесс по степени проявления стерильности значительно уже, чем в комбинациях гибридов «стерильные х стерильные». В F2 происходило расщепление - на фертильные, полустерильные единичные высоко стерильные растения. Большая часть проанализированных цветков из этих комбинаций имели нормально




81


развитые фертильные цветки – 62,7% и 62,9% соответственно (таблица 1). В комбинациях же скрещивания «стерильные х стерильные» в F2, выявлен широкий спектр изменчивости по числу разновидностей (длинно-, короткостолбчатых и бестычинковых) цветков не свойственных использованным в скрещивании родительским формам (таблица 1).

Рисунок 3. Разновидности типов стерильности цветка, выделенные из популяции F2 гибридной комбинации Л 1751 х Л 708/69: а – функциональная стерильность; б – длинный пестик со склеенными к нему тонкими тычинкамию

Приведенные данные свидетельствуют о сложном характере наследования составных частей цветка и необходимости селекции форм на определенное сочетание длины столбика и тычинок. Для селекции несомненный интерес представляют формы, у которых пестик имеет умеренную длину в сочетании с короткими тычинками. Сложность в выделении таких форм представляет то, что длиннопестичность по-разному проявляется в зависимости от положения цветка на соцветии и от высоты заложения самого соцветия на растении, и, конечно же, от метеорологических условий во время всей вегетации. Поэтому для дальнейших исследований из разных расщепляющихся гибридных комбинаций F2 отбирались только, те растения, которые имели хорошо выраженный длинный столбик (пестик) независимо от яруса положения соцветия с оптимальным сочетанием других хозяйственно-ценных признаков.

Анализ потомств поколения F3, полученных от лучших растений, отобранных в F2, показал эффективность работы по выделению растений с ФМС и длинностолбчатостью из разных гибридных комбинаций. Но не все растения, отобранные в F2, проявили высокую степень стерильности. Достаточно сильное расщепление наблюдалось в некоторых потомствах F3, полученных из растений, отобранных в F2 от комбинации Л 1132 х Л 708/69. Наряду с ними из этой же комбинации были отселектированы 4 линии, две из которых (17/16 и 18/16) проявили высокую степень выраженности стерильности независимо от яруса положения соцветия на растении (таблица 2).

Высокая степень стерильности выявлена в популяциях F3, полученных от лучших растений, отобранных в F2 из гибридных комбинаций Л 1751 х Микадо и Л 1751 х Л 708/69. Незначительная изменчивость в гибридном поколении F3 этих комбинаций позволила выделить ряд линий с оптимальным сочетанием длины пестика и положения тычиночной колонки относительно его.



82


Таблица 1. Характер расщепления в популяциях гибридов F2 по наличию стерильных форм разных типов.

Ком

бина

ция

гибр

идов

F2

Кол

-во

изуч

енны

х цв

етко

в (ш

т) Цветки на растении с разными типами положения столбика, %

Кор

отки

й пе

стик

, вы

соко

е по

лож

ение

ты

чи-

ноч

ной

коло

нки,

ж

изне

спос

обна

я пы

льца

(ф

ерти

льны

е)

Дли

нны

й пе

стик

, вы

соко

ж

изне

спос

обна

я п

ыль

ца (p

s)

Дли

нны

й пе

стик

, де

фор

мир

ован

ные

и ск

леен

ные

бле

дно

жел

тые

тычи

нки

(ex-

2)

Кор

отки

й пе

стик

, де

фор

мир

ован

ная

тычи

ночн

ая

кол

онка

(ex)

Дли

нны

й пе

стик

, ты

чинк

и ск

леен

ы к

пес

тику

с

отр

аста

ниям

и ил

и по

лны

м

отсу

тств

ием

ты

чино

к (p

is)

Л 1132 х Л 708/69 252 23,8 19,4 36,5 16,3 4,0 Л 1751 х Микадо 220 20,3 71,2 0 3,1 5,4Л 1751 х Л 708/69 200 15,7 53,0 14,8 16,5 0Л 11069 х Л 708/69 159 62,7 25,8 7,2 6,3 0 Л 1151 х Л 708/69 194 62,9 17,5 19,6 0 0

Выявленный самый высокий уровень стерильности выделяет линии 27/16 и 33/16 от комбинации Л 1751 х Микадо (практически 100% по всем кистям) и линии 44/16, 45/16 от комбинации Л 1751х Л708/69 (таблица 2). Из данных, представленных в таблице 2, видно, что проявление функциональной мужской стерильности у отобранных линий, хоть и в незначительной степени, но все же варьирует в зависимости от уровня расположения соцветия на растении. Наибольшая выравненность отмечается на 1-3-ей кистях (таблица 2).

Таблица 2. Завязывание плодов у стерильных форм томата в F3.

№ Генотипа

Процент завязывания плодов в зависимости от ярусарасположения кисти при свободном опылении

1-ая кисть

2-ая кисть

3-ья кисть

4-ая кисть

5-ая кисть

6-ая кисть

9/16 (Л1132хЛ 708/69) 0,02 0,01 0,02 0,05 0,04 -11/16 (Л1132хЛ 708/69) 0 0,02 0,02 0,04 0,03 -17/16 (Л1132хЛ 708/69) 0 0 0,01 0 0 -18/16 (Л1132хЛ 708/69) 0,01 0 0,01 0,04 0 -27/16 (Л1751хМикадо) 0 0 0 0,01 0 -33/16 (Л1751хМикадо) 0 0 0 0,01 0,01 044/16 (Л1751хЛ708/69) 0,01 0,01 0 0,02 0,02 045/16 (Л1751хЛ708/69) 0 0 0 0,01 0,02 0,03

В целом из разных гибридных комбинаций было выделено 8 перспективных линий, которые в два разных года проявили высокий уровень стерильности по проценту завязавшихся плодов от свободного опыления 90-99% (таблица 2). Из которых пять линий (18/16, 27/16, 33/16, 44/16 и 45/16) имеют функциональную мужскую стерильность. Другие три (9/16, 11/16, 17/16) характеризуются наличием на основном стебле выровненных соцветий с цветками со свободными




83


– не приросшими к колонке пыльников лепестками, при этом сами пыльники в разной степени деформированы с незначительным количеством жизнеспособной пыльцы и сильно выраженной длинностолбчатостью.

Необходимым условием использования этих форм в гетерозисной селекции является изучение взаимодополняющих при гибридизации морфобиологических признаков. Определяющими многие хозяйственные свойства, в частности продолжительность вегетационного периода, жизнестойкость и, как результат величину урожая являются архитектоника и габитус растения. Поэтому большое внимание при отборе растений с определенным типом и уровнем стерильности уделялось типу роста растения, характеру стеблеобразования и целому ряду признаков плода (форма, размер, окраска).

Выделенные линии из разных гибридных комбинаций имеют простой тип соцветия. Число цветков в соцветии у них различно. Минимальное количество (от 3 до 5) отмечено у линий 11/16 и 18/16, наибольшее число цветков (7,5 штук) имели соцветия линии 33/16 (таблица 3). Показатель данного признака незначительно, но варьирует в зависимости от яруса расположения соцветия на растении. Чаще на верхних ярусах, число цветков больше на 1-3 цветка. Наибольшая изменчивость отмечается по линии 33/16, где выявлено разветвление кистей последнего порядка с большим числом цветков.

По признаку «высота растений», который определяется числом соцветий и количеством листьев между соцветиями линии - 9/16, 11/16, 17/16/ 18/16, 27/16/ 44/16 относятся к группе детерминантных форм с высотой главного стебля от 59 до 90см. (таблица 3). Наиболее выровненными по данному признаку являются линии 9/16, 18/16 и 27/16. Другие две линии (33/16 и 45/16) по типу роста растений относятся к полудетерминантным формам. У линии 33/16 большая часть изученных растений (53%) после формирования 4-5 соцветий прекращали свой рост, наряду с ними выделяются растения (11,7%), которые отличились способностью вершковаться на более ранних стадиях – после образования 3-4 соцветий, и дальнейший рост продолжался за счет боковых побегов. Результаты, полученные по линии 45/16 такие же. Половина изученных растений (50%) прекращали рост после образования 4-5 соцветий, остальные имели полудетерминантный тип роста. Такая высокая разнородность растений наводит на мысль о значительном влиянии условий выращивания на проявление признака полудетерминантный тип роста.

Выделенные линии отличаются и по признакам плода: 9/16, 11/16, 17/16, 18/16, полученные от комбинации Л1132 х Л 708/16, имеют красные гладкие, округлой, округло-овальной формы плоды со средней массой, и среднераннего срока созревания. Линии 27/16 и 33/16 характеризуются крупными интенсивно розовой окраски плодами и относятся к группе среднеспелых форм, а 44/16, 45/16 имеют плоды округлой формы интенсивно красного цвета, массой выше среднего (таблица 3).

В целом полученный исходный материал, различающийся по морфо-биологическим характеристикам (тип соцветия, тип стерильности цветка, тип роста, продолжительность вегетационного периода, размер и окраска плода) соответствует поставленной задаче исследований и в дальнейшем будет использован в скрещиваниях для изучения их комбинационной способности и создания гетерозисных гибридов F1.



84


Таблица 3. Морфобиологическая характеристика перспективных линий томата с разными типами стерильности (среднее 2014-2015гг).

ЛинииДлина

вегетационногопериода (дней)

Число соцветий на главном стебле (шт)

Числоцветков на соцветии

(шт)

Число листьев между

соцветиями(шт)

Высотарастений

(см)

Массаплода(гр)

9/16 107 ± 1,4 4 - 5 4 - 5 2,1 – 1,4 70 - 80 68

11/16 104 ± 0,9 4 3 - 5 2,0 – 1,4 65 - 86 80

17/16 106 ± 1,2 3 - 4 4 - 5 2,0 – 1,0 59 - 81 75

18/16 106 ± 1,7 3 - 4 4 - 5 2,2 – 1,2 60 - 76 65

27/16 117 ± 1,9 4 - 5 5 - 7 2,0 – 1,5 81 - 90 120

33/16 115 ± 1,1 4 - 6 5 - 7 - 9 2,5 - 1,8 95 - 110 125

44/16 102 ± 1,3 5 - 6 5 - 7 2,1 – 1,5 71 - 90 110

45/16 104 ±2,1 7 5 - 9 2,4 – 2,0 89 - 118 98

ВыводыПроведен анализ расщепляющихся гибридных популяций F2 томата разных

гибридных комбинаций, полученных путем скрещивания форм «стерильные х стерильные» и «стерильные х фертильные».

Широкий спектр изменчивости в F2 по числу разновидностей (длинно-, короткостолбчатых и бестычинковых) цветков не свойственных использованным в скрещивании родительским формам выявлен в комбинациях скрещивания «стерильные х стерильные».

Из гибридных комбинаций: Л1132 х Л 708/69, Л1751 х Микадо и Л1751 х Л708/69 отселектированы перспективные линии (8) томата с высокой функциональной мужской стерильностью (ФМС). Выделенные линии выровнены и по морфо-биологическим признакам – продолжительность вегетационного периода, тип роста растения, тип соцветия, размер, форма, окраска плода, в связи с чем могут быть использованы в качестве исходного материала при создании гетерозисных гибридов F1.

Литература 1. Беков Р.Х. Создание исходного материала томата с использованием генетических

маркеров и эффективные пути его применения в практической селекции //Дис. докт с.-х. наук. Москва. 2012. 461с.

2. Блинова Т.П., Узун И.И. Создание функционально стерильных крупноплодных линий томата и оценка их комбинационной способности //Овощи России. 2013. № 2 (19). с. 22-25.

3. Боос Г.В., Бадина Г.В. //Гетерозис овощных культур. Ленинград. 1990. 218 с. 4. Брежнев Д.Д. Гетерозис в овощеводстве Л. 1966. 268с. 5. Бунин М.С., Манахос Г.Ф., Терехова В.И. //Производство гибридных семян

овощных культур: Учебное пособие Москва. 2011. 182 с. 6. Голубинский И.А. //Биология пыльцы. Киев. 1974. 364с. 7. Даскалов Х и др. Производство гибридных семян овощных культур. М.: 1966 8. Доспехов Б.А. //Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1979. 420с. 9. Загинайло Н.Н., Карбинская Е.Н., Гусева Л.И. и др. //В кн: Селекция и генетика

овощных культур. Кишинев. 1975, ч. III., с. 99-105




85


10. Игнатова С.И. //Труды ВНИИОХ. Москва. 1976. №6, с.190-193 11. Квасников Б.В. В кн: Гетерозис в овощеводстве. Л.: 1968. С. 3-24. 12. Кильчевский А.В., Новицкий А.И., Добродькин М.М. Гетерозисная селекция на

основе ФМС //Гетерозис с.х. растений - ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур. Москва. 1997. С. 47 – 48.

13. Куземинский А.В. //Селекционно-генетические исследования мутантных форм томата. Харьков. 2004, 391с.

14. Новицкий А.И. Изучение линий томата с ФМС с целью создания гетерозисных гибридов F1 для пленочных теплиц. //Автореф. дис…канд. с.– х. наук. Горки. 1997. 19с.

15. Симонов А.А. Биологические особенности стерильных форм томата и пути их использования. //Автореф. дис… канд. с.-х. наук. Л.: 1968. 16с.

16. Узун И. В. Изучение функциональной мужской стерильности у томата и методы ее определения //Селекция на адаптивность и создание нового генофонда в современном овощеводстве (VI Квасниковские чтения). Междун. научно – практ. конф. (8 августа 2013 г.). Материалы докладов, сообщений. ВНИИО. Москва. 2013 . с. 321 – 324

17. Урханова Г.Ф. Бестычинковые формы и их значимость для гетерозисной селекции томата. //Тез. докл. аспирантов и молодых научн. сотр. Москва. 1968. с. 71-74

18. Biardini A., Soressi G. Sementi elette. 1969. V.15, №3, р. 194-198 19. Bishop C.J. A stamenless male- sterile tomato. //Amer. J. Bot., 1954, V.41, №7 20. Tomato – UPOV (Solanum lycopersicum L.) V 2012. 0007 TG/44/11 Rev. Geneva.

EXPRESIA GENELOR GSL1-4 ÎN RĂDĂCINILE DE FLOAREA-SOARELUI INFECTATĂ CU LUPOAIE Tabără Olesea, Nechifor Victoria, Port Angela

Universitatea Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Centrul de Genetică Funcţională

RezumatÎn lucrare sunt puse în discuţie datele privind activitatea transcripţională a patru gene care codifică glucan sintaze, corelate cu investigaţii histochimice ale ţesutului radicular, la genotipuri rezistente şi sensibile faţă de Orobanche cumana, unul din cei mai devastatori patogeni ai culturilor de Helianthus annuus L. Analiza a trei variante de studiu: normă, incompatibilitate patogen-gazdă şi patosistem a demonstrat profile diferite de expresie în cazul unei şi aceleaşi reacţii fiziologice (rezistenţă). În combinaţia incompatibilă Favorit-patogen, toate cele patru gene GSL s-au caracterizat prin supraexpresie cu 210 % , în special în primele etape de stabilire a conexiunilor mediate chimic cu seminţele germinate de lupoaie. În cazul patosistemului Performer-O. cumana sporirea conţinutului de transcripţi a trei gene coincide cu invazia patogenului (formarea ataşamentelor, haustorilor şi a lăstarilor aerieni). A fost pusă în evidenţă o dependenţă corelativă pozitivă în activitatea genelor HaGSL2 şi HaGSL3 la diferite etape ontogenetice ale O. cumana, la toate genotipurile studiate. Cuvinte-cheie: Floarea-soarelui, lupoaie, caloză, gene GSL, glucan-sintaze.Depus la redacţie 21 septembrie 2017---------------------------------------------------------------------------------------------------Adresă pentru corespondenţă: Tabără Olesea, Universitatea Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 3/2, MD2028 Chişinău, Republica Moldova; E-mail: [email protected]



86


IntroducereGenul Orobanche reprezintă un grup de plante superioare lipsite de clorofilă, care

parazitează pe rădăcinile gimnospermelor, utilizează substanţele nutritive ale gazdei diminuând astfel dezvoltarea organismului vegetal.

Infecţia cu reprezentanţii acestui gen de antofite debutează cu germinarea seminţelor patogenului, proces indus de către strigolactonele sintetizate de către plante. Germenii manifestă reacţie de chemotropism şi crescând direcţionat spre ţesuturile gazdei formează ataşamente, care ulterior diferenţiază în haustorii [9]. Planta poate stopa penetrarea celulelor intruzive de lupoaie la nivelul cortexului rădăcinii [14, 16], endodermei [15] şi al cilindrului central [12]. Astfel de reacţii de inhibare a invaziei patogenului au fost observate macroscopic la diferite patosisteme, germenii ataşaţi nu evoluau în dezvoltare.

Mecanismele defensive dezvoltate de către plantă la nivelul cortexului se manifestă prin fortificarea pereţilor celulari, intensificarea sintezei proteinelor cross-linking, depozitarea compuşilor fenolici în apoplast în zona de infecţie. Un eveniment important în răspunsul gazdei la patogen este acumularea calozei în structurile membranare, proces observat la numeroase plante inclusiv la floarea-soarelui infectată cu O. cernua şi O. cumana [5, 19].

Caloza este polimerul (1,3) -β-glucanului cu unele ramificări în poziţiile β-1,6 [2]. Prezentă în toate algele verzi multicelulare şi în plantele superioare este una dintre cele mai dinamice poliglucide ale peretelui celular. Conţinutul şi distribuţia calozei variază temporal şi spaţial în funcţie de etapele ontogenezei şi acţiunea factorilor biotici şi abiotici, îndeplinind funcţia de barieră fizică pentru diverse leziuni şi restaurarea integrităţii celulelor plantei-gazdă [6, 7].

Ellinger şi Voigt, (2014) studiind reacţia de răspuns a plantelor la stres, au raportat date ce confirmă acumularea calozei sub forma unor papile în spaţiul dintre plasmalemă şi suprafaţa internă a peretelui celular [6, 21] care blochează porii tuburilor ciuruite. Astfel, prin sinteza şi degradarea calozei în regiunea plasmodesmelor se reglează permeabilitatea substanţelor ca reacţie la factorul stresogen. De asemenea, se cunoaşte că planta - gazdă poate depozita caloza nemijlocit în locul de contact al patogenului [13].

Investigaţiile efectuate de două grupe de cercetători Jacobs şi colab. (2003) şi Nishimura şi colab. (2003) prezintă contribuţii majore în elucidarea diferitor aspecte ale metabolismului calozei. Autorii au oferit pentru prima dată informaţii despre rolul biologic al proteinelor funcţionale implicate în biosinteza calozei [8, 13]. Diverse studii realizate la Arabidopsis indică acumularea calozei sub acţiunea secetei şi al patogenilor în rezultatul activării unei şi aceleiaşi gene cu diferite adnotări, descrisă iniţial ca PMR4 (Powdery Mildew Resistant4), apoi GSL5 (Glucan-Synthase Like 5) sau CalS12 (Callose Synthase genes) [2, 6].

Se consideră că formarea papilelor de caloză este un răspuns de apărare precoce [18]. Încetinirea invaziei patogenilor în ţesutul atacat, datorită acumulării calozei, permite plantei să îşi reorganizeze metabolismul astfel, încât se activează expresia genelor specifice care determină inducerea răspunsurilor de apărare suplimentare. Cu toate că polimerul glucanic este implicat în diverse procese biologice, informaţiile despre reglarea metabolismului şi valenţele funcţionale acestuia sunt fragmentare.




87


Actualmente, la floarea-soarelui este identificată o familie de 4 gene care codifică glucan sintaze (GSL1-4). Dintre acestea, doar HaGSL1 a prezentat activitate de transcripţie în ţesut calusal inoculat cu lupoaie a plantulelor crescute in vitro, începând cu prima zi de infecţie şi până la ziua a 8-a [10]. Până în prezent literatura de specialitate conţine doar aceste rezultate. Nu se cunoaşte care este activitatea GSL1-4 s-au a altor gene asociate metabolismului calozei în planta gazdă cultivată in vivo la diferite etape de invazie a patogenului.

Astfel, în prezenta lucrare sunt puse în discuţie datele privind activitatea transcripţională a patru gene care codifică glucan sintaze, corelate cu investigaţii histochimice ale ţesutului radicular la genotipuri rezistente şi sensibile faţă de lupoaie.

Material şi metode de cercetareColectarea materialului. În studiu au fost utilizate trei genotipuri de floarea-

soarelui, dintre care doi hibrizi rezistenţi (Favorit şi PR64LE20) şi unul sensibil (Performer) la acţiunea parazitului. Reacţia acestor genotipuri a fost testată histochimic prin colorare cu Aniline Blue [1]. Cultivarea plantelor s-a realizat în vase de vegetaţie pe fundal de infecţie artificială cu lupoaie (200g substrat contaminat cu 30 mg seminţe). Eşantioanele radiculare de floarea-soarelui au fost colectate la 5 etape de dezvoltare a patogenului (Fig. 1).

Obţinerea probelor de ARN şi ADNc. Din materialul colectat s-au extras 90 probe de ARN total care au servit ca matriţă pentru sinteza ADNc. Extragerea ARN-ului s-a realizat cu reagentul TRI-zol conform protocolului standard (Applied Biosystems), iar calitatea şi concentraţia acestuia a fost analizată electroforetic în gel de agaroză de 1% şi spectrofotometric la lungimea de undă 260 şi 280 nm.

Figura 1. Schema de prelevare a probelor de studiu.

Preliminar reacţiilor de revers-transcripţie, ARN-ul total (1µg) a fost tratat cu ADN-ază (Thermo Scientific). Transcripţia inversă s-a efectuat prin utilizarea kit-ului Revertaid RT (Fermentas), a primerilor Oligo-dT18 şi a hexamerilor arbitrari, conform protocolului producătorului.

Analiza nivelului de expresie a genelor de interes. Nivelul de transcripţi a fost cuantificat prin PCR în timp-real la amplificatorul DT-96 (DNA technology, Rusia).



88


Secvenţa amorselor a fost elaborată în baza EST-urilor cunoscute la H. annuus (Tab.1). prin programele Primer3Web v. 3.0.0. şi OligoAnalyzer 3.1.

Tabelul 1. Genele (Glucan-synthase like) şi secvenţa nucleotidică a primerilor

EST Număr de acces (NCBI) Primer sens, 5’- 3’ Primer antisens, 5’-3’ Amplicon

(pb)HaGSL1 DQ837211.1 acagggaaaagaccaggaagt ggactgcttctccacgagta 116HaGSL2 DQ837212.1 cgtggtctcatgccaacagt cctcaacctcgtcaatgtaagc 122HaGSL3 DQ837213.1 gtgaccatagagaccaaagttgt cccacccttgaccagaacag 149HaGSL4 DQ837214.1 tgaggttgaggagcctagca cccgtctcagaagcattgga 105Actina AF282624.1 gctaacagggaaaagatgactc actggcataaagagaaagcacg 96

Reacţia de amplificare a fost realizată cu kit-ul Maxima SYBR Green/ROX PCR (Fermentas), primeri specifici 0,4 mM, 2 µl de ADNc (produsul revers-transcripţiei diluat în raport de 1:4), conform programului: 95°C – 10 min; 5 cicluri la 95°C – 15 s, 64°C – 20 s; 40 cicluri de 95°C – 15 s, 60°C – 40 s. Lipsa produselor nespecifice a fost confirmată în gel de 1,4 % agaroză şi analiza curbelor de topire.

Analizele au fost efectuate în 3 repetiţii biologice şi 2 analitice. Valorile expresiei relative a genelor s-au determinat conform formulei 2-ΔΔCT şi sunt exprimate în unităţi convenţionale (u.c.) [11]. Estimarea semnificaţiei diferenţelor s-a realizat prin testului-t, P=0,05 [22].

Rezultate şi discuţiiCultivarea plantelor de floarea-soarelui până la etapa de butonizare, pe fundal

de infecţie cu O. cumana, a rezultat în atacul intens al parazitului asupra genotipului susceptibil. Hibrizii rezistenţi nu au prezentat semne fenotipice de infecţie. Aceste date confirmă reacţia de răspuns a acestor genotipuri investigate anterior de alţi autori [17].

Analiza histochimică [4] a pus în evidenţă acumularea calozei în ţesutul radicular la plantele hibridului sensibil şi doar la unul dintre cei doi hibrizi rezistenţi studiaţi. Bazele de date genomice, inclusiv articole de specialitate [10], indică patru gene GSL responsabile de sinteza calozei la floarea-soarelui, a căror secvenţă genică a servit ca matriţă în elaborarea primeri-lor pentru cuantificarea transcripţilor în condiţii de stres biotic.

Nivelul de expresie a genelor de interes la varianta martor a genotipului Favorit (rezistent) a prezentat valori similare mai mici comparativ cu cele constate la plantele cultivate pe fundal de infecţie (fig. 2).

Astfel, conţinutul transcripţilor HaGSL1 a fost mai mare faţă de martor, la primele trei etape de analiză: 18, 21 şi 35 zile (de 3,1; 1,6 şi respectiv 1,9 ori), spre deosebire de cel al genelor HaGSL2 şi HaGSL3, a căror activitate s-a evidenţiat doar la 18 şi 35 zile. În ce priveşte, HaGSL4 s-a constatat un maxim de activitate doar în perioadă formării primelor ataşamente ale patogenului, peste 21 zile (1,8 u.c.), ceea ce reprezintă o majorare a nivelului de expresie faţă de martor de 5,4 ori.

Aceste deviaţii în activitatea glucan sintazelor ar putea fi asociate cauzal cu anumite interconexiuni biochimice de semnalizare dintre rădăcinile gazdei şi seminţele germinate de lupoaie, în vederea unor eventuale ataşări şi dezvoltarea haustorului. De menţionat faptul că, acumularea papilelor de caloză la acest genotip a fost observată




89


în celulele cilindrului central, mai târziu, peste 35 zile, cu o dinamică pozitivă până la 67 zile (fig. 2).

Figura 2. Nivelul de expresie a GSL şi fenotipul ţesutului radicular la genotipul Favorit.

Al doilea genotip rezistent studiat - PR64LE20 a prezentat un alt profil de expresie a HaGSL1-4. De exemplu, HaGSL1 a indicat valori cantitative a ARNm cu 37% mai mari în ţesutul radicular al plantelor infectate faţă de martor doar peste 18 zile, iar HaGSL4 nu şi-a modificat activitatea în nici una din etapele analizate, rămânând la nivelul de 0,007-0,1 u.c. Spre deosebire de HaGSL1 şi HaGSL4, în activitatea de transcripţie a genelor HaGSL2 şi HaGSL3 s-a conturat o tendinţă de sporire faţă de martor (cu 63% şi respectiv 100%), însă doar la etapa finală a experimentului (67 zile) asociată cu îngroşarea calozică a cortexului (fig. 3).

Studii moleculare şi histologice realizate de alţi cercetători pe rădăcinile rezistente de floarea-soarelui penetrate de O. cumana au arătat o supra-expresie a genei HaGSL1, începând cu prima zi până la a 8-a după inoculare, iar prin microscopie de epifluorescenţă a fost atestată depunerea intensă de caloză la interfaţa dintre gazdă - parazit şi în ţesuturile rădăcinii, sub punctul de ataşare a apresoriului [10].

Echevarría-Zomeño şi colab. (2006) au identificat depuneri disperse de caloză în apropierea zonei de infecţie, în celule care nu sunt în contact direct cu planta- parazit [5], rezultate contrare celor raportate la mazărea infectată cu O. crenata [14] şi alte patosisteme, unde caloza s-a acumulat în celulele direct învecinate cu patogenul.

Verma şi Hong (2001) au demonstrat la Arabidopsis o specificitate funcţională a fiecărui membru din familia de 12 gene GSL. La infecţia acestei plante cu mucegaiul Blumeria graminis, au fost observate depuneri de caloză la punctul de penetrare, iar din membrii familiei GSL doar AtGSL5 a fost implicată în formarea papilelor de caloză [8].

Transcrierea genei VfGSL5 la Vicia faba infectată cu Puccinia striiformis a manifestat o activitate crescută de la a 12-a zi până la a 24-a zi de infecţie, după care a scăzut semnificativ [3].



90


Figura 3. Nivelul de expresie a GSL şi fenotipul ţesutului radicular la genotipul PR64LE20 .

Astfel, generalizând datele experimentale obţinute pe genotipurile rezistente Favorit şi PR64LE20, se constată legităţi similare în acumularea calozei sub acţiunea stresului biotic la nivelul cortexului (celulele în contact direct cu patogenul) şi al cilindrului central (ţesut ce nu comunică cu patogenul), observate şi de alţi autori la patosistemele descrise.

Rezultate deosebite celor obţinute de noi, sunt cele arătate de Letousye şi colab., (2007) care au constatat modificarea activităţii transcripţionale doar a unei genei singure gene (HaGSL1) din cele 4 variante investigate în ţesutul calusal de floarea-soarelui (LR1) infectat cu lupoaie (rasa E). Aceste rezultate pot fi explicate prin utilizarea materialului biologic diferit şi a altor condiţii experimentale (cultivarea in vitro a ţesutului de floare-soarelui infectat cu seminţe germinate de lupoaie, populaţii şi rase diferite de lupoaie, etc.).

Analiza activităţii glucan-sintazei la plantele martor ale genotipului sensibil – Performer, spre deosebire de genotipurile rezistente, a relevat valori mai mari faţă de formele infectate în majoritatea cazurilor. Gena HaGSL1 a indicat un nivel de expresie mai intens cu 133% faţă de martor la etapa de formare a lăstarilor subterani (35 zile), atunci când deja s-a produs infecţia şi patogenul s-a conectat la sistemul conducător al rădăcinii gazdei (fig. 4).

Evaluarea profilului de transcripţie a genelor HaGSL2-3 a pus în evidenţă valori crescute la două etape: de formare a primelor ataşamente (18-21 zile) şi dezvoltare a lăstarilor aerieni (67 zile) ale variantelor infectate de 2,7 ori pentru gena HaGSL2 şi de 3,7 ori pentru secvenţa HaGSL3. Acumularea calozei la nivelul stelului genotipului Performer a fost detectată la etapele de formare a lăstarilor subterani şi aerieni de lupoaie.

Această discordanţă temporală a depunerilor de caloză în raport cu activitatea de transcripţie a GSL, observată inclusiv la genotipul rezistent Favorit poate fi explicată prin specificul evenimentelor de procesare post-transcripţională a produselor de expresie.




91


Figura 4. Nivelul de expresie a GSL şi fenotipul ţesutului radicular la genotipul Performer.

Cercetările altor autori indică, pentru genotipul sensibil de floarea-soarelui (2603) infectat cu lupoaie, lipsa transcripţilor genelor GSL, dar şi un fon de fluorescenţă foarte slab al calozei la interfaţa gazdă-parazit [10]. Contrar acestor concluzii, în cazul plantelor de Vicia faba infectată cu O. crenata nu au fost depistate depuneri de caloză în interacţiunile compatibile [15].

Există diferite concepte cu privire la reacţiile de compatibilitate şi incompatibilitate. De exemplu, susceptibilitatea plantelor este determinată nu de incapacitatea de a dezvolta mecanisme specifice defensive, dar de imposibilitatea detectării agentului patogen şi/sau de a activa unele procese fiziologice datorită lipsei afinităţii faţă de o anumită rasă a acestuia.

Datele obţinute corelate cu cele din literatură privind metabolismul calozei şi semnificaţia acestui parametru în formarea reacţiei de răspuns a plantei la infecţia cu O. cumana indică asupra necesităţii unei abordări mai largi a problemei, prin includerea în studiu a componenţilor biochimici intermediari ai căii de sinteză şi catabolism a polimerilor glucanici.

ConcluziiAnaliza comparativă a activităţii de transcripţie a patru gene care codifică glucan

sintaze în trei variante de studiu: normă, incompatibilitate patogen-gazdă şi patosistem a demonstrat profile diferite de expresie în cazul unei şi aceleaşi reacţii fiziologice (rezistenţă).

În combinaţia incompatibilă Favorit - O. cumana, toate cele patru gene GSL s-au caracterizat prin supraexpresie cu 260% , în special în primele etape de stabilire a conexiunilor mediate chimic cu seminţele germinate de lupoaie.

În cazul patosistemului Performer - O. cumana sporirea conţinutului de transcripţi a trei gene coincide cu invazia patogenului: HaGSL1 după formarea haustorilor, iar HaGSL2 şi HaGSL3 la formarea primelor ataşamente şi dezvoltarea lăstarilor aerieni.

A fost pusă în evidenţă o dependenţă corelativă pozitivă în activitatea genelor HaGSL2 şi HaGSL3 la diferite etape ontogenetice ale O. cumana, la toate genotipurile studiate.



92


BibliografieBordallo J.J., Lopez-Llorca L.V., Jansson H.B., Salinas J., Persmark L., Asensio L.1.

Colonization of plant roots by egg-parasitic and nematode-trapping fungi. //New Phytologist., 2002, vol. 154(2), p. 491-499.

Chen X.Y., Kim J.Y. 2. Callose synthesis in higher plants. //Plant Signaling & Behavior, 2009, vol. 4(6), p. 489-492.

Cheng Y., Zhang H., Yao J., Wang X., Xu J., Han Q., Wei G., Huang L.. Kang Z. 3. Characterization of non-host resistance in broad bean to the wheat stripe rust pathogen. //BMC Plant Biology, 2012, vol. 12, p. 96.

Duca M., Tabara O4. . Histochemical aspects of Helianthus annuus L. – Orobanche cumana Wallr. pathosystem. //Analele Ştiinţifice ale Universităţii „Al. I. Cuza” Iaşi s. II a. Biologie vegetală, 2016, vol. 62(2), p. 19-28.

Echevarría-Zomeño S., Pérez-de-Luque A., Jorrín J., Maldonado A.M.5. Pre-haustorial resistance to broomrape (Orobanche cumana) in sunflower (Helianthus annuus): cytochemical studies. //Journal of Experimental Botany, 2006, vol. 57(15), p. 4189–4200.

Ellinger D., Voigt C.6. A. Callose biosynthesis in arabidopsis with a focus on pathogen response: what we have learned within the last decade. //Annals of Botany, 2014, vol. 114, p. 1349–1358.

Flors V., Ton J., Jakab G.7. Abscisic acid and callose: team players in defence against pathogens? //J. Phytopathol., 2005, vol. 153, p. 377-383.

Jacobs A.K., Lipka V., Burton R.A., et al8. . An Arabidopsis callose synthase, GSL5, is required for wound and papillary callose formation. Plant Cell, 2003, vol. 15, p. 2503–2513.

Joel D.M., Steffens J.C., Matthews D.E.9. Germination of weedy root parasites. //In: Kigel J., Galili G., editors. Seed Development and Germination. New York: Marcel Dekker, Inc.; 1995. p. 567–597.

Letousey P., de Zélicourt A., Vieira Dos Santos C., Thoiron S., Monteau F., Simier P., 10. Thalouarn P., Delavault P. Molecular analysis of resistance mechanisms to Orobanche cumana in sunflower. //Plant Pathology, 2007, vol. 56, p. 536–546.

Livak K.J., Schmittgen T.D11. . Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) method. //Methods, 2001, vol. 25(4), p. 402-408.

Lozano-Baena M.D., Prats E., Moreno M.T., Rubiales D., Perez-de-Luque A.12. Medicago truncatula as a model for non-host resistance in legume-parasitic plant interactions. //Plant Physiol., 2007, vol. 145, p. 437–449.

Nishimura M.T., Stein M., Hou B.H., Vogel J.P., Edwards H., Somerville S.C.13. Loss of a callose synthase results in salicylic acid-dependent disease resistance. //Science, 2003, vol. 301, p. 969–972.

Pérez-de-Luque A., González-Verdejo C.I., Lozano M.D., Dita M.A., Cubero J.I., 14. González-Melendi P., Risueño M.C., Rubiales D. Protein cross-linking, peroxidase and b-1,3-endoglucanase involved in resistance of pea against Orobanche crenata. //Journal of Experimental Botany, 2006a, vol. 57, p. 1461–1469.

Pérez-de-Luque A., Lozano M.D., Moreno M.T., Testillano P.S., Rubiales D.15. Resistance to broomrape (Orobanche crenata) in faba bean (Vicia faba): cell wall changes associated with prehaustorial defensive mechanisms. //Annals of Applied Biology, 2007, vol. 151(1), p. 89–98.

Pérez-de-Luque A., Rubiales D.16. Interaction between Orobanche crenata and its host legumes: unsuccessful haustorial penetration and necrosis of the developing parasite. //Annals of Botany, 2005b, vol. 95, p. 935-942.

Pricop S.M. şi Cristea S.17. The attack of the Orobanche cumana Wallr. and it’s influence on a differential sunflower host assortment under Dobrogea conditions. //Research Journal of

ZoologiaGenetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea



93


Agricultural Science, 2012, vol. 44(2), p. 78-84.Schwessinger B., Ronald P.C.18. Plant innate immunity: perception of conserved microbial

signatures. //Annu. Rev. Plant Biol, 2012, vol. 63, p. 451–482.Serghini K.19. Sunflower (Helianthus annuus L.) response to broomrape (Orobanche

cernua Loefl.) parasitism: induced synthesis and excretion of 7-hydroxylated simple coumarins. //Journal of Experimental Botany, 2001, vol. 52, p. 2227-2234.

Verma D.P, şi Hong Z20. . Plant callose synthase complexes. //Plant Molecular Biology, 2001, vol. 47: 693–701.

Voigt C.A.21. Callose-mediated resistance to pathogenic intruders in plant defense-related papillae. //Front. Plant Sci., 2014, vol. 5(168), p. 72-77.

Доспехов Б.А22. . Методика полевого опыта. Москва, Колос, 1979. 414 с.

ZOOLOGIA

DINAMICA INVAZIILOR BIOLOGICE ÎN ECOSISTEMELE ACVATICE ALE REPUBLICII MOLDOVA ÎN LUMINA TEORIEI

PULSAŢIONALEBulat Dumitru

Institutul de Zoologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei

RezumatÎn lucrarea de faţă se demonstrează că majoritatea speciilor dominante de peşti din ecosistemele acvatice naturale ale Republicii Moldova, indiferent de origine, în condiţii optimale de habitare pot manifesta un efect invaziv. Procesul de bioinvazie este descris de patru stadii succesionale: pătrunderea, stabilizarea, explozia și expansiunea. Dinamica populaţională în aspect temporar preia forma unor unde (pulsaţii) populaţionale, unde amplitudinea undei reprezintă intensitatea bioinvaziei, iar lungimea undei – durata etapelor.Cuvinte cheie: Bioinvazia, specie alogenă, specie indigenă, ecosistem, populaţie, factori antropogeni.Depus la redacţie 10 ianuarie 2017---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Bulat Dumitru, Institutul de Zoologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova, e-mail: [email protected], [email protected], tel. (+373 22) 73-98-09

IntroducereFenomenul expansiunii speciilor alogene este deosebit de complex, depistarea

taxonilor străini în noile teritorii, de multe ori este târzie, producându-se efecte ireversibile în structura şi starea funcţională a ecosistemelor recipiente.

Această problemă poartă un caracter şi mai stringent în condiţiile, când omenirea a început să conştientizeze conceptele de: dezvoltare durabilă, conservarea genofondului, diversitatea habitatelor ş.a. [3, 4, 5, 8, 9].

Orice pătrundere şi statornicire a speciilor alogene în noile teritorii este guvernată de anumite mecanisme şi legităţi naturale încă foarte puţin cunoscute. Conform unor autori acest proces este constituit din mai multe etape [6, 13] (Tabelul 1):

ZoologiaGenetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea


94


Tab. 1. Stadiile procesului de bioinvazie a speciilor alogene de peşti.Etapele

procesului de bioinvazie Particularităţi

I pătrunderea taxonului pe un teritoriu nouII reproducerea lui pe cale naturală (naturalizarea)III cucerirea teritoriului şi creşterea exponenţială a efectivelorIV stabilizarea în regim de fluctuaţii mici de efectiv

În esenţă, toate aceste etape, reproduc fazele unei succesiuni ecologice tipice. Identificarea primelor două faze se bazează pe analiza datelor factologice privind semnalarea în premieră a taxonilor străini în noile teritorii (I) şi constatarea succesului naturalizării (II). Eficacitatea parcurgerii ultimelor două faze se determină, de obicei, prin evaluarea indicilor ecologici analitici şi sintetici la nivel de comunităţi şi biocenoze şi în baza stării structural-funcţionale a populaţiilor piscicole [2, 4]. Faza a III-a constată o creştere populaţională cu caracter exponenţial şi lărgire rapidă a ariei de repartiţie prin depășirea barierelor biotice şi abiotice existente în ecosistem, iar faza a IV-a reprezintă o oarecare stabilizare numerică, ca rezultat al integrării depline a speciei în biocenoza recipientă.

Succesul parcurgerii primelor două faze este determinat în mare parte de existenţa nişelor spaţiale favorabile şi de particularităţile biologice idioadaptive ale speciei alogene, iar următoarele două faze depind în special de factorii de reacţie biotică ca: concurenţa, presingul răpitorilor, parazitozele, ş.a.

În aşa fel, orice specie alogenă sau nativă care în timp poate cauza un efect invaziv, trece prin toate stadiile menţionate anterior, iar diferenţele între taxoni constau doar în perioada pătrunderii, durata acestor stadii, intensitatea lor şi suprafaţa de acoperire spaţială.

Material şi metodePrelevările eșantioanelor ihtiologice s-au efectuat în ecosistemele acvatice naturale

şi antropizate din Republica Moldova în perioada anilor 2002-2016. Analiza materialului ihtiologic s-a realizat conform metodelor clasice ecologice şi ihtiologice [2, 4, 7, 15].

Rezultate şi DiscuţiiÎn aria Republicii Moldova în prezent, în stadiul III (explozie numerică şi

expansiune activă) se regăsesc următoarele specii de peşti: ghidrinul (Gasterosteus aculeatus) – sectorul medial de albie a fl. Nistru, boarţa (Rhodeus amarus) – toate ecosistemele riverane, undreua (Syngnathus abaster)– fl. Nistru, inclusiv lacul de acumulare Dubăsari, zvârlugile ( Cobitis taenia s. lato) – fl. Nistru, carasul argintiu (Carassius auratus s. lato) – Prutul şi Nistrul inferior, bazinele râurilor mici, obleţul (Alburnus alburnus) – toate ecosistemele naturale, bibanul (Perca fluviatilis) şi babuşca (Rutilus rutilus) – lacurile de acumulare Dubăsari şi Costeşti-Stânca, speciile de guvizi ca ciobănaşul (Neogobius fluviatilis), mocănaşul (Babka gymnotrachelus), moaca de brădiş (Proterorhinus semilunaris), stronghilul (Neogobius melanostomus)) şi guvidul de baltă (Ponticola kessleri) – fl. Nistru, soretele ( Lepomis gibbosus) – unele ecosisteme acvatice din zona de sud a ţării, murgoiul bălţat (Pseudorasbora parva) – ecosistemele râurilor mici [2].

ZoologiaZoologia



95


Este cunoscut faptul că valenţa ecologică largă a unor specii de peşti (babuşca, carasul argintiu, bibanul, obleţul, ş.a.), exprimată în special printr-un oportunism ecologic pronunţat în raport cu factorii de mediu şi generalismul biologic intraindividual, conduce la apariţia ecoformelor adecvate în funcţie de conjuncturile de mediu, asigurându-se, în aşa fel, expansiunea lor în diferite tipuri de ecosisteme acvatice [2].

În cazul, când gradienţii de mediu nu devin obstacole esenţiale în răspândirea acestor specii, următorii factori limitativi sau stimulatori, ce determină finalitatea progresiei taxonului în noile teritorii devin cei biotici: ca prădătorismul, accesibilitatea la resursele trofice, concurenţa interspecifică şi parazitismul. Un exemplu elocvent este progresia numerică evidentă a babuştei în lacurile de acumulare şi râurile mari din ţară. Este de menţionat că specia şi în trecut era una comună pe teritoriul ţării, însă nu atât de numeroasă ca în prezent. Pătrunderea şi invazia moluştelor Dreissena polymorpha și Dreissena bugenssis în a doua jumătate a sec. XX, a favorizat substanţial condiţiile de nutriţie a taxonului, iar deficitul speciilor ihtiofage de talie mare (provocat de un pescuit selectiv abuziv), a încetat a mai fi un factor esenţial în reglarea efectivelor populaţiilor de babuşcă. În plus, extinderea suprafeţelor de apă stagnată din cauza fragmentărilor de albie, majorarea perioadei vegetative în condiţii de încălzire globală, eutrofizarea activă a ecosistemelor acvatice, polifilismul speciei şi exigenţele mici faţă de variaţiile regimului hidrologic în perioada reproductivă, au stimulat şi mai mult progresia biologică a acestui taxon nativ, care în condiţiile unei densităţi mari – poate atesta un efect invaziv pronunţat (Fig. 1).

Figura. 1 Exemplu de instalare a fazei bioinvaziei (III) la unele specii native de pești ca rezultat al îmbunătăţirii bruște a condiţiilor de existenţă (babușca - în lacurile de acumulare mari, obleţul și boarţa – în toate ecosistemele naturale).

De asemenea, sunt constatate cazuri, când taxonul de talie mică, aflându-se deja în faza a IV-a a bioinvaziei, în pofida integrării definitive în ihtiocenoza ecosistemului, profită inopinat de unele conjuncturi de mediu ca: deversări continue de poluanţi şi dispariţia concurenţilor toxicosensibili, pescuit selectiv exagerat a speciilor ihtiofage, îmbunătăţirea bruscă a condiţiilor de reproducere şi nutriţie, ş.a., şi, în aşa fel, poate repetat intra în faza a III-a a bioinvaziei (majorare exponenţială de efectiv). Ca exemplu elocvent, poate servi boarţa din toate ecosistemele riverane din ţară, care, în prezent, a proliferat mult în condiţiile degradării nivelului trofic al ihtiofagilor, accesibilităţii substratului de reproducere (sp. ostracofilă), deficitului de concurenţi trofici şi ameliorării bazei trofice ca rezultat al proceselor de eutrofizare activă (sp. fitoplanctonofagă).

În condiţiile unor bariere externe substanţiale (gradienţi de mediu nefavorabili, prădători abundenţi, ş.a.) , specia pătrunsă în noile teritorii poate rămâne la primele două faze ale bioinvaziei un timp destul de îndelungat, limitându-se la un habitat restrâns în cadrul ecosistemului recipient, iar cu ameliorarea condiţiilor de viaţă recurge la următoarele două faze. În aşa fel, specia, în pofida marginalizării sale în structura

ZoologiaZoologia


96


cenotică, poate rezista în timp şi păstra în stare latentă potenţialul său invaziv până la instalarea condiţiilor prielnice.

Ca exemplu de referinţă pot servi guvizii în fl. Nistru, care erau semnalaţi de mult timp în ihtiofauna fluvială, în special în zona de confluenţă [1, 11, 12, 14], însă modificările drastice din ultimele decenii ca rezultat al fragmentărilor multiple de hidrobiotop, cu efect major asupra regimului hidrologic, termic, hidrochimic şi biologic, au facilitat expansiunea şi proliferarea rapidă a acestor taxoni în direcţia amonte pe albie, devenind în scurt timp specii dominate în ambele sectoare ale fluviului (limitele Republicii Moldova) (Fig. 2).

Dinamica manifestării în timp a speciei invazive în arealul său secundar de răspândire poate fi descrisă sub forma unor pulsaţii, care reprezintă de fapt suma succesiunilor fazelor amintite anterior (Fig. 3).

Figura 2. Dinamica invaziei guvizilor în fl. Nistru în condiţiile eliminării barierelor naturale provocate de construcţiile hidrotehnice majore.

Figura 3. Undele de dezvoltare populaţională a speciei invazive dintr-un ecosistem.

Din figura 3 observăm undele de dezvoltare populaţională a speciei invazive dintr-un ecosistem în aspect temporar. Amplitudinea undei reprezintă intensitatea bioinvaziei, iar lungimea undei – durata etapelor.

În concluzie trebuie să menţionăm că teoria pulsaţională a bioinvaziilor dezvoltată de către noi este caracteristică nu numai speciilor alogene, dar şi speciilor aborigene, într-u cât, orice taxon, indiferent de origine, poate demonstra un potenţial invaziv major în condiţii optimale de trai, sau orice specie cu efect invaziv la noi, în alte puncte ale arealului de răspândire poate fi rară, fiind protejată de legislaţia ţării sau tratate internaţionale (ca exemplu boarţa inclusă în Anexa III a Convenţiei Berna) [5].

ConcluziiMajoritatea speciilor dominante de peşti din ecosistemele acvatice naturale ale

Republicii Moldova, indiferent de origine, în condiţii optimale de habitare pot manifesta un efect invaziv. Procesul de bioinvazie include patru stadii succesionale: pătrunderea, stabilizarea, explozia și expansiunea. Dinamica populaţională în aspect temporar preia forma unor unde (pulsaţii) populaţionale, unde amplitudinea undei reprezintă intensitatea bioinvaziei, iar lungimea undei – durata etapelor.

ZoologiaZoologia



97


Cercetările ştiinţifice au fost efectuate în cadrul proiectelor naţionale: 11.817.08.13F; 15.817.02.27A.

Bibliografie:Antipa Gr1. . Fauna ihtiologică a României. Bucureşti, 1909, 289 p.Bulat Dm., Bulat Dn., Toderaş I., Usatîi M., Zubcov E., Ungureanu L.2. Biodiversitatea,

Bioinvazia şi Bioidicaţia (în studiul faunei piscicole din Republica Moldova). Chişinău: Foxtrod, 2014, 430 p.

Capcelea A. 3. Managementul ecologic în tranziţia economică. Cazul Republicii Moldova. Ed. Ştiinţa, Chişinău, 2013, 412 p.

Dediu I.4. Tratat de ecologie teoretică, studiu monografic de sinteză. Ed. Balacron. Chişinău, 2007, 258 p.

http://ec.europa.eu/environment/ nature/legislation/bernconvention/index_en.ht5. mInderjit, Cadotte M.W., Colautti R.I.6. The ecology of biological invasions: past, present

and future //Invasive Plants: Ecological and Agricultural Aspects / Ed. Inderjit. Basel: Birkhauser Verlag, 2005. P.19–44.

Kottelat M., Freyhof J.7. Handbook of European Freshwater Fishes. Ed. Delemont, Switzerland, 2007, 646 p.

Legislaţia de Mediu a Republicii Moldova. Tratate Internaţionale Multilaterale în 8. Domeniul Mediului. Volumul III. Eco-Tiras. Chişinău, 2008, 259 p.

Legislaţia de mediu a Republicii Moldova. Volumul II. Eco-Tiras. Chişinău, 9. 2008, p. 368

Pricope F., Paragină C.10. Conservarea biodiversităţii şi ecodiversităţii. Ed. Alma Mater. Bacău, 2013, 134 p.

Берг Л.С.11. Рыбы пресных вод СССР и сопредельных стран. М. Л. Изд. АН СССР, 1948-1949.Ч.1.3, 1381 с.

Защук А.12. Материалы для географии и статистики России, собранные офицерами Генерального штаба. Бессарабская область, часть первая. СПб., 1862. – 582 с. (Раздел «Рыбная ловля» , с. 314-321).

Карпевич А.Ф.13. Теория и практика акклиматизации водных организмов. М.: Пищевая пром-сть. 1975. 432 с.

Кесслер К.Ф.14. Труды Арало-Каспийской экспедиций. Рыбы. Вып. IV. Изд. М. Стасюлевича. Санкт-Петебург, 1877, с. 360

Правдин И.Ф.15. Руководство по изучению рыб. Москва, 1966, 376 с.

RECOMANDĂRI PRIVIND PROTECŢIA ŞI VALORIFICAREA DIVERSITĂŢII IHTIOFAUNEI ÎN ECOSISTEMELE ANTROPIZATE

Bulat Dumitru, Bulat Denis, Usatîi Marin, Crepis Oleg, Fulga Nina, Şaptefraţi Nicolae, Chelmenciuc Rostislav

Institutul de Zoologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei

REZUMATLucrarea de faţă reprezintă o totalitate de recomandări cu privire la protecţia diversităţii ihtiofaunistice şi sporire a producţiei piscicole din ecosistemele acvatice naturale şi antropizate din Republica Moldova în condiţiile intensificării presingului antropic. Accentul este pus pe protecţia speciilor autohtone de peşti, multe dintre ele fiind de importanţă comunitară. Cuvinte cheie: Biodiversitate, habitat natural, ihtiofauna, specii de interes comunitar,

ZoologiaZoologia


98


producţie piscicolă, factori antropici, protecţia mediului, reconstrucţie ecologică.Depus la redacţie 04 iulie 2017---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Bulat Dumitru, Institutul de Zoologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova, e-mail: [email protected], [email protected], tel. (+373 22) 73-98-09

IntroducereDacă în trecut, strategiile de conservare tradiţională a mediului se bazau mai mult

pe o filozofie utilitară, ancorată în valoarea economică a componentelor biodiversităţii, fiind considerată doar o sursă de bunuri şi servicii prin câteva componente vizibile, şi era gestionată pentru a maximaliza efectivele a doar câtorva specii, în prezent, se recunoaşte că toate componentele biodiversităţii sunt importante. Latura biologică trebuie cuplată cu cea non-biologică, astfel încât contribuţ ia lor la creş terea biodiversităţ ii să fie din ce în ce mai mare.

Problema conservării diversităţii ihtiofaunistice şi aplicarea măsurilor necesare de menţinere a ei încă nu sunt pe deplin definite. Complexitatea şi dificultatea sa se rezumă, pe de o parte, de imperativul abordării ecosistemice, iar pe de altă parte, de necesitatea aplicării acţiunilor concrete pentru fiecare specie în parte. În prezent se aduc modificări atât de drastice mediilor naturale, încât, unele specii care sunt încă relativ abundente pot dispărea sau deveni rare numai în câţiva ani (majoritatea speciilor stenotope). În aceste condiţii se impune o ierarhizare a speciilor în funcţie de: statutul lor actual (în mod obligatoriu raportat la situaţia anterioară, la nivel de decenii sau chiar de secole), amploarea şi intensitatea ameninţărilor la care sunt supuse şi de perspectivele evoluţiei viitoare a populaţiilor în timp şi spaţiu. În funcţie de acest tablou se pot stabili măsuri adecvate de ocrotire a fiecărei specii luate în parte.

Materiale şi metodeMaterialul ihtiologic a fost colectat pe parcursul anilor 2004-2017 în diferite

ecosisteme acvatice naturale şi antropizate ale Republicii Moldova. Speciile de peşti au fost colectate cu ajutorul plaselor staţionare şi flotante (dimensiunile laturii ochiului 15 mm × 15 mm - 100 mm × 100 mm), năvodului pentru puiet (l = 6 m, Ø 5 mm), etrelor şi vintirelor. Majoritatea indivizilor capturaţi au fost reîntorşi în apă în stare vie. Pentru studiul de laborator, o parte neînsemnată a fost fixată în soluţie de formol de 4%. Analiza materialului ihtiologic s-a efectuat prin utilizarea metodelor clasice ecologice şi ihtiologice [1, 2, 8, 9, 10, 12, 16, 17, 18, 22].

Rezultate şi discuţiiŢinând seama de starea şi dinamica efectivelor speciilor de peşti din ecosistemele

naturale ale Republicii Moldova, şi în funcţie de arealul lor de răspândire, ele pot fi clasificate în:

Specii rare şi cu areal redus în limitele Republicii Moldova1. - ţigănuşul, chişcarul ucrainean, lostriţa, păstrăvul-de-mare, porcuşorul-de-vad, porcuşorul-de-nisip, fusarul, pietrarul, răspărul, zborişul, percarina, vârezubul, mreana-vânătă, obleţul-mare, ş.a..

Specii cu areal vast, dar care în limitele Republicii Moldova sunt în declin 2. numeric şi au dispărut din unele ecosisteme acvatice naturale - sturionii, păstrăvul-

ZoologiaZoologia



99


indigen, lipanul, şalăul-vărgat, văduviţa, sabiţa, grindelul, caracuda, boişteanul, ţiparul, linul, anghila, cosaşul, beldiţa, mihalţul, ş.a..

Specii cu areal limitat dar cu o densitate şi efectiv satisfăcător în limitele 3. Republicii Moldova – ghiborţul-de-Dunăre, zvârluga-de-Dunăre, zvârluga-de-Don, porcuşorul-sarmatic, porcuşorul-de-şes, râmbiţa, cernuşca, rizeafca, scrumbia-de-Dunăre, ş.a.

De aceea, raritatea speciei trebuie raportată atât la arie cât şi la areal. Speciile cu areale discontinue (insulare) sunt în general mai vulnerabile decât cele care au areale continue. Populaţiile situate la periferia arealului (populaţiile marginale), de asemenea, sunt mai vulnerabile decât cele situate la mijloc. Dacă arealul speciei nu se modifică semnificativ, sau chiar se lărgeşte, iar la noi este o specie relativ rară, atunci cauza trebuie identificată și soluţionată din interior, însă, dacă arealul speciei este redus sau taxonul este situat la periferia lui, la noi fiind o specie comună, atunci protecţia acesteia trebuie aplicată în mod obligator prin angajamentul luat faţă de întreaga comunitate ştiinţifică internaţională. Abordând problema speciilor rare de peşti în ecosistemele naturale ale Republicii Moldova putem constata multe cazuri paradoxale. Speciile cu areale vaste de răspândire precum: sturionii, salmonidele, cleanul, văduviţa, mreana comună, mihalţul, caracuda, anghila-europeană, boişteanul, grindelul, lipanul, beldiţa, linul, ţiparul ş.a. la noi sunt ameninţate. Pe când multe dintre speciile de talie mare ca somnul, şalăul, ştiuca, sângerul, novacul, cosaşul, care la noi sunt intens afectate de pescuitul ilicit, în unele ţări înalt dezvoltate provoacă adevărate ravagii cu efect distructiv asupra biodiversităţii [7, 21, 22, 23, 24, 25 ].

Termenul de specie rară este foarte vag. În mod curent se consideră rară o specie care are o frecvenţă scăzută şi un efectiv mic, însă există specii care pot avea în anumite ecosisteme sau habitate o abundenţă mare, dar la care frecvenţa de întâlnire raportată la aria de răspândire să fie deosebit de mică. Mai există şi specii rare care întotdeauna au fost rare şi a căror abundenţă redusă nu este datorită impactului antropic [1]. De regulă, pentru specialiştii din domeniu, distribuţia discontinuă a populaţiilor în spaţiu şi dinamica negativă a efectivelor, trebuie să fie deja un indicator de alertă. Cauza fragmentării populaţiilor şi declinul lor indică, sau la o degradare a habitatelor caracteristice (specii stenotope), sau la o supraexploatare (specii de talie mare), iar ambele cazuri sunt deosebit de actuale pentru ihtiofauna Republicii Moldova. Pentru speciile indigene supuse presingului pescăresc, în primul rând, recomandăm institurea interdicţiei de pescuit, iar ulterior efectuarea lucrărilor de reproducere în captivitate şi repopulare. Această afirmaţie este deosebit de oportună pentru speciile migratoare şi semimigratoare de talie mare şi medie cum sunt sturionii, somonul-de-mare, lostriţa, vârezubul, anghila-europeană, ş.a, la care orice manipulare de repopulare este sortită eşecului fără o protecţie adecvată în perioada migraţiilor în masă. La speciile afectate de alterarea hidrobiotopică, protecţia trebuie efectuată în primul rând, prin conservarea şi reconstrucţia habitatelor caracteristice, şi numai ulterior, dacă e necesar, se intervine prin populări. Pentru revigorarea efectivelor speciilor cu diferit statut de raritate prin procedee ecologo-industriale de reproducere, trebuie ţinut cont de diversitatea genetică, neadmiţându-se folosirea numărului limitat de reproducători. Popularea ecosistemelor naturale cu specii rare trebuie să se facă cu puiet bine dezvoltat, capabil de hrănire activă, care să asigure o supravieţuire înaltă. Popularea cu puiet de dimensiuni foarte

ZoologiaZoologia


100


reduse, cu hrănire mixtă endogen-exogenă, va duce la mortalităţi în masă, tensionarea relaţiilor trofice cu alte specii planctonofage şi la compromiterea acţiunilor de refacere a stocurilor piscicole. Trebuie de menţionat, că peştele în primele perioade ontogenetice ocupă zona de litoral şi sublitoral, iar în majoritatea ecosistemelor acvatice naturale din ţară abundă bibanul, guvidul-de-baltă, soretele, ciobănaşul, ş.a. răpitori facultativi, care ocupă aceeaşi nişă spaţială, şi nu vor ezita să consume orice pradă uşor accesibilă de dimensiuni mici. De aceea este foarte important ca populările să se facă cu puiet bine dimensionat şi viabil (nu mai mic de 20 g), în pofida unor argumente adesea nefondate de ordin economic cu privire la avantajele populărilor cu larve şi alevini.

În prezent, există posibilitatea reproducerii în condiţii de captivitate, practic a oricărei specii de pești, mai ales a celor devenite în declin numeric, utilizând sistemele recirculante de creştere (SRC, SAR) [6]. Această metodă progresivă oferă o serie de avantaje: 1) simularea condiţiilor optime de creştere şi reproducere caracteristice fiecărui taxon, indiferent de influenţele externe de mediu şi exigenţele bio-ecologice 2) controlul integral al calităţii şi o planificare exactă a cantităţii organismelor acvatice cultivate 3) consumul de apă şi suprafaţa limitată necesară procesului tehnologic şi unul din cele mai importante obiective majore este 4) producerea unui impact negativ minim asupra mediului [6]. Tot odată, este important de a atenţiona că, această metodă superintensivă de creştere necesită investiţii financiare mari, personal calificat, cheltuieli semnificative de energie electrică, nutreţuri granulate de înaltă calitate care sunt şi costisitoare, piaţă garantată de desfacere pentru speciile de consum, cultura înaltă a consumatorului şi o putere mare de cumpărare. De aceea, în condiţiile Republicii Moldova, implementarea acestei metode este justificată doar pentru speciile de peşti de importanţă comunitară majoră (lostriţa, morunul, nisetrul-pontic, păstruga, cega, păstrăvul-de-mare, păstrăvul-indigen, vârezubul, anghila, mihalţul, ş.a.), fiind nevoie de subsidii importante din partea statului sau a partenerilor internaţionali.

În acest sens, o soluţie fezabilă şi de importanţă conservativă majoră este construcţia staţiunilor de reproducere în zona barajelor Dubăsari pe fl. Nistru şi Costeşti-Stânca pe r. Prut. Capturarea operativă a reproducătorilor şi lucrările facile de manipulare ulterioară vor asigura un randament maximal şi mortalităţi joase în procesul de fecundare, incubare, creştere şi populare cu puiet. Iar, în funcţie de specie, populările pot fi făcute atât în albie aval de baraj, cât şi în lac

Ca argumentare a celor expuse pot servi valorile înalte ale indicelui de semnificaţie ecologică (W%) a speciilor cu divers statut de raritate din capturile cu plasele staţionare de diferite dimensiuni a laturii ochiului (20, 30, 40, 50 mm) instalate nemijlocit în aval de barajul Dubăsari în perioada de primăvară a anului 2017. Din speciile indigene de peşti sistematic capturate şi de interes conservativ/ameliorativ major care pot fi folosite în calitate de reproducători menţionăm: zborişul, pietrarul, cleanul mic, cleanul, mreana comună, scobarul, morunaşul, vârezubul, somnul, şalău, ştiuca, cega, avatul, ocheana, ş.a. (Figura 1).

Un interes deosebit prezintă vârezubul - Rutilus frisii (Nordmann, 1840), care, până la intensificarea presingului antropic se captura în cantităţi mari în perioada migraţiilor de reproducere, fiind larg răspândit în majoritatea râurilor tributare din bazinul Mării Negre şi Azov (cu excepţia fl. Dunării unde taxonul este sporadic).

ZoologiaZoologia



101


Fig. 1 Valorile indicelui de semnificaţie ecologică (W) [8] a capturilor piscicole din plasele staţionare instalate nemijlocit în aval de barajul Dubăsari.

ZoologiaZoologia


102


Câteva decenii în urmă se considera că este pe cale de dispariţie în majoritatea fluviilor tributare a bazinului Pontic, dar din anumite cauze, încă neelucidate pe deplin, populaţiile au început să se renască în fluviile Don, Nipru, Bug şi Nistru. În pescuiturile ştiinţifice din primăvara anului 2017, efectuate cu plasele staţionare (dimensiunile laturii ochiului 50 mm) sub barajul Dubăsari, specia s-a încadrat în categoria celor: dominante (D4 – 8,77%), constante (C3- 60 %) şi caracteristice (W4 – 5,26 %).

Este îngrijorător doar faptul că toate exemplarele capturate fac parte din aceeaşi grupă de vârstă (7 ani), ceea ce denotă o stare populaţională şubredă şi puternic afectată de instabilitatea condiţiilor de reproducere (la indivizii capturaţi s-au prelevat probe genetico-moleculare). Ritmul său de creştere rapid se datorează modului de nutriţie preponderent malacofag, strivind cu uşurinţă cochiliile scoicilor graţie dinţilor faringieni foarte dezvoltaţi (de unde şi se trage denumirea populară).

În ecosistemele intens împânzite cu colonii de dreissenă, vârezubul devine un ameliorator biologic foarte important, care, în comparaţie cu scoicarul (rus: черный амур), se poate hrăni activ cu moluşte şi la temperaturi destul de scăzute ale apei (chiar şi sub 9°C).

Pentru realizarea practică a principiilor de gestionare a productivităţii loturilor de reproducători a scrumbiei-de-Dunăre din fl. Nistru, în cadrul Laboratorului de Ihtiologie şi Acvacultură al IZ al AŞM a fost elaborată şi brevetată instalaţia pentru incubarea icrelor embrionate în condiţiile curentului de apă. Această instalaţie necesită puţine resurse materiale şi financiare pentru construcţie şi poate fi utilizată, inclusiv şi pentru alte specii pelagofile de peşti ca sabiţa şi rizeavca.

Una din măsurile de protecţie a diversităţii ihtiofaunistice este reglementarea legală a protecţiei speciilor de plante şi animale cu divers statut de raritate. Având în vedere că, atât fl. Nistru, cât şi r. Prut sunt ecosisteme limitrofe, mărginite de statele vecine, măsurile de conservare a diversităţii ihtiofaunistice trebuie efectuate de comun acord, iar angajarea părţilor în respectarea clauzelor convenţiilor internaţionale trebuie să fie nu doar de ordin declarativ. Actul normativ interior care protejează diverse specii de plante şi animale (inclusiv peştii) este Legea Cărţii Roşii Nr. 325 din 15.12.2005, care prevede editarea şi actualizarea sistematică a listei speciilor cu divers statut de raretate [11]. Lista Roşie a oricărui stat trebuie să reflecte în mod obiectiv starea în care se află speciile ameninţate în limitele teritoriului naţional şi să fie relativ independentă de oricare act normativ intern sau internaţional (de un real folos pot fi informaţiile furnizate de lista Roşie a ţărilor vecine). Prima ediţie a Cărţii Roşii a fostei RSSM a apărut în 1978, în care erau incluse doar 29 specii de animale (inclusiv peşti), în Cartea Roşie, ed.II-a, 2001, se regăsesc 12 specii de peşti, iar acest număr sa dublat în ediţia a III-ea a Cărţii Roşii cuprinzând 24 specii de peşti, şi numărul lor cu siguranţă se va majora în ediţiile ulterioare [5].

Pentru speciile rare de talie mică (ţiparul, râmbiţa, ţigănuşul, boişteanul, beldiţa, grindelul, bobâreţul, unele specii de porcuşori, zglăvoacele, ş.a.) limitarea sau interzicerea pescuitului nu va avea nici un efect scontat datorită lunecării lor prin ochiurile plaselor, iar gura mică a unora nu le permite să se prindă frecvent la undiţă. Mulţi din aceşti taxoni sunt dificil de identificat pentru pescari, iar populaţiile acestor specii au un habitat restrâns şi o arie de răspândire intens fragmentată. În aşa fel, măsura de interzicere a pescuitului anumitor specii, poate fi una dezavantajoasă, dând iluzia

ZoologiaZoologia



103


organelor executive că, prin adoptarea acesteia se realizează protecţia lor, dar, de fapt, se abate atenţia de la adevăratul factor care pune în pericol specia [4]. Protecţia lor poate fi efectuată doar prin instituirea zonelor cu statut special unde au fost semnalate. Se cunoaşte că, reducerea numărului de populaţii conduce la sărăcirea genofondului speciei. În acest sens, menţinerea şi conservarea a cât mai multor habitate, şi crearea coridoarelor de legătură vor avea un efect benefic şi pentru diversitatea genetică. Una din cele mai eficiente măsuri de protecţie a ihtiofaunei cu efect universal şi durabil este lărgirea ariilor protejate în sectoarele inferioare ale fl. Nistru şi r. Prut, şi instituirea unor noi în aval de barajele Dubăsari şi Costeşti-Stânca, fiind zone cu cea mai mare bogăţie specifică şi hidrobiotopică în limitele ţării, şi care vor servi ca situsuri de cruţare a florei şi faunei spontane. Albia râurilor în zonele cu statut special, trebuie supusă activ reconstrucţiei ecologice prin diverse acţiuni de asigurare a continuităţii de curgere prin distrugerea barajelor şi a digurilor antiinundaţii (sau construcţia de trecătoare pentru peşti), extinderea malurilor sub forma unor pante line, stabilizarea fundului râului în locurile cu viteză mare a curentului de apă, prin introducerea în albia minoră de pietre şi bolovani mari, precum şi prin plantarea malurilor cu vegetaţie ierboasă, arbuşti şi arbori din speciile hidrofile, care prin sistemul lor radicular fixează bine malurile [3, 13, 14, 15, 19, 20].

Pentru a se putea menţine biodiversitatea ihtiofaunistică şi starea populaţiilor la valori optimale, o condiţie importantă este asigurarea condiţiilor favorabile de reproducere în timpul perioadei de prohibiţie. Perioada de prohibiţie anuală trebuie deplasată cu 2 săptămâni mai devreme, de la 15 martie până la 15 iunie,în scopul protecţiei integrale a tuturor speciilor de peşti în timpul reproducerii naturale (inclusiv a celor cu reproducere timpurie ca ştiuca, văduviţa, cleanul, vârezubul) şi contracararea braconajului piscicol pe traseele de migraţie spre boişti. Protecţia eficientă în perioada reproducerii naturale, concomitent cu menţinerea regimului hidrologic optimal, poate asigura pentru mulţi ani o productivitate piscicolă înaltă. Investigaţiile multianuale demonstrează că pentru lacurile de acumulare Dubăsari şi Costeşti-Stânca este recomandată asigurarea, pe cât este posibil, a creşterii constante a nivelului apei în timpul perioadei de reproducere (pentru inundarea boiştilor), micşorarea treptată a nivelului apei cu un metru în luna iulie, şi o micşorare repetată înainte de stabilirea podului de gheaţă. Această dinamică anuală a regimului hidrologic va permite asigurarea succesului reproducerii diferitor specii de peşti, dezvoltarea şi creşterea puietului în condiţii optimale, mineralizarea şi dezinfectarea substratului reproductiv, şi acoperirea cu vegetaţie acvatică a boiştilor, pregătindu-le pentru viitorul sezon de înmulţire. În sectoarele de albie este recomandat ca imediat după topirea podului de gheaţă de efectuat curăţarea (spălarea) boiştilor de resturile de vegetaţie moartă prin asigurarea unui flux maximal al debitului timp de 4-5 zile consecutive (ca exemplu 700-800 m3/s în aval de lacul Novodnestrovsk) [14]. Ulterior, măcar timp de o lună (mij. lunii aprilie – mij. lunii mai) de menţinut un nivel al apei cât este posibil de ridicat ce va permite inundarea luncilor, iar peste 2-3 săptămâni de la finalizarea perioadei reproductive de repetat acest maxim hidrologic, facilitând, în aşa mod, ieşirea reproducătorilor şi a puietului din zonele inundate.

Activităţile de protecţie şi conservare a diversităţii ihtiofaunistice este de neconceput fără îmbunătăţirea calităţii apei, ca mediu inalienabil pentru habitarea peştilor şi care se bazează pe două mari grupe de activităţi: structurale şi activităţi nonstructurale. Din

ZoologiaZoologia


104


cele structurale amintim: construcţia de noi staţii tehnologice de tratare a apelor uzate, modernizarea celor vechi, îmbunătăţirea practicilor agricole, îmbunătăţirea condiţiilor de stocare şi depozitare a deşeurilor, dezvoltarea sistemului de canalizare, ş.a. Printre activităţile nonstructurale ale managementului resurselor acvatice amintim: dezvoltarea şi implementarea unor standarde stricte, formarea personalului înalt calificat, crearea companiilor de informare şi educare ecologică a populaţiei, amendarea legislaţiei interne cu privire la gospodărirea apelor şi a resurselor biologice acvatice. Educaţia ecologică a populaţie băştinaşe trebuie să includă: 1. stimularea voluntariatului local în activităţi de salubrizare şi descurajarea infractorilor, 2. realizarea seminarelor de informare şi instruire în instituţiile de învăţământ şi instituţiile de profil, 3. simultan, profesorii coordonatori din instituţiile de cercetare şi învăţământ trebuie să impulsioneze alegerea de lucrări de licenţă, masterat, doctorat, postdoctorat în domeniul ecologiei acvatice, stimulând elaborarea de noi soluţii ecotehnice, publicarea rezultatelor, scrierea și realizarea de noi proiecte.

Concluzii Recomandările de redresare şi ameliorare a stării ihtiofaunei din bazinul fl. Nistru

şi r. Prut includ:a) Reconstrucţia habitatelor speciilor de interes comunitar şi extinderea ariilor

protejate. b) Reducerea poluărilor şi interzicerea totală a oricăror imixtiuni asupra integrităţii

hidrobiotopice.c) Perioada de prohibiţie anuală trebuie deplasată cu 2 săptămâni mai devreme,

(de la 15 martie până la 15 iunie) în scopul protecţiei integrale a tuturor speciilor de peşti în timpul reproducerii naturale (inclusiv a celor cu reproducere timpurie ca ştiuca, văduviţa, cleanul, vârezubul) şi contracararea braconajului piscicol pe traseiele de migraţie la boişti.

d) Monitorizarea mai strictă a activităţii de pescuit şi înăsprirea sancţiunilor. e) Reproducerea în captivitate şi repopularea fl. Nistru şi r. Prut cu specii indigene de

peşti de importanţă istorică, comunitară, economică şi ameliorativ-ecologică (sturionii, lostriţa, mihalţul, somnul, vârezubul, linul, sabiţa, morunaşul, ş.a.).

f) Colaborarea mai strânsă la nivel inter-statal şi inter-instituţional în domeniul evaluării şi protecţiei resurselor piscicole.

Cercetările ştiinţifice au fost efectuate în cadrul proiectului naţional: 15.817.02.27A.

BibliografieBănărescu P.1. Fauna Republicii Populare Române: Pisces – Osteichthyes. Ed. Academiei

Republicii Populare Române. 1964, 959 p.Buşniţa Ggh., Alexandrescu I.2. Atlasul peştilor din apele Republicii Socialiste Române.

Ediţia a II-a. Bucureşti, 1971, 132 p.Bulat Dm., Bulat Dn., Şaptefraţi N. 3. Starea ihtiofaunei zonelor umede din Republica

Moldova (după exemplul „Lacurile Prutului de Jos” în condiţiile presingului antropic. //Transboundary Dniester river basin manegement in frames of a new river basin treaty. Proceedings of the Intrnational Conference. September 20-21, Chisinau, 2013, p. 39-45.

Bulat, Dm.; Bulat, Dn.; Toderaş, I.; Usatîi, M.; Zubcov, E.; Ungureanu, L.4. Biodiversitatea, Bioinvazia şi Bioidicaţia (în studiul faunei piscicole din Republica Moldova). Chişinău: Foxtrod, 2014, 430 p.

ZoologiaZoologia



105


Cartea Roşie a Republicii Moldova Ed. III. Ed. Ştiinţa, Chişinău, 2015, Editura 5. „Ştiinţa”, 2015, 492 p.

Cristea. V., Ceapă C., Grecu I.6. Ingineria sistemelor recirculante în acvacultură, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 2002, 344 p.

Copp G.H.7. Calibration of FISK, an invasiveness screening tool for nonnative freshwater fishes. G.H. Copp, L. Vilizzi, J. Mumford, G.V. Fenwick, M.J. Godard, R.E.Gozlan. Risk Analysis. 2009. № 29, p. 457–467.

Davideanu Gr.8. Ghid metodologic pentru monitorizarea structurii ihtiocenozelor, Ed. Performantica, Iaşi, 2013, 57 p.

Dediu I.9. Tratat de ecologie teoretică, studiu monografic de sinteză. Ed. Balacron. Chişinău, 2007, 258 p.

Oţel V.10. Atlasul peştilor din Rezervaţia Biosferei Delta Dunării. ed. Centrul de informare tehnologică Delta Dunării. Tulcea. 2007. 481 p.

Legislaţia de Mediu a Republicii Moldova. Volumul I-III. Eco-Tiras. 11. Chişinău, 2008.

12. Kottelat M., Freyhof J. Handbook of European Freshwater Fishes, ed. Delemont, Switzerland, 2007, 646 p.

Pricope F., Paragină C.13. Conservarea biodiversităţii şi ecodiversităţii. Ed. Alma Mater. Bacău, 2013, 134 p.

Usatîi Ad., Usatîi M., Şaptefraţi N., Dadu A.14. Resursele piscicole naturale ale Republicii Moldova. ed. Balacron, Chişinău, 2016, 124 p.

Usatîi M.15. Evoluţia, conservarea şi valorificarea durabilă a diversităţii ihtiofaunei ecositemelor acvatice ale Republicii Moldova. / Autoreferat al tezei de doctor habilitat în ştiinţe biologice, Chişinău, 2004, 48 p.

Берг Л.С.16. Рыбы пресных вод СССР и сопредельных стран. Части 1-3. Изд. 4. Изд.-во АН СССР. М.-Л., 1948-1949, 925 с.

Попа Л.Л.17. Рыбы Молдавий. Справочник – определитель. изд. Картя Молдовеняскэ. Кишинев. 1977, 200 c.

Правдин И.18. Руководство по изучению рыб. М., 1966, 400 с.Ghid de restaurare ecologica a cursurilor de apa alterate din punct de vedere 19.

hidromorfologic. http://:www.hidro.ro/download/produse/Ghid_vol_1.pdfEmmanuelle Sarat, Emilie Mazaubert, Alain Dutartre, Nicolas Poulet and Yohann 20.

Soubeyran (editors). Invasive alien species in aquatic environments. Practical information and management insights. http://www.gt-ibma.eu/wp-content/uploads/2016/10/EEEvol1- Complet-UKweb.pdf

Environmental impacts of alien species in aquaculture. http://:21. www.cefas.co.uk/ 4200.aspx.

Fish Base. A Global Information System on Fishes. http://:www.fishbase.org/ 22. search.php

Reed Sakamoto.23. Pacific Northwest Aquatic Invasive Species Profile - Grass Carp Ctenopharyngodonidella http://:depts.washington.edu/oldenlab/wordpress/wp-content/uploads/2013/02/ Ctenopharyngodon-idella_Sakamoto.pdf

Silurus glanis Ecological Risk Screening Summary. U.S. Fish and Wildlife Service 24. – Web Version–8/14/2012. tps://www.fws.gov/injuriouswildlife/pdf_files/Silurus_%20glanis_WEB_9-15-2014.pdf

Todd M. Koel, Kevin S. Irons, and Eric Ratcliff.25. Asian Carp Invasion of the Upper Mississippi Riverhttp://:www.umesc.usgs.gov/reports_publications/psrs/psr_2000_05.html

ZoologiaZoologia


106


MICROBIOLOGIA ŞI BIOTEHNOLOGIA

TULPINI BACTERIENE - POTENŢIALI DISTRUCTORI AI PESTICIDELOR

Chiseliţa Oleg, Batîr Ludmila, Slanina Valerina

Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei

RezumatÎn articol sunt prezentate date cu privire la influenţa erbicidului trifluralina asupra creşterii şi viabilităţii tulpinilor de bacterii, izolate din solurile poluate şi celor din Colecţia Naţională de Microorganisme Nepatogene. În rezultatul cercetărilor au fost selectate 7 tulpini de bacterii cu capacitate de creştere în prezenţa concentraţiilor înalte 200-500 mg/L de trifluralină, unele din ele manifestând antagonism faţă de diverse microorganisme fitopatogene. Aceste tulpini, potenţiali distructori ai pesticidelor, pot contribui la elaborarea tehnologiilor autohtone de bioremediere a solurilor poluate.Cuvinte cheie: bacterii, activitate antimicrobiană, viabilitate, trifluralină, distructori.Depus la redacţie: 05 mai 2017---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Chiseliţa Oleg, Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova; e-mail: [email protected]

IntroducereActualmente, activitatea antropogenă provoacă poluarea pe scară largă a mediului

natural. Progresul tehnologic, dezvoltarea industrială rapidă, creşterea cererii de produse chimice, îngrăşăminte minerale, pesticide şi produse farmaceutice, pentru susţinerea şi îmbunătăţirea calităţii vieţii omului, duce la contaminarea aerului, apei şi solului cu diferiţi poluanţi persistenţi care prezintă un pericol enorm pentru mediul ambiant.

În Republica Moldova de asemenea persistă problema acută a poluării solurilor cu substanţe nocive [8, 32], îndeosebi în jurul fostelor depozite de pesticide [29, 30]. Pesticidele periculoase abandonate şi depozitele devastate au un impact negativ asupra populaţiei şi mediului [32, 36]. Pesticidele în mod constant, sunt utilizate pentru protejarea integrată a plantaţiilor agricole şi silvice de plantele şi animalele dăunătoare, microorganismele fitopatogene şi bolile endemice transmise de insecte [9, 31]. Utilizarea lor asigură o eficacitate ridicată şi eficienţă economică înaltă, însă aplicarea continuă şi nelimitată a pesticidelor provoacă daune severe, uneori ireversibile, mediului, calităţii solului şi resurselor acvatice, durabilităţii agricole şi are un impact negativ asupra calităţii produselor agricole, implicit asupra sănătăţii omului [13, 42].

În Republica Moldova există 1604 zone potenţial poluate cu poluanţi organici persistenţi [25, 32]. Pentru decontaminarea lor au fost propuse şi iniţiate diferite activităţi [35] ce ţin mai mult de tehnologiile costisitoare de excavare a solului poluat [15, 26], precum şi de fitoremediere [7].

Pentru remedierea zonelor contaminate biotehnologiile sunt cele mai preferate datorită siguranţei lor ecologice, costurilor reduse şi eficienţei înalte, care au fost demonstrate în mod repetat în soluţionarea diverselor probleme ecologice.

Microbiologia şi BiotehnologiaMicrobiologia şi Biotehnologia



107


Utilizarea microorganismelor în degradarea, detoxifierea, mineralizarea sau transformarea poluanţilor din mediul ambiant este cunoscută sub denumirea de bioremediere [34, 38]. Bioremedierea este o strategie de utilizare a microorganismelor pentru transformarea completă sau parţială a poluanţilor toxici în produse finale inofensive sau cu toxicitate şi mobilitate scăzută [17, 38, 39].

În ultimele două decenii, s-au înregistrat progrese vizibile în tehnicile de bioremediere cu scopul de a restabili în mod eficient mediile poluate printr-o abordare “eco-friendly” şi cost-eficientă, însă nu există nici o tehnică de bioremediere universală, care ar asigura remedierea zonelor poluate, indiferent de condiţiile climaterice şi natura poluantului.

Conform unor cercetători, cheia pentru rezolvarea multor probleme asociate cu biodegradarea şi bioremedierea substanţelor poluante o deţin microorganismele indigene, prezente în microbiota unei anumite zone geografice, inclusiv în solurile poluate [37], care sunt deja adaptate la condiţiile pedo-climaterice existente. Ca urmare, eficienţa tehnicilor de remediere dezvoltate poate fi complet diferită pentru diverse regiuni şi tipuri de sol. Astfel, elaborarea şi implementarea tehnologiilor autohtone de bioremediere a solurilor contaminate este foarte actuală.

Bacteriile şi fungii sunt agenţi de reciclare naturali capabili să transforme substanţele chimice naturale şi sintetice în sursă de energie şi materie primă pentru creşterea şi dezvoltarea proprie. Microorganismele au capacitatea de a transforma, imobiliza, sau detoxifica poluanţii prin diverse mecanisme [19, 21, 23, 24, 28]. Capacitatea microorganismelor de a degrada pesticidele este asociată cu multiplele reacţii biochimice efectuate şi cu nivelul înalt de adaptare al acestora la condiţiile mediului.

Printre bacteriile heterotrofe capabile să transforme (distrugă) xenobioticele se regăsesc reprezentanţi din diferite genuri, însă cele mai eficiente şi des utilizate în diverse tehnologii de bioremediere sunt cele din genul Pseudomonas [2, 18, 22, 40, 41] şi Bacillus [11, 16, 49].

Eficacitatea degradării contaminanţilor de către microorganisme depinde, în mare măsură, de concentraţia lor în mediu. Astfel, la concentraţii mari substanţele chimice sunt toxice pentru microorganisme, chiar dacă aceeaşi substanţă chimică este rapid degradată la concentraţii mai mici [27]. Toxinele blochează reacţiile metabolice, inhibă creşterea şi dezvoltarea microorganismelor, producerea de biomasă necesară pentru degradarea rapidă şi eficientă a contaminanţilor [1].

Astfel, bioremedierea devine o alternativă din ce în ce mai populară metodelor convenţionale de tratare a mediilor contaminate, bazată pe activitatea microbiană naturală, mediată de diferite tulpini sau consorţii microbiene, fapt ce evidenţiază necesitatea şi actualitatea cercetărilor ce ţin de izolarea şi selectarea tulpinilor noi de microorganisme cu potenţial bioremediator înalt.

În această ordine de idei, scopul acestor cercetări constă în selectarea tulpinilor de bacterii capabile de creştere în prezenţa trifluralinei.

Obiectivele principale:- Izolarea din solul poluat cu poluanţi organici persistenţi a culturilor noi de bacterii

cu capacitate de creştere şi dezvoltare în prezenţa trifluralinei, evaluarea caracterelor morfologice şi activităţii antimicrobiene ale microorganismelor selectate;

- Screening-ul bacteriilor depozitate în CNMN, capabile de creştere şi dezvoltare în prezenţa trifluralinei.



108


Materiale şi metodeCa obiecte de studiu au servit 37 tulpini de bacterii din Colecţia Naţională de

Microorganisme Nepatogene din genurile Bacillus, Pseudomonas, Xantomonas, Corynebacterium, Sarcina, Micrococcus, Azotobacter, Escherichia, Criptococcus, Erwinia, Agrobacterium, unele din ele cu activitate antimicrobiană înaltă [3, 4, 5] şi 6 culturi de bacterii, izolate din solul poluat cu poluanţi organici persistenţi (POP) din preajma depozitelor abandonate de pesticide din orăşelul Sângera, municipiul Chişinău. Izolarea şi caracterizarea morfologică a tulpinilor de bacterii noi a fost efectuată cu utilizarea metodelor clasice descrise în literatura de specialitate [6, 43, 44, 47, 52, 53]. Menţinerea culturilor de bacterii a fost efectuată pe medii agarizate caracteristice fiecărui grup taxonomic conform metodei standard [45, 50, 51].

Pentru efectuarea cercetărilor, în dependenţă de scopul urmărit, au fost utilizate mediile nutritive agarizate: agar-agar, agar-nutritiv, agar-nutritiv +10% apă, King B, mediul mineral E8 care conţine în g/L: (NH4)2HPO4 - 0,5; KH2PO4 - 0,7; NaCl - 0,5; MgSO4•7H2O - 0,8; apă distilată - 1 L; pH 7,2 şi mediul nutritiv lichid - bulion peptonat de carne.

În calitate de (POP) a fost utilizat erbicidul trifluralina [12, 14] (în continuare - TF) care a fost adăugat la mediile experimentale în concentraţii de 50; 100; 200; 250; 300 şi 500 mg/L.

Activitatea de creştere a bacteriilor a fost evaluată prin estimare simplă:“-” lipsa creşterii, “+” - creştere slabă, “++” - creştere moderată, “+++” - creştere

activă şi contării unităţilor formatoare de colonii (UFC) pe cutii Petri, după efectuarea diluţiilor succesive. Numărul UFC a fost exprimat prin log10. Viabilitatea tulpinilor pe mediile experimentale a fost exprimată în % faţă de martor.

Activitatea antimicrobiană a metaboliţilor tulpinilor de bacterii asupra culturilor fitopatogene a fost determinată prin metoda difuziei, utilizând blocurile de geloză [48]. În calitate de test-culturi au fost utilizate tulpini de fungi şi bacterii fitopatogene: Aspergillus niger, Alternaria alternata, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Xantomonas campestris B-60, Xantomonas campestris 8003b, Erwinia carotovora, Corinebacterium michiganensis 10.

Toate experienţele au fost efectuate în 3 repetări. Prelucrarea statistică a rezultatelor obţinute a fost efectuată cu utilizarea programului Office Excel 2010.

Rezultate şi discuţiiIniţial, prin utilizarea tehnicilor specifice, din solul poluat cu POP din preajma

depozitelor abandonate de pesticide din orăşelul Sângera au fost izolate în cultură pură 6 tulpini de bacterii, care au fost denumite simbolic - tulpina Nr. 1, 2, 3, 4, 5 şi 6. Pentru caracterizarea proprietăţilor morfo-culturale a bacteriilor izolate, tulpinile au fost cultivate pe mediul lichid bulion peptonat de carne şi mediile agarizate King B şi agar nutritiv. Astfel, s-a determinat că pe mediul lichid tulpinile au următoarele proprietăţi:

Tulpina Nr. 1 – formează pe suprafaţa mediului o peliculă subţire stabilă la •agitare;Tulpina Nr. 2 – formează peliculă uniformă la suprafaţă, stabilă la agitare;•Tulpina Nr. 3 – peliculă de formă conică ce tulbură mediul la agitare;•Tulpina Nr. 4 – nu formează peliculă;•Tulpina Nr. 5 – formează un inel subţire pe pereţii vasului la limita dintre faza •lichidă şi gazoasă;




109


Tulpina Nr. 6 – formează peliculă subţire care la agitare se dispersează în faza •lichidă sub formă de fulgi.

Pe medii agarizate coloniile au avut următoarele caracteristici:Tulpinile Nr. 1 şi 3 – colonii rotunde, bombate, de formă circulară cu marginea •întreagă, profilul convex.

Pe mediul King B coloniile sunt opace au consistenţă vîscoasă, de culoare verzuie, cu suprafaţă strălucitoare. Aspectul coloniilor neted de tip „S”.Tulpile Nr. 2 şi 5 – pe mediul agar-nutritiv formează colonii mari cca 2 mm, de •formă neregulată, translucide, de consistenţă mucoasă, profil plat, margine lobată cu aspect de tip „R”.Tulpina Nr. 4 – pe mediul agar-nutritiv formează colonii de mărime mijlocie, •rotunde, de culoare galbenă, marginea întreagă, profil uşor convex, de tipul „S”. Mediul King B – colonii rotunde de culoare albă, marginile ondulate, profilul convex.Tulpina Nr. 6 • – pe mediul agar nutritiv formează colonii mari zbârcite, cu margine ondulată, suprafaţă încreţită, aspectul coloniei de tip „R”.

Rezultatele coloraţiei Gram sunt prezentate în tabelul 1.Tabelul 1. Caracteristica tulpinilor izolate din solul poluat conform coloraţiei Gram

Tulpina Caracteristica Gram Tulpina Caracteristica GramNr. 1 G– Nr. 4 G–Nr. 2 G+ Nr. 5 G+Nr. 3 G– Nr. 6 G+

Astfel, în baza testelor fiziologo-biochimice efectuate şi coloraţiei Gram, tulpinile izolate, Nr. 1, 3 şi 4, fac parte din g. Pseudomonas, iar tulpinile Nr. 2, 5 şi 6 din g. Bacillus.

În continuare a fost cercetată capacitatea tulpinilor izolate din solul poluat de a sintetiza metaboliţi cu activitate antagonistă faţă de diverse bacterii şi fungi fitopatogeni. Astfel, s-a stabilit că din 6 tulpini testate, 4 posedă activitate antimicrobiană. Tulpinile Gram– Nr. 1 şi 4 manifestă activitate antibacteriană iar tulpinile Gram+ Nr. 2 şi 6 activitate antifungică (figura 1).

Figura. 1. Activitatea antifungică a tulpinilor izolate, faţă de fitopatogenii A. niger (a), A. alternata (b), B. cinerea (c), F. oxysporum (d) şi F. solani (e).

În continuare a fost evaluată capacitatea tulpinilor izolate de a creşte în prezenţa TF. Pentru aceasta tulpinile au fost cultivate pe mediul agarizat bulion peptonat de carne (martor) cu adaos de TF în concentraţie de 200 şi 250 mg/L. În rezultat s-a stabilit



110


că din 6 tulpini, numai tulpinile Nr. 2, 4 şi 6 posedă capacitate de creştere în prezenţa TF în concentraţiile susmenţionate, celelalte, Nr. 1, 3 şi 5 nu au manifestat creştere. Inhibiţia totală a creşterii tulpinilor Nr. 1, 3 şi 5 denotă toxicitatea înaltă a TF pentru microorganismele din sol, în acelaşi timp, viabilitatea de 83,7-93,4% faţă de martor a tulpinilor Nr. 2, 4 şi 6 (figura 2), evidenţiază faptul că unele din ele posedă un mecanism puternic de adaptare la condiţiile mediului.

În continuare, prin estimarea prezenţei sau absenţei creşterii, a fost evaluată capacitatea tulpinilor de bacterii din Colecţia Naţională de Microorganisme Nepatogene de a creşte pe diferite medii de cultură, în prezenţa TF în diferite concentraţii. Screening-ul a 37 de tulpini a fost efectuat pe 3 medii nutritive agarizate: agar-nutritiv - bogat în substanţe nutritive, agar-agar – lipsit de substanţe nutritive şi mediul sintetic E8 în componenţa căruia sunt incluse diferite săruri minerale. Mediile experimentale au fost suplinite cu TF în concentraţie de 50, 100 şi 200 mg/L, în ultimile două TF servind ca sursă unică de carbon.

Figura. 2. Viabilitatea tulpinilor de bacterii la cultivare pe mediul agarizat bulion peptonat de carne, suplimentat cu TF în diferite concentraţii.

În rezultatul cercetărilor s-a stabilit capacitatea tuturor bacteriilor de a creşte şi a se dezvolta pe agar-nutritiv, inclusiv şi în prezenţa TF, indiferent de concentraţia ei. În acelaşi timp, nici o tulpină de bacterii nu a manifestat creştere pe agar-agar suplimentat cu TF în diferite concentraţii, fapt ce evidenţiază incapacitatea acestor tulpini de a utiliza TF în calitate de sursă unică de carbon, în cazul absenţei depline a oricăror substanţe nutritive. Evaluând creşterea bacteriilor pe mediul mineral E8 s-a determinat că din 37 de tulpini, 11 nu manifestă creştere pe acest mediu, nici în proba control (fără TF), nici în prezenţa TF. Din 26 tulpini, care au crescut pe mediul mineral E8, 21 au crescut în prezenţa a 50 mg/L TF şi 7 din ele, la suplinirea mediului cu 100 mg/L de TF. Majorarea concentraţiei TF pînă la 200 mg/L influenţează negativ asupra bacteriilor, doar unele tulpini manifestând semne de viabilitate. Rezultatele cercetărilor sunt prezentate în tabelul 2.

Astfel, în baza rezultatelor obţinute, pentru cercetările ulterioare au fost selectate 6 tulpini de bacterii, care au manifestat creştere pe mediul mineral E8 suplimentat cu TF în concentraţie de 50-100 mg/L, luându-se în consideraţie şi activitatea antimicrobiană a acestor bacterii faţă de diverse microorganisme fitopatogene. Aceste 6 tulpini fac parte din genurile Bacillus şi Pseudomonas.

Microbiologia şi Biotehnologia Microbiologia şi Biotehnologia



111


Tabelul 2. Influenţa diferitor medii nutritive, suplimentate cu TF în diferite concentraţii, asupra creşterii tulpinilor de bacterii.

Tulpina

agar-nutritiv Agar-agar E-8

Con

trol Concentraţia de

TF (mg/L)

Con


TF (mg/L)

Con


TF (mg/L)

50 100 200 50 100 200 50 100 200

B. cereus var. fluor. CNMN-BB-07 + + + + – – – – + + + –

Ps. fluorescens CNM-PFB-01 + + + + – – – – + + + –

Ps.fluorescens CNMN-02 + + + + – – – – – – – –

Ps.fluorescens B-970 + + + + – – – – + – – –

Ps.fluorescens B-896 + + + + – – – – + – – –

Ps.fluorescens B-561 + + + + – – – – + – – –

Ps.fluorescens B-330 + + + + – – – – – – – –

Ps.fluorescens B-894 + + + + – – – – + + – –

Ps.chlororaphis B-897 + + + + – – – – + + – –

Ps. aurantiaca CNMN-PsB-08 + + + + – – – – + + – –

Ps. aurantiaca B-875 + + + + – – – – – – – –

Ps.aureofaciens B-1249 + + + + – – – – – – – –

Ps.aureofaciens CNMN-PSB05 + + + + – – – – + + – –

Ps.aureofaciens 6/1 + + + + – – – – + – – –

Ps.aureofaciens CNMN-PsB-07 + + + + – – – – + + + ±

Pseudomonas sp. 41 + + + + – – – – – – – –

Pseudomonas sp. 63 + + + + – – – – – – – –

Pseudomonas sp. 64 + + + + – – – – – – – –

Pseudomonas sp. 65 + + + + – – – – + + – –

Pseudomonas sp. 68 + + + + – – – – – – – –

Pseudomonas sp. 80 + + + + – – – – + – – –

X. campestris B-60 + + + + – – – – + + + –

X. campestris 8003b + + + + – – – – + – – –

C.michiganense 13a + + + + – – – – + + – –

S. lutea B-110 + + + + – – – – + + – –

M. laur + + + + – – – – + + ± –

Az. croococum A-888 + + + + – – – – + + – –

E. coli B-60 + + + + – – – – + + + –

C. citri + + + + – – – – + + ± –

E. caratovora 8982 + + + + – – – – + – – –

A. tumefaciens 8628 + + + + – – – – + + – –

B. subtilis CNMN-BB-01 + + + + – – – – + + + ±

B. subtilis var. mesentericus CNMN-BB-02 + + + + – – – – + + + ±

B. megaterium B-394 + + + + – – – – + – – –

B. cereus B-370 + + + + – – – – + + ± ±

B. mesentericus B-61 + + + + – – – – + + ± ±

B. mesentericus + + + + – – – – + + – –



112


În continuare, pentru a stabili tulpinile cele mai rezistente la prezenţa erbicidului, a fost majorată substanţial concentraţia TF în mediul de cultivare până la 300 – 500 mg/L. Deoarece pe mediul mineral E8 concentraţia TF de 200 mg/L a fost fatală pentru dezvoltarea bacteriilor, în continuare pentru cercetări s-a utilizat mediul agar-nutritiv + 10% apă (martor), care a fost suplinit cu TF în concentraţiie de 200, 300 şi 500 mg/L.

Analizând rezultatele obţinute, prezentate în tabelul 3, putem evidenţia 4 tulpini de bacterii, trei din genul Pseudomonas şi una din genul Bacillus, care au manifestat creştere activă în prezenţa concentraţiilor foarte înalte (300-500 mg/L) de TF în mediul de cultivare. Probabil, aceste tulpini posedă un puternic mecanism de adaptare la condiţile mediului contaminat, bazat pe sinteza enzimelor şi altor metaboliţi, necesari pentru descompunerea contaminantului şi utilizarea lui în calitate de nutrient [33].

Tabelul 3. Activitatea de creştere a tulpinilor de bacterii pe mediul agar-nutritiv+ 10% apă (martor) cu adaos de TF în diferite concentraţii.

Mediul

TulpinaB. cereus var.

fluores.CNMN-BB-07

Ps. fluorescens CNM-PFB-01

B.subtilis var. mesent.

CNMN-BB-02

Ps.sp. 65

B. subtilis CNMN-BB-01

Ps. aureofa-ciens

CNMN-PsB-07

martor +++ +++ +++ +++ +++ ++++ 200 mg/L

TF + +++ +++ +++ + +++

+ 300 mg/L TF – +++ +++ +++ – +++

+ 500 mg/L TF – +++ +++ +++ ++ +++

Rezultatele obţinute, sunt în concordanţă cu studiile biochimice care au demonstrat că diverse tulpini de pseudomonade sunt capabile să degradeze cca 100 de compuşi organici aşa ca pesticidele, hidrocarburile, alcanii şi compuşii poliaromatici. Deseori aceeaşi tulpină poate utiliza ca sursă de azot şi carbon mai mulţi compuşi înrudiţi. Mai mult ca atât, unele bacterii folosesc contaminanţii ca unică sursă de carbon şi energie. Multe bacterii din genul Pseudomonas posedă plasmide care codifică enzimele ce catalizează scindarea compuşilor organici aromatici şi halogenaţi [46].

Reacţiile enzimatice cheie ale degradării aerobe se bazează pe procesul de oxidare şi sunt catalizate de mono- şi dioxigenaze, precum şi peroxidaze. Oxigenazele sunt oxidoreductaze care utilizează moleculele de O2 pentru a incorpora oxigenul în structura contaminantului destabilizând-ul [20].

Căile de degradare a unei varietăţi mari de compuşi aromatici sunt asemănătoare prin obţinerea unor produse intermediare monoaromatice, de tip cateholi şi protocatecuate (sau derivaţii lor metilaţi), care sunt subsecvent degradate în intermediari ai metabolismului central care intră în ciclul acizilor tricarboxilici şi sunt utilizaţi pentru biosinteză [10].

Astfel, conform rezultatelor obţinute, putem menţiona că TF posedă un efect toxic asupra bacteriilor, însă unele din ele posedă mecanisme puternice de adaptare la prezenţa xenobioticului în mediul de cultivare, fapt ce le permite să supravieţuiască şi să se dezvolte în condiţii de stres. Cele mai active din acest punct de vedere au fost 4 tulpini: Pseudomonas fluorescens CNM-PFB-01, Pseudomonas sp. 65, Pseudomonas aureofaciens CNMN-PsB-07 şi Bacillus subtilis var.mesentericus CNMN-BB-02.




113


ConcluziiDin solul poluat cu pesticide au fost izolate în cultură pură şi caracterizate 6 1.

tulpini de bacterii, 3 dintre care au manifestat activitate antimicrobiană faţă de diverse microorganisme fitopatogene şi viabilitate înaltă în prezenţa concentraţiilor mari de TF de 200-250 mg/L.

Din 37 tulpini de bacterii din CNMN au fost selectate 4 tulpini din genurile 2. Pseudomonas şi Bacillus cu creştere activă pe medii cu 300-500 mg/L de TF, care pot servi ca potenţiali distructori ai pesticidelor.

Rezultatele obţinute pot contribui la elaborarea tehnologiilor autohtone de 3. bioremediere a solurilor contaminate cu pesticide.

BibliografieAgarry S.E, Durojaiye A.O., Solomon B.O.1. Microbial degradation of phenols: a review.

//Int. J. Environ Pollut., 2008, vol. 32:12–28.Agarry S.E., & Solomon B.O.2. Kinetics of batch microbial degradation of

phenols by indigenous Pseudomonas fluorescence. //Int. J. Env. Sci. Technology., 2008, vol. 5(2):223–232.

Batîr L., Slanina V., Sîrbu T.3. Procedeu de conservare a tulpinii Bacillus cereus var. fluorescens cu activitate antifungică. Brevet de invenţie de scurtă durată MD 1071, BOPI nr. 9/2016, p. 26.

Batîr L., Slanina V., Sîrbu T.4. Procedeu de conservare a tulpinii Pseudomonas aureofaciens cu activitate antifungică. Brevet de invenţie de scurtă durată MD 1072, BOPI nr. 9/2016, p. 26-27.

Batîr L., Slanina V., Sîrbu T., Chiseliţa O.5. Procedeu de conservare a tulpinii Pseudomonas aurantiaca cu activitate antifungică. Brevet de invenţie de scurtă durată MD 1056, BOPI nr. 7/2016, p. 33-34.

Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. Hensyl WR(ed.), 9th edition, 6. Lippincott Williams and Wilkins, Philadelphia: 1994; p. 816. ISBN 0-683-00603-7.

Bogdevich O., Cadocinicov O.7. Elimination of acute risks from obsolete pesticides in Moldova: phytoremediation experiment at a former pesticide storehouse. Application of Phytotechnologies for Cleanup of Industrial, Agricultural and Wastewater Contamination. Springer, NATO book series, C. Environmental Security, 2009, pp. 61-87.

Children’s health and environment in the Republic of Moldova. The Fifth Ministerial 8. Conference on Environment and Health “Protecting children’s health in a changing environment”, Parma, Italy, 10-12 March, 2010. Chisinau, 2010, 63 p.

Ecobichon Donald J9. . Pesticide use in developing countries. //Toxicology., 2001, vol. 160(1-3):27–33.

Fuchs G.10. Oxidation of organic compounds. In Biology of the Prokaryotes. JW Lengeler, G Drews, HG Schlegel, (eds.). Stuttgart: Thieme, 1999, p. 187–233.

Furukawa K11. ., Oxygenases and Dehalogenases: Molecular Approaches To Efficient Degradation of Chlorinated Environmental Pollutants. //Boisci. Biotechnol. Biochem., 2006, vol. 70:2335–2348.

https://en.wikipedia.org/wiki/Trifluralin.12. Hussain S., Siddique T., Arshad M., Saleem M13. . Bioremediation and phytoremediation

of pesticides: recent advances. //Crit. Rev. Environ. Sci. Technol., 2009, vol. 39:843–907.Jason M. Tor, Caifen Xu, Joseph M. Stucki, Michelle M. Wander, Gerald K. Sims.14.

Trifluralin degradation under microbiologically induced nitrate and Fe(III) reducing conditions. //Environ. Sci. & Technol., 2000, vol. 34(15):3148-3152.

Juc L., Stratulat T., Bouvet Y., Ungureanu D., Volneanschi A.15. Unele aspecte ale poluării solurilor cu pesticide organoclorurate. //Mediul Ambiant.., 2007, nr. 1(31), p. 9-16.



114


Juliana F. Santos-Gandelman, Kimberly Cruz, Sharron Crane, Guilherme Muricy, 16. Marcia Giambiagi-deMarval, Tamar Barkay, Marinella S. Laport. Potential Application in Mercury Bioremediation of a Marine Sponge-Isolated Bacillus cereus strain Pj1. //Current Microbiology., 2014, vol. 69(3):374–380.

Kamaludeen S.P.B., Arunkumar K. R., Avadainayagam S., & Ramasamy K17. . Bioremediation of chromium contaminated environments. //Indian Journal of Experimental Biology., 2003, vol. 41:972–985.

Kumar A., Kumar S., & Kumar S18. . Biodegradation kinetics of phenol and catechol using Pseudomonas putida MTCC 1194. //Biochemical Engineering Journal., 2005, vol. 22:151– 159.

Kunamneni A., Camarero S., Garcia-Burgos C., Plou F. J., Ballesteros A., & Alcalde 19. M. Engineering and applications of fungal laccases for organic synthesis. //Microbial Cell Factories., 2008, vol. 7:32-35.

Larkin M.J., Kulakov L.A., & Allen C. C. R20. . Rhodococcus: Genetics and Functional Genomics. In Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology. Springer Berlin Heidelberg 2010, p. 1345-1353.

Mai P., Jacobsen O.S., & Aamand J21. . Mineralization and co-metabolic degradation of phenoxyalkanoic acid herbicides by a pure bacterial culture isolated from an aquifer. //Applied Microbiology and Biotechnology., 2001, vol. 56(3–4):486–490.

Mollaeia M., Abdollahpoura S., Atashgahia S., Abbasia H., Masoomi F., Rad I., et al22. . Enhanced phenol Environ Monit Assess degradation by Pseudomonas sp. SA01: gaining insight into the novel single and hybrid immobilizations., //Journal of Hazardous Materials., 2010, vol. 175(1–3):284–292.

Müller R.H., Kleinsteuber S., & Babel W23. . Physiological and genetic characteristics of two bacterial strains utilizing phenoxypropionate and phenoxyacetate herbicides. //Microbiology Research., 2001, vol. 156(2):121–131.

Nawaz K., Hussain K., Choudary N., Majeed A., Ilyas U., Ghani A., et al24. . Eco-friendly role of biodegradation against agricultural pesticides hazards. //African Journal of Microbiology Research., 2011, vol. 5(3):177–183.

Obsolete pesticides, 2012. https://obsoletepesticides.net/site/home/countries/moldova/ 25. Pleşca V.; Barbărasă I.; Cupcea L.; Marduhaeva L26. . Poluanţii organici persistenţi

în Republica Moldova: probleme, abordări, soluţii, realizări. //Mediul Ambiant., 2008, nr. 5(41), p. 16-18.

Ramos J.L, Krell T, Daniels G, Segura A, Duque E.27. Responses of Pseudomonas to small toxic molecules by a mosaic of domains. //Curr Opin Microbiol., 2009, vol. 12:215-220.

Rao M.A., Scelza R., Scotti R., & Gianfreda L.28. Role of enzymes in the remediation of polluted environments. //J. Soil Science Plant Nutrition., 2010, vol. 10(3):333–353.

Republic of Moldova. National Implementation Plan for the Stockholm Convention on 29. Persistent Organic Pollutants. Ministry of Ecology and Natural Resources. 2004. World Bank, Edit. Stiinta, Chisinau: 80 p. http://www.pops.int/documents/implementation/nips/submissions/moldova.pdf.

State of the Environment in the Republic of Moldova in 2003 (National Report). 30. Ch.: Inst. Naţ. de Ecologie, 2004, 130 p. ISBN 9975-9642-1-4.

Sen R, Chakrabarti S31. . Biotechnology-applications to environmental remediation in resource exploitation. //Curr. Sci., 2009, vol. 97:768–775.

State of the Environment in the Republic of Moldova, 2007-2010 (National Report – 32. Synthesis). Chisinau, “Nova Imprim” SRL, 2011, 88 p. ISBN 978-9975-4224-3-7.

Talley W.F, Sleeper P.M33. . Roadblocks to the implementation of biotreatment strategies. Ann. NY Acad. Sci., 2006, p. 16–29.




115


Talley J34. . Introduction of recalcitrant compounds. In W. Jaferey & L. Talley (Eds.), Bioremediation of recalcitrant compounds. 2005, (pp. 1–9). Boca Raton: CRC.

Tehnologii de remediere. Oficiul Managementul Durabil POP. http://cleanup.vox.md/35. index.php?option=com_content&task=view&id=12&Itemid=34.

The Eliminators in Moldova. GEF/FAO project Capacity Building on Obsolete 36. and POPs Pesticides in Eastern European, Caucasus and Central Asian Countries (EECCA). Brochure, 2011, 46 p. http://milieukontakt.net/en/wp-content/uploads/2011/10/The-Eliminators-in-Moldova-obsolete-pesticides.PDF.

Verma J.P., Jaiswal D.K.37. Book review: advances in biodegradation and bioremediation of industrial waste. //Front. Microbiol., 2016 vol. 6:1–2. doi:10.3389/fmicb.2015.01555.

Wasi S., Jeelani G., & Ahmad M38. . Biochemical characterization of a multiple heavy metal, pesticides and phenol resistant Pseudomonas fluorescens strain. //Chemosphere., 2008, vol. 71: 1348-1355.

Wasi S., Tabrez S., & Ahmad M39. . Isolation and characterization of a Pseudomonas fluorescens strain tolerant to Environ Monit Assess major Indian water pollutants. //Journal of Bioremediation and Biodegradation., 2010, vol. 1:101-106.

Wasi S., Tabrez S., &Ahmad M40. . Suitability of immobilized Pseudomonas fluorescens SM1 strain for remediation of phenols, heavy metals and pesticides from water. //Water, Air, and Soil Pollution., 2011, vol. 220(1-4): 89-99.

Wasi S., Tabrez S., &Ahmad M41. . Use of Pseudomonas spp. for the bioremediation of environmental pollutants: a review. //Environmental Monitoring and Assessment., 2013, vol. 185(10): 8147-8155.

Wilson C, Tisdell C42. . Why farmers continue to use pesticides despite environmental, health and sustainability costs. //Ecological Economics., 2001, vol. 39(3): 449-462.

Zarnea43. G., Mihăiescu GR., Velehorschi V. Principii şi tehnici de microbiologie generală. Bucureşti, 1992, vol. 1, p. 234.

Бабьева И.П., Зенова Г.М.44. Биология почв. Москва, МГУ, 1989, с. 336.Герхард Ф.45. Хранение, субкультивирование, проверка чистых культур. М Мир,

1983, с 352-356.Глик Б., Пастернак Дж46. . «Молекулярная биотехнология. Принципы и

применения»/ Бернард Глик, Джек Пастернак / Пер. с англ. - М.: Мир, 2002. - 589 с.Добровольская Г.Г47. . и др. Методы выделения и идентификация почвенных

бактерии Москва, МГУ, 1989, с. 72.Егоров Н.С48. . Основы учения об антибиотиках. М. Изд-во. „Наука”, 2004, 528 с.Жарикова Н.В., Ясаков Т.Р., Журенко Е.Ю.49. Антагонистическая активность

бактерий деструкторов хлорфеноксикислот рода Bacillus. //Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013, Выпуск № 1 (39), c. 219-221.

Звягенцев Д.Г50. . Методы почвенной микробиологии и биохимии. Москва, МГУ 1980, с. 224.

Сидякина Т.М51. . Методы консервации микроорганизмов. Пущино, 1988, 60 с.Скворцова И.Н52. . Идентификация почвенных бактерий. Часть I, 1983, c. 24.Скворцова И Н53. . Идентификация почвенных бактерий. Часть II, 1984, c. 63.



116


ОСОБЕННОСТИ БИОСИНТЕЗА ЛИПАЗ МИКРОМИЦЕТОМ RHIZOPUS ARRHIZUS CNMN- FD- 03 ПОД ВЛИЯНИЕМ НАНОЧАСТИЦ ОКИСЛОВ НЕКОТОРЫХ МЕТАЛЛОВ

Чилочи Александра1, Тюрина Жаннета1, Лаблюк Светлана1, Дворнина Елена1, Клапко Стелиана1, Бивол Чезара1, Гуцул Татиана2, Руссу Емил2.

1Институт микробиологии и биотехнологии Академии Наук Молдовы2Институт электронной инженерии и нанотехнологий им. “Д.Гицу”

RezumatÎn articol sunt prezentate rezultatele studiului influenţei nanoparticulelor unor oxizi metalici (MgO, ZnO, nanocompoziţia ZnO/MgO, TiO2, Fe3O4) asupra biosintezei lipazelor exocelulare la tulpina de micromicete Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03 la cultivarea în profunzime. A fost stabilită modificarea nivelului activităţii lipolitice şi perioadei de sinteză maximă a lipazelor exocelulare în funcţie de compoziţia, dimensiunile şi concentraţia nanooxizilor, cât şi pH-ul iniţial al mediului de cultivare. Efectul biostimulator maximal a fost determinat de nanooxidul Fe3O4, cu dimensiunea de 70 nm în concentraţii de 5 şi 10 mg/L. La cultivarea producătorului pe mediul nutritiv cu valoarea iniţială a pH-ului 8,0 activitatea lipolitică depăşeşte de 3 ori nivelul martorului, constituind 95576-101068 u/ ml faţă de 30000 u/ml în varianta martor. Cuvinte-cheie: micromicete, nanoparticule, lipazeDepus la redacţie 08 iunie 2017 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Ciloci Alexandra, Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD2028 Chişinău, R. Moldova; E-mail: [email protected]; tel. (+373 22) 739824

ВведениеДля повышения биосинтетических способностей штаммов микромицетов

- продуцентов гидролаз используются классические подходы в сочетании с новыми технологическими и физико-химическими решениями как, например, применение электромагнитных волн низких частот, координационных соединений переходных металлов [1-4]. В настоящее время возрастающее внимание уделяется перспективам использования материалов в диапазоне размеров до 100 нм, которые по своим физическим, химическим и биологическим свойствам отличаются от тех же веществ микронного и более крупного размера. Уникальные свойства наноматериалов и их биологическая активность находят широкое применение в микроэлектронике, энергетике, строительстве, химико-фармацевтической, косметической, пищевой промышленности, в биологии и медицине [5, 6]. Неоднократно доказана эффективность применения наночастиц биогенных металлов в качестве стимуляторов роста, развития и продуктивности растений [7-10]

Ряд авторов в своих работах отмечают выраженные свойства наночастиц стимулировать рост и биосинтез вторичных метаболитов у микроорганизмов-продуцентов, что открывает перспективу их использования для управляемого культивирования микроорганизмов [11-15]. В особенности это относится к металлам и их нано соединениям. Отличительной особенностью наночастиц металлов является их меньший токсический эффект по сравнению с солями




117


металлов и способность активизировать физиологические и биохимические процессы в живой клетке. Высокая активность наночастиц специфически обусловлена их малыми размерами и высокоразвитой межфазной поверхностью, высокими адсорбционными свойствами, наличием ненасыщенных валентностей металла и образованием большого набора хелатных соединений [11, 16, 19-22].

Целью данной работы было изучить влияние нано-окислов некоторых металлов на биосинтетические способности микромицета Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03 – активного продуцента внеклеточных липолитических ферментов.

Материал и методыОбъектом исследований служил штамм микромицета Rhizopus arrhizus

CNMN-FD-03, отобранный как перспективный продуцент внеклеточных ферментов липолитического действия [23]. Штамм хранится в Национальной коллекции непатогенных микроорганизмов Республики Молдова при Институте микробиологии и биотехнологии АНМ.

Культивирование штамма осуществлялось при температуре 28-30°С в конических колбах Эрленмейера объемом на 500 мл со 100 мл питательной среды, на качалках (180-220 об/мин.), на среде ранее подобранного состава, (г/л): соевая мука – 35,0; (NH4)2SO4 – 1,0; K2HPO4 – 5,0; pH – 8,0 и 4,0. В качестве посевного материала использовалась водная суспензия спор 30-и дневной культуры, выращенной на скошенной сусло-агаровой среде, в количестве 10% от инокулированного объема в концентрации 106 спор/мл. Культивирование продуцента производилось в течение 1-4 суток.

Было изучено влияние окислов металлов: MgO (10,2 нм); ZnO/MgO в соотношении 1:4 (11,7/10,2 нм); ZnO (11,7 нм); TiO2 (30 нм); Fe3O4 (10 нм, 30 нм, 70 нм и 80-90 нм). Наночастицы вносились в питательные среды в различных концентрациях (2,5; 5,0; 10,0; 15,0 мг/л) одновременно с посевным материалом. В качестве контроля использовалась среда, не содержащая наночастицы.

Липолитическую активность определяли по расщеплению оливкового масла до олеиновой кислоты, используя модифицированный метод Ота-Ямада, с использованием в качестве субстрата 40% эмульсию оливкового масла в поливиниловом спирте [24, 25].

Результаты и их обсуждениеНа первых этапах исследования было проведено тестирование вышеназванной

группы наночастиц по степени их влияния на энзиматическую активность липаз, синтезируемых микромицетом Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03. Наночастицы окислов металлов вносились в питательную среду в концентрации 2,5 мг/л. Полученные результаты представлены в таблице 1 и показывают, что активность липолитических ферментов в экспериментальных вариантах с использованием наночастиц MgO, смеси ZnO/MgO (1:4) и ZnO сохраняется на уровне активности в контрольном варианте: 23437 ед/мл, 24062 ед/мл и 24375 ед/мл, соответственно, по сравнению с 25625 ед/мл в контроле.

Интересные результаты получены при использовании наночастиц TiO2 и Fe3O4. В этих вариантах наблюдается увеличение активности внеклеточных липаз на 34,15% и 47,55%, соответственно, по сравнению с контролем.



118


Таблица 1. Изменение липолитической активности микромицета Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03 под влиянием наночастиц окислов металлов (концентрация 2,5 мг/л; 2 суток культивирования).

Наночастицы Размеры (нм)Липолитическая активностьед/мл %

MgO 10,2 23437±0,02 91,46ZnO/MgO (1:4) 10,2/11,7 24062±0,03 93,90

ZnO 30 24375±0,03 95,12TiO2 30 34375±0,01 134,15Fe3O4 30 37812±0,02 147,55

контроль - 25625±0,01 100,0

Одним из ключевых параметров наночастиц, определяющим их физико-химические и биологические свойства, являются их размеры. Для определения биологических свойств в зависимости от размеров, было изучено влияние наночастиц с разными размерами (10 нм, 30 нм, 70 нм и 80-90 нм) на липолитическую активность микромицета Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03, в динамике его глубинного культивирования (1, 2, 3 сутки).

Из результатов, представленных в таблице 2 и на рис. 1 видно, что в контрольном варианте липолитическая активность штамма составила 13125 ед/мл (1 сутки), 30000 ед/мл (2 сутки) и 22500 ед/мл (3 сутки). То есть, максимум накопления внеклеточных липаз в контрольном варианте наблюдается на 2 сутки культивирования продуцента.

Таблица 2. Изменение липолитической активности микромицета Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03 под влиянием наночастиц Fe3O4 с разными размерами.

Размерынаночастиц

Конц.,мг/л

1 суткиед/мл

2 сутки ед/мл

3 сутки ед/мл

10 нм2,5 21875±0,01 42500±0,02 28542±0,015,0 21146±0,01 42083±0,04 27500±0,0410,0 22604±0,03 42916±0,01 30000±0,02

30 нм2,5 18375±0,02 42500±0,01 31667±0,035,0 17937±0,01 40000±0,01 23542±0,0110,0 15750±0,01 37500±0,02 23750±0,02

70 нм2,5 13296±0,03 36639±0,00 78450±0,005,0 13387±0,01 37107±0,02 95576±0,0110,0 13565±0,01 37188±0,01 101068±0,00

80-90 нм2,5 11943±0,04 26172±0,03 24729±0,005,0 11650±0,02 26952±0,04 25844±0,0010,0 12298±0,03 28125±0,04 26442±0,01

контроль - 13125±0,02 30000±0,01 22500±0,02

Результаты полученные в экспериментальных вариантах показывают, что тестированные наночастицы, в зависимости от размеров и концентраций, оказывают различное воздействие на биосинтез липолитических ферментов




119


изучаемого штамма. Использование наночастиц Fe3O4 с малой размерностью (10 нм), уже в первые сутки культивирования штамма приводит к возникновению стимулирующего эффекта, который, в зависимости от концентрации, составляет 61,11-72,22%, по сравнению с контролем того же дня (13125 ед/мл). На вторые сутки стимулирующий эффект несколько ниже и составляет 40,27-43,05%, по сравнению с контролем того же дня (30000 ед/мл), представляющим максимум для контроля. На третьи сутки наблюдается cнижение стимулирующего эффекта до 22,22-33,34% по отношению к контролю (22500 ед/мл). Варьирование активности липаз в зависимости от концентрации представляется не столь значительным, однако все же можно отметить, что при использовании наночастиц с малой размерностью (10 нм) наибольший стимулирующий эффект получен при концентрации наночастиц 10 мг/л.

Рисунок 1. Изменение липолитической активности микромицета Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03 под влиянием наночастиц Fe3O4 с разными размерами и концентрациями.( 2,5; 5,0; 10 мг/л).

Воздействие наночастиц с более крупными размерами (30 нм) на биосинтез липаз осуществляется несколько по-другому. В первые сутки, как и при использовании наночастиц с размерами в 10 нм, возникает стимулирующий эффект, но он значительно ниже и с повышением концентрации от 2,5 мг/л до 10 мг/л снижается от 40,0% до 20,0%, по отношению к контролю (13125 ед/мл). На вторые сутки культивирования эта зависимость сохраняется. Стимулирующий эффект снижается от 41,66% до 25,0% по отношению к контролю (30000 ед/мл). Оптимальной для наночастиц Fe3O4 с размерами 30 нм является концентрация 2,5 мг/л.

Воздействие наночастиц Fe3O4 с размерами 70 нм осуществляется в замедленном режиме, очевидно, в связи с большей затрудненностью их прохождения через цитоплазматическую мембрану. В первые сутки культивирования штамма эффект от использования наночастиц практически нейтральный 1,10-3,35% (контроль 13125 мг/л). На вторые сутки наблюдается нарастание стимулирующего эффекта, колебания которого в зависимости от



120


использованной концентрации незначительные и составляют 22,13-23,96% по отношению к максимальному контролю (30000 ед/мл). Наилучшие результаты получены на третьи сутки культивирования продуцента. Активность липаз в зависимости от использованной концентрации составляет 78450-101068 ед/мл, то есть увеличивается на 248,67-349,19% по отношению к контролю третьих суток (22500 ед/мл) и на 161,18-236,89% по сравнению с максимальным контролем (30000 ед/мл).

В вариантах эксперимента с наночастицами Fe3O4 с самыми крупными размерами (80-90 нм) в первые и вторые сутки культивирования продуцента отмечено незначительное снижение активности липаз по сравнению с соответствующими контролями. Активности липаз в оптимизированных вариантах составляет 87,24-93,75% по сравнению с контролями того же дня и только на 3 сутки культивирования штамма наблюдается незначительное увеличение ферментной активности на 9,91% (конц. 2,5 мг/л), 14,86% (конц. 5 мг/л) и 17,52% (конц. 10 мг/л) по сравнению с контролем того же дня (22500 ед/мл). Повышение концентрации наночастиц Fe3O4 до 15 мг/л приводит к снижению липолитической активности во всех вариантах, независимо от размеров. Например, при применении наночастиц Fe3O4 с размерами 70 нм, в концентрации 15 мг/л, активность липаз снижается от 101068 ед/мл (конц. 10 мг/л) до 55665 ед/мл и составляет 185,55% от максимального контроля (30000 ед/мл).

Таким образом, установлено, что наибольший стимулирующий эффект получен при использовании наночастиц с размерами 70 нм, в концентрации 5,0 и 10,0 мг/л, что обеспечивает увеличение активности внеклеточных липаз штамма более, чем в 3 раза по сравнению с контролем. В настоящее время в литературе недостаточно сведений о взаимосвязи биосинтеза внеклеточных ферментных белков микроорганизмов и состоянии внутриклеточного обмена продуцентов. Однако, известно, что ионы железа оказывают положительное воздействие на функционирование электронно-транспортной системы, обеспечивая увеличение пула АТФ. Учитывая этот факт, можно предположить, что стимуляция биосинтеза внеклеточных липаз при применении наночастиц Fe3O4 с размерами 10-70 нм может быть обусловлена повышением энергообеспеченности этого процесса, который является весьма энергоемким – на создание одной пептидной связи затрачивается 16,9 калорий [26-28].

Более значительный стимулирующий эффект, установленный при использовании наночастиц Fe3O4 с размерами 70 нм, может быть обеспечен тем, что в отличие от размеров 80-90 нм, наночастицы с размерами 10-70 нм, благодаря меньшим размерам, могут свободно пройти через цитоплазматическую мембрану микромицета и принять прямое участие в происходящих в клетке процессах, как биосинтез ферментных белков и их переход из неактивного предшественника в активное состояние путем придания глобулярной конфигурации с помощью образования дисульфидных мостиков.

Внеклеточные липазы, синтезируемые микромицетом Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03, относятся к серин-гистидиновым ферментам, для проявления каталитической активности которых необходимо образование 6 дисульфидных мостиков [24, 29-30]. Следовательно, наночастицы Fe3O4 в клетке могут играть




121


роль не микроэлементов, а поставщиков энергии. Этим можно объяснить увеличение числа каталитически активных молекул внеклеточных липаз более чем в 3 раза, по сравнению с максимальным контролем, при использовании наночастиц Fe3O4 с размерами 70 нм, а также, проявление максимума накопления внеклеточных липаз изучаемого штамма на сутки позже (3 суток в отличие от 2 суток в контроле).

Следующим этапом исследований было проведение экспериментов по глубинному культивированию микромицета Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03 при использовании наночастиц Fe3O4 с оптимальными размерами (70 нм) и оптимальными концентрациями (5,0 и 10,0 мг/л) в расширенном диапазоне некоторых технологических параметров: 4 суток культивирования (1, 2, 3, 4 сутки) и различные значения исходной кислотности среды – щелочной (рН 8,0) и кислой (рН 4,0). Целью эксперимента было выявить влияние исходного значения рН среды на биологические свойства наночастиц и подобрать оптимальные условия глубинного культивирования продуцента в присутствии наночастиц Fe3O4 с размерами 70 нм. Результаты, представленные в таблице 3 и на рис. 2, показывают, что в контрольных вариантах, полученных при исходном щелочном значении рН питательной среды (рН 8,0) уровень липолитической активности колеблется в пределах, полученных в предыдущих опытах: 13083 ед/мл (1 сутки); 28750 ед/мл (2 сутки); 21625 ед/мл (3 сутки) и 12125 ед/мл (4 сутки). Максимум активности наблюдается на 2 сутки культивирования штамма. Величины липолитической активности продуцента в контрольных вариантах, полученных при кислом (рН 4,0) значении рН исходной кислотности среды, были значительно ниже, чем при щелочном (рН 8,0) значении: 4812 ед/мл (1 сутки); 14916 ед/мл (2 сутки); 12250 ед/мл (3 сутки) и 9875 ед/мл (4 сутки).

Таблица 3. Изменение липолитической активности микромицета Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03 под влиянием наночастиц Fe3O4 с оптимальными размерами (70 нм) в динамике культивирования на средах с различной исходной кислотностью.

Исходный pH среды

конц.,мг/л

1 сутки 2 сутки 3 сутки 4 суткиед/мл ед/мл ед/мл ед/мл

pH 8,05,0 13445±0,01 35916±0,03 90667±0,01 15250±0,0110,0 13591±0,01 35833±0,01 95208±0,00 15791±0,01

контроль 13083±0,01 28750±0,02 21625±0,02 12125±0,01

рН 4,05,0 4803±0,06 14167±0,01 12416±0,01 8958±0,0310,0 4696±0,03 14083±0,01 11875±0,02 9583±0,02

контроль 4812±0,09 14916±0,03 12250±0,02 9875±0,02

Результаты показывают, что изменение исходного значения рН среды в кислую сторону (рН 4,0) приводит к уменьшению липолитической активности штамма по сравнению со значениями при рН 8,0, в контрольных вариантах в 2,73 раза (1 сутки); 1,92 раза (2 сутки); 1,76 раз (3 сутки) и 1,23 раза (4 сутки). Причем видно, что к 4-ым суткам культивирования штамма разрыв в величинах активности, получаемых при разных значениях исходной рН среды, постепенно уменьшается. В оптимизированных вариантах, полученных при исходном щелочном значении (рН 8,0) питательной среды, получены результаты, подтверждающие результаты



122


предыдущих экспериментов и свидетельствующие о возможности получения значительного стимулирующего эффекта при использовании наночастиц Fe3O4 с размерами 70 нм, взятых в концентрациях 5,0 и 10,0 мг/л.

В данном эксперименте, на 3 сутки культивирования продуцента в этих условиях, получено увеличение липолитической активности штамма более, чем в 3 раза по сравнению с максимальным контролем (2 сутки): 90667 ед/мл (конц. 5 мг/л) и 95208 ед/мл (конц. 10 мг/л) по сравнению с 28750 ед/мл в контроле.

При исходном кислом значении рН (рН 4,0) среды в экспериментальных вариантах происходит резкое снижение липолитической активности микромицета практически до уровня контрольных вариантов, полученных при этом же кислом значении рН среды. Отмеченные колебания активности липаз находятся в интервале: 92,33% - 101,67% от соответствующих контролей. При этом почти полностью исчезает стимулирующий эффект наночастиц, отмеченный при щелочном рН 8,0.

Рисунок 2. Изменение липолитической активности микромицета Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03 под влиянием наночастиц Fe3O4 с оптимальными размерами (70 нм) в концетрациях 5 и 10 мг/л.

Полученные результаты позволяют предположить, что изменение исходной кислотности питательных сред от щелочного рН 8,0, оптимального для биосинтеза липаз для изучаемого штамма, в кислую сторону (рН 4,0) приводит как к изменению уровня ферментообразования штамма Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03, так и к изменению биологических свойств наночастиц Fe3O4, что может быть связано с изменением их второго, не менее важного параметра, как дзета-потенциал, который возникает при перемещении наночастиц между слоем ионов на поверхности частиц и слоем ионов среды, окружающей частицы.

ζ-Потенциал обуславливает способность частицы сорбироваться на поверхности и зависит от рН окружающей среды. Различный ζ-потенциал также может быть причиной наличия или отсутствия токсичности наночастиц [16, 31].




123


ВыводыИспользование наночастиц Fe3O4, отобранных по результатам проведенного

скрининга, при глубинном культивировании микромицета Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03 – перспективного продуцента внеклеточных липаз, провоцирует возникновение стимулирующего эффекта, уровень которого варьирует в значительных пределах в зависимости от размеров наночастиц (10 нм, 30 нм, 70 нм, 80-90 нм) и использованной концентрации (2,5; 5,0; 10,0; 15,0 мг/л), а также к изменению периода проявления максимума накопления липолитических ферментов.

Наибольший стимулирующий эффект получен при использовании наночастиц Fe3O4 с размерами 70 нм, взятых в концентрациях 5,0 и 10,0 мг/л, что обеспечивает увеличение липолитической активности продуцента в более чем в 3 раза по сравнению с контролем.

Изменение исходного значения кислотности питательной среды от оптимального (рН 8,0) для изучаемого штамма в кислую сторону (рН 4,0) приводит как к изменению уровня ферментообразования у продуцента, так и биологических свойств наночастиц Fe3O4.

ЛитератураChiloci A.A., Tiurina Zn. P., Klapco S. F., Stratan M.V., Labliuc S. V., Dvornina E. G., 1.

and Kondruk V. F. Effect of Millimetre-Range Electromagnetic Radiation of the Biosynthesis of Extracellular Hydrolytic Enzymes in Aspergillus and Penicillium Micromycetes. //Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 2011, Vol.47, No. 6, pp. 558-564. DOI: 10.3103/S106837551106007X

Десятник А.А., Гэрбэлэу Н.В., Коропчану Э.Б. и др. 2. Использование диметилглиоксиматов Со (III) при биосинтезе пектиназ Rhizopus arrhizus. //Координационная химия, 2002, том 28, №2., с.144-148.

Боурош П.Н., Коропчану Э. Б., Чилочи А. А., Клапко С. Ф., Болога О. А., Бивол 3. Ч. М., Тюрина Ж. П., Булхак И. И. Новые диоксиматы Со(III) с гексафторофосфат-ионом – стимуляторы протеолитической активности микромицета Fusarium gibbosum CNMN FD 12. //Координационная химия, 2013, том 39, № 11, с. 669–678 ISSN 1070-3284 (IF: 0.466).

Deseatnic A., Tiurina J., Garbălău N., Coropceanu E., Labliuc S., Bologa O.4. Mediu nutritiv pentru cultivarea tulpini de fungi Rhizopus arrhizus. Brevet de invenţie №1748 BOPI, №9, 2001.

Rusu E., V. Ursaki, T. Gutul, P. Vlazan, and A. Simine5. . Characterization of TiO2 Nanoparticles and ZnO/TiO2 Composite Obtained by Hydrothermal Method, 3rd International Conference on Nanotechnologies and Biomedical Engineering. Springer Science+Business Media Singapore 2016, IFMBE Proceedings 55, p. 93. DOI: 10.1007/978-981-287-736-9_22.

Rai, M. N., Duran (6. eds.), Metal Nanoparticles in Microbiology. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011, 305 p. DOI 10.1007/978-3-642-18312-6_1

Виноградов Д.В.7. Использование ультрадисперсных металлов в сельскохозяйственном производстве / Д.В. Виноградов, Л.В. Потапова //Международный технико-экономический журнал, 2009.- №3.- С.40-43

Назарова А.А., Жеглова Т.В., Полищук С.Д., Чурилов Г.И.8. Действие ультрадисперсных порошков металлов на накопление биологически активных соединений в лекарственных растениях. //Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр./ под ред. М.В. Гаврилина. Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2009. Вып. 64, c 87-88.



124


Федоренко В.Ф.9. Нанотехнологии и наноматериалы в агропромышленном комплексе. Науч. изд. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. 148 с.

Фолманис Г.Э., Коваленко Л.В10. . Ультрадисперсные металлы в сельскохозяйственном производстве. М.: ИМЕТ РАН, 1999. 80 с.

Завигальский Г.Б., Котова В.Ю., Хрульнова С.А. и др.11. Оценка токсического действия наноматериалов на живые организмы. //Биотехнология, 2015, №6, с. 8-17.

Driouch H., Roth A., Dersch P., Wittmann C.12. Filamentous fungi in good shape: microparticles for tailor-made fungal morphology and enhanced enzyme production. //Bioeng. Bugs. 2011, Mar-Apr; 2(2): 100-4. Doi: 10/4161/bbug.2.2.13757.

Walisko R., Krull R., Schrader J., Wittmann C.13. Microparticle based morphology engineering of filamentous microorganisms for industrial bio-production. //Biotechnol. Lett. 2012; 34:1975-1982. Doi: 10.1007/s10529-012-0997-1.

Ban Deependra Kumar, Subhankar. 14. Zinc Oxide Nanoparticles Modulates the Production of β-Glucosidase and Protects its Functional State under Alcoholic Condition in Saccharomyces cerevisiae. //Appl. Biochem. Biotechnol., 2014, 173:155–166 DOI 10.1007/s12010-014-0825-2.

Kiran G. S., Lipton A. N., Sethu P., Kumar A. and Joseph Selvin15. . Effect of Fe nanoparticle on growth and glycolipid biosurfactant production under solidstate culture by marine Nocardiopsis sp. MSA13A. //BMC Biotechnology 2014, 14:48.

Грецкий И. А., Жолобак Н. М., Щербаков А. Б., Иванов В. К., Громозова Е. Н.,16. Photobacterium phosphoreum – объект для изучения биологических эффектов наночастиц диоксида церия //«Живые и биокосные системы». 2016, № 15; URL:: http://www.jbks.ru/archive/issue-15/article-11

Лущаева И.В., Моргалев С.Н17. .. Изучение воздействия наночастиц TiO2 и Al2O3 на бактерии Pseudomonas fluorescens и Bacillus mucliaginosus. //Вестник Томского государственного университета. Биология, 2009 № 4 (8), с.97-105.

Чилочи, А.; Тюрина, Ж.; Лаблюк, С.; Дворнина, Е.; Клапко, С.; Бивол, Ч.; Гуцул, 18. Т.; Русу, Е.; Никоричи, А. Влияние нано окислов некоторых металлов на биосинтез внеклеточных гидролаз микромицетов. //Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Seria Ştiinţele vieţii. 2016, 3(330) p.164-171.

Павлов, Г.В, Фолманис Г.Э19. . Биологическая активность ультрадисперсных порошков: Монография. М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 1999. 78 с.

Дерябина Т.Д.20. Оценка безопасности ионов, нано- и микрочастиц желез и меди в тесте прорастания семян Triticum aestivum. //Вестник ОГУ №12 (131), декабрь, 2011, c. 386-389.

Куцкир М.В.21. Определение экологической безопасности наноматериалов на основе морфофизиологических и биохимических показателей сельскохозяйственных культур. Диссертация на соискание у. с. к.б.н. Рязань, 2014. 133 с.

Андрусишина И.Н..22. Наночастицы металлов: способы получения, физико-химические свойства, методы исследования и оценка токсичности. //Сучасні Проблеми Токсикології 3/2011.

Deseatnic A., Sîrbu T., Tiurina J., Labliuc S23. . Tulpina de fungi Rhizopus arrhizus Fisher-67 – producătoare de enzime lipolitice. Brevet de invenţie №2458 BOPI, № 1, 2004.

Рубан Е.Л24. . Микробные липиды и липазы. М. Наука, 1977, 216 с.Лабораторный практикум по технологии ферментных препаратов. М. Легкая и 25.

пищ. пром., 1980, с. 75-76.Ленинжер А.26. Биохимия. М. Мир. 1974, 957 с.Роуз Э.27. Химическая микробиология. М. Мир. 1971, 293 с.




125


Феоктистова Н.В., Знаменская Л.В., Лещинская И.Б.28. Влияние ионов металлов на синтез внеклеточных ферментов спорообразующими бактериями. Биолог. Науки, М. «Высшая школа», №2(338), 1992, с. 18-24

Брокерхоф Х., Дженсен Р29. . Липолитические ферменты. М. Мир, 1978, 396 сБеккер З.Е.30. Физиология и биохимия грибов. М. Изд-во Моск. ун-та, 1988, 230 с.Минулина Р.Т.31. Оценка токсичности наноматериалов и использование

микрорганизмов. Диссерт. на соискание канд. биол. наук. Казань, 2014, с.

EFFECT OF NANO-OXIDES TiO2 AND Fe3O4 ON LIPASE BIOSYNTHESIS BY ASPERGILLUS NIGER CNMN-FD-01

MICROMYCETEBivol Cezara1, Ciloci Alexandra1, Tiurina Janeta1, Labliuc Svetlana1, Clapco

Steliana1, Dvornina Elena1, Guţul Tatiana2, Rusu Emil2

1Institute of Microbiology and Biotechnology of Academy of Sciences of Moldova2Institute of Electronic Engineering and Nanotechnologies„D. Ghitsu”

of Academy of Sciences of Moldova

RezumatLucrarea prezintă rezultatele investigaţiei efectului nanoparticulelor TiO2 şi Fe3O4 de diferite dimensiuni şi concentraţii asupra biosintezei lipazelor în dinamica zilelor 4-6 de cultivare la Aspergillus niger CNMN-FD-01. Nanoparticulele TiO2 cu dimensiunea 40nm în concentraţia de 10mg/l au asigurat un spor semnificativ al activităţii lipolitice a producătorului, de 78,57% în ziua a 4-a şi de 57,49% în ziua a 5-a de cultivare. Nano-oxidul TiO2 a determinat o accelerare a ritmului de biosinteză a lipazelor cu 24 h, probele suplimentate cu 10mg/l TiO2 de dimensiunea 40nm prezentând în a 4-a zi de cultivare o creştere a activităţii lipolitice cu 25,00% faţă de indicele maximal al martorului înregistrat în a 5-a zi. În comparaţie, nanoparticulele Fe3O4 au manifestat influenţă neutră sau slab stimulatoare în ziua a 4-a de cultivare şi puternic inhibitoare în ziua a 5-a şi a 6-a de cultivare a micromicetei A. niger CNMN-FD-01.Cuvinte cheie: Aspergillus niger, lipaze, nanoparticule, biosinteză.Depus la redacţie 05 iunie 2017 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Ciloci Alexandra, Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD2028 Chişinău, Republica Moldova; E-mail: [email protected]; tel. (+373 22) 739824

IntroductionLipases, members of the hydrolase family, are wide-spread enzymes that have

been isolated from a variety of sources: animal, vegetal and microbial. Microbial lipases have a huge potential in food technologies, medical sciences and chemical industry, demonstrating broad substrate specificity and increased stability in organic solvents [9].

Mycelial fungi offer a number of obvious advantages in lipase production compared to other sources, including: the ability to grow on low-cost nutrient media prepared from the byproducts of food industry and to produce significant amounts of exocellular enzymes easily recoverable from the cultural liquid by simple and accessible



126


techniques; the adaptive metabolism that allows directing biosynthetic processes. Mycelial lipases are resistant and active in acid pH and demonstrated broad substrate specificity [5, 7, 13].

An innovative concept in the biotechnological production of microbial lipases is the use of nanoparticles as stimulating and regulating factors of biosynthetic processes of microorganisms [1, 3, 6, 8, 10, 12]. Nanoparticles present a unique tool for manipulating the biosynthetic activity of microorganisms, with proven effectiveness on biotechnological objects from various taxonomic groups. The literature presents the inhibiting, but lately, also stimulating effect of nanoparticles on the growth and development of mycelial fungi. This demonstrates the importance of studying the stimulating effect of nanoparticles that hides a huge biotechnological potential. Thus, the addition of ZnO nanoparticles to the culture medium of Aspergillus terreus and Aspergillus flavus induced an increase in the synthesis of alkaline and acidic phosphatases by 14-22%, of phytase - up to 144% [11]. The addition of TiSiO4 microparticles to the culture medium of two strains of Aspergillus niger in submerged culture showed an increase in the activity of fructofuranosidase by 3.7 times and in the activity of glucoamylase by 9.5 times [4].

The aim of the research was to evaluate the effect of TiO2 and Fe3O4 metal nano-oxides on the biosynthesis of exocellular lipase in the Aspergillus niger CNMN-FD-01 micromycete strain.

Materials and methodsObject of study was the mycelial fungi Aspergillus niger CNMN-FD-01

with biotechnological significance, distinguished by high and stable synthesis of exocellular lipases [2].

The culture is stored at the National Collection of Nonpathogenic Microorganisms of the Institute of Microbiology and Biotechnology, Academy of Sciences of Moldova.

Cultivation of micromycete strain was carried out in Erlenmeyer flasks of 0.5 L volume, with 100 ml nutritive medium, under 180-200 rpm agitation at the temperature of 28 to 30°C. Cultivation lasted 4-6 days – period of maximum accumulation of lipases in this strain. The liquid fermentation media was inoculated with spore suspension with density of 2-3•106 spores/ml, obtained by washing with sterile distilled water a 14 days culture grown on malt-agar oblique columns. The amount of seed material in each flask constituted 5-10% v/v.

As the control medium was used the basic culture medium of the studied micromycete with the following composition (g/L): soybean flour - 35.0; KH2PO4 - 5.0; (NH4)2SO4 - 1.0; pH – 7.0-7.2. As experimental media were used the basic media supplemented with nanoparticles with distinctive characteristics and determined concentrations.

Nanomaterials. Metal oxides TiO2 (of 20nm, 40nm, 1μm) and Fe3O4 (of 10nm, 30-35nm, 70nm) were used in the research. The nanoparticles were supplemented in the culture medium in the concentration of 5-10 mg/L concomitantly with the inoculum.

The lipolytic activity was assayed by the modified Otto-Yamad method, according to the degree of hydrolysis of the olive oil in the solution of polyvinyl alcohol up to oleic acid. One unit of lipolytic activity was defined as the amount of enzyme (the amount of culture liquid), with determined the formation of 1μmol of oleic acid from the 40% olive oil emulsion in polyvinyl alcohol at a pH of 7.2 and a temperature of 37°C during 1 hour [14].




127


All the experiments were done in triplicate and the results are presented as the mean of three. The level of significance is P<0.05 [15].

Results and discussionsRecent researches performed in the Enzymology Laboratory from the Institute

of Microbiology and Biotechnology of Academy of Sciences of Moldova to evaluate the influence of nanoparticles MgO, TiO2, ZnO, Fe3O4 on biosynthesis of exocellular enzymes in mycelial fungi demonstrated their differentiated action, depending on the nature of the nanoparticles and their size and concentration [16].

On the same note, the effect of TiO2 and Fe3O4 nanoparticles (NPs) of various sizes and concentrations on lipase biosynthesis in A. niger CNMN-FD-01 – the producer of lipolytic enzyme was studied in the dynamics (4th to 6th day of cultivation). The results, presented in Table 1 and Figures 1 and 2, demonstrated the stimulating effect of TiO2 nanoparticles on lipolytic activity in the A. niger CNMN-FD-01 micromycete. TiO2 nano-oxide increased considerable the enzymatic activity more than 1.5 times and accelerated the lipase biosynthesis by 24 h, with a concomitant shortening of the enzyme synthesis duration only on 2 days (4th and 5th day).

Table 1. The influence of TiO2 and Fe3O4 nanoparticles of different sizes and concentrations on the dynamics of lypolitic activity in A. niger CNMN-FD-01 micromycete.

Nanoparticles Sizes Concentration,mg/L

Lipolytic activity, U/ml4th day 5th day 6th day

TiO2

20 nm5 14437 13970 0

10 15896 10937 0

40 nm5 16596 21729 010 21875 27562 0

1 μm5 15690 5542 010 14204 7000 0

Fe3O4

10 nm5 12250 3937 010 12979 3500 0

30-35 nm5 12250 5308 125010 12250 7875 1250

70 nm5 14000 2042 0

10 13125 2333 0Control 0 12250 17500 4687

All sizes and concentrations of tested TiO2 nanoparticles showed on day 4 of A. niger CNMN-FD-01 cultivation a stimulatory effect on lipase biosynthesis compared to the control sample. The most obvious increase was observed for the nanoparticles of 40 nm, which ensured a 35.47% increase at NPs concentration of 5mg/L and 78.57% increase at the concentration of 10mg/L (Figure 1). On the 5th day of cultivation TiO2 NPs of 40nm showed an increase in enzymatic activity by 24.65% and 57.49% at the concentration of 5mg/L and 10mg/L, respectively, compared to the control of the corresponding day (Figure 2).



128


Figure 1. Influence of TiO2 and Fe3O4 nanoparticles on the lipolytic activity of A. niger CNMN FD 01 micromycete on the 4th day of cultivation.

Titanium oxide NPs with dimension of 20nm stimulated less the lipolytic activity of the culture. The increase was observed only on the 4th day of cultivation. Lipolytic activity exceeded the control sample with 17.85% at the concentration of 5mg/L and with 29.76% at the concentration of 10mg/L. On the 5th day of cultivation, the indices of lipolytic activity in A. niger CNMN-FD-01 were negative. Enzymatic biosynthesis was reduced compared to the control by 20.18% at the concentration of 5mg/L and 37.51% at the concentration of 10 mg/L.

An identical effect has been seen, as well, at the addition of TiO2 NPs with dimension of 1μm. On day 4 the lipase biosynthesis increased by 28.08% in the presence of 5mg/L TiO2 and by 15.95% in the presence of 10mg/L TiO2. On the 5th day of cultivation the lipolytic activity of the producer decreased by 68.31% at the concentration of 5mg/L TiO2 and by 60.00% at 10mg/L compared to the control samples.

On the 6th day of A. niger CNMN-FD-01 cultivation, no lipolytic activity was detected in the presence of TiO2. The control sample showed a minimum lipolytic activity (4687 U/ml), being 2.6 times lower than the control in the day 4 and 3.7 times lower than the value of the control in the day 5 (Table 1). Thus, the dynamic of exocellular lipase activity in A. niger CNMN-FD-01 showed the highest level of enzymatic activity on the 5th day of cultivation of the producer both in the control sample and in the experimental variants, and namely the samples that was supplemented with 10mg/L TiO2 of 40 nm. However, although the enzymatic activity of the strain grown in the presence of titanium oxide was lower on day 4 of cultivation than on day 5, the samples supplemented with 10 mg/L TiO2 of 40 nm showed an increase of the lipolytic activity of 25.00% compared to the control in the 5th day of cultivation. This phenomenon can be applied in order to reduce the cultivation time of the producer by 24 hours while keeping the stimulant effect of TiO2 with 40 nm and concentration of 10mg/L.

The study of the influence of Fe3O4 inorganic nanoparticles on the lipase biosynthesis by A. niger CNMN-FD-01 demonstrated a neutral effect on the 4th day of micromycete growth and an inhibitory effect on days 5 and 6 of cultivation (Table 1).




129


Thus, the samples from the 4th day of cultivation of A. niger CNMN-FD-01 in the presence of Fe3O4 NPs with the dimensions of 10 nm and 30-35 nm in both 5 mg/L and 10 mg/L concentrations showed values at the level of control. The moderate stimulatory action was obtained in the presence of 5 mg/L iron oxide nanoparticles with dimension of 70nm, which demonstrated an increase in lipolytic activity by 14.28% (Figure 1).

On the 5th day of cultivation of the producer was observed a strong inhibitory effect of Fe3O4 NPs, practically indifferent of the tested sizes and concentrations. The lowest activity of lipolytic enzymes, of 88.31%, was observed in the presence of 5mg/L Fe3O4 with the dimension of 70nm. The lowest inhibitory effect of 55.00% was obtained by 30-35nm Fe3O4 in the concentration of 10mg/L (Figure 2).

Figure 2. Influence of TiO2 and Fe3O4 nanoparticles on the lipolytic activity of A. niger CNMN-FD-01 micromycete on the 5th day of cultivation.

On the 6th day of cultivation, only traces of lipase activity were identified in the samples grown in the presence of iron nano-oxide. Experimental variants supplemented with 5mg/L and 10mg/L NPs Fe3O4 with dimension of 30-35nm showed an enzymatic activity lower by 73.33% than the control (the same samples that showed the highest enzyme activity on day 5 of cultivation). The other samples grown in the presence of Fe3O4 NPs showed complete lack of lipolytic activity, thus having some tangent to the results obtained on the day 6 in the A. niger CNMN-FD-01 micromycete cultivated in the presence of TiO2 NPs.

Summarizing the results we can conclude:1. The TiO2 nanoparticles with dimension of 40 nm supplemented in the concentration

of 10mg/L in the culture medium of A. niger CNMN-FD-01 ensured the significant increase of the lipolytic activity of the producer, by 78.57% on 4th day of cultivation and by 57.49% on the 5th day of cultivation.

2. TiO2 nano-oxide determined an acceleration of the lipase biosynthesis by 24 h in the A. niger CNMN-FD-01 micromycete; the experimental samples supplemented with 10mg/L TiO2 of 40nm on the 4th day of cultivation demonstrated an increase in lipolytic activity by 25.00% compared to the control sample from the 5th day of cultivation. This phenomenon can be applied in order to reduce the cultivation time of the producer by 24 hours while keeping the stimulating effect of TiO2 of 40 nm in concentration of 10mg/L.



130


3. Fe3O4 nanoparticles showed neutral or weakly stimulating effect (14.28% in the presence of 5mg/L Fe3O4 of 70nm) on the 4th day of cultivation, or strongly inhibitory effect on 5th and 6th days of cultivation on the biosynthesis of lipolytic enzymes in A. niger CNMN-FD-01 micromycete.

ReferencesDeependra, K.B., Subhankar, P.1. Zinc oxide nanoparticles modulates the production

of β-glucosidase and protects its functional state under alcoholic condition in Saccharomyces cerevisiae.//Appl. Biochem. Biotechnol., 2014, 173, p. 155–166.

Deseatnic-Ciloci, A., Sîrbu, T., Tiurina, J., Labliuc, S.2. Tulpină de fungi Aspergillus niger producătoare de enzime lipolitice. Brevet de invenţie MD 2362, BOPI 2004.01.31.

Dobias, J.3. Nanoparticles and microorganisms: from synthesis to toxicity. These nr. 5614 pour obtetion du grade de docteur es sciences. Ecole Polytechnique Federale de Lausanne. Suisse, 2013. 139 p.

Driouch, H. et al.4. Filamentous fungi in good shape: Microparticles for tailor-made fungal morphology and enhanced enzyme production.//Bioeng. Bugs., 2011, 2(2), p. 100-104.

Driouch, H., Sommer, B., Wittmann, C.5. Morphology engineering of Aspergillus niger for improved enzyme production.//Biotechnol. Bioeng., 2010, 105(6), p. 1058-1068.

Komkrit, S. et al.6. Role of surface area, primary particle size, and crystal phase on titanium dioxide nanoparticle dispersion properties.//Nanoscale Res. Lett., 2011, 6, p. 27.

Maiorano, E.A. et al7. . Microbial production of fructosyltransferases for synthesis of pre-biotics.//Biotechnol. Lett., 2008, 30, p. 1867-1877.

Rai, M., Duran, N.8. Metal nanoparticles in microbiology. Berlin; Heidelberg; New York: Springer, 2011, 305 p.

Singh, A.K., Mukhopadhyay, M9. . Overview of fungal lipase: A review.//Appl. Biochem. Biotechnol., 2012, 166, p. 486-520.

Suman, V. et al10. . Role of nanomaterials in symbiotic fungus growth enhancement. //Current Science, 2010, 99(9), p.1189-1191.

Tarafdar, J.C. et al.11. ZnO Nanoparticles induced synthesis of polysaccharides and phosphatases by Aspergillus fungi.//Advanced Science, Engineering and Medicine, 2012, 4, p. 1-5.

Vertegel, A.A., Reukov, V., Maximov, V.12. Enzyme-nanoparticle conjugates for biomedical application.//Methods Mol. Biol., 2011. 679, p. 165-182.

Wucherpfennig, T. et al.13. Customization of Aspergillus niger morphology through addition of talc micro particles.//J. Vis. Exp., 2012, 61, p. 4023.

Грачёва, И.М. и др.14. Лабораторный практикум по технологии ферментных препаратов. - М.: Легкая и пищ. пром., 1982. - с. 75-76.

Доспехов, Б.15. Планирование полевого опыта и статистическая обработка данных. - М.: Колос, 1985. - с. 192-196.

Чилочи, А. и др.16. Влияние нано окислов некоторых металлов на биосинтез внеклеточных гидролаз микромицетов.//Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii, 2016, 3(330), с. 164-171.




131


IMPACTUL NANOPARTICULELOR DE Fe3O4 ASUPRA ACTIVITĂŢII ANTIFUNGICE A MICROMICETELOR.

Sîrbu Tamara1, Zop Anna1, Guţul Tatiana2

1Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei2 Institutul de Inginerie Electronică şi Nanotehnologii „D. Ghiţu” al AŞM

RezumatLucrarea oferă date noi despre efectul nanoparticulelor (NP) de Fe3O4 asupra activităţii antifungice a micromicetelor cultivate în prezenţa trifluralinei (TF). S-a stabilit că NP de Fe3O4 sporesc activitatea antifungică a micromicetelor cultivate în prezenţa TF. Sporirea activităţii antifungice depinde de mărimirea NP şi concentraţia utilizată. S-a constatat că NP de Fe3O4 cu mărimea 17-20 şi 20-25 nm în concentraţii de 1-25 mg/l sporesc activitatea antifungică a tulpinilor Trichoderma sp. 5 şi Penicillium sp. 11, iar la concentraţia 25 – 100 mg/l - activitatea tulpinii Trichoderma sp. 15. NP cu mărimea de 50-70 nm în concentraţie de 25-50 mg/l sporesc activitatea antifungică a celor 3 tulpini.Cuvinte cheie: nanoparticule (NP), trifluralină (TF), activitate antifungică, zona de inhibiţie. Depus la redacţie: 04 aprilie 2017---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Sîrbu Tamara, Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova, e-mail: sirbutf @ rambler.ru., +373(22) 73 96 09.

IntroducereAgricultura este unul dintre cele mai importante sectoare ale economiei naţionale,

care asigură securitatea alimentară a tării şi furnizează hrană pentru oameni şi animale. Noile norme legate de protecţie a mediului înconjurător, precum şi necesitatea creşterii nivelului producerii agricole pentru acoperirea nevoilor populaţiei la nivel mondial, impun aplicarea de noi biotehnologii agricole nepoluante. Astfel, stimularea creşterii plantelor, sporirea rezistenţei lor la factorii de stres, combaterea biologică a agenţilor fitopatogeni, etc. pot fi realizate atât prin folosirea fungicidelor biologice, obţinute pe baza unor microorganisme antagoniste, cât şi prin aplicarea diverselor nanotehnologii [1- 4, 13, 16].

Rezultatele mai multor studii consacrate nanotehnologiilor agricole au demonstrat activitatea biologică variată a nanoparticulelor de Ag, Cu, Bi, Fe ş.a. metale [9, 17, 21, 23]. Utilizarea nanopreparatelor în calitate de micronutrienţi (Fe, S, Mg ş.a.) pentru culturile agricole, asigură o rezistenţă sporită la condiţiile meteorologice nefavorabile şi o creştere a productivităţii (de 1,5-2 ori) culturilor agricole (cartofi, cereale, legume, fructe) şi tehnice (bumbac, in) [24]. Savanţii ruşi au elaborat un preparat pe bază de nanopulbere de Fe, care sporeşte productivitatea, stimulează sistemele enzimatice şi germinarea seminţelor şi măreşte rezistenţa plantelor agricole la condiţiile de stres [20]. Activitatea antifungică a dispersiei de nanosulf este de 5-6 ori mai înaltă decât a preparatului în formă coloidală, fapt ce duce la reducerea numărului nesar de tratamente cu preparat [18, 19, 22]. Nanoparticulele de Fe3O4 contribuie la majorarea concentraţiei de Fe în frunzele de fasole, fără impact negativ asupra boabelor, ceea ce permite cultivarea acestei culturi pe solurile cu insuficienţă de Fe [4].



132


Agricultura intensivă presupune administrarea de ingrăşăminte chimice şi pesticide în scopul măririi productivităţii plantelor de cultură. Paralel cu avantajele incontestabile, aceste substanţe prezintă pericole exprimate prin toxicitatea enormă asupra microrganismelor din sol. Fungii posedă capacitatea de adaptare a metabolismului în funcţie de condiţiile de mediu şi de nutrienţii disponibili. Există tulpini care sunt capabile să tolereze prezenţa unor concentraţii mari de compuşi chimici şi pesticide, care în concentraţii moderate, pot fi benefici, stimulând dezvoltarea microbiotei ceea ce duce la reducerea efectelor negative provocate de aceste substanţe în mediu [7-12]. În prezent pentru eficientizarea tehnologiilor de bioremediere a solului şi a apelor subterane contaminate cu poluanţi organici persistenţi sunt utilizate cu succes nanoparticulele de Fe (Fe(0), Fe3O4; Fe2O3) [5, 23, 24]. De aceea, aplicarea sistemelor de protecţie integrată a plantelor necesită atât studierea compatibilităţii biologice dintre pesticidele chimice şi microorganismele utilizate ca biopreparate, cât şi a posibilităţilor de eficientizare a acestor procese.

Scopul cercetărilor a constat în studierea influenţei nanoparticulelor de Fe3O4 asupra activităţii antifungice a micromicetelor, cultivate în prezenţa TF.

Materiale şi metode de cercetareCa obiect de studiu au servit 3 tulpini de micromicete (Trichoderma sp. 5;

Trichoderma sp. 15 şi Penicillium sp. 11), ce posedă activitate antifungică şi cresc în prezenţa dozelor mari de trifluralină (500 mg/l). Asupra activităţii antifungice a tulpinilor cultivate submers în prezenta 500 mg/l TF au fost testate NP de Fe3O4 (17-20; 20–25; 50-70 nm) în 5 concentraţii (mg/l): 1; 10; 25; 50; 100, sintetizate de către colaboratorii IIEN “D. Ghiţu”. NP de Fe3O4 au fost obţinute în conformitate cu metoda chimică de co-precipitare a sulfatului de Fe(II) şi clorurei de Fe(III) în prezenţa poli-N-vinilpirolidonului (PVP) şi caracterizate prin analiza difracţiei razelor X (XRD) şi microscopia electronică de scanare (SEM).

Lichidul cultural ce conţine exometaboliţi (EM) a fost obţinut prin separarea de biomasă, după cultivarea submersă a tulpinilor în mediul Czapek fără glucoză suplimentat cu 500 mg/l TF şi NP în diferite concentraţii, prin filtrare.

În calitate de fitopatogeni au fost testate cultirile: Aspergillus niger, Alternaria alternata, Fusarium solani, Fusarium oxysporum, şi Botrytis cinerea.

Activitatea antifungică a fost determinată prin metoda difuziei în agar [14].

Rezultate şi discuţiiDatele prezentate în Figura 1 arată, că acţiunea EM tulpinii Trichoderma sp. 5

obţinuţi la cultivarea submersă în prezenţa TF şi NP de Fe3O4 (mărimea 17-20 nm), poate fi atât pozitivă, cât şi negativă faţă de fitopatogeni. Astfel, acţiune pozitivă faţă de A. niger au manifestat EM din variantele 500TF şi 500TF + 1NP, diametrul zonelor de inhibiţie fiind la nivelul martorului. În restul variantelor s-a înregistrat numai reţinerea creşterii fitopatogenului. Faţă de ceilalţi fitopatogeni testaţi efecte pozitive au înregistrat EM din variantele în care concentraţia NP în mediul de cultivare a fost mică de 1 – 25 mg/l, diametrul zonelor de inhibiţie depăşind martorul cu 20,6-44,4%. Mărirea concentraţiei NP în mediul nutritiv până la 100 mg/l a contribuit la diminuarea semnificativă a activităţii antifungice a tulpinii. EM obţinuţi în varianta cu concentraţia NP 50mg/l au manifestat efect inhibitor asupra fitopatogenului F. solani şi B. cinerea,




133


iar cei din varianta cu NP 100 mg/l faţă de F. solani. Astfel, numai F. solani a manifestat sensibilitate faţă de EM din toate variantele experimentale, zona de inhibiţie depăşind martorul cu 10-42,9%.

Figura 1. Activitatea antifungică a EM tulpinii Trichoderma sp. 5 cultivată în prezenţa TF 500 mg/l şi a NP (mg/l) de Fe3O4 (mărimea 17-20 nm) în diferite concentraţii.

În cazul tulpinii Trichoderma sp. 15 (Figura 2) NP cu mărimea 17-20 nm de asemenea au acţionat diferit. EM din varianta cu TF au manifestat o activitate antifungică la nivelul martorului. O sensibilitate nesemnificativă la nivelul martorului a manifestat fitopatogenul A. niger faţă de EM din varianta cu concentraţia NP 1mg/l, iar în variantele cu doza de NP mai mare (10 – 100 mg/l) a fost înregistrată numai reţinerea creşterii fitopatogenului. Concentraţiile NP 1-10 mg/l au avut un efect negativ asupra activităţii antifungice a EM faţă de fitopatogenii: Alt. alternata, F. oxysporum, B. cinerea. Diametrul zonelor de inhibiţie a fitopatogenilor menţionaţi diminuându-se cu 6-15% faţă de martor. Efecte pozitive au fost înregistrate faţă de Alt. alternata, F. solani, F. oxysporum în variantele cu concentraţia NP 25-100 mg/l. Zonele de inhibiţie, în depentenţă de fitopatogenii testaţi s-au mărit cu 9,3-38,3% faţă de martor. O sensibilitate mai pronunţată faţă de EM din variantele cu concentraţia NP 25-50 mg/l a manifestat B. cinerea.

Figura 2. Activitatea antifungică a EM tulpinii Trichoderma sp.15 cultivată în prezenţa TF 500 mg/l şi a NP(mg/l) de Fe3O4 (mărimea 17-20 nm) în diferite concentraţii.



134


Tulpina Penicillium sp. 11 manifestă antagonism faţă de 4 din fitopatogenii testaţi: Alt. alternata, F. solani, F. oxysporum, B. cinerea, diametrul zonelor de inhibiţie variind între 14 – 25 mm. Iar EM obţinuţi la cultivarea tulpinii în prezenţa TF 500 mg/l şi NP au demonstrat o activitate antifungică diferită faţă de aceşti fitopatogeni. Astfel, concentraţia NP 50 mg/l stimulează activitatea antifungică a EM faţă de Alt. alternata, iar concentraţia 100 mg/l inhibă această activitate. Aceeaşi legitate s-a stabilit şi faţă de F. oxysporum. Efect pozitiv faţă de acest fitopatogen s-a înregistrat în varianta cu concentraţia NP 10 mg/l, diametrul zonei de inhibiţie fiind de 127,3% faţă de martor. Odată cu mărirea concentraţiei NP în mediul nutritiv activitatea antifungică a EM diminuează, astfel la concentraţia NP 50 mg/l activitatea constituie 83,6%, iar la concentraţia NP 100 mg/l se observă numai reţinerea creşterii fitopatogenului.

Acţiunea NP de Fe3O4 cu dimensiunea de 20-25 nm, asupra activităţii antifungice a tulpinii Trichoderma sp. 5 a fost nesemnificativă. O sensibilitate mai pronunţată faţă de martor a manifestat fitopatigenul F. solani la utilizarea EM obţinuţi în toate variantele cu NP, însă această activitate a fost mai joasă comparativ cu varianta 500TF. Activitatea faţă de ceilalţi fitopatogeni a fost la nivelul variantei cu TF 500 mg/l (Figura 3).

Figura 3. Activitatea antifungică a EM tulpinii Trichoderma sp 5, cultivată în prezenţa TF 500 mg/l şi a NP (mg/l) de Fe3O4 (mărimea 20-25nm) în diferite concentraţii.

NP de Fe3O4 cu dimensiunile 20-25 nm n-au modificat semnificativ activitatea antifungică a tulpinii Trichoderma sp. 15. EM tulpinii Trichoderma sp. 15, obţinuţi în variantele cu concentraţia NP: 25, 50 şi 100 mg/l au manifestat o stimulare a activităţii antifungice faţă de Alt. alternata şi B. cinerea, diametrul zonelor de inhibiţie depăşind martorul cu 6-28% şi respectiv 15-19%. Faţă de ceilalţi fitopatogeni EM au manifestat efect antifungic de diferită intensitate, diametrul zonelor de inhibiţie variind în limitele ± 10% faţă de martor (Figura 4).

Figura 4. Activitatea antifungică a EM tulpinii Trichoderma sp 15, cultivată în prezenţa TF 500 mg/l şi a NP (mg/l) de Fe3O4 (mărimea 20-25 nm) în diferite concentraţii.




135


NP de Fe3O4 cu mărimea 20-25 nm n-au influenţat semnificativ nici asupra activităţii antifungice a tulpinii Penicillium sp. 11. Numai asupra fitopatogenului Alt. alternata, EM obţinuţi în variantele 500TF + 10NP şi 500TF+100NP, au acţionat mai activ, zonele de inhibiţie ale patogenului depăşind martorul cu 77,8-100%, activitatea maximă fiind înregistrată în varianta cu concentraţia NP 100 mg/l. La ceilalţi fitopatogeni EM au provocat zone de inhibiţie ce variază în limitele ± 10% faţă de martor (Figura 5).

Figura 5. Activitatea antifungică a EM tulpinii Penicillium sp 11, cultivată în prezenţa TF 500 mg/l şi a NP (mg/l) de Fe3O4 (mărimea 20-25nm) în diferite concentraţii.

NP de Fe3O4 cu dimensiunile 50-70 nm n-au influenţat semnificativ activitatea antifungică a tulpinii Trichoderma sp. 5. O diminuare mai pronunţată a activităţii EM s-a înregistrat asupra fitopatogenului A niger (82%), odată cu mărirea concentraţiei de NP de la 10 la 100 mg/l. O majorare nesemnificativă a diametrului zonelor de inhibiţie a tulpinii Alt. alternata de 15-18% comparativ cu martorul s-a înregistrat la utilizarea EM din variantele cu concentraţia NP 10 mg/l şi 25 mg/l şi a tulpinii B. cinerea de 12-15% cu EM din variantele cu concentraţia NP de 10; 25 şi 50 mg/l (Figura 6).


Testarea NP de Fe3O4 cu dimensiunea 50 -70 nm a demonstrat o stimulare mai evidentă a activităţii antifungice a tulinii Trichoderma sp. 15. Diametrul zonelor de inhibiţie a fitopatogenului A. niger la utilizarea EM obţinuţi în variantele cu concentraţia NP 25, 50 şi 100 mg/l s-a majorat de la 123% pînă la 150%, iar faţă de Alt. alternata diamertul zonelor de inhibiţie au variat în limitele 117-128% faţă de varianta martor. Faţă de fitopatogenii din genul Fusarium EM au manifestat o sensibilitate nesemnificativă. Astfel, diametrul zonelor de inhibiţie a fitopatogenului F. solani a variat în limitele ± 5%, cu excepţia variantei 500TF+ 25NP în care zona de inhibiţie a depăşit martorul



136


cu 14%. O sensibilitate mai pronunţată a fost înregistrată faţă de F. oxysporum în toate variantele montate, diametrul zonelor de inhibiţie depăşesc martorul cu 13% - 20%. EM din variantele cu dozele de NP - 1; 50 şi 100 mg/l au demonstrat o diminuare semnificativă a activităţii faţă de fitopatogenul B. cinerea (Figura 7).


Acţiunea NP de Fe3O4 cu dimensiunea de 50-70 nm asupra activităţii antifungice a tulpinii Penicillium sp. 11 a fost nesemnificativă. Efecte antifungice mai semnificative au fost înregistrate la utilizarea EM din varianta 500TF+25NP asupra fitopatogenilor Alt. alternata şi B. cinerea, cu majorarea concentraţiei NP în mediul de cultivare activitatea antifungică a tulpinii diminuează, mai semnificativ faţă de F. solani şi F. oxysporum. Astfel, odată cu majorarea concentraţiei NP de la 1mg/l până la 100 mg/l diametrul zonelor de inhibiţie a acestor fitopatogeni au scăzut de la 100% până la 85,5% şi respectiv 74% faţă de martor (Figura 8).

Figura 8. Activitatea antifungică a EM tulpinii Penicillium sp. 11 cultivată în prezenţa TF 500 mg/l şi a NP (mg/l) de Fe3O4 (mărimea 50-70 nm) în diferite concentraţii.

Analizând rezultatele obţinute putem constata că micromicetele luate în studiu îşi păstrează proprietăţile fungicide în prezenţa dozelor mari de trifluralină, iar nanoparticulele de Fe3O4 suplimentate la mediul nutritiv contribuie la stimularea activităii




137


antifungice a micromicetelor. Deci, putem afirma că, tulpinile de micromicete studiate sunt compatibile cu trifluralina, cresc şi îşi păstrează proprietăţile antimicrobiene în prezenţa acestui erbicid.

Mai multe cercetări confirmă faptul că compatibilitatea biologică dintre diferite pesticide chimice cu preparatele biologice, duce la reducerea necesarului de pesticide, a efectelor de poluare a mediuluii şi creşterii eficienţei măsurilor de protecţie a plantelor agricole [10]. Pentru determinarea toxicităţii totale a mediului şi a pesticidelor triazinice au fost elaboraţi biosensori electrochimici pe baza nanoparticulelor (Ag, Au, Fe(III)) imobilizate cu ajutorul diferitor stabilizatori pe suprafaţa pereţilor celulari ai drojdiei Saccharomyces cerevisiae si a algei unicelulare Chlorella pyrenoidosa [15, 25]. De asemenea savanţii ruşi au obţinut biopreparate, de tip nou, pe baza nanoparticulelor de Fe(III) şi a bacteriilor rizosferice, a bacteriilor din genul Pseudomonas, ce sporesc randamentul culturilor agricole. Ei au constatat, că efectul stimulator al nanoparticulelor se datorează pătrunderii unora în interiorul celulei microbiene şi localizarea celorlalte pe suprafaţa peretelui celular, accelerând astfel procesele vitale ale acesteia [3].

ConcluziiS-a stabilit că tulpinile Trihoderma sp.5, Trichoderma sp.15 şi Penicillium sp 11

cresc şi îşi păstrează activitatea antifungică în prezenţa dozelor mari de trifluralină, iar nanoparticule de Fe3O4 pot spori rezistenţa lor faţă de acest erbicid şi stimula activitatea antimicrobiană în dependenţă de mărimea lor şi doza utilizată.

Menţinerea proprietăţilor antifungice a tulpinilor în prezenţa concentraţiilor mari de trifluralină, demonstrează că micromicetele studiate ar putea fi utilizate in sistemele de protecţie integrată, în special, pe solurile infectate cu trifluralină. Eficientizarea acestor tulpini se poate efectua utilizând NP de Fe3O4 de anumite mărimi şi în anumite concentraţii. Astfel, NP cu mărimea 17 - 20 nm şi 20 - 25 nm, în prezenţa TF 500 mg/l, în concentraţii mici 1 - 25 mg/l pot stimula activitatea antifungică a tulpinilor Trichoderma sp. 5 şi Penicillium sp 11, iar în concentraţii mari 25 - 100 mg/l a tulpinii Trichoderma sp. 15, iar cele cu mărimea 50 - 70 nm în concentraţii de 10 - 25 mg/l pot stimula activitatea antifungică a celor 3 tulpini.

BibliografieBhattacharyy A., Chandrasekar R., Chandra A.C., Epidi T., Prakasham R.S.1.

Application of Nanoparticles in sustainable Agriculture: its Current Status. //Short Views on Insect Biochemistrz and Molecular Biologz, Vol. (2), 2014, p. 429-448.

Gogos А., Knauer К., Bucheli T.D2. . Nanomaterials in Plant Protection and Fertilization: Current State, Foreseen Applications, and Research Priorities //Journal of Agricultural and Food Chemistry, №60, 2012, p. 9781-9792.

https://4science.ru/conference2015/theses/14.613.21.0016 © 4science3. Lira-Saldivar R.H., Hernández-Suárez M., Corrales-Flores J.4. Nanotecnología para la

agricultura sustentable. www.fan.org.ar/.../Nanotecnologia-y-agricultura-sustentable.Liu H.F., Qian T.W., Zhao D.Y5. . Reductive immobilization of perrhenate in soil and

groundwater using starch-stabilized ZVI nanoparticles. Received May 16, 2012; accepted July 20, 2012; published online September 6, 2012

Mingzhu L., Chengdong Z6. . γ-Fe2O3 nanoparticle-facilitated bisphenol A degradation by white rot fungus. Sci. Bull. (2016) 61(6): 468–472.

Vamanu A7. . 2003, pp. 109-111.www.proiecte.ro/.../utilizarea-microorganismelor.Voicu A8. . Adaptarea microorganismelor la prezenţa în mediu a diverşilor poluanţi,



138


premiză pentru dezvoltarea unor tehnologii ecologice de decontaminare. www.ibiol.ro/curs/2007/REZUMATE.pdf

www.asm.md/galerie/Nanoargint_corr.pdf9. www.madr.ro/attachments/.../ICDPP-Bucuresti-ADER-212.p10. Zarnea G., Mihăiescu Gr., Velehorschi V.11. Principii şi trehnici de microbiologie

generală. V. 1. Bucureşti 1992. 308 p.Zarnea G.12. Tratat de Microbiologie Generală, vol.I - V, Bucureşti: Ed. Academiei,

1994. 1080 p. Глазко В. И13. . Направления использования нанотехнологий в сельском хозяйстве

//Овощи России, № 1, 2, 2008, c. 30-33.Егоров Н. С.14. Основы учения об антибиотиках. М. Изд-во.„Наука”, 2004, с. 5-7.Замалеева А.И., Алимова Ф.К., Фахруллин Р.Ф15. . Патент РФ № 2377310 (2009):

Способ модификации живой клетки. http://repository.kpfu.ru/?_id=21182Захаренко В. А16. . Тенденции развития нанофитосанитарии в защите растений.

//Защита и карантин растений. 2009, №5, c. 13-17.Маслоброд С.Н., Бурцева С.А., Бырса М.Н, Лупашку Г.А17. . Влияние наночастиц

серебра и экзометаболитов стрептомицета на устойчивость семян пшеницы к патогенному грибу Helmintosporiunavenae. //Lucrări ştiinţifice. Universitatea Agrară de Stat din Moldova, Agronomie,Chişinău, 2014, с. 338-340.

Массалимов И. А., Абдракипова Л. Ф., Хусаинов А. Н., Мустафин А. Г.18. О возможности получения и применения наночастиц серы в сельском хозяйстве и строительстве www.ntsr.info/science/library/2887.htm

Массалимов И.А., Абдракипова Л.Ф., Хусаинов А.Н., Мустафин А.Г. 19. Нанотехника, 2009, №2(18), с. 32-37.

Нанотехнологии в сельском хозяйстве : проспект / Курск. обл. науч. б-ка им. Н. 20. Н. Асеева, отд. патент.-технич. и с.-х. лит.; сост. Н. И. Кугутина, Курск, 2012, 19 c.

Райкова А.П., Паничкин Л.А., Райкова. Н.Н21. . Исследование влияния ультрадисперсных порошков металлов, полученных различными способами, на рост и развитие растений. //Материалы Международной научно-практической конференции «Нанотехнологии и информационные технологии – технологии XXI века, Москва, 2006, с. 108–111.

Сангалов Ю.А., Массалимов И.А. и др. Патент России №2142908 БИПМ 22. 1998. №35.

Скрябин В.А.23. Наноструктуры на основе висмута и серебра для системы хранения зерна и производства комбикормов. //Материалы Всерос. науч.-практич. конф. «Актуальные проблемы в области создания инновационных технологий хранения сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов. Москва, 2011, с. 230–233.

Тарасова Е. Ю., Коростелева В. П., Пономарев В. Я.24. Применение нанотехнологий в сельском хозяйстве. //Журнал Вестник Казанского технологического университета. Выпуск № 21, том 15, 2012, с. 121-122.

Фахруллин Р. Ф. 25. Функционализация клеток микроорганизмов с использованием полиэлектролитов и наночастиц. Диссертация докт. биол. наук. Казань, 2011, 340 с.




139


NOI COMPUŞI TANINICI DIN STEJAR ŞI PROPRIETĂŢILE LOR ANTIMICROBIENE IN VITRO

Lupaşcu Lucian1, Grigorcea Sofia2, Lupaşcu Galina2, Ţîmbaliuc Nina1

1Institutul de Chimie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei2Institutul de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al Academiei de

Ştiinţe a Moldovei

RezumatScopul cercetărilor a fost elaborarea metodei de izolare a taninurilor din rumeguş de stejar – materie primă autohtonă şi elucidarea activităţii lor antibacteriene (Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis) şi antifungice (Alternaria alternata, A. consortiale, Colletotrichum coccodes, Fusarium oxysporum var. orthoceras, F. solani, F. gibbosum var. bullatum) în condiţii in vitro. S-a constatat că taninurile inhibă creşterea şi dezvoltarea microorganismelor în concentraţii relativ mici, ceea ce denotă oportunitatea acestor compuşi pentru protecţia ecologică a plantelor de cultură de diverse bacterioze şi micoze.Cuvinte cheie: stejar, taninuri, activitate, in vitro, bacterii, fungi.Depus la redacţie 12 iunie 2017---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Lupaşcu Lucian, Institutul de Chimie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 3, MD 2028 Chişinău, Republica Moldova; e-mail: [email protected]

IntroducereTaninurile prezintă polifenoli naturali ai plantelor care posedă activităţi toxice

pronunţate împotriva microorganismelor, motiv pentru care acestea prezintă interes sporit în contextul protecţiei plantelor şi sănătăţii umane [3, 16]. Taninurile din scoarţa de stejar (Quercus cortex) sunt folosite în ţările din Europa din timpuri medievale, fiind aplicate cu succes în tratamentul diferitelor afecţiuni – diareiei, stomatitelor, faringitelor şi inflamaţiilor cutanate [7]. În cazul taninurilor extrase din scoarţa de Rhizophora apiculata şi separate ulterior în taninuri hidrolizabile şi condensate s-a demonstrat că doar cele hidrolizabile manifestă activităţi pronunţate antimicrobiene, fapt confirmat de concentraţia minimă de inhibiţie şi bactericidă/fungicidă [14]. S-au înregistrat date şi despre proprietăţile antibacteriene (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus) ale taninurilor condensate, izolate din diverse specii de plante lemnoase. De menţionat că la aplicarea concentraţiilor înalte ale extractelor taninice, zonele de inhibiţie au variat, funcţie de specia de plantă din care s-au izolat, ceea ce denotă că sursa de obţinere şi concentraţia compuşilor prezintă factori definitorii ai activităţii antimicrobiene a taninurilor [18, 19].

Conform unor concepţii moderne, existenţa şi funcţionalitatea comunităţilor microbiene se datorează structurilor, reţelelor complexe implicate în comunicarea intercelulară prin molecule mici, specializate [21]. Comunicarea intermicrobiană, dependentă de densitate (QS – Quorum Sensing) a fost stabilită la circa 450 de specii bacteriene gram-negative, aceasta fiind mediată de sistemele de formare şi recepţie a homoserinlactonilor [22]. Elaborarea sistemelor eficiente de dirijare a QS, la moment, este considerată o nouă strategie de management al proceselor infecţioase [11].

În legătură cu faptul că la baza efectelor terapeutice ale taninurilor stau proprietăţile antimicrobiene, este relevantă descoperirea recentă conform căreia,



140


unul din mecanismele de bază al acestor compuşi fenolici constă în activitatea anti-corum sensing a taninurilor [7]. Activitatea antimicrobiană a taninurilor este atribuită inactivării adeziunilor microbiene, enzimelor şi proteinelor de transport din membrana celulară [6, 13]. De menţionat că mecanismul major al acţiunii taninurilor este considerat capacitatea acestora de a lega hidrogenul grupelor polihidroxifenolice disponibile, cu unele proteine, în special a celor bogate în prolină. În felul acesta, joncţiunile intercelulare polivalente sunt afectate de fenomenele de precipitare şi agregare [2, 4], datorită faptului că taninurile se pot combina cu proteinele formând complecşi stabili macromoleculari de 500 ... 3000 kD [14]. În acest context, este interesant faptul că anumite taninuri hidrolizabile (ellagitanine) – vescalagina şi castalagina, izolate pentru prima dată din planta medicinală Conocarpus erectus, au prezentat proprietăţi anti-QS [17].

Culturile agricole, în evoluţia creşterii şi dezvoltării plantelor sunt afectate de multipli patogeni fungici care compromit uneori destul de sever potenţialul biologic al plantei, aducând pierderi economice severe în perioada pre- şi postrecoltare. Printre aceşti patogeni pot fi menţionaţi fungii necrotrofi Alternaria spp., Fusarium spp., Colletotrichum spp., care în condiţiile Republicii Moldova sunt răspândiţi pe larg la majoritatea culturilor agricole [9, 10, 15]. Sunt destul de răspândite în lume, la diverse culturi şi bacteriozele provocate de Pseudomonas aeruginosa şi Bacillus subtilis [1].

În legătură cu faptul că în ultimul timp, tot mai des se menţionează despre consecinţele nedorite ale pesticidelor la combaterea diferitelor maladii la plante –sub aspect ecologic şi toxico-alimentar, atenţia specialiştilor din agricultură este orientată spre aplicarea măsurilor alternative de protecţie a plantelor, care presupun implicarea substanţelor naturale cu efecte antimicrobiene, dintre care fac parte şi taninurile [5, 12]. Studiul literaturii de specialitate precum şi analiza potenţialului spaţiului geografic autohton ne-a motivat ca din multitudinea de surse naturale ce conţin taninuri în diferite cantităţi să selectăm rumeguşul de la întreprinderile de prelucrare a lemnului în calitate de sursă de compuşi fenolici.

Scopul cercetărilor a constat în eficientizarea metodei de extragere a compuşilor fenolici din materie primă autohtonă, stabilirea proprietăţilor fizico-chimice şi aprecierea activităţii antimicrobiene ale acestora.

Material şi metodeMaterial. În calitate de materie primă vegetală pentru obţinerea taninurilor a

servit rumeguşul de stejar de la întreprinderile de prelucrare a lemnului din Republica Moldova. Testarea activităţii antimicrobiene a taninurilor s-a efectuat asupra bacteriilor Pseudomonas aeruginosa (gram-negativă), Bacillus subtilis (gram-pozitivă) şi fungilor necrotrofi Alternaria alternata, A. consortiale, Fusarium oxysporum var. orthoceras (F.o.o.), F. solani şi F. gibbosum var. bullatum (F.g.b.), Colletotrichum coccodes izolate din plante cu simptome de maladie.

Metode de extragere a taninurilor. Pentru obţinerea extractelor din materialul vegetal s-au folosit metoda statică (macerare şi scurgere periodică) şi metoda dinamică (extracţie în câmp ultrasonic). La stabilirea parametrilor optimi ai procesului de extragere s-a ţinut cont de o serie de factori: concentraţia solventului, raportul produs vegetal : solvent, durata de extracţie.

Extragere prin agitare mecanică. Iniţial, materia primă vegetală a fost pregătită pentru extracţie – uscarea la temperatura camerei şi îndepărtarea impurităţilor mecanice).




141


La produsul vegetal cântărit s-a adăugat solventul (alcool etilic în concentraţiile de 50 şi 70%) în raportul masă/volum de 1:10 şi 1:5, care apoi s-a lăsat la agitare mecanică timp de 24 ore la temperatura camerei (procedura s-a realizat în trei etape succesive). Extrasele obţinute au fost unificate şi concentrate prin distilare la rotavaporul produs de compania Heidolph Instruments GmbH & Co. KG (Germany). Produsul obţinut s-a uscat la temperatura de 45oC.

Extragere în câmp ultrasonic. Produsul vegetal, pregătit pentru extracţie şi cântărit în raport de 1:10 şi 1:5 cu solvent (alcool etilic în concentraţiile de 50 şi 70%), a fost suspendat într-o baie cu apă şi supus tratamentului cu ultrasunete timp de 30 minute la temperatura camerei (procedura s-a realizat în trei etape succesive). Extrasele au fost unificate, concentrate prin distilare la rotavapor şi uscate la temperatura de 45oC.

Determinarea conţinutului total de compuşi polifenolici. Pentru determinarea conţinutului total de compuşi polifenolici s-a utilizat metoda spectrofotometrică cu reactivul de culoare Folin-Ciocalteu [20]. La 0,15 mL probă de analizat s-au adăugat 0,35 mL de reagent Folin-Ciocalteu (F-C) diluat cu apă (1:10). După 4-6 minute de contactare s-au adaugat 1,4 mL de Na2CO3 de 0,8 M, apoi materialul s-a menţinut timp de 30 min la întuneric. Ulterior, s-a înregistrat absorbanţa soluţiei la lungimea de unda 765 nm, la aparatul Jenway UV/Vis 6505. Proba a fost examinată prin comparare cu mostra martor – soluţia etanolică de 50%.

Determinarea conţinutului total de grupări funcţionale acide. Tehnica potenţiometrică este larg utilizată la evaluarea conţinutului total de grupări functionale acide (CTGFA). Pentru determinarea CTGFA – carboxilice şi fenolice (Ctotal), a fost utilizată metoda Boehm, calculele fiind efectuate conform ecuaţiei:

în care Cn(NaOH) – concentraţia normală a soluţiei de hidroxid de sodiu, 0,05 mol/L; Cn(HCl) - concentraţia normală a soluţiei de acid clorhidric 0,05 mol/L; V1 – volumul soluţiei de hidroxid de sodiu 0,05 mol/L, ml; V2 - volumul soluţiei de acid clorhidric 0,05 mol/L, ml; m – masa probei, g.

Testări fitopatologice. Bacteriile P. aeruginosa şi B. subtillis au fost cultivate pe geloză peptonată, suplimentată cu taninuri în concentraţiile 0,700; 0,035; 0,017; 0,085%. Screening-ul activităţii antifungice a taninurilor s-a efectuat prin suplimentarea acestora în concentraţiile de 0,25; 0,025 şi 0,0025% la mediul nutritiv PDA (Potatoes Dextrosis Agar), aprobat pentru cultivarea fungilor necrotrofi [12]. În calitate de martor a servit mediul PDA fără taninuri. În centrul cutiei Petri cu mediu solidificat, s-a însămânţat discul de miceliu cu diametrul de 5 mm după care cutiile au fost menţinute la temperatura 23-24ºC. Creşterea coloniilor s-a înregistrat în zilele 4, 6 şi 10. Experienţa s-a efectuat în 6 repetiţii. Datele obţinute au fost prelucrate în pachetul de soft STATISTICA 7.

Rezultate şi discuţiiMetoda de tratare. În scopul stabilirii condiţiilor optime de extragere a unei cantităţi

maxime de compuşi polifenolici din rumeguşul de la întreprinderile de prelucrare a lemnului au fost utilizate metoda de agitare mecanică şi metoda de tratare cu ultrasunet. Analiza rezultatelor obţinute ne permite să constatăm că cantitatea totală de compuşi polifenolici extraşi din materia primă cercetată nu depinde esenţial de metoda de



142


extragere. Randamentul extragerii compuşilor polifenolici constituie 7,01% prin agitare mecanică şi 7,95% prin tratare cu ultrasunet. Pentru a obţine în supernatant o cantitate cât mai înaltă de polifenoli, s-a utilizat totuşi metoda de extragere asistată de ultrasunet, deoarece este o metoda mult mai rapidă (3 cicluri a câte 30 min) comparativ cu metoda de agitare mecanică (3 cicluri a câte 24 ore) şi are un randament mai mare de extragere a compuşilor.

Concentraţia solventului. Cercetările referitoare la influenţa concentraţiei solventului utilizat pentru extragere asupra conţinutului total de compuşi polifenolici extraşi ne-au permis să stabilim că este oportună utilizarea concentraţiei solventului de 50%, economic mai avantajoasă care permite obţinerea aproximativ aceleiaşi cantităţi de compuşi polifenolici ca şi în cazul utilizării solventului cu concentraţia de 70 %.

Raportul masă de produs vegetal : solvent. Studiul influenţei raportului masa (g) de produs vegetal şi volum (mL) de solvent utilizat pentru extragerea unui conţinut maxim de compuşi polifenolici a arătat că raporturile 1:5 şi 1:10 sunt optimale. Conform datelor obţinute, nu se observă o influenţă semnificativă a volumului de solvent utilizat pentru extragere asupra valorii conţinutului total de compuşi extraşi. Pentru cercetările ulterioare s-a decis utilizarea raportului 1:5 – masă de produs vegetal/volum de solvent. Astfel, pentru extragerea unui conţinut maximal de compuşi polifenolici din rumeguşul de la întreprinderile de prelucrare a lemnului a fost selectată metoda de extragere a substanţelor bioactive în câmp ultrasonic timp de 30 min, la temperatură controlată, în raportul 1:5 produs vegetal/solvent, utilizând în calitate de solvent alcoolul etilic cu concentraţia de 50%.

Determinarea conţinutului total de grupări funcţionale acide (carboxilice şi fenolice). S-au efectuat titrări acido-bazice ale soluţiilor cu concentraţiile de 1% pentru compuşii noi şi compuşii de referinţă. Rezultatele obţinute au demonstrat că conţinutul total de grupări funcţionale acide – carboxilice şi fenolice (mg-ech/g), determinat în soluţiile apoase de 1%, calculat per g de preparat solid de extract din rumeguş de stejar este egal cu 2,48 mg-ech/g.

Testarea activităţii antimicrobiene. S-a constatat că taninurile izolate din stejar, în concentraţiile 0,017 şi 0,07% inhibă totalmente creşterea bacteriilor P. aeruginosa şi B. subtilis (Fig. 1).

A BFigura. 1. Activitatea antibacteriană a taninurilor izolate din rumeguş de stejar.

A – Pseudomonas aeruginosa, B – Bacillus subtilis, unde; 1-0,07%; 2- 0,035%; 3- 0,017%; 4-0,008%.




143


Datele obţinute în cadrul screening-ului antifungic au demonstrat că taninurile obţinute din rumeguş de stejar influenţează creşterea şi dezvoltarea fungilor aflaţi în studiu, acţiunea fiind însă determinată de concentraţia compusului, specia de fungi, durata creşterii acesteia pe mediul nutritiv (Tabelul 1).

Cea mai pronunţată putere de inhibiţie a taninurilor s-a manifestat în varianta “0,25%”. Astfel, în ziua 4-a de creştere, diametrul coloniilor fungilor A. alternata, A. consortiale, F. o.o., F. solani, F. g.b., C. coccodes s-a diminuat cu 18,2; 27,3; 11,2; 28,9; 35,0; 13,7%, respectiv, în comparaţie cu coloniile din varianta martor.

Tabelul 1. Influenţa taninurilor extrase din rumeguş de stejar asupra creşterii liniare a coloniilor de fungi fitopatogeni.

Fung Variantă, %

Ziua 4 Ziua 6 Ziua 10

x±mx, cm % la martor x±mx, cm % la martor x±mx, cm % la martor

A. alternata

Martor 2,6±0,2 - 3,6±0,4 - 5,0±0,5 -

0,25 2,2±0,1* 81,8 2,8±0,1* 78,0 4,4±0,6 87,5

0,025 2,6±0,1 98,9 3,7±0,2 101,4 5,2±0,3 104,0

0,0025 2,6±0,1 99,6 3,3±0,3 90,4 4,1±0,5 79,7

A. consor-

tiale

Martor 2,9±0,2 - 3,0±0,2 - 3,4±0,2 -

0,25 2,1±0,2* 72,7 2,8±0,1 93,9 4,0±0,3 118,5

0,025 2,5±0,1 86,4 3,3±0,2 111,8 4,1±0,4 120,0

0,0025 3,1±0,2 104,8 3,4±0,3 115,2 3,9±0,3 114,1

F. o.o.

Martor 2,5±0,2 - 3,3±0,2 - 5,3±0,2 -

0,25 2,2±0,1 88,8 3,0±0,1 90,6 4,8±0,4 90,6

0,025 2,6±0,1 103,2 3,3±0,1 100,0 5,3±0,1 99,8

0,0025 2,7±0,2 106,4 3,6±0,2 109,1 5,8±0,2 109,3

F. solani

Martor 2,0±0,2 - 2,8±0,2 - 3,6±0,2 -

0,25 1,5±0,1 71,1 2,0±0,1* 70,7 2,9±0,1* 79,3

0,025 1,9±0,1 94,6 2,6±0,1 93,9 3,8±0,3 105,2

0,0025 2,0±0,2 100,0 2,8±0,2 98,2 3,9±0,2 107,7

F. g.b.

Martor 3,2±0,1 - 4,3±0,1 - 5,3±0,2 -

0,25 2,1±0,10 65,0 3,4±0,2* 78,3 5,8±0,1 108,8

0,025 3,2±0,1 97,8 4,3±0,2 100,7 6,7±0,3* 125,1

0,0025 3,8±0,1* 116,4 4,8±0,2 112,2 6,8±0,4* 126,4

C. coc-codes

Martor 4,0±0,3 - 4,9±0,4 - 6,4±0,4 -

0,25 3,5±0,1 86,3 5,3±0,1 107,8 8,3±0,2* 129,0

0,025 5,2±0,4 128,3 8,7±0,1* 179,1 9,0±0,0* 139,7

0,0025 5,2±0,3* 128,8 8,5±0,3* 175,0 8,8±0,1* 136,8

*- deosebire veridică de martor (p≤0,05).

De menţionat că în cazul fungilor F.o.o. şi C. coccodes diferenţele n-au avut suport statistic (p>0,05). S-a observat că la a 6-a zi de creştere a fungilor, se micşorează diferenţa între varianta martor şi varianta cu taninuri în concentraţia 0,25%. Inhibare cu suport statistic (p<0,05) s-a constatat în cazul fungilor A. alternata, F. solani şi F. g.b.:-22,0; -29,3 şi -21,7%, comparativ cu varianta martor. În a 10-a zi de creştere, inhibare autentică s-a constatat în cazul fungului F. solani: - 20,7% faţă de martor (p<0,05). Creşterea coloniilor de C. coccodes a fost, însă, stimulată cu



144


29,0 ... 39,7% în concentraţiile 0,0025 ... 0,25%. Datele demonstrează că în procesul de creştere a fungilor are loc adaptarea acestora la prezenţa taninurilor. Este interesant de menţionat că deşi în cazul fungului C. coccodes s-a înregistrat stimularea creşterii coloniilor în zilele 6 şi 10, s-au observat şi anumite particularităţi de creştere a acestuia pe mediu cu taninuri care constau în faptul că miceliul înainta pe mediu crescând neuniform (Fig. 2).

Figura. 2. Influenţa taninurilor din rumeguş de stejar asupra fungului Colletotrichum coccodes în evoluţia creşterii şi dezvoltării miceliului.

Astfel, la ziua 6-a coloniile aveau o creştere puternic ondulată pe mediul cu 0,25%taninuri şi mai puţin ondulată – în varianta cu o cantitate mai mică de taninuri – 0,025%. La ziua 10-a, fungul în varianta cu taninuri, în special, la primele 2 concentraţii a format multiple scleroţii – nişte structuri durabile care prezintă agregări dense de miceliu.




145


Conform unor date, scleroţiile manifestă o largă variabilitate morfologică şi, de rând cu capacităţile înalte de supravieţuire, mai au o mare importanţă în calitate de sursă de infecţie. Destul de frecvent, ecologia multor fungi este dificil de elucidat în lipsa cunoaşterii biologiei formaţiunilor sclerotice. Majoritatea scleroţiilor se păstrează în formă latentă, pasivă în sol, pe resturi vegetale pentru luni de zile, astfel rezistând atacului din partea unor bacterii, fungi, nevertebrate [20]. Mecanismele care asigură capacitatea de supravieţuire a scleroţiilor în sol sunt destul de incerte, dar este bine cunoscut faptul că majoritatea acestora conţin substanţe biologic active [8], motiv pentru care scleroţiile pot servi ca sursă de obţinere a multor compuşi cu acţiune antibacteriană şi antifungică.

Din atare motiv, considerăm că deşi taninurile din stejar au manifestat acţiune inhibitorie asupra creşterii coloniilor de C. coccodes doar în primele zile în concentraţia 0,025%, formarea scleroţiilor în calitate de structuri de supravieţuire, denotă că compuşii suplimentaţi la mediul nutritiv prezintă un mediu nefavorabil pentru creştere şi, în special, dezvoltare, iar formarea scleroţiilor este o reacţie de apărare.

ConcluziiCondiţiile optime de extragere a compuşilor polifenolici din rumeguşul de

stejar sunt: acţiunea câmpului ultrasonic timp de 30 min la temperatură controlată, raportul produs vegetal : solvent – de 1:5, utilizarea în calitate de solvent alcoolul etilic de 50%.

Taninurile izolate din materie primă autohtonă – rumeguş de stejar manifestă în condiţii in vitro activităţi antibacteriene (Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis) în concentraţiile 0,017; 0,035% şi antifungice (Alternaria alternata, A. consortiale, Colletotrichum coccodes, Fusarium oxysporum var. orthoceras, F. solani, F. gibbosum var. bullatum) în concentraţiile 0,25; 0,025; 0,0025%, ceea ce denotă oportunitatea acestor compuşi în protecţia ecologică a plantelor de cultură de diverse bacterioze şi micoze.

BibliografieAdesemoye A.O., Obini M., Ugoji E.O1. . Comparison of plant growth-promotion with

Pseudomonas aeruginosa and Bacillus subtilis in three vegetables. //Braz. J. Microbiol., 2008, 39(3), p. 423-426.

Bacon J., Rhodes M.2. Binding affinity of hydrolyzable tannins to parotid saliva and to proline-rich proteins derived from it. //J. Agric. Food Chem., 2000, 48, p. 838–843.

Banso A., Adeyemo S.O.3. Evaluation of antibacterial properties of tannins isolated from Dichrostachys cinerea. //Afr. J. Biotechnol., 2007, 6(15), p. 1785-1787.

Bennickm A.4. Interaction of plant polyphenols with salivary proteins. //Crit. Rev. Oral Biol. Med., 2002, 13, p. 184–196.

Chung W.H.5. et al. Specific detection of benzimidazole resistance in Colletotrichum gloeosporioides from fruit crops by PCR-RFLP. //New Biotechnol., 2010, 27, p. 17-24.

Cowan M.M.6. Plant products as antimicrobial agents. //Clin. Microbiol. Rev., 1999, 12, p. 564–582.

Deryabin D.G., Tolmacheva A.A7. . Antibacterial and Anti-Quorum Sensing Molecular Composition Derived from Quercus cortex (Oak bark) Extract. //Molecules, 2015, 20, p. 17093-17108.

Frisvad J.C. et al.8. Formation of sclerotia and production of indoloterpenes by Aspergillus niger and other species in section Nigri. //PLoS, 2014, ONE 9:e94857 10.1371/journal.pone.0094857



146


Grigorcea S.9. ş.a. Agenţii cauzali ai unor maladii foliare şi de rădăcină la genotipuri de tomate, orz şi porumb. //Buletinul AŞM, 2017 (la tipar).

Grigorcea S., Lupaşcu G., Mihnea N.10. Manifestarea alternariozei la soiuri şi hibrizi F1 de tomate. Structura şi funcţionalitatea sistemelor biologice – diversitate şi universalitate. Chişinău, 2011, p. 197-200.

Hentzer M.11. Pharmacological inhibition of quorum sensing for the treatment of chronic bacterial infections / M. Hentzer, M. Givskov. //J. Clin. Invest., 2003, V. 112, p. 1300–1307.

Hoque M.Z.12. et al. In vitro screening of fungicides and tannins against fungal pathogens of jujube fruits. //Progressive Agriculture, 2016, 27 (2), p. 154-161.

Kolodziej H.13. et al. Evaluation of the antimicrobial potency of tannins and related compounds using the microdilution broth method. //Planta Med., 1999, 65, p. 444–446.

Lim S.H., Darah I., Jain K14. . Antimicrobial activities of tannins extracted from Rhizophora apiculata barks. //J. of Tropical Forest Science, 2006, 18(1), p. 59-65.

Lupaşcu G.15. ş.a. Maladii fungice la grâul comun de toamnă (Triticum aestivum L.) în condiţiile Republicii Moldova. Particularităţi de heritabilitate a rezistenţei. //Controlul genetic al caracterelor de rezistenţă şi productivitate la grâul comun. Chişinău: Tipografia AŞM, 2015, p. 10-63.

Lupaşcu T., Duca Gh., Gonciar V.16. Enoxil preparat ecologic pentru sănătatea omului. Chişinău: Ştiinţa, 2012, 256 p.

Mathee K.17. et al. Use of Ellagitannins as Inhibitors of Bacterial Quorum Sensing. WO2009114810 A3, 23 December 2009.

Min B.R18. . et al. Comparative antimicrobial activity of tannin extracts from perennial plants on mastitis pathogens. //Scientific Research and Essay, 2008, Vol. 3(2), p. 66-73.

Politi F.A.S., de Mello J.C.P19. . et al. Antimicrobial, Cytotoxic and Antioxidant Activities and Determination of the Total Tannin Content of Bark Extracts Endopleurauchi. //J. Mol. Sci., 2011, 12, p. 2757-2768.

Pusztahelyi T., Holb I.J., Pocsi I20. . Secondary metabolites in fungus-plant interactions. //Front. Plant. Sci., 2015, 6: 573. Doi: 10 3389/fpls.2015.00573

Гинцбург А.Л., Ильина Т.С., Романова Ю.М.21. “Quorum sensing”, или социальное поведение бактерий. //Ж. микроб., эпидем., иммунол., 2003, No 5. p. 86–93.

Камаева А.А., Толмачева А.А., Дерябин Д.Г22. . Влияние алкилоксибензолов на восприятие гомосеринлактонов в тесте индукции люминесценции Escherichia coli luxR+ luxI_luxCDABE. //Вестник ОГУ, 2012, №6 (142), p. 156-159.

ACTIVITATEA ANTIMICROBIANĂ IN VITRO A UNOR COMPUŞI AUTOHTONI NOI

Zariciuc Elena

Universitatea de Stat de Medicină şi Farmacie ”N.Testemiţanu”

RezumatÎn articol sunt prezentate rezultatele testării in vitro a proprietăţilor antibacteriene şi antifungice a unor compuşi noi. În calitate de tulpini de referinţă au fost luate 2 tulpini Gram-pozitive: Staphylococcus aureus ATCC®25922™ şi Bacillus cereus ГИСК 8035; 4 tulpini de bacterii Gram-negative: Proteus vulgaris HX 19222, Pseudomonas aeruginosa ATCC®27853™, Escherichia coli ATCC®25923™, Klebsiella pneumoniae; o tulpină de fungi levuriformi: Candida albicans ATCC®10231™. În calitate de compuşi noi cu proprietăţi antimicrobiene au fost testate 5 substanţe – enotaninul hidrosolubil din seminţe




147


de struguri şi 4 derivaţi ai tiosemicarbazonei, sintetizaţi în cadrul Departamentului de Chimie al USM sub conducerea academicianului A.Gulea. Pentru fiecare dintre aceste substanţe au fost evidenţiate microorganismele sensibile şi stabilite valorile CMI şi CMB/CMF.Cuvinte cheie: activitate antimicrobiană, enotanin hidrosolubil, derivaţi ai tiosemicarbazonelor.Depus la redacţie 09 august 2017---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Zariciuc Elena, Universitatea de Stat de Medicină şi Farmacie ”N.Testemiţanu”, str. N.Testemiţanu 26/2, Bloc didactic nr.6, Chişinău, Republica Moldove; e-mail: [email protected]

IntroducereUtilizarea pe scară largă a terapiilor medicamentoase, în special folosirea

nediscriminatorie a antibioticelor, inclusiv a celor de ultimă generaţie, a dus la o creştere alarmantă a nivelului de rezistenţă a microorganismelor patogene. Acest fenomen afectează umanitatea, creează o situaţie de criză în cercetare şi devine o problemă politică. Din ce în ce mai mult guvernele din întreaga lume consideră că această problemă este atât de gravă, încât ameninţă realizările medicinii moderne. O epocă post-antibiotică - în care infecţiile comune şi leziunile minore pot ucide – nu mai poate fi luată drept fantezie apocaliptică, fiind de fapt o posibilitate foarte reală a secolului XXI [1, 4, 9, 10].

Centrele Internaţionale şi Naţionale pentru Controlul şi Prevenirea Maladiilor, precum şi alte organizaţii şi experţi recomandă aplicarea diferitor măsuri, care pot reduce amploarea fenomenului de antibioticorezistenţă. Implementarea măsurilor recomandate, cum ar fi adoptarea programelor de administrare a antibioticelor; îmbunătăţirea practicilor de diagnostic, supraveghere şi prescriere; optimizarea regimurilor terapeutice; profilaxia infecţiilor, ar trebui să fie eficiente în gestionarea acestei crize [6-8]. Alături de cele menţionate este clar, că una dintre cele mai importante măsuri în acest sens este elaborarea de noi preparate antibiotice. Eforturile firmelor farmaceutice sunt concentrate pe câteva tipuri de antibiotice noi, care se referă la aminoglicozide, inhibitori ai beta-lactamazei, quinolone, ketolide, tetracicline şi oxazolidinone. Puţine dintre medicamentele elaborate trec cu succes toate filierele de control pentru a trece la etapa de teste clinice, dar şi aici rata de promovare este destul de mică – cel mult un preparat din 5 testate [10]. Timp de 10 ani între 2000 şi 2010 au fost înregistrate doar patru antibiotice noi aprobate pentru utilizare clinică (Tigeciclina, Doripenema, Ceftarolina şi Telavancina). Anul 2014 a fost unul de succes pentru acest domeniu, fiind înregistrate alte 4 antibiotice noi (Tedizolidul, Dalbavancina, Oritavancina, Ceftolozana/tazobactamul). În 2016 au fost aprobate două substanţe noi – Zinplava – pentru tratamentul formelor recurente de infecţii provocate de Clostridium sp.şi Anthim – pentru tratamentul antraxului inhalat. În acest an a fost deja aprobat un nou antibiotic – Baxdela - destinat tratamentului infecţiilor cutanate [5].

Cu toate succesele înregistrate, problema antibioticorezistenţei rămâne la fel de acută şi la momentul actual. Astfel, completarea arsenalului de agenţi antimicrobieni activi rămâne în centru atenţiei cercetătorilor. Există două surse principale pentru atingerea acestui scop – selectarea compuşilor naturali cu efecte antimicrobiene pronunţate şi



148


sinteza dirijată de laborator a compuşilor cu proprietăţi prestabilite. Scopul acestui articol constă în evidenţierea proprietăţilor antimicrobiene a unor compuşi autohtoni noi şi stabilirea unor posibile domenii de aplicare a lor.

Material şi metodePentru cercetare au fost incluse 5 substanţe cu proprietăţi antimicrobiene: 1. Enotaninul hidrosolubil, obţinut prin oxidarea enotaninului insolubil în apă,

extras din seminţele de struguri; 2, 3. Doi derivaţi noi ai acidului 4-formil-3-hidroxi-2-naftoic cu formula:

unde R=H sau R=C6H5;4. Metil-N’-[(2-hidroxinaftalen-1-il)metiliden]-N-prop-2-en-1-ilhidrazonotioatul

cu formula:

5. Cloro-{N-(3,4-dimetilfenil)-2-[1-(2-hidroxifenil) etiliden] - hidrazincarbotio amido(1-)} nichel cu formula:

În calitate de microorganisme de referinţă pentru determinarea activităţii antimicrobine a compuşilor menţionaţi mai sus au fost utilizate următoarele tulpini:

Bacterii Gram-pozitive:Staphylococcus aureus ATCC®25922™ Bacillus cereus ГИСК 8035

Bacterii Gram-negative:Proteus vulgaris HX 19222 Pseudomonas aeruginosa ATCC®27853™ Escherichia coli ATCC®25923™ Klebsiella pneumoniae

Fungi levuriformi:Candida albicans ATCC®10231™




149


Determinarea concentraţiei minime de inhibiţie (CMI) şi concentraţiei minime bactericide sau fungicide (CMB sau CMF) a fost realizată cu aplicarea metodei diluţiilor de serie pe medii lichide. Metoda implică executarea secvenţială a mai multor etape: prepararea mediilor nutritive; prepararea inoculului microorganismului testat; inocularea; incubarea; examinarea şi interpretarea rezultatelor.

Prepararea mediilor de cultură. Pentru culturile bacteriene a fost utilizat mediul standard - bulion peptonat, 2% cu pH ajustat la 7,0. Pentru cultura de fungi a fost utilizat mediul Sabouraud. Mediile de cultură se prepară în conformitate cu instrucţiunea producătorului.

Prepararea inoculului microorganismelor testate. Pentru a pregăti inoculul este utilizată cultura pură de 24 ore de microorganisme crescute pe medii nutritive solide. Sunt selectate mai multe colonii similare bine izolate cultivate pe medii de cultură solide neselective. Cu ajutorul ansei se colectează cantităţi mici din vârful coloniei şi se transferă într-un tub cu o soluţie izotonică sterilă de clorură de sodiu (soluţie salină), astfel ca acesta să corespundă exact standardului de turbiditate de 0,5 după McFarland. Inoculul urmează a fi utilizat în decurs de 15 minute după preparare.

Diluţiile de serie în mediu nutritiv lichid. Mediul nutritiv se toarnă în cantitate de 0,5 ml în fiecare tub. Soluţia de lucru a preparatelor cu acţiune antibacteriană se obţine din soluţia standard cu utilizarea mediului nutritiv lichid respectiv. Soluţia de lucru într-o cantitate de 0,5 ml se introduce în primul tub care conţine 0,5 ml de mediu. După o agitare activă se colectează 0,5 ml de bulion, care se transferă într-un al doilea tub ce conţinea iniţial 0,5 ml mediu. Această procedură se repetă până când se prepară numărul necesar de diluţii. Din ultimul tub se îndepărtează 0,5 ml de mediu. În fiecare tub conţinând 0,5 ml a diluţiei corespunzătoare a preparatului antibacterian testat se introduc câte 0,5 ml inocul. Aceeaşi cantitate de inocul se introduce în eprubeta cu martorul negativ.

Tuburile sunt incubate la o temperatură de 35°C timp de 16-20 sau 20-24 ore (în funcţie de tipul de microorganism). Tuburile cu un martor negativ sunt plasate în frigider la 4°C şi păstrate până la citirea rezultatelor testului.

Pentru a determina prezenţa creşterii tubul cu cultura testată şi cel cu martorul negativ se examinează în flux emergent de lumină. Concentraţia substanţei corespunzătoare tubului cu cea mai mică concentraţie, care inhibă creşterea vizibila a culturii microbiene, reprezintă valoarea CMI pentru substanţa respectivă.

Pentru determinarea CMB şi CMF, se prelevează 0,1 ml din tuburile utilizate pentru tehnica diluţiilor în mediu lichid (din tubul la care s-a stabilit valoarea CMI şi din tuburile anterioare care prezintă concentraţii superioare de antibiotic) şi se însămânţează pe suprafaţa unor placi cu mediu solid nesuplimentat cu antibioticul testat. După incubare, se va observa dezvoltarea microorganismelor la diluţia corespunzătoare CMI. Valoarea CMB şi CMF este data de cea mai mica concentraţie de antibiotic care reduce numărul coloniilor cu până la 99,9%.

Rezultate şi discuţiiTaninele se utilizează în practica medicală ca substanţă cu acţiune astringentă,

antibacteriană şi antiinflamatoare locală. Acţiunea astringentă este legată de capacitatea lor de a se precipita cu formarea tanatului de proteină. Aplicat pe ţesutul lezat taninul formează o peliculă de albuminat, care acţionează ca un protector mecanic.



150


Soluţiile apoase de tanin formează cu alcaloizii şi glicozizii complexe insolubile cu mulţi ioni de metale grele. De aceea, taninul posedă o anumită valoare ca antidot chimic în intoxicaţii. De obicei, taninul utilizat în medicină este obţinut din Gallae turcicae, Rhus coriara, Cotinus coggygria şi Rhus cotinus, specii de plante, care practic nu se întâlnesc în Republica Moldova. Din acest motiv sursa sigură pentru obţinerea aminelor în Republica Moldova sunt seminţe de struguri. Enotaninul hidrosolubil se obţine printr-un procedeu de solubilizare oxidativă a enotaninului, iniţial insolubil în apă, care, la rândul său, se obţine din materie primă naturală – seminţe de struguri, care reprezintă produse secundare ale industriei vinicole.

Acţiunea antimicrobiană a enotaninului hidrosolubil a fost verificată prin aplicarea metodei diluţiilor în serie şi comparată cu acţiunea taninului medicinal. Rezultatele obţinute sunt prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1. Acţiunea antimicrobiană a enotaninului hidrosolubil

Tulpini microbieneEnotanin hidrosolu-

bil, mg/ml Tanin, mg/ml

CMI CMB/CMF CMI CMB/CMFGram+

Staphylococcus aureus ATCC®25922™ 3 6 6 12Bacillus cereus ГИCK 8035 0,7 3 6 12

Gram-Proteus vulgaris HX 19222 3 12 12 12Pseudomonas aeruginosa ATCC®27853™ 3 6 3 6Klebsiella pneumoniae 6 25 25 50Escherichia coli ATCC®25923™ 3 6 12 12

FungiCandida albicans ATCC®10231™ 1,5 6 6 12

Este evident că compusul dat manifestă activitate bacteriostatică şi bactericidă în intervalul de concentraţii 3...25 mg/ml faţă de bacteriile gram-pozitive (Staphylococcus aureus ATCC®25922™, Bacillus cereus ГИCK 8035) şi gram-negative (Proteus vulgaris HX 19222, Pseudomonas aeruginosa ATCC®27853™, Escherichia coli ATCC®25923™, Klebsiella pneumoniae). Cele mai mici valori ale CMI şi CMB au fost obţinute pentru tulpina Bacillus cereus ГИCK 8035. De asemenea, compusul are şi acţiune antifungică faţă de tulpina Candida albicans ATCC®10231™, care comparativ cu taninul medicinal este de 4 ori mai activă. Proprietăţile depistate prezintă interes din punct de vedere al completării listei de preparate antibacteriene cu spectru larg de acţiune.

Un alt grup de substanţe cu acţiune antimicrobiană pronunţată sunt compuşii, care conţin segmentul tiosemicarbazonic. Tiosemicarbazonele ce fac parte din clasa bazelor Schiff atrag atenţia cercetătorilor atât prin varietatea lor structurală, cât şi prin activitatea biologică, inclusiv antibacteriană şi antifungică. Gama largă de proprietăţi biologice este determinată de diversitatea tiosemicarbazonelor, care pot fi obţinute prin reacţia Schiff, variind aldehida sau cetona iniţială sau substituenţii în fragmentul




151


tiosemicarbazonic. Variaţia proprietăţilor biologice la schimbările neesenţiale în compoziţia şi structura substanţelor (şi lipsa unor date concrete privind mecanismul de acţiune biologică) determină sinteza unor compuşi noi de acest tip.

Influenţa substituenţilor şi poziţiei lor în fragmentul tiosemicarbazidic asupra proprietăţilor biologice nu poate fi pronosticată exact (deşi s-au evidenţiat unele legităţi mai generale), fiind determinată de un şir de factori care pot fi elucidaţi numai la testarea influenţei compuşilor asupra organismelor vii, printre care sunt interacţiunea cu receptorii şi capacitatea de a pătrunde prin membrană. În această lucrare au fost testate 4 substanţe noi, care includ în structură segmentul respectiv. Două dintre ele prezintă derivaţi noi ai acidului 4-formil-3-hidroxi-2- naftoic. Activitatea antibacteriană a acestor compuşi a fost testată faţă de două tulpini: Staphylococcus aureus ATCC®25922™ şi Escherichia coli ATCC®25923™. Activitatea lor a fost comparată cu activitatea cloramfenicolului. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 2. Din datele prezentate urmează că compuşii C13H11N3SO3•CH3OH şi C19H15N3O3S manifestă activitate bacteriostatică şi bactericidă faţă de ambele tulpini bacteriene testate. O activitate mai pronunţată manifestă cel de-al doilea compus, care la concentraţii de 0,6 mg/ml inhibă dezvoltarea S. aureus ATCC®25922™. Primul compus este mai activ faţă de E. coli ATCC®25923™ prin inhibarea şi distrugerea microorganismului la concentraţii de 2 ori mai mici în comparaţie cu compusul doi.

Tabelul 2. Acţiunea antimicrobiană a compuşilor tiosemicarbazonici

Tulpini microbieneCompusul nou Substanţa de referinţă

CMI CMB/CMF CMI CMB/CMFC13H11N3SO3 • CH3OH,

mg/ml Cloramfenicol, mg/ml

Staphylococcus aureus ATCC®25922™ 2,5 5 0,7 1,5

Escherichia coli ATCC®25923™ 1,2 2,5 3,0 6,0C19H15N3O3S, mg/ml Cloramfenicol, mg/ml

Staphylococcus aureus ATCC®25922™ 0,6 1,2 0,7 1,5

Escherichia coli ATCC®25923™ 2,5 5,0 3,0 6,0C16H17N3OS, µg/ml C20H17ClCuN4OS, µg/ml

Escherichia coli ATCC®25923™ 500 500 1000 1000Klebsiella pneumoniae 500 500 >2000 >2000

Candida albicans ATCC®10231™ 0,7 0,7 0,59 1,17C17H18ClN3NiOS,

µg/mlC8H5Br2CuN3OS,

µg/mlEscherichia coli ATCC®25923™ 1,5 1,5 18,7 37,5

Pseudomonas aeruginosa ATCC®27853™ 0,7 1,5 600 600

Klebsiella pneumoniae 0,7 1,5 18,7 18,7Candida albicans ATCC®10231™ 3,0 3,0 300 300



152


Un alt compus nou din categoria derivatelor tiosemicarbazonelor este şi compusul metil-N’-[(2-hidroxinaftalen-1-il)metiliden]-N-prop-2-en-1-ilhidra-zonotioatul (C16H17N3OS), caracterizat prin structură practic planară şi cu activitate biologică înaltă. Rezultatele testării proprietăţilor antimicrobiene ale acestui compus în comparaţie cu un alt derivat tiosemicarbazonic brevetat [3] sunt prezentate în tabelul 2. Datele experimentale obţinute privind studierea proprietăţilor antimicotice ale compusului menţionat sunt prezentate în tabelul 2 şi demonstrează că acesta manifestă activitate fungistatică faţă de Candida albicans ATCC®10231™ la nivelul substanţei de referinţă, iar după activitatea fungicidă depăşeşte caracteristicile ei de 1,7 ori, manifestând în acelaşi timp o activitate antimicrobiană de 2...4 ori mai înaltă faţă de tulpinile bacteriene testate.

Ultima dintre substanţele testate este un tiosemicarbazonat de nichel - cloro-{N-(3,4-dimetilfenil) -2- [1- (2-hidroxifenil) etiliden] - hidrazincarbotioamido (1-)}nichel (C17H18ClN3NiOS). Activitatea antimicrobiană a acestui compus a fost comparată cu cea a unui tiosemicarbazonat de cupru, care a fost brevetat anterior - di(µ-O)-bis(3,5-dibromosaliciliden-tiosemicarbazidocupru) [2]. Rezultatele studiului activităţii antimicrobiene pentru acest compus nou sunt prezentate in tabelul 2, din care se vede că acesta posedă o activitate bacteriostatică şi bactericidă faţa de microorganismele testate în limitele concentraţiilor 0,7…3,0 µg/ml. Substanţa de referinţă manifestă cea mai înaltă activitate bacteriostatică şi bactericidă faţă de Klebsiella pneumoniae şi Pseudomonas aeruginosa. Datele experimentale obţinute demonstrează că compusul nou manifestă activitate antimicrobiană, care depăşeşte de 12,5…1200 ori activitatea bacteriostatică şi bactericidă a martorului faţă de Klebsiella pneumoniae şi Pseudomonas aeruginosa ATCC®27853™ şi de 12,5…100 ori este mai activ faţă de Escherichia coli ATCC®25923™ şi Candida albicans ATCC®10231™.

ConcluziiEnotaninul solubil obţinut prin oxidarea enotaninului insolubil din seminţe de

struguri posedă acţiune antibacteriană şi antifungică mai pronunţată decât taninul, este ieftin în obţinere şi poate fi utilizat pe larg în medicina practică.

Derivaţii noi ai acidului 4-formil-3-hidroxi-2-naftoic prezintă activitate antimicrobiană faţă de Escherichia coli ATCC®25923™ şi Staphylococcus aureus ATCC®25922™ şi sunt de perspectivă pentru utilizarea în diferite domenii ale medicinii, medicinii veterinare şi agriculturii, unde este necesară prelucrarea antiseptică a materialelor.

Compusul metil-N‘-[(2-hidroxinaftalen-1-il)metiliden]-N-prop-2-en-1-ilhidra-zonotioat este de perspectivă pentru completarea listei preparatelor eficiente contra candidozelor.

Compusul cloro-{N-(3,4-dimetilfenil)-2-[1-(2-hidroxifenil)etiliden]-hidrazin-carbotioamido(1-)}nichel posedă activitate antimicrobiană înaltă faţă de Klebsiella pneumoniae şi Pseudomonas aeruginosa ATCC®27853™, dar poate fi considerat şi un compus cu proprietăţi antifungice pronunţate, activ faţă de Candida albicans ATCC®10231™.

BibliografieAntimicrobial Resistance Global Report on Surveillance. World Health Organization 1.

2014, ISBN 978 92 4 156474 8, 256 p.

Microbiologia şi Biotehnologia Ecologia şi Geografia



153


Brevet de invenţie 2942 B2.2. Di(µ-O)-bis(3,5-dibromsalicilidentiosemicarbazonatocupru)/ Prisacari V.; Ţapcov V.; Buraciova S.; Bârcă M.; Gulea A.(2005.12.31), BOPI nr. 12/2005

Brevet de invenţie 4258 B1. 3. Utilizarea compuilor coordinativi ai cuprului(II) cu 4-(metoxifenil)tiosemicarbazonele 2-benzoilpiridinei in calitate de inhibitori ai Candida albicans/ Gulea A.; Jalbă A.; Ţapcov V.; Buzatubalachin E.; Cotovaia A.; Rudic V. (2013.11.30), BOPI nr. 11/2013

Center for Disease Dynamics, Economics & Policy. 2015. State of the World’s 4. Antibiotics, 2015. CDDEP: Washington, D.C, 84 p.

Center watch. FDA approved dr ugs for infections and infectious disease. Available 5. at: https://www.centerwatch.com/drug-information/fda-approved-drugs/therapeutic-area/25/infections-andinfectious-diseases. Accessed April 27, 2017.

Centers for Disease Control and Prevention, Office of Infectious Disease. Antibiotic 6. resistance threats in the United States, 2013. April 2013. Available at: http://www.cdc.gov/drugresistance/ threat-report-2013. Accessed April 20, 2017.

Luyt C.E., Brechot N., Trouillet J.L., Chastre J. 7. Antibiotic stewardship in the intensive care unit. Crit Care 2014;18(5): 480.

Rossolini G.M., Arena F., Pecile P., Pollini S.8. Update on the antibiotic resistance crisis. Clin Opin Pharmacol, 2014;18C: 58–60

Ventola, C. L.9. The Antibiotic Resistance Crisis: Part 1: Causes and Threats. P & T: A peer-reviewed journal for formulary management (2015) 40(4): 277–83.

Ventola, C.L10. . The Antibiotic Resistance Crisis: Part 2: Management Strategies and New Agents. P & T : a peer-reviewed journal for formulary management , 2015, 40(5):344–52.

ECOLOGIA ŞI GEOGRAFIA

APRECIEREA EROZIUNII SOLULUI PRIN MĂSURĂTORI ALE SEDIMENTELOR ACUMULATE ÎN LACURI

Nicolae Boboc

Institutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei

RezumatÎn lucrare se analizează metodele de apreciere a intensităţii eroziunii solului (pierderii anuale de sol), pe baza calculului dinamicii temporale a vitezei de sedimentare a depozitelor în lacurile de acumulare din regiunea de sud a teritoriului Republicii Moldova (Congaz, Comrat, Sadâc şi alte cinci mai reprezentative lacuri din bazinele hidrografice Ialpug, Lunga, Cogâlnic şi alte bazine hidrologice). Valorile maxime ale eroziunii solului caracterizează bazinele de recepţie a lacurilor Congaz, Comrat, unde pierderea anuală de sol este de 7,96 t/ ha şi, respectiv, de 4,72 t /ha.Cuvinte - cheie: eroziunea solului, colmatarea lacurilor, Republica MoldovaDepus la redacţie 18 iulie 2017---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Nicolae Boboc, Institutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova; E-mail: [email protected]; telefon: (+373 22) 739618

Microbiologia şi Biotehnologia Ecologia şi Geografia


154


IntroducereEroziunea solului prin apă este considerată una dintre cele mai mari ameninţări

a resurselor de soluri. Conform [1] în aproximativ o treime din ţările membre ale OCDE peste 20% din suprafaţa terenurilor agricole este afectată de eroziunea prin apă moderată şi puternică a solului.

În Republica Moldova, la nivelul anilor 2000 - 2005, 14% din terenurile arabile erau afectate de eroziunea medie (10%) şi puternică (4%) [2].

Astfel, eroziunea şi transportul sedimentelor de pe terenurile agricole în râuri şi lacuri în spaţiul dintre Prut şi Nistru, ca şi în ansamblu pe Terra, reprezintă o problemă acută, fenomen generat de un sistem de factori naturali (topografie, litologie, regimul, caracterul şi intensitatea precipitaţiilor atmosferice, hidrologie, covorul vegetal etc.) şi antropici (valorificarea excesivă a teritoriului în scopuri agricole, creşterea numărului populaţiei, urbanizarea etc.). Presiunea antropogenă se intensifică îndeosebi începând cu deceniul trei al secolului al XIX-lea, când, după anexarea Basarabiei la Imperiul rus, a crescut considerabil suprafaţa terenurilor arabile [3]. Procesele de degradare a terenurilor s-au accelerat apreciabil în secolul trecut, începând cu anii `50-60, paralel cu colectivizarea terenurilor şi modificarea drastică a modului de gospodărire în agricultură, care a adus la deteriorarea peisajului tradiţional, cu implicaţii asupra scurgerii de suprafaţă, proceselor de eroziune, alunecărilor de teren ş.a. Astfel, procesele de degradare a învelişului de sol s-au accelerat prin intensificarea sistemelor agricole, includerea completă a lungimii versanţilor în spaţiul agricol etc.

Metode şi procedee de apreciere a eroziunii soluluiÎn vederea aprecierii eroziunii solurilor se utilizează un sistem amplu de metode,

care includ măsurători directe a caracteristicilor eroziunii în suprafaţă sau a volumului de depozite acumulat în bazine lacustre [4, 8, 9, 10 etc.].

Dintre acestea menţionăm aprecierea eroziunii în baza estimării parametrilor lacurilor de acumulare în teren, metodologie sistematizată de mulţi autori [7, 9, 11, etc.]. Josef Krasa et al . [8], spre exemplu, propun algoritmul posibil pentru alegerea unei metode optime de efectuare a măsurătorilor sedimentelor din lacuri nemijlocit în teren.

Parametrii eroziunii pot fi apreciaţi ca: I. Diferenţa dintre suprafeţele măsurate ale patului iniţial al rezervorului şi suprafaţa

depozitului acumulat, care se realizează prin: A. Măsurători directe de la suprafaţa depozitelor - procedeu geodezic realizat în

condiţiile rezervorului gol;B. Măsurători indirecte de la suprafaţa apei sau:II. Calcule cu măsurători ale volumelor de sedimente:A. Forajul de la suprafaţa sub-aeriană a sedimentelor;B. Puncţii ale sedimentelor de la suprafaţa apei;C. Utilizarea metodelor de teledetecţie, spre exemplu, a sonarului, de la

suprafaţa apei;D. Puncţii ale sedimentelor la adâncime, realizate de către scafandri [10].

Precizia fiecărei dintre aceste metode este proporţională cu modul de aplicare; ea depinde de densitatea şi poziţia spaţială a punctelor de măsurare, gradul de cunoaştere

Ecologia şi Geografia Ecologia şi Geografia



155


a documentaţiei de proiect, caracteristicile patului rezervorului şi rezoluţia (gradul de precizie) a calculelor. Eficacitatea metodei utilizate, fiabilitatea şi aspectele sale economice se bazează pe diferite criterii. În primul rând, necesită a fi colectată informaţia posibilă despre bazinul acvatic. Aceasta va include date despre calităţile (caracteristicile) rezervorului, regimul de exploatare (frecvenţa şi condiţiile de evacuare a apei, oscilaţia nivelului apei etc.) și calitatea documentaţiei de proiect a rezervorului.

Caracteristicile rezervorului includ suprafaţa, adâncimea, morfologia patului lacului, volumul probabil al sedimentelor, gradul de accesibilitate a patului lacului şi suprafaţa bazinului de recepţie. Una dintre cele mai importante caracteristici ale lacurilor este adâncimea care, în lacurile mari, limitează posibilitatea efectuării măsurătorilor directe de la suprafaţa apei, influenţând şi precizia (calitatea) metodelor de teledetecţie. Morfologia patului lacului influenţează gradul de precizie a măsurătorilor cu utilizarea modelului numeric al terenului, iar suprafaţa bazinului de recepţie limitează posibilitatea de apreciere a transportului de sedimente.

Calitatea documentaţiei este importantă pentru aprecierea morfologiei iniţiale a patului lacului în procesul efectuării măsurătorilor cu utilizarea MNT. Prezintă interes cunoaşterea istoriei rezervorului lacustru, a datelor despre afluxul de sedimente în perioada anterioară construcţiei rezervorului, cunoaşterea modului de utilizare a terenului în ariile respective, informaţii despre inundaţii, regimul precipitaţiilor şi caracteristicele altor factori cu implicaţii asupra transportului de sedimente în bazinul hidrografic [10, 11, 12, 13 etc.]. În ultimii 50 – 60 ani au fost publicate un şir de lucrări în care se tratează pe larg metodele și procedeele de modelare a eroziunii solului cu utilizarea pe larg a sistemelor informaţionale geografice [4, 5, 6, 7 etc.].

Estimarea dinamicii temporale a parametrilor lacurilor, caracteristici care permit aprecierea şi a volumului de sedimente acumulate în lacurile antropice în Republica Moldova, a fost efectuată de mai mulţi autori preponderent în anii 70-90 ai secolului trecut. Aceste cercetări, în majoritatea sa, au avut scopul de a aprecia parametrii hidrologici ai lacurilor de acumulare (adâncimea, volumul de apă în diferite perioade de exploatare, etc.). În vederea aprecierii volumului de depozite acumulat în lacurile antropice după darea lor în exploatare şi ulterior a ratei eroziunii solului, a fost analizată dinamica procesului de colmatare a 40 de acumulări [15]. Aceste calcule s-au realizat în baza ridicărilor (măsuratorilor) în teren, efectuate de către Direcţia Bazinieră de Gospodărire a Apelor, care a apreciat dinamica în timp a parametrilor hidrologici principali ai lacurilor de acumulare (adâncimea, volumul total, volumul util, suprafaţa oglinzii apei, etc.). Aceste caracteristici au servit ca suport în estimarea volumului de sedimente acumulat în lacuri, apreciat ca diferenţa dintre volumul total iniţial, din anul dării în exploatare a lacului de acumulare şi volumul total al lacului respectiv în diferiţi ani de cercetări în teren (1967, 1980, 1990 sau 1995, 2000, etc.). Ulterior a fost apreciată valoarea medie a volumului de sedimente acumulat intr-un an în lacurile din bazinele hidrografice menţionate, date ce au servit ca surse informaţionale în aprecierea intensităţii eroziunii solului (tab.1).



156


Tabelul 1. Aprecierea pierderilor de sol şi parametrilor hidrologici din bazinele de recepţie a unor lacuri din bazinele râurilor care se varsă în limanurile Dunării şi ale Mării Negre.

Lac

ul d

e ac

umul

are

Anu

l dăr

ii în

exp

loat

are

Supr

afaţ

a ba

zinu

lui d

e re

cepţ

ie* ,

km2

Parametrii iniţiali ai lacurilor

Parametrii lacurilor în anul 2000

Parametrii lacurilorîn anul 2016

ρ** P

ierd

eri d

e so

l, t./

ha/

an

Gra

dul d

e co

lma

tare

, %

Supr

afaţ

a, k

m2

Volu

mul

tota

l, m

il. m

3

Supr

afaţ

a, k

m2

Volu

mul

de

apă

tota

l, m

il. m

3

Volu

mul

dep

ozite

lor,

apre

ciat

pri

n ri

dica

rea

în te

ren

şi c

alcu

le, m

il. m

3

Med

ia d

e co

lmat

are/

an, m

il.m

3

Gra

dul d

e co

lmat

are,

%

Volu

mul

cal

cula

t al d

epoz

itelo

r, to

tal,m

il. m

3

Med

ia d

e co

lmat

are/

an, m

il. m

3

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

Comrat 1957 360 1,7 4,05 1,4 1,2 2,85 0,058 70,37 3,78 0,064 4,72 93,30

Congaz 1961 563 5,68 9,9 2,5 3,3 6,6 0,169 66,67 9,31 0,169 7,96 86,06

Cioc-Maidan 1978 78,4 0,59 1,62 0,55 1,4 0,22 0,006 13,58 0,38 0,01 3,38 23,45

Tomai 1972 247,87 0,98 2,08 0,9 1,32 0,76 0,017 36,54 1,194 0,03 2,9 57,40

Corten 1966 34,88 1,1 1,78 0,9 1,08 0,70 0,014 39,33 0,924 0,02 1,46 51,91

Sadâc 1975 132,34 0,85 2,41 0,82 2,0 0,41 0,01 17,01 0,570 0,01 2,78 23,65

Cotovsc 1978 191,93 0,94 1,64 0,8 1,06 0,58 0,026 35,37 0,996 0.026 3,62 60,73

Sadaclia*** 1979 0,47 1,45 1,3 0,15 0,007 10,34 0,264 0,007 18,21

* Suprafaţa acestor bazine de recepţie a fost apreciată de către cercetătorul ştiinţific al Laboratorului Geografia Peisajelor Gherman Bejenaru,căruia îi aducem mulţumir.i

** ρ = 2650 kg/m3

*** Sadaclia, lac situat în lunca r. Cogâlnic, reprezintă un heleşteu, dreptunghiular, limitat de diguri antropogene, inclusiv de la albia râului Cogâlnic. Izolarea de la afluxul de sedimente atât din râu, cât şi de pe versanţii limitrofi a şi determinat gradul mic de colmatare a lacului de 18,21% din volumul total într-o perioadă de 37 ani.

Rezultate şi discuţiiÎn Republica Moldova sunt cunoscute lucrări dedicate aprecierii parametrilor

hidrologici şi a volumului de depozite acumulate în lacurile antropice [12, 13, 14, 15 ş.a.]. Scopul cercetărilor menţionate sunt dedicate de obicei aprecierii volumului de apă în diferite perioade de exploatare a lacurilor de acumulare valoarea cărora, cu excepţia [12, 13], nu sunt raportate la aprecierea eroziunii solului din bazinul de recepţie al lacurilor.

În vederea aprecierii eroziunii solului s-a analizat dinamica procesului de colmatare a 40 acumulări:18 din bazinul fluviului Nistru, 12 din bazinul Prutului şi 10 din bazinele râurilor care se varsă nemijlocit în limanurile dunărene şi în cele ale Mării Negre. Caracteristicile temporale ale parametrilor hidrologici ale lacurilor au servit ca suport în estimarea volumului de sedimente acumulate în lacuri apreciat ca diferenţa dintre




157


volumul total iniţial de apă, din anul dării în exploatare a lacului de acumulare, şi volumul total al lacului respectiv în diferiţi ani (1967, 1980, 1990 sau 1995, 2000).

Calculele au demonstrat, spre exemplu, că valoarea medie de acumulare a depozitelor în lacul Dubăsari din bazinul fluviului Nistru, este de 1,1% per an din volumul iniţial total al lacului, valoare de circa două ori mai mare în raport cu gradul de colmatare a lacului Costeşti - Stânca din bazinul râului Prut, care este de 0,6% anual. Ponderea de colmatare a lacului Dubăsari, după calculele noastre, în 2016 alcătuia aproximativ 67% din volumul total [15]. Reieşind din dinamica valorii de colmatare, perioada de exploatare a lacului Dubăsari poate fi în viitor aproximativ de 20 - 25 ani.

În tab.1 sunt prezentate valorile parametrilor hidrologici, volumul sedimentelor acumulate în opt lacuri antropogene reprezentative și pierderile anuale de sol per hectar din bazinele râurilor care se varsă în limanurile dunărene şi nemijlocit în limanurile Mării Negre, regiune care, pe fundalul Republicii Moldova, se caracterizează cu valori maxime ale eroziunii torenţiale [16, 17 ş.a.].

Valorile maxime ale eroziunii s-au înregistrat în aria bazinului de recepţie a lacului Congaz, unde alcătuiesc 7,96 t/ha per an (fig.1.).

Figura 1. Intensitatea de eroziune a solului (t/ha/km2/an) în bazinele reprezentative din sudul Republicii Moldova.

Cea mai mică pondere de colmatare caracterizează lacurile Sadaclia, lac dreptunghiular, limitat prin diguri atât de la albia râului Cogâlnic cât şi de afluxul deluviilor de pe versantul limitrof al văii râului Cogâlnic şi de faptul că afluxul de sedimente din amonte este reţinut, în mare parte, de lacul Borogani. Valori mici ale colmatării lacului şi a pierderilor de sol caracterizează şi bazinul lacului Sadâc în bazinul de recepţie a căruia sunt prezente peisaje forestiere, podgorii şi unde se înregistrează un număr nesemnificativ de formaţiuni torenţiale, în raport cu majoritatea bazinelor de recepţie a lacurilor din regiunea de sud a Republicii Moldova.

ConcluziiUtilizarea datelor ce caracterizează dinamica temporală a parametrilor lacurilor

(volumul total de apă, adâncimea etc.), pe exemplul lacurilor din bazinele fluviului



158


Nistru, a r. Prut şi din bazinele râurilor cu vărsarea în limanurile fluviului Dunărea şi limanurile Mării Negre, a permis de a aprecia intensitatea eroziunii solurilor în bazine de recepţie a unor lacuri reprezentative din aria respectivă, care, în bazinul de acumulare a lacului Comrat (bazinul râului Ialpug), de exemplu, în anul 2016 a fost de 0,064 mil. m3 per an, valoare ce corespunde cu datele prezentate de [13] în a. 1978.

Analiza materialelor cartografice la scară mare denotă dependenţa intensităţii eroziunii solului din bazinele hidrografice din regiunea de sud a Republicii Moldova de gradul de fragmentare a versanţilor de ravene, torenţi, de modul de utilizare a terenurilor în activităţi agricole, construcţii, căi de comunicaţii etc.

Ponderea de colmatare de 93,3% a cuvetei lacului Comrat (tab.1), în condiţiile când, în a doua jumătate a lunii februarie anul 2017, în regiunea de sud - vest a Republicii Moldova au căzut aproximativ 150% de precipitaţii din media multianuală a lunii respective, a condiţionat deteriorarea barajului lacului.

Reieşind din valorile medii anuale a eroziunii în următorii 4-5 ani gradul de colmatare a lacului Congaz poate depăşi 93-94%. În consecinţă, in cazul in care nu vor fi întreprinse măsuri de diminuare a volumului de sedimente şi de reabilitare a barajului, acesta risca sa fie deteriorat.

Valorile estimate ale eroziunii solului (tab.1, coloana 12, fig.1.) sunt probabil mai reduse, în raport cu cele reale. Aprecierea valorii reale a pierderilor de sol din bazinele de recepţie ale lacurilor de acumulare necesită aprecierea de asemenea și a volumul sedimentelor transportate în suspensie din lac în perioadă de exploatare a acestuia.

Bibliografia selectivăOECD. Environmental Performance of Agriculture at a Glance. OECD Publications. 1.

Paris, 2008, 126 p. http://www.oecd.org/dataoecd/61/28/40953155.pdf, accesat pe 11.07.2017Cerbari, V., Kuharuk, Ecaterina2. , Știinţa solului în ajutorul fermierilor, Institutul de

Cercetări pentru Pedologie și Agrochimie „N. Dimo”, Tipogr. UASM, Chișinău, 2005, 64 p.Bejan, Iu.3. Utilizarea terenurilor în Republica Moldova. Chișinău, ASEM, 2010,165 p.Biali, Gabriela, Popovici, N.4. Amenajări pentru protecţia și conservarea solului. Ed.

Performantica, Iași, 2006Biali, Gabriela, Popovici, N. 5. Tehnici GIG în monitoringul degradării erozionale, Editura

„Gh. Asachi”, ISBN 973-621-043-X, Iași, 2003. Bilașco, Șt., Horvath, C., Cocean, P., Sorocovschi, V., Oncu, M. 6. Implementation

of the USLE model using GIS techniques. Case Study The Someșan Plateau, //Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, 2009, Vol. 4, No. 2

Thomas, R. W. & Huggett, R. J.7. Modelling in Geography: //A Mathematical Approach, Barnes and Noble, New Jersey,1980.

8. WELLS, M. A method of assessing Water Erosion Risk in Land Capability Studies, //Resource Management Technical Report, 1998, No. 73 Government of Western Australia.

9. Dostal, T., Krasa, J., Vaska, J., Vrana, K., Shrnuti hlavnich principu vytvareni modelu eroznich a trasnportnich procesu z povodi vodnich nadrzi a aplikace v povodi VN Vrchlice, dilci avaVaV, 2002.

10. Krasa, J., Dostal, T., Rompaey, Van, A., Vrana, K., Reservoirs’ siltation measurments and sediment transport assessment in the Czech Republic, the Vrchlice catchment study/630/4/02.CVUT,Prahazpr, 2005.

11. Xiao, Liangang, Hu, Yaxian; Greenwood, Philip, Kuhn, Nikolaus J. (2015). The use of a raindrop aggregate destruction device to evaluate sediment and soil organic carbon transport, //Geographica Helvetica 70, p. 167-174.




159


12. Молдованов, А., И., Сластихин, В., В. (1965). Результаты полевых исследований процессов заиления прудов Молдовы. //«Охрана природы Молавии», вып. 3, Кишинев, с. 44-56.

13. Молдованов, А., И. Заиление прудов и водохранилищ в степных районах. Ленинград, Гидрометеоиздат, 1978, 128 с.

14. Мельничук, O., Лалыкин, N., Филлипенков, Х. Исскуственные водоемы Молдавии. Состояние, использование, охрана, гидрологические расчеты, Кишинев, Штиинца, 1992, 240 с.

15. Boboc, N., Castraveţ, T., Melniciuc, O. Evaluarea modului de influenţă a activităţilor antropice asupra scurgerii anuale. Știinţele Vieţii., 2011. No. 3 (311), p.160-166.

16. Билинкис, Г., М., Друмя, A., В., Дубинрвский, В., Л., и др. Геоморфология Молдавии. Картя Молдовеняскэ, Кишинев, 1978, 187 c.

17. Билинкис, Г., М. Геодинамика крайнего юго-запада восточно-европейской

EVALUAREA INFLUENŢEI MODIFICĂRILOR ÎN ACOPERIREA TERENURILOR ASUPRA SCURGERII DE VIITURĂ

(STUDII DE CAZ)Jeleapov Ana

Institutul de Ecologie și Geografie al Academiei de Știinţe a Moldovei

RezumatÎn cadrul articolului este prezentată evaluarea impactului modificărilor acoperirii terenurilor din ultimii 30 ani asupra scurgerii de viitură. În calitate de zone de studiu au fost selectate 8 râuri-pilot și 102 afluenţi ai acestora, reprezentative pentru partea de nord, centrală și de sud a Republicii Moldova. Baza metodologică a studiului a constituit modelul SCS-CN și tehnicile SIG. Ca urmare a analizei categoriilor acoperirii terenurilor, subbazinele hidrografice au fost clasificate în 12 tipuri și a fost calculat coeficientul de stabilitate ecologică a acestora, majoritatea din ele caracterizându-se prin instabilitate ecologică avansată. În rezultatul estimării scurgerii de viitură pentru două perioade de timp, a fost identificat că modificarea acesteia este neesenţială la nivel de bazine hidrografice, dar semnificativă la nivel local. Cuvinte cheie: scurgerea viiturilor pluviale, acoperirea terenurilor, modelul SCS-CN, tehnicile SIGDepus la redacţie 3 august 2017---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresă pentru corespondenţă: Jeleapov Ana, Institutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova; e-mail: [email protected]; tel. (+373 022) 739618.

Introducere Una din cele mai reprezentative domenii ale activităţii umane, ce determină

modificarea componentelor naturii, este utilizarea și amenajarea teritoriului care duce la schimbarea nu doar a aspectului mediului înconjurător dar și a proceselor naturale cum ar fi formarea scurgerii de viitură. Tendinţele actuale de utilizare a terenurilor arată că aprox. 74% din suprafaţa totală a Republicii Moldova este ocupată de terenuri agricole [1], respectiv, teritoriul ţării este predominat de un impact antropic semnificativ. Estimarea modificării scurgerii maxime sub acţiunea activităţii umane,



160


în mare parte, depinde de calitatea și cantitatea informaţiei hidrologice care, deseori, lipsește sau este insuficientă. În aceste condiţii, prioritare devin metodele indirecte de calcul al scurgerii, care înglobează elemente ce ar caracteriza activitatea umană. Scopul acestui studiu reprezintă identificarea modificărilor utilizării terenurilor din ultimii 30 de ani, precum și evaluarea efectului acestora asupra scurgerii de viitură din cadrul râurilor mici și mijlocii ale Republicii Moldova, utilizând metode indirecte de modelare. Estimarea schimbărilor ce au loc în sistemul hidrologic și cel social este obiectivul de bază a decadei știinţifice 2013-2022 a Asociaţiei Internaţionale a Știinţelor Hidrologice (IAHS), denumită “Panta Rhei – Totul curge: Modificarea în Hidrologie și Societate” [11]. În acest context, prezentul studiu se integrează perfect în direcţia de cercetare aleasă de comunitatea știinţifică europeană pentru următorul deceniu. Rezultatele acestei cercetări pot servi drept argument pentru optimizarea utilizării și amenajării teritoriilor, pentru naturalizarea proceselor de scurgere și o gestionare mai bună a terenurilor și a resurselor de apă.

Materiale şi metodeEvaluarea scurgerii de viitură a fost efectuată pentru 8 bazine-pilot reprezentative

din partea de nord, centrală și de sud a Republicii Moldova: r. Căinari, r. Cubolta, r. Răut (până la mun. Bălţi), r. Bălţata, r. Bâc, r. Botna, r. Salcia Mare, r. Lunga. Menţinându-ne de ideea că impactul antropic este sesizabil în special în cadrul bazinelor hidrografice mici [2, 5, 6, 9], bazinele râurilor-pilot au fost divizate în 102 subbazine.

Estimarea scurgerii de viitură a fost efectuată în baza utilizării modelului SCS-CN, elaborat de Serviciul pentru Conservarea Resurselor Naturale al SUA [13, 14] și tehnicilor SIG. Acest model se bazează pe conceptul de reprezentare convenţională a retenţiei maxime potenţiale de apă cauzate de precipitaţiile torenţiale [2], respectiv, ecuaţia de determinare a scurgerii de apă este reprezentată astfel [7, 8, 12,]:

(1)

unde: - scurgerea de suprafaţă (directă), mm

P - precipitaţiile maxime, mmS - retenţia maximă potenţială, ce se calculează cu ajutorul ecuaţiei:

(2)

unde: CN - numărul curbei rezultante din intersecţia între tipul de utilizare a terenului

și tipul hidrologic de sol [6]. CN a fost estimat pentru condiţiile de umiditate minimă, medie și maximă a solului.

Astfel, principalii factori consideraţi în cadrul modelului SCS-CN sunt precipitaţiile maxime, solul și acoperirea terenului. Pentru a exclude impactul diferenţierilor spaţiale a precipitaţilor în formarea scurgerii, acestea au fost egalate cu 100 mm, ce corespund




161


cu valoarea precipitaţiilor de 1%, recomandată de către documentul normativ naţional [3]. Solul a fost analizat din perspectiva potenţialului de scurgere și de infiltrare a apei. Clasificarea solului a fost efectuată în funcţie de textură [4] în 4 grupe hidrologice de soluri [6]. Solurile din clasa D au o textură fină (argiloasă), având potenţial de scurgere maxim și infiltraţie minimă, în timp ce grupa A cuprinde soluri cu textură grosieră (nisipoasă), care au cel mai mic potenţial de scurgere și infiltraţie maximă. Grupele hidrologice B și C sunt intermediare.

Pentru estimarea impactului acoperirii terenurilor asupra scurgerii maxime de suprafaţă în baza modelului SCS-CN, s-a parcurs la identificarea nemijlocit a dinamicii structurii temporale și spaţiale ale acesteia. În acest scop, cu ajutorul tehnicilor SIG a fost extrasă informaţia spaţială a utilizării terenului de pe imaginile satelitare (LANDSAT MSS, TM) [10] și hărţile topografice 1:50000 realizate în 1982 și 2013 [4]. Astfel, au fost elaborate reprezentările spaţiale ale categoriilor de acoperire a terenului pentru ultimii 30 ani:

1. Localităţi urbane2. Localităţi rurale

3. Livezi4. Vii

5. Arabil 6. Păduri

7. Pășuni8. Mlaștini

9. Zone umede10. Ape

Modificarea categoriilor de acoperire a terenurilor a fost estimată utilizând analiza comparativă a valorilor procentuale ale suprafeţelor ocupate de diferite categorii în 1982 și 2013. Evidenţierea specificului diferenţierilor spaţiale ale acoperirii terenului și a impactului antropic asupra peisajelor Republicii Moldova a fost efectuată în baza metodelor de regionalizare și clasificare a modului de utilizare a terenului, a estimării coeficientului de stabilitate ecologică a terenurilor, recomandate în literatura de specialitate [1].

Rezultate şi discuţiiÎn baza analizei ponderii diferitor categorii de acoperire a terenurilor pentru

anii 1982 și 2013, au fost estimate cele mai reprezentative diferenţieri și asemănări structurale în utilizarea terenurilor. În profil general, pentru întreaga suprafaţă studiată, se observă o creștere ușoară (0,1-1%) a zonelor urbane și rurale, a zonelor umede și acumulărilor de apă, precum și a pădurilor și a plantaţiilor de tufari și arbuști. Cu circa 5% se majorează ponderea pășunilor și fâneţelor. O descreștere în suprafaţă este specifică pentru livezi (1%), vii (4%) și teren arabil (4%). Schimbări semnificative a covorului vegetal se observă la nivelul bazinelor hidrografice mici (subbazine). Modificări spaţiale între categoriile de acoperire a terenului de până la 10% se observă în 60 subbazine hidrografice, în celelalte evoluţia pozitivă/negativă este peste 10% și chiar 20%, maxima atingând 30% (Sagaidac, afluent al r. Bălţata). Trebuie remarcate 4 subbazine din cadrul bazinul hidrografic (b.h.) Bălţata și 3 din cadrul b.h. Bâc, unde modificarea ponderii diferitor categorii ale acoperirii terenurilor este esenţială. În subbazinul Vinogradnâi (b.h. Bălţata) se observă, pe de o parte, diminuarea cu 16,7% a terenurilor acoperite de livezi, cu 25,9% - a celor cu vii, iar, pe de altă parte, creșterea terenurilor acoperite de arabil - cu 12% și arbuști - cu 28,8%. În subbazinul Sagaidac (b.h. Bălţata) se evidenţiază o diminuare semnificativă cu 30% și 9,8% a suprafeţelor viticole și celor arabile și o sporire a ponderii cu 7,9, 11,7, 18% a localităţilor rurale, pășunilor și fâneţelor și arbuștilor. În subbazinul Stanţionâi (b.h. Bălţata) terenurile arabile descresc cu 23,4%, pe când cele cu livezi și vii cresc cu 7,5 și 7,8%, iar în



162


Cimișeni (b.h. Bălţata) au fost defrișate 21,7% vii, însă cu 5, 6 și 9,4% au crescut ponderile terenului arabil, a pășunilor și fâneţelor și a pădurilor. În Valea Roșcanei (b.h. Bâc) s-au redus terenurile acoperite cu arabil cu 22,2%, arbuști cu 8,5%, însă au avansat cele cu pășuni și fâneţe cu 16% și vii cu 6%. În subbazinul Bostancea (b.h. Bâc) s-au micșorat teritoriile ocupate de vii cu 19,3% și cele cu livezi cu 12,4%, dar s-au mărit localităţile rurale cu 10,5% și terenurile arabile cu 14,8%. În subbazinul Ciocana (b.h. Bâc) descresc terenurile ocupate de arabil cu 11,6% și cresc localităţile urbane cu 14,2%. Aceeași dinamică se observă și în subbazinul Durlești (b.h. Bâc), iar în subbazinul Schinoasa (b.h. Bâc) descrește suprafaţa viilor cu 9% și crește cea a orașelor cu 16,4%. În subbazinul Berezovca (b.h. Căinari) ponderea arabilului scade cu 24,4%, dar crește cea a pajiștilor și fâneţelor cu 20,7%, iar în Frasin (b.h. Răut, Bălţi) arabilul se diminuează cu 24,9%, dar se mărește suprafaţa terenului acoperit de livezi cu 19,5%. În cadrul a 8 subbazine se observă o diminuare de circa 10-20% a ponderii arabilului în favoarea creșterii ponderii pășunilor și fâneţelor cu 10-14% (subbazinele Pelina, Valea Nicorenilor, Valea Șerpia, Valea Ștuhăria, Copăceanca (Recea), Sturzova, (b.h. Răut), Larga, Valea Vraticului (b.h. Botna)).

Principiile generale de regionalizare și clasificare a modului de utilizare a terenului constau în identificarea ponderii categoriilor predominante a terenurilor [1]. Conform estimărilor [1] în dependenţă de raportul între ponderile acestor categorii au fost evidenţiate 10 tipuri de comune și 7 tipuri de regiuni de utilizare a terenului. Același principiu de clasificare, simplificat pentru primele două categorii predominante a terenurilor, a fost aplicat pentru aprecierea tipurilor bazinelor hidrografice mici și determinarea evoluţiei acestora pe parcursul ultimilor 30 ani. În linii generale, în prezent, ponderea cea mai mare a terenurilor este ocupată de: arabil în 93 subbazine, variind între 29,5 și 86,4%; păduri în 7 subbazine, fiind de 32,8-81%; vii în un subbazin cu 29,6%; orașe în un subbazin cu 57,5%. A doua ca mărime pondere (peste 10%) revine pășunilor și fâneţelor (33 subbazine), viilor (22 subbazine), pădurilor (19 subbazine), localităţilor rurale (13 subbazine), arabilului (6 subbazine), livezilor (5 subbazine), localităţilor urbane (3 subbazine) și arbuștilor (1 subbazin). Astfel, ca urmare a analizei categoriilor predominante a acoperirii terenurilor, subbazinele hidrografice au fost clasificate în 12 tipuri (fig. 1, 2) și anume, pentru perioada actuală aceste sunt: arabile - 15, arabil-pastorale - 25, arabil-pomicole - 5, arabil-rezidenţiale - 11, arabil-silvice - 16, arabil-viticole - 21, viticol-arabile - 1, silvice - 2, silvic-arabile - 4, silvic-viticole - 1, rezidenţial-silvice - 1. Modificările tipurilor de bazine în comparaţie cu deceniile precedente se estimează pentru 44 din numărul total de subbazine, celelalte 58 păstrându-și tipologia (fig. 1, 2). Analizând repartiţia spaţială a tipurilor bazinelor hidrografice, se observă o diviziune clară a regiunilor de utilizare a terenurilor și anume: subbazinele hidrografice din partea de nord a republicii se caracterizează prin predominarea terenurilor arabil-pastorale, cele din partea centrală - a terenurilor arabil-silvice, iar cele din partea de sud - a terenurilor arabil-viticole. Modificările caracteristice sunt evidenţiate de faptul că în deceniile precedente subbazinele din partea de nord se încadrau în tipul arabil, în prezent, predominând cel arabil-pastoral, de asemenea, un număr semnificativ de subbazine din partea centrală au trecut din tipul arabil/arabil-viticol în arabil-silvic, arabil-pastoral, arabil-rezidenţial. Majoritatea subbazinelor din partea de sud nu și-au schimbat tipologia.




163


Figura 1. Modul de utilizare a terenurilor, 1982.

Figura 2. Modul de utilizare a terenurilor, 2013.

Stabilitatea ecologică a terenurilor (Fig. 3, 4) a fost determinată în conformitate cu recomandările din literatura de specialitate [1]. Conform coeficientului de stabilitate ecologică, în 1982 au fost 59 subbazine hidrografice ecologic foarte instabile, în prezent, numărul lor fiind de 49; 26 - ecologic instabile, la moment fiind de 28; 13 - cu stabilitate nesigură, în 2013 numărul acestora majorându-se la 19; 1 subbazin a fost caracterizat cu stabilitate ecologică medie, în prezent, în această categorie sunt 3 subbazine; și doar pentru 3 subbazine atât pentru 1982, cât și pentru 2013, se poate menţiona un coeficient de stabilitate ecologică. Agravarea stării ecologice se atestă în Valea Nemţilor, Valea Pădurii, Valea Carlâcului (b.h. Lunga), Salcia Mică, (b.h. Salcia), Valea Schinoasa, Valea Bostancea (b.h. Bâc), unde coeficientul de stabilitate ecologică descrește de la instabil la foarte instabil, iar în Valea Iuzacai (b.h. Lunga) - de la stabilitate nesigură la instabilitate. Valorile maxime ale coeficientului de stabilitate ecologică sunt specifice pentru subbazinele din b.h. Bâc situate în special în partea superioară a acestuia, unde se atestă o pondere mai mare a terenurilor silvice.

Ponderea grupurilor hidrologice de soluri se caracterizează prin predominarea solurilor cu potenţial de scurgere peste medie. În cadrul bazinelor hidrografice din partea de nord a republicii se observă o pondere de 64-72% a solurilor din grupa hidrologică C și 24-32% a celor din grupa D cu potenţialul de scurge mare. Aceeași legitate este specifică și pentru bazinul Lunga din partea de sud a ţării. În alte bazine din partea centrală și de sud, solurile din grupa hidrologică C prevalează, însă ponderea acestora se încadrează între 43 și 58%, scade valoarea celor din grupa D la 2-15%, dar crește rata solurilor din grupa B la 28-40%, astfel, diminuându-se potenţialul de scurgere comparativ cu bazinele hidrografice din partea de nord. Aproximativ aceeași legitate este specifică pentru subbazine. În cadrul a 72 de subbazine predomină solurile din grupa hidrologică C cu o pondere de peste 50%, in 7 - solurile D, în 9 - solurile B.



164


Figura 3. Coeficientul de stabilitate ecologică din cadrul subbazinelor, 1982

Figura 4. Coeficientul de stabilitate ecologică din cadrul subbazinelor, 2013

În rezultatul modelării scurgerii de viitură cu ajutorul modelului SCS-CN a fost apreciat că valorile medii ale scurgerii de viitură se încadrează între 57 și 61 mm (82,6-85,7 mm în cazul solurilor umede și 26,3-29,9 mm în cazul solurilor uscate) în b.h. Lunga și bazinele din partea de nord a ţării, 51 și 53 mm (77,5-79,2 mm în cazul solurilor umede și 22-23 mm în cazul solurilor uscate) în b.h. Botna și b.h. Bălţata și aprox. 46,6 mm (73,2-77,5 mm în cazul solurilor umede și 18,4-19,2 mm în cazul solurilor uscate) în b.h. Salcia Mare și b.h. Bâc. Specificul bazinelor în cadrul cărora se observă valori mai mari ale scurgerii de viitură este determinat de o pondere mai mare a solurilor din grupa hidrologică C și D și valori de peste 60% a terenurilor arabile și, practic, de lipsa vegetaţiei forestiere. Scurgerea de viitură din cadrul b.h. Bălţata și Botna este condiţionată de prezenţa solurilor din grupa C și B cu 55-58% și, respectiv, 28-30%, de asemenea, a arabilului cu circa 50%, dar și a pădurilor, cu aprox. 15%, ceea ce determină reducerea potenţialului scurgerii maxime comparativ cu bazinele din partea de nord a ţării. Valorile scurgerii de viitură din cadrul bazinelor Bâc și Salcia Mare diferenţiază de celelalte bazine din considerentele unor ponderi mai mari a solurilor din grupa hidrologică B, de aprox. 40-44%, a vegetaţiei ce contribuie la retenţia scurgerii de viitură: păduri (aprox. 22% în b.h. Bâc, 7% în Salcia Mare), vii (9 în b.h. Bâc, 23,5% în b.h. Salcia Mare).

În cadrul bazinelor din partea de nord a ţării: Răut (Bălţi), Căinari, Cubolta valorile medii ale scurgerii de viitură la nivel de subbazine se încadrează între 54 și 65,3 mm (79,8-89,6 mm în cazul solurilor umede și 24-34 mm în cazul solurilor uscate). Scurgerea de viitură medie pentru subbazinele b.h. Bălţata este de 51,5 mm, limitele fiind de 41,2-57,4 mm (69,4-83,2 mm în cazul solurilor umede și 14-26,7 mm în cazul solurilor uscate). Subbazinul Vinogradnâi este caracterizat de valori minime




165


datorită ponderii mari a solurilor din grupa B (55%) și a valorilor ridicate a vegetaţiei naturale (păduri, 25,6%, arbuști, 28,8%), lipsa localităţilor și ponderea redusă a arabilului (35,9%). Pe de altă parte în subbazinul Cimișeni cu valori ridicate a scurgerii de viitură se observă ponderi mari ai terenurilor arabile (54%), localităţilor (11,2%) și prezenţa semnificativă a solurilor din grupa C (82%). Valoarea medie a scurgerii de viitură din cele 21 de subbazine din b.h. Bâc este de 45,9 mm variind între 33,7 mm (Valea Redenilor) și 59,4 mm (Durlești) (61,2-83,4 mm în cazul solurilor umede și 11,6-30 mm în cazul solurilor uscate). Spaţial, cea mai redusă valoare (33,7-36,7 mm) este observată în subbazinele: Valea Redenilor, Valea Sadovei din partea superioară a b.h. Bâc și Valea Condriţei și Valea Suricea din partea superioară a bazinului Ișnovăţ. Acest fapt poate fi explicat printr-o pondere ridicată a solurilor caracterizate de rate de infiltrare ridicate și medii și de potenţial de scurgere mic din grupele A (9-16%) și B (43,8-54%) și o pondere ridicată a pădurilor (34-81%), care reduc semnificativ scurgerea datorită capacităţii mari de retenţie a apei, și scăzută a terenurilor arabile (5-23%) și a localităţilor (4-8%). Cele mai mari valori ale scurgerii se observă în subbazinele din partea de mijloc și inferioară a b.h. Bâc (51,8-59,4 mm): Durlești, Valea Bostancea, Valea Schinoasa, Ciocana, Valea Merenilor, Valea Cobuscăi, ceea ce se explică prin creșterea ponderii terenurilor arabile (8,7-66,5%), localităţilor (7,6-57,5%) și trecerea treptată la soluri cu rata de scurgere mai mare (solurile din grupa C ocupă ponderi de 28-71%). Scurgerea medie din cadrul celor 11 subbazine ale b.h. Botna este de 54,6 mm variind între 49,6 și 61,5 mm (77-85,2 mm în cazul solurilor umede și 20,4-30,3 mm în cazul solurilor uscate). Valorile maxime sunt estimate pentru subbazinul Copaneţu, iar minime pentru subbazinul Larga, diferenţierile fiind determinate de faptul că în primul predomină terenul arabil cu 80% și localităţile cu 11,5%, solurile fiind predominate de cele din grupa C cu o pondere de 90%, iar în al doilea ponderea arabilului este de 62,4%, a pajiștilor de 13,2%, a solurilor 59,5% - C și 34% B. Media scurgerii de viitură a celor 9 subbazine din b.h. Salcia Mare este de 47 mm variind între 43 și 56 mm, minima fiind estimată pentru Valea Cuciurgoaia (din partea de mijloc), iar maximele - pentru Salcia, Valea Hagichioiului, Valea Bisericuţei din partea inferioară a bazinului. Deosebirea între aceste bazine constă în faptul că în primul predomină soluri din grupa B și ponderea arabilului este de 55%, a viilor de 32%, iar în celelalte prevalează solurile din grupa C și acoperirea terenului este caracterizată, în special, de arabil cu o pondere de 66,5-78,7%, a viilor de 18,4-20,6%. În cadrul bazinului Lunga media scurgerii de viitură a celor 14 subbazine este de 56,4 mm, variind între 47,2 (Congaz Culaa) și 62,9 mm (Valea Carlâcului). Diferenţieri mari în acoperirea terenurilor între Congaz Culaa și Valea Carlâcului nu sunt, dar există la nivel de soluri, în cazul primului subbazin predomină cele din grupa C, iar în cazul celui de-al doilea - din grupa D. Pentru cazurile, când umiditatea solului va fi mare, valorile medii ale scurgerii de viitură a subbazinelor din cadrul b.h. Lunga vor fi cuprinse între 74,2 și 87,6 mm iar când solul va fi uscat, scurgerea de viitură formată din 100 mm precipitaţii se va diminua până la 18,5-31,6 mm.

Pentru aprecierea impactului modificărilor acoperirii terenurilor asupra scurgerii de viitură au fost analizate comparativ datele simulărilor pentru care au fost utilizate informaţiile diferenţiate ale acoperirii terenului din 1982 și 2013. La nivel local, se pot observa creșteri, dar și descreșteri semnificative, ale scurgerii de viitură cu -94-85,6 mm (-67-56,7 mm în cazul solurilor uscate, ±99 mm pentru soluri umede).



166


La nivel bazinal, nu se observă schimbări evidente ale scurgerilor de viitură între cele două perioade de timp. În toate cele 8 bazine hidrografice pilot scurgerea de viitură se modifică doar cu -1,9-1,2 mm. Diminuarea scurgerii de viitură cu 0,3, 0,7, 1,6, 1,7 mm este identificată în bazinele Cubolta, Botna, Răut (Bălţi), Căinari, unde descrește ponderea terenului arabil cu 3-12,3% și crește suprafaţa pășunilor și fâneţelor cu 4,5-10,8%, restul categoriilor de terenuri păstrându-și aproximativ aceeași pondere. Creșterea valorilor scurgerii de viitură este specifică pentru b.h. Bâc în cadrul căruia scad terenurile acoperite de culturi pomi-viticole cu 11,3%, cresc suprafeţele pădurilor și pășunilor cu 3,4% și 4,6% și a localităţilor cu 3,4%. La nivel de subbazine, cele mai mari schimbări ale scurgerilor de viitură, caracterizate de creșteri de până la 6,2 mm, pot fi observate pentru subbazinele Valea Bostancea, Valea Schinoasa, Durlești, Ciocana (b.h. Bâc), unde ponderea localităţilor a crescut până la 10%. Diminuarea scurgerii de viitură cu 2,5-4,3 mm este caracteristică pentru 8 subbazine: Frasin (b.h. Răut, Bălţi), Stanţionâi (b.h. Bălţata), Berezovca, Teleșeuca, Bolata (b.h. Căinari), Valea Roșcanei (b.h. Bâc), Valea Vraticului (b.h. Botna), Valea Cuciurgoaia (b.h. Salcia Mare). În subbazinul Frasin (b.h. Răut, Bălţi) diminuarea este condiţionată de reducerea suprafeţelor arabile de la 74,4 la 49,5%, și creșterea livezilor și pășunilor de la 4,3 la 23,9%, și, respectiv, de la 7,9 la 12,6%. Aceeași legitate se observă în bazinele Teleșeuca și Bolata (b.h. Căinari), unde se reduce arabilul cu 14%, și crește ponderea livezilor și pășunilor cu 4-6%, și, respectiv, 3-5%.

Figura 5. Modificarea scurgerii de viitură sub influenţa schimbării utilizării terenului, în condiţiile umidităţii medii (a) mici (b) și mari (c) a solului.

Descreșterea scurgerii de viitură din cadrul subbazinului Stanţionâi (b.h. Bălţata) este cauzată de diminuarea arabilului de la 70,6 la 47,2%, creșterea ponderii viilor cu 7,8%, a livezilor cu 7,5% și a pajiștilor cu 5,24%. Diminuarea scurgerii de viitură în subbazinul Valea Cuciurgoaia (b.h. Salcia Mare) se explică prin scăderea ponderii suprafeţelor ocupate de arabil cu 13%, și creșterea ponderii viilor cu 11%. Reducerea scurgerii de viitură în subbazinele Berezovca (b.h. Căinari), Valea Vraticului (b.h. Botna), Valea Roșcanei (b.h. Bâc) este influenţată de descreșterea ponderii arabilului cu 22-30% și creșterea pășunilor cu 14-21%, livezilor cu 3%. Pentru 5 subbazine scurgerea de viitură nu se modifică, iar pentru 51/34 se observă o scădere/creștere nesemnificativă.




167


Un impact mare asupra scurgerilor de viitură este cauzat de condiţiile antecedente de umiditate a solului. Astfel, diminuarea medie a scurgerii de viitură datorate solului uscat este de 45,4%, iar creșterea medie datorat solului umed poate fi de până la 47,5%, comparativ cu condiţiile de umiditate medie a solului (vezi Fig. 5).

ConcluziiCa urmare a analizei comparative a categoriilor acoperirii terenurilor din ultimii

30 ani, a fost evidenţiat faptul majorării ușoare a suprafeţelor ocupate de localităţi, pășuni, arbuști, păduri și o diminuare a celor pomi-viticole și arabile. În baza ponderii categoriilor predominante a terenurilor, cele 102 subbazine hidrografice studiate au fost clasificate în 12 tipuri, majoritatea din ele își menţin tipologia pe parcursul perioadei studiate. De asemenea, a fost calculat coeficientul de stabilitate ecologică a acestora, cea mai mare parte din subbazine fiind caracterizată de instabilitate ecologică avansată, însă se observă o îmbunătăţire a situaţiei ecologice pe fundalul modificărilor categoriilor de utilizare a terenurilor.

Acoperirea terenului influenţează semnificativ procesele scurgerii maxime. În baza aplicării modelului SCS-CN, a fost apreciat că stratul scurgerii de viitură este de două ori mai mic în subbazinele elementare cu predominarea terenurilor silvice în comparaţie cu cele unde ponderea maximă revine terenurilor urbanizate.

În rezultatul analizei impactului modificărilor în acoperirea terenului asupra scurgerii maxime a fost determinat că deosebiri esenţiale pe parcursul ultimilor 30 ani nu au fost observate la nivel de bazine medii, dar și mici, însă acestea sunt semnificative la nivel local. În pofida faptului că în anumite bazine hidrografice mici se observă schimbări destul de mari a ponderii diferitor categorii de terenuri scurgerea de viitură se schimbă neesenţial.

BibliografieBejan Iu1. . Utilizarea terenurilor în Republica Moldova. Chișinău:ASEM, 2010, 165 p.; Bilașco S.,2. Implementarea GIS în modelarea viiturilor pe versant. Cluj-Napoca: Casa

Cărţii de Știinţă, 2008, 212 p.;Determinarea caracteristicelor hidrologice pentru condiţiile Republici Moldova. 3.

Normativ în construcţii CP D.01.05-2012, ediţie oficială. Agenţia Construcţii şi Dezvoltarea teritoriului Republici Moldova, Chişinău, 2013, 155 p.;

Hărţi topografice 1:50000, 1982, 2013, harta texturii solului, 4. www.geoportal.md; (accesat 14.07.2016);

Instrucţiuni pentru calcului scurgerii maxime în bazinele mici. Bucureşti, I.N.M.H., 5. 1997, 39 p.;

Stematiu D., Drobot R.6. , Metodologia pentru determinarea bazinelor hidrografice cu caracter torenţial în care se află aşezări umane expuse pericolului viiturilor rapide, Bucureşti, UTCB, 2007, 29 p.;

Costache, R., Fontanine, I., Corodescu, E.7. , Assessment of surface runoff depth changes in Saratel River basin, Romania using GIS techniques //Cent. Eur. J. Geosci. 6 (3), 2014, p. 363-372;

Dawod, G. M., Mirza, M. N., Al-Ghamdi, K. A., 8. Assessment of several flood estimation methodologies in Makkah metropolitan area, Saudi Arabia //Arabian Journal of Geoscience, 6(3), 2013, p. 985-993;

Jeleapov A. 9. Assessment of flood runoff changes under land cover impact using SCS-CN model and GIS techniques. Case study: the Byc river basin, Moldova. //Geographia Napocensis, X, nr. 2, Cluj-Napoca, 2016, p. 101-108;



168


Landsat MSS, L8, USGS, https://earthexplorer.usgs.gov/ (accesat 12.02.2015);10. Montanari A., Young G., Savenije H.H.G., Hughes D., Wagener T., Ren L.L., 11.

Koutsoyiannis D., Cudennec C., Toth E., Grimaldi S., Blöschl G., Sivapalan M., Beven K., Gupta H., Hipsey M., Schaefli B., Arheimer B., Boegh E., Schymanski S.J., Di Baldassarre G., Yu B., Hubert P., Huang Y., Schumann A., Post D.A., Srinivasan V., Harman C., Thompson S., Rogger M., Viglione A., Mcmillan H., Characklis G., Pang Z. Belyaev V. “PantaRhei-Everything Flows”: Change in hydrology and society - The IAHS Scientific Decade 2013–2022 //Hydrological Sciences Journal, 58 (6), 2013, p. 1256–1275;

Ponce, V. M., Hawkins, R. H., 12. Runoff curve number: has it reached maturity //Journal of Hydrologic Engineering, 1(1), 1996, p. 11-19;

Soil Conservation Service (SCS): Hydrology, National Engineering Handbook, 13. Supplement A, Sect. 4, Chapt. 10, Soil Conservation Service, Washington D.C, USDA, 1956, 70 p.;

Soil Conservation Service (SCS): National Engineering Handbook, Supplement A, 14. Sect. 4, Hydrology, Chapt. 10, Estimation of direct runoff from storm rainfall. Washington, D.C., USDA, 1972, 77 p;

SMALL RIVER BASIN. PHYSIOGRAPHICAL FEATURES AND WATER DISCHARGE CHARACTER

Sirodoev Ghennadi1, Corobov Roman2, Canţir Angela1, Sirodoev Igor3, Cazac Valeriu4

1 Institute of Ecology and Geography, Academy of Sciences of Moldova2 Independent expert, Moldova; 3 Ovidius University of Constanta, Rumania;

4 State hidrometeorological ServiceÎn articolul dat sunt prezentate date privind caracteristicile fizico-geografice și regimul scurgerii, de exemplu, r. Bălţata. Sunt expuse tendinţele de reducere a caracterului scurgerii râului în diferite perioade ale anului și sunt descrise tendinţele dependenţei dintre volumul debitului și schimbările climatice. Cuvinte cheie: râuri mici, scurgerea râului, schimbarea climei, modelul regresional. Depus la redacţie: august 2017.---------------------------------------------------------------------------------------------------------Adresa pentru corespondenţă: Sîrodoev Ghennadi, Institutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Știinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD 2028, Chişinău, Republica Moldova; e-mail: [email protected]; tel. (+373 022) 739248.

IntroductionDeficit of fresh water is being increasingly experiencing by human society year

by year due to climate change impact. Mean global air temperature has been growing steadily since 1750, the year representing the conventionally agreed beginning of the Industrial Age [3]. Although climate change impact on individual river basin is relatively uncertain so far, its main directions have been determined quite well. Among such directions [1] one should mention:

decreasing runoff and water accessibility due to rising temperature, growing •evaporation, as well as because of changes in occurrence and quantity of precipitation;increasing frequency and intensity of extreme weather events;•




169


rising temperature can also negatively impact on biodiversity of rivers and lakes.•In order to fully understand local and regional consequences of climate change and,

based on the accumulated knowledge, to develop adequate response to problems and challenges of small rivers, we have carried out research in Baltata River Basin.

Results and discussionBaltata River is one of Dniester River’s right tributaries; it is included among

the numerous group of Moldova’s small rivers. Basin’s area is 153.9 sq.km, the longest distance from north-west to south-east is 27.47 km long, its width is 7,74 km. It neighbors Ichel River Basin to the north-west, Bic River Basin to the south, and other small rivers, Dniester’s tributaries, to the north and east (Figure 1).

Major part of the basin’s territory is located within the steppe zone; minor part to the north-west belongs to the forest-steppe zone. Landforms are dominated by those characteristic to flatlands. In the lower course it is represented by lowlands; while in the upper course highland forms dominate. Absolute altitude varies between 16 and 219 m above the sea level, with an average of 120 m. Slope angle varies between almost horizontal to quite steep slopes (about 17°), with an average of 4°28′. Slope angles between 2° and 5° are the most frequently met, while sub-horizontal surfaces compose less than 0.1% of the basin’s territory. Western slope aspect is more dominant (30%) than eastern and southern (both 26%) ones, while northern and north-eastern aspects are even less frequent (18%).

Regular instrumental measures of water discharge have been operated at the hydrological station close to Baltata village between 1954 and 2012, with two pauses in 1958-1960 and 1978-1983.

For the analysis of the river water discharge there were chosen two approximatively equal periods at the beginning and at the end of the period of available observations: 1961-1976 (1st) and 1996-2012 (2nd). Such an approach has allowed us to compare changes in the total water discharge as well as in its annual variations and trends of change, which took place in the period under consideration. Herewith, one must consider that Baltata hydrological station is located in the middle course and, therefore, the results shown here refer to the discharge being formed upstream.

On the other hand, due to the fact that this part of the river catchment is the least exposed to human activities (e.g. there are no in-stream man-made reservoirs), one can suppose that the observed changes in water discharge are mainly caused by changes in regional climate. Thus, comparison of seasonal and annual water discharge

in the two considered periods (Table 1) highlights its diminishing in all the seasons, except autumn, when higher values are registered [2, 4-7]. Particularly, spring water discharge has diminished at the beginning of the century by more than 40% comparing to 1970s; similarly, winter and summer digits have felt by 15-20%. As a result, annual indicators for Baltata River water discharge have diminished by 1/5.


Figure 1. Location of Baltata River Basin.


170


The highest monthly water discharge has been registered in March and February, outstanding in the 1st period of observations (Figure 2). In the same period, the second peak of water discharge has been observed in June-July. However, in the last years, river water discharge registered in February and March has significantly felt down, as well as the summer maximum. At the same time, against a background of equalization of mean monthly dicits, share of the autumn discharge has increased.

Table 1. Baltata River water discharge in the two periods of observations.

SeasonPeriods of observation Change in water discharge

1961-1976 1996-2012 Abs., l/sec Rel., %Winter 49.0 41.7 -7.3 -15.0Spring 77.9 46.4 -31.5 -40.4

Summer 49.3 38.7 -10.6 -21.4Autumn 35.6 41.8 6.2 17.4Annual 53.0 42.2 -10.8 -20.5

Inter-annual variability and multi-annual trends in water discharge can be observed on the Figure 3. As one can see, in some seasons directions of change in water discharge, outlined in the second half of the past century, have been kept until present day, while in other seasons those trends have changed their sign.

Figure 2. Monthly figures of Baltata River water discharge in the two periods of observations.

Particularly, decreasing water discharge in the winter-spring period is still continuing, while previously registered growth in discharge in the summer and autumn periods has turned to decreasing trend at the beginning of the second period 1996-2012. This diminishing of water discharge has caused a drop in its annual figure by 3.5 l/sec. We suppose that the mentioned changes are caused by changes in temperature and humidity in the area.

In order to check this hypothesis, we made a regression analysis of annual water discharge vs. air temperature and precipitations (Figure 4, Table 2). Mean maximal and minimal figures of air temperature, as well as monthly amount of precipitation for the analyzed years, necessary for modelling, are registered at the nearest Baltata weather station.




171


Figure 3. Hydrographs and trends of Baltata River water discharge in the two periods of observations, l/sec. Note: Slope coefficients of the trend lines reflect mean annual change of water discharge in the analyzed period; x is consecutive number of the year in the series of observations.

As one could expect, there is an inversely correlated relationship between air temperature and annual water discharge in Baltata River, i.e. than higher the temperature, the lower the discharge. It is explained by the fact that temperature rise causes increase in evaporation from the earth surface and, as a consequence, lowering the share of precipitation, which reaches the river stream. Although this relationship is quite moderate (coefficient of the simple paired correlation r = 0.332 (Table 2)), it is statistically significant at the 90% confidence level (p-value = 0.07). Judging by the value of regression coefficient we can conclude that a 1°С increase in mean annual air temperature would cause a diminishing of annual water discharge by 0.6 m3/sec.

The opposite dependence is observed in the case of precipitation: increase of snow- and rainfalls causes natural growing of water discharge. Particularly, rise of annual precipitation sums by 10 mm would be responsible for growth of water discharge by about 0.3 m3/sec. Thus, direct impact of precipitation is responsible for the 30% of river water discharge. However, the observed positive relationship is very weak (r = 0.14) and statistically insignificant (p-value = 0.45).



172


Figure 4. Graphs of simple linear regression of Baltata River annual water discharge vs. mean annual air temperature and precipitation.

Table 2. Parameters of linear regression models of Baltata River annual water discharge (Q, m3/sec) vs. mean annual temperature (T) and precipitation (P)

Linear regression type Air temperature Precipitation sums

Simple Q = 1,196 – 0,061T; r = -0,332; p = 0,068

Q = 0,424 + 0,294*10-3P; r = 0,140; p = 0,452

Multiple Q = 1,063 – 0,059T + 0,208*10-3P; R = 3,465; p = 0,167

Conclusion1. The water discharge in the winter-spring period is still continuing, while

previously registered growth in discharge in the summer and autumn periods has turned to decreasing trend at the beginning of the second period 1996-2012.

2.There is an inversely correlated relationship between air temperature and annual water discharge in Baltata River, i.e. than higher the temperature, the lower the water discharge.

3. The impact direct of precipitation is responsible for the 30% of river water discharge. However, the observed positive relationship is very weak and statistically insignificant.

Bibliography1. Arnell, N.W., J.A. Lowe, S. Brown, S.N. Gosling, P. Gottschalk, J. Hinkel, B. Lloyd-Hughes, R.J.

Nicholls, T.J. Osborn, T.M. Osborne, G.A. Rose, P. Smith, and R.F. Warren, 2013: A global assessment of the effects of climate policy on the impacts of climate change. //Nature Climate Change, 3(5), 512-519.

2. Cazac V., Mihailescu C., Bejenaru G. Gîlcă G. Resursele acvatice ale Republicii Moldova. Vol. 1: Apele de suprafaţa. Ch.: Î.E.P. Ştiinţa, 2007. 248 p.

3. Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation. [Field, C.B., V. Barros, T.F. Stocker, D. Qin, D.J. Dokken, K.L. Ebi, M.D. Mastrandrea, K.J. Mach, G.-K. Plattner, S.K. Allen, M. Tignor, and P.M. Midgley (eds.)]. //A Special Report of Working Groups I and II of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC 2012). Cambridge University Press, Cambridge, UK, and New York, NY, USA, 2012. 582 p

4. Государственный водный кадастр. Основные гидрологические характеристики. Т.6, вып.1. Л: Гидрометеоиздат, 1980. 652 с.

5. Государственный водный кадастр. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Том IX, молдавская ССР. Л: Гидрометеоиздат, 1986. 181 с.

6. Казак В.Я., Лалыкин Н.В. Гидрологические характеристики малых рек Молдовы и их антропогенные изменения, Кишинев, 2005. 208 с.

7. Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики. Т. 6, вып. 1. Л: Гидрометеоиздат, 1976. 623 с.




173


IMPACTUL AGENŢILOR ACTIVI DE SUPRAFAŢĂ ASUPRA MEDIULUI ŞI AJUSTAREA LEGISLAŢIEI NAŢIONALE LA

CERINŢELE UESandu Maria

Institutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei

Rezumat.Agenţii de suprafaţă (anionici, cationici, neionici, amfoteri) sunt folosiţi larg în diferite domenii şi pătrund în mediul înconjurător. Mulţi surfactanţi nu sunt biodegradabili, manifestând toxicitate acută asupra peştilor, crustaceelor, algelor şi bacteriilor, dar nu toţi sunt incluşi în normativele naţionale pentru monitorizare în apele naturale şi cele uzate, rămânând fără evaluare a impactului asupra mediului. În acest context se propune ajustarea legislaţiei naţionale la condiţiile Regulamentului nr. 648/2004 al Parlamentului European şi al Consiliului (CE) din 31 martie 2004 privind detergenţii. Cuvinte - cheie: detergenţi - agenţi de suprafaţă – monitorizare - apele naturale şi uzate – legislaţia naţională. Depus la redacţie 14 august 2017--------------------------------------------------------------------------------------------------------- Adresa pentru corespondenţă: Sandu Maria, Institutul de Ecologie şi Geografie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica Moldova, e-mail: [email protected], tel. (+373 22) 72 55 42

IntroducereAgenţii activi de suprafaţă (agenţii tensioactivi, surfactanţii) sunt componente ale

detergenţilor, care larg sunt utilizaţi atât în industrie cât şi în scop menajer, pătrund în reţeaua de canalizare a localităţilor, afectând buna funcţionare a staţiilor de epurare a apelor uzate, sau în mediul înconjurător, provocând poluarea apelor de suprafaţă, a solului, etc., care în apă nu suferă modificări structurale, păstrându-şi proprietăţile superficiale şi toxicitatea [2].

Detergenţii folosiţi în diferite domenii au atras atenţia comunităţii ştiinţifice din cauza poluării mediului înconjurător, îndeosebi cu surfactanţi, care nu se înlătură eficient prin procesele de tratare a apei uzate, dar şi nu sunt frecvent monitorizaţi din cauza lipsei de reglementare. Prin urmare, impactul acestor compuşi asupra mediului trebuie evaluat în baza unor date fiabile în diferite domenii, inclusiv toxicitate, biodegrabilitate, etc.[14].

După natura grupei hidrofile agenţii de suprafaţă sunt anionici (săruri de natriu ale: sulfaţilor acizi de alchil, acidului alchil sulfonic sau alchil-aril sulfonic) ce au proprietăţi de curăţire bune, dar nu sunt biodegradabili; cationici (au grupare cuaternară de amoniu pe o catenă alcanică, cu radicali alchil), fiind dezinfectanţi puternici şi nebiodegradabili; neionici (catenă liniară de tip alchilic cu o grupare polară grupa etoxi şi alta hidroxil terminală) şi sunt folosiţi în spălătorii şi în cosmetică, fiind biodegradabili; amfoteri (ionizare negativă sau pozitivă, în funcţie de pH-ul apei), ce sunt folosiţi pentru igiena personală şi în curăţenia casei.

Descrierea agenţilor tensioactivi şi utilizării lor există în diferite publicaţii, inclusiv ca agenţi de spălare/curăţare şi pentru înlăturarea produselor petroliere, a uleiului, etc. din solul contaminat. Cu toate acestea mulţi compuşi din detergenţii, implicaţi în



174


procesul de curăţare, nu sunt monitorizaţi şi rămân fără evaluare a impactului asupra mediului [13, 22, 30].

Obiectivul prezentului material prevede studiul privind impactul agenţilor de suprafaţă asupra stării apelor naturale şi propunerea de ajustare a legislaţiei Republicii Moldova la Regulamentul nr. 648/2004 al Parlamentului European şi al Consiliului din 31 martie 2004 privind detergenţii [21].

Materiale şi metodeStudiul include sinteza informaţiei privitor la utilizarea şi impactul agenţilor de

suprafaţă (AS) asupra stării apelor naturale. Fiind evidenţiaţi ca poluanţi ai apelor naturale şi reziduale, dar în marea majoritate ne fiind incluşi în legislaţia naţională pentru a fi monitorizaţi, în material se propun normativele Republicii Moldova ce necesită a fi ajustate la Regulamentul (CE) nr. 648/2004 al Parlamentului European şi al Consiliului din 31 martie 2004 privind detergenţii [21].

Rezultate şi discuţii Cel mai des utilizaţi agenţi de suprafaţă anionici sunt sărurile de sodiu

ale acizilor alchilsulfonici: CH3-(CH2)n-SO3-Na+; ale sulfaţilor acizi de alchil:

CH3-(CH2)n-SO3-Na+ şi ale acizilor alchil-aril-sulfonici: CnH2n+1-C6H4-SO3

-Na+. Agenţii de suprafaţă cationici conţin o grupă cuaternară de amoniu cu formula generală R - N + R’3 X -, unde R este un radical alchil superior, iar R’ este un radical alchil inferior. Exemplu, clorura de trietil-octadecilamoniu: CH3-(CH2)17-N

+(C2H5)3Cl-.[30].Unii detergenţi conţin câţiva agenţi de suprafaţă de diferită natură pentru a

îmbunătăţi proprietăţile de curăţare. Conform rapoartelor CESIO (European Committee of Surfactants and their Organic Intermediates), jumătate din consumul de detergenţi se utilizează în aplicaţii casnice, iar altă jumătate în industrii (cosmetică, prelucrarea metalelor, fabricarea hârtiei, pielăriei, etc). În a. 2008, s-a estimat că în Europa de Est s-au folosit anual mai mult de 4,2 milioane tone de detergenţi şi 1,2 milioane tone de balsamuri, în creştere faţă de anul 2006 [13], producţia globală anuală a agenţilor activi de suprafaţă fiind de cca 13 mln tone, iar 65% constituie agenţi tensioactivi anionici, locurile doi şi trei în producţia globală corespund compuşilor neionici şi respectiv cationici [20].

Astfel în anii 1990-2010 în apele uzate internaţionale au fost identificate concentraţii ale agenţilor de suprafaţă anionici de 0,33- 9,45 mg/L, neionici de 0,005 – 0,395 mg/L, cationici de 0,0001–0,325 mg/L (şi chiar 6,0 mg/L în apele uzate provenite de la spitale) [1, 7, 13, 19].

În apele de suprafaţă prin diferite studii s-au depistat concentraţii de agenţi tensioactivi anionici în intervalul <0,004 – 0,081 mg/L, neionici <0,00002 -0,031 mg/L, cationici <0,0001 – 0,034 mg/L [15, 16, 28], iar în apele uzate din diferite zone geografice au fost determinate concentraţii ale detergenţilor cationici de 0,1-325 mg/L, în apele uzate provenite de la spitale fiind depistate chiar 6000 mg/L [1, 7, 13].

Conform studiului Gheorghe Ştefania, etc. [6], în România, în ultimii 10 ani, concentraţia agenţilor de suprafaţă în apele uzate şi de suprafaţă a fost pentru cei anionici de 0,3-9 mg/L, neionici de 0,05 - 4 mg/ L şi cationici de 0,03 – 0,35 mg/L.

La nivelul Uniunii Europene a fost adoptat în a. 2004 Regulamentul 648/2004 privind detergenţii, care include noţiunea de „agent tensioactiv” în pct. 6: „Agentul




175


tensioactiv, surfactantul” înseamnă orice substanţă organică şi/sau amestec organic utilizat în detergenţi, care are proprietăţi tensioactive şi care conţine una sau mai multe grupe hidrofile şi una sau mai multe grupe hidrofobe de natură şi dimensiuni, care să facă posibile reducerea tensiunii superficiale a apei şi formarea unor monostraturi întinse sau adsorbite la interfaţa apă-aer, precum şi formarea de emulsii şi/sau microemulsii şi/sau micele şi adsorbţia la interfeţele apă-solid. Regulamentul prevede şi necesitatea de a testa agenţii de suprafaţă, deoarece atât surfactanţii cationici cât şi cei amfoterici au toxicitate acută (clasificaţi în clasele de toxicitate „TOXIC” sau „MODERAT TOXIC”) asupra peştilor, crustaceelor, algelor şi bacteriilor [21].

Influenţa agenţilor de suprafaţă este multiplă şi complexă, manifestându-se, îndeosebi, asupra aspectului şi proprietăţilor fizico-chimice ale apei, faunei şi florei. Concentraţiile de 0,5 mg/L pot produce spume stabile, iar formarea spumelor şi cantitatea lor este condiţionată de concentraţia agentului, pH-ul şi temperatura apei, de viscozitate şi prezenţa anumitor substanţe organice şi anorganice în ea (proteine, ioni Ca2+ şi Mg2+) [30].

Cercetarea realizată (modelări de laborator) în cadrul Institutului de Ecologie şi Geografie al AŞM de asemenea demonstrează impactul surfactanţilor cationici şi a celor anionici asupra capacităţii de autoepurare şi a procesului de nitrificare a ionilor de amoniu în apele de suprafaţă din Republica Moldova [18, 23, 26].

Rezultatele obţinute în proiectul aplicativ 15.817.02.21A („Evaluarea integrată a impactului antropic asupra ecosistemelor reprezentative în scopul conservării şi extinderii Ariilor Naturale Protejate de Stat în contextul cerinţelor Directivelor UE”, a. 2015) denotă că etapa nitrificării NH4

+ → NO2- în apa r. Prut şi lacului Beleu în

prezenţa agenţilor de suprafaţă anionici (ASAn) durează de la 9 (r. Prut) la 13 zile (lacul Beleu).

Figura 1. Dinamica etapelor NH4+ → NO2

- (a) şi NO2- → NO3

- (b) în procesul de ni-trificare a apei de suprafaţă din r. Prut, s. Văleni şi lacul Beleu, s. Slobozia Mare. 1. r. Prut, s. Văleni; 2. r. Prut, s. Văleni + 0,5 mg/L ASAn; 3. lacul Beleu, s. Slobozia Mare + 0,5 mg/L ASAn; 4. lacul Beleu, s. Slobozia Mare; 5. lacul Beleu, s. Slobozia Mare + 0,5 mg/L ASCt.

Prezenţa agenţilor de suprafaţă cationici (ASCt) stagnează nitrificarea în apa lacului Beleu, unde în 23 de zile s-a oxidat doar 33% din ionii de amoniu (fig. 1, a). Oxidarea ionilor NO2

- până la NO3- durează de la 11 la 15 zile în apa r. Prut (în lipsa şi prezenţa



176


ASAn), în cea din lacul Beleu în lipsa şi prezenţa ASAn procesul durează cca 21 de zile, iar în apa din lacul Beleu (s. Slobozia Mare), ce conţine 2 mg/L NH4

+ şi ASCt 0,5 mg/L, în 23 de zile au apărut doar urme (0,18 mg/L) de nitriţi (fig. 1, b), cea ce confirmă impactul ASCt asupra procesului de nitrificare.

Aceeaşi influenţă a surfactanţilor cationici s-a evidenţiat şi în procesul de oxidare a ionilor de amoniu experimentat pe apa fl. Nistru, Vadul lui Vodă, deja la concentraţia de 0,01 mg/L [24].

O importanţă deosebită pentru protecţia mediului o are biodegradabilitatea în procesul de autoepurare. S-a evidenţiat o biodegrabilitate nesemnificativă în cazul AS cationici quaternizaţi, atât în condiţii de aerobe (cca 5%) cât şi în lipsa oxigenului (24%), iar în cazul alchil betainelor în condiţii anaerobe este de la 0 la cca 60% [12, 25, 29].

Studiul prin oxidarea fotocatalitică a amestecului de surfactanţi anionici, cationici şi neionogeni în prezenţa coloranţilor direcţi şi activi (potenţiali poluanţi în apele uzate din industria de textile), denotă, că moleculele de surfactanţi degradează mai greu decât moleculele de colorant [17], deci rămân după tratare în apele uzate.

Efectul toxic acut al surfactanţilor cationici asupra algelor variază la concentraţii de 0,03-11 mg/L, cu valori de concentraţie fără efect observabil în intervalul 0,12-1,8 mg/L, în timp ce pentru surfactanţii amfoterici prezintă valori cuprinse în intervalul 0,09 – 3,2 mg/L. Surfactanţii cationici quaternari inhibă drastic respiraţia bacteriană în testele de toxicitate acută desfăşurate pe bacterii la concentraţii cu efect (CE50) în intervalul 0,15 – 6,9 mg/L, pe când esterquaţii prezintă valori CE50 >130 mg/L [6].

Fiind eminentă influenţa şi a substanţelor tensioactive cationice asupra proceselor, ce au loc în apele naturale (de ex., nitrificarea ionilor de amoniu), aceste substanţe însă nu sunt incluse în lista celor obligatorii la monitorizarea calităţii apelor naturale şi componenţei celor reziduale. Mai mult ca atât ASCt pot frâna procesul de epurare biologic al apelor uzate menajere şi industriale, deci necesită a fi monitorizaţi şi în apele reziduale.

În acest context substanţele tensioactive (anionice, cationice, neionice, amfotere) necesită a fi incluse în documentele normative naţionale privind calitatea apelor naturale [10], condiţiile la deversare a apelor uzate[9], privind monitorizarea şi evidenţa sistematică a stării apelor de suprafaţă şi a apelor subterane [8].

Mai mult ca atât, în tabelul 2 „Parametrii fizico-chimici monitorizaţi şi metodele de analiză” din Regulamentul privind monitorizarea şi evidenţa sistematică a stării apelor de suprafaţă şi a apelor subterane [8], nu este menţionată monitorizarea şi metoda de determinare a agenţilor de suprafaţă: anionici, cationici, amfoteri şi neionici. Astfel este necesară completarea Regulamentului privind monitorizarea şi evidenţa sistematică a stării apelor de suprafaţă şi a apelor subterane cu includerea metodelor de analiză a tuturor tipurilor de agenţi tensioactivi, îndeosebi pentru cazuri de poluare excepţională.

Pentru determinarea agenţilor de suprafaţă anionici în ape este valabilă metoda conform SM SR EN 903:2012. Calitatea apei. Determinarea agenţilor de suprafaţă anionici prin măsurarea indicelui de albastru de metilen MBAS [4].

Determinarea surfactanţilor neionici poate fi efectuată în conformitate cu procedeul de analiză a substanţei active la bismut (BiAS) din Regulamentul nr. 648/2004 din 31 martie 2004 privind detergenţii [11, 21].




177


În testele de determinare a surfactanţilor cationici poate fi folosită metoda de analiză cu albastru de disulfoniu (DBAS), conform celei utilizate în Republica Federală Germania (1989) DIN 38 409 – Ausgabe: 1989-07 [27].

Pentru determinarea surfactanţilor amfoteri a fost elaborată şi propusă de Boiteux, J.P. (1984) metoda cu Orange II [3].

Procedeul de studiu al biodegrabilităţii surfactanţilor cationici şi amfoterici este realizat de Comber S. D. W. (2000) [5].

ConcluziiInfluenţa agenţilor de suprafaţă este multiplă şi complexă, manifestându-se, •îndeosebi, asupra aspectului şi proprietăţilor fizico-chimice ale apei, faunei şi florei.O importanţă deosebită pentru protecţia mediului o are biodegradabilitatea în •procesul de autoepurare, fiind evidenţiată o biodegrabilitate nesemnificativă în cazul agenţilor de suprafaţă cationici de cca 5-24%, iar în cazul alchil betainelor în condiţii anaerobe este de la 0 la cca 60%. Efectul toxic acut al surfactanţilor cationici asupra algelor variază la concentraţii de •0,03-11 mg/L, pentru surfactanţii amfoterici prezintă valori de 0,09 – 3,2 mg/L. Rezultatele cercetărilor confirmă şi impactul ASCt asupra procesului de oxidare •biochimică a ionilor de amoniu (nitrificare), ceea ce se poate răsfrânge asupra procesului de epurare biologică a apelor uzate menajere şi industriale. Substanţele tensioactive (anionice, cationice, neionice, amfotere) necesită a •fi incluse în documentele normative naţionale privind calitatea apelor naturale, condiţiile la deversare a apelor uzate, monitorizarea şi evidenţa sistematică a stării apelor de suprafaţă şi a apelor subterane. Este necesară completarea Regulamentului privind monitorizarea şi evidenţa •sistematică a stării apelor de suprafaţă şi a apelor subterane cu includerea metodelor de analiză a tuturor tipurilor de agenţi tensioactivi, îndeosebi pentru cazuri de poluare excepţională.

BibliografieBerger H.1. Environmentally compatible surfactants for the cosmetic industry, presented

at the SCS Symposium. Bristol 7–8 April 1997. //International Journal of Cosmetic Science 1997, no. 19, p. 227–237.

Berth P., Schwuger M.J.2. Chemical aspects of washing and cleaning. //Tenside Surfactants Detergents, 1979, nr. 16(4), p. 175-184.

Boiteux, J.P.3. Dosage colorimetrique d’agents de surface amphoteres et etude du compartement d’une alkyl amido betaine en milieu naturel. //La Revista italiana delle sostenze grasse. 1984, vol. LXI, p. 491-495.

Catalogul standardelor naţionale ale Republicii Moldova [în 2 vol.]. //Publicaţie oficială. 4. Chişinău, 2014. Vol. 1, 920 p.

Comber S. D. W., Painter H., Reynolds P.5. European Union. Cationic and amphoteric surfactant. Primary biodegradability ring test. //ETD/98/502063; WRc Ref: CO 4909. June 2000.

Gheorghe Ştefania, Irina Lucaciu, Grumaz Rozalia, Stoica Cătălina.6. Acute toxicity assessment of several cationic and amphoteric surfactants on aquatic organisms. //Journal of Environmental Protection and Ecology, 2012, vol.13, no.2, p. 541-553.

HERA, Esterquats Environmental Risk Assessement Report. //2008, ed. 1, 42 p. 7. HG nr. 932 din 20.11.2013 pentru aprobarea Regulamentului privind monitorizarea şi 8.



178


evidenţa sistematică a stării apelor de suprafaţă şi a apelor subterane. //MO nr. 276-280 din 29.11.2013, art. nr. 1038.

HG nr9. . 950 din 25.11.2013 pentru aprobarea Regulamentului privind cerinţele de colectare, epurare şi deversare a apelor uzate în sistemul de canalizare şi/sau în emisaruri de apă pentru localităţile urbane şi rurale. //MO nr. 284-289 din 06.12.2013, art. nr. 1061.

HG Nr. 890 din 12.11.2013 pentru aprobarea Regulamentului cu privire la cerinţele de 10. calitate a mediului pentru apele de suprafaţă. //MO din 22.11.2013, nr. 262-267, art. nr. 1006.

ISO 7875/2 (1984). International Organisation for Standardization. Determination 11. of Surfactants. Part 2 - determination of the non-ionic surfactants by using the Dragendorff reagent.

Ivan (Gheorghe) Ştefania.12. Determinarea ecotoxicităţii agenţilor de suprafaţă cationici şi amfoterici şi evaluarea riscului generat asupra mediului acvatic. //Rezumat. Teză de doctorat. Univ. Bucureşti. Bucureşti, 2012, 40 p.

Ivankovic T., Hrenovic J.13. Surfactants in the Environment. //Arh. Hig. Rada Toksicol, 2010, no. 61(1), p. 95-110.

José L. Tadeo, Consuelo Sánchez-Brunete,14. Beatriz Albero, Ana Garcia-Valcarcel, Roza Perez. Analysis of emerging organic contaminants in environmental solid samples. //Cent. Eur. J. Chem., 2012, no.10(3), p. 480-520.

Kazuaki Miura, Naohiro Nishiyama, Akiko Yamamoto.15. Aquatic environmental monitoring of detergent surfactants. //Jurnal of Oleo Science, 2008, vol. 57, no. 3, p. 161-170.

Kees van Leeuwen, Carla Roghair, Ton de Nijs, Jodi de Greef. 16. Ecotoxicological risk evaluation of the cationic fabric softener DTDMAC. III. Risk assessment. //Chemosphere, 1992, vol. 24, no. 5, p. 629-639.

Matveevici Vera, Gonţa Maria, Duca Gheorghe, Mocanu Larisa17. . Diminuarea concentraţiei amestecului de coloranţi şi surfactanţi în soluţiile model la oxidarea lor catalitică şi fotocatalitică cu peroxidul de hidrogen. //Studia Universitatis Moldaviae. Seria “Ştiinţe reale şi ale naturii”. Chimie. 2013, nr.1(61), p. 143-153.

Mosanu E., Spataru P., Lupascu T., Sandu, M., Goreacioc T., Tarita A. 18. The evolution of biochemical oxidation of ammonia ions in small rivers water. //Chemistry Journal of Moldova. General. 2010, nr. 5(1), p. 78-83.

NICNAS (National Industrial Chemicals Notification and Assessment Scheme). Full 19. public report. //Stepantex Esterquat, 28.01.2003 (www.nicnas.gov.aus).

Olkowska E., Ruman M., Kowalska A., Polkowska Ż.20. Determination of surfactants in environmental samples. Part II. Anionic compounds. //Ecological Chemistry and Engineering S. 2013, vol. 20, no. 2, p. 331–342.

Regulamentul (CE) nr. 648/2004 al Parlamentului European şi al Consiliului din 31 21. martie 2004 privind detergenţii (Text cu relevanţă pentru SEE).

Rosen M.J., Kunjappu J.T.22. Surfactants and Interfacial Phenomena. Third edition. //New York, 2004, 455 p.

Sandu M., Spataru P., Mosanu E.23. Impact of surface active-substances on the natural waters self-purification. //Mater. Simpozion Internaţional „Mediul şi Industria - SIMI 2009”, Bucureşti, 2009, p. 177.

Sandu M., Spataru P., Negru M., Mosanu E., Draguţan D., Goreacioc T.24. Dinamica procesului de nitrificare in prezenta substanţelor tensioactive cationice. //Mater. Simp. Internat. „Mediul şi Industria”, Bucureşti, 25 –27 octombrie 2007. p. 105.

Scott M. J. and Jones M. N.25. The biodegradation of surfactants in the environment. // Biochimica et Biophysica Acta, 2000, vol. 1508, no. 1-2, p. 235–251.

Spătaru Petru, Sandu Maria, Tărîţă Anatol, Lupaşcu Tudor, etc.26. Impactul substanţelor tensioactive asupra oxidării biochimice a ionilor amoniului în apele naturale. //Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii, 2011, nr. 2(314), p. 178-184.

Ecologia şi Geografia Abstracts



179


The method for the determination of cationic surfactants with the disulphine blue 27. method (DBAS). //Standards: T 73-280 and DIN 38 409 Teil 20 HMSO (1981).

Torben Madsen, Helle Buchardt Boyd, etc.28. Detergent Products Environmental Project, Environmental and Health Assessment of Substances in Household Detergents and Cosmetic. //2001, Project nr. 615, 240 p.

Ying G.-G.29. Fate, behavior and effects of surfactants and their degradation products in the environment. //Environment International, 2006, vol. 32, no. 3, p. 417–431.

Абрамзон А. А.30. Поверхностно-активные вещества. Свойства и применение, 2-е изд. //Л., Химия, 1981, 304 с.

ABSTRACTS

UDC: 613.86: 616.89PSYCHE. MENTAL HEALTH. MENTAL DISORDERS. PHENOMENOLOGY

OF THEIR EXTERIORIZATION. I. ANALYSIS OF MODERN VIEWS ON PSYCHE, ON MENTAL HEALTH AND ON ONTOGENETIC DISORDERS OF MENTAL HEALTH AND THEIR NEW CONCEPTIONS FROM THE POSITION OF PSYCHOSANOCREATOLOGY. (The first part of the lecture at the plenary session at the thirteenth international interdisciplinary congress «Neuroscience for Medicine and Psychology»). Furdui Teodor I., Ciochină Valentina Ch., Furdui Vlada T., Glijin Aliona G, Vrabie Valeria G., Berezovschaia Elena S. //Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2(332), p. 7-19.

Solution of the tasks of psychosanocreatology concerning the directed formation and maintenance of mental health is possible only on the basis of the fundamental phenomena of psychology – psyche, mental health and ontogenetic mental disorders, which involves the analysis of modern systems of views, their essence and development mechanisms, from the perspective of their possible use in psychosanocreatology. This analysis is briefly presented in the lecture.

The report examines the main ideas about these phenomena, the reasons of their inability to be used by specialists in their practical activities, in particular, in psychosanocreatology.

The scientific prerequisites and specific principles of psychosanocreatology are expounded. They formed the basis for the development of new conceptions on these psychic phenomena, their components, factors and mechanisms for their formation and maintenance. And these new conceptions reveal the ways of directed creation and preservation of mental health.

19 references, 3 figures.Key words: psychosanocreatology, psyche, mental health, ontogenetic disorders of mental

health, sanocreatology, conceptions.Received July 11, 2017

УДК: 613.86 : 159.913THE ROLE OF BEHAVIOR, EMOTIONS AND COMMUNICATION IN

DEVELOPMENT OF MENTAL DISORDERS. THEIR PHENOMENOLOGY. (Report at the meeting of the section «Sanocreatology, formation and maintenance of Mental Health» of the thirteenth international interdisciplinary congress «Neuroscience for Medicine and Psychology»). Furdui Teodor T., Ciochină Valentina Ch., Glijin Aliona G., Furdui Vlada T., Vrabie Valeria G., Berezovschaia Elena S., Gheorghiu Zinaida B., Jitari Iurii N. //Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2(332), p.19-29.

The report considers two problems that are of great importance for psychosanocreatology, psychiatry and psychology: the problem of ontogenetic mental disorders and the role of

Ecologia şi Geografia Abstracts


180


behavior, emotions and communication in their manifestation and the issue of phenomenology of behavior, emotions and communication dissanogenicity exteriorization.

The problem of ontogenetic mental disorders remains unresolved, as evidenced by the high prevalence of mental disorders and the prognosis of the World Health Organization that in the near future depression will come first in the structure of the incidence of non-invasive diseases. This proves the need for a new approach to the mechanisms of ontogenetic mental disorders development and the role of behavior, emotions and communication in their manifestation, a new vision presented and discussed in the section „Sanocreatology, formation and maintenance of Mental Health” within the congress „Neuroscience for Medicine and Psychology”.

The second problem that arises from the first one is the determination of indicators used by the International Classification of Diseases (Chapter V) for the diagnosis of nosological units, and their identification, taking into account behavior, emotions and communication exteriorization. As the basis for determination of the phenomenology of these mental processes dissanogenicity served the conceptions on dissanogenic behavior, emotions and communication as well. Based on the above, the most representative dissanoindicators of behavior, emotions and communication were evaluated.

7references, 6 figures. Key words: psychosanocreatology, mental health, behavior, emotions, communication,

ontogenetic disorders of mental health, dissanoindicators.Received July 12, 2017

UDC: 613.86 : 159.942.5THE ROLE OF EMOTIONS IN SANOGENIC AND DISSANOGENIC HEART

FUNCTION. (Report at the meeting of the section «Sanocreatology, formation and maintenance of Mental Health» of the thirteenth international interdisciplinary congress «Neuroscience for Medicine and Psychology»). Ciochină Valentina Ch. //Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2(332), p. 29-38.

The existence of close connection between the heart function and emotions is well known for a long time. Extensive research in this regard led to the emergence of a new scientific discipline – psychocardiology, designed to study the influence of emotions, psychosocial factors, mental status on heart activity and the appearance of its disorders. However, up to the present have not been established the circumstances, conditions under which these rather specific for the heart factors play a pathogenic or sanogenic role. That’s why it’s difficult to prognosticate the effect of this or that psychosocial factor since, as we know, both emotions and psychic stress can both increase and diminish morpho-functional capacity of the heart. The necessity to pre-define the vector of possible consequences of various emotions and psychic stress to the heart condition was also due to the needs of cardiosanocreatology, which we develop within sanocreatology, that considers biological and psychosocial mechanisms and processes of heart regulation in different periods of ontogenesis with a view to expand the horizon of directed formation and maintenance of heart health as a new possibility to enhance morpho-functional potential of the heart.

With that purpose, it was necessary to determine the nature, conditions, characteristics of emotions influencing the organism. In this connection, a group of scientists (Furdui T. I. et al., 2016) have elaborated a conception according to which emotions, being biologically justified by their nature since they are predestined to mobilize the organism for action, at their short-term manifestation and elimination of factors and conditions causing them and return of the heart condition to the initial level of functional activity, play a sanogenic role, but if the causes that generate emotions continue to influence and after the implementation of action, the organism’s mental state remains tense, that’s why the heart physiological condition is not brought back to normal as well, and the role of the emotions is dissanogenic. So, if emotions are short-term

Abstracts Abstracts



181


and bring about mobilization of the organism for action which eliminates the reasons causing them, and the state of the cardiovascular system is immediately restored to the initial level, their effects should be considered sanogenic. Yet, the impact of emotions generation source of which is not removed, when the mental state continues to be tensional, and therefore functional activity of the heart remains corresponding, becomes dissanogenic.

Importantly, every emotion can exert both sanogenic and dissanogenic influence on the heart: it depends mainly on the social significance of emotional factors, on the duration and intensity of emotions themselves, on the efficiency of the organism’s actions to eliminate emotiogenic causes, on the types and pattern of behavior and the initial state of the cardiovascular system’s functions.

22 references, 2 tables.Key words: cardiosanocreatology, psychocardiology, emotion, sanogenic character,

dissanogenic character.Received July 12, 2017

UDC: 613.13 (478)THE TELEMONITORING OF HEALTH IS A REQUIREMENT OF THE DAY.

Botnaru N. M. //Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 38-49.

The necessity of telemonitoring for sanocreatology is briefly described in the paper. Also, the types of telemonitoring of the organism’s functions as well as some equipment for biomonitoring of „life parameters” (heart rate, respiratory rate, blood pressure, body temperature and oxygen saturation of the blood) are considered.

36 referencesKey words: life parameters, biomonitoring, telemonitoring, sanogenic parameters,

pathogenic parameters.Received August 25, 2017

UDC 581.1RAPID DETERMINATION OF RADICLE AND SECONDARY ROOTS

RESISTANCE OF CUCUMBER (CUCUMIS SATIVUS L.) PLANTLETS TO HIGH TEMPERATURES. Cauş Maria, Călugăru-Spătaru Tatiana, Dascaliuc Alexandru. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 49-57.

The aim of the researches was to compare in an accelerated way the resistance of ridicules and secondary roots of cucumber plants to the action of positive temperatures varying the intensive and extensive factor. Cucumber germinated seeds with ridicules length of ≈ 1 cm were exposed to heat shock (HSh) with a temperature in the range of 40°C - 54°C (intensive factor) for 10 and 20 minutes (extensive factor). After the HSh, germinated seeds were placed for further growth at 25°C, under the humidity of 70% -80% and darkness conditions. The application of HSh with temperatures of 40°C, 41°C, 42°C, 43°C,44°C and 45°C generates a reduction in plant growth, including the length of airline part, radicles and lateral roots, due to the cells damage of apical meristem. Exposure of cucumber germs to 45°C for 10 minutes causes irreversible damages to the radicles, which is detected in 3 days old plants. At the same time, after this dose of HSh the growth of secondary roots occurs. Only after treatment of the cucumber germs during of 10 minutes with temperature of 52°C the inhibition of secondary roots appearance occurred, that indicates on the irreversible injury of the cells of the secondary meristem.

So, it has been established that at the same duration of action - 10 minutes, the initials of the lateral roots, due to the apical dominance, resist the HSh temperature by 7°C higher than that characteristic for the primary root meristem.

27 references, 5 figures.

Abstracts Abstracts


182


Key words: Cucumis sativus L., heat shock, primary, secondary roots, biomass, growth parameters.

Received July 12, 2017UDC: 581.17:1-036:526+502 PARTICULARITIES OF SOYBEAN ADAPTATION TO VARIABLE WATER

SUPPLY AND INCREASED SALINITY. Chirilov Alexandru, Harciuc Oleg, Cozmic Raisa, Chirilova Eleonora, Baştovaia Svetlana, Chistol Marcela.. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 57-65.

To elucidate the characteristics of the adaptive process of soybean plants Glycine max L. to variable conditions of water supply and high soil salinity at different stages of ontogenesis, some parameters of water exchange process and primary productivity were studied The effect of early short-term drought (phase of the first triple leaf) on soybean plants was manifested by suppression of growth processes and accumulation of dry biomass, but maintaining relative stability of the water status. A slight decrease in relative water content was noted during this phase in plants grown in saline soil. In the phase of flower formation and pod development, a late drought (including a repeated drought) causes a significant decrease of this parameter. The repeated drought in high salinity conditions significantly decreases the water potential in roots and stems, in comparison with control plants, and the gradient of the water potential in the system “stems - roots” becomes positive. At this stage of ontogenesis the action of studied stress factors significantly suppresses the growth and productivity of plants, and the damage is several times greater than the impact of short-term early drought. In terms of productivity, the highest sensitivity to water-salt stress is manifested for the seed productivity of plants. The index of tolerance to the complex effect of drought and increased soil salinity, calculated on the basis of indicators of water status and seed productivity, is higher in variety Alina in comparison with variety Aura, and calculated on the basis of dry weight of plants - is higher in var. Aura in comparison with the plants of var. Bukuria, which corresponds to the higher stability of this variety.

21references, 10 tables. Keywords: Glycine max L. soybean, adaptation, insufficient moisture assurance, high salt

content, water status

CZU: 631.527.56:633.854.78 GEOGRAPHICAL DISTRIBUTION AND CHARACTERISTICS OF O. CUMANA

POPULATIONS IN THE REPUBLIC OF MOLDOVA. Duca Maria, Acciu Adriana, Clapco Steliana. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 65-76

This paper includes the results of analysis related to the physiological variability and distribution areas of phytopathogen Orobanche cumana Wallr. in the Republic of Moldova. It was established the presence of all actually known physiological race of broomrape on the territory of Moldova. The populations from central part of the republic mainly belong to race E or races less virulent than E (about 65%), followed by the G race (18%), while the southern populations can be attributed mostly to more aggressive races G and H (about 63%). For the first time, race H was identified on the sunflower fields in the country, which confirms the rapid evolution of broomrape into more aggressive forms in relatively short time. The data suggests the requirement to intensify the monitoring of the distribution and aggressiveness of broomrape and to take urgent measures to prevent the spread and development of the parasite (respect crop rotation, reduction of sunflower areas, etc.).

41 references, 3 figures, 2 tables.Key words: Orobanche cumana Wallr. sunflower, physiological racesReceived September 19, 2017

Abstracts Abstracts



183


UDC: 631.527.4:631.527.56:635.64DEVELOPMENT OF INITIAL MATERIAL WITH FUNCTIONAL STERILITY TO

BE USED IN TOMATO HETEROTIC BREEDING. Makovei M.D., Botnari V.F. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 76-85.

The article demonstrates the feasibility of functionally sterile tomato type selection from the splitting F2 hybrid populations developed through crossing of the types “sterile x sterile” and “sterile x fertile”. It has been noted that the widest range of variability in F2 for the number of varieties of long-, short-stem, and stamen-free flowers that are not inherent to those used in the hybridization of the parental types occurs in the crossing combinations “sterile x sterile”. The findings of the studies on the F3 offspring derived from the best plants selected in F2 for the degree of sterility manifestation depending on the level of inflorescence position on the vegetating plant are presented; at the same time, the morphological and biological traits of the selected types have been characterized. Promising lines (8) with high functional male sterility (FMS) that may be employed as initial material to develop heterotic F1 hybrids have been identified.

20 references, 3 tables, 8 photosKey words: tomato, flowers, sterility, hybrid population, line, heterosisReceived April 11, 2017

UDC: 632.3/.4 :633.854.78 (478)EXPRESSION OF GSL1-4 GENES IN SUNFLOWER ROOTS INFECTED WITH

BROOMRAPE. Tabara Olesea, Nechifor Victoria, Port Angela. //Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p.85-93.

In this study is discuted data on the transcriptional activity of four genes coding glucan synthase, correlated with histochemical investigations of root tissue of resistant and susceptible genotypes to Orobanche cumana, one of the most devastating pathogens of Helianthus annuus L. crops. The analysis of three variants: control, pathogen-host incompatibility and pathosystem demonstrated different expression profiles for one and the same physiological reaction (resistance). In the incompatible combination of genotype Favorit - pathogen, all four GSL genes were characterized by overexpression by 210%, especially in the early stages of establishing chemically-mediated connections with broomerape germinated seeds. In the case of pathosystem of genotype Performer-O. cumana the increase in the transcriptional content of three genes coincides with the pathogen invasion (attachment formations, haulage and aerial shoots). A positive correlational dependence was found in the activity of HaGSL2 and HaGSL3 genes at various ontogenetic stages of O. cumana at all genotypes studied.

22 references, 4 figures, 1 table.Key words: Sunflower, broomrape, callose, GSL genes, glucan synthase-like.Received September 21, 2017

UDC: 597.2/.5:591.5(478)(051) DYNAMICS OF BIOLOGICAL INVASIONS IN THE FISH ECOSYSTEMS OF THE

REPUBLIC OF MOLDOVA IN THE LIGHT OF PULSATIONAL THEORY. Bulat Dm. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 93-97.

In this paper, stated that the most dominant fish species in natural ecosystems of the Republic of Moldova, regardless of their origin, in optimal conditions of existence, can provoke invasive effect. Bioinvasion process can be described by four successional stages: penetration of species, breeding in a natural way, the numerical explosion and stabilization. The wave ripples, give the population dynamics of the species in terms of time where the height of the wave indicates the intensity of the invasion process, and the wavelength characterizes the duration of the stages.

15 references, 1table, 3 figures.

Abstracts Abstracts


184


Keywords: bioinvasions, alien species, native species, ecosystem, population, human factors

Received January10, 2017UDC: 597.2/.5:639.2.0534(478)RECOMMENDATIONS ON THE PROTECTION AND EXPLOITATION OF THE

DIVERSITY OF THE ICHTHYOFAUNA IN ANTHROPOGENIC ECOSYSTEMS. Bulat Dumitru, Bulat Denis, Usatîi Marin, Crepis Oleg, Fulga Nina, Şaptefraţi Nicolae, Chelminciuc Rostislav. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 97-105.

The present paper represents an important collection of recommendations regarding the protection of the ichthyofaunistic diversity and the increase of the fish production from the natural and anthropic aquatic ecosystems of the Republic of Moldova in conditions of intensification of the anthropic pressing. The emphasis is on the protection of indigenous fish species, many of which are of community importance.

25 references, 1 figure.Key words: biodiversity, natural habit, icththyofauna, species of community interest, fishery

production, anthropogenic factors, environment protection, ecological reconstruction. Received July 04, 2017UDC:579:579.2:579.22:579.222:579.23:579.24:579.84:579.86BACTERIAL STRAINS POTENTIAL DISTRUCTORS OF PESTICIDES. Chiseliţa

Oleg, Batîr Ludmila, Slanina Valerina. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 106-115.

The article deals with influence of herbicide trifluralin on growth and viability of bacterial strains isolated from polluted soils and strains from Naional Collection of Non-pathogenic Microorganisms. During the research were selected 7 strains of bacteria capable to growth in presence of high concentrations of trifluralin (200-500 mg/l). Some of them have antagonistic action on different phytopathogenes. These strains are potentional distructors of pesticides can contribute to development of autohtonus bioremediation technologies of polluted soils.

53 references, 3 tables, 2 figures.Keywords: bacteria, antimicrobial activity, viability, trifluralin, destructors.Received May 05, 2017UDC: 579.66INFLUENCE OF NANO OXIDES OF SOME METAL ON THE BIOSYNTHESIS

OF EXOCELLULAR LIPASES IN MICROMYCETE RHIZOPUS ARRHIZUS CNMN-FD-03. Ciloci Alexandra, Tiurina Janetta, Labliuc Svetlana, Dvornina Elena, Clapco Steliana, Bivol Cezara, Guţul Tatiana, Rusu Emil. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 116-125.

The paper provide data about the influence of nanoparticles TiO2, Fe3O4, ZnO, MgO, ZnO / MgO (1: 4) on the enzymatic activity of micromycete Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03 – producer of exocelluar lipases. It was found that the effect of nanoparticles varies in dependence of composition, dimension and concentration of the nanooxides, as well as of initial pH of nutritive media. The maximal stimulator effect was revealed in the case of nanoparticles of Fe3O4 with the dimension 70 nm in concentration of 5 and 10 mg/L. The activity of producer cultivated into the media with initial pH-8,0, in the presence of nanoparticles of Fe3O4 with optimal parameters, was 3 times over the caused control - 95576-101068 u/ml comparative to 30000 u/ml in control.

31 references, 3 tables, 2 figures.Keywords: micromycetes, nanoparticles, lipasesReceived June 08, 2017

Abstracts Abstracts



185


UDC: 579.66EFFECT OF NANO-OXIDES TiO2 AND Fe3O4 ON LIPASE BIOSYNTHESIS BY

ASPERGILLUS NIGER CNMN FD 01 MICROMYCETE. Bivol Cezara, Ciloci Alexandra, Tiurina Janeta, Labliuc Svetlana, Clapco Steliana, Dvornina Elena Guţul Tatiana, Rusu Emil. //Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 125-130.

The paper presents the investigation of the effect of TiO2 and Fe3O4 nanoparticles of various sizes and concentrations on the biosynthesis of lipase in the dynamics of the 4th-6th days of Aspergillus niger FD CNMN 01cultivation. The TiO2 nanoparticles of 40nm in a concentration of 10mg/l increased significantly the lipolytic activity of the producer, with 78.57% on the 4th day of cultivation and with 57.49% on the 5th day of cultivation. Nano-TiO2 oxide determined the acceleration of lipase biosynthesis with 24h, the samples supplemented with 10mg/l TiO2 with dimension of 40 nm showing on the 4th day of cultivation an increase of lipolytic activity by 25.00% compared to the maximal value of the control samples observed on the 5th day of cultivation. The Fe3O4 nanoparticles showed a neutral or insignificant stimulating influence on the 4th day of cultivation and strong inhibitory influence on the 5th and 6th days of cultivation of A. niger CNMN FD 01.

16 references, 2 figures, 1 table.Key words: Aspergillus niger, lipase, nanoparticles, biosynthesis.Received June 05, 2017

UDC: 579.8+ 582.28:632.9THE EFFECT OF Fe3O4 NANOPARTICLES ON THE ANTIFUNGAL ACTIVITY

OF MICROMYCETES. Sirbu Tamara, Zop Anna, Gutul Tatiana. //Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 131-138.

The paper provides new data of the effect of Fe3O4 nanoparticles (NP) on the antifungal activity of micromycetes grown in the presence of trifluralin (TF). It has been discovered that Fe3O4NP increased theantifungal activity of the micromycetes during the cultivation in the presence of TF. Increasing of antifungal activity depends on size and concentration of NP used. It has been found, that Fe3O4 NP in the size of 17-20 and 20-25 nm in concentration of 1-25 mg/l enhanced the antifungal activity of the strains Trichoderma sp. 5 and Penicillium sp. 11 and in concentration of 25-100 mg/l it enhanced the activity of strain Trichoderma sp. 15. Fe3O4NP in size of 50-70 nm in concentration of 25-50 mg/l enhanced the antifungal activity of t hese three strains.

25 references, 8 figures.Keywords: nanoparticles (NP), trifluralin (TF), antifungal activity, zone of growth

inhibition.Received April 04, 2017

UDC: 633.872.1:577.127:57.085.2NEW OAK TANNIC COMPOUNDS AND THEIR IN VITRO ANTIMICROBIAL

PROPERTIES. Lupascu Lucian, Grigorcea Sofia, Lupascu Galina, Timbaliuc Nina. //Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 139-146.

The aim of the research was the elucidation of the method of tannins isolation from oak sawdust – autochthonous raw material and the elucidation of the antibacterial (Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis) and antifungal activities (Alternaria alternata, A. consortiale, Colletotrichum cocodes, Fusarium oxysporum var. orthoceras, F. solani, F. gibbosum var. bullatum) in in vitro conditions. It was established that the tannins inhibit the growth and the development of the microorganisms at relatively low concentrations, that is revealing the opportunity of these compounds for the ecological protection of the plants from diverse bacteriosis and micosis.

Abstracts Abstracts


186


22 references, 2 figures, 1 table.Key words: oak, tannins, activity, in vitro, bacteria, fungi.Received June 12, 2017

UDC:579.6 : 616-095IN VITRO ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF SOME NEW CHEMICAL

COMPOUNDS. Zariciuc Elena. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 146-153.

The article presents the results of in vitro study of antibacterial and antifungal properties of some new compounds. Two strains of Gram-positive bacteria: Staphylococcus aureus ATCC®25922™ and Bacillus cereus ГИСК 8035; 4 strains of Gram-negative bacteria: Proteus vulgaris HX 19222, Pseudomonas aeruginosa ATCC®27853™, Escherichia coli ATCC®25923™, Klebsiella pneumoniae; one yeast strain: Candida albicans ATCC®10231™ were used as reference strains. Five new products were tested as antimicrobial agents: water-soluble grape seed extract of enotannins and 4 thiosemicarbazone derivatives, synthesized at the Department of Chemistry of USM headed by the academician A.Gulea. Microorganisms susceptible to each of these substances have been identified and MIC and MBC / MFC values have been established.

10 references, 2 tablesKey words: antimicrobial activity, water-soluble enotannin, thiosemicarbazone derivatives.Received: August 09, 2017

UDC: 631.459(478) ASSESSMENT OF SOIL EROSION BY MEASUREMENTS OF SEDIMENTS IN THE

LAKES. Boboc N. //Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 153-159.

In the paper is being analyzed the methods of estimating the soil erosion intensity (of the loss annual soil) based on the calculation of the temporal dynamics of the rate sedimentation of deposits in the reservoirs of the southern region of the Republic of Moldova (Congaz, Comrat, Sadic and other five of the representative lakes from the Ialpug, Lunga, Cogâlnic and other hydrological basins). The maximum values of soil erosion characterize the Congaz, Comrat catchment basins, where the annual soil loss is 7.96 t /ha and 4,72 t /ha

17 references, 1 figure, 1 table.Key words: soil erosion, lakes clogging, the Republic of MoldovaReceived July 12, 2017

UDC: 556.166 (478)ASSESSMENT OF LAND COVER CHANGES IMPACT ON FLOOD RUNOFF

(CASE SDUDIES). Jeleapov A. //Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 159-168.

The paper presents the impact assessment of land cover changes for last 30 years on flood runoff. As pilot areas, 8 pilot rivers and their 102 tributaries were selected, which are representative for northern, central and southern part of the Republic of Moldova. SCS-CN model and SIG techniques represent methodological basis of the study. As a result of land cover analysis, the subbasins were classified into 12 types and their ecological stability coefficient was calculated, most of them being characterized by advanced ecological instability. As a result of flood runoff estimation for two time periods, it was found that its change is nonessential at bazinal level but is significant at local level.

14 references, 5 figures.Key words: pluvial floods, land coverReceived August 3, 2017

Abstracts Рефераты



187


UDC: 551.583:556.166SMALL RIVER BASIN. PHYSIOGRAPHICAL FEATURES AND WATER

DISCHARGE CHARACTER. Sirodoev Ghennadi, Corobov Roman, Cantir Angela, Sirodoev Igor, Cazac Valeriu. //Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 168-172.

The article contains data on physiographical particularities and water discharge characteristics of small rivers by example Baltata River. There are shown trends of its diminishing in various seasons. There has been revealed dependency of river water discharge on climate change.

7 references, 4 figures, 2 tables.Keywords: small rivers, river water discharge, climate change, regression modelsReceived August 10, 2017

UDC: 504.06 504.4.054IMPACT OF SURFACE AGENTS ON THE ENVIRONMENT AND ADJUSTMENT

OF NATIONAL LEGISLATION TO EU CONDITIONS. Sandu Maria. //Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2017, No 2 (332), p. 173-179.

Surface agents (anionic, cationic, nonionic, amphoteric) are widely used in various fields and penetrate into the environment. Many surfactants are not biodegradable, with acute toxicity to fish, crustaceans, algae and bacteria, but not all are included in national monitoring normative in natural and wastewaters, leaving no environmental impact assessment. In this context it is proposed to adjust the national legislation to the conditions of Regulation (EC) no. 648/2004 of the European Parliament and of the Council of 31 March 2004 on detergents.

30 references, 1 figure. Key words: detergents, surface agents, monitoring, natural and waste waters. national

legislation.Received August 14, 2017

РЕФЕРАТЫ

УДК: 613.86: 616.89ПСИХИКА. ПСИХИЧЕСКОЕ ЗДОРОВЬЕ. ПСИХИЧЕСКИЕ РАССТРОЙСТВА.

ФЕНОМЕНОЛОГИЯ ИХ ЭКСТЕРИОРИЗАЦИИ. I. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПСИХИКЕ, О ПСИХИЧЕСКОМ ЗДОРОВЬЕ И ОБ ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИХ РАССТРОЙСТВАХ ПСИХИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ И НОВЫЕ ИХ КОНЦЕПЦИИ С ПОЗИЦИИ ПСИХОСАНОКРЕАТОЛОГИИ. (Первая часть лекции на пленарном заседании на тринадцатом международном междисциплинарном конгрессе «Neuroscience for Medicine and Psychology»). Фурдуй Федор И., Чокинэ Валентина К., Фурдуй Влада Ф., Глижин Алена Г., Врабие Валерия Г., Березовская Елена С. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 7-19.

Решение задач психосанокреатологии о направленном формировании и поддержании психического здоровья возможно лишь на базе основополагающих феноменов психологии – психика, психическое здоровье и онтогенетические психические нарушения, что предполагает анализ современных систем взглядов, их сути и механизмов развития, с позиции вероятного их использования в психосанокреатологии, который кратко представлен в лекции.

В докладе рассматриваются основные представления об этих феноменах, причины невозможности их использования специалистами в практической деятельности, в частности, в психосанокреатологии.

Излагаются научные предпосылки и отдельные принципы психосанокреатологии, которые легли в основу разработки новых концепций об указанных психических

Abstracts Рефераты


188


феноменах, их составляющих, о факторах и механизмах их формирования и поддержания, раскрывающих пути направленного создания и сохранения психического здоровья. Библ. – 19, рис. – 3.

Ключевые слова: психосанокреатология, психика, психическое здоровье, онтогенетические нарушения психического здоровья, санокреатология, концепции.

Поступила в редакцию 11 июля 2017

УДК:613.86:159.913РОЛЬ ПОВЕДЕНИЯ, ЭМОЦИЙ И КОММУНИКАЦИИ В РАЗВИТИИ

ПСИХИЧЕСКИХ РАССТРОЙСТВ. ИХ ФЕНОМЕНОЛОГИЯ. (Доклад на заседании секции «Sanocreatology, formation and maintenance of Mental Health» тринадцатого международного междисциплинарного конгресса «Neuroscience for Medicine and Psychology»). Фурдуй Федор И., Чокинэ Валентина К., Глижин Алена Г., Фурдуй Влада Ф., Врабие Валерия Г., Березовская Елена С., Георгиу Зинаида Б., Житарь Юрий Н. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 19-29.

В докладе рассмотрены две проблемы, имеющие большое значение для психосанокреатологии, психиатрии и психологии: проблема онтогенетических психических расстройств и роли поведения, эмоций и коммуникации в их проявлении и проблема феноменологии экстериоризации диссаногенности поведения, эмоций и коммуникации.

Проблема онтогенетических психических расстройств остается нерешенной, о чем свидетельствует высокая распространенность психических расстройств и прогноз Всемирной Организации Здравоохранения относительно того, что в ближайшем будущем депрессия выйдет на первое место в структуре заболеваемости неинвазивными болезнями. Это доказывает необходимость нового подхода к механизмам развития онтогенетических психических расстройств и роли поведения, эмоций и коммуникации в их проявлении, нового видения, представленного и обсужденного на секции „Sanocreatology, formation and maintenance of Mental Health” в рамках конгресса „Neuroscience for Medicine and Psychology”.

Вторая проблема, которая вытекает из первой, состоит в определении индикаторов, использующихся Международным Классификатором Болезней (глава V) для диагностики нозологических единиц, и их идентификации с учётом экстериоризации поведения, эмоций и коммуникации. Основой определения феноменологии диссаногенности этих психических процессов послужили и концепции о диссаногенных поведении, эмоциях и коммуникации. На базе изложенного были оценены самые репрезентативные диссаноиндикаторы поведения, эмоций и коммуникации. Библ. – 7, рис. – 6.

Ключевые слова: психосанокреатология, психическое здоровье, поведение, эмоции, коммуникация, онтогенетические расстройства психического здоровья, диссаноиндикаторы.


УДК: 613.86 : 159.942.5РОЛЬ ЭМОЦИЙ В САНОГЕННОЙ И ДИССАНОГЕННОЙ ФУНКЦИИ СЕРДЦА.

(Доклад на заседании секции «Sanocreatology, formation and maintenance of Mental Health» тринадцатого международного междисциплинарного конгресса «Neuroscience for Medicine and Psychology»). Чокинэ Валентина К. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 29-38.

О существовании тесного взаимодействия между функцией сердца и эмоциями известно достаточно давно. Широкие исследования в этом плане обусловили возникновение новой научной дисциплины – психокардиологии, призванной заниматься изучением влияния эмоций, психосоциальных факторов, психического статуса на

Рефераты Рефераты



189


деятельность сердца и возникновение его расстройств. Однако, по настоящее время не установлено, при каких обстоятельствах, условиях, эти достаточно специфические для сердца факторы, играют патогенетическую или саногеническую роль, без чего трудно прогнозировать ожидаемый эффект влияния того или иного психосоциального фактора, поскольку, как известно, как эмоции, так и психический стресс могут как увеличивать, так и диминуировать морфо-функциональный потенциал сердца. Необходимость заранее определить вектор возможных последствий влияния тех или иных эмоций и психического стресса на состояние сердца была обусловлена и потребностями кардиосанокреатологии, развиваемой нами в рамках санокреатологии, которая исследует биологические и психосоциальные механизмы и процессы регуляции активности сердца в различные периоды онтогенеза с целью расширения горизонта направленного формирования и поддержания здоровья сердца, как новой возможности повышения морфо-функционального его потенциала.

Для этого надо было разобраться относительно природы, условий, характеристик эмоций, детерминирующих последствия их влияния на организм. В связи с этим, совместно с другими сотрудниками (Фурдуй Ф.И. и др., 2016), была разработана концепция, согласно которой эмоции, будучи по своей природе биологически оправданными, ибо они призваны мобилизовать организм к действию, при кратковременном проявлении и устранении факторов и условий их вызывающих, а состояние сердца возвращается к исходному уровню функциональной активности, и тем самым, они играют саногенную роль, но, если причины, генерирующие эмоции, продолжают влиять и после осуществления действий, то психическое состояние организма остается напряженным, из-за чего не нормализуется и физиологическое состояние сердца, чем и обуславливается их диссаногенная роль. Стало быть, если эмоции краткосрочны и обуславливают мобилизацию организма к действию, которое устраняет причины, вызывающие их, а состояние сердечно-сосудистой системы сразу восстанавливается на исходном уровне, то их эффект следует считать саногенным, а эмоции, источник генерации которых не элиминирован и психическое состояние продолжает быть напряженным, из-за чего и функциональная активность сердца остается таковой, то их влияние приобретает диссаногенный характер.

Важно подчеркнуть, что каждая эмоция может оказывать как саногенное, так и диссаногенное влияние на сердце: это зависит, главным образом, от социальной значимости эмоциональных факторов, от продолжительности и интенсивности самих эмоций, от успешности действия организма по элиминации эмоциогенных причин, от типов и характера поведения и исходного состояния функций сердечно-сосудистой системы. Библ. – 22, табл. - 2.

Ключевые слова: кардиосанокреатология, психокардиология, эмоция, саногенный характер, диссонигенный характер.

Поступила в редакцию 07 августа 2017

УДК: 613.13 (478)ТЕЛЕМОНИТОРИНГ ЗДОРОВЬЯ – НЕОБХОДИМОСТЬ ДНЯ. Ботнару

НиколайМ. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 38-49.

В статье кратко описывается необходимость телемониторинга для санокреатологии, рассмотрены типы телемониторинга функций организма, а также некоторое оборудование для биомониторинга «жизненных параметров» (частота сердечных сокращений, частота дыхания, кровяное давление, температура тела и насыщение крови кислородом). Библ. – 36

Ключевые слова: жизненные параметры, биомониторинг, телемониторинг, саногенные параметры, патогенные параметры.

Поступила в редакцию 25 Августа 2017



190


УДК 581.1БЫСТРОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЗАРОДЫшЕВОГО

КОРЕшКА И ВТОРИЧНЫХ КОРНЕЙ ПРОРОСТКОВ ОГУРЦА (CUCUMIS SATIVUS L.) К ВЫСОКИМ ТЕМПЕРАТУРАМ. Кауш Мария, Кэлугэру – Спэтару Татьяна, Даскалюк Александру. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 49-57.

Цель исследований заключалась в быстром определении устойчивости зародышевого корешка и вторичных корней проростков огурца (Сucumis sativus L.) к действию положительных температур варьируя интенсивным и экстенсивным фактором.

Проросшие семена огурцов с длиной зародышевого корешка ≈ 1 см, были подвержены температурному шоку (TШ) с температурой в диапазоне 400C - 540C (интенсивный фактор) в течение 10 и 20 минут (экстенсивный фактор). После проведения ТШ проросшие семена были помещены для дальнейшего прорастания при 250C, 70% -80% влажности в темноте. Применение ТШ с температурой 40°C, 41°C, 42°C, 43°C, 44°C и 45°C приводило к снижению роста растений, включая длину надземной части, зародышевого корешка и боковых корней из-за повреждения клеток апикальной меристемы. Воздействие температуры 450C в течение 10 минут на проросшие семена огурца приводит к необратимому повреждению зародышевого корешка, который обнаруживается у 3-х дневных проростков. Вместе с тем, после этой дозы происходит рост вторичных корней. Лишь только после обработки проростков огурца температурой 520C в течение 10 минут происходит ингибирование появления вторичных корней, что также указывает на необратимое повреждение клеток вторичной меристемы.Таким образом, было установлено, что при той же продолжительности действия - 10 минут, инициальные клетки боковых корней, благодаря апикальному доминированию, выдерживают температуру ТШ на 7°C выше, по сравнению с той, которая характерна для меристемы основного корня. Библ. – 27, рис. – 5.

Ключевые слова: Cucumis sativus L., температурный шок, основные, вторичные корни, биомасса, параметры роста


УДК: 581.17:1-036:526+502 ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ АДАПТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ

РАСТЕНИЙ СОИ К ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ УСЛОВИЯМ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ И ПОВЫшЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ СОЛЕЙ. Кириллов A., Харчук O., Козьмик Р., Кириллова Э., Баштова С., Кистол M. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 57-65.

Для выявления особенностей проявления адаптивных процессов растений сои Glycine mах L. к изменяющимся условиям водообеспечения и высокому содержанию солей в почве на разных этапах онтогенеза были изучены некоторые параметры водообмена и первичной продуктивности. Действие ранней краткосрочной засухи (фаза I-го тройчатого листа) на растения сои проявилось подавлением процессов роста и накопления сухой массы, при сохрании относительной стабильности водного статуса, а у растений, выращенных на засоленном фоне в этой фазе отмечено небольшое снижение относительного содержания воды. В фазе цветения и формирования стручков поздняя засуха (в том числе повторная) обуславливает существенное уменьшение этого показателя. Действие повторной засухи на растения выращенных на засоленном фоне вызывает уменьшение, по сравнению с контрольными растениями, и потенциала воды в корнях и стеблях, а градиент водного потенциала в системе «стебли - корни» становится положительным. На этом этапе онтогенеза действие изучаемых стрессогенных факторов значительно подавляет процессы роста и продуктивности растений, оказывая ущерб в




191


несколько раз превышающий ущерб, причиненный действием краткосрочной ранней засухой. По показателям продуктивности наибольшей чувствительностью к водно-солевому стрессу выделяется семенная продуктивность растений. Индекс толерантности к комплексному действию засухи и повышенного содержания солей в почве, рассчитанный на основании показателей водного статуса и семенной продуктивности, выше у растений с. Алина в сравнении с с. Аура, а рассчитанный по сухой массе растений - выше у с. Аура по сравнению с с.Букурия, что соответствует более высокой солеустойчивости этого сорта.

Библ. – 21, таб. – 10.Ключевые слова: соя Glycine max L., адаптация, недостаточное водообеспечение,

повышенное содержание солей, водный статусПоступила в редакцию 3 сентября 2017

УДК: 631.527.56:633.854.78 ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА

ПОПУЛЯЦИЙ O. CUMANA В РЕСПУБЛИКЕ МОЛДОВА. Дука Мария, Акчиу Адриана, Клапко Стелиана. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 65-76.

Данная статья представляет результаты анализа расовой структуры популяций заразихи Orobanche cumana Wallr., паразитирующей на подсолнечнике, в различных регионах Республике Молдова. На территории РМ, было установлено присутствие всего комплекса физиологических рас заразихи известных в настоящее время. В центральной части страны, популяции O. cumana в основном принадлежат к расе E или менее вирулентным (около 65%), а также к расе G (18%), в то время как популяции c юга страны, в значительной степени, относятся к расе G и H (около 63%). Впервые на территории страны было установлено присутствие новой вирулентной расы Н, что подтверждает быстрое развитие физиологических рас заразихи и появления в относительно короткие сроки форм с повышенной агрессивностью. Данные подтверждают необходимость интенсификации мониторинга распределения и агрессивности заразихи в стране и принятие срочных мер по предотвращению распространения и развития паразита (соблюдение севооборота, сокращение посевных площадей подсолнечника, соответствующее зонирование гибридов). Библ. – 41, рис. – 3, табл. – 2.

Ключевые слова: Orobanche cumana Wallr., подсолнечник, физиологические расыПоступила в редакцию 19 сентября 2017

УДК 631.527.4:631.527.56:635.64СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ТОМАТА С ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ

СТЕРИЛЬНОСТЬЮ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ГЕТЕРОЗИСНОЙ СЕЛЕКЦИИ. Маковей М.Д., Ботнарь В.Ф. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 76-85.

В статье показана возможность отбора функционально стерильных форм томата из расщепляющихся гибридных популяций F2, полученных путем скрещивания форм «стерильные х стерильные» и «стерильные х фертильные». Отмечено, что наиболее широкий спектр изменчивости в F2 по числу разновидностей длинно-, короткостолбчатых и бестычинковых цветков, не свойственных родительским формам использованным в гибридизации, имеет место в комбинациях скрещивания «стерильные х стерильные». Представлены результаты изучения потомств F3, полученных из лучших растений, отобранных в F2 по степени проявления стерильности в зависимости от уровня расположения соцветия на вегетирующем растении. Одновременно дана характеристика морфобиологических признаков отселектированных форм. Выделены перспективные линии томата (8) с высокой функциональной мужской стерильностью (ФМС), которые



192


могут быть использованы в качестве исходного материала при создании гетерозисных гибридов F1. Библ. – 20, табл. – 3, фотографий – 7.

Ключевые слова: томат, цветки, стерильность, гибридная популяция, линии, гетерозис.

Поступила в редакцию 11 апреля 2017

УДК: 632.3/.4 :633.854.78 (478)ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ GSL1-4 В КОРНЯХ ПОДСОЛНЕЧНИКА

ЗАРАЖЕННОГО ЗАРАЗИХОЙ. Табэрэ Олеся, Некифор Виктория, Порт Анжела. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 85-93.

В статье обсуждаются данные о транскрипционной активности четырех генов, кодирующих 1,3-β-глюкан-синтазы, коррелированных с гистохимическими исследованиями ткани корней, у устойчивых и восприимчивых генотипов к Orobanche cumana, один из самых разрушительных патогенов культур Helianthus annuus L. Анализ трех вариантов исследования: норма, несовместимость патоген-подсолнух и патостема, продемонстрировали различные профили экспрессии для одной и той же физиологической реакции (устойчивость). В патогенной несовместимой комбинации с генотипом Фаворит все четыре гена GSL характеризовались сверхэкспрессией на 210%, особенно на ранних стадиях в период установления химических связей с проросшими семенамим заразихи. В патоситеме Performer-O. cumana уровень транскрипции у трех генов совпадает с инвазией патогена (проникновение проростка в корень и образование первичных гаусторий, формирование стебля). Положительная корреляционная зависимость активности генов HaGSL2 и HaGSL3 была обнаружена у всех изученных генотипах при различных онтогенетических стадиях O. cumana.

Библ. – 22, рис. - 4, табл. - 1.Ключевые слова: подсолнечник, заразиха, глюкан, гены GSL, глюкан-синтаза.Поступила в редакцию 21 сентября 2017

УДК: 597.2/.5:591.5(478)(051)ДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ ИНВАЗИЙ В ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕ-

МАХ РЕСПУБЛИКИ МОЛДОВА В СВЕТЕ ПУЛЬСАЦИОННОЙ ТЕОРИИ. Булат Дм. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 93-97.

В данной работе констатируется что большинство доминантных видов рыв естественных экосистем Республики Молдова, независимо от их происхождения, в оптимальных условиях существования могут провоцировать инвазионный эффект. Биоинвазионный процесс может быть описан четырьмя сукцессионными стадиями: проникновение вида, размножение естественным путем, численный взрыв и стабилизация. Популяционная динамика вида во временном аспекте имеет вид волновых пульсаций, где высота волны показывает интенсивность инвазионного процесса, а длина волны характеризирует продолжительность этапов. Библ. – 15, таб. – 1, рис. – 3.

Ключевые слова: Биоинвазия, чужеродный вид, аборигенный вид, экосистема, популяция, антропогенные факторы.

Поступилa в редакцию 10 января 2017.

УДК: 597.2/.5:639.2.0534(478)РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЗАЩИТЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РАЗНООБРАЗИЯ

ИХТИОФАУНЫ В АНТРОПОГЕННЫХ ЭКОСИСТЕМАХ. Булат Дм., Булат Д., Усатый М., Крепис О., Фулга Н., Шаптефраць Н., Кельминчук Р. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 97-105.

Данная статья представляет важный набор рекомендаций по сохранению ихтиоразнообразия и увеличению рыбной продукции в естественных и искусственных




193


водных экосистемах Республики Молдовы в условиях постоянного усиления антропогенного давления. Основное внимание уделяется защите нативных видов рыб, многие из которых имеют международное значение. Библ.-25, рис-1.

Ключевые слова: Биоразнообразие, естественное местообитание, ихтиофауна, виды международного значения, рыбная продукция, антропогенные факторы, защита окружающей среды, экологическая реконструкция.


УДК: 579:579.2:579.22:579.222:579.23:579.24:579.84:579.86БАКТЕРИАЛЬНЫЕ шТММЫ ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ДИСТРУКТОРЫ

ПЕСТИЦИДОВ. Киселица Олег, Батыр Людмила, Сланина Валерина.//Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 106-115.

В статье представлены данные о влиянии гербицида трифлуралин на рост и выживаемость бактериальных штаммов, изолированных из загрязнённых почв и штаммов из Национальной Коллекции Непатогенных Микроорганизмов. В результате исследований были отобраны 7 штаммов бактерий способных расти в присутствии высоких, 200-500 мг/л, концентраций трифлуралина, некоторые проявляющие антагонизм к различным фитопатогенным микроорганизмам. Эти штаммы, потенциальные диструкторы пестицидов, могут способствовать разработке отечественных технологий биоремедиации загрязнённых почв. Библ.-53, табл.-3, рис.-2.

Ключевые слова: бактерии, антимикробная активность, выживаемость, трифлуралин, диструкторы.

Поступила в редакцию 05 мая 2017

УДК: 579. 66ОСОБЕННОСТИ БИОСИНТЕЗА ЛИПАЗ МИКРОМИЦЕТОМ RHIZOPUS

ARRHIZUS CNMN-FD-03 ПОД ВЛИЯНИЕМ НАНОЧАСТИЦ ОКИСЛОВ НЕКОТОРЫХ МЕТАЛЛОВ. Чилочи Александра, Тюрина Жанетта, Лаблюк Светлана, Дворнина Елена, Клапко Стелиана, Бивол Чезара, Гуцул Татьяна, Руссу Емил. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 116-125.

В статье представлены данные о влиянии наночастиц окислов некоторых металлов (MgO, ZnO, нанокомпозиция ZnO/MgO, TiO2, Fe3O4) на особенности биосинтеза внеклеточных липаз при глубинном культивировании микромицета Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03. Было установлено изменение уровня липолитической активности продуцента и периода максимального накопления внеклеточных липаз в зависимости от состава используемого нано-соединения, его размерности и концентрации, а также от значения исходной кислотности питательной среды. Наибольший стимулирующий эффект получен при использовании наночастиц Fe3O4 с размерами 70 нм в концентрациях 5 и 10 мг/л. При культивировании продуцента на питательной среде с исходным значением рН 8,0, активность липаз более чем в 3 раза выше по сравнению с максимальным контролем и составляла 95576-101068 ед/мл, по сравнению с 30000 ед/мл в контрольном варианте. Библ.-31 табл.-3, рис.-2.

Ключевые слова: микромицеты, наночастицы, липазы. Поступила в редакцию 08 июня 2017

УДК: 579.66ВЛИЯНИЕ НАНООКСИДОВ TiO2 И Fe3O4 НА БИОСИНТЕЗ ЛИПАЗ

МИКРОМИЦЕТА ASPERGILLUS NIGER CNMN FD 01. Бивол Ч.М.,Чилочи А.А., Тюрина Ж.П., Лаблюк С.В., Клапко С.Ф., Дворнина Е.Г Гуцул Татьяна, Руссу Емил. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 125-130.

В работе представлены результаты исследования влияния наночастиц TiO2 и Fe3O4



194


различных размеров и концентраций на биосинтез липаз в динамике культивирования культуры Aspergillus niger CNMN FD 01. Наночастицы TiO2 с размером 40нм в концентрации 10мг/л обеспечили значительное увеличение липолитической активности производителя, на 78,57% на 4-й день и на 57,49% на 5-й день культивирования. Нано-оксид TiO2 ускорил биосинтез липаз на 24 ч, в образцах с добавлением 10мг/л TiO2 с размером 40нм на 4-й день культивирования увеличилась липолитическая активность на 25,00% по сравнению с максимальным показателем в контрольных пробах наблюдаемым на 5-й день. Наночастицы Fe3O4 показали нейтральное или слабо стимулирующее влияние на 4-й день и сильно ингибирующее влияние на 5-й и 6-й день культивирования A. niger CNMN FD 01. Библ. - 16, таб. – 1, рис. - 2.

Ключевые слова: Aspergillus niger, липазы, наночастицы, биосинтез.Поступила в редакцию 05 июня 2017

УДК: 579.8+582.28:632.9ВЛИЯНИЕ НАНОЧАСТИЦ Fe3O4 НА АНТИФУНГАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ

МИКРОМИЦЕТОВ. Сырбу Тамара, Зоп Анна, Гуцул Татьяна. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 131-138.

В статье приводятся новые данные о влиянии наночастиц (НЧ) Fe3O4 на антифунгальную активность микромицетов, культивируемых в присутствии трифлуралина (ТФ). Было выявлено, что НЧ Fe3O4 увеличивают антифунгальную активность микромицетов в присутствии ТФ. Увеличение антифунгальной активности зависит от размера и концентрации НЧ. Было установлено, что НЧ Fe3O4 размерoм 17-20 нм и 20-25 нм в концентрации 1-25 мг/л повышают антифунгальную активность штаммов Trichoderma sp. 5 и Penicillium sp. 11, а в концентрации 25-100 мг/л стимулируют активность штамма Trichoderma sp. 15. НЧ Fe3O4 размером 50-70 нм в концентрации 25-50 мг/л повышают антифунгальную активность этих трех штаммов.

Библ. 25, Рис. 8. Ключевые слова: наночастицы (НЧ), трифлюралин (ТФ), антифунгальная активность,

зона задержки роста.Поступила в редакцию 04 апреля 2017

УДК: 633.872.1:577.127:57.085.2НОВЫЕ ТАНИНОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ИЗ ДУБА И ИХ АНТИМИКРОБНЫЕ

СВОЙСТВА IN VITRO. Лупашку Лучиан, Григорча София, Лупашку Галина, Цымбалюк Нина. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 139-146.

Целью исследования были разработка способа выделения дубильных веществ из местного сырья – дубовых опилок и выявление их антибактериальных (Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis) и антигрибных активностей (Alternaria alternata, A. consortiale, Colletotrichum cocodes, Fusarium oxysporum var. orthoceras, F. solani, F. gibbosum var. bullatum) в условиях in vitro. Установлено, что танины ингибируют рост и развитие микроорганизмов при относительно низких концентрациях, что открывает возможность использования этих соединений для экологической защиты растений от бактериозов и микозов, вызванных указанными патогенами. Библ. 22, таб. – 1, рис. - 2.

Ключевые слова: дуб, танины, активность, in vitro, бактерии, грибы.Поступила в редакцию 12 июня 2017

УДК: 579.6 : 616-095АНТИМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ IN VITRO НЕКОТОРЫХ НОВЫХ

ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ. Заричук Е.A. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 146-153.

В статье представлены результаты тестирования in vitro антибактериальных




195


и противогрибковых свойств новых соединений. В качестве эталонных культур были использованы 2 штамма грамположительных бактерий: Staphylococcus aureus ATCC®25922™ и Bacillus cereus ГИСК 8035; 4 штамма грамотрицательных бактерий: Proteus vulgaris HX 19222, Pseudomonas aeruginosa ATCC®27853™, Escherichia coli ATCC®25923™, Klebsiella pneumoniae; один штамм дрожжеподобного гибка: Candida albicans ATCC®10231™. В качестве новых соединений, обладающих антибактериальными свойствами, были испытаны пять веществ - растворимый в воде энотанин, полученный из виноградных косточек и 4 производные тиосемикарбазона, синтезированных в Отделе Химии Молдавского Государственного Университета под руководством академика Гуля А.П. Для каждого из этих веществ были выявлены чувствительные микроорганизмы и установлены значения МИК и МБК/МФК. Библ.-10, табл. – 2 .

Ключевые слова: антимикробная активность, водорастворимый энотанин, производные тиосемикарбазона.

Поступила в редакцию 09 августа 2017

УДК: 631.459(478) ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭРОЗИИ ПОЧВ ПУТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ОСАДКОВ

ВОДОХРАНИЛИЩ. Бобок Н. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 153-159.

В работе рассматриваются методы определения интенсивности эрозии почв (годовые потери почвенного покрова) на основе расчета временной динамики скорости заиления водохранилищ юга территории Республики Молдова (Конгаз, Комрат, Садык и других пяти наиболее репрезентативных водохранилищ бассейнов рек Ялпуг, Лунга, Когылник и других гидрологических бассейнов). Максимальные величины почвенной эрозии характеризуют водосборные бассейны озер Конгаз, Комрат, где годовая потеря почв составляет 7,96 т/га и соответственно 4,72 т/га. Библ.- 17, рис.-1, таб.- 1.

Ключевые слова: эрозия почв, заиление озер, Республика Молдова.Поступила в редакцию 17 июля 2017

УДК: 556.166 (478)ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА НА

ПАВОДОЧНЫЙ СТОК (НА КОНКРЕТНЫХ ПРИМЕРАХ) Желяпов А. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 159-168.

В статье представлена оценка влияния изменений структуры ландшафтного покрова за последние 30 лет на паводочный сток. В качестве примеров были выбраны 8 пилотных рек и их 102 притока, представляющие северную, центральную и южную часть Республики Молдова. Модель SCS-CN и ГИС-технологии составляют методологическую основу исследования. В результате анализа структуры ландшафтного покрова, суббассейны были разделены на 12 типов и вычислены коэффициенты их экологической стабильности, согласно которым большинство из них характеризуются высокой экологической нестабильностью. В результате оценки паводочного стока за два периода времени, было установлено, что его изменение незначительно на бассейновом уровне, но существенно на локальном уровне. Библ.- 14, рис.-5.

Ключевые слова: дождевые паводки, растительный покровПоступила в редакцию 03 августа 2017

УДК: 551.583:556.166БАССЕЙНЫ МАЛЫХ РЕК. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕ-

РИСТИКИ БАССЕЙНА И ХАРАКТЕР СТОКА. Сыродоев Г., Коробов Р., Канцыр А., Сыродоев И., Казак В. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c.168-172



196


В статье приведены данные о физико-географических особенностях и характеристиках стока малых рек на примере р. Балцата. Показаны тенденции его уменьшения в различные периоды года. Выявлена зависимость объема стока от климатических изменений. Библ. – 7, таб. – 2, рис. – 4.

Ключевые слова: малые реки, речной сток, изменение климата, регрессионная модель.

Поступило в редакцию 10 августa 2017.

УДК 504.06 504.4.054ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА

ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И СОГЛАСОВАНИЕ НАЦИОНАЛЬНОГО ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА С ТРЕБОВАНИЯМИ ЕС. Санду Мария. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2017, № 2 (332), c. 173-179.

Поверхностно-активные вещества (анионные, катионные, неионные, амфотерные) широко используется в различных областях, и проникают в окружающую среду. Многие поверхностно-активные вещества не разлагаются биологически, имея острую токсичность на рыб, ракообразных, водорослей и бактерий, но не все они включены в национальные регламенты для мониторинга природных и сточных вод и не проводится без оценки воздействия на окружающую среду. В этом контексте предлагаются дополнения национального законодательства в соответствие с требованиями Регламента (ЕС) No. 648/2004 Европейского парламента и Совета от 31 марта 2004 года о моющих средствах.

Библ. -30, рис. -1. Ключевые слова: детергенты - поверхностно-активные вещества - мониторинг -

природные и сточные воды - национальное законодательство.Поступило в редакцию 14 августa 2017.

Рефераты



197


CONTENTS

BASIC ARTICLESPsyche. Mental health. Mental disorders. Phenomenology of their exteriorization. I. Analysis of modern views on psyche, on mental health and on ontogenetic disorders of mental health and their new conceptions from the position of psychosanocreatology. (The first part of the lecture at the plenary session at the thirteenth international interdisciplinary congress «Neuroscience for Medicine and Psychology»). Furdui Teodor I., Ciochină Valentina Ch., Furdui Vlada T., Glijin Aliona G, Vrabie Valeria G., Berezovschaia Elena S. ................................................................................ 7The role of behavior, emotions and communication in development of mental disorders. Their phenomenology. (Report at the meeting of the section «Sanocreatology, formation and maintenance of Mental Health» of the thirteenth international interdisciplinary congress «Neuroscience for Medicine and Psychology»). Furdui Teodor T., Ciochină Valentina Ch., Glijin Aliona G., Furdui Vlada T., Vrabie Valeria G., Berezovschaia Elena S., Gheorghiu Zinaida B., Jitari Iurii N. ..................... 19

PHYSIOLOGY AND SANOCREATOLOGYThe role of emotions in sanogenic and dissanogenic heart function. (Report at the meeting of the section «Sanocreatology, formation and maintenance of Mental Health» of the thirteenth international interdisciplinary congress «Neuroscience for Medicine and Psychology»).Ciochină Valentina Ch. ................................................................................................... 29The telemonitoring of health is a requirement of the day. Botnaru N. M. ................................................................................................................. 38

PLANT PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRYRapid determination of radicle and secondary roots resistance of cucumber (Cucumis sativus L.) plantlets to high temperatures.Cauş Maria, Călugăru-Spătaru Tatiana, Dascaliuc Alexandru ....................................... 49Peculiarities of adaptive processes of soybean plants to the changing conditions of water support and increased salt content.Chirilov Alexandru, Harciuc Oleg, Cozmic Raisa, Chirilova Eleonora, Baştovaia Svetlana, Chistol Marcela ............................................................................................... 57

GENETICS, MOLECULAR BIOLOGY AND BREEDINGGeographical distribution and characteristics of O. cumana populations in the Republic of Moldova. Duca Maria, Acciu Adriana, Clapco Steliana ................................................................. 65Development of initial material with functional sterility to be used in tomato heterotic breeding.Makovei Milanya, Botnari Vasile ................................................................................... 76Expression of GSL1-4 genes in sunflower roots infected with broomrape.Tabara Olesea, Nechifor Victoria, Port Angela .............................................................. 85

Рефераты


198


ZOOLOGYDynamics of biologycal invasions in aquatic ecosystems of Republic of Moldova in the light of pulsation theories.Bulat Dumitru ................................................................................................................. 93Recommendations for the protection and exploration of the diversity of the ichthyofauna in anthropogenic ecosystrems.Bulat Dumitru, Bulat Denis, Usatîi Marin, Crepis Oleg, Fulga Nina, Şaptefraţi Nicolae, Chelminciuc Rastislav ...................................................................................... 97

MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGYBacterial strains potential distructors of pesticides. Chiseliţa Oleg, Batîr Ludmila, Slanina Valerina ............................................................ 106Influence of nano oxides of some metal on the biosynthesis of exocellular lipases in micromycete Rhizopus arrhizus CNMN-FD-03.Ciloci Alexandra, Tiurina Janetta, Labliuc Svetlana, Dvornina Elena, Clapco Steliana, Bivol Cezara, Guţul Tatiana, Rusu Emil ........................................................................ 116Effect of nano-oxides TiO2 and Fe3O4 on lipase biosynthesis by Aspergillus niger CNMN FD 01 micromycete. Bivol Cezara, Ciloci Alexandra, Tiurina Janeta, Labliuc Svetlana, Clapco Steliana, Dvornina Elena, Гуцул Татьяна, Руссу Емил ............................................................... 125The effect of Fe3O4 nanoparticles on the antifungal activity of micromycetes.Sirbu Tamara, Zop Anna, Gutul Tatiana ......................................................................... 131New oak tannic compounds and their in vitro antimicrobial properties.Lupascu Lucian, Grigorcea Sofia, Lupascu Galina, Timbaliuc Nina ............................ 139In vitro antimicrobial activity of some new products. Zariciuc Elena ................................................................................................................. 146

ECOLOGY AND GEOGRAPHYAssessment of soil erosion by measurements sediments in the antropogenic lakes.Boboc Nicolae ................................................................................................................ 153Assessment of land cover changes impact on flood runoff (case sdudies). Jeleapov Ana ................................................................................................................... 159Small river basin. Physiographical features and water discharge character.Sirodoev Ghennadi, Corobov Roman, Cantir Angela, Sirodoev Igor, Cazac Valeriu .... 168Impact of surface agents on the environment and adjustment of national legislation to EU requirements. Sandu Maria .................................................................................................................... 173

Abstracts (in Eng). ......................................................................................................... 179Рефераты (in Rus). ....................................................................................................... 187



199


CUPRINS

ARTICOLE DE FOND

Психика. Психическое здоровье. Психические расстройства. Феноменология их экстериоризации. I. анализ современных представлений о психике, о психическом здоровье и об онтогенетических расстройствах психического здоровья и новые их концепции с позиции психосанокреатологии. (Лекция на пленарном заседании тринадцатого международного междисциплинарного конгресса «Neuroscience for Medicine and Psychology»).Фурдуй Федор И., Чокинэ Валентина К., Фурдуй Влада Ф., Глижин Алена Г., Врабие Валерия Г., Березовская Елена С. .................................................................... 7Роль поведения, эмоций и коммуникации в развитии психических расстройств. Их феноменология. (Доклад на заседании секции «Sanocreatology, formation and maintenance of Mental Health» тринадцатого международного междисциплинарного конгресса «Neuroscience for Medicine and Psychology»).Фурдуй Федор И., Чокинэ Валентина К., Глижин Алена Г., Фурдуй Влада Ф., Врабие Валерия Г., Березовская Елена С., Георгиу Зинаида Б., Житарь Юрий Н... 19

FIZIOLOGIA ŞI SANOCREATOLOGIA

Роль эмоций в саногенной и диссаногенной функции сердца. (Доклад на заседании секции «Sanocreatology, formation and maintenance of Mental Health» тринадцатого международного междисциплинарного конгресса «Neuroscience for Medicine and Psychology»).Чокинэ Валентина К. ..................................................................................................... 29Telemonitorizarea sănătăţii - solicitarea incontestabilă a zilei.Botnaru Nicolai ............................................................................................................... 38

FIZIOLOGIA ŞI BIOCHIMIA PLANTELORDeterminarea accelerată a rezistenţei radiculei şi rădăcinilor secundare a plantulelor de castravete (Cucumis sativus L.) la temperaturi ridicate.Cauş Maria, Călugăru-Spătaru Tatiana, Dascaliuc Alexandru ..................................... 49Particularitaţile manifestării proceselor de adaptare a plantelor de soia la condiţii modificate a asigurării cu apă si conţinutului de săruri.Chirilov Alexandru, Harciuc Oleg, Cozmic Raisa, Chirilova Eleonora, Baştovaia Svetlana, Chistol Marcela ................................................................................................ 57

GENETICA, BIOLOGIA MOLECULARĂ ŞI AMELIORAREA

Distribuția geografică și caracteristica unor populații de O. cumana din Republica Moldova.Duca Maria, Acciu Adriana, Clapco Steliana .................................................................. 65Создание исходного материала томата с функциональной стерильностью для использования в гетерозисной селекции.Маковей Mилания Д., Ботнарь Василий Ф. ................................................................ 76Expresia genelor GSL1-4 în rădăcinile de floarea-soarelui infectată cu lupoaie. Tabără Olesea, Nechifor Victoria, Port Angela ................................................................ 85


200


ZOOLOGIA

Dinamica invaziilor biologice în ecosistemele acvatice ale Republicii Moldova în lumina teoriei pulsaţionale.Bulat Dumitru .................................................................................................................. 93Recomandări privind protecţia şi valorificarea diversităţii ihtiofaunei în ecosistemele antropizate.Bulat Dumitru, Bulat Denis, Usatîi Marin, Crepis Oleg, , Fulga Nina, Şaptefraţi Nicolae, Chelminciuc Rоstislav ..................................................................................................... 97

MICROBIOLOGIA ŞI BIOTEHNOLOGIATulpini bacteriene - potenţiali distructori ai pesticidelor.Chiseliţa Oleg, Batîr Ludmila, Slanina Valerina .............................................................. 106Особенности биосинтеза липаз микромицетом Rhizopus arrhizus CNMN- FD- 03 под влиянием наночастиц окислов некоторых металлов.Чилочи Александра, Тюрина Жанетта, Лаблюк Светлана, Дворнина Елена, Клапко Стелиана, Бивол Чезара, Гуцул Татьяна, Руссу Емил ................................................ 116Effect of nano-oxides TiO2 and Fe3O4 on lipase biosynthesis by Aspergillus niger CNMN FD 01 micromycete.Bivol Cezara, Ciloci Alexandra, Tiurina Janeta, Labliuc Svetlana, Clapco Steliana, Dvornina Elena, Guţul Tatiana, Rusu Emil ...................................................................... 125Impactul nanoparticulelor de Fe3O4 asupra activităţii antifungice a micromicetelor.Sîrbu Tamara, Zop Anna, Guţul Tatiana .......................................................................... 131Noi compuşi taninici din stejar şi proprietăţile lor antimicrobiene in vitro.Lupaşcu Lucian, Grigorcea Sofia, Lupaşcu Galina, Ţîmbaliuc Nina ............................. 139Activitatea antimicrobiană in vitro a unor compuşi autohtoni noi. Zariciuc Elena .................................................................................................................. 146

ECOLOGIA ŞI GEOGRAFIA

Aprecierea eroziunii solului prin măsurători ale sedimentelor acumulate în lacuri. Boboc Nicolae .................................................................................................................. 153Evaluarea influenței modificărilor în acoperirea terenurilor asupra scurgerii de viitură (studii de caz).Jeleapov Ana .................................................................................................................... 159Small river basin. Physiographical features and water discharge characteristics.Sirodoev Ghennadi, Corobov Roman, Cantir Angela, Sirodoev Igor, Cazac Valeriu 168Impactul agenţilor activi de suprafaţă asupra mediului şi ajustarea legislaţiei naţionale la cerinţele UE.Sandu Maria ..................................................................................................................... 173

Abstracts (in Eng). ......................................................................................................................... 179Рефераты (in Rus). ......................................................................................................................... 187



201


CERINTE-TIP

pentru pregătirea articolelor ştiinţifice spre publicare în„Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii”

Cerinţe generale

Articolele trebuie să fie aprobate spre publicare de către consiliul ştiinţific al institutului de profil – fondator al revistei.

Toate materialele textuale se prezintă în varianta electronică (MS Word), însoţită de o copie imprimată pe hârtie, semnată de autor(i), extrasul din procesul verbal al şedinţei Consiliului ştiinţific şi declaraţie pe proprie răspundere privind originalitatea propunerii de articol.

Cerinţe tehnice

Limba publicaţiilor: Română, Engleză, Rusă Volumul materialului: până la 8 pagini

Iniţializare pagină format: A4, margini: sus - 40 mm, jos - 40 mm, stânga - 38 mm, dreapta - 37 mm.

Structura materialului şi parametrii principali:

Compartimentele obligatorii Conţinut

Mărimea şi înscriereaFont: Times New Roman, spaţiere: 1,0 (la un rând)

Titlul TITLUL ARTICOLULUI 12 pt (dimensiunea), B

(Aldin), MAJUSCULE (centrat)

Autorul(ii) Numele, prenumele Peste un rând, 11 pt, B, P1

Instituţia Denumirea completă a instituţiei. Nu se admit abrevieri ( IMB, USM, IEG etc.)

Din rând nou, 11 pt, I (Cursiv),

rezumat în limba română

Se indică CZU, titlul articolului (majuscule, B), numele şi prenumele autorilor (cursiv), rezumatul succint al articolului (până 100 de cuvinte).Din rând nou:

numărul tabelelor, figurilor şi surselor • bibliografice;abrevieri (dacă în text lipseşte descifrarea • lor);cuvintele cheie, • Adresa pentru corespondenţă: numele, • prenumele unuia din autori responsa-bil pentru corespondenţă, denumirea completă a instituţiei, adresa poştală, E-mail, telefon.

Peste un rând, 10 pt


202


Capitol, compartiment:introducere, materiale şi

metode, rezultate şi discuţii, concluzii,

bibliografia

Denumirea capitolului, compartimentului şi textul respectiv

Peste un rând, 11 pt, B, P

Text

Textul articolului ştiinţi fic redactat şi verificat.

Referinţele bibliografice în text se indică cu cifre în paranteze pătrate. Ex.: [1], [2, 7-10].

Tabelele şi figurile se includ în text după prima menţionare

Din rând nou, prima linie cu 8mm, 11 pt, I (justificat)

Bibliografia

Lista referinţelor bibliogra fice („Bibli-ografia”, „Literatura”, „Referinţe” etc.) în original, nume rotate în ordinea alfabetică: la început cele în transcripţia latină, în con-început cele în transcripţia latină, în con-ă, în con-tinuare – cele în chirilică

Din rând nou, prima linie cu 8 mm, 10 pt.

Semnătura Autorului (lor) Numele, prenumele şi semnătura personală

Summary (în engleză)

Se indică UDC, titlul articolului (majuscule, B), numele şi prenumele autorilor (cursiv), rezumatul succint al articolului (până 100 de cuvinte), numărul tabelelor, figurilor şi surselor bibliografice, abrevieri (dacă în text lipseşte descifrarea lor) cuvintele cheie.


Резюме (în rusă)

Se indică УДК, titlul articolului (majuscule, B), numele şi prenumele autorilor (cursiv), rezumatul succint al articolului (până 100 de cuvinte), numărul tabelelor, figurilor şi surselor bibliografice, abrevieri (dacă în text lipseşte descifrarea lor), cuvintele cheie.


Elementele suplimentare:Tabel

Tabelul 1. Denumirea tabelului (10 pt, B)Nr. Denumirea coloanei (9 pt, В)

1. Text (10 pt)

2.

Numerotare automată



203


FIGURA (grafic, shemă. hartă, desen, fotografie, etc.)

Figurile (în alb-negru) integrate în text folosind aplicaţiile MS Office (exemplu diagrama MS Excel sau MS Graph). Denumirea figurii se înscrie sub obiect cu Times New Roman,10 pt, Bold, Justify. Exemplu: Figura 1. Denumirea figurii.

FIGURILE, SCHEMELE, DIAGRAMELE, FOTOGRAFIILE se prezintă obligatoriu şi în format grafic (Jpeg, Tiff, Psd) ca fişiere grafice separate. Toate elementele grafice se prezintă în alb-negru. Fişierul în format grafic nu trebuie să conţină denumire şi descriere. Responsabilitatea pentru calitatea elementelor grafice prezentate o poartă autorul(ii).

Materialele prezentate în formă de tabele şi pe figuri trebuie să fie autonome, astfel încât esenţa lor să fie clară fără a se adresa la textul manuscrisului. Titlul trebuie să fie maxim informativ, iar în caz de necesitate sub tabel sau sub titlul figurii pot fi expuse condiţiile principale a efectuării experimentului.

Autorul(ii) îşi asună responsabilitatea pentru conţinutul şi calitatea materialului prezentat.

Informaţie suplimentară şi sugestii la tel. (+373 022) 72-50-71E-mail: [email protected]; [email protected]


ibn.idsi.mdCreated Date 10/13/2017 9:31:53 AM

Documents

Transcript of ibn.idsi.mdCreated Date 10/13/2017 9:31:53 AM