12.08.2013 Views

BULETINUL ИЗВЕСТИЯ JOURNAL

BULETINUL ИЗВЕСТИЯ JOURNAL

BULETINUL ИЗВЕСТИЯ JOURNAL

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

ISSN 1857-064X<br />

<strong>BULETINUL</strong><br />

ACADEMIEI DE ŞTIINŢE A MOLDOVEI<br />

ŞTIINŢELE VIEŢII<br />

<strong>ИЗВЕСТИЯ</strong><br />

АКАДЕМИИ НАУК МОЛДОВЫ<br />

НАУКИ О ЖИЗНИ<br />

<strong>JOURNAL</strong><br />

OF ACADEMY OF SCIENCES OF MOLDOVA<br />

LIFE SCIENCES<br />

3 (318)<br />

2012<br />

Chişinău<br />

1


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

C U P R I N S<br />

ARTICOLE DE FOND<br />

Психосанокреатологическая концепция. Генетически и онтогенетически<br />

обусловленные системы, участвующие в формировании и поддержании психического<br />

здоровья.<br />

Фурдуй Ф.И., Чокинэ В.К. ........................................................................................................... 4<br />

Particularităţi morfo-fi ziologice şi genetico-moleculare ale interacţiunii Helianthus annuus<br />

L. – Plasmopara halstedii F. Berl et de Toni.<br />

Duca Maria, Port Angela, Şestacova Tatiana. ................................................................................. 23<br />

Species composition and seasonal human biting activity of mosquitoes (Diptera: Culicidae)<br />

in the recreational areas of the city Chisinau.<br />

Sulesco Tatiana. ............................................................................................................................... 35<br />

FIZIOLOGIA ŞI SANOCREATOLOGIA<br />

Влияние нормобарической гипоксии на модуляцию кровотока в системе<br />

микроциркуляции.<br />

Каратерзи Г.И. ................................................................................................................................ 43<br />

Влияние интенсивной физической нагрузки на микроэлементный статус<br />

организма.<br />

Гараева О.И. ................................................................................................................................... 53<br />

Synthesis and antileukaemia activity of N-(2,4-dimethylphenyl)hydrazine carbothioamide<br />

and its azomethine derivatives.<br />

Gulea A., Sargun A., Barba A., Jalba A., Poirier D., Petrenko P., Chumakov Yu. .......................... 59<br />

FIZIOLOGIA ŞI BIOCHIMIA PLANTELOR<br />

Modifi carea interrelatiilor funcţionale dintre organele plantelor de Zea mays L. în condiţii<br />

de secetă.<br />

Ştefîrţă Anastasia, Melenciuc M., Buceaceaia Svetlana, Brânză Lilia, Aluchi N. .......................... 66<br />

Контроль влажности почвы и продукционного процесса при возделывании<br />

томатов.<br />

Ботнарь В.Ф. .................................................................................................................................. 78<br />

Manifestarea creşterii relative a rădăcinilor şi termotoleranţei grâului (Triticum aestivum<br />

L.) sub infl uenţa şocului termic.<br />

Dascaliuc A., Cicalova V., Ralea T. ................................................................................................. 89<br />

Влияние недостаточной влагообеспеченности и повышенного содержания бикарбоната<br />

в почве на некоторые показатели водного статуса и продуктивности растений сои.<br />

Харчук О.А., Кириллов А.Ф., Козьмик Р.А., Баштовая С.И., Кириллова Э.Н., Митина Т. .... 96<br />

GENETICA, BIOLOGIA MOLECULARĂ ŞI AMELIORAREA<br />

Metodologia de utilizare a metadatelor experienţelor microarray în elaborarea ipotezelor<br />

ştiinţifi ce.<br />

Duca Maria, Leviţchi Alexei, Martea Rodica, Abduşa Daniela, Dragomir Lidia. .......................... 105<br />

Primerii omologi transpozonului activator în evidenţierea polimorfi smului molecular al<br />

genomurilor vegetale.<br />

Paşa Lilia. ........................................................................................................................................ 112<br />

Analiza explorativă a expresiei genelor implicate în morfogeneza fl orii.<br />

Duca Maria, Leviţchi Alexei, Martea Rodica. ................................................................................ 117<br />

ZOOLOGIA<br />

Comportamentul antagonist la specia Mus spicilegus Petenyi 1882 (Rodentia, Muridae).<br />

Larion Alina, Munteanu Andrei, Nistreanu Victoria, Cemîrtan Nelli, Savin Anatol, Sîtnic<br />

Veaceslav, Caraman Natalia. ........................................................................................................... 126<br />

214


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Распределение и биологические особенности вида Sitona lineatus (Coleoptera:<br />

Curculionidae) в Республике Молдова.<br />

Мунтяну Н., Малеванчук Н., Тодераш Л., Молдован А., Бакал С. ........................................... 131<br />

MICROBIOLOGIA ŞI BIOTEHNOLOGIA<br />

Caracterele fenotipice şi compoziţia biochimică a tulpinilor de drojdii - producătoare de<br />

β-glucani.<br />

Usatîi Agafi a, Chiseliţa Natalia, Molodoi Elena, Efremova Nadejda, Chiseliţa Oleg, Borisova<br />

Tamara, Fulga Ludmila. .................................................................................................................. 139<br />

Aprecierea incidenţei bolii ulceroase a stomacului şi duodenului prin metoda citologică.<br />

Florea Natalia, Zatâc Anatol. .......................................................................................................... 147<br />

Detectarea unor markeri ai rezistenţei enterobacteriilor la preparatele antimicrobiene.<br />

Burduniuc Olga, Cojocaru R., Balan Greta , Spînu C., Roşcin Iu. ................................................ 151<br />

Комплексные соединения молибдена и ванадия как возможные стимуляторы<br />

биосинтеза внеклеточных целлюлаз микромицета Penicillium expansum<br />

CNMN FD 05 C.<br />

Чилочи A.А., Тюрина Ж.П., Болога О.А., Клапко С. Ф., Лаблюк С.В., Паша Л.И., Коропчану<br />

Э.Б., Рижа А.П. .............................................................................................................................. 158<br />

Standardizarea procedurii de conservare a tulpinilor de bacterii păstrate în Colecţia<br />

Naţională de Microorganisme Nepatogene. II. Standardizarea procedurii de conservare<br />

a tulpinilor din genul Bacillus pastrate in Colecţia Naţională de Microorganisme<br />

Nepatogene.<br />

Tolocichina Svetlana, SlaninaValerina, Burţeva Svetlana, Postolachi Olga, Sîrbu Tamara, Lupaşcu<br />

Lucian, StepanovVitalie. ................................................................................................................. 165<br />

ECOLOGIA ŞI GEOGRAFIA<br />

Probleme ale dezvoltării durabile a ecosistemului urban Chişinău.<br />

Bulimaga C. .................................................................................................................................... 172<br />

ANIVERSĂRI<br />

Un destin guvernat de înţelepciune şi de dăruire geneticii şi ameliorării plantelor aromatice<br />

şi medicinale. Doctorul habilitat Maria Gonceariuc la 70 de ani.<br />

Furdui T., Botnari V., Tudorache Gh., Andronic L., Dobândă E. .................................................... 181<br />

Savant, manager şi militant al lumii vegetale. Teleuţă Alexandru Ştefan la 60 de ani.<br />

Duca Gh., Furdui T., Guceac I., Tudorache Gh., Colţun M. ........................................................... 184<br />

Savant notoriu în terapia plantelor. Doctorul habilitat Leonid Voloşciuc la 60 de ani.<br />

Furdui T., Găina B., Tudorache Gh., TodiraşV., Batcu M. .............................................................. 187<br />

O viaţa consacrată plantelor aromatice. Doctorul habilitat, profesorul universitar Grigore<br />

Musteaţă la 80 ani.<br />

Furdui T., Botnari V., Tudorache Gh., Andronic L., Dobândă E. .................................................... 191<br />

CĂRŢI NOI<br />

Recenzie asupra monografi ei “Cromatica tradiţională românească”. Autori Zina Şofransky,<br />

Valentin Şofransky. Bucureşti, Editura Etnologică, 2012.<br />

Zubcov Elena. ................................................................................................................................. 194<br />

ABSTRACTS.................................................................................................................. 198<br />

РЕФЕРАТЫ.................................................................................................................... 205<br />

215


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

CONTENTS<br />

BASIC ARTICLES<br />

Psychosanocreatological conception. Genetically and ontogenetically conditioned systems<br />

participating in the formation and the maintenance of psychic health.<br />

Furdui T.I., Ciochina V.K. ............................................................................................................ 4<br />

Morpho-physiological, genetic and molecular particularities of Helianthus annuus L. –<br />

Plasmopara halstedii F. Berl et de Toni interaction.<br />

Duca Maria, Port Angela, Şestacova Tatiana ............................................................................... 23<br />

Species composition and seasonal human biting activity of mosquitoes (Diptera: Culicidae)<br />

in the recreational areas of the municipality Chisinau.<br />

Sulesco Tatiana ............................................................................................................................ 35<br />

PHYSIOLOGY AND SANOCREATOLOGY<br />

TheThe impact of normobaric hypoxia on blood fl ow modulation in the system of<br />

microcirculation.<br />

Caraterzi G.I. ............................................................................................................................... 43<br />

The infl uence of intensive physical exercise on organism’s status of microelements.<br />

Garaeva O. ................................................................................................................................... 53<br />

Synthesis and antileukaemia activity of N-(2,4-dimethylphenyl)hydrazine carbothioamide<br />

and its azomethine derivatives.<br />

Gulea A., Sargun A., Barba A., Jalba A., Poirier D., Petrenko P., Chumakov Yu. ..................... 59<br />

PLANT PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRY<br />

Modifi cation of functional interrelations between of Zea mays L. plant organs in drought<br />

conditions.<br />

Ştefîrţă Anastasia, Melenciuc M., Buceaceaia Svetlana, Brânză Lilia, Aluchi N. ....................... 66<br />

Сontrol of soil humidity and of the production process in tomato cultivation.<br />

Botnari Vasile .............................................................................................................................. 78<br />

The manifestation of the wheat (Triticum aestivum L.) roots relative growth rate and<br />

thermotolerance under the infl uence of heat shock.<br />

Dascaliuc A., Cicalova V., Ralea T. ............................................................................................ 89<br />

The infl uence of insuffi cient water provision and increased soil bicarbonate content on<br />

some indices of soya water status and productivity.<br />

Harciuc O.A., Chirilov A.F., Cozmic R.A., Chirilova E.N., Mitina T. ...................................... 96<br />

GENETICS, MOLECULAR BIOLOGY AND BREEDING<br />

The methodology of application of microarray experiment metadata in scientifi c<br />

hypothesis elaboration.<br />

Duca Maria, Leviţchi Alexei, Martea Rodica, Abduşa Daniela, Dragomir Lidia ....................... 105<br />

Primers homologous to transposon Аctivator in the plant molecular polymorphism<br />

studying.<br />

Pasha Lilia ................................................................................................................................... 112<br />

Exploratory analysis of gene expression involved in fl ower morphogenesis.<br />

Duca Maria, Levitchi Alexei, Martea Rodica .............................................................................. 117<br />

ZOOLOGY<br />

Antagonistic behaviour and dynamics of aggressiveness in mus spicilegus petenyi 1882<br />

(Rodentia, Muridae).<br />

Larion Alina, Munteanu Andrei, Nistreanu Victoria, Cemîrtan Nelli, Savin Anatol, Sîtnic<br />

Veaceslav, Caraman Natalia ........................................................................................................ 126<br />

216


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Distribution and biological characteristics of Sitona lineatus (Coleoptera: Curculionidae)<br />

in the Republic of Moldova.<br />

Munteanu N., Malevanciuc N., Toderas L., Moldovan A., Bacal S. ........................................... 131<br />

MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY<br />

Phenotypical signs and biochemical composition of yeast strains – β-glucanes producers.<br />

Usatîi Agafi a, Chiseliţa Natalia, Molodoi Elena, Efremova Nadejda, Chiseliţa Oleg, Borisova<br />

Tamara, Fulga Ludmila ................................................................................................................ 139<br />

Assessment of the incidence of stomach and duodenum disease by cytological method.<br />

Florea Natalia, Zatâc A. ............................................................................................................... 147<br />

Detection of enterobacteria resistance markers for antibiotic.<br />

Burduniuc Olga, Cojocaru R., Balan Greta, Spînu C., Roşcin Iu. ............................................... 151<br />

Coordinative compounds of molybdenum and vanadium as possible stimulators<br />

of extracellular cellulases biosynthesis by micromycetes Penicillium expansum<br />

CNMN FD 05 C.<br />

Chilochi A., Tyurina J., Bologa O., Clapco S., Lablyuk S., Pasha L., Coropchanu E., Rija A ... 158<br />

Standartization of the conservation method for bacteria strains from the National Collection<br />

of Nonpathogenic Microorganisms. II. Standartization of the conservation method for<br />

Bacillus strains from the National Collection of Nonpathogenic Microorganisms.<br />

Tolochikina S., Slanina V., Boortseva S., Postolaky O., Syrbu T., Lupashku L., Stepanov V. .... 165<br />

ECOLOGY AND GEOGRAPHY<br />

The problems of sustainable development of the Chisinau urban ecosystem.<br />

Bulimaga C. ................................................................................................................................. 172<br />

ANNIVERSARIES<br />

A destiny governed by wisdom and dedication to genetics and breeding of aromatic and<br />

medicinal plants. Maria Gonceariuc, Doctor Habilitate at 70 anniversary of birth.<br />

Furdui T., Botnari V., Tudorache Gh., Andronic L., Dobândă E. ................................................ 181<br />

Scientist, manager and advocate of plant world. Alexandru Ştefan Teleuţă at 60<br />

anniversary of birth.<br />

Duca Gh., Furdui T., Guceac I., Tudorache Gh., Colţun M. ........................................................<br />

Notorious scientist in plant therapy. Leonid Voloşciuc, Doctor Habilitate at 60 anniversary<br />

of birth.<br />

Furdui T., Găina B., Tudorache Gh., TodiraşV., Batcu M............................................................ 187<br />

A life devoted to aromatic plants. Grigore Musteaţă, Doctor Habilitate, University<br />

Professor at 80 anniversary of birth.<br />

Furdui T., Botnari V., Tudorache Gh., Andronic L., Dobândă E. ................................................ 191<br />

NEW BOOK<br />

A review of the monograph „Traditional Romanian Chromatics” by Zina Şofransky and<br />

Valentin Şofransky. Bucharest, Etnologică Publishing House, 2012.<br />

Zubcov Elena ............................................................................................................................... 194<br />

ABSTRACTS (in Eng) ................................................................................................<br />

ABSTRACTS (in Rus) ................................................................................................ 205<br />

184<br />

198<br />

217


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

COLECTIVELE DE REDACŢIE<br />

FIZIOLOGIA ŞI SANOCREATOLOGIA<br />

redactor – şef Teodor FURDUI, academician<br />

redactor – şef adjunct Valentina CIOCHINĂ, doctor, conferenţiar cercetător<br />

Victor LACUSTA, academician<br />

Mihail ROSCEVSKII, academician al AŞ a FR (Rusia)<br />

Eugen ŞTIRBU, doctor, conferenţiar cercetător<br />

FIZIOLOGIA ŞI BIOCHIMIA PLANTELOR<br />

redactor – şef Simion Toma, academician<br />

secretar responsabil Anastasia ŞTEFÂRŢĂ, doctor habilitat, profesor cercetător<br />

Gheorghe ŞIŞCANU, academician<br />

Alexandru DASCALIUC, doctor habilitat, profesor universitar<br />

Gheorghe TUDORACHE, doctor, conferenţiar cercetător<br />

GENETICA, BIOLOGIA MOLECULARĂ ŞI AMELIORAREA<br />

redactor – şef Maria DUCA, membru corespondent<br />

redactor – şef adjunct<br />

secretar responsabil<br />

Nicolae BARBACAR, doctor habilitat, profesor cercetător<br />

Larisa ANDRONIC, doctor<br />

Vasile BOTNARI, doctor habilitat, profesor universitar<br />

Lucian GAVRILĂ, doctor profesor (România)<br />

Maria GONCEARIUC, doctor habilitat, profesor cercetător<br />

Galina LUPAŞCU, doctor habilitat<br />

ZOOLOGIA<br />

redactor – şef Ion TODERAŞ, academician<br />

redactor – şef adjunct Laurenţia UNGUREANU, doctor habilitat, conferenţiar<br />

cercetător<br />

secretar responsabil Valerii DERJANSCHI, doctor habilitat<br />

Dumitru MURARIU, m. cor. al Academiei Române (România)<br />

Serghei A. OSTROUMOV, doctor habilitat, profesor (Rusia)<br />

Andrei MUNTEANU, doctor, profesor universitar<br />

MICROBIOLOGIA ŞI BIOTEHNOLOGIA<br />

redactor – şef Valeriu RUDIC, academician<br />

redactor – şef adjunct Liliana CEPOI, doctor, conferenţiar cercetător<br />

secretar responsabil Angela COJOCARI, doctor, conferenţiar cercetător<br />

Victor CROIRORU, doctor (Suedia)<br />

Murat KIZIL, profesor (Turcia)<br />

Gheorghe MERENIUC, doctor habilitat, profesor universitar<br />

ECOLOGIA ŞI GEOGRAFIA<br />

redactor – şef Petru CUZA, doctor habilitat<br />

redactor – şef adjunct Maria SANDU, doctor, conferenţiar cercetător<br />

secretar responsabil Vasile STEGĂRESCU, doctor, conferenţiar cercetător<br />

Nicolae BOBOC, doctor, conferenţiar universitar<br />

Ion DEDIU, membru corespondent<br />

Andrei URSU, academician<br />

3


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

COLEGIUL DE REDACŢIE<br />

Redactor-şef Teodor FURDUI, academician<br />

Redactor-şef adjunct Ion TODERAŞ, academician<br />

Secretar responsabil Alexandru CHIRILOV, doctor<br />

Gheorghe DUCA, Victor LACUSTA, Valeriu RUDIC,<br />

Gheorghe ŞIŞCANU, Simion TOMA, Andrei URSU – academicieni<br />

Maria DUCA, membru corespondent<br />

Marian-Traian GOMOIU, membru corespondent al Academiei Române<br />

Victor ROMANENCO, academician al ANŞ a Ucrainei<br />

Mihail ROSCEVSKII, academician al AŞ a FR<br />

Nicolae BARBACAR, doctor habilitat, profesor cercetător<br />

Petru CUZA, doctor habilitat, conferenţiar universitar<br />

Murat KIZIL, profesor, Turcia<br />

Cătălin TĂNASE, doctor profesor universitar<br />

Almantas SIMKUS, doctor, profesor, LITUANIA<br />

Laurenţia UNGUREANU - doctor habilitat<br />

Liliana CEPOI, Valentina CIOCHINĂ, doctori<br />

Ediţie susţinută de Consiliul Suprem pentru<br />

Ştiinţă şi Dezvoltare Tehnologică al AŞM<br />

Adresa redacţiei:<br />

MD - 2028, or. Chişinău, str. Academiei, l, etaj 3, birou 306.<br />

Secţia de Ştiinţe Biologice, Chimice şi Ecologice a AŞM<br />

tel. (+373 22) 72 50 71<br />

E-mail: sbiochim@asm.md<br />

Tehnoredactare computerizată:<br />

Victor CIOCÂRLAN<br />

Format 70x108 1/16. Tiraj 200<br />

Tipografi a AŞM str. Petru Movilă, 8. MD-2004;<br />

Chişinău, Republica Moldova<br />

2


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

ABSTRACTS<br />

Abstracts<br />

UDC: 622.246 : 616.89<br />

PSYCHOSANOCREATOLOGICAL CONCEPTION. GENETICALLY<br />

AND ONTOGENETICALLY CONDITIONED SYSTEMS PARTICIPATING<br />

IN THE FORMATION AND THE MAINTENANCE OF PSYCHIC HEALTH.<br />

Furdui T.I., Ciochina V.K. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii..<br />

2012, No 3 (318), p. 4-23.<br />

The phenomenology and the sanocreatological conception of psychic health that describes<br />

factors and mechanisms forming and maintaining the pattern of psychic health, the formation<br />

of neuron ensembles, the psycho-functional and the valuation-executive systems are presented<br />

in the paper. The genetically and ontogenetically conditioned systems which participate in the<br />

formation and the maintenance of psychic health are examined.<br />

52 references.<br />

Key words: psychical health – the psycho-functional system – the valuation-executive<br />

system– phenomenology of psychic health – the genetically conditioned system – the<br />

ontogenetically conditioned system– sanocreatological conception of psychic health<br />

Received October 23, 2012<br />

UDC: 633.854.78:632.4 + 632.4:582.244.2 + 632.938<br />

MORPHO-PHYSIOLOGICAL, GENETIC AND MOLECULAR PARTICULARI-<br />

TIES OF HELIANTHUS ANNUUS L. –PLASMOPARA HALSTEDII F. BERL ET DE<br />

TONI INTERACTION. Duca Maria, Port Angela, Şestacova Tatiana. // Buletinul Academiei<br />

de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 23-35.<br />

Sunfl ower downy mildew induced by Plasmopara halstedii F. Berl et de Toni causes<br />

signifi cant yield losses reaching 4-6 c/ha and is considered one of the most devastating diseases<br />

of sunfl ower. The review includes current data regarding the pathogen life cycle, diagnostics<br />

and symptoms of the disease, economic impact and phytosanitary measures, nomenclature<br />

and genetic variability of the known races, Pl resistance genes and molecular markers linked<br />

with these.<br />

64 references, 4 fi gures, 1 table.<br />

Key words: sunfl ower - downy mildew – resistance - Pl genes - molecular screening.<br />

Received November 02, 2012<br />

UDC: 595.771<br />

SPECIES COMPOSITION AND SEASONAL HUMAN BITING ACTIVITY OF<br />

MOSQUITOES (DIPTERA: CULICIDAE) IN THE RECREATIONAL AREAS OF THE<br />

MUNICIPALITY CHISINAU. Sulesco Tatiana. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei.<br />

Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 35-43.<br />

This is the fi rst report on the species composition and seasonal human biting activity of<br />

mosquitoes in the of. Chisinau, Republic of Moldova. In total, 3255 adult mosquitoes were<br />

collected in eight recreational areas. Sampling occurred by means of two methods: human landing<br />

collection and net-catches from vegetation. Altogether 22 mosquito species in 9 genera were<br />

found representing 55% of Culicidae species diversity in the Republic of Moldova. Seventeen<br />

anthropophilic species with different seasonal biting activity patterns have been found in human<br />

landing collections. Aedes vexans was the most frequently captured species (N = 1,514; 46.5%)<br />

followed by Ochlerotatus annulipes (N = 403; 12.4%), Dahliana geniculata (N = 330; 10.1%),<br />

Culex modestus (N = 312; 9.6%), Coquillettidia richiardii (N = 144; 4.4%) and Oc. riparius (N<br />

= 117; 3.6%).<br />

16 references, 3 tables, 3 fi gures<br />

198


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Abstracts<br />

Key words: Culicidae - human biting mosquitoes - seasonal activity - recreational<br />

areas - Chisinau<br />

Received November 01, 2012<br />

UDC: 612.13+612.146<br />

THE IMPACT OF NORMOBARIC HYPOXIA ON BLOOD FLOW MODULATION<br />

IN THE SYSTEM OF MICROCIRCULATION. Caraterzi G.I. // Buletinul Academiei de<br />

Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 43-53.<br />

The method of laser Doppler fl owmetry has been used to examine the indices of<br />

microcirculation in 15 conditionally healthy volunteers in the process of normobaric hypoxic<br />

exercise. It has been shown that, under the less pronounced hypoxia, a high variability of<br />

microcirculation indices is observed whereas, under the more pronounced hypoxia, a rather<br />

considerable synchronization of their modifi cation takes place. The increase of such indices as<br />

Аmax HF, Аmax CF and the decrease of Аmax LF can serve as markers of functional strain.<br />

That will enable us to carry out individual selection of sanogenic regimen of normobaric hypoxic<br />

exercise.<br />

25 references, 2 tables.<br />

Key words: normobaric hypoxia - microcirculation - sanogenic mode - variability indices<br />

– fl owmetry.<br />

Received October 16, 2012<br />

UDC: 612.015.31:796.07<br />

THE INFLUENCE OF INTENSIVE PHYSICAL EXERCISE ON ORGANISM’S<br />

STATUS OF MICROELEMENTS. Garaeva O. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei.<br />

Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 53-59.<br />

The principal aim of this work was to study the infl uence of intensive physical exercises<br />

on organism’s status of microelements using the method of atomic absorption spectroscopy in<br />

blood and urine. Healthy young men aged 15-18 were selected for the research: 17 who don’t<br />

practice sport used as a control group and 17 professional athletes who practice swimming. Zinc<br />

concentration increased by 3.49 times in the athletes in a rest state in blood plasma compared to<br />

the conventional norm in clinics and by 1.5 compared with the control group. The iron content<br />

reduced by 2.76 times compared with the norm, which is consistent with the literature data, and<br />

by 3.14 times compared to the control group; the content of nickel exceeds the norm by 3.3<br />

times at all males, which is probably the result of the ecological status of the country. Intense<br />

physical exercises cause increased excretion of zinc and manganese at athletes. At the same<br />

time, the copper’s excretion decreases during intense physical exercises. The enrichment of the<br />

diet with iron, zinc and manganese may help compensate for their losses.<br />

25 references, 2 tables.<br />

Keywords: Microelements – metabolism - physical exercise – blood – urine - athlets<br />

Received October 23, 2012<br />

UDC: 548.736.546.561<br />

SYNTHESIS AND ANTILEUKAEMIA ACTIVITY OF N-(2,4-DIMETHYLPHENYL)<br />

HYDRAZINECARBOTHIOAMIDE AND ITS AZOMETHINE DERIVATIVES.<br />

Gulea A., Sargun A., Barba A., Jalba A., Poirier D., Petrenko P., Chumakov Yu. // Buletinul<br />

Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 59-66.<br />

The present paper concerns data on the synthesis, characterisation and in vitro biological<br />

activity evaluation of N-(2,4-dimethylphenyl)hydrazinecarbothioamide and its fi ve azomethine<br />

derivatives, obtained by condensation of N-(2,4-dimethylphenyl)hydrazinecarbothioamide with<br />

different carbonilic compounds. The composition and the crystal structure of the synthesised<br />

compounds have been defi ned by means of 1 H, 13 C NMR spectroscopy and X-ray diffraction.<br />

199


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Abstracts<br />

All compounds produced have been tested as inhibitors of human leukaemia (HL-60) cells<br />

growth. N-(2,4-dimethylphenyl)-2-(thiophene-3-ylmethylene) hydrazinecarbothioamide and<br />

N-(2,4-dimethylphenyl)-2-(2-hydroxybenzylidene) hydrazinecarbothioamide have been found<br />

to be the most antiproliferative active agents among those obtained in this study.<br />

7 references, 2 fi gures. 2 schemes, 1 table.<br />

Key words: N-(2,4-dimethylphenyl) hydrazinecarbothioamide – azomethines –<br />

antiproliferative – leukaemia<br />

Received September 17, 2012<br />

UDC: 581.1.03:581.14<br />

MODIFICATION OF FUNCTIONAL INTERRELATIONS BETWEEN OF<br />

ZEA MAYS L. PLANT ORGANS IN DROUGHT CONDITIONS. Ştefîrţă Anastasia,<br />

Melenciuc M., Buceaceaia Svetlana, Brânză Lilia, Aluchi N. // Buletinul Academiei de Ştiinţe<br />

a Moldovei. Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 66-77.<br />

It was demonstrated that water and oxidative stress, conditioned by drought, causing<br />

disruptions in the functionally interrelations of the organs as consequence of differences in the<br />

degree of water’s status change, oxidative distructions and change in the activity of antioxidative<br />

enzymes in plant organs. Roots are particularly affected by the impact of the drought, while<br />

stems represent an area with relatively stable water status and have, probably, a protective<br />

function of generative organs meristem. The assumption was confi rmed that water is a factor<br />

involved in adjusting the plant functional activity, contributes to maintaining the coordinate’s<br />

relations between organs and fulfi lls, along with other factors, the integration function both at<br />

the cellular and organism level.<br />

33 references, 1fi gure, 4 tables.<br />

Keywords: water status – oxidative stress – antioxidative enzymes – organs – plants –<br />

correlative links.<br />

Received July 12, 2012<br />

UDC: 635 : 519.8<br />

СONTROL OF SOIL HUMIDITY AND PRODUCTION PROCESS IN TOMATO<br />

CULTIVATION. Botnari Vasile. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii..<br />

2012, No 3 (318), p. 78-88.<br />

A decisive role in plant humidity provision belongs to precipitation, the share of which in the<br />

conditions without irrigation was 83%. The coeffi cient of water use varies widely and depends<br />

on the biological characteristics of individual varieties and weather conditions, on the moisture<br />

reserves in soil, the amount of irrigation water and the magnitude of infi ltration. The formation<br />

of one ton of standard tomato fruits without irrigation required 86 m 3 . Increased availability of<br />

water from 70 to 80% of fi eld capacity increased from the smallest water consumption by 30-40<br />

m 3 /t of production, reducing the effi ciency of irrigation water use.<br />

Modeling is the most economical way of research and promotes the synthesis of already<br />

existing knowledge and their use for the development of agriculture technology solutions.<br />

21 references, 4 tables, 3 fi gures<br />

Keyword: Soil - humidity - irrigation - plants - tomatoes - climate – simulation<br />

Received October 22, 2012<br />

UDC:582.1<br />

THE MANIFESTATION OF THE WHEAT ( Triticum aestivum L.) ROOTS<br />

RELATIVE GROWTH RATE AND THERMOTOLERANCE UNDER THE INFLUENCE<br />

OF HEAT SHOCK. Dascaliuc A., Cicalova V., Ralea T. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a<br />

Moldovei. Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 89-96.<br />

The relative growth rate of wheat roots after exposure of germinated seeds to different<br />

200


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Abstracts<br />

doses of heat shock (HS) was determined. Based on the parameters of growth, the doses of<br />

HS were divided into four different areas. They corresponded to the specifi c parameters that<br />

characterized the inhibition and restoration of roots growth rate in the period after applying<br />

the HS. Suppression of roots growth after HS can be characterized by the activation energy<br />

(A), according to the Arrhenius equation. The value of A specifi cally increases with increasing<br />

the temperature of HS. Determination of relative growth rate after applying the critical doses<br />

of HS is of particular interest, as their values correlated with wheat genotype thermotolerance.<br />

The parameters of the critical doses of HS, necessary for determining wheat genotypes<br />

thermotolerance, can be appreciated only after analyzing the changes of the growth rate in<br />

response to varying temperatures (intensive factor) and the durations (extensive factor) of HS.<br />

15 references, 4 fi gures<br />

Keywords: hexaploid wheat varieties - relative growth rate - heat shock - activation energy<br />

- thermotolerance.<br />

Received October 29, 2012<br />

UDC: 581.17:1-036:526+502<br />

THE INFLUENCE OF INSUFFICIENT WATER PROVISION AND INCREASED<br />

SOIL BICARBONATE CONTENT ON SOME INDICES OF SOYA WATER STATUS<br />

AND PRODUCTIVITY. Harciuc O.A., Chirilov A.F., Cozmic R.A., Chirilova E.N., Mitina T.<br />

// Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 96-105.<br />

Based on the experimental fi ndings, a pattern of the changes in root and leaf water status and<br />

plant productivity of soya (cv. Bucuria) has been determined at a single and repeated action of<br />

humidity insuffi ciency and increased soil bicarbonate content. At the background of short term<br />

drought during the fi rst half of vegetation, the elevated soil bicarbonate content increases the<br />

content of symplastic (intracellular) water in roots, decreases the water potential and relative<br />

turgescence of soya leaves. A repeated drought event during the period of seed fulfi llment (as<br />

well as an increased soil bicarbonate content at the background of the fi rst drought event) leads to<br />

a further reduction in the content of both symplastic and apoplastic water in leaves, a signifi cant<br />

decrease in their water potential and relative turgescence. A increased soil bicarbonate content<br />

reduces the share of the economically useful part (seeds) in the total dry matter of soya plants<br />

and the effi ciency of water utilization by the plant, especially at the background of a repeated<br />

soil drought.<br />

26 references, 6 tables, 1 fi gure<br />

Keywords: Soya – root and leaf water status – productivity – humidity insuffi ciency –<br />

bicarbonate salination.<br />

Received October 29, 2012<br />

UDC: 577.21:004.78 / 001.8<br />

THE METHODOLOGY OF APPLICATION OF MICROARRAY EXPERIMENTS<br />

METADATA IN SCIENTIFIC HYPOTHESIS ELABORATION. Duca Maria, Leviţchi<br />

Alexei, Martea Rodica, Abduşa Daniela, Dragomir Lidia. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a<br />

Moldovei. Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 105-112.<br />

A comparative study of microarray gene expression data is an effective way to develop<br />

hypotheses regarding candidate gene function underlying molecular mechanisms of normal<br />

and/or pathological biological processes. Also, it is important to identify microarray datasets,<br />

which offer the data and information necessary for hypothesis elaboration. Thus, a methodology<br />

of metadata usage is proposed for identifi cation of microarray experiments regarding candidate<br />

gene detection, susceptible to gibberellin treatment in Arabidopsis plants.<br />

16 references, 1 table, 3 fi gures<br />

Key words: gene candidate – gibberellin – metadata - microarray<br />

Received November 02, 2012<br />

201


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Abstracts<br />

UDC: 577.2.08<br />

PRIMERS HOMOLOGOUS TO TRANSPOSON АCTIVATOR IN HIGHLIGHTING<br />

OF THE PLANT MOLECULAR POLYMORPHISM. Pasha Lilia. // Buletinul Academiei<br />

de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2012, No 3 (318), p. 112-117.<br />

A possibility of using single PCR primers, homological to transposable element Аctivator<br />

of Zea mays in molecular polymorphism detection of Asparagus offi cinalis L., Allium cepa L.,<br />

Magnolia sp., Buxus sempervirens L., Anethum graveolens L. genomes has been studied.<br />

11 references, 5 fi gures.<br />

Key words: transposable element – Аctivator - molecular polymorphism - Asparagus<br />

offi cinalis L. - Allium cepa L. - Magnolia sp. - Buxus sempervirens L. - Anethum<br />

graveolens L.<br />

Received October 22, 2012<br />

UDC: 577.21:004.78.<br />

EXPLORATORY ANALYSIS OF GENE EXPRESSION INVOLVED IN FLOWER<br />

MORPHOGENESIS. Duca Maria, Levitchi Alexei, Martea Rodica. // Buletinul Academiei de<br />

Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2012, No 3 (318), p. 117-125.<br />

A study based on microarray profi les of the gene expression involved in fl ower morphogenesis<br />

in plants allowed the identifi cation and analysis of direct/indirect control targets of the processes<br />

implicated in fl ower formation. There were identifi ed 44 candidate genes which modify their<br />

expression under the control of ABC system of fl ower development. All of them participate in<br />

six different processes of fl ower morphogenesis. Of them, eight genes are of the highest interest<br />

for further investigations of their functions in fl ower morphogenesis.<br />

38 references, 2 tables, 1 fi gure<br />

Keywords: microarray - gene regulatory network - ABC model of fl ower development<br />

Received November 14, 2012<br />

UDC: 599.323.4:581.52 (478)<br />

ANTAGONISTIC BEHAVIOUR AND DYNAMICS OF AGGRESSIVENESS IN<br />

MUS SPICILEGUS PETENYI 1882 (RODENTIA, MURIDAE). Larion Alina, Munteanu<br />

Andrei, Nistreanu Victoria, Cemîrtan Nelli, Savin Anatol, Sîtnic Veaceslav, Caraman Natalia.<br />

// Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 126-131.<br />

Antagonistic behavior and dynamics of aggressiveness in Mus spicilegus species was<br />

studied. In ethological experiments, 189 individuals were used, 373 pair interactions between<br />

individuals from different mounds and 322 – between individuals from the same mound were<br />

performed. Antagonistic behavior is particularly characteristic of the individuals from different<br />

mounds.<br />

The highest number of attacks was registered between the individuals with strong CNS<br />

type and medium CNS type. The dynamics of aggressiveness in M. spicilegus depending on<br />

season is of high importance for individual adaptation during their vital cycle. In spring, the<br />

aggressiveness level between males and females is low. In summer, this level decreases – the<br />

olfactory contacts were more frequent. In autumn, during mound building, the aggressiveness is<br />

low between unfamiliar individuals from different mounds and is very weak between familiar<br />

individuals from the same mound. The level of aggressiveness increases signifi cantly after<br />

fi nishing the mound building, because a well differentiated hierarchic system has been already<br />

formed in one mound.<br />

8 references, 1 fi gure<br />

Key words: Mus spicilegus - antagonistic behavior - aggressiveness<br />

Received: October 11, 2012<br />

202


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Abstracts<br />

UDC: 632.76:595.768.23(478) + 633/634:632.76(478)<br />

DISTRIBUTION AND BIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF SITONA<br />

LINEATUS (COLEOPTERA: CURCULIONIDAE) IN THE REPUBLIC OF MOLDOVA.<br />

Munteanu N., Malevanciuc N., Toderas L., Moldovan A., Bacal S. // Buletinul Academiei de<br />

Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 131-138.<br />

Studies on the insect biological characterization are essential for understanding the ways of<br />

ecological adaptation to the specifi c conditions of a particular region, and in practical terms, help<br />

to predict the status of harmful or benefi cial insect populations. The main aim of the work was<br />

to determine the biological characteristics of the development and distribution of species Sitona<br />

lineatus L. on lucerne fi elds in the Republic of Moldova. As the result of the research carried<br />

out, the largest number of specimens has been collected in the central part of the Republic of<br />

Moldova (56%). The average number of S. lineatus L. population density was 5.03 ex./m 2 . The<br />

maximum number counted 13-14 ex./m 2 . New data on the distribution of the species in the<br />

country have also been updated and presented.<br />

37 references, 2 fi gures<br />

Key-words: Sitona lineatus L. - biological characteristics - distribution of species - population<br />

density - ecological adaptation.<br />

Received: October 18, 2012<br />

UDC: 547.92+575.24<br />

PHENOTYPICAL SIGNS AND BIOCHEMICAL COMPOSITION OF YEAST<br />

STRAINS – Β-GLUCANES PRODUCERS. Usatîi Agafi a, Chiseliţa Natalia, Molodoi Elena,<br />

Efremova Nadejda, Chiseliţa Oleg, Borisova Tamara, Fulga Ludmila. // Buletinul Academiei<br />

de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 139-147.<br />

Phenotypical signs and biochemical composition of Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-<br />

20 and Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21 yeast strains are described in this article. The<br />

presence of protein complexes with high content of indispensable amino acids and antioxidant<br />

enzymes, as well as polysaccharides with predominance of β-glucanes allow us to recommend<br />

these yeast strains for the utilization in biotechnology. The fi ndings are of interest for the<br />

standard description of yeast strains offered as object for industrial purposes.<br />

33 references, 3 tables, 3 fi gures.<br />

Key words: Saccharomyces cerevisiae - β-glucanes – phenotypic – characters - biochemical<br />

composition - polysaccharides.<br />

Received March 27, 2012<br />

UDC: 616.33/.34-078:57.086<br />

ASSESSMENT OF THE INCIDENCE OF STOMACH AND DUODENUM DISEASE<br />

BY CYTOLOGICAL METHOD. Florea Natalia, Zatâc A. // Buletinul Academiei de Ştiinţe<br />

a Moldovei. Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 147-151.<br />

The purpose of the investigation was to assess the level of H. Pylori diagnostication by<br />

a cytological method in various pathologies of the stomach and duodenum. Lot of research<br />

has been investigated endoscopically in 210 patients of the Oncology Clinic. The cytological<br />

investigation of bioptate prints sampled from stomach and duodenum is an adequate and<br />

informative addition to histological investigation. It allows us to fi nd both detailed and malignant<br />

processes and background processes and precancerous conditions.<br />

7 references, 1 table.<br />

Key words: Fibrogastroduodenoscopy - H. Pylori – stomach – duodenum – biopsy -<br />

histological examination - cytological investigation.<br />

Received January 26, 2012<br />

203


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Рефераты<br />

UDC: 579.61:616+615.33:579.8<br />

DETECTION OF ENTEROBACTERIA RESISTANCE MARKERS FOR<br />

ANTIBIOTIC. Burduniuc Olga, Cojocaru R., Balan Greta, Spînu C., Roşcin Iu. // Buletinul<br />

Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 151-158.<br />

Antibiotic resistance is a complex, multifactorial problem, and is of great importance to<br />

public health, requires a complex analysis, and implementation of specifi c measures at different<br />

levels. The rapid growth of resistant strains of Enterobacteriaceae imposes the need for<br />

implementation of rapid and specifi c techniques of molecular biology. The studies emphasize<br />

that the prevalence of urinary tract infections caused by Escherichia coli, which has the resistance<br />

profi le extended-spectrum beta-lactamases type is 5.3%, and the prevalence of intestinal carriage<br />

- 15%. Detection of E.coli strains such as CTX-M-14 of the phylogenetic group B2, which have<br />

a high potential for the spread in the community, can lead to the appearance of resistance and<br />

diffi culties in the treatment of patients. Surveillance and monitoring of E.coli strains producing<br />

CTX-M plays an important role in the selection of treatment and reviewing empirical treatment<br />

protocols.<br />

18 references, 3 fi gures.<br />

Keywords: Resistance to antibiotics - monitoring - phenotype - Molecular biology - extended<br />

spectrum beta-lactamases - CTX-M.<br />

Received January 26, 2012<br />

UDC: 582.28:577.153.2+54.386<br />

COORDINATIVE COMPOUNDS OF MOLYBDENUM AND VANADIUM AS<br />

POSSIBLE STIMULATORS OF EXTRACELLULAR CELLULASES BIOSYNTHESIS<br />

BY MICROMYCETES Penicillium expansum CNMN FD 05 C. Chilochi A., Tyurina J.,<br />

Bologa O., Clapco S., Lablyuk S., Pasha L., Coropchanu E., Rija A. // Buletinul Academiei de<br />

Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 158-165.<br />

The effect of coordinative compounds of molybdenum and vanadium on the biosynthesis<br />

of cellulosolytic enzymatic complex (endoglucanases, celobiohydrolases, β-glucosidases) of<br />

the fungal strain Penicillium expansum CNMN FD 05C was investigated. It was established<br />

that complexes of molybdenum, which contain amino acids in its composition, have a neutral<br />

effect on the activity of endoglucanases, inhibit celobiohydrolases (80-90%) and stimulate the<br />

activity of β-glucosidases. Among the most effective stimulators of β-glucosidases synthesis,<br />

the complex MoO 2 (ac.ac.)Gly may be mentioned, that increases the enzymatic activity by 47.8-<br />

67.0%. This complex can be used to obtain an enzymatic preparation with a high content of<br />

β-glucosidases. The metal complex (NH 4 ) 2 VO 3 Gly stimulates the activity of enzymes of the<br />

cellulosolytic complex of the fungi Penicillium expansum CNMN FD 05C, increasing the<br />

endogluconasic activity by 45%, cellobiohydrolasic by 32% and β-glucosidasic by 40%.<br />

16 references, 3 tables, 3 fi gures.<br />

Key words: Penicillium expansum - metal complex – endoglucanases – cellobiohydrolases<br />

- β-glucosidases<br />

Received October 22, 2012<br />

UDC: 576.8<br />

STANDARTIZATION OF THE CONSERVATION METHOD FOR BACTERIA<br />

STRAINS FROM THE NATIONAL COLLECTION OF NONPATHOGENIC<br />

MICROORGANISMS. II. STANDARTIZATION OF THE CONSERVATION<br />

METHOD FOR BACILLUS STRAINS FROM THE NATIONAL COLLECTION OF<br />

NONPATHOGENIC MICROORGANISMS. Tolochikina S., Slanina V., Boortseva S.,<br />

Postolaky O., Syrbu T., Lupashku L., Stepanov V. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei.<br />

Ştiinţele vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 165-172.<br />

204


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Рефераты<br />

A nutrient medium for the cultivation of bacteria genus Bacillus (deposited in NCNM)<br />

before the freeze-drying that ensures a maximum preservation of viability and stability of the<br />

characteristics was selected. The protective properties of a range of media for lyophilisation of<br />

microorganisms were studied. The optimum viability was achieved by using skim milk + 5%<br />

sucrose and 5% lactose. is the Distilled water is the best rehydrator in the reactivation process<br />

19 references, 6 tables.<br />

Keywords: freeze-drying - nutrient medium - protective medium - viability<br />

Received April 19, 2012<br />

UDC: 574 : 504 (478-25)<br />

THE PROBLEMS OF SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF THE CHISINAU<br />

URBAN ECOSYSTEM. Bulimaga C. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele<br />

vieţii.. 2012, No 3 (318), p. 172-181.<br />

The main problems, which refl ect the ecological state of the Chisinau urban ecosystem<br />

have been distiguished. The principles and objectives of the social-economic development were<br />

estabilished. The ways for sustainable development of the urban ecosytem were proposed,<br />

as a basis for elaboration of the Local Action Plan regarding the Environment Control of the<br />

Chisinau municipality.<br />

16 references<br />

Key words: urban areas - environmental capacity - fl exibility - reversibility - social and<br />

cultural diversity<br />

Received February 07, 2012<br />

205


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

РЕФЕРАТЫ<br />

Рефераты<br />

УДК: 622.246 : 616.89<br />

ПСИХОСАНОКРЕАТОЛОГИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ. ГЕНЕТИЧЕСКИ И<br />

ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ, УЧАСТВУЮЩИЕ<br />

В ФОРМИРОВАНИИ И ПОДДЕРЖАНИИ ПСИХИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ.<br />

Фурдуй Ф.И., Чокинэ В.К. //Известия Академии Наук Молдовы. Науки о жизни. 2012,<br />

№ 3 (318), с. 4-23.<br />

В статье представлена феноменология и санокреатологическая концепция<br />

психического здоровья, которая описывает факторы и механизмы формирующие и<br />

поддерживающие паттерн психического здоровья, формирование ансамблей нейронов,<br />

психо-функциональных и оценочно-исполнительных систем. Рассматриваются<br />

генетически и онтогенетически обусловленные системы, участвующие в формировании<br />

и поддержании психического здоровья.<br />

Библ. – 52<br />

Ключевые слова: психическое здоровье – психо-функциональная система – оценочноисполнительная<br />

система – феноменология психического здоровья – генетически<br />

детерминированная система – онтогенетически детерминированная система –<br />

санокреатологическая концепция психического здоровья.<br />

Поступила в редакцию 23 октября 2012<br />

УДК: 633.854.78:632.4 + 632.4:582.244.2 + 632.938<br />

МОРФО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕНЕТИКО-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ<br />

ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ HELIANTHUS ANNUUS L. – PLASMOPARA<br />

HALSTEDII F. BERL ET DE TONI. Дука Мария, Порт Анжела, Шестакова Татьяна.<br />

//Известия Академии Наук Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 3 (318), с. 23-35.<br />

205


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Рефераты<br />

Ложная мучнистая роса подсолнечника, вызываемая Plasmopara halstedii F. Berl et<br />

de Toni, производит значительные потери урожая 4-6 ц/га, являясь одним из опасных<br />

патогенов подсолнечника. Обзор включает современные данные о жизненном цикле<br />

патогена, диагностике и симптомах заболевания, экономической значимости и методах<br />

борьбы, номенклатуре и генетическом разнообразии известных рас, генах устойчивости<br />

Pl и молекулярных маркерах, сцепленных с ними.<br />

Библ. – 64, рис. – 4, таб. – 1.<br />

Ключевые слова: подсолнечник - ложная мучнистая роса – устойчивость - Pl гены -<br />

молекулярный скрининг.<br />

Поступила в редакцию 02 ноября 2012<br />

УДК: 595.771<br />

ВИДОВОЙ СОСТАВ И СЕЗОННАЯ АКТИВНОСТЬ НАПАДЕНИЯ КОМАРОВ<br />

(DIPTERA: CULICIDAE) НА ЧЕЛОВЕКА В ЗОНАХ ОТДЫХА МУНИЦИПИЯ<br />

КИШИНЕВ. Шулешко Татьяна. //Известия Академии Наук Молдовы. Науки о жизни.<br />

2012, № 3 (318), с. 35-43.<br />

Данная статья является первым сообщением о видовом составе и сезонной<br />

активности нападения комаров на человека в муниципии Кишинев. В общей<br />

сложности 3255 имаго комаров было отловлено в восьми зонах отдыха. Сборы<br />

комаров проводились двумя методами: ловля подсевших комаров на человека и сбор<br />

энтомологическим сачком с растительности. Всего было идентифицировано 22 вида<br />

комаров из 9 родов, составивших 55% от видового разнообразия семейства Culicidae<br />

в Республике Молдова. В сборах на человеческую приманку было обнаружено 17<br />

антропофильных видов с различной сезонной активностью нападения на человека.<br />

Наиболее часто отлавливаемым видом оказался Aedes vexans (N = 1514; 46.5%),<br />

затем Ochlerotatus annulipes (N = 403; 12.4%), Dahliana geniculata (N = 330; 10.1%),<br />

Culex modestus (N = 312; 9.6%), Coquillettidia richiardii (N = 144; 4.4%) и Oc. riparius<br />

(N = 117; 3.6%).<br />

Библ.-16, табл.-3. фиг.-3<br />

Ключевые слова: Culicidae - антропофильные комары - сезонная активность - зоны<br />

отдыха - Кишинев<br />

Поступила в редакцию 01 ноября 2012<br />

УДК: 612.13+612.146<br />

ВЛИЯНИЕ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ НА МОДУЛЯЦИЮ<br />

КРОВОТОКА В СИСТЕМЕ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ. Каратерзи Г.И. // Известия<br />

Академии Наук Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 3 (318), с. 43-53.<br />

Методом лазерной допплеровской флоуметрии изучены показатели микроциркуляции<br />

у 15 условно здоровых добровольцев в процессе нормобарической гипоксической<br />

тренировки. Показано, что при менее выраженной гипоксии наблюдается высокая<br />

вариабельность показателей микроциркуляции, в то время как при более выраженной<br />

гипоксии имеет место достаточно высокая синхронизация их модификации. Повышение<br />

таких показателей, как А max HF, А max CF, и уменьшение А max LF, могут служить маркерами<br />

функционального напряжения, что позволит осуществлять индивидуальный подбор<br />

саногенного режима нормобарической гипоксической тренировки.<br />

Библ. – 25, табл. - 2.<br />

Ключевые слова: нормобарическая гипоксия – микроциркуляция – саногенный режим<br />

– вариабельность показателей – флоуметрия.<br />

Поступила в редакцию 16 октября 2012<br />

206


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Рефераты<br />

УДК: 612.015.31:796.07<br />

ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА<br />

МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СТАТУС ОРГАНИЗМА. Гараева О.И. //Известия Академии<br />

Наук Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 3 (318), с. 53-59.<br />

Убедительных экспериментальных данных о сдвигах метаболизма микроэлементов<br />

у спорт сменов при высоких физичес ких нагрузках, особенно во время соревнований<br />

сравнительно немного и они противоречивы, что определило цель нашего исследования.<br />

Объектом исследования, служили здоровые юноши в возрасте 15-18 лет: 17 юношей, не<br />

занимающихся спортом (группа контроля), и 17 спортсменов. Изучалось содержание<br />

микроэлементов в крови и моче у спортсменов методом атомно-абсорбционной<br />

спектроскопии. У спортсменов в покое в плазме крови повышено содержание цинка<br />

в 3,49 раз по сравнению с общепринятой в клиниках нормой и в 1,5 по сравнению с<br />

группой контроля. Содержание железа снижено в 2,76 раза по сравнению с нормой, что<br />

согласуется с данными литературы, и в 3,14 раза по сравнению с группой контроля;<br />

содержание никеля у всех юношей превышает норму в 3,3 раза. Интенсивная<br />

физичес кая нагрузка вызывает у спортсменов повышенное выведение цинка и марганца.<br />

В то же время экскреция меди при интенсивных физических нагрузках снижается.<br />

Обогащение рациона железом, цинком и марганцем может способствовать компенсации<br />

их потерь.<br />

Библ. – 19, таб. - 2<br />

Ключевые слова: Микроэлементы - обмен веществ - физическая нагрузка – кровь<br />

моча - спортсмены.<br />

Поступила в редакцию 23 октября 2012<br />

УДК: 548.736.546.561<br />

СИНТЕЗ И ПРОТИВОЛЕЙКЕМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ N-(2,4-<br />

ДИМЕТИЛФЕНИЛ) ГИДРАЗИНКАРБОТИОАМИДА И ЕГО АЗОМЕТИНОВЫХ<br />

ПРОИЗВОДНЫХ. Гуля А., Саргун А., Барбэ А., Жалбэ А., Поарье Д.,<br />

Петренко П., Чумаков Ю. //Известия Академии Наук Молдовы. Науки о жизни.<br />

2012, № 3 (318), с. 59-66.<br />

Настоящая работа описывает данные о синтезе, характеристике и определении<br />

биологической активности in vitro N-(2,4-диметилфенил)гидразинкарботиоамида и пяти<br />

его азометиновых производных, полученных путем конденсации N-(2,4-диметилфенил)<br />

гидразинкарботиоамида с различными карбонильными соединениями. Химический<br />

состав и структура синтезированных веществ были установлены с помощью 1 H, 13 C ЯМР<br />

спектроскопии и рентгеноструктурного анализа. Все вещества были протестированы на<br />

противолейкемическую (HL-60) активность. Было установлено, что наиболее активными<br />

являются N-(2,4-диметилфенил)-2-(тиофен-3-илметилен)гидразинкарботиоамид и N-(2,4диметилфенил)-2-(2-гидроксибензилиден)гидразинкарботиоамид.<br />

Библ. – 7, рис. – 2, схемы – 2, таб. – 1.<br />

Ключевые слова: N-(2,4-диметилфенил)гидразинкарботиоамид – азометины –<br />

антипролиферативное действие – лейкемия.<br />

Поступила в редакцию 17 сентября 2012<br />

УДК :581.1.03:581.14<br />

ИЗМЕНЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ОРГАНОВ<br />

РАСТЕНИЙ ZEA MAYS L. В УСЛОВИЯХ ЗАСУХИ. Штефырцэ А., Меленчук М.,<br />

Бучачая С., Брынзэ Л., Алуки Н. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни.<br />

2012, № 3 (318), с. 66-77.<br />

В работе показано, что водный и окислительный стрессы, обусловленные засухой,<br />

вызывают нарушения функциональных взаимоотношений органов вследствие<br />

207


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Рефераты<br />

принципиальных различий в степени изменений водного статуса, окислительных<br />

деструкций и активности антиокислительных ферментов. Особенно чувствительны к<br />

недостатку влаги в почве являются корни; стебли же являются зоной с относительно<br />

стабильным водным статусом, направленным на защиту меристем генеративных органов.<br />

Подтверждена гипотеза, в соответствии с которой, вода является фактором, вовлеченным<br />

в регуляцию функциональной активности растения, способствует поддержанию<br />

координированных взаимоотношений между органами и выполняет, наряду с другими<br />

факторами, функцию интеграции не только на уровне клеток, но и организма.<br />

Библ. – 33, таб. – 4, рис. – 1.<br />

Ключевые слова: водный статус – окислительный стресс – антиокислительные<br />

ферменты – органы – растения – коррелятивные связи.<br />

Поступила в редакцию 12 июля 2012<br />

УДК :635 : 519.8<br />

КОНТРОЛЬ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ И ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА<br />

ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ТОМАТОВ. Ботнарь В.Ф. //Известия Академии наук<br />

Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 3 (318), с. 78-88.<br />

Решающая роль в обеспечении растений влагой принадлежит осадкам, доля которых<br />

в условиях без орошения составила 83%. Коэффициент водопотребления колеблется в<br />

широких пределах и зависит от биологических особенностей отдельных сортов и условий<br />

года, запасов влаги в почве, количества оросительной воды и величины инфильтрации.<br />

На формирование одной тонны стандартных плодов томата без орошения расходовалось<br />

86 м 3 . Повышение уровня водообеспеченности с 70 до 80% от НВ увеличивало<br />

водопотребление на 30-40 м 3 /т продукции, тем самым снижало эффективность<br />

использования оросительной воды. Моделирование - наиболее экономичный путь<br />

исследований и способствует обобщению уже накопленных знаний и их применению<br />

для выработки агротехнологических решений.<br />

Библ. – 21, таб. – 4, рис. – 3<br />

Ключевые слова: почва – влажность – орошение – растения – томаты - климатические<br />

условия – моделирование<br />

Поступила в редакцию 22 октября 2012<br />

УДК:582.1<br />

ПРОЯВЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СКОРОСТИ РОСТА КОРНЕЙ И<br />

ТЕРМОУСТОЙЧИВОСТИ ПШЕНИЦЫ ( Triticum aestivum L.) ПОД ВЛИЯНИЕМ<br />

ТЕПЛОВОГО ШОКА. Даскалюк А., Чикалова В., Раля Т. //Известия Академии наук<br />

Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 3 (318), с. 89-96.<br />

Была определена относительная скорость роста корней пшеницы после экспозиции<br />

проросших семян к разным дозам теплового шока ( ТШ). На основании параметров<br />

роста, дозы ТШ были разделены на четыре области. Они соответствуют специфическим<br />

закономерностям торможения и восстановления роста в период после воздействия ТШ.<br />

Количественно Торможение роста может быть охарактеризовано энергией активации (А)<br />

согласно уравнению Аррениуса. При увеличении температуры ТШ ее значение возрастает<br />

специфическим образом. Определение изменений относительной скорости роста после<br />

воздействия ТШ представляет особый интерес, поскольку ее значение коррелирует с<br />

устойчивостью генотипов пшеницы к высоким температурам. Критические параметры<br />

дозы ТШ, необходимые для определения жароустойчивости генотипов пшеницы, могут<br />

быть оценены только после анализа ответной реакции проростков на ТШ вызванный<br />

разными температурами (фактор интенсивности) и продолжительностями экспозиции<br />

(экстенсивный фактор).<br />

Библ. – 15, рис. – 4<br />

208


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Рефераты<br />

Ключевые слова: гексаплоидная пшеница – сорта - относительная скорость роста -<br />

тепловой шок - энергия активации - жароустойчивость.<br />

Поступила в редакцию 29 октября 2012<br />

УДК: 581.17:1-036:526+502<br />

ВЛИЯНИЕ НЕДОСТАТОЧНОЙ ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТИ И<br />

ПОВЫШЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ БИКАРБОНАТА В ПОЧВЕ НА НЕКОТОРЫЕ<br />

ПОКАЗАТЕЛИ ВОДНОГО СТАТУСА И ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ<br />

СОИ. Харчук О.А., Кириллов А.Ф., Козьмик Р.А., Баштовая С.И., Кириллова Э.Н., Митина Т.<br />

//Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 3 (318), с. 96-105.<br />

На основе экспериментальных данных выявлен характер изменений водного статуса<br />

корней и листьев и продуктивности растений сои (сорт Букурия) при однократном и<br />

повторном действии недостатка влаги и при повышенном содержании бикарбоната в почве.<br />

На фоне кратковременной засухи в первой половине вегетации повышенное содержание<br />

бикарбоната в почве увеличивает содержание симпластной (внутриклеточной) воды в<br />

корнях, уменьшает водный потенциал и относительную тургоресцентность листьев<br />

растений. Повторная засуха в период наполнения семян (как и повышенное содержание<br />

бикарбоната в почве на фоне первой засухи) приводит к дальнейшему снижению<br />

содержания как симпластной, так и апопластной воды в листьях, значительному<br />

уменьшению их водного потенциала и относительной тургоресцентности. Повышенное<br />

содержание бикарбоната в почве уменьшает долю хозяйственно полезной части (семян)<br />

в общей сухой массе растений сои и эффективность использования воды растением,<br />

особенно на фоне повторной почвенной засухи.<br />

Библ. – 26, таб. -6, рис. -1<br />

Ключевые слова: соя – водный статус корней и листьев – продуктивность - недостаток<br />

влаги – бикарбонатное засоление.<br />

Поступила в редакцию 29 октября 2012<br />

УДК: 577.21:004.78 / 001.8<br />

МЕТОДОЛОГИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАДАННЫХ ОПЫТОВ<br />

МИКРОЭРРЕЙ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ НАУЧНЫХ ГИПОТЕЗ. Дука Мария,<br />

Левицкий Алексей, Мартя Родика, Абдуша Даниелa, Драгомир Лидиа. //Известия<br />

Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 3 (318), с. 105-112.<br />

Сравнительный анализ данных о генной экспрессии микроэррей является эффективным<br />

способом для разработки гипотезы для определения функций генов-кандидатов, лежащиx<br />

в основе молекулярных механизмов нормальных или патологических биологических<br />

процессов. Немаловажным является нахождение подходящих наборов микроэррей,<br />

содержащих данные и информации необходимые для разработки гипотез. В данном<br />

контексте предлагается методология использования метаданных для нахождения<br />

микроэррей опытов, связанных с идентификацией генов-кандидатов подверженных<br />

обработке гиберелином.<br />

Библ. - 16, табл. - 1, рис. – 3<br />

Ключевые слова: ген-кандидат – гиббереллины – метаданные - микрочип<br />

Поступило в редакцию 02 ноября 2012<br />

УДК: 577.2.08<br />

ПРАЙМЕРЫ ГОМОЛОГИЧНЫЕ ТРАНСПОЗОНУ ACTIVATOR В ВЫЯВ-<br />

ЛЕНИ МОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОМОВ РАСТЕНИЙ. Паша<br />

Лилия. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 3 (318), с. 112-117.<br />

В данной работе показана возможность использования одиночных ПЦР праймеров,<br />

гомологичных транспозону кукурузыАctivator, в выявлении молекулярного полиморфизма<br />

филогенетически отдаленных видов растений: Asparagus offi cinalis L. (спаржа),<br />

209


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Рефераты<br />

Allium cepa L. (лук), Magnolia sp. (магнолия), Buxus sempervirens L. (самшит), Anethum<br />

graveolens L. (укроп).<br />

Библ. – 11, рис. 5.<br />

Ключевые слова: транспозон – Аctivator - молекулярный полиморфизм -<br />

Asparagus offi cinalis L. - Allium cepa L. - Magnolia sp. - Buxus sempervirens L. - Anethum<br />

graveolens L.<br />

Поступила в редакцию 22 октября 2012<br />

УДК 577.21:004.78.<br />

АНАЛИЗ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ ВОВЛЕЧЕННЫХ В МОРФОГЕНЕЗ<br />

ЦВЕТКА. Дука Мария, Левицкий Алексей, Мартя Родика. //Известия Академии наук<br />

Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 3 (318), с. 117-125.<br />

Исследование профилей экспрессии генов, полученных на основе технологии<br />

микроэррей, участвующих в морфогенезе цветка в растениях, позволило выявить и<br />

проанализировать гены прямого/косвенного регулирования процессов, связанныx с<br />

формированием цветка. Было обнаружено 44 гена которые гипотетически меняют<br />

экспрессию под контролем генов системы АВС формирования цветка. Они вовлеченны<br />

в шесть различных процессов морфогенеза цветка. Из них восемь генов представляют<br />

интерес для дальнейших исследований функций морфогенеза цветка.<br />

Библ. - 38, табл. - 2, рис. – 1<br />

Ключевые слова: микроэррей, регуляторная генная сеть, АВС модель развития<br />

цветка.<br />

Поступило в редакцию 14 ноября 2012<br />

УДК: 599.323.4:581.52 (478)<br />

АНТАГОНИСТИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ВИДА MUS SPICILEGUS PETENYI<br />

1882 (RODENTIA, MURIDAE). Ларион Алина, Мунтяну Андрей, Нистряну Виктория,<br />

Чемыртан Нелли, Савин Анатол, Сытник Веачеслав, Караман Наталия. //Известия<br />

Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 3 (318), с. 126-131.<br />

Было изучено антагонистическое поведение вида Mus spicilegus Petenyi. На 189<br />

особей, проведено 373 попарных ссаживаний между особями из разных курганчиков и 322<br />

– между особями одного и того же курганчика. Антагонистическое поведение характерно<br />

больше всего для особей из разных курганчиков. Наибольшее количество агрессивных<br />

контактов было зарегистрировано при ссаживании особей с сильным и среднем типами<br />

ЦНС.<br />

Изменение агрессивности у Mus spicilegus Petenyi в зависимости от времени года<br />

имеет большое значение для адаптации особей на протяжении их жизненного цикла.<br />

Весной уровень агрессивности между самцами и самками понижен. Летом уровень<br />

агрессивности ещё ниже, более частыми были обонятельные контакты. Осенью, когда<br />

начинается сооружение курганчиков, уровень агрессивности по отношению к незнакомым<br />

особям из разных курганчиков понижен и очень низкий при ссаживании знакомых особей,<br />

из одного и того же курганчика. Уровень агрессивности значительно повышается после<br />

завершения сооружения курганчиков, потому что в курганчике уже существует хорошо<br />

налаженная иерархическая система взаимоотношений.<br />

Библ. 8, рис. 1.<br />

Ключевые слова: Mus spicilegus – антагонистическое поведение - агрессивность<br />

Поступила в редакцию 11 октября 2012<br />

УДК: 632.76:595.768.23(478) + 633/634:632.76(478)<br />

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВИДА SITONA<br />

LINEATUS (COLEOPTERA: C URCULIONIDAE) В РЕСПУБЛИКЕ МОЛДОВА.<br />

210


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Рефераты<br />

Мунтяну Н., Малеванчук Н., Тодераш Л., Молдован А., Бакал С. //Известия Академии<br />

наук Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 3 (318), с. 131-138.<br />

Изучение биологических особенностей развития насекомых существенно для<br />

понимания путей экологической адаптации видов к конкретным условиям того или<br />

иного региона, а в практическом плане способствует прогнозированию состояния<br />

популяций вредных или полезных насекомых. Основной целью работы было выявление<br />

биологических особенностей развития и распределения вида Sitona lineatus L. на<br />

люцерновых полях в Республике Молдова. В результате проведенных исследований<br />

наибольшее количество экземпляров было собрано в центральной части Республики<br />

Молдова (56 %). Средняя численность вида Sitona lineatus L. составило 5,03 экз./м 2 .<br />

Максимальная численность 13-14 экз./м 2 . Также были обобщены и приведены новые<br />

данные по распространению вида на территории республики.<br />

Библ.-37, рис.-2.<br />

Ключевые слова: Sitona lineatus L. - биологические особенности - распределение<br />

вида - численность популяций - экологическая адаптация.<br />

Поступила в редакцию 18 октября 2012<br />

УДК: 547.92+575.24<br />

ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ И БИОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ<br />

ШТАММОВ ДРОЖЖЕЙ – ПРОДУЦЕНТОВ β-ГЛЮКАНОВ. Усатый Агафия,<br />

Киселица Наталия, Молодой Елена, Ефремова Надежда, Киселица Олег, Борисова<br />

Тамара, Фулга Людмила. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2012,<br />

№ 3 (318), с. 139-147.<br />

Описаны фенотипические признаки и приведен биохимический состав дрожжей<br />

Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 и Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21. Наличие<br />

в составе дрожжей комплекса веществ белковой природы с высоким содержанием<br />

незаменимых аминокислот и ферментов антиоксидантного действия, а также<br />

полисахаридов, с преобладанием β - глюканов, позволяет рекомендовать изученные<br />

штаммы для применения в биотехнологии. Результаты представляют интерес для<br />

стандартного описания видов дрожжей предложенных в качестве объекта индустриального<br />

назначения.<br />

Библ.- 33, таб.- 3, рис.- 3.<br />

Ключевые слова: Saccharomyces cerevisiae - β–глюканы - фенотипические признаки -<br />

биохимический состав - полисахариды.<br />

Поступила в редакцию 27марта 2012<br />

УДК: 616.33/.34-078:57.086<br />

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНЬЮ<br />

ЖЕЛУДКА И ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ ЦИТОЛОГИЧЕСКИМ<br />

МЕТОДОМ. Флоря Наталья , Затык А. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о<br />

жизни. 2012, № 3 (318), с. 147-151.<br />

Цитологическим методом был определен уровень выявления H. pylori в различных<br />

патологиях желудка и двенадцатиперстной кишки. Опытная выборка состояла из 210<br />

пациентов, которые прошли эндоскопическое исследование в поликлинике онкологического<br />

института. Цитологическое исследование отпечатков биоптатов отобранных из желудка<br />

и двенадцатиперстной кишки является адекватным и информативным дополнением<br />

общего гистологического исследования. Данное исследование позволяет детализировать<br />

и определять не только злокачественные процессы, а также и фоновые процессы и<br />

предраковые состояния.<br />

Библ. – 7, таб. – 1.<br />

Ключевые слова: Фиброгастродуоденоскопия - H. Pylori – желудок -<br />

211


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

двенадцатиперстная кишка - язвенная болезнь – биопсия - гистологическое исследование<br />

- цитологическое исследование.<br />

Поступила в редакцию 26 января 2012<br />

УДК: 579.61:616+615.33:579.8<br />

ВЫЯВЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ МАРКЕРОВ РЕЗИСТЕНТНОСТИ<br />

ЭНТЕРОБАКТЕРИЙ К ПРОТИВОМИКРОБНЫМ ПРЕПРАРАТАМ.<br />

Бурдунюк Ольга, Кожокару Р., Балан Грета, Спыну К., Рощин Ю. //Известия Академии<br />

наук Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 3 (318), с. 151-158.<br />

Устойчивость к антибиотикам представляет собой сложную, многофакторную<br />

проблему и имеет большое значение для общественного здравоохранения, требует<br />

комплексный анализ, и реализацию конкретных мер на разных уровнях. Быстрый рост<br />

резистентных штаммов Enterobacteriaceae обуславливает необходимость реализации<br />

ускоренных и чувствительных методов молекулярной биологии. Проведенные<br />

исследования подчеркивают, что распространенность инфекций мочевых путей,<br />

вызванных кишечной палочкой, обладающей профилем устойчивости типа бета-лактамаз<br />

расширенного спектра составляет 5,3%, а распространенность кишечного носительства -<br />

15%. Выявление штаммов E.coli типа CTX-M-14 филогенетической группы В2, которые<br />

имеют высокий потенциал распространения в обществе, может привести к проявлению<br />

устойчивости микроорганизмов и возникновению трудностей в лечении больных.<br />

Эпидемиологический надзор и мониторинг штаммов E.coli продуцирующие CTX-M<br />

играют важную роль в выборе тактики лечения и усовершенствование протоколов<br />

эмпирического лечения.<br />

Библ. – 18, рис. – 3.<br />

Ключевые слова: устойчивость к антибиотикам - мониторинг - фенотип - молекулярная<br />

биология - бета-лактамазы широкого спектра - CTX-M.<br />

Поступила в редакцию 26 января 2012<br />

УДК: 582.28:577.153.2+54.386<br />

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ МОЛИБДЕНА И ВАНАДИЯ КАК<br />

ВОЗМОЖНЫЕ СТИМУЛЯТОРЫ БИОСИНТЕЗА ВНЕКЛЕТОЧНЫХ ЦЕЛЛЮЛАЗ<br />

МИКРОМИЦЕТА Penicillium expansum CNMN FD 05 C. Чилочи A.А., Тюрина Ж.П.,<br />

Болога О.А.,Клапко С. Ф., Лаблюк С.В., Паша Л.И., Коропчану Э.Б., Рижа А.П. //Известия<br />

Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 3 (318), с. 158-165.<br />

Изучено влияние комплексных соединений молибдена и ванадия на биосинтез<br />

ферментов целлюлазного комплекса (эндоглюканаз, целлобиогидролаз, β-глюкозидаз)<br />

микромицета Penicillium expansum CNMN FD 05C. Установлено, что комплексные<br />

соединения молибдена, содержащие в своем составе аминокислоты, оказывают<br />

нейтральное воздействие на активность эндоглюканаз, ингибируют целлобиогидролазы<br />

(до 80-90%) и стимулируют активность β-глюкозидаз. К числу наиболее эффективных<br />

стимуляторов синтеза β-глюкозидаз можно отнести комплекс MoO 2 (ac.ac.)Gly,<br />

повышающий их активность на 47,8- 67,0%, что свидетельствует о возможности его<br />

использования для получения ферментного препарата с повышенным содержанием<br />

β-глюкозидаз. Металлокомплекс (NH 4 ) 2 VO 3 Gly стимулирует активность всех ферментов<br />

целлюлазного комплекса микромицета Penicillium expansum CNMN FD 05C, обеспечивая<br />

повышение активности эндоглюконаз на 45%, целлобиогидролаз на 32 % и β-глюкозидаз<br />

на 40 %.<br />

Библ. – 16, табл.-3, рис.-3.<br />

Ключевые слова: Penicillium expansum - металлокомплексы – эндоглюконазы –<br />

целлобиогидролазы - β-глюкозидазы.<br />

Поступила в редакцию 22 октября 2012<br />

212


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

УДК: 576.8<br />

СТАНДАРТИЗАЦИЯ МЕТОДА КОНСЕРВАЦИИ ШТАММОВ БАКТЕРИЙ ИЗ<br />

НАЦИОНАЛЬНОЙ КОЛЛЕКЦИИ НЕПАТОГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ.<br />

II. СТАНДАРТИЗАЦИЯ МЕТОДА КОНСЕРВАЦИИ ШТАММОВ РОДА<br />

BACILLUS ИЗ НАЦИОНАЛЬНОЙ КОЛЛЕКЦИИ НЕПАТОГЕННЫХ<br />

МИКРООРГАНИЗМОВ. Толочкина С., Сланина В., Бурцева С., Постолакий О., Сырбу<br />

Т., Лупашку Л., Степанов В. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. 2012,<br />

№ 3 (318), с. 165-172.<br />

Для культивирования бактерий рода Bacillus из Национальной коллекции<br />

непатогенных микроорганизмов перед их лиофилизацией была подобрана питательная<br />

среда, максимально обеспечивающая сохранение жизнеспособности и стабильности<br />

признаков. Изучены протекторные свойства ряда сред, в которых лиофилизируют<br />

микроорганизмы. Выявлено, что оптимальный эффект выживаемости достигается при<br />

использовании снятого молока + 5% сахарозы и 5% лактозы. Лучшим регидратантом в<br />

процессе реактивации является дистиллированная вода.<br />

Библ. – 19, таб. - 6.<br />

Ключевые слова: лиофилизация - питательные среды - защитные среды -<br />

выживаемость.<br />

Поступило в редакцию 19 апреля 2012<br />

УДК: 574 : 504 (478-25)<br />

ПРОБЛЕМЫ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ГОРОДСКOЙ ЭКОСИСТЕМЫ<br />

КИШИНЕВA. Бульмага К. //Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни.<br />

2012, № 3 (318), с. 172.181.<br />

Установлены главные проблемы, которые отражают экологическое состояние<br />

Кишиневской городской системы. Установлены принципы и объективы социальноэкономического<br />

развития города. Предложены пути реализации устойчивого развития<br />

городской экосистемы, которые послужат основой для разработки Местного Плана<br />

Действия по защите окружающей среды для муниципия Кишинэу<br />

Библ. - 16.<br />

Ключевые слова: городское пространство - экологическая емкость - гибкость -<br />

обратимость - социальное и культурное разнообразие.<br />

Поступило в редакцию 07 февраля 2012<br />

213


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

ARTICOLE DE FOND<br />

ПСИХОСАНОКРЕАТОЛОГИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ.<br />

ГЕНЕТИЧЕСКИ И ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННЫЕ<br />

СИСТЕМЫ, УЧАСТВУЮЩИЕ В ФОРМИРОВАНИИ И<br />

ПОДДЕРЖАНИИ ПСИХИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ<br />

Фурдуй Ф.И., Чокинэ В.К.<br />

Articole de fond<br />

Институт физиологии и санокреатологии Академии Наук Молдовы<br />

Rezumat<br />

În articol este prezentată fenomenologia şi conceptul sanocreatologic al sănătăţii psihice,<br />

care descrie factorii şi mecanismele de formare şi menţinere dirijată a paternului sănătăţii<br />

psihice, formarea ansamblurilor de neuroni, sistemelor psiho-funcţionale şi de estimareexecutare.<br />

Se precaută sistemele genetic şi ontogenetic determinate, care participă în<br />

formarea şi menţinerea sănătăţii psihice.<br />

Cuvinte-cheie: sănătate psihică – sistem psiho-funcţional – sistem de estimare-executare<br />

– fenomenologie a sănătăţii psihice – sistem determinat genetic – sistem determinat<br />

ontogenetic – concept sanocreatologic al sănătăţii psihice.<br />

Depus la redacţie 23 octombrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Valentina Ciochină, Institutul de Fiziologie şi<br />

Sanocreatologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028<br />

Chişinău , Republica Moldova, e-mail:, valentina.ciochina@gmail.com, tel. (+373 22)<br />

725155.<br />

С развитием санокреатологии [7; 42-50] проблема психического здоровья<br />

приобрела особую актуальность. От ее решения зависит не только интегральное<br />

здоровье организма человека, качество и общая продолжительность жизни,<br />

эффективность труда, но и научно-технический прогресс общества в целом.<br />

Вместе с тем, необходимо отметить, что из всех функций и состояний организма<br />

человека психическое здоровье менее всего изучено, а результаты исследований<br />

наиболее противоречивы.<br />

Недостаточная изученность феномена здоровья, отсутствие целостной и четко<br />

структуриванной теории здоровья, в том числе и психического, концептуальные<br />

трудности в определении психического здоровья обусловлены комплексностью<br />

и динамичностью феномена, фрагментарным использованием фундаментальных<br />

достижений нейронауки в раскрытии его научных основ, неидентификацией<br />

нейропсихофизиологических систем, через которые он реализуется, а также<br />

факторов и условий, влияющих на формирование и поддержание психического<br />

здоровья. Это и предопределило задачу систематизации существующих<br />

данных, идей, представлений и разработки концепции психического здоровья<br />

с позиции санокреатологии. Для его решения необходимо было осмыслить,<br />

систематизировать то, что уже достигнуто такими известными психологами<br />

как К.Г. Юнг, Р. Ассаджоли, Г.Олпорт, А. Маслоу, К. Роджерс, Р. Мэй, С. Гроф,<br />

Л.С. Выгодский, А.Н. Леонтьев, А.В. Запорожец, П.Я. Гальперин, Б.Г. Юдин,<br />

Б.Г. Ананьев, М.Г. Ярошевский, Б.С. Братусь, В.Я. Дорфман, Е.Р. Калитеевская,<br />

4


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

Ю.М. Орлов, Д.А. Леонтьев и др., разобраться в многообразии психологических<br />

и социальных аспектов феноменологии здоровья с позиции санокреатологии.<br />

1. Феноменология психического здоровья<br />

Для того, чтобы избежать одностороннего подхода к феномену «психическое<br />

здоровье» надо было, естественно, определиться относительно его<br />

феноменологии, хотя она изучена явно недостаточно. При этом мы понимали,<br />

что в качестве показателей здоровья должны учитываться не только те свойства<br />

личности, которые содействуют выполнению определенных социальных и<br />

личностных функций, а весь диапазон многоаспектных психических явлений.<br />

Поскольку психическое здоровье проявляется через психическую деятельность,<br />

обусловленную совокупностью не только физиологических и социальных, но и<br />

психологических и личностно-смысловых процессов, то его надо рассматривать,<br />

как сложный многофакторный феномен, имеющий гетерогенную структуру,<br />

сочетающий в себе качественно различные составляющие и отражающий<br />

фундаментальные аспекты человеческого бытия.<br />

Систематизация устоявшихся представлений о формах экспрессии психических<br />

процессов, по-существу, выражающих состояние психического здоровья,<br />

свидетельствует, что таковое проявляется через следующие составляющие<br />

компоненты:<br />

а) нейрофизиологический вегетативный (секреция гормонов, ферментов,<br />

других физиологически активных веществ, частота сердечно-сосудистой и<br />

респираторной систем, координация функций систем жизнеобеспечения и др.);<br />

б) нейрофизиологический моторный (мышечный тонус, мимика, жесты,<br />

голос, темп и тембр речи, поза и движения корпуса и др.);<br />

в) эмоционально-чувственный (положительные или отрицательные эмоции,<br />

аффективные процессы, их интенсивность и длительность, чувственное отражение<br />

значимости внешних воздействий, уравновешенность эмоционального статуса,<br />

психо-эмоциональное взаимодействие и др.);<br />

г) когнетивный (способность к интеллектуальной деятельности, память,<br />

внимание, восприятие, действие, принятие решений, воображение, осознанность<br />

состояния, возможность управления состоянием организма, точность прогноза и<br />

др.);<br />

д) поведенческий (адекватные формы поведения в социуме, установление<br />

доверительных отношений с окружающими и уважительное отношение к<br />

гуманистическим ценностям, осознанная трудовая, социально-культурная<br />

деятельность и др.);<br />

е) социальный (коммуникативность, социально-адаптивное поведение,<br />

способность ставить адекватные цели и достигать их, и др.);<br />

ж) личностно-смысловой (идентичность, качества и структурные компоненты<br />

– Я-концепция, концепция Другого и концепция Жизни; противодействие своим<br />

и чужим намерениям, наносящих вред себе, обществу или природе).<br />

Структурирование феноменологии психических реакций позволило<br />

идентифицировать составные компоненты психического здоровья,<br />

которые составляют единое сложное состояние, детерминирующее его:<br />

5


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

1) нейрофизиологический, 2) когнитивный, 3) эмоционально-чувственный, 4)<br />

социально-поведенческий, 5) личностно-смысловой.<br />

Психическое здоровье не может быть сведено к простой сумме<br />

составляющих его компонентов, ибо оно представляет собой системное<br />

качество, характеризующее психическое состояние в его целостности. Поэтому<br />

интегрированность, целостность отнесены, наряду с составными компонентами<br />

и системами, реализующими психическое здоровье, к фундаментальным<br />

атрибутам, разработанной нами санокреатологической концепции и были<br />

включены в универсальную формулировку. При этом, следует подчеркнуть,<br />

что интегрированость психических процессов является одной из важнейших<br />

характеристик психического здоровья в противовес дезинтегрированности и<br />

расщепленности, присущих психопатологиям.<br />

К основным феноменологическим признакам психического здоровья следует<br />

отнести и такие важнейшие приметы: координированность функций систем<br />

жизнеобеспечения, чувства удовлетворения от реализации физиологических,<br />

когнитивных и социально-поведенческих потребностей, способность<br />

к интеллектуальной деятельности, уравновешенность эмоциональночувстственного<br />

статуса, осознанную социально-трудовую деятельность,<br />

адекватные восприятия окружающей среды и формы поведения, противодействие<br />

своим и чужим намерениям, наносящих вред себе, обществу или природе,<br />

личностно-смысловую идентичность.<br />

2. Санокреатологическая концепция о психическом здоровье<br />

При разработке санокреатологической концепции мы исходили из того, что<br />

психическое здоровье, главным образом, вновь формируется, экспрессируется<br />

в процессе онтогенеза при взаимодействии организма с внешней средой, и<br />

что его материальным субстратом являются генетически детерминированные<br />

интегральная нейроморфофизиологическая и нейрохимическая системы мозга,<br />

и две онтогенетически обусловленные системы – психофункциональная и<br />

оценочно-исполнительная, образующиеся в период онтогенеза при ассимиляции<br />

знаний об окружающем мире и освоении навыков поведения в социальной среде,<br />

приобретении умения решать проблемы повседневной жизни и др.<br />

Психическое здоровье человека представляет собой интегрированное<br />

сложное многомерное (нейрофизиологическое, когнитивное, эмоциональночувственное,<br />

социально-поведенческое и личностно-смысловой компоненты,<br />

и др.) относительно устойчивое состояние высшей деятельности нервной<br />

системы организма с личностными характеристиками, предопределяемой<br />

генетической программой развития, реализуемой посредством взаимодействия<br />

эмбриона и плода с организмом матери в антенательном периоде, ребенка<br />

и матери – в постнатальном периоде, влияния психо-социальной среды в<br />

процессе ознакомления с окружающим миром и ассимилиляцией знаний в ходе<br />

обучения, работы и творческой деятельности, путем: 1) модуляции функций<br />

нейрофизиологической интегральной системы и нейрохимической системы<br />

мозга, генетически детерминированных и зависимых от ансамбля факторов<br />

среды; 2) формирующихся в онтогенезе, в соответствии с механизмами<br />

системогенеза, в процессе познавательной, социальной, трудовой и другой<br />

6


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

деятельности, психофункциональных систем, и 3) оценочно–исполнительных<br />

систем, образующихся каждый раз в процессе действия психогенных факторов<br />

среды, оценки адекватности своих и чужих действий, степени тревожности и<br />

благоприятности для жизнедеятельности организма через призму познаний,<br />

самопознания, реализации целей и автоактуализирования психофункциональных<br />

систем, сформировавшихся ранее и проявляющихся интегрированностью<br />

психических процессов, координированностью функций систем<br />

жизнеобеспечения; чувством удовлетворения от реализации физиологических,<br />

когнитивных и социально-поведенческих потребностей; способностью<br />

к интеллектуальной деятельности; уравновешенностью эмоциональночувственного<br />

статуса; осознанной социально-трудовой деятельностью;<br />

адекватным восприятием окружающей среды и соответствующими<br />

обстоятельствам формами поведения; отиводействием своим и чужим<br />

намерениям и осознанным действиям, приносящим вред себе, обществу или<br />

природе; личностно-смысловой идентичностью и саморазвитием; триггером<br />

формирования и поддержания психического здоровья является потребность,<br />

мотивация и целенаправленная психо-социальная активность.<br />

3. Системогенез психофункциональных и оценочноисполнительных<br />

систем<br />

Нейрофизиологическая интегральная система и нейрохимическая система<br />

мозга наследственно детерминированы всем ходом эволюции, функции которых<br />

направлены на обеспечение повседневной жизнедеятельности организма<br />

и адаптации его к условиям внешней среды. Генетическая констелляция<br />

нервной системы обеспечивает не только стационарность взаимоотношений<br />

отдельных ее компонентов, но и возможность формирования новых, в том<br />

числе незапрограммированных нейронных ансамблей и, так называемых,<br />

функциональных систем, в том числе, психофункциональных, составляющих<br />

сущность одного из способов генетического контроля адаптивных форм<br />

поведения.<br />

Саногенное или дефективное развитие в онтогенезе функциональных<br />

систем в значительной мере зависит от факторов внешней среды, т.е. в процессе<br />

приобретения индивидуального опыта как и последовательной реализации<br />

генетической программы развития, генетических механизмов, участвующих в<br />

дифференциации нервной ткани, в регуляции нейрохимических процессов мозга,<br />

нейрональной активности, ибо реализация генетической информации в нервной<br />

клетке находится в прямой зависимости от факторов внешней среды.<br />

Научение, воспитание, накопление индивидуального опыта и др. можно<br />

рассматривать как способ последовательной реализации генетических<br />

механизмов, участвующих в дифференциации нервной ткани, в регуляции<br />

нейрональной активности и обуславливающих специфическое взаимодействие<br />

нервных элементов под влиянием факторов внешней среды.<br />

Филогенетически обусловленные системы, кроме регуляции жизненных<br />

физиологических состояний, служат основой развития психических процессов:<br />

восприятия, переработки информации об окружающем мире, образования,<br />

фиксации и воспроизведения следов памяти, принятия решения и его реализации,<br />

7


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

формирования и проявления психического здоровья.<br />

Само психическое здоровье, будучи комплексным состоянием, развитие<br />

которого осуществляется за счет вовлечения, при действии на организм,<br />

психогенных факторов внешней среды, определенных органов, систем и их звеньев,<br />

интеграция которых происходит в соответствии с механизмами системогенеза,<br />

формируется в онтогенезе в процессе освоения знаний об окружающем мире,<br />

воспитания, обучения, трудовой и другой деятельности. Вовлекаемые в реакцию<br />

организма, при том или ином воздействии, множество структурных элементов из<br />

разных органов и систем, формируют, так называемые, «общеорганизменные»<br />

целостные функциональные системы. Мысль о существовании «функциональных<br />

органов» нервной системы высказал еще А.А. Ухтомский. Эти «органы»<br />

функционируют с такой же устойчивостью, что и обычные морфологические,<br />

наследственно обусловленные органы, однако, они отличаются от последних тем,<br />

что представляют собой новообразования, возникающие в процессе онтогенеза,<br />

т.е. индивидуального развития. Они-то и представляют собой материальный<br />

субстрат тех специфических способностей и функций, которые формируются<br />

в ходе овладения человеком окружающего мира и миром, созданных человеком<br />

предметов и явлений.<br />

Существенный вклад в раскрытии феномена вовлечения различных органов и<br />

систем в организацию целостного поведения организма и обеспечения желаемого<br />

соотношения взаимодействия организма со средой обитания и его деятельности<br />

внесли акад. П.К. Анохин и его ученик академик К.В.Судаков, развив теорию<br />

функциональных систем. Функциональной системой, считают они, можно<br />

назвать только такой комплекс избирательно вовлеченных компонентов, у которых<br />

взаимодействие и взаимоотношение приобретают характер взаимодействия<br />

компонентов, направленных на получение полезного результата.<br />

Согласно П.К. Анохину [17; 18; 19; 20], то или иное образование мозга<br />

или то или иное нейрохимическое вещество можно рассматривать в качестве<br />

общей эволюционно фиксированной «части» множества систем, направленных<br />

на достижение разных результатов или «как арену, на которой разыгрывается<br />

постепенный и гетерохронный захват отдельных его структур в интересах<br />

отдельных функциональных систем».<br />

Представления А.А.Ухтомского о существовании особых функциональных<br />

органов нервной системы, П.К.Анохина, К.В.Судакова и их школ – о<br />

функциональных системах, благодаря трудам А.Н.Леонтьева, А.В.Запорожца,<br />

В.П.Зинченко и их сотрудников, получили развитие применительно к ряду<br />

областей психологии.<br />

Механизмы формирования психофункциональных и оценочноисполнительных<br />

систем можно объяснить с позиции системного подхода при<br />

анализе целостной деятельности головного мозга [23]. Любой поведенческий акт,<br />

независимо от степени его сложности, согласно теории функциональной системы<br />

П.К.Анохина, включает в качестве постоянного компонента мотивационное<br />

возбуждение, значение которого в регуляции обработки и воспроизведения<br />

информации чрезвычайно велико. Известно, что доминирующая мотивация<br />

лежит в основе формирования условно-рефлекторной связи и обуславливает<br />

8


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

длительность сохранения информации в мозге. При этом она обеспечивает<br />

избирательность извлечения генетического или индивидуально приобретенного<br />

опыта, реализующего данный тип поведения в конкретной ситуации, путем<br />

активации специфических нейрональных систем. Как показал Судаков К.В.<br />

с соавт. [37; 38; 39; 40; 41], мотивация участвует в формировании принятия<br />

решения и опережающего результата, удовлетворяющего лежащей в ее основе<br />

доминирующей потребности организма – акцептора результата действия и в<br />

оценке достигнутых результатов.<br />

Потребность – это специфическая надобность, нужда, стремление, требующая<br />

удовлетворения; специфическая необходимость организма, обеспечивающая<br />

самосохранение и саморазвитие организма, его связь с внешней средой.<br />

Существуют 3 группы потребностей: витальные (физиологические - желания есть,<br />

пить, размножаться и т.п.), социальные (коммуникация, познание, нравственные,<br />

деятельность) и творческие (наука, искусство, религия).<br />

Потребности являются основой побуждений (мотиваций) к совершению тех<br />

или иных действий, направленных на удовлетворение потребностей.<br />

Присущие организму потребности, а не сами по себе, поступившие из внешней<br />

среды сигналы, определяют, на какой из внешних стимулов ответит организм и<br />

ответит ли он вообще на этот стимул. Благодаря потребностям рефлекторная<br />

деятельность мозга перестает быть пассивным отражением действительности, а<br />

становится отражением активным, предвзятым, заинтересованным, субъективным.<br />

Например, получение пищи на фоне чувства голода приводит к максимальной<br />

величине пищевого рефлекса, сопровождающегося положительными эмоциями.<br />

Сам факт возможности удовлетворения потребности в пище формирует<br />

отрицательные эмоции и побуждает к поиску пищи, приобретающему иногда<br />

агрессивный характер.<br />

Эмоции, как реакции организма на раздражители, исходящие из внешней<br />

или внутренней среды, направленные на усиление или ослабление состояний<br />

вызванных этими раздражителями, и отражают соотношение какой-либо<br />

актуальной потребности и вероятность ее реализации, которое субъект<br />

произвольно или непроизвольно оценивает на основе генетического или ранее<br />

приобретенного опыта. Врожденные и приобретаемые в процессе онтогенеза связи<br />

между потребностями и внешними объектами, способными их удовлетворить,<br />

делают поведение целенаправленным, приуроченным к конкретным условиям<br />

существования. Таким образом, отражательная функция эмоций совпадает с<br />

оценочной, поскольку последняя составляет функции двух факторов – потребности<br />

(спроса) и возможности эту потребность удовлетворить (предложения).<br />

С физиологической точки зрения эмоции представляют собой активное<br />

состояние системы специализированных мозговых структур, побуждающие к<br />

изменению поведения в сторону миниминизации, или максимализации этого<br />

состояния. Являясь активным состоянием системы специализированных мозговых<br />

структур, эмоции влияют на мозговые структуры, регулирующие поведение,<br />

восприятие внешних сигналов и извлечение энграмм этих сигналов из памяти, а<br />

также на вегетативные функции организма.<br />

От уровня мотиваций и эмоций, а также бодрствования и внимания зависит<br />

9


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

формирование психофункциональных и оценочно-исполнительных систем,<br />

особенно на стадии консолидации.<br />

П.К.Анохин и его последователи считают, что системогенез имеет место<br />

не только в раннем онтогенезе, но и у взрослых, и что формирование нового<br />

поведенческого акта есть формирование новой функциональной системы. В<br />

соответствии с теорией функциональных систем П.К.Анохина[17; 18; 19; 20; 37;<br />

38; 39; 40; 41] , любой поведенческий акт, независимо от степени его сложности,<br />

включает в качестве постоянного компонента мотивационное возбуждение.<br />

Значение его в регуляции, обработке и воспроизведении информации<br />

чрезвычайно велико. Во-первых, доминирующая мотивация лежит в основе<br />

формирования условно-рефлекторной связи и обуславливает длительность<br />

сохранения информации в мозге. Кроме того, мотивационное возбуждение<br />

определяет избирательность извлечения генетического или индивидуально<br />

приобретенного опыта, реализующего данный тип поведения в конкретной<br />

ситуации путем активации специфических нейрональных систем. Мотивация<br />

участвует в формировании принятия решения и опережающего результата,<br />

удовлетворяющего лежащей в его основе доминирующей потребности организма<br />

– акцептора результата действия [41] и в оценке достигнутого результата.<br />

Если системогенез происходит на всем протяжении онтогенеза, то научение<br />

и воспитание, влияние среды обитания и ассимиляция знаний, т.е. приобретение<br />

индивидуального опыта, можно рассматривать как последовательную реализацию<br />

генетических механизмов, участвующих в дифференциации нервной ткани,<br />

в физиологической регуляции нейрональной активности и обуславливающих<br />

специфическое взаимодействие нервных элементов под влиянием факторов<br />

внешней среды. Следовательно, формирование психофункциональных систем<br />

заключается в активации определенной совокупности генов, связанных с синтезом<br />

специфичного, обязательно конечного набора макромолекул, обеспечивающих<br />

синхронную устойчивую длительную активность групп нейронов. В качестве<br />

таких макромолекул могут выступать структурные белки, обеспечивающие<br />

определенные свойства мембран нервных клеток (проницаемость, возможность<br />

переноса нейромедиаторов, метаболитов и др.) или ферменты, ответственные за<br />

синтез нейроспецифических белков мозга, пептидов, гормонов, нейромедиаторов,<br />

которые определяют и реализуют специфическую форму межнейронных<br />

взаимодействий, например, в виде стойкого повышения синаптической<br />

проводимости.<br />

Согласно санокреатологической теории о психическом здоровье,<br />

последнее предопределяется генетической программой развития организма<br />

и реализуется посредством не только нейрофизиологической интегральной и<br />

нейрохимической системами (обусловленными генетически функции которых<br />

модулируются влиянием внешней среды), психофункциональными системами<br />

(формирующимися в процессе жизнедеятельности человека), но и оценочноисполнительной<br />

системой, также организующейся в процессе онтогенеза, как и<br />

психофункциональные системы.<br />

Психофункциональные системы, в отличие от морфологических, возникают<br />

в онтогенезе в процессе познавательной, трудовой, социальной, творческой и<br />

10


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

другой деятельности и представляют собой функциональные новообразования.<br />

Благодаря их функционированию генерируется и развертывается ансамбль<br />

психических процессов. Они-то и представляют собой материальный субстрат<br />

тех специфических способностей и функций, которые формируются в ходе<br />

овладения человеком миром предметов и явлений, творениями культуры и науки.<br />

Органом, способным формировать функциональные системы, которые начинают<br />

функционировать с той же устойчивостью, что и морфологически наследственно<br />

обусловленные физиологические системы, является кора человеческого мозга с<br />

ее 15 миллиардами нервных клеток с участием других мозговых образований.<br />

Гарантией формирования психофункциональных и оценочно-исполнительных<br />

систем является невероятно сложная нейрональная сеть мозга, состоящая из 10 11<br />

нейронов и 10 15 синаптических контактов [3]. Функционирование синапсов,<br />

изменение их морфологии, числа и эффективности лежат в основе восприятия,<br />

обработки и закрепления информации и разнообразия форм поведения.<br />

Специфика изменения морфологии, числа и эффективности синапсов,<br />

индивидуальных свойств и активности нейронов, на базе которых формируются<br />

новые или возобновляются старые функциональные системы, именуемые нами<br />

психофункциональными и оценочно-исполнительными, зависит от природы,<br />

интенсивности и характера воздействия тех или иных психических факторов.<br />

Кроме того известно, что существуют нейроны, реагирующие на реальный<br />

стимул, и нейроны активность которых связана с интерпретацией афферентного<br />

сенсорного входа в соответствии с прошлым опытом. Это сравнение реального<br />

опыта с прошлым и, следовательно, эффективный отбор информации является<br />

функцией нейронов гиппокампа, который регулирует возбудимость коры<br />

головного мозга и ретикулярной формации ствола. Гиппокамп находится в<br />

реципрокных взаимоотношениях с ретикулярной формацией ствола головного<br />

мозга, уменьшая ее возбудимость при собственном возбуждении [23; 24].<br />

При рассмотрении механизмов формирования ансамблей нейронов и<br />

функциональных систем необходимо иметь ввиду, что для формирования,<br />

консолидации и хранения следа информации, с тем, чтобы его возможно было<br />

воспроизводить, необходимо, чтобы стимул воздействовал определенное время.<br />

Так, считается, что сенсорный сигнал, чтобы его след сохранился в нейрональной<br />

системе, которую он активировал, должен действовать на протяжении от 15 мин до<br />

1 часа [27]. В этом случае информация хранится в форме электрического сигнала,<br />

беспрерывно циркулирующего в замкнутых системах нейрональных сетей.<br />

Если кратковременную память определить как максимальное время удержания<br />

однократно предъявленной информации, то длительность ее циркуляции в этих<br />

системах составит не более 9-10 сек.<br />

Кратковременная память лабильна и чрезвычайно чувствительна к<br />

воздействию новой информации (явление интерференции). Возникающая при<br />

действии гипотермии, механической травме, некоторых физиологических<br />

препаратов, амнезия бывает тем более выраженной, чем меньше времени проходит<br />

от окончания процесса обучения до начала воздействия амнезирующего фактора.<br />

При условии частичной консолидации следа (через 30-60 мин после завершения<br />

обучения) эти факторы практически не оказывают эффекта на дальнейшее<br />

11


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

его закрепление в памяти. Следовательно, для закрепления информации в<br />

долговременной памяти требуется определенное время.<br />

Представления о системном характере психических процессов и о<br />

формировании нейронных объединений, как составных компонентах<br />

психофункциональных и оценочно–исполнительных систем и актов их<br />

проявления, базируются на системно–селекционном принципе и принципе<br />

последовательности системогенеза.<br />

Принцип системно–селекционный проявляется посредством формирования<br />

групп нейронов, каждая из которых активируется по-своему при определенных<br />

воздействиях внешней среды. В зависимости от природы и специфики воздействия<br />

факторов внешней среды происходит отбор таких групп нейронов из числа тех,<br />

которые проявляют однотипную адекватную реакцию. Эти группы нейронов<br />

объединяются в функциональные системы. Селекция происходит в процессе<br />

взаимодействия организма со средой.<br />

В основе формирования новых функциональных систем при научении лежит<br />

селекция нейронов из резерва (ранее «молчавших», импульсно неактивных<br />

клеток), которая зависит от их индивидуальных свойств, т.е. от особенностей их<br />

метаболических «потребностей». Разные «молчащие» нейроны чувствительны<br />

к разным медиаторам, что, возможно, связано с различием их «потребностей».<br />

Видимо, именно нарастание разнообразия метаболических «потребностей»<br />

нейронов обусловливает филогенетическое усложнение поведения: белковый и<br />

пептидный состав нейронов усложняется в филогенезе. Поскольку считается,<br />

что нервная система состоит из нейронов, обладающих своеобразной<br />

«индивидуальностью», постольку представляется логичным предположение, что<br />

число нейронов в известной мере отражает их разнообразие и предопределяет<br />

поведенческие возможности индивида. Поэтому можно полагать, что не<br />

только межвидовые, но и индивидуальные различия связаны, в частности, с<br />

различием в числе нейронов, имеющихся у сравниваемых видов или индивидов,<br />

соответственно.<br />

Принцип системно-селекционный созвучен современным идеям<br />

о «функциональной специализации», пришедшим на смену идеям<br />

«функциональной локализации», и о селективном (отбор из множества клеток<br />

мозга нейронов с определенными свойствами), а не инструктивном (изменение<br />

свойств, «инструктирование» клеток соответствующими сигналами) принципе,<br />

лежащем в основе формирования нейронных объединений на ранних и поздних<br />

стадиях онтогенеза.<br />

Принцип селекции [51; 52] может быть описан следующими положениями. В<br />

мозгу формируются группы нейронов, каждая из которых по-своему активируется<br />

при конкретных действиях внешней среды. Когда происходит определенное<br />

изменение среды, оно приводит к отбору такой группы, из числа имеющихся,<br />

которая в терминах Эдельмена Дж., может обеспечить надлежащую реакцию. При<br />

изменении среды группы могут считаться соответствующими друг другу в том<br />

случае, если клетки последних отвечают на данное изменение более или менее<br />

специфично. Селекция имеет место при созревании мозга в раннем онтогенезе,<br />

в процессе которого множество (50% и более) нейронов гибнет. Отобранные же<br />

12


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

клетки составляют первичный ассортимент. Вторичный ассортимент, полагает<br />

Дж.Эдельмен, формируется в результате селекции, происходящей в процессе<br />

поведенческого взаимодействия со средой. Еще в 1974 году Changlaux J.P. [4]<br />

доказал, что нервные пути и связи генетически предопределены, а инструктивная<br />

роль обучения в данном случае сводится к отбору этих путей посредством их<br />

функциональной стабилизации. С позиции этой концепции значительное<br />

увеличение количества межнейронных комбинаций, способных к селективной<br />

стабилизации, обусловлено пролиферацией нервных окончаний в период<br />

обучения и последующим их развитием, а процесс формирования нейронного<br />

ансамбля представляет собой не что иное, как специфическое молекулярное<br />

«узнавание» соответствующих пресинаптических нейронов и постсинаптических<br />

мембран других нейронов [6], которое регулируется генетическими факторами<br />

и влиянием окружающей среды (медиаторы, гормоны, пептиды, глиальные<br />

предшественники и т.д.).<br />

Важное значение в формировании новых психофизиологических<br />

и оценочно-исполнительных систем имеет системная специализация<br />

нейронов, подтверждением этому могут служить системоспецифические<br />

нейроны, проявляющие особую активность при выполнении относительно<br />

детерминированных актов, к примеру, при использовании определенных<br />

слов у людей, «социальном контакте» с определенными особями в стаде у<br />

обезьян и т.д.<br />

В последнее время появились данные о возможности биосинтеза<br />

специфических пептидов-коннекторов, которым отводиться значительная роль<br />

в формировании специфического нейронного ансамбля, обеспечивающего<br />

хранение выработанного навыка. Предполагается, что синтез данных пептидов<br />

в цитоплазме и мембранных комплексах нейрона осуществляется нематричным<br />

путем.<br />

Большинство исследователей полагают, что ключевым механизмом,<br />

обеспечивающим длительное хранение следа в ансамбле нейронов, является<br />

устойчивое повышение проводимости в области определенных синапсов. На<br />

начальном этапе нейрофизиологические механизмы длительного хранения<br />

следа в принципе могут не отличаться от таковых при кратковременной памяти<br />

(длительная незатухающая реверберация в замкнутых цепях нейронов).<br />

Синапс является первым звеном, где происходит интеграция внешних<br />

сигналов, запускающих синтез информационных макромолекул и формирование<br />

импульсного кода, специфического для данного нейрона или группы нейронов.<br />

На базе представленных ранее в предыдущих подзаглавиях данных,<br />

можно предположить, что формирование психофункциональных и оценочноисполнительных<br />

систем основано на следовых процессах, присущих всем<br />

элементам нервной системы, на мобильном изменении нейрональных<br />

метаболических процессов (синтез, секреция и транслокация мембранных и<br />

структурных белков, пептидных гормонов и медиаторов); на специфических<br />

для нервной системы электрохимических и метаболических процессах в ее<br />

специализированных элементах (нейронах, глии и синапсах), которые определяют<br />

длительность изменений основных параметров деятельности нервной системы<br />

13


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

возбудимости, проводимости, следовых процессов; на формировании и<br />

закреплении прочного генетического контроля над длительностью сложившихся<br />

при обучении ансамблей нейронов и функциональных систем и на стабилизации<br />

возникших пластических преобразований в синапсах. Поскольку структура<br />

и функционирование межнейрональных связей определяется, главным<br />

образом, характером синаптических взаимодействий, несомненно, что синапсу<br />

принадлежит исключительная роль не только в избирательности проведения<br />

нервных импульсов, что само по себе создает специфическую функциональную<br />

систему активных нейронов, но и в стабилизации изменений в них по мере<br />

повторной активации данной функциональной системы. Следовательно, синапс,<br />

в конечном итоге, является элементом, определяющим как обратимые, так и<br />

долговременные структурные изменения в сформировавшихся нейронных<br />

ансамблях и функциональных системах.<br />

Считается, что мозг оценивает любой сигнал, но информация, не существенная<br />

для организма именно в конкретный момент, не поступает в ЦНС. Поэтому<br />

существование эфферентных путей, обеспечивающих обратную связь с той или<br />

иной функциональной системой, в настоящее время практически не вызывает<br />

сомнений [36], как бесспорно и формирование, наряду с психофункциональными,<br />

и оценочно-исполнительных систем. Оценочно-исполнительные системы<br />

возникают каждый раз на базе самосознания и самоактуализации событий,<br />

благодаря актуализации опыта, при действии на организм факторов, угрожающих<br />

жизни, адаптирующих или облагораживающих его жизнь при решении всяких<br />

задач - трудовой, социальной, творческой и другой деятельности и проявляющихся<br />

через эмоции, побуждения и поведение. Они формируются на базе акцептора<br />

результата действия и эфферентных систем, вследствие оценки значимости для<br />

организма тех или иных условий и факторов среды обитания, действий через<br />

призму удовлетворения актуальных или перспективных потребностей и задач,<br />

самосохранения или решения конкретных задач и рефлекторно реализуются<br />

через различные формы активности организма, в зависимости от специфики их<br />

отражения, через актуализированные потребности организма.<br />

Оценочно-исполнительные функциональные системы реализуют множество<br />

разнообразных проявлений деятельности организма человека – всевозможные<br />

формы поведения, выражения эмоций, сопереживания, психомоторная задержка,<br />

мышечная слабость, речь, пение, мимика, жесты, пантомимика, смех, внимание,<br />

мысли, воспоминания, остроты, изменение пульса и дыхания, блеск глаз,<br />

появление слез, румянец на лице, бледность кожи, горький вкус во рту и др. Чем<br />

выше существо стоит по эволюционной лестнице и чем выше уровень умственного<br />

развития человека, тем больше стереотипные оценочно-исполнительные реакции,<br />

свойственные низшим животным, уступают место сложным и разнообразным их<br />

формам, тем легче индивидуум может оценить значимость явления, благодаря<br />

чему уменьшается его реагирование. Однако лишь немногие способны<br />

при любых обстоятельствах затормозить, внешне не проявить оценочноисполнительную<br />

реакцию.<br />

Некоторые оценочно-исполнительные системы являются врожденными, но<br />

основная их масса приобретается прижизненно в результате взаимодействия<br />

14


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

с окружающей средой, обучением, воспитанием и трудом. Формирующиеся<br />

во время онтогенеза оценочно-исполнительные системы неразрывно связаны<br />

с понятийно-оценочной сферой, которая сама влияет на характер и специфику<br />

оттенков проявления их исполнения. Человек может сознательно затормозить<br />

свои оценочно-исполнительные рефлекторные реакции, превозмогая жажду,<br />

голод, боль и воздействия различных факторов. Волевые воздействия<br />

совершаются человеком вопреки конкурирующим оценочно-исполнительным<br />

рефлекторным реакциям.<br />

Концепция формирования оценочно-исполнительной системы может<br />

быть представлена как когнитивно-эмоционально-личностно-смысловая.<br />

Когда та или иная жизненная ситуация или воздействие факторов среды<br />

согласуются с сформировавшимися представлениями о благоприятности их для<br />

жизнедеятельности организма или находится в консонансе с общепринятыми<br />

социально-поведенческими нормами, возникает оценочно-исполнительная<br />

система с положительно-эмоциональным элементом переживания и<br />

общепризнанной интеллигентной формой поведения, а когда таковые не<br />

содействуют качеству жизни организма или прибывают в диссонансе с<br />

общегуманными правилами – переживания окрашены отрицательными эмоциями<br />

(дискомфорт) с непредсказуемым поведением. При этом следует иметь ввиду, что<br />

когнитивный фактор, самопознание, потребности, мотивация, цели человека и<br />

оценка ситуации играют важнейшую роль в поведении человека.<br />

Обобщая изложенные сведения, следует указать, что генетически<br />

детерминированные нейрофизиологическая и нейрохимическая системы и<br />

онтогенетически сформировавшиеся психофункциональные и оценочноисполнительные<br />

системы являются материальными носителями процессов<br />

психического здоровья.<br />

4. Механизмы кодирования и хранения информации, формирования<br />

ансамблей нейронов и функциональных систем<br />

Образование психофункциональной системы – это сложнейший процесс,<br />

который начинается с уровня отдельных нейронов, далее – нейронной популяции,<br />

отдельных нервных структур, кончая корой больших полушарий. Поэтому<br />

целостное представление об этой функции головного мозга можно составить,<br />

лишь обобщая экспериментальные данные полученные, различными методами<br />

исследований. На их основе создается впечатление, что ключевым механизмом,<br />

обеспечивающим формирование и сохранение психофункциональных систем<br />

в ансамбле нейронов, является устойчивое повышение проводимости в<br />

области определенных синапсов. На начальных этапах нейрофизиологические<br />

механизмы, по-видимому, состоят в длительной незатухающей реверберации в<br />

замкнутых цепях нейронов. На длительность сохранения психофункциональной<br />

системы влияет уровень бодрствования, эмоциональное состояние, характер и<br />

уровнь мотивации, степень внимания, установка и процессы мышления, т.е. эти<br />

психические процессы определяют необходимый для формирования и сохранения<br />

психофункциональных систем уровень возбудимости мозга.<br />

Если оценить знание механизмов, с помощью которых формируется матрица<br />

психофункциональной системы, то, полагаясь на существующие научные<br />

15


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

данные, можно отметить четыре возможных способа. Первый из них связан с<br />

возможностью молекулярного кодирования каждого события специфической<br />

структурой химического носителя памяти. В пользу этого механизма<br />

свидетельствуют: 1) выработка качественно новой схемы поведения животных<br />

сопровождается синтезом специфических для данного навыка полипептидов<br />

[13; 14]; 2) инъекции экзогенных аналогов этих пептидов вызывают у интактных<br />

животных–реципиентов аналогичную схему поведения (химический «перенос»<br />

выработанных навыков); 3) синтез эндогенных белков и пептидов, формирующих<br />

специфическую функциональную систему в организме (регуляция потребления<br />

воды и пищи, температурной и болевой чувствительности), определен<br />

прижизненной дифференцировкой нейронов и генетически детерминирован;<br />

4) существуют эндогенные антагонисты пептидов в организме (ангиотензин<br />

– ангиогипотензин, инсулин – статин, вазопрессин - ∆-пептид сна); 5)<br />

молекулярные механизмы функционирования электрогенной и хеморецептивных<br />

мембран в нейронах различных типов в принципе идентичны. С этих позиций<br />

химические носители памяти обеспечивали бы необходимую вариабельность<br />

межнейрональных связей, формирующих специфический нейронный ансамбль и<br />

нейрофункциональные системы.<br />

Другая концепция о механизмах, лежащих в основе формирования психофункциональных<br />

систем, базируется на работах A.Pfeiffer [9], согласно которым<br />

информация кодируется структурой межнейрональных связей, закрепляемой<br />

неспецифическими механизмами адаптации синапсов к возбуждению. В<br />

соответствии с этой концепцией отпадает точка зрения о специфичности и<br />

вариабельности формирования химических коннекторов в обучаемых синапсах,<br />

т.к. предполагается, что весь комплекс процессов, ведущих к усилению<br />

метаболизма в нейронах и повышению их возбудимости, приводит, в конечном<br />

итоге, к повышению проводимости в их синаптических контактах. Гипотеза<br />

кодирования информации соответствующей структурой межнейрональных связей<br />

предполагает, что сохранение нервных связей обуславливается избирательным и<br />

направленным ростом аксонов к определенным постсинаптическим нейронам.<br />

Считается, что такие специфические пути, формирующиеся в результате<br />

процессов обучения, и составляют основу энграммы. Наибольшее развитие эта<br />

гипотеза получила в исследованиях K.Pribram [34], который предложил модель,<br />

основанную на взаимодействии между нейроном и глиеей: конус роста аксона<br />

освобождается от инкапсулировавшей его глии и свободно воздействует на<br />

окружающие нейроны, устанавливая с ними новые связи. И хотя до сих пор не<br />

доказано, является ли рост аксона результатом индивидуально приобретенного<br />

опыта, или обусловлен генетически, данная гипотеза получила широкое<br />

распространение. В частности, доказано, что нервные пути и связи генетически<br />

предопределены, а инструктивная роль обучения сводится к отбору этих путей<br />

посредством их функциональной стабилизации [4]. Значительное увеличение<br />

количества межнейронных комбинаций, способных к селективной стабилизации,<br />

обусловлена пролиферацией нервных окончаний в период обучения и<br />

последующим их развитием, т.е. процесс формирования психофункциональных<br />

систем представляет собой не что иное, как специфическое молекулярное<br />

16


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

«узнавание» соответствующих пресинаптических нейронов и постсинаптических<br />

мембран других нейронов [6], которое регулируется генетическими факторами<br />

и влиянием окружающей среды (медиаторы, гормоны, пептиды, глиальные<br />

предшественники и т.д.).<br />

Третья концепция о динамической адаптации нейронов основана на данных<br />

Taylor J.B. [10], Бородкина Ю.С. [26], Wilkinson M. [15], в соответствии с которыми<br />

повышение эффективности синаптической передачи осуществляется за счет<br />

следующих зависимых и последовательно развивающихся процессов: это увеличение<br />

количества высвобождающегося медиатора на пресинаптических нервных<br />

терминалях, взаимодействие его с соответствующим числом постсинаптических<br />

рецепторов и повышение чувствительности последних к данному медиатору.<br />

Данные адаптивные процессы, по-видимому, имеют место и при формировании<br />

психофункциональных систем. Еще в конце 70-х годов прошлого века Ванюшин<br />

Б.В. [30], Thompson R.F. et al. [11; 12] показали, что практически все сигнализирующие<br />

молекулярные агенты (нейромедиаторы, гормоны, циклические нуклеотиды,<br />

аминокислоты) индуцируют активность генома клеток, усиливая биосинтез<br />

РНК и белков, которые затем встраиваются в синаптическую мембрану и,<br />

таким образом, вызывают длительные изменения ее проницаемости. Однако, как<br />

пишет H.Matthies [8], эффективность синаптической передачи не может поддерживаться<br />

длительное время исключительно конформационными перестройками<br />

рецепторных белков и мембранных комплексов нейрона. Временное облегчение<br />

синаптической передачи непременно должно трансформироваться в устойчивую<br />

синаптическую связь, формирование которой, по его мнению, связано с синтезом<br />

гликопротеидов, транспортируемых по дендритическому дереву к постсинаптической<br />

мембране. Последующее включение их в мембрану и стабилизирует синаптическую<br />

связь между нейронами.<br />

В последнее время распространение получили представления о том,<br />

что длительное хранение информации обеспечивается биоэлектрическими<br />

процессами, формирующими пространственно-временную организацию<br />

активности нейронов, объединенных в специфическую функциональную<br />

систему. Речь идет об импульсной активности нейронов и медленноуправляющих<br />

биоэлектрических ритмах – важнейших элементах электромагнитных полей.<br />

В первом случае след может характеризоваться особым кодом нейронных<br />

разрядов. Н.П.Бехтерева [2; 21; 22] установила существование акустического<br />

кода, отражающего специфичность воспринимаемых вербальных стимулов у<br />

человека. В ЦНС зарегистрированы залпы импульсной активности, генерируемые<br />

нейронами ствола мозга в ответ на звуковую стимуляцию [16], которые можно<br />

рассматривать как подтверждение частотного кодирования высоты звука или его<br />

направления. Характер запаха кодируется у человека также пространственновременной<br />

структурой импульсной активности, возникающей первоначально<br />

в обонятельной луковице. Следовательно, можно говорить о существовании<br />

сенсорного кода для большинства афферентных систем, учитывая, что частота<br />

разрядов первичных афферентных нейронов связана с характером и силой<br />

раздражения и что до определенного уровня она влияет на импульсную<br />

активность нейронов головного мозга. Лапина И.А. и Бородкин Ю.С. [28]<br />

17


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

показали существование корреляции между длительностью сохранения условнорефлекторной<br />

реакции и продолжительностью изменений сверхмедленной<br />

активности в различных структурах головного мозга.<br />

Рассмотренные выше представления о механизмах кодирования и<br />

хранения информации, формирования и сохранения ансамблей нейронов и<br />

психофункциональных систем не исключают, а дополняют друг друга. При этом<br />

представляется, что психофункциональные системы, формирующиеся на базе<br />

молекулярных и нейрофизиологических процессов при обучении, воспитании<br />

и трудовой деятельности, отражают обобщенно становление психической<br />

деятельности, психического здоровья.<br />

Что касается формирования нейронного ансамбля, то следует указать, что<br />

оно связано со значительным увеличением синхронности биоэлекрической<br />

активности нейронов в определенном низкочастотном диапазоне, который лежит<br />

в пределах 7-10 Гц, т.е. в полосе тэта-ритма. Причем такая биоэлектрическая<br />

активность наблюдается в различных образованиях головного мозга (зрительная<br />

область коры, ретикулярная формация, гиппокамп). Показано, что нейроны<br />

могут воспроизводить ритм и более высокой частоты, чем тэта-ритм, однако<br />

взаимодействие между ними в пределах этих ритмов не устанавливается<br />

[32]. Нейроны усваивают ритм, близкий к частоте условного сигнала, и<br />

сохраняют его в течение длительного времени. На уровне отдельного нейрона<br />

процесс формирования временной условной связи сопровождается умеренной<br />

(оптимальной) деполяризацией нейрональной мембраны и увеличением<br />

длительности его потенциалов действия [33]. Указанное свидетельствует о<br />

том, что повышенная возбудимость нейронов является непременным условием<br />

облегчения межнейрональной синаптической передачи.<br />

В случае, когда система взаимосвязанных нейронов активируется, то в ней<br />

возникают биоритмы с частотой специфического условного сигнала, на который<br />

вырабатывается поведенческий акт. Следовательно, теоретически можно<br />

представить, что вся система кодирует информацию о заданной частоте стимуляции<br />

афферентных нейронов. Этот вывод вытекает из работы Смирнова В.М. и<br />

Бородкина Ю.С. [35], посвященной формированию искусственных стабильных<br />

функциональных связей между различными нейронными популяциями в мозге.<br />

Одна и та же нервная клетка через различные синапсы на входе и выходе может<br />

включаться во множество различных нейронных цепей, участвующих в работе<br />

нескольких нейрональных ансамблей. Дело в том, что распределение импульсов<br />

одного нейрона происходит по различным путям, так как после прохождения<br />

импульса между двумя нейронами наступает период отсутствия проводимости<br />

между ними, который составляет 150-200 мс. Это натолкнуло Бехтереву Н.П. [21] к<br />

мысли, что процесс хранения информации в каждом ансамбле нейронов сводится<br />

к формированию совозбуждающихся систем нейронов, имеющий характерный<br />

паттерн биоэлектрической активности.<br />

Считается, что решающее значение в сохранении активности ансамблей<br />

нейронов принадлежит медленноволновым процессам. Еще в 1975 году K.Pribram<br />

[34] считал, что динамическая структура медленных постсинаптических<br />

потенциалов является самым подходящим механизмом поддержания<br />

18


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

непрерывного или устойчивого состояния нейронов. Значительная роль в<br />

уменьшении возбудимости мозга и в сохранении медленноволновых процессов<br />

принадлежит гиппокампу, который находится в рецепрокных взаимоотношениях<br />

с ретикулярной формацией ствола мозга, снижая ее активность при собственном<br />

возбуждении [23; 25]. В то же время активация системы гиппокампальнокорковых<br />

нейронов является существенной для процессов воспроизведения<br />

(извлечения) следа памяти. По-видимому, гиппокамп, регулируя работу нейронов<br />

коры, создает в них согласованные во времени колебания их возбудимости.<br />

Ретикулярная формация синхронизирует активность многих нейрональных<br />

ансамблей, открывая для специфического сигнала различные цепи нейронов во<br />

временной зависимости от уровня их возбудимости, т.е. обеспечивая широкую<br />

пространственную синхронизацию импульсов.<br />

В целом следует указать, что имеется достаточно данных о том, что влияние<br />

структур лимбической системы на обучающиеся нейроны следует рассматривать<br />

как проявление зависимости фиксации следов возбуждения в коре больших<br />

полушарий от уровня эмоционального возбуждения. Стимуляция ретикулярной<br />

системы, приведшая к повышению активности коры больших полушарий, улучшает<br />

обучение и хранение выработанного навыка, но нарушает воспроизведение, а<br />

возбуждение системы гиппокамп-кора – улучшает воспроизведение, но снижает<br />

способность к обучению и консолидации следа.<br />

Предполагается, что гиппокамп является частью системы, функционирующей<br />

в качестве аппарата сличения, определяющего биологическую значимость<br />

поступающей информации, т.е. он связан с воспроизведением не любой<br />

информации, а лишь контекстуальной (смысловой), подвергнутой анализу с<br />

принятием решения по механизму обратной связи [31].<br />

Функциональной основой процесса сравнения информации является способность<br />

гиппокампа регистрировать смещенные во времени возбуждающие импульсы,<br />

приходящие из ретикулярной формации, перегородки и ведущие к возникновению<br />

тэта-ритма. Распространение этого ритма в коре головного мозга и<br />

повышение степени когерентности между ритмами коры и гиппокампа позволили<br />

W.R.Adey [1] рассматривать эти процессы как доказательство фиксации следов в<br />

этих системах. Очевидно, что межнейрональный уровень замыкания временной<br />

связи реализуется путем формирования сложных систем интеграции нейронных<br />

популяций на различных уровнях головного мозга.<br />

Следует отметить, что хотя нейрон может принимать участие в различных<br />

реакциях, т.е. участвовать в нескольких нейронных ансамблях, он обладает чрезвычайной<br />

избирательностью в проведении возбуждения по различным каналам<br />

связи. Будучи чувствительным к различным нейромедиаторам, пептидам и аминокислотам,<br />

нейрон работает как интегратор возбуждения. Вместе с тем, все выходные<br />

синапсы нейрона функционируют с использованием одного медиатора.<br />

При этом, на теле нейрона имеется большое количество синаптических рецепторов,<br />

чувствительных к различным нейромедиаторам, что позволяет ему регулировать<br />

свою возбудимость, а также уровень метаболизма и биосинтез специфических<br />

мембранных и ферментативных белков, встраивающихся в мембрану.<br />

Механизмы влияния нейромедиаторов, пептидных гормонов и ионов сводятся<br />

19


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

к изменению проницаемости мембраны и стабилизации тех конформационных<br />

превращений мембранных макромолекул, которые обеспечивают длительное облегчение<br />

синаптической проводимости [5]. В результате взаимодействия различных<br />

нейромедиаторов с соответствующими рецепторами поверхности нейрона и<br />

возникновения медленных электрических потенциалов создается значительная<br />

напряженность электрического поля синапса, которую W.R.Adey [1] рассматривает<br />

в качестве одного из важнейших регулирующих механизмов хранения информации<br />

в головном мозге. Эти электрические поля путем изменения конформации<br />

мембранных белков действуют как слабые триггеры длительных изменений возбудимости<br />

клеток мозга.<br />

Приведенные выше данные свидетельствуют, что кодирование и хранение<br />

информации, образование ансамбля нейронов и функциональных систем базируется<br />

на модификации нейрональных электрохимических, метаболических, биоэлектрических<br />

процессов, синапсов, структуры межнейрональных связей, на следовых<br />

явлениях, присущих всем элементам нервной системы и др., а изменения<br />

состояния функциональной активности нейрофизиологической и нейрохимической<br />

систем и организация психофункциональных и оценочно-исполнительных<br />

систем при действии на организм психосоциальных факторов детерминируют<br />

формирование психического здоровья.<br />

Выводы<br />

1. На базе санокреатологии и анализа литературных данных нейронаук разработана<br />

и обоснована новая концепция о психическом здоровье, отличающаяся<br />

от существующих тем, что она, наряду с идентификацией составляющих компонентов<br />

психического здоровья, путей и механизмов его формирования, обособляет<br />

основные признаки проявления, факторы, детерминирующие его развитие<br />

и поддержание.<br />

2. Формирование и поддержание психо-функциональных и оценочноисполнительных<br />

систем основаны на следовых процессах, присущих всем элементам<br />

нервной системы; на мобильной модификации нейрональных метаболических<br />

процессов (синтез, секреция и транслокация мембранных и структурных<br />

белков, пептидных гормонов и медиаторов); на специфических для нервной системы<br />

электрохимических реакциях в ее специализированных элементах (нейронах,<br />

глии и синапсах), которые определяют длительность изменений основных<br />

параметров деятельности нервной системы (возбудимость, проводимость,<br />

следовые процессы); на формировании и закреплении прочного генетического<br />

контроля над деятельностью сложившихся при обучении ансамблей нейронов<br />

и психофункциональных систем и на стабилизации метаболических процессов,<br />

определяющих длительные пластические преобразования в синапсах.<br />

3. Оценочно-исполнительные системы реализуются каждый раз на базе самосознания<br />

и самоактуализации событий за счет реактивации установившихся<br />

ранее молекулярных связей между нейронными ансамблями и воспроизведения<br />

реакции при действии на организм факторов, угрожающих жизни или облагораживающих<br />

жизнь, при решении всяких задач, при трудовой, творческой, социальной<br />

и другой деятельности и проявляющихся через эмоции, побуждения и<br />

поведение.<br />

20


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

4. В соответствии с санокреатологической концепцией психического здоровья<br />

раскрываются новые возможности для целенаправленного формирования,<br />

повышения и поддержания уровня психического здоровья и реализации<br />

психического потенциала человека.<br />

Литература<br />

1. Adey W.R. Models of membranes of cerebral cells as substrate for information storage.<br />

// Biochemical, 1977. v. 8, N 4, p. 163-178.<br />

2. Bechtereva N.P., Bundzen P.V., Gogolitsin Yu.L. e.a. Neurophysiological Codes<br />

of Words in Subcortical Structures of the Human Brain. //Brain and Language. 1979.<br />

N 7. 145-163.<br />

3. Blitzer R.D., Iyengar R., Landau E.M. Postsynaptic signaling networks: cellular<br />

cogwheels underlying long-term plasticity. // Biol.Psychiatry. – 2005. – 57(2). – p. 113-119.<br />

4. Changeaux J.P., Danchin A. Selective stabilization of developing synapses<br />

as a mechanism for the specifi cation of neuronal networks. // Nature, 1976, v.264,<br />

N 5588, p. 705-712.<br />

5. De Robertis E. Synaptic receptor proteolipids: isolation and molecular properties. – In:<br />

Proc. 7th Int. Congre. Pharm. Paris, 1978, p. 308.<br />

6. Frank G.B. Nature of staeldy potential across mammalian cerebral cortex. Fed. Proc.,<br />

1958, v.17, p.48.<br />

7. Furdui T.I., Ciochina V.K., Furdui V.T., Vudu L.T. Psychic health from the position<br />

of systemogenesis and sanocreatology. //VIII International Interdisciplinary Congress<br />

“Neuroscience for medicine and psychology”. Sudak. Ukraine, june 2-12, 2012. p 418-419.<br />

8. Matthies H.J. Learning and memory. – In: Adv. In Pharmacology and Therapeutics. V.<br />

5: Neuropsychopharmacology/ Ed. By C. Dumont. Oxford: New York, 1978, p. 117-135.<br />

9. Pfeiffer R.A., Seemann K.L., Tunte W.E. Akrozephalopolysyndaktylie. // Klin. Pediatr.<br />

1977. - Bd. 189. - P. - 120-130.<br />

10. Taylor James B., Carithers Martha, Coyne Lolafaye. MMPI performance, response set,<br />

and the “self-concept hypothesis”. // Journal of Consulting and Clinical Psychology, Vol 44(3),<br />

Jun 1976, 351-362<br />

11. Pakaprot Narawut, Kim, Soyun, Thompson Richard F. The role of the cerebellar<br />

interpositus nucleus in short and long term memory for trace eyeblink conditioning. // Behavioral<br />

Neuroscience, Vol 123(1), Feb 2009, 54-61.<br />

12. Thompson R.F. Neuronal substrates of simple learning: classical conditioning, TINS,<br />

6 (1983) 270-275.<br />

13. Ungar G. The problem of molecular coding of neural information. A critical review.<br />

Naturwissenschaften. 1973. 60: 307-312.<br />

14. Ungar G. Peptides and behavior. // Intern Rev. Neurobiol., 1975, v. 17. p. 37-60.<br />

15. Wilkinson S. Focus Groups in Health psychology: Exploring the Meaning of Health<br />

and Illness // Journal of Health Psychology. - 1998. - Vol. 3. - Number 3.<br />

16. Worden F.G., Marsh J.T. Frequency-following (microphonic-like) neural responses<br />

evoked by sound. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. (July 1968).<br />

25 (1): 42-52.<br />

17. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М.: «Медицина»,<br />

1975. 448 с.<br />

18. Анохин П.К. Избранные труды. Философские аспекты теории функциональных<br />

систем. – М.: – Наука. – 1978. – С. 70.<br />

19. Анохин П.К. Узловые вопросы теории функциональной системы. М., “Наука”,<br />

1980. 201 с.<br />

20. Анохин П.К. Кибернетика функциональных систем. М., «Медицина»,<br />

1998. 400 с.<br />

21


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

21. Бехтерева Н.П. Здоровый и больной мозг человека. Л.: Наука, 1980. 208 с.; второе<br />

издание, переработанное и дополненное. Л.: Наука, 1988. 262 с.<br />

22. Бехтерева Н.П. Магия мозга и лабиринты жизни. М. - С.Петербург. 2007. 383 с.<br />

23. Бородкин Ю.С., Крауз В. А. Фармакология краткосрочной памяти, М.,<br />

1978, с.172.<br />

24. Бородкин Ю.С. Нейрохимические основы кодирования и передачи информации<br />

на уровне синапса. – В кн.: Память в механизмах нормальных и патологических реакций.<br />

Л., 1976. С.96-112.<br />

25. Бородкин Ю.С., Зайцев Ю.В. Нейрохимические и функциональные основы<br />

долговременной памяти. Л. «Медицина». 1982. 214 с.<br />

26. Бородкин Ю.С., Лапина И.А., Гоголицин Ю.Л. Зависимость минутных<br />

сверхмедленных колебаний потенциалов от уровня энергетического обмена ткани<br />

головного мозга. // Физиол. журнал СССР.-1979. -Т.65, № 3-С. 336-343.<br />

27. Бородкин Ю.С., Шабанов П.Д. Нейрохимические механизмы извлечения следов<br />

памяти. Л., Наука, 1986, С.150.<br />

28. Бородкин Ю.С., Лапина И.А., Гоголицин Ю.Л., Морева Е.В., Бульон В.В.,<br />

Нилова Т.Н. Динамика минутных сверхмедленных колебаний в процессе формирования<br />

укороченного рефлекса. Физиол. ж. СССР, 1980, т. 66, 8. С. 1151-1158.<br />

29. Бородкин Ю.С., Лапина И.А. Нейрохимические аспекты различных этапов<br />

формирования следа памяти и сверхмедленная активность. - В кн.: 14 съезд Всесоюзного<br />

физиологического общества им. И.П.Павлова, Баку, 1983, т. I, с. 364.<br />

30. Ванюшин В.Г., Гуськова Л.В., Тушмалова Н.А. Метилирование ДНК мозга как<br />

показатель участия генома в механизмах индивидуального приобретенной памяти. –<br />

Докл. АН СССР, сер. биол., 1974, т.219, № 3, с. 742-744.<br />

31. Виноградова О.С. Гиппокамп и память. – М., 1975. 239 с.<br />

32. Ливанов М.Н. Избранные труды. Пространственно-временная организация<br />

потенциалов и системная деятельность головного мозга. М.: Наука, 1989. - 400 с.<br />

33. Мнухина Р.С. Изменение медленного потенциала коры и нейрональной активности<br />

при выработке условных рефлексов у кроликов. Ж. высш. нервн. деят, 1978, т.28, вып.6.<br />

С.1231-1238.<br />

34. Прибрам К. (Pribram R.Y.). Языки мозга. Экспериментальные парадоксы<br />

и принципы нейропсихологии. М.: «Прогресс», 1975. Перевод с английского Я. Н.<br />

Даниловой и Е. Д. Хомской, под редакцией и с предисловием действительного члена<br />

АПН СССР А. Р. Лурия. 463 с.<br />

35. Смирнов В. М., Бородкин Ю. С. Артифициальные стабильные функциональные<br />

связи. - Л.: Медицина, 1979. 192 с.<br />

36. Сомьен Дж. Кодирование сенсорной информации: Пер. с англ.М.: Мир,<br />

1975. 415 с.<br />

37. Судаков К.В. Теория функциональных систем. М.: Мед.музей. 1996, 95 с.<br />

38. Судаков К.В. Теория системогенеза. М.: Горизонт, 1997. 567 c.<br />

39. Судаков К.В. Рефлекс и функциональная система. Новгород, 1997. 399 с.<br />

40. Судаков К. В. Системогенез целенаправленного поведенческого акта. - В кн.:<br />

Высшие функции мозга в норме и патологии. - Л., 1979, с. 92-116.<br />

41. Судаков К.В., Умрюхин Е.А. Информационная модель системной организации<br />

психической деятельности человека (“детектор интеллекта”). В кн. “Моделирование<br />

функциональных систем”. – М. – 2000. – С. 94-152.<br />

42. Фурдуй Ф.И., Вуду Л.Ф., Чокинэ В.К. Санокреатологические методы<br />

целенаправленного формирования и поддержания здоровья. // XI конф. По космической<br />

биологии и авиокосмической медицине. М. 1998. Т.2. С.298-300.<br />

43. Фурдуй Ф.И., Вуду Л.Ф., Вуду Г.А. и др. Симптомы физиологической, психической<br />

22


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

и биологической деградации человека как биологического вида. //Стресс, адаптация,<br />

функциональные нарушения и санокреатология. Кишинэу. 1999. С. 9-21.<br />

44. Фурдуй Ф.И., Чокинэ В.К., Вуду Л.Ф. и др. Санокреатология – биомедицина XXI<br />

века. In: The Bulletin of the European Postgraduate Centre of Acupuncture and Homeopathy,<br />

2000, nr. 4, p. 98-99.<br />

45. Фурдуй Ф.И., Чокинэ В.К., Вуду Л.Ф., Лакуста В.Н. Санокреатология –<br />

новая область биомедицины, разрабатывающая теорию и методы целенаправленного<br />

формирования и поддержания здоровья. //Tehnologii avansate în pragul secolului XXI.<br />

Chişinău. 2000. p.100-101.<br />

46. Фурдуй Ф.И. Санокреатология – новая отрасль биомедицины, призванная<br />

приостановить биологическую деградацию человека. В: Стресс, адаптация,<br />

функциональные нарушения и санокреатология. Кишинев, 1999, С. 36-43.<br />

47. Фурдуй Ф.И., Чокинэ В.К., Фурдуй В.Ф. и др.<br />

Понятие здоровье – отправная точка<br />

санокреатологии. //Стресс, адаптация, функциональные нарушения и санокреатология,<br />

Кишинев, 1999, С.44-51.<br />

48. Фурдуй Ф.И., Чокинэ В.К., Вуду Л.Ф. и др.<br />

Санокреатология – биомедицина XXI<br />

века. In: The Bulletin of the European Postgraduate Centre of Acupuncture and Homeopathy,<br />

2000, nr. 4, p. 98-99.<br />

49. Фурдуй Ф.И., Чокинэ В.К., Фрунзе Р.И. Современное состояние изученности<br />

проблемы психического здоровья. // Buletinul Academiei de ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele<br />

Vieţii. 2008. Nr. 3 (306). С. 4-14.<br />

50. Фурдуй Ф.И., Чокинэ В.К., Фурдуй В.Ф., Вуду Г.А., Балмуш В.В., Бешетя<br />

Т.С., Георгиу З.Б. Санокреатологическая теория психического здоровья. I. Основные<br />

современные представления о психическом здоровье.<br />

Молдовы. Науки о жизни. 2012, № 1 (316), С. 4-14.<br />

//Известия Академии Наук<br />

51. Эдельмен Дж. Селекция групп и фазная повторная сигнализация: теория высших<br />

функций головного мозга. //Разумный мозг. М.: Мир. 1981. С.68.<br />

52. Эдельмен Дж., Маунткасл В. Разумный мозг: Кортикальная организация и<br />

селекция групп в теории высших функций головного мозга. М., 1981. С. 19-20.<br />

PARTICULARITĂŢI MORFO-FIZIOLOGICE ŞI GENETICO-<br />

MOLECULARE ALE INTERACŢIUNII Helianthus annuus L. –<br />

Plasmopara halstedii F. Berl et de Toni<br />

Duca Maria, Port Angela, Şestacova Tatiana<br />

Centrul Universitar Biologie Moleculară, Universitatea Academiei de<br />

Ştiinţe a Moldovei<br />

Articole de fond<br />

Rezumat<br />

Mana fl orii-soarelui indusă de Plasmopara halstedii F. Berl et de Toni, cauzează o<br />

pierdere a recoltei pînă la 4-6 q/ha, fi ind considerată una dintre cele mai devastatoare boli<br />

a fl orii-soarelui. Articolul include date recente privind ciclul vital al manei, diagnosticul<br />

şi simptomatica bolii, impactul economic şi măsurile de combatere a patogenului,<br />

nomenclatura şi variabilitatea genetică a raselor cunoscute, genele de rezistenţă Pl şi<br />

markerii moleculari linkaţi cu acestea.<br />

Cuvinte-cheie: Helianthus annuus - Plasmopara halstedii - rezistenţă - gene Pl -<br />

screening molecular.<br />

Depus la redacţie 02 noiembrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

23


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

Adresa pentru corespondenţă: Şestacova Tatiana, Universitatea Academiei de Ştiinţe a<br />

Moldovei, str. Academiei 3/2, MD 2028, Chişinău, Republica Moldova, E-mail: tatiana.<br />

shestacova@gmail.com., tel. (+37322) 737431<br />

Floarea-soarelui prezintă susceptibilitate înaltă la un şir de boli fungice şi bacteriale:<br />

putregaiul alb ( Sclerotinia sclerotiorum), mana ( Plasmopara halstedii), fomopsisul<br />

(Phomopsis helianthi/Diaporthe helianthi), rujina ( Puccinia helianthi), şi ofi lirea<br />

(Verticillium dahliae) care cauzează pierderi economice considerabile înregistrate în<br />

toată lumea [35]. Gravitatea infecţiei variază considerabil în funcţie de regiunea de<br />

cultivare şi condiţiile de creştere [47].<br />

În Republica Moldova, cultura fl orii-soarelui este grav afectată de mana indusă<br />

de P. halstedii F. Berl et de Toni. P. halstedii aparţine clasei Oomycetes cu numeroşi<br />

reprezentanţi: organisme saprofi te, agenţi patogeni ai plantelor, insectelor, peştilor,<br />

nematozilor, vertebratelor, precum şi diferite clase de microorganisme [18]. Oomicetele<br />

fi topatogene infectează o gamă largă de plante gazdă, incluzînd culturi agricole,<br />

buruieni, plantele ornamentale şi arbori [24].<br />

Speciile fi topatogene fac parte din două ordine a clasei Oomycetes. Unicul<br />

reprezentant din ordinul Saprolegniales aparţine genului Aphanomyces. Patogen<br />

necrotrofi c cauzează putregaiul rădăcinilor la plantele anuale, inclusiv cele agricole<br />

Pisum sativum şi Beta vulgaris [17].<br />

O altă grupă de agenţi patogeni cu grave efecte economice include reprezentanţii<br />

ordinului Peronosporales, genurile:<br />

- Phytophthora, conţine mai mult de 60 specii, cauzează ofi lirea şi putregaiul<br />

rădăcinelor;<br />

- Pythium, provoacă putregaiurile seminţelor şi rădăcinelor, ofi lirea plantei;<br />

- Albugo, cauzează albumeală, rugină albă;<br />

- Bremia, Peronospora, Hyaloperonospora, Plasmopara şi Pseudoperonospora<br />

provoacă mana la numeroase culturi de importanţă economică [18].<br />

Incidenţa manii fl orii-soarelui într-un cîmp agricol poate varia, de la urme pînă<br />

la cca 50% sau chiar 95%. În Europa, începînd cu anul 1941, cînd a fost observată<br />

pentru prima dată, boala s-a răspîndit rapid, fi ind considerată în anul 1977 o “boală<br />

majoră” în toate ţările producătoare de fl oarea-soarelui din această parte a lumii.<br />

Majoritatea plantelor sistemic infectate mor prematur sau pot produce un număr foarte<br />

mic de seminţe viabile. Răspîndirea bolii variază considerabil în funcţie de condiţiile<br />

de creştere, în special nivelul de umiditate şi curenţii atmosferici [47].<br />

Principala sursa de infecţie cu P. halstedii sunt seminţele şi solul infectat cu oospori<br />

(sporii de rezistenţă), capabili să supravieţuiască timp de 8-10 ani, ceea ce sporeşte<br />

difi cultatea eliminarii integrale a bolii odată ce a fost identifi cată.<br />

În practica agricolă se obţin şi se comercializează numeroşi hibrizi de fl oareasoarelui<br />

rezistenţi la mană, însă apariţia noilor rase patogene pun sub semnul întrebării<br />

cultivarea cu succes a acestora în anumite regiuni [20]. Pentru a opri răspîndirea bolii<br />

sunt utilizate fungicide cu proprietăţi sistemice de lungă durată, de exemplu, metalaxil<br />

sau compuşi similari [59].<br />

Prelucrarea seminţelor cu fungicide este recomandată uneori şi în cazul soiurilor<br />

rezistente [55]. De exemplu, în cazul materialului semincer importat se aplică măsuri<br />

fi tosanitare ce includ monitoring-ul timp de 2-3 ani şi dacă se înregistrează semne<br />

24


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

de infecţie, se identifi că rasa patogenului. În Australia, chiar dacă P. halstedii nu<br />

este semnalată la seminţele importate, acestea oricum sunt supuse prelucrării cu apă<br />

fi erbinte, fungicide şi sunt crescute în recipienţi timp de două sezoane [2].<br />

Ciclul vital şi condiţii de răspîndire a manii fl orii-soarelui<br />

Mana fl orii-soarelui cauzată de P. halstedii, similar altor specii taxonomic apropiate,<br />

precum P. viticola la viţa-de-vie, Peronospora tabacina la tutun, Pseudoperonospora<br />

cubensis la castravete, Phytophthora infestans la cartof [17] are un ciclu vital complex<br />

(Fig. 1). Oosporii germinează timp de 3-12 ore dând naştere la un singur sporangiu [11;<br />

33], în care are loc diferenţierea zoosporilor şi eliminarea lor ulterioară. În prezenţa<br />

apei libere, zoosporii se răspîndesc rapid şi dacă în apropiere se afl ă ţesutul planteigazdă<br />

(rădăcină, perişori absorbanţi, tulpină sau mai puţin frecvent frunze) se fi xează,<br />

formînd un site de infecţie, se închistează apoi germinează. Penetrarea în planta-gazdă<br />

se produce direct prin epidermă [56]. În cazul combinaţiei compatibile gazdă-patogen,<br />

patogenul creşte şi colonizează sistemic spre apexul plantelor. Miceliu poate fi prezent<br />

în toate ţesuturile vegetale, cu excepţia meristemelor [33].<br />

Fig. 1. Etapele ciclului<br />

vital ontogenetic la<br />

P. halstedii [34]<br />

În condiţii favorabile, sporulaţia asexuată are loc prin intermediul sporangioforilor<br />

cu sporangii (Fig. 2A şi B), care ies prin stomate sau alte orifi cii ale ţesutului invadat.<br />

Oosporii sunt, de asemenea, produşi în părţile infectate ale plantelor, în special în<br />

rădăcină şi tulpină [57].<br />

Oosporii P. halstedii servesc în calitate de inoculul primar pentru plantulele tinere<br />

de fl oarea-soarelui. Mana poate fi răspîndită de vînt prin intermediul sporangiilor,<br />

provocând infecţii secundare, de obicei locale, semnalate pe partea aeriană a plantelor,<br />

sau chiar de seminţele produse de plante infectate, care servesc drept sursă de răspîndire a<br />

miceliului şi/sau oosporilor agentului patogen. Se consideră că răspîndirea sporangiilor<br />

prin intermediul vîntului în iniţierea bolii este de obicei scăzută. Cu toate acestea, infecţia<br />

secundară poate constitui un factor important în răspândirea bolii în anumite regiuni,<br />

în condiţiile favorabile de mediu [63]. Mai mult ca atît, infecţia secundară produsă de<br />

sporangi se manifestă latent. Astfel de plante nu reprezintă simptome evidente de boală<br />

în timpul sezonului, produc seminţe, care transportă patogenul [47].<br />

25


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

Cazurile de provocare a bolii de seminţe infectate sunt extrem de rare şi rezultă întrun<br />

procent foarte mic de plante infectate sistemic. În schimb, oosporii din sol transmişi<br />

de la o cultură de fl oarea-soarelui anterioră sau chiar de la fl oarea-soarelui sălbatică<br />

sunt sursele de atac sever de mană în cîmp.<br />

Fig. 2. Sporangiofori (A)<br />

şi sporangii (B) P. halstedii<br />

( × 640). (Laboratorul Genomică,<br />

Centrul universitar Biologie<br />

Moleculară, UnAŞM, 2011).<br />

Umiditatea şi temperatura sunt factorii de mediu decisivi în dezvoltarea şi<br />

răspândirea infecţiei. Zoosporii, provenind fi e din sporulaţia sexuată fi e din cea<br />

asexuată, necesită apă liberă pentru păstrarea viabilităţii şi deplasarea spre siteurile<br />

infecţiei. Astfel, ploile sau irigarea intensă poate fi o condiţie favorabilă pentru<br />

iniţierea infecţiei primare, în special în perioade critice în primele 2-3 săptămâni<br />

după semănat [25; 63]. Vârsta plantei şi ţesutul gazdă, au, de asemenea, o importanţă<br />

deosebită în determinarea sensibilităţii fl orii-soarelui la infecţii sistemice provocate de<br />

P. halstedii [47]. Cu cît mai devreme infecţia apare în sezon, cu atît mai severă va fi<br />

manifestarea bolii.<br />

Fenotipul plantelor infectate<br />

P. halstedii poate induce trei tipuri de infecţie (sistemică, locală şi latentă), în funcţie<br />

de vîrsta ţesutului, volumul inoculului, condiţiile de mediu (umiditate şi temperatură)<br />

şi de tipul soiului [49].<br />

Plantele sistemic infectate sunt stagnate în creştere, au frunze de culoare verde<br />

deschisă sau cu pătarea clorotică, care se întinde de-a lungul nervurilor principale şi a<br />

limbului foliar (fi g. 3A şi 4A). Producţia de biomasă a părţilor vegetative şi generative<br />

ale plantei se reduce semnifi cativ [50]. Frunzele tinere ale plantelor grav afectate devin<br />

adesea clorotice în întregime, deformate în partea de jos, sunt rigide şi groase (fi g.<br />

3B). În condiţii de umeditate sporită se observă creşterea pufului alb - sporangiofori şi<br />

sporangiile patogenului care se dezvoltă pe partea inferioară a frunzelor. Poziţionarea<br />

acestora corespunde strict zonelor clorotice pe suprafaţa superioară a frunzelor. Având<br />

în vedere scurtarea internodurilor, fl oarea-soarelui infectată sistemic de mană are<br />

adesea un aspect fenotipic asemănător cu varza.<br />

Calatidiile plantelor de fl oarea-soarelui infectate au dimensiuni reduse, sunt<br />

întoarse în sus (calatidiu orizontal), sunt lipsite sau au un număr limitat de seminţe cu<br />

viabilitate mică. Sistemul radicular al fl orii-soarelui atacat de mană este slab dezvoltat,<br />

cu o micşorare în formarea rădăcinelor secundare şi de o culoare maro-închis pe<br />

suprafaţa lor. Alte simptome asociate cu infecţii sistemice, mai rar întîlnite, includ<br />

ofi lirea şi mucegăirea plantulelor, decolorarea tulpinilor şi/sau calatidiului, alteraţii la<br />

nivelul infl orescenţei, răsucirea, deformarea frunzelor (fi g. 4C) şi formarea cecidiilor<br />

bazale [1; 47].<br />

26


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

Fig. 3. Diversitatea simptomelor produse de mana P. halstedii la fl oarea- soarelui.<br />

A– plante cultivate în cîmp, cloroza frunzelor, nanism, calatidiu orizontal. B – cloroza frunzelor<br />

la plantule în faza de două perechi de frunze. C – Sporulaţia la suprafaţă a cotiledoanelor<br />

inoculate în condiţii artifi ciale cu P. halstedii. D – Sporulaţia pe tulpina plantulei la nivelul<br />

solului observată în seră [1].<br />

Mai mult ca atît, infecţiile sistemice produse de mana pot fi localizate în rădăcină<br />

şi pe ţesuturile bazale ale tulpinii la unele combinaţii de gazdă-patogen sub anumite<br />

condiţii [28; 58]. În condiţii umede, astfel de infecţii sunt caracterizate prin sporulaţie<br />

albă pe frunze cotiledonale şi tulpini (fi g. 3C şi D).<br />

Infecţia locală a frunzelor apare frecvent, dar de obicei nu atrage prea multă atenţie.<br />

Ca rezultat, pe frunze apar pete de culoare verde-deschisă, mici, unghiulare, delimitate<br />

de nervuri. În condiţii de umiditate relativ ridicată, pe suprafaţa inferioară a frunzelor<br />

se dezvoltă puf (sporulaţie) (fi g. 4B). Într-o etapă ulterioară, ţesutul plantei gazdă se<br />

necrotizează lăsând leziuni maronii de frunze. Pentru o perioadă lungă de timp a fost<br />

ignorat faptul că infecţiile locale pot provoca infecţii sistemice, creşterea patogenului<br />

prin peţioli în tulpină [47]. Astfel, observaţiile făcute în Germania, în anul 1999, au<br />

demonstrat că patogenul a reuşit să invadeze peţiolul şi să ducă la propagarea infecţiei<br />

sistemice în părţile superioare a plantelor în 8% de plante cu infecţii locale [49].<br />

Infecţia latentă decurge fără simptome şi plantele afectate nu pot fi recunoscute prin<br />

analiza aspectului exterior.<br />

Infecţia latentă poate apărea în partea subterană a plantelor, care sunt capabile să<br />

controleze invadarea patogenului prin stoparea extinderii infecţiei de la rădăcini şi<br />

hipocotil în epicotil sau de la infecţiile întârziate în timpul stadiului de înfl orire, când<br />

creşterea părţilor vegetative s-a terminat şi, prin urmare, simptomele sunt invizibile.<br />

Primul tip este tipic pentru unele genotipuri de fl oarea-soarelui aşa-numite rezistente<br />

(care permit uneori sporulaţia pe hipocotil şi cotiledoane [52].<br />

27


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

Fig. 4. Simptomele produse de mana P. halstedii în condiţii de cîmp. A – plantă<br />

sănătoasă şi plantă infectată de mana, stagnată în creştere; B – devoltarea sporulaţiei pe partea<br />

inferioară a frunzelor; C – cloroza şi deformarea frunzelor. (Laboratorul Genomică, Centrul<br />

universitar Biologie Moleculară, UnAŞM, experienţa în cîmp, 2011).<br />

Cel de al doilea duce la contaminarea seminţelor şi, ca urmare sistemului de<br />

reglare fi tohormonală, poate fi recunoscut prin descompunerea întîrziată de clorofi lă<br />

şi inhibarea reacţiei gravitropice a calatidiului în timpul îmbătrânirii [49]. Trebuie de<br />

remarcat faptul că în ambele cazuri, agentul patogen rămâne viabil şi este capabil să<br />

fi nalizeze ciclul vital prin reproducerea sexuată, formînd oospori [23].<br />

Diversitatea raselor de mană<br />

Mana P. halstedii prezintă variaţii considerabile a nivelului de virulenţă în cazul<br />

infectării liniilor de fl oarea-soarelui. Actualmente, sunt izolate şi cunoscute în lume 35<br />

rase ale patogenului [19].<br />

Pentru caracterizarea profi lului virulenţei tulpinilor manei, fi topatologii şi<br />

geneticienii utilizează linii diferenţiatoare, care conţin genele majore asociate cu<br />

rezistenţa dominantă. Reacţia genotipurilor în teste pe lăstari [52] asigură posibilitatea<br />

de a grupa izolate în funcţie de patotip (toate tulpinele cu un pattern de virulenţă<br />

comun). Pentru simplifi carea procedurii de identifi care a raselor [21] a fost propusă<br />

utilizarea sistemului nomenclator defi nit de Limpert şi Muller în 1994 [26]. Acest<br />

nomenclator, aprobat în anul 2000, a deschis posibilitatea de determinare a virulenţei<br />

tulpinilor manei în baza de nouă linii diferenţiatoare grupate în trei seturi [52]. Astfel,<br />

dacă primul diferenţiator este sensibil, contribuie cu „1” la codul respectiv, iar dacă a<br />

doua linie este sensibilă, contribuie cu „2”. Dacă a treia linie dintr-un set este sensibilă,<br />

ea contribuie cu „4”, deoarece valoarea „3” ar rezulta, de asemenea, când prima şi a<br />

doua linie sunt sensibile. În cazul, cînd toate trei liniile dintr-un set sunt sensibile, codul<br />

de virulenţă pentru acesta devine „7”. Dacă toţi cei 9 diferenţiatori sunt sensibili, codul<br />

izolatei respective va fi „777”. Avantajul acestui sistem este determinat de faptul că,<br />

doar cei 9 diferenţiatori şi ordinea lor în cele trei seturi trebuie memorate, iar formula<br />

de virulenţă rezultată este formată doar din trei cifre [64]. Rasele principale identifi cate<br />

sunt prezentate în tabelul 1.<br />

Această clasifi care este utilă din punct de vedere practic, însă nu este adaptată<br />

pentru relevarea variaţiilor genetice minore sau prezenţei raselor minore în izolate.<br />

Totodată, se fac investigaţii privind clasifi carea genetică a raselor cunoscute.<br />

28


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

Tabelul 1. Rasele principale ale manii identifi cate în lume şi reacţia liniilor<br />

diferenţiatoare [21; 52].<br />

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9<br />

Rase HA304 RHA265 RHA274 PMI3 PM17 803.1 HAR4 QHP1 HA335<br />

100 S R R R R R R R R<br />

300 S S R R R R R R R<br />

304 S S R R R R R R S<br />

307 S S R R R R S S S<br />

314 S S R S R R R R S<br />

330 S S R S S R R R R<br />

334 S S R S S R R R S<br />

700 S S S R R R R R R<br />

703 S S S R R R S S R<br />

704 S S S R R R R R S<br />

707 S S S R R R S S S<br />

710 S S S S R R R R R<br />

714 S S S S R R R R S<br />

717 S S S S R R S S S<br />

730 S S S S S R R R R<br />

770 S S S S S S R R R<br />

774 S S S S S S R R S<br />

O încercare de a caracteriza variabilitatea moleculară a manii a fost făcută de<br />

Roeckel-Drevet şi colaboratorii în 2003, analizînd prin tehnica RAPD (Random<br />

Amplifi ed Polymorphic DNA) cu 21 primeri 77 izolate din 12 ţări de pe patru<br />

continente. Rezultatele acestui studiu au constituit primul raport privind diversitatea<br />

genetică a patogenului evaluat la nivel internaţional. Analiza statistică a demonstrat că<br />

nu există corelaţie între gruparea izolatelor şi rasa sau originea geografi că a acestora,<br />

fapt care poate fi explicat prin apariţia lor recentă determinată de efectul de „strangulare<br />

a populaţiei” [44; 46]. Prin tehnicile moleculare aplicate la etapa timpurie a studiului<br />

diversităţii genetice a patogenului, precum sunt RFLP (Restriction Fragments Length<br />

Polymorphism) [5], RAPD [6; 44] şi ISSR (Inter-Simple Sequence Repeat) [22] s-a<br />

reuşit identifi carea diversităţii genetice între probele investigate, dar au fost diferenţiate<br />

populaţiile doar la nivel intraspecifi c [60].<br />

Numeroase investigaţii privind caracterizarea genetică a raselor manii se desfăşoară<br />

în Franţa. Astfel, Giresse şi colaboratorii în 2007 a elaborat 12 markeri SNP (Single-<br />

Nucleotide Polymorphism), care pot fi aplicaţi pentru genotiparea fi nă a izolatelor<br />

din leziunile cu sporulaţie [16]. Utilizînd combinaţiile acestor markeri Delmotte şi<br />

colaboratorii în 2008 au analizat 24 izolate individuale, care includ 14 rase întîlnite<br />

în Franţa. Datele obţinute au demonstrat o corelaţie puternică între structura genetică<br />

şi fenotipică a populaţiilor studiate, indicînd faptul că cele 14 rase sunt încadrate în<br />

trei grupe distincte. Fiecare grup include una din cele trei rase majore din Franţa 100,<br />

703 şi 710. De asemenea, nivelul scăzut de heterozigoţie denotă faptul că P. halstedii<br />

este o specie homotalică [12]. Cu toate acestea, cercetările respective pun în evidenţă<br />

doar structura genetică a populaţiilor patogenului şi nu furnizează nici o informaţie<br />

funcţională privind profi lurile patogenetice [12; 60].<br />

29


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

Astfel, în Franţa de la începutul anilor 1960 pînă la sfîrşitul anilor 1980, a fost<br />

identifi cată doar rasa 100 (cunoscută şi ca rasa 1 sau rasa Europeană). În 1988-1989, au<br />

fost descoperite două rase noi: rasa 703 şi 710 [9]. Toţi hibrizii comerciali utilizaţi în<br />

acea perioadă au manifestat susceptibilitate faţă de rasele 703 şi 710. Începînd cu 1995,<br />

în Franţa au fost identifi cate 11 rase : 300 şi 700 (în 1995), 304 (în 2000), 314 (în 2001),<br />

307, 704 şi 714 (în 2002), 334, 707 şi 717 (în 2004) şi 730 (în 2005) [12; 53].<br />

Evoluţia rapidă a populaţiilor P. halstedii în ultimii zece ani [19] indică asupra<br />

necesităţii de optimizare a nomenclaturii actuale.<br />

Genele de rezistenţă şi markerii moleculari asociaţi cu rezistenţa<br />

fl orii-soarelui la mana<br />

Interacţiunea dintre fl oarea-soarelui şi P. halstedii poate fi descrisă ca o relaţie<br />

tipică genă-pentru-genă unde patotipurile patogenului au caracter de virulenţă diferit<br />

şi pot întâlni genotipuri de fl oarea-soarelui cu sau fără gena/gene de rezistenţă efective<br />

împotriva lor. Cu toate că genetica rezistenţei fl orii-soarelui la P. halstedii are o istorie de<br />

cercetare lungă şi o serie de gene Pl sunt identifi cate şi încorporate în soiurile rezistente<br />

la mana, au rămas multe întrebări nerezolvate, elucidarea cărora va permite controlul<br />

efi cient al acestei boli devastatoare pe termen îndelungat. Actualmente, cercetătorii<br />

din diferite ţări lucrează pentru a înţelege mai bine mecanismul, precum şi baza<br />

genetico-moleculară a rezistenţei, selectând gene sau clustere de gene noi care conferă<br />

rezistenţă şi genotipurile de interes cu ajutorul markerilor moleculari în programe de<br />

ameliorare şi încercînd să descopere modalităţi alternative de asigurare a rezistenţei la<br />

fl oarea-soarelui [60].<br />

Ameliorarea pentru rezistenţă la mană a fost iniţiată la VNIIMK-Krasnodar, prin<br />

încrucişarea topinamburului (H. tuberosus var. purpurellus) ca formă maternă, cu soiul<br />

VNIIMK 8931 [37; 38; 40]. Cu toate difi cultăţile referitoare la menţinerea rezistenţei<br />

în generaţiile avansate de back-cross, s-au obţinut unele forme hibride rezistente, care<br />

au stat la baza creării unor soiuri de fl oarea-soarelui cu conţinut ridicat de ulei. Astfel,<br />

soiurile Novinka şi Progress, obţinute de G.V. Pustovoit şi colaboratorii în 1976 prin<br />

încrucişarea interspecifi că, conţin o genă dominantă de rezistenţa la mană, provenită<br />

de la H. tuberosus [39; 40].<br />

Toate genele de rezistenţă identifi cate până în prezent sunt gene simple, dominante,<br />

fi ind specifi ce pentru determinarea diferitelor rase de mană. Genele de rezistenţă la<br />

mană pot fi uşor transferate în genotipurile sensibile, dar valoroase din punct de vedere<br />

agronomic, pentru crearea de linii izogenice sau surse noi de germoplasmă. Transferarea<br />

se face prin metoda back-cross, linia iniţială fi ind folosită întotdeauna ca formă maternă.<br />

După fi ecare generaţie de back-cross se fac testări artifi ciale cu inocul de la izolatele<br />

raselor pentru care se face selecţia. Genele Pl pot fi transferate în genotipul uneia din<br />

liniile parentale care formează hibrizii simpli de fl oarea-soarelui, de preferinţă linia<br />

maternă androsterilă, realizându-se astfel hibrizi rezistenţi la atacul P. halstedii [64].<br />

În anii 90 au fost depuse eforturi considerabile pentru determinarea localizării genelor<br />

de rezistenţă în cadrul genomului fl orii-soarelui şi de a aplica cunoştinţe respective<br />

în ameliorare [60]. Actualmente, sunt cunoscute mai mult de 20 gene de rezistenţă<br />

majore Pl, dintre care zece au fost cartate. Unsprezece gene Pl au fost localizate pe<br />

hărţi de linkaj cu ajutorul markerilor moleculari [3; 4; 7; 8; 10; 13; 14; 15; 27; 31; 32;<br />

36; 41; 42; 45; 54].<br />

30


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

Similar cu alte gene de rezistenţă la plante, genele Pl de la fl oarea-soarelui sunt<br />

aranjate în clustere în cadrul grupelor de linkaj. Două clustere majore sunt localizate în<br />

grupul de linkaj 8 şi 13 pe harta publică a markerilor microsateliţi. Un cluster ce conţine<br />

Pl 1 , Pl 2 , Pl 6 , Pl 7 şi Pl 15 a fost cartat în grupul de linkaj 8 al hărţii de linkaj SSR (Simple<br />

Sequence Repeat), elaborate de Yu şi colaboratorii în 2003 [4; 7; 10; 15; 31; 43; 45; 48;<br />

54; 62]. Cel de al doilea cluster major, care conţine Pl 5 şi Pl 8 a fost localizat în grupul<br />

de linkaj 13 al hărţii de linkaj SSR, elaborate de Yu şi colaboratorii în 2003 [4; 42; 62].<br />

În grupul de linkaj 1 al hărţii genetice elaborate de Tang şi colaboratorii în 2003 [51] de<br />

asemenea au fost localizate gene Pl, inclusiv Pl Arg de la H. argophyllus ARG-1575-2 şi<br />

Pl 13 de la HA-R5, la fel ca şi Pl 14 de la 29004, linia de la Advanta Semillas S.A.I.C [3;<br />

13; 32; 42]. Gena Pl Arg este localizată în acest grup de linkaj, însă într-o regiune diferită<br />

de gene Pl 13 şi Pl 14 . Pentru genele din grupul de linkaj 1 nu este clar dacă acestea sunt<br />

gene singulare sau sunt organizate în clustere care asigură rezistenţă faţă de mai multe<br />

rase a patogenului [32; 61].<br />

Markerii strîns linkaţi cu genele Pl au fost elaboraţi în cazul mai multor gene.<br />

Cartarea moleculară a genelor Pl 1 , Pl 2 şi Pl 6 a relevat localizarea în vecinătate acestor<br />

trei gene [31; 45; 54]. Vear şi colaboratorii în 1997 a arătat că locusul Pl 6 este compus<br />

din cel puţin 2 gene strîns linkate, prezentînd astfel un locus complex. Locusul Pl 2<br />

posibil este o parte a locusului complex Pl 6 sau locusul Pl 2 însă reprezintă un cluster<br />

de gene [54]. Brahm şi colaboratorii în 2000 au identifi cat nouă markeri RAPD şi<br />

doi markeri AFLP (Amplifi ed Fragments Length Polymorphism) pentru locusul<br />

Pl 2 , care de asemenea pot fi aplicaţi în selecţia privind locusul Pl 6 . Markerii RAPD<br />

OPAA14 750 şi OPAC20 831 şi markerul AFLP E35M48-3 sunt linkaţi cu gena Pl 2 la o<br />

distanţă de 2 cM [8].<br />

Marker CAPS (Cleaved Amplifi ed Polymorphic Sequence) pentru locus Ha-4W2,<br />

linkat cu gena Pl 1 a fost elaborat de către Gedil şi coautorii în 2001. Liniile sensibile la<br />

mana (HA89 şi HA372) nu dispuneau de un fragment de 276 pb obţinut în urma restricţiei<br />

cu enzima Tsp509I, care a fost prezent la liniile rezistente la P. helianthi (HA370, 335,<br />

336, 337, 338 şi 339). Deşi markerii genetici pentru Ha-4W2 pot fi utilizaţi în process<br />

de selecţie asistată de markeri, gena (RGC – Resistance Gene Candidate) detectată de<br />

marker CAPS a fost exclusă ca o genă candidat pentru Pl 1 . [14] Alţi markeri linkaţi cu<br />

gena Pl 1 sunt ORS1043 şi ORS166 la distanţa de 3.4 cM [48]. Markerul ORS166 de<br />

asemenea a fost linkat cu locusul Pl 15 la o distanţă de 3.4 cM [10].<br />

Secvenţierea a 13 markeri STS (Sequenced Tagged Sites) afl aţi la distanţa genetică<br />

de 0.0–1.4 cM de la locusul Pl 6 a pus în evidenţă existenţa genelor de rezistenţă<br />

conservative din clasa toll-interleukin1 receptor-nucleotide binding site-leucine rich<br />

repeat (TIR-NBS-LRR) [7]. De asemenea, au fost elaboraţi 14 STS (sequence tagged<br />

sites) markeri în cadrul locusului Pl 5 /Pl 8 , care asigură rezistenţă la un spectru larg de<br />

rase P. halstedii. Aceşti markeri au fost obţinuţi în urma clonării şi cartării a două<br />

gene de rezistenţă analoage (RGA) din clasa CC-NBC-LRR. Locusul Pl 5 /Pl 8 aparţine<br />

grupului de linkaj 6 [42].<br />

Pankovic şi colaboratorii în 2007 au elaborat doi markeri CAPS, care segregă cu<br />

gena Pl 6 [36]. Recent, de către Mulpuri şi coautorii (2009) a fost stabilită poziţia genei<br />

Pl 13 în grupa de linkaj 1, fl ancată de marker SSR dominant ORS1008 pe de o parte, la o<br />

distanţă de 0,9 cM şi ORS 965-1 pe de altă parte la o distanţă de 5,8 cM. Aceşti markeri<br />

31


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

strîns linkaţi cu gena Pl şi sunt recomandaţi de către autori pentru selecţia genotipurilor<br />

13<br />

rezistente în cadrul programelor de ameliorare a fl orii-soarelui. De asemenea, autorii<br />

au elaborat 6 perechi de primeri de tip STS în baza markerilor RFLP, dintre care una<br />

STS10D6 a generat profi l polimorf între genotipurile rezistente şi sensibile şi poate fi<br />

utilizată în calitate de marker molecular codominant pentru genă Pl [32]. 13<br />

Pînă în prezent, au fost descrişi markeri SSR şi EST-SSR (Expressed Sequence<br />

Tags-Simple Sequence Repeats) linkaţi cu gena Pl şi NBS-LRR, care codifi că gene<br />

Arg<br />

candidate de rezistenţă RGC fl ancante cu genele Pl , Pl şi Pl [3; 61]. Aceşti markeri<br />

Arg 8 14<br />

vor facilita procesul de selecţie asistată de markeri şi piramidizarea genelor de rezistenţă,<br />

care este considerată una din cele mai efi ciente metode de sporire a rezistenţei plantelor<br />

de cultură [29; 30].<br />

Bibliografi e<br />

1. Diagnostics - Diagnostic: Plasmopara halstedii. // Bulletin OEPP/EPPO Bulletin,<br />

2008, vol. 38, p. 343–348.<br />

2. Sunfl ower downy mildew. // Plant Quarantine Leafl et, 1981, No. 13. Commonwealth<br />

Department of Health, Canberra, Australia.<br />

3. Bachlava E., Radwan O.E., Abratti G. et al. Downy mildew (Pl8 and Pl14) and rust<br />

(Radv) resistance genes reside in close proximity to tandemly duplicated clusters of non-TIRlike<br />

NBS-LRR-encoding genes on sunfl ower chromosomes 1 and 13. // TAG, 2011, vol. 122,<br />

p. 1211–1221.<br />

4. Bert P.F., De Labrouhe D.T., Philippon J. et al. Identifi cation of a second linkage group<br />

carrying genes controlling resistance to downy mildew ( Plasmopara halstedii) in sunfl ower<br />

(Helianthus annuus L.). // TAG, 2001, vol. 103, p. 992–997.<br />

5. Borovkov A. Y. and McClean P. E. A tandemly repeated sequence from the Plasmopara<br />

halstedii genome. // Gene, 1993, vol. 123, p. 127–130.<br />

6. Borovkova I. G., Borovkov A. Y., McClean P. E. et al. Restriction fragment length<br />

polymorphisms and RAPD markers in DNA of Plasmopara halstedii, the downy mildew fungus<br />

of sunfl ower. // Proceedings of the 13th International Sunfl ower Conference, Pisa, Italy, 1992,<br />

p. 1420–1425.<br />

7. Bouzidi M.F., Badaoui S., Cambon F. et al. Molecular analysis of a major locus for<br />

resistance to downy mildew in sunfl ower with specifi c PCR-based markers. // TAG, 2002, vol.<br />

104, p. 592–560.<br />

8. Brahm L., Röcher T., Friedt W. PCR-based markers facilitating marker assisted selection<br />

in sunfl ower for resistance to downy mildew. // Crop Sci., 2000, vol. 40, p. 676–682.<br />

9. De Guenin M. C. Mildew on sunfl ower: a newly reappeared disease. // Phytoma, 1990,<br />

p. 26-30.<br />

10. de Romano A.B., Romano C., Bulos M. et al. A new gene for resistance to downy<br />

mildew in sunfl ower. // In: Proc. Int. Symposium “Sunfl ower breeding on resistance to diseases”,<br />

Krasnodar, Russia, 2010, p. 141-146.<br />

11. Delanoë D. Biologie et épidémiologie du mildiou du tournesol (Plasmopara helianthi<br />

Novot.). // CETIOM Informations Techniques, 1972, vol. 29, p. 1-49.<br />

12. Delmotte F., Giresse X., Richard-Cervera S. et al. Single nucleotide polymorphisms<br />

reveal multiple introductions into France of Plasmopara halstedii, the plant pathogen causing<br />

sunfl ower downy mildew. Infection, Genetics and Evolution, 2008, vol. 8, p. 534–540.<br />

13. Dußle C.M., Hahn V., Knapp S.J. and Bauer E. PlArg from Helianthus argophyllus is<br />

unlinked to other known downy mildew resistance genes in sunfl ower. // TAG, 2004, vol. 109,<br />

p. 1083–1086.<br />

14. Gedil M.A., Slabaugh M.B., Berry S. et al. Candidate disease resistance genes in<br />

32


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

sunfl ower cloned using conserved nucleotide binding site motifs: genetic mapping and linkage<br />

to downy mildew resistance gene Pl1. // Genome, 2001, vol. 44, p. 205–212.<br />

15. Gentzbittel L., Mouzeyar F., Badaoui S. et al. Cloning of molecular markers for disease<br />

resistance in sunfl ower, Helianthus annuus L. // TAG, 1998, vol. 96, p. 519–525.<br />

16. Giresse X., De Labrouhe D. T. and Richard-Cervera S. Twelve polymorphic expressed<br />

sequence tags-derived markers for Plasmopara halstedii, the causal agent of sunfl ower downy<br />

mildew. // Molecular Ecology Notes, 2007, vol. 7, p. 1363–1365.<br />

17. Grenville-Briggs L. J., Avrova A., Bruce C. R. et al. Elevated amino acid biosynthesis<br />

in Phytophthora infestans during appressorium formation and potato infection. // Fungal Genet.<br />

Biol., 2005, vol. 42, p. 244–256.<br />

18. Grenville-Briggs L. J. and van West P. The Biotrophic Stages of Oomycete–Plant<br />

Interactions. // Adv. in Appl. Micr., 2005, vol. 57, p. 213-243.<br />

19. Gulya T. J. Distribution of Plasmopara halstedii races from sunfl ower around the<br />

world. // In: Advances in Downy Mildew Research, Palacky University and JOLA Publishers,<br />

2007, vol. 3, p. 121–134.<br />

20. Gulya T.J., Sackston W.E., Virányi F. et al. New races of the sunfl ower downy mildew<br />

pathogen ( Plasmopara halstedii) in Europe and North and South America. // Journal of<br />

Phytopathology, 1991, vol. 132, p. 303-311.<br />

21. Gulya T.J., Tourvieille De Labrouhe D., Masirevic S. et al. Proposal for standardized<br />

nomenclature and identifi cation of races of Plasmopara halstedii (sunfl ower downy mildew). //<br />

In: Proceedings of the ISA Symposium III, Sunfl ower Downy Mildew, Fargo, ND, USA, 1998,<br />

p. 130-136.<br />

22. Intelmann F. and Spring O. Analysis of total DNA by minisatellite and simple-sequence<br />

repeat primers for the use of population studies in Plasmopara halstedii. // Can. J. Microbiol.,<br />

2002, vol. 48, p. 555–559.<br />

23. Heller A., Rozynek B. and Spring O. Cytological and physiological reasons for the<br />

latent type of infection in sunfl ower caused by Plasmopara halstedii. Journal of Phytopathology,<br />

1997, vol. 145, p. 441–445.<br />

24. Koch E. and Slusarenko A. Arabidopsis is susceptible to infection by a downy mildew<br />

fungus. // Plant Cell, 1990, vol. 2, p. 437–445.<br />

25. Kolte S.J. Diseases of annual edible oilseed crops. // Sunfl ower, saffl ower & nigerseed<br />

diseases. CRC Press, Inc., Boca Raton, USA. 1985. Vol. 3.<br />

26. Limpert E., Müller K. Designation of pathotypes of plant pathogens. // J. Phytopath.,<br />

1994, vol. 140, p. 346-358.<br />

27. Liu Z., Gulya T. J., Seiler G. J. et al. Molecular mapping of the Pl16 downy mildew<br />

resistance gene from HA-R4 to facilitate marker-assisted selection in sunfl ower. // TAG, 2012,<br />

vol. 125, p.121–131.<br />

28. Ljubich A., Gulya T.J. Cotyledon-limited systemic downy mildew infection. //<br />

Proceedings of 1988 Sunfl ower Research Workshop, Bismarck, USA, National Sunfl ower<br />

Association, 1988, p. 9.<br />

29. McHale L.K., Truco M.J., Kozik A. et al. The genomic architecture of disease resistance<br />

in lettuce. // TAG, 2009, vol. 118, p. 565–580.<br />

30. Michelmore R.W. The impact zone: genomics and breeding for durable disease<br />

resistance. // Curr. Opin. Plant Biol., 2003, vol. 6, p. 397–404.<br />

31. Mouzeyar S., Roeckel-Drevet P., Gentzbittel L. et al. RFLP and RAPD mapping of<br />

the sunfl ower Pl1 locus for resistance to Plasmopara halstedii race 1. // TAG, 1995, vol. 91, p.<br />

733–737.<br />

32. Mulpuri S., Liu Z., Feng J. et al. Inheritance and molecular mapping of a downy mildew<br />

resistance gene, Pl13 in cultivated sunfl ower (Helianthus annuus L.). // TAG, 2009, vol. 119,<br />

p. 795–803.<br />

33


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Articole de fond<br />

33. Novotel’nova N.S. Downy mildew of sunfl ower. // Nauka, Moscow, Russia,<br />

1966. 150 pp.<br />

34. Oros G. Differential responses of Plasmopara halstedii developmental forms to<br />

various steroid alkaloids. // Int. J. Life Sci., 2010, vol. 4, p. 1-15.<br />

35. Paniego N., Heinz R., Fernandez P. et al. Sunfl ower. // In Genome Mapping and<br />

Molecular Breeding in Plants. Edited by: Kole C. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2007,<br />

vol. 2, p. 153-177.<br />

36. Panković T.D., Radovanović T.N., Jocić T.S. et al. Development of co-dominant<br />

amplifi ed polymorphic sequence markers for resistance of sunfl ower to downy mildew race<br />

730. // Plant Breed., 2007, vol. 126, p. 440–444.<br />

37. Pustovoit G.V.<br />

Selekcija podsolnetcnika na gruppovoi immunitet metodom.<br />

medzvidovoi gibridizacii. // Маsl. i efi romaslitcnoi kulturii, Моsкvа, 1963, p. 75-92.<br />

38. Pustovoit G.V. Interspecies hybridization as a method of sunfl ower selection on group<br />

immunity. // Genetika, 1966, vol. 2, p. 59-69.<br />

39. Pustovoit G. V., Krokhin E.Y. Inheritance of resistance in interspecifi c hybrids of<br />

sunfl ower to downy mildew // Skh. Biol., 1977, vol. 12, p. 231-236.<br />

40. Pustovoit G.V., Ilatovsky V.P., Slyusar E.L. Results and prospects of sunfl ower<br />

breeding for group immunity by interspecifi c hybridization. // Proc. of the 7th Intl. sunfl ower<br />

Conf., Krasnodar, Russia, 1976, p. 193-204.<br />

41. Radwan O., Bouzidi M.F., Vear F. et al. Identifi cation of non-TIR-NBS-LRR markers<br />

linked to the Pl5/Pl8 locus for resistance to downy mildew in sunfl ower. // TAG, 2003, vol. 106,<br />

p. 1438–1446.<br />

42. Radwan O., Bouzidi M. F., Nicolas P. and Mouzeyar S. Development of PCR markers<br />

for the Pl5/Pl8 locus for resistance to Plasmopara halstedii in sunfl ower Helianthus annuus L.<br />

from complete CC-NBS-LRR sequences. // T AG, 2004, vol. 109, p. 176–185.<br />

43. Radwan O., Gandhi S., Heesacker A. et al. Genetic diversity and genomic distribution<br />

of homologs encoding NBS-LRR disease resistance proteins in sunfl ower. // Mol. Genet.<br />

Genomics, 2008, vol. 280, p. 111–125.<br />

44. Roeckel-Drevet P., Coelho V., Tourvieille J. et al.<br />

Lack of genetic variability in french<br />

identifi ed races of Plasmopara halstedii, the cause of downy mildew in sunfl ower Helianthus<br />

annuus. // Can. J. Microbiol., 1997, vol. 43, p. 260–263.<br />

45. Roeckel-Drevet P., Gagne G., Mouzeyar S. et al. Colocation of downy mildew<br />

(Plasmopara halstedii) resistance genes in sunfl ower ( Helianthus annuus L.). // Euphytica,<br />

1996, vol. 91, p. 225–228.<br />

46. Roeckel-Drevet P., Tourvieille J., Gulya T.J. et al. Molecular variability of sunfl ower<br />

downy mildew, Plasmopara halstedii, from different continents. // Can. J. Microbiol., 2003, vol.<br />

49, p. 492–502.<br />

47. Sackston W.E. Downy mildew of sunfl ower. // In: The downy mildews (Ed. by Spencer<br />

D.M.), Academic Press, London, UK, 1981, p. 545-575.<br />

48. Slabaugh M.B., Yu J.K., Tang S. et al. Haplotyping and mapping a large cluster of<br />

downy mildew resistance gene candidates in sunfl ower using multilocus intron fragment length<br />

polymorphisms. // Plant Biotechnol. J., 2003, vol. 1, p. 167–185.<br />

49. Spring O. Non-systemic infections of sunfl ower with Plasmopara halstedii and their<br />

putative role in the distribution of the pathogen. // Journal of Plant Diseases and Protection,<br />

2001, vol. 108, p. 329–336.<br />

50. Spring O., Benz A. and Faust V. Impact of downy mildew infection on the development<br />

and metabolism of sunfl ower. // Zeitung für Pfl anzenkrankheiten und Pfl anzenschutz, 1991, vol.<br />

98, p. 597 – 604.<br />

51. Tang S., Kishore V.K., Knapp S.J. PCR-multiplexes for a genome-wide framework of<br />

simple sequence repeat marker loci in cultivated sunfl ower. // TAG, 2003, vol. 107, p. 6–19.<br />

34


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

FIZIOLOGIA ŞI SANOCREATOLOGIA<br />

ВЛИЯНИЕ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ НА<br />

МОДУЛЯЦИЮ КРОВОТОКА В СИСТЕМЕ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ<br />

Каратерзи Г.И.<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

Институт физиологии и санокреатологии Академии Наук Молдовы<br />

Rezumat<br />

Prin metoda Laser-Doppler fl oumetriei au fost studiaţi indicii microcirculaţiei a 15<br />

voluntari, condiţionat sănătoşi, în procesul antrenării acestora în condiţii de hipoxie<br />

normobarică. S-a demonstrat că la o hipoxie mai puţin exprimată predomină variabilitatea<br />

indicilor microcirculaţiei, în timp ce la un nivel mai înalt al hipoxiei are loc o sincronizare<br />

destul de înaltă a modifi cărilor. Majorarea indicilor amplitudinei maximale a oscilaţiilor<br />

respiratorii (А max HF), a undelor pulsatile (А max CF) şi a oscilaţiilor de frecvenţă joasă<br />

(А max LF) poate servi ca marcher a suprasolicitării funcţionale, fapt ce permite selectarea<br />

individuală a regimului sanogen al antrenării în condiţiile hipoxiei normobarice.<br />

Cuvinte-cheie: hipoxie normobarică – microcirculaţie – regim sanogen – variabilitate a<br />

indicilor – fl oumetrie.<br />

Depus la redacţie 16 octombrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă:Caraterzi Galina, Institutul de Fiziologie şi Sanocreatologie<br />

al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica<br />

Moldova, e-mail: caraterzigalina@gmail.com, tel. (+373 22) 737138.<br />

В настоящее время эффективность нормобарической гипоксической<br />

тренировки не вызывает сомнений [11, 12, 13, 16, 22, 25]. В процессе адаптации<br />

к гипоксии организм включает механизмы, противодействующие развитию<br />

тканевой гипоксии, и со временем использует возникающие при этом изменения<br />

с большей эффективностью не только для сохранения гомеостаза, но и для<br />

функционально-структурного совершенствования при различных стрессогенных<br />

воздействиях. Подтверждением этому также служат представленные нами<br />

ранее данные о влиянии НГТ (нормобарической гипоксической тренировки) на<br />

кардиореспираторную систему [14, 24].<br />

В сложном комплексе компенсаторно-приспособительных реакций организма<br />

при гипоксии немаловажную роль играет и система микроциркуляции. В<br />

настоящее время считается установленным, что сосуды микроциркуляции<br />

отвечают на воздействия внешних факторов и изменения внутренней среды<br />

43


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

организма как целостная система [2]. Применение неинвазивного метода лазерной<br />

допплеровской флоуметрии (ЛДФ) для оценки капиллярного кровотока позволяет<br />

подойти к изучению механизмов действия на организм человека такого фактора,<br />

как нормобарическая гипоксия. Это относительно новый метод исследования<br />

микроциркуляции, в основе которого лежит регистрация изменения потока<br />

крови в микроциркуляторном русле (флоуметрия) при помощи зондирования<br />

ткани лазерным излучением с последующей обработкой отраженного от<br />

ткани излучения, основанный на эффекте Доплера [21]. ЛДФ обеспечивает<br />

возможность детального анализа состояния микроциркуляции, базированного<br />

на выделении ритмических составляющих гемодинамических потоков в тканях.<br />

Метод позволяет не только оценить уровень периферической перфузии, но и<br />

выявить особенности активной и пассивной регуляции тканевого кровотока в<br />

микроциркуляторном русле [6], что важно при дифференцированном подборе<br />

определенного гипоксического режима. Это побудило нас к изучению влияния<br />

разработанного нами режима НГТ на специфику модуляции кровотока в системе<br />

микроциркуляции.<br />

Материалы и методы<br />

Обследуемый контингент составили 15 условно здоровых добровольцев<br />

(13 мужчин, 2 женщины, N=15) в возрасте от 21 до 35 лет, которые были<br />

проинформированы о целях и методе исследования и дали свое письменное<br />

согласие. Все участники прошли курс НГТ, включающий дыхание газовой<br />

гипоксической смесью (ГГС). Гипоксия вызывалась ГГС с различным<br />

содержанием кислорода (первый день – 19%; второй, третий – 17%; четвертый,<br />

пятый – 15%; с шестого по десятый день – 12%), создаваемая при помощи<br />

оригинальной установки нормобарической газовой гипоксии, разработанной в<br />

Институте физиологии и санокреатологии АН Молдовы. Установка содержит<br />

многоканальный газоанализатор, позволяющий осуществлять контроль<br />

содержания кислорода в газовой смеси. Исследуемые помещались в биологотехнические<br />

боксы, подключенные к системе автоматической подачи газовой<br />

смеси. Сеансы осуществлялись ежедневно в течение 10 дней, продолжительностью<br />

30 минут. Особенности изменения микроциркуляторного русла под влиянием<br />

гипоксии изучали с помощью прибора ЛАКК-02 (НПП «Лазма», Россия). Для<br />

регистрации лазерных допплеровских флоуграмм в качестве датчиков ЛДФсигнала<br />

применялся оптический зонд, излучающий в красном (Кр) диапазоне<br />

(гелий-неоновый лазер, глубина проникновения около 1 мм). Датчик Кр-канала<br />

устанавливался на наружной поверхности предплечья левой руки в точке на 4<br />

см выше основания шиловидных отростков локтевой и лучевой костей. Выбор<br />

этой зоны обусловлен тем, что, по мнению некоторых авторов, она является<br />

обобщающей для оценки состояния микроциркуляторного русла и потому<br />

всегда рекомендуется для исследования, а именно: бедна артерио-венулярными<br />

анастомозами (АВА), поэтому в большей степени отражает кровоток в нутритивном<br />

русле; она является зоной Захарьина-Геда для сердца; кровоток в этой области<br />

меньше подвержен внешним воздействиям, по сравнению с областями, богатыми<br />

АВА [19, 20, 21]. Для записи ЛДФ-граммы датчик анализатора устанавливали<br />

с помощью штатива для избежания регистрации артефактов и фиксировали<br />

44


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

неподвижно к месту исследования с помощью пластыря. Условия проведения<br />

исследования были следующие: регистрация ЛДФ-сигнала ежедневно до и после<br />

гипоксических сеансов в одинаковый временной утренний промежуток, время<br />

записи 3 мин, температура воздуха в помещении 22-24ºС, положение испытуемых<br />

сидя, кисть – на уровне сердца.<br />

С помощью компьютерной программы обработки ЛДФ-граммы определяли<br />

следующие характеристики микроциркуляции:<br />

ПМ - усредненный параметр микроциркуляции, регистрируемый в<br />

относительных перфузионных единицах (перф.ед), отражает степень перфузии<br />

единицы объема ткани за единицу времени, преимущественно эритроцитарной<br />

фракцией, и позволяет проследить ее динамику при реакции кровотока на<br />

различные воздействия [5];<br />

СКО - среднее квадратичное отклонение (σ), отражающее временную<br />

изменчивость потока эритроцитов;<br />

К v - коэффициент вариации, выступающий интегративным показателем между<br />

перфузией ткани и величиной ее изменчивости.<br />

Далее проводился анализ амплитудно-частотного спектра (АЧС) отраженного<br />

сигнала. Программное обеспечение АЧС-анализа основывается на спектральном<br />

разложении ЛДФ-граммы с использованием математического аппарата Фурье,<br />

что позволяет оценивать изолированно вклад каждого звена МЦР, принимающего<br />

участие в модуляции микрокровотока [6]. Среди звеньев регуляции выделяют<br />

«пассивные» и «активные» механизмы [19], которые в полосе частот от 0,005 до<br />

3 Гц формируют следующие неперекрывающиеся частотные диапазоны:<br />

0,007-0,017 Гц – осцилляции эндотелиального NO-зависимого генеза;<br />

0,023-0,046 Гц – осцилляции, обусловленные низкочастотной ритмикой<br />

импульсации симпатических адренергических нервных волокон, непосредственно<br />

иннервирующих микрососуды кожи;<br />

0,06-0,15 Гц – осцилляции, обусловленные собственно миогенной активностью<br />

гладкомышечных клеток;<br />

0,21-0,6 Гц – дыхательные волны, реализуемые через венозное и венулярное<br />

звено. Отражают дыхательную модуляцию оттока крови;<br />

0,7-1,6 Гц – пульсовые волны, реализуемые через приносящее артериальное и<br />

прекапиллярное звено [3, 4, 6, 8, 9].<br />

При амплитудно-частотном анализе ЛДФ-граммы вычислялись амплитуда<br />

колебаний кожного кровотока (А max ) в низкочастотном (α и LF) диапазоне,<br />

амплитуда дыхательных колебаний (АНF) и пульсовых волн (АCF). Вклад<br />

различных ритмических колебаний оценивался по их мощности в процентном<br />

отношении к общей мощности спектра флаксмоций. Также учитывался индекс<br />

эффективности микроциркуляции (ИЭМ).<br />

Результаты и обсуждение<br />

Анализ ЛДФ-грамм, зарегистрированных до гипоксических сеансов,<br />

показал, что они различались у разных испытуемых, а также у одного и того же<br />

добровольца в различные дни. Такая вариабельность ЛДФ-сигнала обусловлена<br />

пространственной неоднородностью распределения кровеносных сосудов<br />

тестируемой области и временной изменчивостью перфузии ткани [23].<br />

45


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Было установлено также, что после окончания сеанса нормобарической<br />

гипоксии ЛДФ сигнал претерпевает изменения, зависящие от выраженности<br />

гипоксии и от длительности гипоксического тренинга.<br />

В таб. 1 показана динамика изменения базального кровотока до и после<br />

гипоксических сеансов.<br />

Таблица 1. Динамика параметров микроциркуляции по данным лазерной<br />

допплеровской флоуметрии в процессе нормобарической гипоксической тренировки<br />

здоровых лиц.<br />

n<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

5<br />

6<br />

7<br />

Сеансы НГТ ( содержание кислорода в ГГС)<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

1 (19%) 2 (17%) 8 (12%) 9 (12%) 10 (12%)<br />

М 3,85 2,19 3,82 3,95 4.06 5.02 3.43 5.58 3.64 4.42<br />

Kv 3,20 7,02 4,77 10,27 5.30 6.98 5.09 4.34 4.93 2.84<br />

δ 0,12 0,15 0,18 0,41 0.22 0.36 0.17 0.24 0.18 0.13<br />

ИЭМ 1,36 1,50 2,31 1,72 1,92 2,80 2,33 2,24 1,54 1,55<br />

М 3,67 5,95 4,52 5,06 4.97 5.93 4.10 5.12 4.80 5.66<br />

Kv 6,49 7,51 6,51 4,67 6.90 4.55 8.27 6.15 4.32 5.21<br />

δ 0,24 0,45 0,29 0,24 0.34 0.27 0.34 0.31 0.21 0.29<br />

ИЭМ 1,72 1,10 1,19 2,29 1,06 1,87 2,14 0,76 0,70 0,94<br />

М 4,51 3,52 3,81 4,81 4.59 6.02 3.37 4.76 4.76 4.67<br />

Kv 6,55 4,13 4,06 7,72 3.74 3.61 3.19 2.58 3.87 2.52<br />

δ 0,30 0,15 0,15 0,37 0.17 0.22 0.11 0.12 0.18 0.12<br />

ИЭМ 2,81 2,80 2,62 1,88 1,93 1,63 1,36 2,25 1,57 1,30<br />

М 4,01 3,95 3,67 4,77 4.13 4.75 3.87 4.52 4.44 5.37<br />

Kv 8,77 3,03 3,88 4,73 5.87 2.83 6.94 4.52 3.50 4.00<br />

δ 0,35 0,12 0,14 0,23 0.24 0.13 0.27 0.20 0.16 0.21<br />

ИЭМ 2,45 2,10 2,20 2,25 1,76 1,23 2,43 1,59 1,25 1,38<br />

М 4,11 3,24 3,17 4,53 3.64 6.52 3.18 3.77 3.32 3.79<br />

Kv 7,01 5,39 4,96 4,09 5.74 3.50 3.04 5.89 4.73 3.01<br />

δ 0,29 0,17 0,16 0,19 0.21 0.23 0.10 0.22 0.16 0.11<br />

ИЭМ 3,20 2,07 1,67 1,67 2,65 2,50 1,57 1,37 2,69 1,82<br />

М 4,93 4,69 2,54 5,21 4.22 4.55 4.10 4.69 4.20 5.76<br />

Kv 3,42 1,63 6,11 2,59 2.20 2.63 5.94 4.04 3.30 3.48<br />

δ 0,17 0,08 0,16 0,14 0.09 0.12 0.24 0.19 0.14 0.20<br />

ИЭМ 1,92 2,16 2,33 2,00 1,91 1,70 1,55 1,93 1,73 1,85<br />

М 4.33 4.08 5.16 4.05 3.66 4.87 4.14 5.63 3.72 5.52<br />

Kv 4.01 5.49 4.75 5.60 3.72 2.84 4.78 6.66 4.88 5.05<br />

δ 0.17 0.22 0.25 0.23 0.14 0.14 0.20 0.38 0.18 0.28<br />

ИЭМ 1,92 2,16 2,33 2,00 1,91 1,70 1,55 1,93 1,73 1,85<br />

46


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

8<br />

9<br />

10<br />

11<br />

12<br />

13<br />

14<br />

15<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

Таблица 1. (Продолжение)<br />

М 7.00 8.76 7.14 7.04 6.09 5.62 5.33 8.79 5.81 8.91<br />

Kv 5.75 4.63 3.15 3.06 4.82 3.61 8.82 3.32 5.41 4.36<br />

δ 0.40 0.41 0.22 0.22 0.29 0.20 0.47 0.29 0.31 0.39<br />

ИЭМ 2,70 1,76 1,68 1,94 1,92 2,25 2,45 1,54 3,08 1,94<br />

М 5.72 7.18 4.67 5.71 4.08 5.98 5.16 6.43 4.16 5.30<br />

Kv 5.56 4.70 2.33 5.44 3.85 5.49 3.51 4.04 7.29 7.20<br />

δ 0.32 0.34 0.11 0.31 0.16 0.33 0.18 0.26 0.30 0.38<br />

ИЭМ 1,83 1,10 1,27 2,11 1,92 2,57 1,75 1,95 1,96 1,85<br />

М 5.12 5.91 4.73 4.60 4.88 3.29 2.68 5.39 5.18 5.48<br />

Kv 7.45 3.75 5.15 6.67 3.84 8.59 5.91 3.63 3.96 5.24<br />

δ 0.38 0.22 0.24 0.31 0.19 0.28 0.16 0.20 0.21 0.29<br />

ИЭМ 2,24 2,53 2,11 2,33 2,94 2,35 1,77 1,60 1,95 1,27<br />

М 3.52 4.14 3.20 3.43 3.29 5.75 5.27 4.61 4.33 4.74<br />

Kv 2.33 3.53 5.52 3.13 4.12 3.91 3.30 2.27 2.29 4.08<br />

δ 0.08 0.14 0.18 0.11 0.14 0.23 0.17 0.10 0.10 0.19<br />

ИЭМ 1,22 2,20 1,29 2,38 1,91 1,94 1,29 1,40 1,33 1,93<br />

М 4.95 4.90 4.41 4.04 4.16 4.44 4.18 4.12 3.67 3.92<br />

Kv 4.51 3.00 3.46 4.66 3.52 2.96 4.63 3.81 3.28 3.12<br />

δ 0.22 0.15 0.15 0.19 0.15 0.13 0.19 0.16 0.12 0.12<br />

ИЭМ 1,87 1,07 1,00 2,05 1,17 1,36 1,62 1,19 1,09 1,15<br />

М 3.76 3.83 4.55 4.44 3.67 4.13 5.34 4.54 4.28 4.88<br />

Kv 3.29 3.68 3.78 3.44 3.62 0.18 2.61 4.68 3.35 5.51<br />

δ 0.12 0.14 0.17 0.15 0.13 4.09 0.14 0.21 0.14 0.27<br />

ИЭМ 1,20 2,25 2,29 0,93 1,09 1,67 1,15 0,96 2,00 2,22<br />

М 5.26 4.71 4.35 5.39 6.46 8.23 5.11 3.90 5.64 5.58<br />

Kv 3.33 3.61 2.49 3.20 4.19 2.48 2.82 3.73 2.51 3.81<br />

δ 0.18 0.17 0.11 0.17 0.27 0.20 0.14 0.15 0.14 0.21<br />

ИЭМ 1,62 1,91 1,18 1,77 1,85 1,18 1,73 1,08 1,07 1,47<br />

М 3.98 4.95 1.97 4.58 3.90 4.55 3.85 3.74 4.31 3.62<br />

Kv 2.97 3.88 5.15 2.13 3.04 2.79 7.06 2.93 2.81 5.39<br />

δ 0.12 0.19 0.10 0.10 0.12 0.13 0.27 0.11 0.12 0.20<br />

ИЭМ 1,36 2,75 1,25 1,44 2,44 2,00 2,45 2,20 1,82 2,67<br />

В результате исследования ЛДФ-грамм установлено, что показатель М,<br />

отражающий среднее арифметическое значение показателя микроциркуляции<br />

и характеризующий средний поток эритроцитов в единице объема ткани в<br />

зондируемом участке, может изменяться как в сторону возрастания, так и<br />

снижения, так же как показатели СКО и К v.. Показатель микроциркуляции<br />

увеличивается в первый день, по сравнению с исходными величинами, до<br />

гипокcических сеансов в 6 случаях из 15, уменьшается в 4 случаях, и остается<br />

относительно неизменным в 5 случаях. На второй день увеличение показателя<br />

М отмечено уже у 8 лиц, снижение - у 2, и отсутствие значимых изменений<br />

47


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

наблюдается у 5 исследуемых. В последующие дни выявляется высокая<br />

вариабельность показателя микроциркуляции, а на восьмой, девятый и десятый<br />

дни НГТ отмечается однонаправленный характер его изменения: увеличение на<br />

восьмой день исследования у 11 испытуемых из 15, на девятый день – у 10, и на<br />

десятый день - у 12 испытуемых.<br />

Рост параметра М указывает на повышение уровня перфузии тканей. При<br />

этом у этих испытуемых происходит, как правило, повышение СКО и К v , хотя<br />

в некоторых случаях наблюдается их уменьшение. Величина СКО существенна<br />

для оценки состояния микроциркуляции и сохранности механизмов ее<br />

регуляции. Чем выше СКО, тем лучше функционируют механизмы модуляции<br />

тканевого кровотока [15]. Уменьшение СКО отображает снижение активности<br />

колебательных процессов.<br />

Увеличение К v, , который рассчитывается из соотношения величин σ<br />

и М, указывает на повышение вазомоторной активности микрососудов и<br />

характеризует преимущественный вклад активных механизмов модуляции<br />

микрокровотока. Отмеченное снижение показателя М у 4 испытуемых в первый<br />

день, у 2 испытуемых на второй день, и у 3 на восьмой и девятый дни, вероятно,<br />

свидетельствует об активации у них вазоконстрикторных влияний и централизации<br />

кровотока. Хотя величина М и регистрируется на уровне микрососудов, но<br />

кровоток в микроциркуляторном русле зависит от притока из мелких артерий и<br />

оттока по венам. Гемодинамически значимое повышение тонуса мелких артерий<br />

кожи приводит к снижению перфузии микрососудов и уменьшению величины<br />

М [18]. Снижение показателя микроциркуляции кожного кровотока выступает<br />

косвенным индикатором перераспределения кровотока в организме.<br />

В амплитудном спектре ритмических составляющих ЛДФ-граммы были<br />

отмечены сдвиги, степень которых также зависела от индивидуальных<br />

особенностей испытуемых. Характерно, что изменения амплитуд не всегда<br />

проявляли зависимость от показателя М. В основном наблюдалось их<br />

содружественное увеличение, либо снижение. В отдельных случаях имели место<br />

разнонаправленные изменения абсолютных значений А max осцилляций.<br />

Если рассматривать динамику изменений амплитудо-частотного спектра<br />

(таб.2), то видно, что на второй день количество случаев увеличения амплитуд<br />

исследуемых диапазонов заметно растет в сравнении с первым, восьмым и<br />

девятым днями. Показатель А max LF, отражающий вазомоции, увеличиваясь,<br />

свидетельствуют об усилении дилататорных влияний на артериоло-капиллярное<br />

звено микроциркуляции. Возрастание амплитуды нейрогенных колебаний (А max α)<br />

связано с низкочастотными симпатическими адренергическими влияниями на<br />

гладкие мышцы артериол и артериолярных участков АВА [17], а наблюдаемая<br />

активация пассивной дыхательной компоненты (А max HF), определяемая<br />

«присасывающим» действием грудной клетки на вдохе и зависящая от<br />

глубины дыхания, связана, по-видимому, с компенсаторной гипервентиляцией,<br />

необходимой для ликвидации кислородного долга.<br />

Амплитуда пульсовой волны, приносящейся в микроциркуляторное русло со<br />

стороны артерий, является параметром, который изменяется в зависимости от<br />

состояния тонуса резистивных сосудов. Увеличение пульсовой волны означает<br />

48


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

увеличение притока крови в микроциркуляторное русло [19]. В результате<br />

наблюдается увеличение у 9 испытуемых ИЭМ, который учитывает соотношение<br />

активных и пассивных механизмов регуляции. Увеличение ИЭМ происходит за<br />

счет более выраженных изменений показателей А max HF и А max CF, но без нарушения<br />

при этом соотношения между низкочастотными ритмами.<br />

Такое изменение микрогемодинамической ситуации на второй день отражает<br />

физиологичное, не вызывающее выраженного напряжения функциональных<br />

систем организма, действие умеренной гипоксии. Выявляемая при этом<br />

гипоксическая вазодилатация представляет собой ответ, посредством которого<br />

падение напряжение кислорода вызывает периферическое увеличение кровотока<br />

[1, 7]. Дилатация капилляров способствует увеличению сечения МЦР и<br />

возрастанию объемной скорости кровотока, увеличению площади диффузионноадсорбционной<br />

поверхности сосудистых стенок, тем самым повышая<br />

эффективность доставки кислорода [10, 17].<br />

Таблица 2. Изменение амплитуд различных диапазонов ЛДФ-граммы в процессе<br />

нормобарической гипоксической тренировки здоровых лиц.<br />

n<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

5<br />

Сеансы НГТ ( содержание кислорода в ГГС)<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

1 (19%) 2 (17%) 8 (12%) 9 (12%) 10 (12%)<br />

αF 0,21 0,23 0,37 0,66 0,38 1,04 0,49 0,67 0,27 0,25<br />

LF 0,15 0,21 0,30 0,46 0,25 0,70 0,35 0,47 0,20 0,17<br />

HF 0,07 0,10 0,09 0,14 0,10 0,19 0,12 0,15 0,08 0,08<br />

СF 0,04 0,04 0,04 0,09 0,03 0,06 0,03 0,06 0,05 0,03<br />

αF 0,52 0,59 0,58 0,47 0,65 0,41 0,74 0,47 0,19 0,45<br />

LF 0,31 0,55 0,43 0,48 0,37 0,56 0,62 0,35 0,23 0,29<br />

HF 0,13 0,44 0,32 0,15 0,31 0,22 0,22 0,39 0,28 0,26<br />

СF 0,05 0,06 0,04 0,06 0,04 0,08 0,07 0,07 0,05 0,05<br />

αF 0,91 0,31 0,45 0,58 0,29 0,38 0,16 0,25 0,32 0,19<br />

LF 0,59 0,28 0,34 0,49 0,27 0,31 0,15 0,18 0,22 0,13<br />

HF 0,15 0,07 0,09 0,19 0,11 0,15 0,08 0,05 0,09 0,07<br />

СF 0,06 0,03 0,04 0,07 0,03 0,04 0,03 0,03 0,05 0,03<br />

αF 0,99 0,25 0,26 0,42 0,44 0,27 0,57 0,40 0,22 0,42<br />

LF 0,76 0,21 0,22 0,36 0,37 0,16 0,51 0,35 0,20 0,29<br />

HF 0,19 0,07 0,06 0,11 0,11 0,07 0,11 0,14 0,08 0,09<br />

СF 0,12 0,03 0,04 0,05 0,10 0,06 0,10 0,08 0,08 0,12<br />

αF 0,86 0,34 0,28 0,32 0,52 0,43 0,15 0,31 0,43 0,24<br />

LF 0,80 0,29 0,20 0,30 0,45 0,40 0,11 0,26 0,35 0,20<br />

HF 0,19 0,10 0,09 0,13 0,13 0,11 0,05 0,11 0,10 0,07<br />

СF 0,06 0,04 0,03 0,05 0,04 0,05 0,02 0,08 0,03 0,04<br />

49


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

6<br />

7<br />

8<br />

9<br />

10<br />

11<br />

12<br />

13<br />

14<br />

15<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

Таблица 2. (Продолжение)<br />

αF 0.40 0.09 0.23 0.20 0.11 0.26 0.60 0.31 0.29 0.38<br />

LF 0.32 0.06 0.16 0.14 0.09 0.15 0.54 0.34 0.21 0.35<br />

HF 0.10 0.04 0.06 0.08 0.06 0.07 0.12 0.09 0.08 0.08<br />

СF 0.05 0.02 0.04 0.05 0.03 0.03 0.05 0.06 0.03 0.07<br />

αF 0.45 0.40 0.57 0.36 0.19 0.28 0.37 0.63 0.24 0.48<br />

LF 0.23 0.41 0.35 0.40 0.21 .17 0.34 0.58 0.26 0.48<br />

HF 0.09 0.15 0.11 0.15 0.08 0.07 0.18 0.21 0.11 0.19<br />

СF 0.03 0.04 0.04 0.05 0.03 0.03 0.04 0.09 0.04 0.07<br />

αF 0.71 0.54 0.59 0.33 0.44 0.40 0.94 0.50 0.98 0.85<br />

LF 0.62 0.67 0.37 0.33 0.46 0.36 0.93 0.43 0.77 0.68<br />

HF 0.17 0.30 0.17 0.12 0.15 0.11 0.29 0.17 0.16 0.22<br />

СF 0.06 0.08 0.05 0.05 0.09 0.05 0.09 0.11 0.09 0.13<br />

αF 0.61 0.49 0.17 0.53 0.25 0.58 0.39 0.70 0.55 0.83<br />

LF 0.42 0.32 0.14 0.57 0.23 0.59 0.35 0.41 0.55 0.48<br />

HF 0.17 0.22 0.08 0.19 0.08 0.18 0.15 0.14 0.22 0.17<br />

СF 0.06 0.07 0.03 0.08 0.04 0.05 0.05 0.07 0.06 0.09<br />

αF 0.70 0.32 0.37 0.59 0.49 0.46 0.27 0.30 0.43 0.54<br />

LF 0.74 0.38 0.40 0.63 0.47 0.40 0.23 0.24 0.37 0.33<br />

HF 0.24 0.09 0.13 0.18 0.11 0.13 0.10 0.09 0.12 0.19<br />

СF 0.09 0.06 0.06 0.09 0.05 0.04 0.03 0.06 0.07 0.07<br />

αF 0.11 0.23 0.35 0.19 0.20 0.39 0.26 0.13 0.12 0.33<br />

LF 0.11 0.22 0.27 0.19 0.21 0.35 0.22 0.14 0.12 0.27<br />

HF 0.06 0.06 0.15 0.06 0.08 0.11 0.13 0.06 0.06 0.10<br />

СF 0.03 0.04 0.06 0.02 0.03 0.07 0.04 0.04 0.03 0.04<br />

αF 0.44 0.30 0.21 0.40 0.26 0.18 0.28 0.25 0.20 0.15<br />

LF 0.28 0.15 0.18 0.41 0.14 0.15 0.26 0.25 0.12 0.15<br />

HF 0.10 0.10 0.14 0.16 0.07 0.08 0.12 0.17 0.08 0.11<br />

СF 0.05 0.04 0.04 0.04 0.05 0.03 0.04 0.04 0.03 0.02<br />

αF 0.24 0.36 0.46 0.23 0.18 0.38 0.20 0.33 0.28 0.71<br />

LF 0.18 0.27 0.32 0.14 0.12 0.25 0.15 0.22 0.22 0.40<br />

HF 0.12 0.09 0.10 0.11 0.06 0.11 0.09 0.19 0.07 0.13<br />

СF 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05 0.04 0.04 0.04 0.04 0.05<br />

αF 0.28 0.32 0.15 0.38 0.49 0.33 0.30 0.25 0.20 0.32<br />

LF 0.26 0.21 0.13 0.23 0.37 0.26 0.19 0.14 0.15 0.28<br />

HF 0.09 0.07 0.06 0.08 0.14 0.11 0.07 0.06 0.07 0.11<br />

СF 0.07 0.04 0.05 0.05 0.06 0.11 0.04 0.07 0.07 0.08<br />

αF 0.20 0.51 0.18 0.14 0.22 0.24 0.82 0.22 0.20 0.53<br />

LF 0.15 0.44 0.15 0.13 0.22 0.20 0.76 0.22 0.20 0.48<br />

HF 0.08 0.12 0.09 0.05 0.06 0.06 0.24 0.07 0.08 0.13<br />

СF 0.03 0.04 0.03 0.04 0.03 0.04 0.07 0.03 0.03 0.05<br />

50


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

После восьмого и девятого гипоксических сеансов амплитуда колебаний<br />

во всех частотных диапазонах значительно варьировала. При этом в структуре<br />

ритмических составляющих колебаний кровотока наблюдалось увеличение<br />

вклада пульсовых и респираторных колебаний. Это указывает на увеличение<br />

удельного влияния дыхательного и центрального компонентов и снижение<br />

функционирования активных механизмов контроля перфузии. Последнее, как<br />

предполагают [12], обусловлено усилением вазоконстрикторных воздействий на<br />

артериолы и прекапилляры. Вышеперечисленные влияния ведут к снижению ИЭМ,<br />

которое наблюдается у 8 человек на восьмой день и у 10 человек на девятый день.<br />

Такие изменения при более выраженной гипоксии вполне закономерны и отражают<br />

централизацию кровотока на фоне возрастания влияния пассивных механизмов<br />

регуляции микроциркуляции [10]. Значительное увеличение параметров А max CF<br />

и А max HF при снижении А max LF, однако, свидетельствует о функциональном<br />

напряжении, что может позволить осуществлять индивидуальное дозирование<br />

гипоксического стимула. У остальных участников исследования к девятому<br />

сеансу происходит адаптивная перестройка в виде увеличения периферического<br />

капиллярного кровотока.<br />

На десятый день НГТ, когда концентрация О 2 в ГГС оставалась такой же, как<br />

и в предыдущие дни, рост ИЭМ был отмечен у 9 испытуемых из 15, повышение<br />

показателя М – у 10 участников, рост амплитуд диапазонов αF и СF наблюдался<br />

у 10 испытуемых, а LF и HF – у 9 . Оценка динамики удельного влияния<br />

функциональных систем показала, что описанные выше изменения происходят<br />

благодаря активным механизмам гемодинамики, состояние которых заметно<br />

улучшается. При этом вклад сердечной компоненты и дыхательных изменений<br />

в модуляцию микрокровотока на десятый день вновь снижается, а влияние<br />

активной артериоло-капиллярной компоненты усиливается. Можно полагать,<br />

что к концу гипоксической тренировки в системе микроциркуляции происходит<br />

уменьшение ее реактивности в ответ на гипоксическое воздействие и увеличение<br />

физиологических резервов.<br />

Выводы<br />

1. Анализ вектора изменения показателя микроциркуляции свидетельствует<br />

об индивидуально-различном характере модификации тканевого кровотока.<br />

2. Изменения показателя микроциркуляции детерминированы активными<br />

факторами контроля микроциркуляции (диапазоны частот αF и LF) и пассивными<br />

факторами (диапазоны частот HF и СF ), вклад которых неодинаков не только<br />

у различных лиц, но и у одного и того же индивидуума в различное время и<br />

различные дни.<br />

3. При менее выраженной гипоксии (содержание кислорода в ГГС 19-17%)<br />

наблюдается высокая вариабельность показателей микроциркуляции, в то время<br />

как при более выраженной гипоксии (содержание кислорода в ГГС 12%) имеет<br />

место достаточно высокая синхронизация их модификации.<br />

4. Повышение показателей А max HF и А max CF и снижение параметра А max<br />

LF могут служить маркерами функционального напряжения, что позволит<br />

осуществлять индивидуальный подбор саногенного режима нормобарической<br />

гипоксической тренировки.<br />

51


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

Литература<br />

1. Allen B.W., Piantadosi C.A How do red blood cells cause hypoxic vasodilation?<br />

The SNO-hemoglobin paradigm. // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 2006, №291,<br />

p. 1507-1512.<br />

2. Ichioka S., Minegishi M., Iwasaka M. High-intensity static magnetic fi elds modulate<br />

skin microcirculation and temperature in vivo.//Bioelectromagneties, 2000, № 21(3), p.183-<br />

188.<br />

3. Kvandal P, Stefanovska A, Veber M, Kvernmo HD, Kirkebøen KA. Regulation of human<br />

cutaneous circulation evaluated by laser Doppler fl owmetry, iontophoresis, and spectral analysis:<br />

importance of nitric oxide and prostaglandines. // Microvasc Res., 2003 May; 65(3):160-71.<br />

4. Kvernmo HD, Stefanovska A, Kirkeboen KA, Kvernebo K. Oscillations in the human<br />

cutaneous blood perfusion signal modifi ed by endothelium-dependent and endotheliumindependent<br />

vasodilators. // Microvasc Res. 1999 May, 57(3):298-309.<br />

5. Nillson. G., Tenland T., Oberg P. Evaluation of laser Doppler Flowmeter for measurement<br />

of tissue blood fl ow. // IEEE Trans. Boi-Med. Eng. 1980, Vol. 27, p. 597-604.<br />

6. Schmid-Schonbein H., Ziege S. Synergetic interpretation of patterned vasomotor<br />

activity in microvascular perfusion. // Inter. F. Microcircul., 1997, V.17, p. 346-359.<br />

7. Singel D.J., Stamler J.S. Chemical physiology of blood fl ow regulation by red<br />

blood cells: the role of nitric oxide and S-nitrosohemoglobin. //Ann. Rev. Physiol., 2005,<br />

№ 67, p. 99-145<br />

8. Stefanovska A, Bracic M, Kvernmo H.D. Wavelet analysis of oscillations in the<br />

peripheral blood circulation measured by laser Doppler technique. // IEEE Trans Biomed Eng.<br />

1999, Oct;46 (10):1230-9.<br />

9. Stefanovska A., Bracic M. Physics of the human cardiovascular system. // Contemporarz<br />

Physics, 1999, Vol. 40, №1, P. 31-35.<br />

10. Акимов А.Г., Горанчук В.В. Возможности использования показателей лазерной<br />

допплеровской флоуметрии для индивидуализации режимов гипоксических тренировок.<br />

// Применение лазерной допплеровской флоуметрии в медицинской практике.<br />

М., 2000, С. 62-64.<br />

11. Арбузова О.В., Балыкин М.В., Коптелов Д.В. Реакции кардиореспираторной<br />

системы и изменения физической работоспособности пловцов разного возраста при<br />

действии нормобарической гипоксии. // Вестник новых медицинских технологий, 2009,<br />

т.XVI, № 2, С. 212-214.<br />

12. Горанчук В.В., Сапова Н.И., Иванов А.О. Гипокситерапия. СПб, 2003, 536 с.<br />

13. Ельчанинова С.А., Кореняк Н.А., Павловская Л.И. и др. К вопросу о механизмах<br />

гипотензивного эффекта прерывистой нормобарической гипоксии при артериальной<br />

гипертензии. // Доклады Международной академии проблем гипоксии. Прерывистая<br />

нормобарическая гипокситерапия. М.: «Бумажная галерея», 2005, т.IV, 232, С. 33-38<br />

14. Каратерзи Г.И. Эффект влияния прерывистой нормобарической гипоксии на<br />

некоторые показатели функции дыхательной системы. // Академии Наук Молдовы. Науки<br />

о жизни, 2011, №3 (315), С. 62-71.<br />

15. Козлов В.И. Механизм модуляции кровотока в системе микроциркуляции и его<br />

расстройство при гипертонической болезни. // Материалы третьего Всероссийского<br />

симпозиума. М., 2000, С. 5-15.<br />

16. Колчинская А.З. Интервальная гипоксическая тренировка в спорте высших<br />

достижений. // Спортивна медицина, 2008, № 1, С. 9-25<br />

17. Крупаткин А.И.<br />

Клиническая нейроангиофизиология конечностей. М.: Научный<br />

мир, 2003, 328 с<br />

18. Крупаткин А.И. Лазерная допплеровская флоуметрия: международный опыт<br />

52


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

и рапространенные ошибки. // Регионарное кровообращение и микроциркуляция,<br />

2006, т.6, С. 90-92.<br />

19. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляция крови, под ред.<br />

Крупаткина А.И., Сидорова В.В. М.: «Медицина», 2005, 256 с.<br />

20. Мач Э. С. Лазер-Доплер флоуметрия в оценке микроциркуляции в условиях<br />

клиники. // Материалы первого Всероссийского симпозиума «Применение лазерной<br />

допплеровской флоуметрии в медицинской практике». Москва, 1996, С. 56-64.<br />

21. Микроциркуляция в кардиологии, под ред. Маколкина В.И. М.: «Визарт», 2004,<br />

136 с.<br />

22. Радченко А.С., Королев Ю.Н., Борисенко Н.С. и др. Нормобарическая<br />

гипоксическая тренировка и оптимизация насосной функции сердца у спортсменов.<br />

// Материалы международной научной конференции по вопросам состояния и перспективам<br />

развития медицины в спорте высших достижений. Москва, 2009, С. 107-110.<br />

23. Сидоров В.В., Ронкин М.А., Максименко И.М., и др. Физические основы метода<br />

лазерной допплеровской флоуметрии и его применение в неврологической практике.<br />

// Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2003, №12, С.26-35<br />

24. Фурдуй Ф.И., Чокинэ В.К., Каратерзи Г.И. Специфика изменений ЭКГ под<br />

влиянием нормобарической гипоксии. // Известия Академии Наук Молдовы. Науки о<br />

жизни. 2012, №1 (316), С. 53-64.<br />

25. Чижов А.Я., Потиевская В.И. Прерывистая нормобарическая гипоксия в<br />

профилактике и лечении гипертонической болезни. М.: Изд-во РУДН, 2002, 187 с.<br />

ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА<br />

МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СТАТУС ОРГАНИЗМА<br />

Гараева О.И.<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

Институт физиологии и санокреатологии Академии Наук Молдовы<br />

Rezumat<br />

Existenţa insufi cientă şi contradictorie a rezultatelor experimentale convingătoare<br />

privind modifi carea metabolismului microelementelor la sportivi în timpul efortului fi zic<br />

exesiv, în special în timpul competiţiilor, a determinat scopul acestor cercetări. Ca obiect<br />

de studiu au servit adolescenţi sănătoşi în vârstă de 15-18 ani: 17 adolescenţi, care nu<br />

practicau sport (grupa de control) şi 17 sportivi. S-a studiat conţinutul microelementelor<br />

în sânge şi urină la sportivi prin metoda RMN.<br />

La sportivi în condiţii relativ confortogene în plasma sanguină conţinutul de zinc este<br />

sporit de 3,49 ori comparativ cu normele clinice unanim acceptate şi de 1,5 comparativ<br />

cu grupul de control. Conţinutul de fi er este scăzut de 2,76 ori comparativ cu norma,<br />

ceea ce corespunde datelor din literatură, şi de 3,14 ori comparativ cu grupul de control.<br />

Conţinutul de nichel la toţi adolescenţii depăşeşte norma de 3,3 ori.<br />

Efortul fi zic intensiv provoacă la sportivi eliminarea sporită a zincului şi manganului.<br />

Concomitent excreţia cuprului la efort fi zic intensiv scade. Îmbogăţirea raţiei alimentare<br />

cu fi er, zinc şi mangan poate contribui la compensarea pierderilor lor.<br />

Cuvinte cheie: microelemente – schimb de substanţe – efort fi zic – sânge – urină –<br />

sportivi.<br />

Depus la redacţie 23 octombrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Olga Garaeva, Institutul de Fiziologie şi Sanocreatologie<br />

al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău , Republica<br />

Moldova, E-mail: garaevaolga@yahoo.com, tel. (+373 22) 739850.<br />

53


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

Введение<br />

Негативные социально-экономические процессы последнего десятилетия<br />

наиболее резко отразились на снижении показателей здоровья населения.<br />

Нерациональное и несбалансированное питание при выраженном дефиците в<br />

рационах биологически полноценных продуктов (мясо, рыба, молочные продукты,<br />

яйца, свежие овощи и фрукты) на фоне поступления экотоксикантов, особенно<br />

тяжелых металлов из объектов окружающей среды (воздух, вода, продукты<br />

питания) способствовало высокой распространенности микроэлементозов.<br />

Характер и степень проявления микроэлементозов, выявленных в различных<br />

экологически напряженных регионах, не могут быть полностью скорригированы<br />

только за счет рациона питания.<br />

В последнее время внимание ученых направлено на выявление роли<br />

микроэлементов как факторов, оказывающих непосредственное влияние на ход<br />

и направленность обменных процессов. Микроэлементы являются экзогенными<br />

химическими факторами, играющими значительную роль в таких жизненно<br />

важных процессах, как рост, размножение, кроветворение, клеточное дыхание,<br />

обмен веществ и др. Вступая в соединение с химическими регуляторами обмена<br />

веществ, микроэлементы участвуют в различных биохимических процессах,<br />

стимулируют и нормализуют обмен веществ. Микроэлементы, присутствуя<br />

в незначительных концентрациях в структуре ряда важнейших ферментов,<br />

гормонов, витаминов, способны стимулировать или угнетать многие ферментные<br />

процессы в организме, влияющие, в конечном счете, на обмен аминокислот<br />

[5, 6, 17]. Многие эссенциальные микроэлементы (Fe, Cu, Mg, Mn, Zn, Se,<br />

S) являются каталитическими центрами наиважнейших ферментов, в том<br />

числе и витаминзависимых коферментов, а значит, оказывают влияние на<br />

аминокислотный метаболизм. Установлена необходимость присутствия<br />

одних витаминов и микроэлементов для полноценного функционирования<br />

других [16]. Учитывая значение каждого микроэлемента в жизнедеятельности<br />

организма, дефицит макро- и микроэлементов должен своевременно и адекватно<br />

восполняться.<br />

Микроэлементы образуют с белками организма специфические<br />

металлоорганические комплексные соединения, являющиеся регуляторами<br />

биохимических реакций. В случае дисбаланса содержания или соотношения<br />

микроэлементов в окружающей среде, в организме человека могут развиться<br />

нарушения, главным образом, в связи с изменением функций ферментов,<br />

в состав которых они входят или активируют их. В результате нарушения<br />

функционирования одной или нескольких ферментных систем, обусловленного<br />

тем или иным этиологическим фактором, ход соответствующих обменных<br />

процессов блокируется. Хорошо известно, что микроэлементы обладают широким<br />

спектром синергических и антагонистических взаимоотношений, так, между<br />

15-ю известными жизненно необходимыми микроэлементами существует 105<br />

двусторонних и 455 трехсторонних взаимодействий. Это является основанием для<br />

изучения развития дисбаланса микроэлементного гомеостаза, проявляющегося<br />

при дефиците даже одного эссенциального элемента [16, 17].<br />

Данные о высокой распространенности микроэлементозов свидетельствуют о<br />

54


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

необходимости неотложной организации, наряду с комплексом природоохранных<br />

и агрогеохимических мероприятий, проведения оздоровительных и<br />

профилактических мероприятий, уделяя особое внимание коррекции<br />

микроэлементного статуса организма, путем элиминации избытка токсичных и<br />

возмещения дефицита эссенциальных элементов.<br />

Исследованиями последних лет [3, 4, 6, 8] было установлено, что<br />

микроэлеметный статус организма изменяется при выполнении интенсивных<br />

физических нагрузок. Уровень энергетического обмена, в котором активное<br />

участие принимают микроэлементы, во время напряженной физической<br />

активности, повышается в скелетной мышце в 20-100 раз, а как известно, дефицит<br />

микроэлементов может проявляться только тогда, когда метаболический обмен в<br />

организме достаточно высок и длительная физическая нагрузка при этом приводит<br />

к повышенной потере микроэлементов и интенсификации обмена веществ [3].<br />

Однако, убедительных экспериментальных данных о сдвигах метаболизма<br />

микроэлементов у спорт сменов при высоких физичес ких нагрузках, особенно во<br />

время соревнований, сравнительно немного и они весьма противоречивы [3, 6,<br />

15, 16], причем в одних работах указывается, что у спортсменов при высоких<br />

физичес ких нагрузках, особенно во время соревнований и усиленных тренировок,<br />

происходят существенные сдвиги в метаболизме минеральных веществ,<br />

в других исследованиях, напротив, таких сдвигов не находят. Отсюда возникает<br />

противоречивость выводов и рекомендаций об использовании микроэлементов в<br />

питании спортсменов [16].<br />

При определении цели работы и методов исследования, мы исходили из<br />

известного положения о том, что двигательная активность организма человека не<br />

только обеспечила его выживание посредством ухода от источников опасности<br />

или нападения на них но и является основным способом обеспечения интеграции<br />

функций различной модальности. Однако двигательная активность, как таковая,<br />

может стать патогенетической основой возникновений различных нарушений в<br />

деятельности организма: и гипокинезия, и усиленная физическая активность, как<br />

известно, могут вызвать дисфункции различных органов и систем, вплоть до их<br />

патологии. Если гипокинезия, ставшая характерным явлением для современного<br />

человека достаточно хорошо изучена, изучены ее последствия на функцию<br />

различных органов и систем, то это нельзя отнести к интенсивным двигательным<br />

нагрузкам, о чем свидетельствует немало случаев трагических последствий для<br />

спортсменов во время соревнований.<br />

Вместе с тем, логично предположить, что большая физическая нагрузка и<br />

высокое нервно-эмоциональное напряжение, характерные для спортсме нов,<br />

могут сопровождаться повышенным расходом микроэлементов, создавая ту или<br />

иную степень дефицита, требующего компенсации путем обога щения рациона<br />

спортсменов соответствующими добавками [6].<br />

Материалы и методы<br />

Объектом исследования служили здоровые юноши в возрасте 15-18 лет,<br />

отобранные согласно периодизации постнатального развития человека [1, 2, 18] -<br />

17 юношей, не подвергавшихся спортивной нагрузке, служили группой контроля<br />

и 17 спортсменов-пловцов комплексного стиля плавания (квалификация - II и I<br />

55


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

разряды и КМС), находившихся в условиях субмаксимальной (на уровне 75%<br />

аэробной мощности спортсменов) нагрузки, рекомендуемой в тренировочный<br />

предсоревновательный период для спортсменов высших квалификаций [5].<br />

Рацион питания исследуемых был одинаковым по калорийности и содержанию<br />

в нем витаминов и микроэлементов [8, 9, 14]. Отбор проб крови и мочи в<br />

обеих группах проводился в состоянии покоя утром натощак, а у спортсменов<br />

и после тренировочной нагрузки на следующий день утром. Содержание<br />

микроэлементов в крови и моче определялось методом атомно-абсорбционной<br />

спектроскопии [12].<br />

Результаты и обсуждение<br />

В результате исследования было выявлено, что у спортсменов в состоянии<br />

покоя (предтренировочный период) в плазме крови содержание меди находится<br />

на нижнем пределе нормативного значения для этой возрастной группы, в<br />

то же время содержание цинка повышено в 1,5 раза, (таб.1) по сравнению с<br />

группой контроля, что вполне объяснимо, учитывая что эти два микроэлемента<br />

являются антагонистами [16, 17]. Известно, что цинк участвует в нормализации<br />

перекисного окисления липидов, повышении устойчивости клеточных мембран<br />

[6], и повышенная его концентрация в плазме крови спортсменов в покое дает<br />

возможность адаптироваться к тренировочной нагрузке. Действительно, в<br />

наших предыдущих исследованиях выявлено в крови спортсменов повышенное<br />

содержание цистеина, мощного антиоксиданта, который регулирует<br />

всасываемость цинка [7].<br />

Таблица 1. Сравнительное содержание микроэлементов в крови<br />

нетренированных юношей и спортсменов в состоянии покоя (предтренировочный<br />

период), проживающих в г. Кишиневе<br />

Сыворотка крови (мг/л) Моча (мг/л)<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

Медь 0,75-1,3* 1,2 0,804 0,01-0,02** 0,021 0,022<br />

Цинк 0,7-1,1* 2,6 3,849 >0,533** 0,432 0,427<br />

Железо 8-14**** 9,1 2,889 0,002-0,07** следы 0,000<br />

Никель 0,001-0,028*** 0,081 0,092 0,0001-0,008** 0,000 0,000<br />

Марганец 0,001-0,01*** 0,015 0,014 0,001-0,01** следы 0,004<br />

Хром 0,018-0,038*** 0,01 0,000 0,0001-0,0015** 0,000 0,000<br />

Примечание: норма микроэлементов по разным данным литературы -<br />

* [16], ** [10] , *** [13], **** [19].<br />

Содержание железа в плазме крови спортсменов снижено в 2,7 раза по<br />

сравнению с нормой, и в 3 раза - по сравнению с группой контроля, что согласуется<br />

с данными литературы [4, 15, 16], и связано с накоплением железа в эритроцитах,<br />

обусловленным приспособительной реакцией на регулярные интенсивные<br />

нагрузки [15]. Содержание марганца в плазме крови в обеих группах исследуемых<br />

находится в пределах нормы, приведенной Назаренко Г.И., Кишкун А.А. [13]. С<br />

другой стороны содержание никеля у всех юношей превышает норму в 3,3<br />

56


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

раза. (таб.1). Результаты сравнительного содержания микроэлементов в крови и<br />

моче спортсменов до и после физической нагрузки представлены в таблице 2.<br />

После интенсивной физической нагрузки содержание железа в крови повысилось<br />

на 30,7%, а в моче выявлены только его следы. Вероятно, при нарастании<br />

интенсивности физических нагрузок увеличение утилизации железа в организме<br />

сопровождается усилением его экскреции [3]. Действительно, в день интенсивной<br />

нагрузки у спортсменов высокой квалификации экскреция железа через кишечник<br />

и почки превышает, по данным В.Я. Русина и др. [15], поступление этих<br />

минеральных веществ с пищей на 65%.<br />

Преобладание выведения железа над увеличением его концентрации в плазме<br />

связано с повышенной утилизацией его в окислительно-восстановительных реакциях,<br />

сопровождающих интенсивную физическую нагрузку.<br />

После физической нагрузки достоверно снизилось в плазме крови содержание<br />

цинка (на 37,8%) и марганца (на 15,8%) (таб. 2). Значительное снижение концентрации<br />

цинка обусловлено взаимосвязью физической нагрузки с интенсификацией<br />

процессов перекисного окисления липидов, окислительным повреждением и<br />

текучестью эритроцитарных мембран, а также снижением содержания цистеина.<br />

Снижение концентрации марганца можно связать с тем, что он, активируя глутаминсинтетазу,<br />

играет важную роль в процессах детоксикации аммиака, концентрация<br />

которого значительно увеличивается в процессе интенсивных физических<br />

нагрузок. Одновременно увеличилась экскреция цинка (на 29,9%) и марганца (на<br />

22,0%) с мочой, что согласуется с данными В.В.Насолодина, который показал,<br />

что потери марганца при интенсивной физической нагрузке превышали его поступление<br />

на 24% (суточный дефицит составил 0,66 мг) [15]. Повышенная экскреция<br />

марганца, вероятно, связана с изменением обмена железа в организме, в<br />

процессе которого он активно используется [15].<br />

Согласно полученным нами данным экскреция меди при физических нагрузках<br />

снижается. Известно, что минеральные вещества, в частности, медь, в больших<br />

количествах теряются с потом, усиленное выделение, которого характерно при<br />

интенсивных физических упражнениях.<br />

Это приводит к повышенным, несовместимым с нормальным функционированием<br />

организма, потерям минеральных веществ [6].<br />

Таблица 2. Сравнительное содержание микроэлементов в крови и моче<br />

спортсменов до и после физической нагрузки.<br />

Микроэлемнты<br />

Сыворотка крови (мг/л)<br />

покой (п=17) физ.нагр (п=17)<br />

М m М m к к к к<br />

Моча (мг/л)<br />

покой (п=17) физ.нагр (п=17)<br />

М m М m к к к к<br />

Медь 0,804 0,212 1,016 0,327 0,022 0,028 0,013 0,013<br />

Цинк 3,849 1,071 2,394* 1,434 0,427 0,096 0,555* 0,111<br />

Железо 2,889 0,696 3,776* 0,624 0,000 0,000 следы<br />

Никель 0,092 0,023 0,086 0,019 0,000 0,000 0,000 0,000<br />

Марганец 0,014 0,002 0,011* 0,002 0,004 0,003 0,005 0,003<br />

Хром 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000<br />

Примечание: * - Достоверность изменения при t=2,042<br />

57


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

Выведение цинка с мочой у спортсменов после интенсивной физической<br />

нагрузки достоверно повышено, что может провоцировать недостаточность<br />

цинка в организме. В литературе имеются данные о недостаточном содержании<br />

цинка в рационах, предложенных для спортсменов в данное время, т.к. около 20%<br />

спортсменов, тренирующихся на выносливость, потребляют менее 10 мг цинка<br />

в день. При таком низком уровне потребления могут проявляться симптомы<br />

дефицита цинка [4].<br />

Известно, что пути участия минеральных веществ в обменных процессах характеризуются<br />

сложной сетью взаимозависи мости, включающей как конкурентные,<br />

так и синергические связи, что предполагает необходимость исследования<br />

полного микроэлементного профиля спортсмена при определении адаптационных<br />

возможностей его организма. Кроме того, учитывая непосредственную связь<br />

микроэлементного статуса с азотистым обменом, при обследовании спортсменов<br />

необходим индивидуальный скрининг пула аминокислот плазмы крови и мочи.<br />

Вместе с тем известно, что обеспечение организма макро- и микроэлементами<br />

зависит не только от их содержания в пищевых продуктах, но и от всасывания<br />

в желудочно-кишечном тракте. Усвоению минеральных веществ способствует<br />

повышенное содержание животных белков в рационе; угнетению – высокий<br />

уровень фосфатов, танина, оксалатов, а также преобладание в рационе пищевых<br />

волокон, углеводов и кальция, что и следует принимать во внимание при<br />

составлении рациона как для профессионально тренирующихся спортсменов,<br />

так и для всего населения.<br />

Литература<br />

1. Crivoi A. Fiziologia umană (funcţiile de relaţii), Chişinău, Ed. USM., 1994, p. 19.<br />

2. Ciochină V. Diferenţierea reacţiilor sanogenice ale sistemului cardiovascular<br />

de dereglărilor funcţionale. /Mat-le Congr. V al fi ziologilor din Republica Moldova.<br />

Chişinău,1999, p.11.<br />

3. Маughan Ron J. Role of micronutrients in sport and physical activity. //Brit. Med. Bull. -1995-55,<br />

№3, р. 683-690<br />

4. Nuviа1а R.., Lapiezа М, Веrnа1 Е. Маgnezium, zink and cooper status in women involved in<br />

different sports. Нуреrtension. //Brit. Med. Bull. -1999, №3, р. 295-30.<br />

5. Аулик И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте. М., Медицина,<br />

1979, 195 с.<br />

6. Вировец А.А. О повышенных потерях макро- и микроэлементов при занятии спортом и<br />

целесообразности их компенсации биологически активными добавками. //Вопросы питания, 2009,<br />

Том 78, №2, стр. 67-73<br />

7. Гараева О.И., Редкозубова Г.В. Сравнительный анализ особенностей азотистого обмена у<br />

пловцов и нетренированных юношей. //Studia Universitatis. Ştiinţe ale vieţii. CEP USM. 2007, nr. 1,<br />

р. 24-28.<br />

8. Гольберг Н.Д., Дондуковская Р.Р., Топанова А.А. и др. Питание юных спортсменов с<br />

учетом наследственной предрасположенности к нарушениям метаболизма. /Современные<br />

проблемы физической культуры и спорта. Мат-лы конф. Санкт-Петербург, 2008.<br />

т. 2, 229- 232.<br />

9. Дембо А.Г., Земцовский Э.В. Спортивная кардиология М., 1989. 137 с.<br />

10. Клинико-диагностическое значение содержания микроэлементов в биологических<br />

объектах<br />

1995, 12с.<br />

и рекомендации по их определению. Сумы, АО «СЭЛМИ», ЦЭиХТИ,<br />

11. Лившиц В.М., Сидельников В.И. Биохимические анализы в клинике, М., 1998<br />

12. Методические указания Департамента Госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999, МУК<br />

4.1.774-99<br />

58


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

13. Назаренко Г.И. Кишкун А.А. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований.<br />

М.: Медицина . 2000. 544 с.<br />

14. Рогозкин В.А. Основные принципы питания спортсменов. Методические рекомендации.<br />

Л., 1988. -32с.<br />

15. Русин В.Я., Насолодин В.В., Воробьев В.А. Исследование влияния добавок к рациону<br />

микроэлементов на состояние спортсменов в процессе тренировки. //Физиология человека, 1980,<br />

т.6, с. 1123-11<br />

16. Скальная М.Г., Нотова С.В. Макро- и микроэлементы в питании современного<br />

человека:<br />

2002. - 298 с.<br />

эколого-физиологические и социальные аспекты. - М.: РОСМЭН,<br />

17. Скальный А.В., Рудаков И.А.<br />

Биоэлементы в медицине. М., 2004.<br />

18. Фурдуй Ф.И. Причины и факторы биологической деградации человека и пути его<br />

выживания. /Стресс, адаптация, функц. нарушения и санокреатология. Кишинев, Cartea Moldovei,<br />

1999, 22-35.<br />

19. Человек. Медико-биологические данные. Публ. МКРЗ. – М.: Медицина, 1977.<br />

SYNTHESIS AND ANTILEUKAEMIA ACTIVITY OF<br />

N-(2,4-DIMETHYLPHENYL)HYDRAZINE CARBOTHIOAMIDE AND<br />

ITS AZOMETHINE DERIVATIVES<br />

A .Gulea 1 , A. Sargun 1 , A. Barba 2 , A. Jalba 1 , D. Poirier 3 ,<br />

P. Petrenko 4 , Yu. Chumakov 4<br />

1Department of Inorganic and Physical Chemistry, Moldova State University,<br />

Chisinau, Moldova<br />

2Institute of Chemistry, Academy of Sciences of Moldova, Chisinau, Moldova<br />

3Oncology and Molecular Endocrinology Research Centre, CHUL Research Centre<br />

and Université Laval, Québec City, Canada<br />

4Institute of Applied Physics, Academy of Sciences of Moldova, Chisinau,<br />

Moldova<br />

Rezumat<br />

Prezenta lucrare conţine date despre sinteza, caracterizarea şi evaluarea in vitro a activităţii<br />

biologice a N-(2,4-dimetilfenil)hidrazinocarbotioamidei şi a cinci derivaţi azometinici<br />

ai acesteia, obţinuţi prin condensarea N-(2,4-dimetilfenil)hidrazincarbotioamidei cu<br />

diferiţi compuşi carbonilici. Compoziţia şi structura cristalină a compuşilor sintetizaţi<br />

a fost determinată cu ajutorul spectroscopiei 1H, 13C RMN şi a difracţiei cu raze<br />

X a monocristalelor. Toţi compuşii obţinuţi au fost testaţi ca inhibitori ai proliferării<br />

celulelor de leucemie umană HL-60. A fost stabilit că N-(2,4-dimetilfenil)-2-(tiofen-<br />

3-ilmetilen)hidrazinocarbotioamida şi N-(2,4-dimetilfenil)-2-(2-hidroxibenziliden)<br />

hidrazinocarbotioamida sunt cei mai activi agenţi antiproliferativi obţinuţi în acest<br />

studiu.<br />

Cuvinte-cheie: N-(2,4-dimetilfenil)hidrazinocarbotioamida – azometine – antiproliferativ<br />

– leucemie<br />

Depus la redacţie 17 septembrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Aurelian Gulea, Universitatea de Stat din Moldova, str.<br />

A. Mateevici, 60, MD - 2009 Chişinău, Republica Moldova, E-mail: dociu1946@yahoo.<br />

com, tel.: (+373 22) 57-75-39<br />

59


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

Introduction<br />

Leukaemia is a type of cancer of the blood or bone marrow characterised by an<br />

abnormal increase of immature white blood cells called “blasts”. Like other cancers,<br />

it results from mutations in the DNA. Certain mutations can trigger leukaemia by<br />

activating oncogenes or deactivating tumor suppressor genes, and thereby disrupting<br />

the regulation of cell death, differentiation or division.<br />

Since 1960s, an anthracycline antibiotic called Doxorubicin has been widely used<br />

in cancer chemotherapy. It is closely related to the natural product daunomycin, and like<br />

all anthracyclines, it works by intercalating DNA. However, Doxorubicin has a series of<br />

side-effects that strongly jeopardize patients’ lives. For instance, when the cumulative<br />

dose of Doxorubicin reaches 550 mg/m², the risks of developing cardiac side effects,<br />

including congestive heart failure, dilated cardiomyopathy, and death, dramatically<br />

increase. Doxorubicin cardiotoxicity is characterised by a dose-dependent decline in<br />

mitochondrial oxidative phosphorylation. Reactive oxygen species, generated by the<br />

interaction of Doxorubicin with iron, can afterwards damage the myocytes, causing<br />

myofi brillar loss and cytoplasmic vacuolisation [1, 2].<br />

For these reasons, more efforts are now focused on developing novel antitumor<br />

medicines with improved clinical effectiveness, broadened spectrum of activity, and<br />

with reduced general toxicity [3]. As DNA can interact with many bio-molecules and<br />

synthetic compounds, it is the main target for therapeutic treatment of cancer. Therefore,<br />

we have started a project directed towards the synthesis of different classes of compounds<br />

that can act as molecular inhibitors of cancer cells proliferation [4-6]. Particularly<br />

interesting are thiosemicarbazones, which have demonstrated potent cytotoxic activities<br />

against a series of murine and human tumor cells in culture [7]. In continuation of this<br />

approach, the present paper describes the chemical synthesis, characterisation and in<br />

vitro biological evaluation of N-(2,4-dimethylphenyl)hydrazinecarbothioamide and its<br />

azomethine derivatives. The composition and the structure of the synthesised substances<br />

have been determined by 1 H and 13 C NMR spectroscopy and X-ray diffraction. All<br />

substances were tested as inhibitors of human leukaemia (HL-60) cells growth.<br />

Materials and methods<br />

General. All reagents and chemicals have been obtained from commercially<br />

available sources, have been of analytical- or reagent-grade purity and have been used<br />

without further purifi cation. 1 H and 13 C nuclear magnetic resonance (NMR) spectra<br />

have been recorded at room temperature with a Bruker DRX 400 spectrometer. All<br />

chemical shifts ( 1 H, 13 C) are given in ppm versus SiMe 4 using DMSO-d 6 as solvent.<br />

X-ray diffraction has been performed with a Bruker X8 diffractometer.<br />

Antileukaemia bioassay. Human promyelocytic leukaemia cells HL-60 (ATCC),<br />

Rockville, MD, USA) were routinely grown in 90% suspension RPMI-1640 (Sigma<br />

Saint Louis, USA) containing L-glutamine (2 nM), antibiotics (100 IU penicillin/<br />

mL, 100 μg streptomycin/mL) and supplemented with 10% (v/v) foetal bovine serum<br />

(FBS), in a 5% CO 2 humidifi ed atmosphere at 37°C. Cells were currently maintained<br />

twice a week by diluting the cells in RPMI-1640 medium containing 10% FBS. The<br />

cell proliferation assay was performed by using 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium<br />

(MTS) (Cell Titre 96<br />

Aqueous, Promega, USA), which allowed us to measure the number of viable cells. In a<br />

60


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

nutshell, triplicate cultures of 10,000 cells in a total of 100 μg medium in 96-well microtitre<br />

plates (Becton Dickinson and Company, Lincoln Park, NJ, USA) were incubated at<br />

37°C, 5% CO 2 . The synthesized compounds were dissolved in ethanol to prepare the<br />

stock solution of 1 · 10 -2 M. Both, the compounds and Doxorubicin (Novopharm,<br />

Toronto, Canada), as a positive control, were diluted at multiple concentrations with<br />

culture media, added to each well and incubated for 3 days. Following each treatment,<br />

MTS (20 μL) was added to each well and the mixture has been incubated for 4 hours.<br />

MTS is converted to water-soluble colored formazan dehydrogenase enzymes present<br />

in metabolically active cells. Subsequently, the plates were read at 490 nm using a<br />

microplate reader (molecular Devices, Sunnyvale, CA).<br />

The synthesis of N-(2,4-dimethylphenyl)hydrazinecarbothioamide and its azomethine<br />

derivatives has been performed according to the published methods (Scheme 1), with<br />

some particular modifi cations:<br />

R = (4) pyridine-3-yl; (5) pyridine-4-yl; (6) thiophene-3-yl; (7) quinoline-2-yl; and<br />

(8) 2-hydroxyphenyl.<br />

Scheme 1. (a) tetramethylthiuram disulphide (TMTD), benzene, 83°C, Yield<br />

93%; (b) hydrazine hydrate, benzene, 85°C, Yield 90%; (c) HCl-H 2 O (1:1), toluene,<br />

112°C, Yield 82%; (d) hydrazine hydrate, diethyl ether, ethanol, 30°C, Yield 84%; (e)<br />

3-formylpyridine (4), 4-formylpyridine (5), 3-formylthiophene (6), 2-formylquinoline<br />

(7), salicylaldehyde (8), ethanol, acetic acid, 75°C ,Yield 85-90%.<br />

3-(2,4-dimethylphenyl)-1,1-dimethylthiourea (1): 2.42 g (20 mmol) of 2,4dimethylaniline<br />

was added to a hot (75°C) solution of 2.4 g (10 mmol) TMTD in 20<br />

mL benzene. The resulting solution was refl uxed at 83°C for 4h. Then, the solution was<br />

allowed to reach ambient temperature and cooled to 7°C overnight. The crude product<br />

was fi ltered, dried and recrystallized from concentrated HCl. Yield, 3.86 g (93%), m.p.<br />

155°C. 1 H-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 2.13 (s, 3H, o-CH 3 ); 2.28 (s, 3H, p-CH 3 ); 3.27 (s, 6H,<br />

N(CH 3 ) 2 ); 6.92, 6.97, 7.02 (m, 3H, phenyl); 8.73 (s, 1H, NH). 13 C-NMR (DMSO-d 6 )<br />

δ: 18.33 (o-CH 3 ); 21.06 (p-CH 3 ); 41.16 (N(CH 3 ) 2 ); 126.88, 129.32, 131.02, 135.73,<br />

135.89, 137.78 (phenyl); 182.12 (C=S).<br />

N-(2,4-dimethylphenyl)hydrazinecarbothioamide (2), 1 st method: 0.40 g (8<br />

mmol) of hydrazine hydrate was added to a hot (75°C) solution of 2.08 g (10 mmol)<br />

of 1 in 18 mL benzene. The resulting solution was refl uxed at 83°C for 1h. Then, the<br />

solution was allowed to reach ambient temperature and cooled to 7°C overnight. The<br />

crude product was fi ltered, dried and recrystallized from ethanol. Yield, 1.76 g (90%),<br />

m.p. 153°C. 1 H-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 2.16 (s, 3H, o-CH 3 ); 2.26 (s, 3H, p-CH 3 ); 4.75 (s,<br />

2H, NH 2 ); 6.96, 7.02, 7.34 (m, 3H, phenyl); 9.00 (s, 1H, NH–Ph); 9.31 (s, 1H, C(S)<br />

61


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

NH). 13 C-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 18.14 (o-CH 3 ); 21.01 (p-CH 3 ); 126.65, 127.58, 130.97,<br />

133.73, 135.08, 135.80 (phenyl); 180.96 (C=S).<br />

N-(2,4-dimethylphenyl)hydrazinecarbothioamide (2), 2 nd method: A warm<br />

solution (30-36°C) of 1.63 g (10 mmol) of 3 in 3 mL diethyl ether was added dropwise<br />

to a solution of 0.75 g (15 mmol) hydrazine hydrate in 3 mL ethanol and the resulting<br />

mixture was stirred until the solid product 2 began to precipitate. Then, the solution<br />

was allowed to reach ambient temperature. The crude product was fi ltered, dried and<br />

recrystallized from ethanol. Yield, 1.64 g (84%), m.p. 153°C. 1 H-NMR (DMSO-d 6 ) δ:<br />

2.16 (s, 3H, o-CH 3 ); 2.26 (s, 3H, p-CH 3 ); 4.75 (s, 2H, NH 2 ); 6.96, 7.02, 7.34 (m, 3H,<br />

phenyl); 9.00 (s, 1H, C Ph –NH); 9.31 (s, 1H, C(S)NH). 13 C-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 18.14<br />

(o-CH 3 ); 21.01 ( p-CH 3 ); 126.65, 127.58, 130.97, 133.73, 135.08, 135.80 (phenyl);<br />

180.96 (C=S).<br />

1-isothiocyanato-2,4-dimethylbenzene (3): A mixture of 4.16 g (20 mmol) of 1<br />

in 40 mL toluene and 40 mL HCl-H 2 O (1:1) was refl uxed at 112°C for 2h. The toluene<br />

layer containing the product 3 was separated from water and the solvent was removed<br />

by vacuum distillation. Isothiocyanate 3 was dissolved in n-hexane and purifi ed on<br />

a column of silica gel (eluting with n-hexane). n-hexane was removed by vacuum<br />

distillation. Yield, 2.67 g (82%), m.p. 28-29°C. 1 H-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 2.27 (s, 3H,<br />

o-CH 3 ); 2.28 (s, 3H, p-CH 3 ); 7.05, 7.14, 7.23 (m, 3H, phenyl). 13 C-NMR (DMSOd<br />

6 ) δ: 18.20 (o-CH 3 ); 21.14 (p-CH 3 ); 126.12, 126.95, 128.16, 131.77, 133.85, 134.97<br />

(phenyl); 138.22 (C=S).<br />

N-(2,4-dimethylphenyl)-2-(pyridine-3-ylmethylene)hydrazinecarbothioamide<br />

(4): 1.18 g (11 mmol) of 3-formylpyridine was added to a hot (65°C) solution of 1.95<br />

g (10 mmol) of 2 in 4 mL ethanol. 2 to 4 drops of glacial acetic acid was added as a<br />

catalyst. The resulting mixture was refl uxed at 75°C for 2h. Then, the solution was<br />

allowed to reach ambient temperature and cooled to 0°C overnight. The crude product<br />

was fi ltered, dried and recrystallized from ethanol-DMF solvent mixture. Yield, 2.56 g<br />

(90%), m.p. 236°C. 1 H-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 2.19 (s, 3H, o-CH 3 ); 2.30 (s, 3H, p-CH 3 );<br />

7.03, 7.09, 7.13 (m, 3H, phenyl); 7.45 (s, 1H, azomethine); 8.16, 8.39, 8.57, 9.00 (m,<br />

4H, pyridyl); 10.03 (s, 1H, C Ph –NH); 11.93 (s, 1H, NH–N=). 13 C-NMR (DMSO-d 6 ) δ:<br />

18.21 (o-CH 3 ); 21.11 (p-CH 3 ); 119.63, 126.30, 130.97, 132.73, 139.18, 140.80 (phenyl);<br />

143.3 (azomethine); 123.9, 130.4, 133.7, 149.0, 151.9 (pyridyl), 177.70 (C=S).<br />

N-(2,4-dimethylphenyl)-2-(pyridine-4-ylmethylene)hydrazinecarbothioamide<br />

(5): 1.18 g (11 mmol) of 4-formylpyridine was added to a hot (65°C) solution of 1.95<br />

g (10 mmol) of 2 in 4 mL ethanol. 2 to 4 drops of glacial acetic acid was added as a<br />

catalyst. The resulting mixture was refl uxed at 75°C for 2h. Then, the solution was<br />

allowed to reach ambient temperature and cooled to 0°C overnight. The crude product<br />

was fi ltered, dried and recrystallized from ethanol-DMF solvent mixture. Yield, 2.50<br />

g (88%), m.p. 244-245°C. 1 H-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 2.19 (s, 3H, o-CH 3 ); 2.31 (s, 3H,<br />

p-CH 3 ); 7.04, 7.10, 7.13 (m, 3H, phenyl); 8.10 (s, 1H, azomethine); 7.88, 8.61 (m, 4H,<br />

pyridyl); 10.10 (s, 1H, C Ph –NH); 12.04 (s, 1H, NH–N=). 13 C-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 18.19<br />

(o-CH 3 ); 21.12 ( p-CH 3 ); 119.61, 126.14, 131.20, 132.90, 139.22, 143.82 (phenyl);<br />

145.3 (azomethine); 120.45, 144.31, 149.17 (pyridyl), 177.93 (C=S).<br />

N -( 2 , 4 - d i m e t h y l p h e n y l) - 2 -( t h i o p h e n e - 3 y l m e t h y l e n e)<br />

hydrazinecarbothioamide (6): 1.23 g (11 mmol) of 3-formylthiophene was added<br />

62


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

to a hot (65°C) solution of 1.95 g (10 mmol) of 2 in 4 mL ethanol. 2 to 4 drops of<br />

glacial acetic acid was added as a catalyst. The resulting mixture was refl uxed at 75°C<br />

for 2h. Then, the solution was allowed to reach ambient temperature and cooled to<br />

0°C overnight. The crude product was fi ltered, dried and recrystallized from ethanol-<br />

DMF solvent mixture. Yield, 2.46 g (85%), m.p. 220°C. 1 H-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 2.19<br />

(s, 3H, o-CH 3 ); 2.30 (s, 3H, p-CH 3 ); 7.02, 7.08, 7.15 (m, 3H, phenyl); 8.17 (s, 1H,<br />

azomethine); 7.59, 7.84, 7.96 (m, 3H, thiophenyl); 9.81 (s, 1H, C Ph –NH); 11.69 (s,<br />

1H, NH–N=). 13 C-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 18.23 (o-CH 3 ); 21.11 (p-CH 3 ); 126.89, 131.07,<br />

135.54, 135.97, 136.20, 138.07 (phenyl); 126.24 (azomethine); 127.54, 128.49, 128.96<br />

(thiophenyl), 177.29 (C=S).<br />

N -( 2 , 4 - d i m e t h y l p h e n y l) - 2 -( q u i n o l i n e - 2 - y l m e t h y l e n e)<br />

hydrazinecarbothioamide (7): 1.73 g (11 mmol) of 2-formylquinoline was added to<br />

a hot (65°C) solution of 1.95 g (10 mmol) of 2 in 4 mL ethanol. 2 to 4 drops of glacial<br />

acetic acid was added as a catalyst. The resulting mixture was refl uxed at 75°C for<br />

2h. Then, the solution was allowed to reach ambient temperature and cooled to 0°C<br />

overnight. The crude product was fi ltered, dried and recrystallized from ethanol-DMF<br />

solvent mixture. Yield, 2.87 g (86%), m.p. 208°C. 1 H-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 2.22 (s, 3H,<br />

o-CH 3 ); 2.31 (s, 3H, p-CH 3 ); 7.05, 7.11, 7.14 (m, 3H, phenyl); 8.34 (s, 1H, azomethine);<br />

7.63, 7.78, 7.98, 8.04, 8.37, 8.63 (m, 6H, quinolyl); 10.22 (s, 1H, C Ph –NH); 12.15 (s,<br />

1H, NH–N=). 13 C-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 18.24 (o-CH 3 ); 21.12 (p-CH 3 ); 118.87, 127.04,<br />

130.38, 135.85, 136.54, 136.68 (phenyl); 143.08 (azomethine); 119.6, 127.0, 128.3,<br />

128.9, 129.9, 130.9, 136.5, 148.5, 149.3 (quinolyl), 177.89 (C=S)<br />

N-(2,4-dimethylphenyl)-2-(2-hydroxybenzylidene)hydrazinecarbothioamide<br />

(8): 1.23 g (11 mmol) of salicylaldehyde was added to a hot (65°C) solution of 1.95<br />

g (10 mmol) of 2 in 4 mL ethanol. 2 to 4 drops of glacial acetic acid was added as a<br />

catalyst. The resulting mixture was refl uxed at 75°C for 2h. Then, the solution was<br />

allowed to reach ambient temperature and cooled to 0°C overnight. The crude product<br />

was fi ltered, dried and recrystallised from ethanol-DMF solvent mixture. Yield, 2.66<br />

g (89%), m.p. 187-188°C. 1 H-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 2.18 (s, 3H, o-CH 3 ); 2.29 (s, 3H,<br />

p-CH 3 ); 7.01, 7.07, 7.15 (m, 3H, phenyl); 8.47 (s, 1H, azomethine); 6.82, 6.88, 7.23,<br />

8.07 (m, 4H, hydroxyphenyl); 9.82 (s, 1H, OH); 9.95 (s, 1H, C Ph –NH); 11.69 (s, 1H,<br />

NH–N=). 13 C-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 18.18 ( o-CH 3 ); 21.06 ( p-CH 3 ); 119.69, 126.84,<br />

131.09, 133.62, 135.36, 136.00 (phenyl); 140.42 (azomethine); 117.82, 118.58, 121.43,<br />

127.52, 136.18, 156.99 (hydroxyphenyl), 177.31 (C=S).<br />

Results and discussion<br />

Antileukaemia activity. Six of the synthesized compounds were tested as inhibitors of<br />

HL-60 cells proliferation. These human promyelocytic leukaemia cells were incubated<br />

for three days in the presence of synthetic compounds and the number of viable cells<br />

was measured using the MTS assay (Scheme 2).<br />

The results are expressed as the percentage of cell growth inhibition at three<br />

concentrations (Table 1). As it can be concluded from the data above, N-(2,4dimethylphenyl)<br />

hydrazinecarbothioamide 2 has a pretty low antiproliferative activity.<br />

Thereby, at the concentration of 0.1 μM 2 shows its highest activity, almost equal to<br />

that of Doxorubicin at the same concentration. Thiosemicarbazones 4 and 5 do not<br />

inhibit cell proliferation at any concentration.<br />

63


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

The highest antiproliferative activity shows 6 in 10 μM solution and 8 in 10 μM<br />

and 1 μM solutions.<br />

Table 1. Antiproliferative activity of compounds 2-8 against human myeloid leukaemia<br />

(HL-60) cancer cells<br />

Compound<br />

Inhibition of cell proliferation (%)<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

10 μM 1 μM 0.1 μM<br />

2 8.5 10.4 16<br />

4 0 0 0<br />

5 0 0.4 0<br />

6 90.3 0 0<br />

7 0.2 6.6 0<br />

8 89.9 96.5 9.7<br />

Doxorubicin 99 98 15<br />

Therefore, it can be inferred that the antiproliferative activity of the compounds 4-8<br />

is infl uenced by the nature of R and it grows in the following order: pyridine-3-yl ≤<br />

pyridine-4-yl < quinoline-2-yl < thiophene-3-yl < 2-hydroxyphenyl. When comparing<br />

the activity of the thiosemicarbazide 2 to the activities of thiosemicarbazones 4-8,<br />

it becomes conspicuous that the replacing of hydrogen atoms from NH 2 group with<br />

arilmethylene group (aril = carbocyclic or heterocyclic aromatic rest) leads either to<br />

decrease or signifi cant increase of the antiproliferative activity. When the aromatic<br />

rest from arilmethylene group is pyridine-3-yl, pyridine-4-yl or quinoline-2-yl the<br />

antiproliferative activity is brought down to zero. On the contrary, when the aril rest is a<br />

thiophene-3-yl or a 2-hydroxyphenyl, the activities rise up to values comparable to those<br />

of the currently used in medical practice Doxorubicin. Hence, thiosemicarbazones 6 and<br />

8 are of interest for further studies as potential alternatives to traditional antileukaemia<br />

medicines.<br />

Scheme 2. The<br />

effect on HL-<br />

60 cancer cells<br />

proliferation<br />

X-ray diffraction. N-(2,4-dimethylphenyl) hydrazinecarbothioamide crystallises in<br />

a P1 21/n 1 (14) monoclinic space group. The parameters of elementary cell are: a =<br />

11.5215(5) Å, b = 7.5680(5) Å, c = 11.7534(7) Å; β = 99.24(1)°; V = 1011.54(89) Å 3 .<br />

As the length of the C–S bond is 1.696 Å, value closer to the theoretical C–S<br />

64


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Samocreatologia<br />

double bond distance (1.615 Å), it could be concluded that in the solid state this<br />

thiosemicarbazide is more likely to adopt the thio-ketone form (Figure 1).<br />

Moreover, as the 4 NH–C(S) bond has a s-trans conformation, the thiosemicarbazide<br />

rest NHC(S) NHNH 2 gets out of the plane of 2,4-dimethylphenyl ring and causes steric<br />

hindrances in the crystal packing (Figure 2).<br />

Figure 1. Molecular<br />

structure of N-(2,4dimethylphenyl)hydrazinecarbothioamide<br />

Figure 2. Crystal packing of N-(2,4-dimethylphenyl)hydrazinecarbothioamide<br />

Conclusions<br />

N-(2,4-dimethylphenyl) hydrazinecarbothioamide and its fi ve azomethine derivatives<br />

have been synthesized starting from commercially available 2,4-dimethylaniline.<br />

The composition and the structure of the synthesized compounds have been defi ned by<br />

means of 1 H, 13 C NMR and X-ray diffraction. Antileukaemia bioassays have shown that<br />

65


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

antiproliferative activity of the synthesized compounds is manifested mainly within the<br />

concentrations 10 μM and 1 μM and increases in the following series: 4 ≤ 5 < 7 < 2 <<br />

6 < 8. Therefore, the most active compounds 6 and 8 should be further studied as potential<br />

alternatives to traditional antileukaemia medicines. Also, we have inferred from<br />

this study that in order to obtain highly antiproliferative active azomethines from N-<br />

(2,4-dimethylphenyl) hydrazinecarbothioamide, it should be condensed with aromatic<br />

carbocyclic or heterocyclic aldehydes or ketones, which contain donor atoms (such as<br />

O or N) in the orto position to the carbonyl group (e.g. salicylaldehyde, etc.).<br />

References<br />

1. Broder H, Gottlieb R. A., Lepor N.E. Chemotherapy and cardiotoxicity // Rev. Cardiovasc.<br />

Med. – 2008. – Vol. 9. – P. 75–83.<br />

2. Huang<br />

C., Zhang X., Ramil J. M., Rikka S., Kim L., Lee Y., Gude N. A., Thistlethwaite P.<br />

A., Sussman M. A., Gottlieb R. A., Gustafsson A. B. Juvenile exposure to anthracyclines impairs<br />

cardiac progenitor cell function and vascularisation resulting in greater susceptibility to stressinduced<br />

myocardial injury in adult mice // Circulation. – 2010. – Vol. 121(5). – P. 675-683.<br />

3. Galanski M., Arion V. B., Jakupec M. A., Keppler B. K. Recent developments in the fi eld<br />

of tumor-inhibiting metal complexes // Curr. Pharm. Des. – 2003. – Vol. 9(25). – P. 2078-2089.<br />

4. Stavila V., Davidovich R. L., Gulea A., Whitmire K. H. Bismuth(III) complexes with<br />

animopolycarboxylate and polyaminopolycarboxylate ligands: Chemistry and structure //<br />

Coord. Chem. Rev. – 2006. – Vol. 250 – P. 2782-2810.<br />

5. Gulea A., Poirier D., Roy J., Tapcov V., Stavila V. Patent of invention MD 2786. BOPI<br />

2005. – P. 6-28.<br />

6. Gulea A., Poirier D., Roy J., Popovschi L., Tapcov V. Patent of invention MD 285. BOPI<br />

2005. – P. 9-24.<br />

7. Gulea A., Poirier D., Roy J., Stavila V., Bulimestru I., Tapcov V., Birca M., Popovschi<br />

L. In vitro antileukemia, antibacterial and antifungal activities of some 3d metal complexes:<br />

Chemical synthesis and structure - activity relationships. // J. Enzym. Inhib. Med. Chem., –<br />

2008. – Vol. 23. – No. 6, – P. 806-818.<br />

66


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

FIZIOLOGIA ŞI BIOCHIMIA PLANTELOR<br />

MODIFICAREA INTERRELAŢIILOR DINTRE ORGANELE<br />

PLANTELOR DE ZEA MAYS L. ÎN CONDIŢII DE SECETĂ<br />

Ştefîrţă Anastasia, Melenciuc M., Buceaceaia Svetlana, Brânză Lilia, Aluchi N.<br />

Institutul de Genetică şi Fiziologie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei<br />

Rezumat<br />

S-a demonstrat, că stresul hidric şi oxidativ, condiţionat de secetă, cauzează perturbări<br />

în interrelaţiile funcţionale dintre organe ca consecinţă a deosebirilor principiale<br />

ale gradului de modifi care a parametrilor status-ului apei, destrucţiilor oxidative şi<br />

schimbării activităţii enzimelor antioxidative în organele plantelor. Deosebit de afectate<br />

de impactul secetei sunt rădăcinile; tulpinile, însă, reprezintă o zonă cu status hidric relativ<br />

stabil, având, probabil şi o funcţie de protecţie a meristemelor organelor generative.<br />

66


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

S-a confi rmat ipoteza conform căreia apa este factorul antrenat în reglarea activităţii<br />

funcţionale a plantei ca organism integru, contribuie la menţinerea relaţiilor coordonate<br />

dintre organe şi îndeplineşte, de rând cu alţi factori, funcţia de integrare la nivel nu numai<br />

celular, dar şi de organism.<br />

Cuvinte-cheie: status-ul apei - stres oxidativ - enzyme antioxidative – organe – plante -<br />

legături corelative.<br />

Abrevieri: AscPX –ascorbatperoxidaza; CA – conţinutul de apă; CAT –catalaza; CRA –<br />

capacitatea de reţinere a apei; GwPX – guaiacolperoxidaza; DAM-dialdehida malonică;<br />

DS – defi citul de saturaţie; IT – intensitatea transpiraţiei; OPL - oxidarea peroxidică a<br />

lipidelor; Ψ w – potenţialul apei; SO - stres oxidativ: SOD – superoxid dismutaza; SRO -<br />

speciile reactive de oxigen.<br />

Depus la redacţie 12 iulie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Anastasia Ştefîrţă, Institutul de Genetică şi Fiziologie<br />

a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Pădurii 20, MD 2002, Chişinău,<br />

Republica Moldova, e-mail: anastasia.stefi rta@gmail.com, tel : (+373 22) 53 59 90<br />

Introducere<br />

Seceta (în sensul de defi cit de umiditate în sol şi/sau atmosferă) în combinaţie cu<br />

arşiţa şi radiaţia solară pune sub mare pericol supravieţuirea şi productivitatea plantelor.<br />

Un defi cit de apă sever şi de lungă durată este mai rar dar catastrofi c pentru agricultură, de<br />

aceea cunoaşterea mecanismelor de adaptare şi rezistenţă a plantelor este de importanţă<br />

vitală în aspectul managementului practic şi eforturilor de preîntâmpinare a pagubelor<br />

provocate de schimbarea climei [18]. Studierea particularităţilor morfo-funcţionale,<br />

asociate cu rezistenţa plantelor la condiţii nefavorabile, se afl ă în centrul atenţiei<br />

savanţilor în întreaga lume, fapt confi rmat de multitudinea şi varietatea publicaţiilor<br />

la această temă cu tangenţe la concepţia despre toleranţa şi productivitatea plantelor<br />

de cultură [1; 10; 14; 17; 24]. Se ştie, că schimbările mediului planta le percepe ca<br />

organism integru şi rezistenţa la acţiunea stresogenă a acestuia se manifestă prin<br />

capacitatea de a păstra integritatea funcţională a organelor [4]. Formarea complexelor<br />

adaptive se datorează proprietăţii organismului de coordonare a proceselor fi ziologice<br />

şi menţinere a integrităţii morfo-funcţionale pe parcursul ontogenezei [2; 20]. Până în<br />

prezent nu există o părere unică care ar explica cauza pieirii sau toleranţei plantelor la<br />

acţiunea stresogenă unilaterală sau complexă a condiţiilor nefavorabile. Nu se cunoaşte<br />

caracterul schimbării relatiilor interactive ale principalelor sisteme funcţionale în<br />

procesul adaptării plantelor [28]. În acest context investigaţiile date au fost subordonate<br />

evidenţierii gradului de perturbare a relaţiilor funcţionale dintre organe şi depistarea<br />

vulnerabilităţii lor la impactul secetei.<br />

Materiale şi metode<br />

În calitate de obiecte de studiu au servit plante de Zea mays L., cultivarele P458 şi<br />

X5P515 cu potenţial diferit de rezistenţă la secetă. Experienţele s-au realizat în condiţii<br />

de umiditate dirijată în Complexul de vegetaţie al Institutului de Genetică şi Fiziologie<br />

a Plantelor al AŞM. Analizele au fost efectuate pe plante, crescute în containere<br />

Mitcerlih cu capacitatea 30 kg sol absolut uscat în perioada critică a plantelor – în<br />

timpul paniculării plantelor.<br />

67


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

Schema experienţelor cuprindea variantele: a) Martor – plante pe fond de umiditate<br />

permanent optimală, 70% CTA; b) Secetă – schimbarea umidităţii 70 - 30% CTA la<br />

etapele a IV-a - V-a a ontogenezei plantelor. Durata stresului hidric 7 zile.<br />

Parametrii status-ului apei s-au determinat prin metode clasice [27]; intensitatea<br />

OPL s-a testat prin determinarea spectrofotometrică a produsului fi nal dialdehidei<br />

malonice (DAM), utilizând testul cu acidul tiobarbituric. Activitatea enzimelor cheie<br />

de protecţie antioxidativă s-a determinat prin metoda spectrofotometrică: SOD - prin<br />

metoda Чевари С., Чаба И., Секей [30]; CAT s-a apreciat conform metodei Chance<br />

B. şi Machly A. (5) prin determinarea spectrofotometrică la λ 240 nm a descompunerii<br />

H 2 O 2 ; GwPX - după intensitatea oxidării guaiacol (2 – metoxi – fenol) ca donator de<br />

hidrogen în prezenţa H 2 O 2 , la λ 470 nm; AscPX – prin monitorizarea ratei de oxidare a<br />

ascorbatului la λ 290 nm [15]. Despre perturbările relaţiilor funcţionale dintre organe<br />

s-a conchis după valoarea DS, CA, şi Ψ w organelor; după valoarea DAM şi activitatea<br />

enzimelor antioxidative. Analiza statistică a datelor - cu ajutorul setului de programe<br />

„Statistica7” pentru computer, utilizând Basic Statistics.<br />

Rezultate şi discuţii<br />

Se ştie, că frunza, rădăcina sau alt organ, care recepţionează acţiunea unui factor<br />

concret din mediul extern, poate, ca un donator al semnalului, să transmită reacţia sa<br />

în formă de informaţie concretă altei frunze, sau altui organ al plantei nemijlocit sau<br />

prin intermediul unui alt organ, care posedă funcţii reglatoare. Această proprietate<br />

presupune capacitatea organismului vegetal de coordonare şi integrare a funcţiilor<br />

în mediu fl uctuant. În urma studierii particularităţilor interacţiunii diferitor părţi<br />

funcţionale ale organismului în condiţii de secetă s-a stabilit că, reacţia organelor la<br />

stresul hidric condiţionat de insufi cienţa de apă în sol (30% CTA,7 zile) este diferită ca<br />

intensitate (tabl.1). În condiţii optime de aprovizionare cu apă rădăcinile plantelor de<br />

porumb hibrid P458 şi X5P515 după conţinutul de apă nu se deosebesc semnifi cativ. La<br />

tensionarea regimului de umiditate şi instalarea secetei gradul de hidratare a rădăcinilor<br />

plantelor în zona absorbantă scade considerabil (tab. 1). Astfel, după 7 zile de insufi cienţă<br />

de umezeală în sol CA în ţesuturile rădăcinilor plantelor hibrid P458 s-a redus cu<br />

19,75 %, faţă de acelaşi indice la plantele martor, şi cu 22,29 % - la plantele X5P515<br />

(tab. 1). Remarcabil este faptul, că neajunsul de umezeală din sol a condiţionat reduceri<br />

mult mai prompte a conţinutului de apă în rădăcini în comparaţie cu efectul produs<br />

asupra frunzelor şi, mai cu seamă, asupra tulpinilor (tabl.1).<br />

Gradul de deshidratare a rădăcinilor, tulpinilor şi frunzelor, condiţionat de secetă,<br />

a constituit la cv. P4584 19,45 – 0,91 şi 3,03 % comparativ cu hidratarea organelor<br />

plantelor martor. Hidratarea ţesuturilor tulpinilor a rămas aproape neschimbată,<br />

înregistrându-se numai o tendinţă de micşorare. Acelaşi caracter al schimbărilor a<br />

avut loc şi în status-ul apei plantelor de X5P515, la care seceta a cauzat o reducere a<br />

gradului de hidratare cu 22,3; 1,33 şi 6,14 % respectiv în rădăcini, tulpini şi frunze.<br />

Reprezentanţii cv. P458 se deosebeau prin valori comparativ mai mici ale defi citului<br />

de saturaţie a sistemului radicular. La acestea după 7 zile de stres valoarea defi citului<br />

de saturaţie a constituit 155,89% faţă de martor, pe când defi citul de saturaţie apărut<br />

în rădăcinile plantelor cv X5P515 în condiţii de secetă atingea valoarea de 205,69 %<br />

comparativ cu plantele martor. Faptul că sistemul radicular al plantelor P458 în condiţii<br />

de umiditate redusă în sol pierd mai puţină apă decât cv. X5P515 permite de presupus,<br />

68


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

că primele posedă sistem radicular cu capacitate mărită de reţinere şi/sau absorbţie a<br />

apei. După cum reiese din datele tabelei 1 rădăcinile plantelor de Zea mays L. P458<br />

neadaptate la secetă (varianta 70 %CTA) după 2 ore de deshidratare experimentală<br />

reţin în ţesuturi din rezerva totală de apă 70,18 g apă în 100 g m.p., plantele de pe<br />

fondul de umiditate insufi cientă reţin 50,17g din conţinutul iniţial de apă.<br />

Tabelul 1. Caracteristica unor parametri ai status-ului apei plantelor de Zea mays L<br />

expuse acţiunii secetei.<br />

Variante,<br />

umiditatea,<br />

%CTA<br />

Optim, 70<br />

Secetă, 30<br />

Optim, 70<br />

Secetă, 30<br />

Organe<br />

CA,<br />

g· 100 g -1 m.p.<br />

DS,<br />

% de la sat.<br />

deplină<br />

cv.P458<br />

CRA,<br />

apa reţinută,<br />

g·100g -1 m.p.<br />

IT,<br />

mg · dm -2 · h -1<br />

frunze 80,80 ± 0,44 1,68 ± 0,11 76,63 ± 0,20 834,42 ±8,29<br />

tulpini 89,93 ± 0,54 2,56 ± 0,22 88,53 ± 0,12<br />

rădăcini 89,00 ± 0,31 12,47 ± 0,17 70,18 ± 0,34<br />

frunze 78,35 ± 0,33 19,81 ± 0,38 76,29 ± 0,11 318,48±6,77<br />

tulpini 89,11 ± 0,31 7,29 ± 0,13 88,00 ± 0,10<br />

rădăcini 73,60 ± 0,22 19,44 ± 0,14 50,17 ± 0,59<br />

cv. X5P515<br />

frunze 78,02 ± 0,40 2,33 ± 0,15 73,06 ± 0,23 907,67 ±15,3<br />

tulpini 88,45 ± 0,31 2,74 ± 0,13 86,97 ± 0,11<br />

rădăcini 87,09 ± 0,56 13,01 ± 0,09 70,56 ± 1,17<br />

frunze 73,23 ± 0,65 30,73 ± 0,27 70,45 ± 0,12 286,63 ±11,1<br />

tulpini 87,27 ± 0,48 8,47 ± 0,49 86,07 ± 0,13<br />

rădăcini 67,68 ± 0,18 26,76 ± 0,20 44,97 ± 0,87<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

Capacitatea de reţinere a apei în ţesuturile sistemului radicular al reprezentanţilor<br />

X5P515 a înregistrat valori de : 70,56 şi 44,97 g·100g -1 m.p. Rezultatele studiului au<br />

scos în evidenţă faptul că plantele cv. X5P515 au capacitatea de reţinere a apei mai<br />

redusă comparativ cu plantele P458. Spre deosebire de rădăcini, care, după cum a fost<br />

relatat mai sus, î-şi pierd proprietatea de aşi majora capacitatea de reţinere a apei la<br />

apariţia situaţiilor de stres, viteza de pierdere a apei din tulpini şi frunze se modifi că<br />

semnifi cativ. La plantele P458, expuse secetei cantitatea de apă reţinută de 100g m. p. de<br />

tulpini şi frunze constituie respectiv 88,00 şi 76,29 g. Organele respective ale plantelor<br />

X5P515 în aceleaşi condiţii reţin 86,07 în tulpini şi 70,45 g apă în 100g m.p. de frunze.<br />

Unii autori [25; 33] au demonstrat, că proprietatea plantelor de a-şi schimba capacitatea<br />

de reţinere a apei în ţesuturi este un indice care refl ectă schimbările adaptive şi corelează<br />

cu rezistenţa la secetă. Analizând prin prisma acestui concept rezultatele experimentale<br />

obţinute de noi se poate de concluzionat că organele plantelor de Zea mays L. posedă<br />

însuşiri diferite de reglare a homeostazei hidrice şi, prin urmare, şi sensibilitate diferită<br />

la acţiunea factorului stresogen. Supravieţuirea plantelor în condiţii de secetă depinde<br />

atât de activitatea sistemului radicular, cât şi de rezervele de apă din rădăcini şi tulpini.<br />

S-a demonstrat, că apa acumulată în tulpini în timpul nopţii se foloseşte, când apare<br />

69


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

un dezechilibru în absorbţia ei din sol si consumul prin transpiraţie. Datele obţinute<br />

în studiul de faţă confi rmă ideea lansată în lucrarea[32] despre faptul, că tulpinile şi<br />

conul de creştere posedă însuşiri de autoreglare şi menţinere a status-ului apei mai<br />

mari decât frunzele şi rădăcinile. Astfel de modifi cări sunt orientate spre asigurarea cu<br />

apă a meristemelor şi ţesuturilor în creştere, - în cazul de faţă, a meristemelor iniţierii<br />

ştiuletelui - şi sunt condiţionate de sporirea capacităţii de atracţie şi reţinere a apei [3].<br />

Deci, deshidratarea sistemului radicular, şi stoparea activităţii de absorbţie, se<br />

răsfrânge în mod diferit asupra status-ului apei în tulpini şi frunzele plantelor de Zea<br />

mays L. (tab. 1). După 7 zile de la apariţia unui defi cit de umezeală în sol, egal cu 1.3-<br />

1.5 coefi cient de ofi lire, are loc o reducere a hidratării ţesuturilor sistemului radicular de<br />

3,63 - 6,52 ori mai puternică comparativ cu gradul de deshidratare a frunzelor. Neajunsul<br />

de umezeală în sol condiţionează schimbări mai puţin profunde în gradul de hidratare<br />

a ţesuturilor tulpinilor, comparativ cu modifi cările conţinutului de apă în rădăcinile şi<br />

frunzele aceloraşi plante. Are loc homeostatarea evidentă a hidratării tulpinilor spre<br />

deosebire de frunze şi, mai cu seamă, în comparaţie cu rădăcinile.<br />

Toleranţa la secetă a multor plante este asociată cu reactivitatea stomatelor. Din<br />

datele obţinute urmează că apariţia defi citului de umiditate în sol induce restricţii<br />

evidente a consumului de apă în procesul transpiraţiei. Astfel, scăderea umidităţii<br />

solului până la nivelul de 30% CTA a provocat o diminuare cu 515,94 – 621,04 mg apă<br />

pe oră de pe o unitate de suprafaţă de frunze de 1 dm- 2 . Intensitatea procesului scade de<br />

3,2 ori la plantele intolerante şi de 2,6 ori la cele tolerante.<br />

Prin urmare, seceta prin tensionarea regimului de umiditate, condiţionează un<br />

dezechilibru în aprovizionarea cu apă a organelor plantelor de Zea mays L. În urma<br />

sensibilităţii diferite a rădăcinilor, tulpinilor şi frunzelor are loc o redistribuire a<br />

rezervelor de apă în organe, şi modifi carea relaţiilor dintre ele. Organele plantelor<br />

de Zea mays L. posedă însuşiri diferite de reglare a homeostazei hidrice şi, deci, şi<br />

sensibilitate diferită la acţiunea factorului stresogen.<br />

Decalajul în proprietatea diferită a organelor de autoreglare a status-ului apei<br />

cauzează un dezechilibru semnifi cativ în schimbul de apă la nivel de organism. Datele<br />

obţinute au confi rmat postulatul, că acţiunea nefavorabilă a factorilor externi asupra<br />

unui organ induce schimbări în procesele vitale ale tuturor organelor, ceea ce dovedeşte<br />

existenţa legăturilor corelative şi de integrare la nivel de organism. Pe de altă parte, se<br />

întrevede rolul tulpinilor în homeostatarea status-ului apei organelor supraterestre şi, în<br />

special, a meristemelor de iniţiere a ştiuletelui. Această idee este susţinută indirect şi de<br />

rezultatele cercetărilor efectuate de I. Covtun, N. Goisa, B. Mitrofanov (1990), care a<br />

demonstrat rata preponderentă a tulpinilor în fotosinteza plantelor de grâu la afectarea<br />

aparatului foliar de către secetă, precum şi de I. Şmatico şi coaut. (1989), care au<br />

constatat schimbări mai puţin evidente în acumularea biomasei tulpinilor, comparativ<br />

cu diminuarea masei frunzelor în condiţii de secetă. Sistema hidrică a plantei integre<br />

reacţionează ca un continuu, în care schimbările status-ului apei într-un organ inevitabil<br />

sunt recepţionate de alte organe.<br />

Cu siguranţă e stabilit, că orice acţiune stresogenă asupra organismului are drept<br />

urmare apariţia stresului oxidativ [29; 31]. Mulţi autori [6] sunt de părerea că intensitatea<br />

procesului de oxidare peroxidică a lipidelor, apreciată după produsul fi nal – dialdehidă<br />

malonică, poate servi drept indice obiectiv al apariţiei stresului oxidativ, degradării<br />

70


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

membranelor celulare şi rezistenţei plantelor la factorul nefavorabil. Majoritatea<br />

cercetărilor consacrate evaluării efectelor SRO şi SO la plante sunt realizate pe frunze,<br />

cu toate că se ştie, că rezistenţa plantelor la mulţi factori nefavorabili depinde în mare<br />

parte de activitatea sistemului radicular. În acest context a prezentat interes determinarea<br />

conţinutului dialdehidei malonice în organele plantelor ca test-criteriu al destrucţiilor<br />

oxidative. Cu certitudine s-a stabilit, că sub infl uenţa secetei are loc o erupţie a formelor<br />

reactive de oxigen şi intensifi care a oxidării peroxidice a lipidelor în toate organele<br />

plantelor(tab.2). În frunzele plantelor P458 şi X5P515 oxidarea peroxidică a lipidelor a<br />

înregistrat o creştere respectiv cu 14,55 şi 16,70 % ; în tulpini – cu 4,62 şi 13,55, pe când<br />

în rădăcini OPL a atins valori de 24,08 şi 39,50 la sută. În rădăcini intensitatea oxidării<br />

peroxidice a lipidelor a crescut de 1,65 – 2,36 ori mai mult ca în frunze şi de 2,91 – 5,21<br />

ori – decât în tulpini. Deci, atunci când acţiunea factorului nefavorabil este direcţionată<br />

asupra rădăcinilor, o urmare a deshidratării puternice a acestora este majorarea autentică<br />

a destrucţiilor oxidative mult mai pronunţată decât în frunze şi, în deosebi, decât în<br />

tulpini. Probabil, diferenţele intensifi cării proceselor peroxidative în frunze, tulpini şi<br />

rădăcini se datorează atât proprietăţii diferite de menţinere a gradului de hidratare a<br />

ţesuturilor în condiţii de secetă cât şi gradului diferit de activizare a enzimelor de protecţie<br />

antioxidativă (fi g. 1).<br />

Fig. 1. Gradul de modifi care a indiciilor stresului oxidativ (% faţă de martor) în<br />

organele plantelor de Zea mays L sub infl uenţa secetei.<br />

Informaţia din literatura de specialitate arată, că insufi cienţa de apă în sol şi<br />

temperatura ridicată a aerului poate avea un impact drastic asupra activităţii enzimelor<br />

antioxidative, favorizând acumularea radicalilor liberi [7; 11]. Prin cercetări precedente<br />

[21; 22] s-a stabilit, că pentru activitate maximă şi bine corelată enzimele antioxidative<br />

necesită un anumit nivel de hidratare. Deshidratarea ţesuturilor mai jos de pragul critic<br />

poate induce inactivarea acestora. Analiza comparativă a infl uenţei secetei însoţită de<br />

arşiţă asupra gradului de deshidratare şi activităţii SOD şi CAT în frunzele plantelor<br />

slab rezistente X5P515 a permis de presupus, că aceşti fermenţi au diferită sensibilitate<br />

faţă de gradul de hidratare: dacă activitatea SOD se păstrează la un nivel relativ înalt<br />

şi după 10 zile de defi cit de umiditate (30% CTA), atunci activitatea CAT diminuează<br />

deja după 3-7 zile. În investigaţiile de faţă s-a înregistrat o reacţie principial diferită a<br />

sistemului enzimatic antioxidativ în rădăcinile, tulpinile şi frunzele plantelor expuse<br />

secetei (tab.2; fi g.1).<br />

Activitatea sumară a SOD, CAT şi AscPX în rădăcinile plantelor cv.P458 s-a<br />

majorat cu 12,8 ; în tulpini –cu 5,0 şi în frunze –cu 9,9 % faţă de activitatea sumară a<br />

71


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

acestor enzime în organele plantelor martor. La plantele X5P515 seceta a condiţionat o<br />

majorare a activităţii acestor enzime cu: 18,0 – 8,15 – 11,74 % respectiv. S-ar părea, că<br />

protecţia antioxidativă se manifestă bine la ambele genotipuri.<br />

Tabelul 2. Infl uenţa condiţiilor de umiditate asupra oxidării peroxidice a lipidelor şi<br />

activităţii enzimelor de protecţie antioxidativă în organele plantelor de Zea mays L.<br />

Cultivar Variante,<br />

% CTA<br />

P458<br />

X5P515<br />

70% CTA<br />

30% CTA<br />

70% CTA<br />

30% CTA<br />

Enzime<br />

Organ<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

DAM SOD CAT AscPO GwPO<br />

rădăcina 7,6±0,3 81,6±0,9 2,5±0,08 2,8±0,02 432,8±2,4<br />

tulpina 9,3±0,1 66,1±0,4 1,3±0,02 0 17,0±0,1<br />

frunze 23,0±0,5 88,4±0,5 5,1±0,07 8,04±0,07 78,4±0,9<br />

rădăcina 9,5±0,3 912,0±0,6 2,9±0,03 3,1±0,045 504,1±3,2<br />

tulpina 9,7±0,2 69,3±0,3 1,5±0,04 0 23,0±0,6<br />

frunze 26,3±0,3 96,2±0,5 5,3±0,04 10,0±0,1 90,84±0,7<br />

rădăcina 8,1±0,2 75,6±0,4 2,7±0,07 2,5±0,04 381,7±3,8<br />

tulpina 11,1±0,2 66,3±0,6 2,2±0,01 0 34,0±0,2<br />

frunze 23,3±0,4 87,8±1,0 5,3±0,04 8,1±0,03 140,7±0,9<br />

rădăcina 11,2±0,2 89,9±0,4 2,6±0,11 3,4±0,02 560,8±1,6<br />

tulpina 12,6±0,5 71,9±0,3 2,1±0,03 0 53,0±0,2<br />

frunze 27,2±0,6 97,9±0,4 4,3±0,01 10,8±0,1 196,2±1,6<br />

Totuşi în organele genotipului rezistent şi genotipului sensibil la secetă s-au<br />

înregistrat diferenţe semnifi cative în gradul de intensifi care a enzimelor responsabile de<br />

neutralizarea peroxidului de hidrogen, rezultat în urma dismutării superoxid radicalilor<br />

de către superoxid dismutază. Dacă la cv. P458 seceta a indus o intensifi care a activităţii<br />

CAT cu 16,5 – 12,2 - 4,31 la sută în rădăcini, tulpini şi frunze, la cv. X5P415 în a<br />

7-ea zi de secetă a avut loc o reducere a activităţii enzimei cu -2,96; -1,84 şi -18,49<br />

% comparativ cu activitatea enzimei în organele plantelor martor. În acelaşi timp<br />

activitatea AscPX a crescut cu 10,32 şi 24,88% în rădăcinile şi frunzele genotipului<br />

rezistent şi cu 37,55 şi 33,46 % respectiv la cv. X5P515. Se cere de menţionat că<br />

în tulpinile plantelor de Zea mays L nu s-a depistat activitatea AscPX (tab.2, fi g. 1).<br />

În conformitate cu opiniile Scandalios J.G.(1993) şi M. Hernandez cu coautorii (2010),<br />

catalaza şi ascorbatperoxidaza sunt cele mai efective enzime de protecţie antioxidativă<br />

şi de preîntâmpinare a destrucţiei celulelor în condiţii nefavorabile. În baza acestei<br />

informaţii şi datelor obţinute în studiul prezent se poate de concluzionat, că defi citul<br />

de apă cauzează un declin profund a activităţii CAT în organele plantelor sensibile, în<br />

deosebi de semnifi cativ în frunze. De aici reiese, că deshidratarea ţesuturilor are drept<br />

urmare un dezechilibru dintre producţia oxigenului activat şi protecţia antioxidativă,<br />

în deosebi de semnifi cativ în frunzele şi rădăcinile genotipului intolerant. La analiza<br />

comparativă a gradului de activizare a SOD, enzimei cheie de „stingere” a superoxid<br />

radicalilor, şi gradului de majorare a conţinutului DAM, s-a constatat o modifi care<br />

neechivalentă a parametrilor. În rădăcinile, tulpinile şi frunzele plantelor cv. P458<br />

72


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

conţinutul DAM s-a majorat cu 24,08- 4,61 -14,55 la sută, iar activitatea SOD a crescut<br />

cu :12,75 – 4, 75 -8,86 % respectiv.<br />

Deci, conţinutul DAM a înregistrat o majorare de 1,9; 0,97 şi 1,6 ori mai mare decât<br />

sporirea activităţii SOD. La plantele sensibile la stresul hidric s-a înregistrat o sporire<br />

a activităţii SOD cu 18,87 în rădăcini şi cu 12,27 – în frunze, pe când conţinutul DAM<br />

s-a majorat cu 39,5 şi 16,7 %. Cu alte cuvinte, conţinutul DAM a crescut de 2,1 şi 1,3<br />

ori mai repede decât are loc sporirea activităţii SOD. Prin urmare, gradul de activizare<br />

a enzimelor de protecţie antioxidativă în condiţii de secetă nu este sufi cient pentru<br />

neutralizarea speciilor reactive de oxigen, ceea ce conduce la intensifi carea oxidării<br />

peroxidice a lipidelor şi destrucţia structurilor celulare. Aceste evenimente se manifestă<br />

în deosebi de evident în rădăcini şi relativ mai slab în frunze. Tulpinile, la nivelul<br />

iniţierii ştiuletelui reprezintă o zonă tampon, care, datorită proprietăţii de homeostatare<br />

a apei şi menţinere a gradului de hidratare, au capacitatea de a stabiliza atât conţinutul<br />

DAM cât şi activitatea enzimelor de protecţie antioxidativă. Acestea în condiţii de<br />

secetă sunt mai puţin afectate.<br />

După cum se ştie, în afară de CAT şi AscPX în neutralizarea peroxidului de<br />

hidrogen sunt implicate 4 peroxidaze, ce utilizează ca substrat compuşii fenolici, precum<br />

guaiacolul [9;12; 13; 16]. Datele obţinute în lucrarea de faţă demonstrează o majorare<br />

semnifi cativă a activităţii GwPX în organele ambilor hibrizi (tab. 2; fi g.1). Totodată,<br />

activitatea totală a GwPX a demonstrat schimbări semnifi cative sub infl uenţa secetei<br />

în funcţie de organ şi genotip. Cele mai mari modifi cări s-au înregistrat în rădăcini<br />

şi frunze, în deosebi de semnifi cative la genotipul sensibil la secetă. Amplitudinea<br />

intensifi cării activităţii GwPX în condiţii de secetă a constituit la cv. P458: în frunze<br />

– 12,42.; în tulpini – 6,02 şi în rădăcini – 71,32 mM· g -1 m.p. În organele plantelor<br />

sensibile s-a înregistrat o activitate GwPX mai mare decât la plantele martor respectiv<br />

cu: 55,43; 19,08 şi 179,08 mM· g -1 m.p. (tab.3). Analiza rezultatelor experimentale<br />

argumentează antrenarea GwPX atât în procesele de protecţie antioxidativă cât şi în<br />

mecanismele de inhibare a creşterii plantelor în condiţii de secetă. S-a depistat existenţa<br />

unor interrelaţii strânse negative între gradul de modifi care a activităţii enzimei şi de<br />

reducere a acumulării biomasei organelor plantelor. Astfel coefi cientul de corelare (r)<br />

a acestor parametri la plantele cv. P458 este: –0,99 - în rădăcini; – 0,89 - în tulpini;<br />

– 0,80 – în frunze. La plantele X5P515 acest coefi cient era de: – 0,77; – 0,72 şi<br />

de – 0,89 respectiv.<br />

Deci, rezultatele au confi rmat ipoteza, că stresul hidric şi oxidativ, condiţionat de<br />

secetă, cauzează perturbări în interrelaţiile funcţionale dintre organe ca consecinţă<br />

a deosebirilor principiale ale gradului de modifi care a parametrilor status-ului apei,<br />

destrucţiilor oxidative şi schimbării activităţii enzimelor antioxidative în organele<br />

plantelor. Deosebit de afectate de impactul secetei, asociată cu temperaturi înalte<br />

şi insolaţie, sunt rădăcinile; tulpinile, însă, reprezintă o zonă cu status hidric relativ<br />

stabil, având, probabil şi o funcţie de protecţie a meristemelor organelor generative.<br />

Un argument suplimentar în favoarea ideii despre dereglarea integrităţii funcţionale<br />

dintre organe, formulată în bază datelor analizate mai sus, serveşte modifi carea valorii<br />

coraportului parametrilor funcţionali dintre organe sub infl uenţa secetei.<br />

Analiza rezultatelor experimentale în aspectul elucidării modifi cărilor interacţiunii<br />

şi relaţiilor dintre organele plantelor expuse stresului hidric a scos în evidenţă caracterul<br />

73


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

diferit al acestora în funcţie de organ şi proprietăţile genotipice ale plantelor. În condiţii<br />

de secetă se micşorează legăturile corelative a status-ului apei în joncţiunile “rădăcini :<br />

tulpini ”şi “rădăcini : frunze” (tab.3).<br />

Tabelul 3. Modificarea coraportului parametrilor funcţionali a organelor plantelor de<br />

Zea mays L în dependenţă de umiditatea solului şi genotip.<br />

Interrelaţia<br />

organelor<br />

CA DAM<br />

optim secetă optim secetă<br />

cv. P458<br />

rădăcină:frunze 1,10 0,94 0,33 0,36<br />

rădăcină:tulpină 0,98 0,82 0,82 0,97<br />

cv. X5P515<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

rădăcină:frunze 1,12 0,92 0,34 0,41<br />

rădăcină:tulpină 0,98 0,77 0,73 0,89<br />

Acţiunea secetei este asociată cu tendinţa de slăbire a integrităţii status-ului apei<br />

în joncţiunea „rădăcini–tulpini” şi „rădăcini-frunze”. Relaţia conţinutului de apă<br />

în interconexiunea „rădăcini-frunze” la cv.P458 în condiţii optime de umiditate are<br />

valoarea 1,1, i-ar în condiţii de secetă scade la 0,94 şi 1,12 – 0,92 respectiv la cv.<br />

X5P515. În deosebi de evidentă este dereglarea relaţiei „rădăcini-frunze” caracterizată<br />

după valorile defi citului de saturaţie în organe. Aprofundarea deosebirilor în joncţiunile<br />

“rădăcini-tulpini” şi “rădăcini-frunze” s-a înregistrat după 7 zile de menţinere a<br />

umidităţii solului la nivelul 30% CTA şi după conţinutul DAM, în deosebi de vădite<br />

la genotipul intolerant la secetă. Coraportul “rădăcini-tulpini” şi “rădăcini-frunze”<br />

caracterizat după acest test se majorează în condiţii de secetă, ceea ce demonstrează<br />

intensifi carea destrucţiilor oxidative şi perturbarea legăturilor dintre aceste organe.<br />

Astfel la genotipul P 458 în condiţii de secetă s-a înregistrat o majorare cu 9,09 la sută a<br />

coraportului DAM în joncţiunea “rădăcini-frunze” şi cu 18,29 % a coraportului acestui<br />

parametru în interconexiunea “rădăcini-tulpini”. La plantele X5P515 aceste valori au<br />

constituit respectiv 20,59 şi 21,92 % comparativ cu plantele martor.<br />

Rezultatele analizei corelaţiei unor parametri funcţionali în joncţiunea „rădăcinătulpină”<br />

şi „rădăcină-frunze” sunt prezentate în tabelul 4.<br />

Datele demonstrează existenţa unei legături liniare strânse pozitive între valorile<br />

indicilor status-ului apei şi oxidării peroxidice a lipidelor în organele plantelor în<br />

condiţii optime de umiditate şi tendinţa de diminuare a acestor interrelaţii în condiţii de<br />

secetă. Conform valorilor obţinute se poate de conchis că în condiţii de secetă variaţia<br />

conţinutului de apă în frunzele plantelor cv. P458 şi X5P515 pe 75 – 90 % respectiv este<br />

dependentă de schimbarea hidratării rădăcinilor, iar conţinutul DAM este determinat pe<br />

94 -98 % de modifi carea acestui indice în rădăcini.<br />

Prin urmare, dereglarea integrităţii funcţionale este cauzată de gradul diferit de<br />

perturbare a activităţii funcţionale a organelor. În situaţii critice de umiditate în plantă<br />

are loc o redistribuire a rezervei de apă între organe: în tulpini şi parţial în frunze statusul<br />

apei în condiţii de insufi cienţă de scurtă durată de apă în sol se menţine la un nivel<br />

relativ mai stabil decât în rădăcini. Pe de o parte, faptul că modifi carea stării funcţionale<br />

a rădăcinilor se răsfrânge instantaneu şi asupra parametrilor funcţionali ai tulpinilor şi<br />

74


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

frunzelor demonstrează existenţa integrităţii funcţionale, efectul transmiterii excitaţiei<br />

dintr-un organ în altul şi posibilitatea de autoreglare a homeostazei apei la nivel de<br />

organism integru.<br />

Pe de altă parte, gradul diferit de afectare a funcţiilor organelor conduce la slăbirea<br />

legăturilor dintre ele şi la dereglarea integrităţii funcţionale.<br />

Tabelul 4. Valoarea coefi cientului de corelaţie a unor parametri funcţionali în<br />

interconexiunea „rădăcină-tulpină” şi „rădăcină-frunze” în funcţie de genotip şi condiţiile<br />

de umiditate.<br />

Interrelaţia<br />

organelor<br />

CA DAM<br />

optim secetă optim secetă<br />

r R 2 r R 2 r R 2 r R 2<br />

cv. P458<br />

rădăcină:frunze 0,92 0,85 0.87 0,75 1,00 1,00 0,97 0,94<br />

rădăcină:tulpină 0,96 0,92 0,75 0,56 1,00 1,00 0,99 0,98<br />

cv. X5P515<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

rădăcină:frunze 0,93 0,86 0,95 0,90 0,93 0,86 0,99 0,98<br />

rădăcină:tulpină 0,80 0,64 0,94 0,88 0,97 0,94 0,98 0,96<br />

Din cele relatate mai sus rezultă, că sistema hidrică a plantei integre reacţionează<br />

ca un continuu, în care schimbările status-ului apei într-un organ inevitabil sunt<br />

recepţionate de alte organe. Acţiunea nefavorabilă a factorilor externi asupra unui organ<br />

induce schimbări în procesele vitale ale tuturor organelor, ceea ce dovedeşte existenţa<br />

legăturilor corelative şi de integrare la nivel de organism.<br />

Schimbarea umidităţii solului provoacă modifi cări profunde nu numai în status-ul<br />

hidric al sistemului radicular, expus în mod direct coliziei, dar şi în tulpini şi frunze.<br />

Şi vice-versa, reacţia organelor asupra cărora factorul de stres nu acţionează nemijlocit<br />

demonstrează existenţa integrităţii funcţionale, efectul transmiterii excitaţiei dintr-un<br />

organ în altul şi posibilitatea de autoreglare a homeostazei apei la nivel de organism<br />

integru.<br />

Cu alte cuvinte, sistema de reglare funcţională a plantelor include nu numai sistemele<br />

de ajustare a proceselor fi ziologice la nivel de organite şi celule, dar şi de coordonare<br />

a acestora la nivel de organism prin reglementarea relaţiilor dintre organe. Analiza<br />

interrelaţiilor schimbării parametrilor status-ului apei, OPL şi activităţii enzimelor<br />

antioxidative în organele plantei în condiţii de secetă la genotipuri cu diferit potenţial<br />

de rezistenţă confi rmă ipoteza conform căreia apa este factorul antrenat în reglarea<br />

activităţii funcţionale a plantei intacte, contribuie la menţinerea relaţiilor coordinative<br />

dintre organe şi îndeplineşte, de rând cu alţi factori, funcţia de integrare la nivel nu<br />

numai celular, dar şi de organism.<br />

Concluzii<br />

1. Sistema hidrică a plantei integre reacţionează ca un continuu, în care schimbările<br />

status-ului apei într-un organ inevitabil sunt recepţionate de alte organe.<br />

2. Gradul diferit de afectare a funcţiilor organelor conduce la slăbirea legăturilor<br />

dintre ele şi la dereglarea integrităţii funcţionale.<br />

75


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

3. La nivel de organism aceasta se manifestă în dereglarea status-ului apei,<br />

legăturilor donator-acceptor de livrare a apei, precum şi în dereglarea coordonării<br />

funcţiilor organelor.<br />

4. Perturbările în interrelaţiile funcţionale sunt o consecinţă a deosebirilor principiale<br />

ale organelor de homeostatare a apei şi gradului diferit de schimbare a activităţii<br />

enzimelor de protecţie antioxidativă.<br />

5. Apa, de rând cu alţi factori, contribuie la menţinerea relaţiilor coordinative dintre<br />

organe şi îndeplineşte funcţia de integrare la nivel celular, de organ şi organism.<br />

Bibliografi e<br />

1. Alloway Brion. Micronutrient defi ciencies around the world: current situation and<br />

outlook. // New Ag International, Murch. 2006. P. 26-41.<br />

2. Aroca R., Irigoyen J. J., Sanchez – Diaz M. Drought enhances maize chilling tolerance.<br />

II Photosynthetic traits and protective mechanisms against oxidative stress. // Physiol. Plant.<br />

2003, V. 117, P. 540 – 549.<br />

3. Barlow E., Munns R., Brady C. Drought responses of apical meristems. // Turner N. C.,<br />

Kramer P. J. eds. Adaptation of plants to water and high temperature stress. 1980 . New York:<br />

John Wiley and Sons. P. 191 – 203.<br />

4. Brimecombe M.J. , De Leij F.A., Lynch J.M. The Effect of Root Exudates on Rhizosphere<br />

Microbial Population . // The Rhizosphere: Biochenystry and Organic Substances at the Soil-<br />

Plant-Interface. Ed. By Pinton R., et al., 2001. Chapter 4. P. 95 – 140.<br />

5. Chance B. şi Machly A. Assay of catalases and peroxidases. // Methods in Enzymology,<br />

S.P. Colowick and N.O. Kaplan (ed). N.Y.: Acad. Press.1955. V. 2. P. 764-775.<br />

6. Foyer C.H., Lelandais M., Kunert K.J.<br />

Photooxidative Stress in Plant. // Physiol. Plant.<br />

1994. 92. P. 696 – 717.<br />

7. Foyer C.H., Lopez-Delgado H., Dat J.F., Scott I.M. Hydrogen peroxide- and glutathione<br />

– assciated mechanisms of acclimatorrystress tolerance and signaling. //Physiol. Plant. 1997.<br />

100. P. 241 – 254.<br />

8. Hernandez M., N. Fernandez – Garcia, P. Dias – Vivancos and E. Olmos. A different role<br />

for hydrogen peroxide and the antioxidativesystem under short and long salt stress in Brassica<br />

oleracea roots //Journal of Experimental Botany. 2010. V. 61. No. 2. P. 521 – 535.<br />

9. Hiraga S., Sasaki K., Ohashi Y., Matsui H.<br />

A large family of class III plant peroxidases.<br />

// Plant and Cell Physiology. 2001. 42. P. 462 -468.<br />

10. Holbrook N.M., Zwienieski M.A. Integration of Long Distance Transport Systems in<br />

Plants: Perspectives and Prospects for Future Research. // Vascular transport in Plants. Elsevier.<br />

2005. P.537-545.<br />

11. Jiang Z., Huang B. Drought and Heat Stress Injury to Two Cool – Season Turfgrasses<br />

in Relation to Antioxidant Metabolism and Lipid Peroxidation. // Crop Science. 2001. V. 41.<br />

P. 436 – 442.<br />

12. Kawano T. Role of the reactive oxygen species-generating peroxidase reaction in plant<br />

defense and growth indiction. // Plant Cell Reports. 2003. 21. P. 829 – 837.<br />

13. Mika A., Marike Johanne Boenisch, David Hopff and Sabine Lüthje.<br />

Membrane –<br />

bound guaiacol peroxidases from maize (Zea mays L.) roots are regulated by methyl jasmonate,<br />

salicylic acid, and pathogen elicitors. // Jornal of Experimental Botany, 2010, Vol. 61, No.3, P.<br />

831-841.<br />

14. Munns R., M.Tester. Mechanisms of Salinity Tolerance. //Annual Review of Plant<br />

Biology 2008, Vol. 59. P. 651-681.<br />

15. Nacano Y., Asada K. Hydrogen Peroxide Is Scavenged by Ascorbate Specifi c Peroxidase<br />

in Spinach Chloroplasts. // Plant Cell Physiol. 1981.V. 22. P. 867-880.<br />

76


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

16. Passardi F., Cosio C., Penel C., Dunand C. Peroxidases have more functions than a<br />

Swiss army knife. // Plant Cell Reports. 2005. 24. P. 255 – 265.<br />

17. Passioura J. The drought environnment: physical, biological and agricultural<br />

perspectives. // Jornal of Experimental Botany. 2007, V. 58, N. 2, P. 113 – 117.<br />

18. Passioura J.B. Environmental plant biology and crop improvement. //Functional Plant<br />

Biology. 2002. V. 29. P. 537 – 546.<br />

19. Scandalios J.G.<br />

Oxygen stress and superoxide dismutases. // Plant Physiol. 1993. V.<br />

101. P. 7-12.<br />

20. Ştefîrţă A., Aluchi N., Vrabie V. Menţinera integrităţii funcţionale – premiză a rezistenţei<br />

plantelor de Zea mays L. la secetă. // Lucrările ştiinţifi ce a Univers. de ştiinţe Agricole şi<br />

Medicină Veterinară „Ion Ionescu de la Brad” Iaşi, România, 2002. 2. 159 MB.<br />

21. Ştefîrţă A., Brînză L. Presiunea hidrostatică şi superoxiddismutaza – inductori ai<br />

reacţiei nespecifi ce a plantelor la acţiunea secetei.// Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei.<br />

Ştiinţele vieţii. 2008a N2 (305), P. 41 – 50.<br />

22. Ştefîrţă Anastasia, Lilia Brînză . Corelaţia activităţii unor enzime antioxidative şi<br />

status-ului apei frunzelor de zea mays l.in condiţii de secetă. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a<br />

Moldovei. Ştiinţele vieţii. 2008b. N2 (305), P. 41 – 50.<br />

23. Zhongin Lu., Newmann P. Water stress inhibits Hydraulic Conductance and Leaf<br />

Growth in Pice Seedlings but Not the Transport of Water via Mercury Sensitive Water Ghanneles<br />

in the Root. // Plant Physiology. 1999. V. 120, N. 1, P. 143-151.<br />

24. Аксенов С.И. Вода и ее роль в регуляции биологических процессов. Ижевск,<br />

АНО «ИКИ». 2004. 212 с.<br />

25. Жолкевич В. Н. Транспорт воды в растении и его эндогенная регуляция. М.:<br />

Наука, 2001, 80 с.<br />

26. Ковтун И. И., Гойса Н. И., Митрофанов Б. А. Оптимизация условий<br />

возделывания озимой пшеницы по интенсивной технологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1990.<br />

288с.<br />

27. Кушниренко и др. Методы изучения водного обмена и засухоустойчивость<br />

плодовых растений. Кишинев. 1970. 28 с.<br />

28. Полевой В.В. Внутриклеточные и межклеточные системы регуляции у растений.<br />

// СОЖ. 1997. №9. c. 6-11.<br />

29. Трач В. В., Стороженко В. А. Супероксиддисмутаза как компонент<br />

антиоксидантной системы растений при абиотических стрессовых воздействиях. //<br />

Физиология и биохимия культурных растениях. 2007. Т. 39. №4. c. 291 – 302.<br />

30. Чевари С., Чаба И., Секей И. Роль супероксиддисмутазы в окислительных<br />

процессах клетки и метод определения её в биологических материалах // Лабораторное<br />

дело. 1985. № 11. c. 578-681.<br />

31. Чиркова Т.В. Клеточные мембраны и устойчивость растений к стрессовым<br />

воздействиям // Соросовский образовательный журнал 1997. №9. с.12 -17.<br />

32. Шматько И. Г., Жук О. И. Кинетика митозов в апексе побега пшеницы после<br />

действия водного стресса // Физиология и биохимия культурных растений, 1992. Т 24.<br />

№6. с. 564-568.<br />

33. Шматько И. Г., Григорюк И. Г., Шведова О. Е. Устойчивость растений к водному<br />

и температурному стрессам. Киев: Наукова думка, 1989. 222 с.<br />

77


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

КОНТРОЛЬ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ И ПРОДУКЦИОННОГО<br />

ПРОЦЕССА ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ТОМАТОВ<br />

В.Ф. Ботнарь<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

Институт генетики и физиологии растений Академии Наук Молдовы<br />

Rezumat<br />

Un rol deosebit în aprovizionarea plantelor cu apă revine depunerilor atmosferice,<br />

ponderea cărora în lipsa irigaţiei a constituit 83%. Coefi cientul de utilizare a apei variază<br />

într-un diapazon larg şi depinde de particularităţile biologice ale soiurilor, condiţiile<br />

climatice, rezervele de umiditate, cantitatea de apă administrată în procesul de irigare şi<br />

capacitatea de infi ltrare a solului. Pentru obţinerea unei tone de fructe marfă de tomate în<br />

condiţii fără irigare s-au consumat 86 m 3 de apă. Majorarea nivelului de aprovizionare cu<br />

apă de la 70 la 80% din umiditatea efectivă a câmpului a sporit consumul de apă cu 30-40<br />

m 3 /t de producţie, reducând efi cacitatea apei la irigare. Simularea virtuală reprezintă un<br />

mod avantajos de cercetare, înlesneşte procesarea rezultatelor factologice, cunoştinţelor<br />

acumulate şi utilizarea acestora în sintetizarea măsurilor agrotehnice.<br />

Cuvinte cheie: sol – umiditate – irigare – plantă – tomate – condiţii climatice<br />

Depus la redacţie 17 septembrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Botnari Vasile, Institutul de Genetică şi Fiziologie<br />

a Plantelor al Academie de Ştiinţe a Moldovei, str. Pădurii, 20, MD-2002 Chişinău,<br />

Republica Moldova, e-mail: asm_igfp@yahoo.com, vasilebotnari@yahoo.com,<br />

tel. (+373 22) 770447<br />

Введение<br />

Источником развития аграрной науки служит непрерывное взаимодействие<br />

между экспериментом и гипотезами, наблюдениями и теорией, неизменно сопровождающееся<br />

ростом точности, обобщенностью и глубиной научных выводов.<br />

Используя достижения физики, математики, химии, молекулярной биологии,<br />

физиологии и биохимии растений, мы можем по-новому, на качественно<br />

более высоком уровне, анализировать современное состояние дел в разработке<br />

агротехнологии, а также определить основные направления научного поиска<br />

с целью совершенствования наших знаний и их использования для решения<br />

прикладных задач. Особое место в этом направлении принадлежит математическому<br />

моделированию продукционного процесса в посевах сельскохозяйственных<br />

культур, способного интегрировать накопленные в различных отраслях<br />

науки знания для выработки и поддержки агротехнологических решений<br />

[13, 14, 16, 17, 18]. Обоснованное применение результатов экспериментальных<br />

исследований для идентификации параметров моделей представляет такой же<br />

исследовательский процесс, как и полевой эксперимент или разработка модели.<br />

Практика показывает, что для надежной идентификации модели продукционного<br />

процесса растений (ППР) необходимо затратить значительно больше труда,<br />

чем на разработку самой модели. Иногда для полной идентификации моделей с<br />

целью получения дополнительных данных, как было и в наших исследованиях,<br />

необходимо провести специальные опыты. Принципы и методы, используемые<br />

при идентификации модели формирования урожаев сельскохозяйственных культур,<br />

изложены в работах [2, 3, 13, 14, 16].<br />

78


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

Количество моделей ППР, фигурирующих в настоящее время в сфере<br />

исследования, велико и продолжает расти, К тому же разные группы<br />

исследователей, описывая один и тот же процесс, преследуя при этом одни и те<br />

же цели, применяют разные методы. Экзогенные коэффициенты, фигурирующие<br />

в одних моделях, даже если они имеют одну и ту же содержательную<br />

формулировку, часто являются разными величинами, определяемыми своим<br />

набором факторов, что в значительной степени затрудняет их применение в других<br />

моделях. В существующих моделях ППР нелегко разобраться. Использование<br />

модели вне коллективов, их разработчиков, довольно проблематично, иногда<br />

легче разработать новую модель, чем приспособить уже разработанную [14],<br />

даже если она частично идентифицирована. Учитывая, что овощные культуры<br />

возделываются, в основном, в условиях орошения, мы считаем, что для контроля<br />

и управления водным режимом почвы и процессами формирования урожая<br />

целесообразно разработать единую методологию моделирования и базовую<br />

модель с последующей ее адаптацией, идентификацией и верификацией с учетом<br />

биологических и технологических особенностей овощных культур.<br />

Материалы и методы<br />

В основу исследований положено комплексное обобщение технологических<br />

и биолого-агрометеорологических экспериментов, проведенных на культуре<br />

безрассадных томатов. Опыты проводились в юго-восточной зоне Республики<br />

Молдова. Определение норм и сроков полива проводили на основании данных<br />

термоcтатно-весового метода путем взятия образцов почвенных компартментов<br />

через 10 см. В последующем накопленный нами фактологический материал был<br />

использован для создания банка данных влажности почвы и идентификации<br />

параметров модели. Гидрологические константы опытного участка изложены в<br />

предыдущей работе [11], количество выпавших осадков учитывали дождемером<br />

Третьякова, а нетто оросительной воды - по поливным нормам.<br />

Идентификация параметров имитационной модели и возможности управления<br />

водным режимом и процессами роста растений осуществлены на основании<br />

данных многофакторных полевых опытов. Для идентификации блока влажности<br />

применен ряд констант, независящих от вида культуры и географического<br />

местоположения. Часть из них заимствована из литературных источников, другая<br />

- получена в процессе обработки данных полевых опытов, которые изложены<br />

нами в предыдущих сообщениях [7, 8, 9, 10, 11].<br />

Результаты и обсуждениe<br />

Среди показателей влагопереноса в системе «почва-растение-атмосфера»<br />

(ПРА) особый интерес вызывает режим влажности почвы, представляющий собой<br />

совокупность всех количественных и качественных изменений составляющих<br />

водного баланса в пространстве и времени [19].<br />

На участке без орошения влажность почвы во многом определялась<br />

погодными условиями и варьировала в довольно широких пределах - от полного<br />

насыщения до значений, близких к влажности завядания, тогда как на участках<br />

с предполивными режимами 70 и 80% от наименьшей влагоемкости (НВ)<br />

влажность почвы не опускалась ниже заданных пределов. В начальные фазы<br />

79


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

развития растений томатов запасы влаги в почве определялись, главным образом,<br />

количеством осадков, выпавших в осенне-зимний и весенний периоды, которые<br />

в условиях Молдовы составляют более трети их годового количества. Хотя, как<br />

отмечают другие авторы [1, 6], и в холодное время года из почвы на испарение<br />

расходуется 40-50 мм воды.<br />

По многолетним данным, в условиях Республики Молдова на начало вегетации<br />

безрассадных томатов и других овощных культур запасы продуктивной влаги в<br />

метровом слое обыкновенного чернозема составляют 140-180 мм или 90-97% от<br />

НВ (обеспеченность 70-80%). Вместе с тем, в отдельные годы запасы влаги в<br />

верхнем слое почвы недостаточны для получения дружных и жизнеспособных<br />

всходов. По этой причине посев томатов в открытый грунт рекомендуем<br />

проводить как можно раньше, при первой же возможности выхода в поле (первая<br />

декада апреля), несмотря на то, что в это время, как правило, температура почвы<br />

достигает всего лишь 4-6 0 С, что далеко от биологического минимума (12,5 0 С),<br />

необходимого для прорастания семян.<br />

В проведенных нами полевых опытах на момент посева безрассадных томатов<br />

влажность почвы в верхнем слое складывалась по-разному в зависимости от<br />

количества выпавших осадков и условий года. Характерной особенностью<br />

динамики влажности почвы при возделывании томатов в безрассадной культуре<br />

явилось то, что до фазы массового плодообразования во все годы исследования<br />

она не опускалась ниже 80% от НВ в слое 0-50 см. В связи с этим первый полив<br />

проводили не зависимо от условий года на 26-28 день после появления всходов.<br />

Начало проведения поливов и межполивные периоды определялись в основном<br />

режимом орошения, количеством и сроком выпадения осадков. На участке с<br />

предполивной влажностью 70% от НВ первый полив проводили в зависимости<br />

от условий года на 2-3 недели позже, чем на участке с предполивной влажностью<br />

80% от НВ. Для поддержания предполивной влажности в 0-50 см слое почвы<br />

на уровне 70% от НВ в зависимости от климатических условий в разные годы<br />

проводили от двух до трех поливов нормой 40-45 мм/га, а на уровне 80% от НВ - 4-5<br />

поливов нормой 35-38 мм. По средним за годы исследований данным, суммарное<br />

водопотребление на участке с поливным режимом 70% от НВ составило 366 мм,<br />

а на режиме 80% от НВ - 435 мм, что соответственно в 1,2 и 1,4 раза больше,<br />

чем на участке без орошения. Решающая роль в обеспечении растений влагой<br />

принадлежит осадкам, доля которых составила 83% на участке без орошения и<br />

60% на участке с предполивным режимом 80% от НВ (таблица 1).<br />

В результате анализа и обобщения фактологического материала было установлено,<br />

что режим влажности почвы в значительной степени связан с составляющими<br />

теплового баланса [8, 9], а именно, запасы влаги (W) в почве находятся<br />

в прямой зависимости от затрат тепла на испарение (LE). Корреляционная связь<br />

между этими показателями апроксимируется уравнениями:<br />

W = 64,6+5,89 LE (1)<br />

W = 128,9 - 12,8 р + (2)<br />

80


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Таблица 1. Водопотребление безрассадных томатов в зависимости от уровня<br />

водообеспеченности.<br />

Режим<br />

орошения<br />

Сумма<br />

осадков,<br />

мм<br />

Оросительная<br />

норма,<br />

мм<br />

Водопотребление,<br />

мм<br />

суммарное<br />

среднесуточное<br />

Составляющие<br />

суммарного<br />

водопотребления, %<br />

осадки<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

поливная<br />

вода<br />

почвенная<br />

влага<br />

% мм<br />

Коэфициентводо-<br />

потребления,<br />

м 3 /т<br />

Без орошения 262 0 316 2,2 83 0 17 54 86<br />

70% от НВ 262 86 366 2,6 72 23 5 18 47<br />

80% от НВ 262 178 434 3,0 60 41 -1 -4 56<br />

Основная часть водного баланса - суммарное испарение (Е) существенно<br />

изменялось под влиянием погодных условий и носило вполне закономерный<br />

характер по периодам роста и развития растений. В начале вегетации, когда<br />

растения имели небольшую листовую поверхность, а основная часть поверхности<br />

почвы была оголена, интенсивность испарения была относительно невысокая -<br />

1,6-2,5 мм/сут. По мере увеличения площади листовой поверхности и высоты<br />

растений, а также возрастания температуры воздуха, интенсивность данного<br />

показателя возрастала. Во время цветения томатов суммарное испарение<br />

достигало 3,2 мм/ сут., а плодообразования - 3,6 мм/сут. В период созревания<br />

плодов интенсивность испарения уменьшалась на 1,1-1,6 мм/сут. Влияние<br />

метеорологических факторов на интенсивность испарения в посевах томатов<br />

приведено в таблице 2.<br />

В начале вегетации томатов на орошаемом участке динамика суммарного<br />

испарения во многом сходна с таковой на неорошаемом. Наиболее существенная<br />

разница этого показателя установлена в фазе интенсивного формирования<br />

плодов. В этот период на участке с предполивным режимом влажности 80% от НВ<br />

величина Е возрастала до 4,6-5,2 мм/сут., тогда как в начале и в конце вегетации<br />

разница между величинами суммарного испарения орошаемого и неорошаемого<br />

участков не превышала 0,3-0,4 мм/сут.<br />

В среднем за период вегетации томатов, возделываемых безрассадным<br />

способом, суммарное испарение на орошаемом участке (80% от НВ) было на 0,5<br />

мм/сут. выше в сравнении с неорошаемым. С экологической и экономической<br />

точек зрения особый интерес представляет оценка эффективности использования<br />

воды растениями, рациональность использования которой определяют с помощью<br />

коэффициента суммарного испарения к величине урожая (Y):<br />

Коэффициент водопотребления (К В ) колеблется в широких пределах и зависит<br />

от биологических особенностей отдельных сортов и условий года, запасов<br />

влаги в почве, количества оросительной воды и величины инфильтрации [20].<br />

(3)<br />

81


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Согласно нашим исследованиям, на формирование одной тонны стандартных<br />

плодов томата на участке без орошения расходовалось 86 м 3 , тогда как на режиме<br />

с предполивной влажностью 70% от НВ - 47 м 3 воды (таблица 1).<br />

Таблица 2. Зависимость суммарного испарения поля томатов от суммы<br />

температур, фотосинтетически активной радиации (ФАР), дефицитов влажности<br />

воздуха.<br />

Уравнение<br />

регрессии<br />

Корреляционное<br />

отношение<br />

Ошибка<br />

уравнения,%<br />

Пределы<br />

Применения<br />

уравнений<br />

у=-834,9+2,66х - 0,7х 1 0,99 8-10 1240-5600 м 3 /га<br />

у=-1806,6+3,94х 2 +5,26х 1 0,95 8-12 900-5500 м 3 /га<br />

у=-1220,8+4,5х 3 +4,7х 1 0,99 6-8 1500-4320м 3 /га<br />

у=2,34х - 820,7 0,99 6-7 1900-5230м 3 /га<br />

у=4,75х 1 - 469,4 0,95 4-6 1430-1900м 3 /га<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

Пределы изменения<br />

независимых перемен<br />

Сумма температур -<br />

900-2130 0 С<br />

Сумма дефицитов -<br />

440-1220 мб<br />

Сумма ФАР - 190-270<br />

млн.кКал/га<br />

Сумма дефицитов -<br />

433-1213 мб<br />

Сумма ФАР - 60-235<br />

млн.кКал/га<br />

Сумма дефицитов -<br />

390-1213 мб<br />

Сумма темпера<br />

тур 990-2200 0 С<br />

Сумма дефицитов -<br />

500-1200 мб<br />

Примечание: у - суммарное испарение, м 3 /га; х - сумма температур, 0 С;<br />

х 1 - сумма дефицитов влажности воздуха, мб; х 2 - сумма ФАР, млн.кКал/га;<br />

х 3 - сумма поглощенной посевами ФАР, млн.кКал/га.<br />

Повышение уровня водообеспеченности с 70 до 80% от НВ увеличивало водопотребление<br />

на 30-40 м 3 на тонну продукции, тем самым снижало эффективность<br />

использования оросительной воды. Сопоставление фактических данных полевых<br />

опытов и численных экспериментов, проведенных с помощью моделей, показало,<br />

что имитационная модель адекватно реагирует на поступление влаги в<br />

почву за счет атмосферных осадков и вегетационных поливов, достоверно отражает<br />

динамику изменений запасов влаги в расчетном слое почвы. Погрешность<br />

рассчитываемых влагозапасов в условиях орошения не превышает 2-3% в период<br />

появления всходов, 3-6% - цветения и 7-12% в период формирования и созревания<br />

плодов. Без применения орошения отклонения расчетных параметров от<br />

экспериментальных были более существенны и составили 12-19% (рис.1).<br />

Идентификация биологических параметров модели осуществлена на<br />

основании данных фенологических наблюдений и биометрических измерений<br />

в посевах томата. Результаты наблюдений за динамикой развития томата в<br />

зависимости от уровня водообеспеченности приведены в таблице 3.<br />

Установлено, что в начальные фазы развития растений томата листовая<br />

поверхность растет экспоненциально, по мере роста и ветвления главного стебля<br />

82


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

одновременно увеличивается и число листьев и их размеры. В фазе 4-5-ти<br />

листьев она составила 0,7 м 2 /м 2 , 7-ми – 1,6, а в начале плодообразования – 2,4<br />

м 2 /м 2 . Максимальное значение листового индекса (5,8 м 2 /м 2 ) отмечено в период<br />

формирования плодов.<br />

Таблица 3. Наступление фаз развития растений томатов, возделываемых<br />

безрассадным способом, в зависимости от уровня водообеспеченности<br />

Фаза развития Без орошения 70% от НВ 80% от НВ<br />

Посев 19.04 19.04 19.04 19.04 19.04 19.04<br />

Всходы 9.05 14.05 9.05 14.05 9.05 14.05<br />

4-3 листьев (рассады) 20.05 22.05 20.05 27.05 20.05 27.05<br />

7-8 листьев (бутонизации) 30.05 6.06 30.05 6.06 29.05 4.06<br />

Цветение 6.06 17.06 6.06 17.06 8.06 20.06<br />

Плодообразование 19.06 21.07 23.06 27.07 23.06 30.07<br />

Созревание 2.08 24.08 6.08 28.08 18.08 5.09<br />

Примечание: 1 - начало фазы (25%); 2 – массовое наступление фазы (75%).<br />

В дальнейшем, в результате старения листьев различных ярусов, начиная с<br />

основания, наблюдается постепенное уменьшение ассимиляционной поверхности<br />

и фотосинтетической активности. Динамика развития которого, рассчитанная с<br />

помощью модели, показана на рисунке 2.<br />

Поливы оказывают существенное влияние на процесс фотосинтеза. У растений<br />

томатов в этом отношении наблюдается следующая закономерность: если перед<br />

поливом влажность почвы опускается ниже допустимого уровня (то есть ниже<br />

70% от НВ), то в этом случае поливы способствуют повышению активности<br />

фотосинтеза и ее нарастанию на протяжении 3-4 дней. Проведение поливов<br />

при более высоких показателях влажности в отдельных случаях вызывает даже<br />

некоторое снижение интенсивности фотосинтеза.<br />

Значения продуктивности транспирации в течение 2-3 дней после полива,<br />

как правило, бывают более низкими, чем до полива, то есть, в эти дни растения<br />

менее эффективно используют воду. Вот почему при разработке режимов<br />

орошения необходимо стремиться к снижению числа поливов, так как это<br />

полезно не только с точки зрения экономного использования поливной воды, но и<br />

для самих растений.<br />

Более того частые поливы небольшими нормами из-за увлажнения верхнего<br />

слоя почвы вызывают поверхностное развитие корневой системы, тогда как<br />

увеличение норм поливов и интервалов между ними приводит к увлажнению<br />

и накоплению водных запасов в более глубоких слоях почвы, что способствует<br />

проникновению корней вглубь по почвенному профилю. Известно, что растение<br />

с глубокой корневой системой значительно легче переносит неблагоприятные<br />

климатические условия и формирует хороший урожай даже при умеренном<br />

дефиците почвенной влаги.<br />

Процесс накопления сухой массы характеризует не только рост и развитие<br />

растений в течение вегетации, но и направление ”свежих“ и перераспределение<br />

”старых“ ассимиляторов между органами растений. Такая информация<br />

83


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

необходима, прежде всего, для идентификации ростовых функций, которую<br />

целесообразно осуществить в два этапа.<br />

Рис. 1. Динамика влажности почвы (в слое 0,5 м) в зависимости от уровня<br />

водообеспеченности безрассадного томата. 1 - без полива, 2 - предполивная<br />

влажность 70% от НВ, 3 - предполивная влажность 80% от НВ; * - расчетные<br />

значения влажности.<br />

Рис. 2. Динамика роста<br />

листьев и углубления<br />

корневой системы<br />

безрассадного томата.<br />

На первом этапе значения функций определяют непосредственно по<br />

экспериментальным данным, а на втором - их уточняют путем проведения<br />

численных экспериментов с помощью имитационной динамической модели<br />

ППР. Для этого рассчитываются функции роста для соответствующих значений<br />

сумм эффективных температур (W i ). Последние являются аргументом функции<br />

и выступают в виде биологического времени.<br />

CO i = CO i-1 +(T-T 0 ) если T i > T 0 иначе W i = W i-1<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

где Т - среднесуточная температура воздуха; Т 0 - биологический ноль культуры,<br />

84


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

равный для томатов соответственно 12,5 0 С в момент появления всходов и 15 0 С в<br />

остальной период.<br />

Следует отметить, что такой подход позволяет интерпретировать эмпирически<br />

ростовые функции, если учитывать при этом механизмы саморегуляции растений<br />

в посеве. Так, например, если предположить, что в начальные фазы развития<br />

растений ассимиляты распределяются по органам томата в соответствии<br />

с принципом максимальной продуктивности [4, 5], то есть таким образом,<br />

чтобы обеспечить максимальную скорость прироста общей массы растений. В<br />

репродуктивный период растения стремятся максимизировать массу плодов, пока<br />

не начинается снижение фотосинтеза вследствие старения листовых пластинок.<br />

Во время созревания плодов механизм распределения ассимиляторов между<br />

органами растения направлен на формирование урожая за счет поддержания<br />

жизнеспособности органов растений.<br />

В начале вегетации продукты фотосинтеза распределяются между листьями<br />

и корнями, что приводит к увеличению фотосинтетического потенциала посева.<br />

После того, как листовая поверхность достигает “оптимальных” размеров,<br />

ее дальнейшее увеличение приводит к снижению продуктивности посева изза<br />

ухудшения условий освещения и произрастания в результате возрастания<br />

конкуренции растений. Часть органического вещества направляется в листья<br />

и корни для поддержания их необходимых значений вследствие отмирания, а<br />

оставшаяся часть поступает в стебель. Причем, с одной стороны, рост стебля<br />

позволяет несколько уменьшить затенение в посеве, а с другой, стебли служат<br />

своего рода главным местом “утилизации” продуктов фотосинтеза, которые<br />

не могут быть использованы на рост листьев, корней и плодов. Учитывая,<br />

что у рода Lycopersicon esculentum Mill. имеются сорта с детерминантным,<br />

полудетерминантным и индетерминантным ростом такое распределение<br />

ассимилятов позволяет заключить, что, хотя рост стебля генетически обусловлен,<br />

интенсивность его роста определяется “избытком” структурной биомассы,<br />

образуемой в процессе фотосинтеза.<br />

Следовательно, для поддержания присущего данному виду или сорту<br />

соотношения органов, растения, как саморегулирующиеся системы, должны<br />

обладать регуляторным механизмом, контролирующим распределение первичных<br />

продуктов фотосинтеза между корневой системой и надземной частью органами в<br />

соответствии со степенью напряженности функционирования и роста отдельных<br />

органов [15]. Причем, как отмечено в научной литературе [21], саморегуляция<br />

роста растений охватывает все уровни организации растений - от клеточного до<br />

организменного, которой присуще увеличение относительного веса того органа,<br />

метаболиты которого находятся в минимуме. Таким образом, генетически<br />

заложенный в растениях механизм распределения органического вещества как<br />

бы контролирует и оптимизирует архитектонику растений на протяжении всего<br />

периода вегетации [12].<br />

Из вышеизложенного следует, что для имитирования формирования урожая<br />

все процессы распределения ассимилятов в растениях необходимо построить<br />

на основе двух принципов: стратегического регулирования, связанного с<br />

генетически обусловленным процессом морфогенеза, и оперативно тактического<br />

85


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

регулирования, выражающего зависимость параметров ростового блока от<br />

условий возделывания.<br />

Несмотря на то, что ростовые функции, как и другие показатели, во многом<br />

определяются условиями возделывания, их характер, в первую очередь,<br />

определяется генетическими особенностями культуры и сорта. При этом<br />

заметим, что речь идет о консервативном характере лишь формы кривых, тогда<br />

как их взаимное расположение всецело зависит от силы действия того или иного<br />

фактора на рост растения и величину урожая. Это обстоятельство причиняет<br />

известные неудобства, так как во многих случаях для их уточнения необходимо<br />

закладывать специальные дорогостоящие опыты. В наших исследованиях,<br />

несмотря на то, что было много сортов, физически нам не удалось фиксировать с<br />

требуемой точностью наступление фаз по каждому из них в отдельности, поэтому<br />

в банке данных фенологических наблюдений развития растений томата отмечены<br />

даты прохождения фаз только для сорта Факел. Учет сортовых особенностей в<br />

наступлении фаз развития мы предлагаем реализовать в имитационных моделях<br />

ППР с помощью эмпирических коэффициентов, выведенных на основании<br />

данных о среднемноголетней длине вегетационного периода сорта. Такие<br />

сведения приводятся при описании районированных и перспективных сортов<br />

овощных культур.<br />

По нашему мнению, как уже было отмечено [7], в получении достаточно<br />

надежных параметров биологического блока обеспечивает использование<br />

материалов наблюдений не менее, чем за два контрастных года по агрометеорологическим<br />

условиям. В таблице 4 приведены значения ростовых функций томата<br />

в безрассадной культуре, вычисленные непосредственно по экспериментальным<br />

данным.<br />

Таблица 4. Значение ростовых функций основных фаз томатов, возделываемых<br />

безрассадным способом.<br />

Фазы развития<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

Ll 0,57 0,58 0,60 0,46 0,28 0,14 0,06 0,01<br />

Ls 0,04 0,10 0,13 0,34 0,43 0,23 0,08 0,02<br />

Lf 0,0 0,0 0,0 0,0 0,14 0,54 0,82 0,97<br />

Lr 0,39 0,32 0,27 0,20 0,16 0,09 0,04 0,0<br />

Примечание: Ll – листья; Ls – стебли; Lf – плоды; Lr- корни.<br />

Графическое изображение ростовых функций показано на рисунке 3. Несмотря<br />

на то, что ростовые функции, как и другие показатели в некоторой степени<br />

зависит от условий возделывания, их характер, в первую очередь, определяется<br />

генетическими особенностями сорта.<br />

Высокая адекватность имитационной модели ППР в широком диапазоне<br />

изменчивости климатических и агротехнических факторов (без орошения,<br />

86


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

проведение поливов при 70 и 80% от НВ) позволяет примененять ее для<br />

программирования на вероятностной основе возможных уровней урожайности<br />

овощных культур для разных по обеспеченности агроклиматическими ресурсами<br />

годы и производственных ситуаций. Результаты применения данной модели для<br />

проведения численных экспериментов, позволяющих имитировать процессы<br />

формирования урожая, нами приведены в опубликованной раннее работе [7].<br />

Рассмотренная система оценок и численные эксперименты, моделирующие<br />

влияние на урожай отдельных переменных состояния агроэкосистемы,<br />

показывает принципиально новый подход дальнейшего развития методов<br />

агрометеорологического и научного обеспечения сельскохозяйственного<br />

производства.<br />

Рис. 3. Ростовые функции<br />

растений томата. Ll – листья; Ls –<br />

стебли; Lf – плоды; Lr- корни<br />

Использование математических моделей и вычислительной техники, таким<br />

образом, позволяет осуществлять помимо дифференцированного количественного<br />

учета агрометеорологических и технологических условий формирования урожая,<br />

и решение задач планирования обоснованных уровней урожайности овощных<br />

культур и принятия оптимальных решений для управления процессами их<br />

возделывания.<br />

Заключение<br />

1. Решающая роль в обеспечении растений влагой принадлежит осадкам,<br />

доля которых составила 83% на участке без орошения и 60% на участке с<br />

предполивным режимом 80% от НВ. Суммарное водопотребление при поливных<br />

режимах 70% и 80% от наименьшей влагоемкости, соответственно, в 1,2 и 1,4<br />

раза больше, чем на участке без орошения.<br />

2. Коэффициент водопотребления колеблется в широких пределах и зависит<br />

от биологических особенностей отдельных сортов и условий года, запасов<br />

влаги в почве, количества оросительной воды и величины инфильтрации. На<br />

формирование одной тонны стандартных плодов томата на участке без орошения<br />

расходовалось 86 м 3 . Повышение уровня водообеспеченности с 70 до 80% от<br />

НВ увеличивало водопотребление на 30-40 м 3 на тонну продукции, тем самым<br />

снижало эффективность использования оросительной воды.<br />

3. Моделирование - наиболее экономичный путь исследований и, вероятно,<br />

наиболее правильный в нынешних условиях, когда в полевых опытах затруднено<br />

соблюдение всего комплекса планируемых агротехнических мероприятий,<br />

обеспечивающих получение необходимой и достоверной информации в<br />

сложных и многофакторных экспериментах. Модели способствуют обобщению<br />

уже накопленных знаний и их применению для выработки агротехнологических<br />

решений.<br />

87


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

1.<br />

Библиография<br />

Алпатьев А.М. Влагообороты в природе и их преобразование. Л.: Гидрометеоиздат,<br />

1969. 286 с.<br />

2. Бойко А.П., Сиротенко О.Д. Расчет суточной динамики процессов энергои<br />

массообмена системы “почва-растение-атмосфера” при иссушении почвы<br />

// Тр. ВНИИСХМ, 1986, вып.21. С. 33-47.<br />

3. Будаговский А.И. Методы оценки параметров моделей испарения почвенных вод<br />

// Водные ресурсы, 1986, №6. С. 3-15.<br />

4. Будаговский А.И., Ничипорович А.А., Росс Ю.К. Количественная теория<br />

фотосинтеза и ее использование для решения научных и прикладных задач физической<br />

географии // Изв. АН СССР, сер. геог., 1964, №6. С. 13-27.<br />

5. Будаговский А.И., Росс Ю.К. Основы количественной теории фотосинтетической<br />

деятельности посевов // Фотосинтезирующие системы высокой продуктивности.<br />

М.: Наука, 1966. С. 51-58.<br />

6. Будыко М.И. Испарение в естественных условиях. Л.: Гидрометеоиздат,<br />

1948. 186 с.<br />

7. Ботнарь В.Ф. Программирование урожаев и управление водным режимом при<br />

возделывании овощных культур.// Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Ştiinţele<br />

Vieţii, 2010, nr.3 (312), p.70-80.<br />

8. Ботнарь В. Ф. Планирование урожаев овощных культур // Рекомендации.<br />

Кишинэу, 2000, 40 с.<br />

9. Ботнарь В.Ф. Характеристика теплового режима в системе «почва-растениеатмосфера»<br />

при возделывании томатов в открытом грунте // Buletinul Academiei de Ştiinţe<br />

a Moldovei, Ştiinţele Vieţii, 2011, nr.2 (314), p.80-89<br />

10. Ботнарь В.Ф. Характеристика радиационного режима при возделывании томатов<br />

в открытом грунте // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Ştiinţele Vieţii, 2011, nr.3<br />

(315), p.79-86<br />

11. Ботнарь В.Ф. Влияние орошения на влажность воздуха и моделирование водного<br />

режима при возделывании томатов. // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei, Ştiinţele<br />

Vieţii, 2012, nr.1 (316), p.92-104<br />

12. Жученко А.А. Экологическая генетика. Кишинев: Штиинца, 1980. 588 с.<br />

13. Кулик В.Л. Прикладные расчеты на ЭВМ влагопереноса в зоне аэрации. М.:<br />

Недра, 1979. 161 с.<br />

14. Математическое моделирование. Процессы в сложных экономических и<br />

экологических системах. М.: Наука, 1986. 293 с. 143.<br />

15. Обручева Н.В., Ковалев А.Г. О физиологической интерпретации сигмоидных<br />

кривых органов растений //Физиология растений, 1979, т.26, вып. 5. С. 1029-1043. 165.<br />

16. Полуэктов Р.А. Динамические модели агроэкосистемы. Л.: Гидрометеоиздат,<br />

1991. 312 с. 188.<br />

17. Полуэктов Р.А., Жуковский Е.Е.<br />

Имитационное моделирование агроэкосистемы<br />

и ее информационная база //Проблемы экологического мониторинга и моделирования<br />

экосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1980, т.3. С.65-73. 190.<br />

18. Сиротенко О.Д., Абашина Е.В.<br />

Об использовании динамических моделей для<br />

решения задач программирования урожая // Тр. ВНИИСХМ, 1986, вып.21, С. 66-75. 223.<br />

19. Судницын И.И. Движение почвенной влаги водопотребление растений. М.:МГУ,<br />

1979. 253 с. 237.<br />

20. Федюшина Д.П. Показатели увлажнения вегетационного периода и их влияние<br />

на формирование урожая гороха // Тр. Каз. НИИГМИ, 1971, вып.40. С80-96. 257.<br />

21. Физиология сельскохозяйственных растений / Под ред. Б.А. Рубина. М.:МГУ, 1967.<br />

353 с. 259.<br />

88


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

MANIFESTAREA CREŞTERII RELATIVE A RĂDĂCINILOR ŞI<br />

TERMOTOLERANŢA GRÂULUI (TRITICUM AESTIVUM L.) SUB<br />

INFLUENŢA ŞOCULUI TERMIC<br />

Dascaliuc A., Cicalova V., Ralea T.<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

Institutul de Genetică şi Fiziologie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei<br />

Rezumat<br />

A fost determinată creşterea relativă a rădăcinilor plantulelor de grâu după aplicarea<br />

diferitor doze ale şocului termic ( ŞT) îndată după iniţierea germinaţiei seminţelor. În<br />

baza parametrilor de creştere, dozele ŞT au fost divizate în patru zone diferite. Aceste<br />

zone corespund specifi cului reacţiei de inhibare şi restabilire a creşterii în perioada după<br />

aplicarea ŞT. Reacţia de suprimare a creşterii rădăcinilor poate fi caracterizată cantitativ<br />

prin energia de activare (A) conform ecuaţiei lui Arrhenius. Valorile A sporesc în mod<br />

specifi c odată cu creşterea temperaturii ŞT. Determinarea dinamicii creşterii relative<br />

a rădăcinilor după aplicarea ŞT cu doze critice reprezintă un interes deosebit, datorită<br />

faptului că distribuţia valorilor creşterii relative corelează cu termotoleranţa genotipului.<br />

Parametrii dozelor critice, necesari pentru aprecierea termotoleranţei genotipurilor<br />

de grâu, pot fi apreciaţi doar după analiza reacţiei plantulelor la aplicarea dozelor ŞT<br />

determinate atât de temperatură (factorul intensiv), cât şi de durata expoziţiei (factorul<br />

extensiv).<br />

Cuvinte cheie: grâu hexaploid – soiuri - creşterea relativă - şocul termic - energia de<br />

activare - termotoleranţa.<br />

Depus la redacţie 29 octombrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Dascaliuc Alexandru, Institutul de Genetică şi Fiziologie<br />

a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. pădurii, 20, MD-2002 Chişinău,<br />

Republica Moldova, e-mail:dascaliuca@yahoo.com, tel. (+373 22)53-01-77.<br />

Introducere<br />

În ultimii ani, ca urmare a tendinţei de încălzire globală a climei [6], se manifestă o<br />

atenţie deosebită rezistenţei plantelor faţă de temperaturi ridicate. Evaluarea corectă a<br />

rezistenţei termice a plantelor este deosebit de importantă în agricultură. De cunoaşterea<br />

nivelului ei depinde utilizarea raţională a soiurilor şi hibrizilor, precum şi optimizarea<br />

metodelor de selectare a unor soiuri noi. În prezent, există mai multe metode de evaluare<br />

accelerată a rezistenţei plantelor la temperaturi ridicate. Acestea se bazează pe diverse<br />

metode biofi zice [15], fi ziologice [1, 6, 12,13] şi biochimice [7, 12, 14] de apreciere<br />

a stării plantelor după expunerea lor la doze variate ale şocului termic (ŞT). Cu toate<br />

acestea, mai multe probleme rămân nesoluţionate din cauza complexităţii proceselor<br />

implicate. Rezistenţa plantelor faţă de stresul termic depinde de procese care au loc la<br />

diferite niveluri de organizare [6, 10,11], etape ale ontogenezei [3, 10] plantelor, precum<br />

şi de caracteristicile fi zice ale factorului de stres [8, 10, 12]. De exemplu, infl uenţa<br />

temperaturilor ridicate este specifi c determinată de valoarea temperaturii (factorul de<br />

intensitate) şi durata expoziţiei (factorul extensiv). Supravieţuirea plantelor în condiţii<br />

de arşiţă depinde de rezistenţa iniţială ( rezistenţa de bază), creşterea temporară a<br />

rezistenţei (aclimare) [2, 10], repararea deteriorărilor [2], precum şi de existenţa a mai<br />

89


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

multor mecanisme de evitare (diminuare) a dozei de expoziţie la temperaturi ridicate<br />

[6, 8]. Ultimele includ structuri morfologice şi reacţii fi ziologice, care asigură<br />

diminuarea dozei de expunere la arşiţă. Cele menţionate dau posibilitatea de a lămuri<br />

cauzele divergenţelor dintre rezultatele aprecierii termotoleranţei plantelor, determinate<br />

cu utilizarea diferitor metode [2].<br />

Având în vedere impactul mai multor factori asupra răspunsului plantelor la<br />

temperaturi ridicate, în cercetările realizate a fost trasat obiectivul de a minimiza<br />

infl uenţa majorităţii lor, având ca scop doar estimarea rezistenţei primare şi a capacităţii<br />

de recuperare a plantelor după expoziţia la temperaturi ridicate [2]. Pentru a minimiza<br />

contribuţia posibilă a factorilor de aclimatare şi evitare a acţiunii (diminuare a dozei<br />

efective) ŞT, în cercetare au fost luate plantulele de grâu îndată după germinare, iar<br />

expunerea la ŞT a fost efectuată prin scufundarea seminţelor germinate în apă la<br />

temperatura şi durata de expoziţie dorită. În aşa fel a fost evitată infl uenţa posibilă<br />

asupra termotoleranţei a condiţiilor diferite de creştere după germinare şi a proceselor<br />

de aclimatare (datorită perioadei relativ scurte de expunere la ŞT).<br />

Materiale şi metode<br />

Materialul vegetal. În cercetări au fost folosite seminţele diferitor soiuri de grâu<br />

hexaploid, reproduse în anul 2010 pe câmpul experimental al Institutului de Genetică<br />

şi Fiziologie a Plantelor al AŞM. Înainte de germinare, pentru a asigura umectarea<br />

uniformă a seminţelor, ele au fost imersate în apă distilata la 4°C pe parcursul a 12 ore,<br />

tratate cu soluţie de 1% de permanganat de potasiu timp de 20 min, bine spălate cu<br />

apă de robinet, apoi cu apă distilată; semănate în cutii Petri pe hârtie de fi ltru umedă.<br />

Pentru iniţierea germinării cutiile cu seminţe au fost incubate în întuneric, la 25°C şi<br />

umiditatea relativă de 75-85%. După primele 24 ore de incubare, seminţele uniform<br />

germinate au fost selectate şi repartizate în diferite variante, apoi scufundate în apă cu<br />

temperatura corespunzătoare pe parcursul duratei stabilite: seminţele varianta martor la<br />

25°C, iar variantele experimentale la temperaturi ale ŞT între 37şi 52 o C, peste 1-2°C.<br />

Acurateţea menţinerii temperaturii ŞT era de ±0,1 o C. După incubare la temperatura<br />

şi durata stabilită, pentru a asigura creşterea în condiţii identice, seminţele germinate<br />

au fost introduse pe suprafaţa unui bloc de 1% agar-agar solubilizat în apă distilată<br />

(format între două plăci de sticlă paralele) şi cultivate într-un incubator în condiţiile<br />

descrise mai sus. Astfel, condiţiile de creştere a plantulelor erau strict identice,<br />

creşterea rădăcinilor fi ind orientată în spaţiu bidimensional (în înălţime şi lăţime).<br />

Datorită la aceasta, a fost posibilă determinarea exactă a lungimii rădăcinilor măsurând<br />

imaginile realizate zilnic prin scanare. Răspunsul plantelor la ŞT a fost determinat prin<br />

compararea lungimii totale ale primelor trei rădăcini la plantele experimentale şi martor<br />

la fi ecare 24 ore, pe parcursul a 5 zile. Pentru a caracteriza gradul de inhibare iniţială a<br />

proceselor de creştere, cauzată de ŞT, şi a cineticii de recuperare ulterioară a creşterii, a<br />

fost determinată creşterea relativă (CR), calculată din raportul dintre valoarea creşterii<br />

zilnice a lungimii rădăcinilor plantelor experimentale (CRE) către cea a rădăcinilor<br />

plantelor martor (CRM):<br />

CR = CRE/CRM (1)<br />

În baza rezultatelor obţinute, pentru fi ecare temperatură a ŞT, a fost construit<br />

grafi cul dependenţei CR de ziua care a trecut după aplicarea ŞT. În dependenţă de<br />

90


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

valorile CR, determinate în fi ecare zi după aplicarea ŞT cu diferite temperaturi, a fost<br />

calculată energia de activare (A) a proceselor de inhibare a creşterii in conformitate cu<br />

ecuaţia Arrhenius [5]:<br />

2,3 lg K = (A / R) (1 / T’-1 / T’’) (2)<br />

unde K = (1 - CR) cauzate de incubarea pe parcursul a 10 minute la temperatura<br />

dată a ŞT; T’ şi T’’ - două temperaturi consecutive ale ŞT în intervalul între 310 - 340 o K<br />

(37 şi 52 o C); R - constanta gazelor, A- energia de activare după Arrhenius.<br />

Analiza statistică a datelor. Experimentele au fost efectuate în patru repetiţii. În<br />

fi ecare repetiţie au fost utilizate 10 plante. Fiecare experiment a fost repetat de cel<br />

puţin trei ori (pentru a obţine rezultate reproductibile în diferite experimente). Datele<br />

prezentate sunt rezultatul de determinare a mediei şi abaterii standard a mediei [15, p.<br />

9] şi a coefi cientului de corelaţie şi de regresie liniară [15, p.63].<br />

Rezultate şi discuţii<br />

Pe fi gura 1 sunt prezentate curbele CR a rădăcinilor grâului Odessa 267 expuse ŞT<br />

pe parcursul a 10 minute cu diferite temperaturi, în funcţie de ziua care a trecut după<br />

aplicarea lui. Specifi cul dinamicii CR a rădăcinilor în perioada după ŞT dă posibilitatea<br />

de a repartiza temperaturile ŞT în trei zone. Valorile CR a rădăcinilor plantelor supuse<br />

ŞT cu temperaturile caracteristice pentru prima zonă în ziua întâia după aplicarea ŞT<br />

nu scad mai jos de 0,8 şi se restabilesc complet pe parcursul a 5 zile. Această zonă se<br />

răspândeşte până la temperatura 43 o C. În zona a doua valoarea iniţială a CR (în ziua<br />

întâia după aplicarea ŞT) a rădăcinilor se afl ă între 0,2 - 0,8. Ulterior valorile CR cresc,<br />

dar cu viteză cu atât mai joasă, cu cât mai înaltă a fost temperatura ŞT. Această zonă<br />

include temperaturile dintre 43 şi 48 o C inclusiv. ŞT cu temperaturile din zona a treia<br />

(mai înalte de 48 o C) se manifestă prin aceea că CR a rădăcinilor nu se restabileşte<br />

semnifi cativ pe parcursul a 5 zile după aplicarea lor. Chiar şi în interiorul acestei zone<br />

observăm că recuperarea era cu atât mai lentă, cu cât temperatura ŞT era mai înaltă.<br />

Figura 1. Creşterea zilnică relativă a lungimii rădăcinilor plantulelor de grâu Odesa<br />

267 în dependenţă de ziua după acţiunea şocului termic.<br />

91


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

Temperatura limită a ŞT, după aplicarea căreia se remarca restabilirea semnifi cativă<br />

a CR rădăcinilor era egală cu 48 o C. După ŞT cu 46 o C gradul de recuperare creştea<br />

liniar odată cu creşterea perioadei care a trecut după ŞT. În legătură cu aceasta, era<br />

important de a identifi ca reacţia de creştere a rădăcinilor după perioade diferite de<br />

aplicare a ŞT cu aceste temperaturi. Pe fi gura 2 este prezentată dependenţa valorilor CR<br />

a rădăcinilor de durata ŞT cu 46 o C (fi g. 2a) şi 48 o C (fi g. 2b) la perioade diferite după<br />

aplicarea ŞT. Putem observa că, odată cu creşterea duratei ŞT, indus prin expunerea<br />

la 46 o C, CR a rădăcinilor scade, iar recuperarea lor a fost uniformă odată cu creşterea<br />

perioadei care a trecut după ŞT. Aceasta sugerează că nivelul deteriorărilor provocate<br />

de ŞT prin expunerea la această temperatură este cu atât mai semnifi cativ, cu cât durata<br />

de expoziţie era mai mare. Aceste deteriorări erau recuperabile după toate perioadele<br />

de expunere (până la 30 minute) la ŞT cu 46 o C. Alte legităţi au fost observate după<br />

ŞT indus cu temperatura de 48 o C: prelungirea duratei ŞT mai mult de 15 minute a dus<br />

la o scădere bruscă a CR a rădăcinilor, iar restabilirea valorilor CR după aplicarea<br />

ŞT pe parcursul a mai mult de 15 minute a fost foarte lentă. Aceste date indică faptul<br />

că doza ŞT aplicată pe parcursul a 15 minute cu 48 o C reprezintă un prag, după care<br />

creşterea perioadei de expoziţie duce la amplifi carea acumulării deteriorărilor şi la<br />

diminuarea vitezei de recuperare a lor. În general, datele prezentate în fi gurile 1 şi 2<br />

sugerează că specifi citatea creşterii rădăcinilor după ŞT cu diferite temperaturi şi durate<br />

de expoziţie dau posibilitate de a aprecia pragurile de toleranţă în dependenţă de durata<br />

şi temperatura ŞT. Valorile dozelor după aplicarea cărora se manifestă aceste praguri<br />

sunt determinate atât de temperatura (factorul de intensitate), cât şi de durata (factorul<br />

extensiv) ŞT. Exemplele prezentate pe fi gurile 1 şi 2 dau posibilitatea de a menţiona că<br />

pentru rădăcinile plantulelor de grâu Odessa 267 pragul temperaturilor tolerate după<br />

expunerea la ŞT este 48 o C pe parcursul a 15 minute. Temperaturile ŞT mai înalte de<br />

48 o C duc la diminuarea practic ireversibilă a creşterii rădăcinilor (fi g. 1).<br />

Figura 2. Dinamica creşterii relative a rădăcinilor grâului Odessa 262 în dependenţă<br />

de durata şocului termic cu 46 o C (a) şi 48 o C (b) la perioade diferite după aplicarea lui:<br />

1 - 5 - respectiv ziua întâia şi a cincea.<br />

Concluzii mai generale despre specifi cul infl uenţei ŞT provocat cu diferite<br />

temperaturi şi durate de expoziţie pot fi trasate analizând infl uenţa ŞT asupra energiei de<br />

activare (A). Pe fi gura 3 sunt prezentate A, calculate în baza valorilor CR a rădăcinilor în<br />

ziua 1 şi a 5 după aplicarea ŞT pe parcursul a 10 minute, în dependenţă de temperatură<br />

92


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

(exprimată în grade Kelvin). Datele obţinute, după infl uenţa asupra valorilor A, dau<br />

posibilitatea de a separa temperaturile ŞT în patru zone. În interiorul fi ecărei zone odată<br />

cu creşterea temperaturii şi duratei ŞT legităţile schimbării valorilor A sunt diferite. În<br />

zona I (temperaturi relativ scăzute ale ŞT) valorile A ale proceselor de frânare a CR a<br />

rădăcinilor sunt practic constante şi se menţin la nivelul circa -1000 cal/M. În zonele<br />

II şi III valorile absolute ale A cresc respectiv iute şi foarte iute odată cu creşterea<br />

temperaturii ŞT. Despre aceasta indică valorile coefi cienţilor de proporţionalitate din<br />

formulele care descriu dependenţa valorilor A de temperatura ŞT: pentru ziua întâia<br />

şi a cincea valorile acestui coefi cient sunt respectiv egale cu 799,4 şi 1027,7 cal o K/M<br />

(zona II) şi 4040,7 şi 5558 cal K/M (zona III).. În zona a IV, zona temperaturilor ŞT<br />

care depăşesc 319 o K (în prima zi) şi 323 o K (în ziua a cincea), valorile absolute ale A<br />

rămân la un nivel foarte înalt (ele depăşesc 14000 cal/M). Aceasta se datorează faptului<br />

că după ŞT cu aceste temperaturi (specifi ce pentru ziua întâia şi a cincea!), creşterea<br />

rădăcinilor practic se opreşte.<br />

Figura 3. Dinamica energiei de activare a diminuării creşterii relative a rădăcinilor<br />

grâului Odessa 267 în dependenţă de temperatura şocului termic pe parcursul a 10<br />

minute. Sunt prezentate datele determinării energiei de activare în ziua întâia şi a cincea.<br />

Indicii I - IV - zonele cu dependenţă lineară diferită.<br />

Comparând valorile A în prima şi a cincea zi după aplicarea ŞT, putem observa că<br />

în ziua a cincea, diapazonul zonei II devine mai larg. Aceasta se datorează fenomenelor<br />

de recuperare a creşterii după ŞT cu temperaturi care în ziua întâia cauzează diminuarea<br />

semnifi cativă a creşterii rădăcinilor. În general, aceste date dau posibilitatea de a<br />

menţiona că cu creşterea temperaturii ŞT valorile parametrului A (deci şi a gradului<br />

de deteriorare) cresc ne uniform. Caracterul schimbărilor valorilor A în diferite zone<br />

dă temei de a considera că severitatea daunelor cauzate de ŞT şi rata de recuperare a<br />

lor este specifi că. În zona temperaturilor dintre 314 -322 o K (41- 49 o C) deteriorările<br />

sunt reversibile, datorită la ce în această zonă a temperaturilor ŞT valorile absolute<br />

ale A în ziua a cincea scad în comparaţie cu ziua întâia. ŞT cu temperaturi mai înalte<br />

de 49 o C cauzează creşterea bruscă a valorilor A, ceia ce susţine ideea că deteriorările<br />

93


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

provocate de ŞT cu aceste temperaturi devin ireversibile, iar procesul de amplifi care a lor<br />

depăşeşte cel de recuperare. Este interesant de menţionat că valorile maxime ale A (după<br />

valoarea absolută!), determinate în experimentele noastre, depăşesc de aproximativ<br />

1700 ori energia de activare a scurgerii electroliţilor din seminţele de soia umectate la<br />

temperaturi scăzute [5] şi, la estimările noastre [4], de 200 de ori energia de activare a<br />

scurgerii electroliţilor din frunze de cimişir expuse ŞT. Probabil, aceasta se explică prin<br />

infl uenţa ŞT asupra unui număr mult mai mare de procese care infl uenţează creşterea<br />

în comparaţie cu numărul celora ce determină scurgerea electroliţilor infl uenţată de<br />

umectare sau ŞT.<br />

Datele de mai sus dau posibilitatea de a demarca regiunile dozelor ŞT , după aplicarea<br />

cărora plantulele de grâu rămân viabile datorită rezistenţei primare şi proceselor de<br />

recuperare. De aceia a fost interesant de a determina dacă răspunsul altor genotipuri de<br />

grâu la aceste doze este similar celui a soiului Odessa 267. În fi gura 4 este prezentată<br />

dinamica valorilor CR a rădăcinilor unor soiuri de grâu expuse ŞT cu 46 o C pe parcursul<br />

a 30 minute. Putem observa că după valorile CR cele mai rezistente la ŞT sunt plantulele<br />

soiurilor Odessa 267 şi Arnăut 7. La ele valorile CR în ziua întâia după ŞT sunt mai<br />

înalte, iar restabilirea ulterioară a lor este mai rapidă. O poziţie intermediară ocupă<br />

soiurile Moldova 5, Artemida şi Stolicinaia. Se poate observa o capacitate sporită de<br />

restabilire după aplicarea ŞT a valorii CR a rădăcinilor soiului Moldova 5. Datele de<br />

mai sus indică faptul că răspunsul de creştere a rădăcinilor plantulelor de grâu la acţiune<br />

ŞT este determinat de suprimarea iniţială a creşterii şi de intensitatea proceselor de<br />

recuperare în perioada după aplicarea lui. Valorile CR în ziua întâia după aplicarea ŞT<br />

dau posibilitatea de a aprecia rezistenţa primară a plantulelor, iar valorile CR din ziua<br />

a cincea – capacitatea de recuperare a deteriorărilor. Rezultatele obţinute în cercetările<br />

noastre demonstrează că rezistenţa primară şi capacitatea recuperativă la diferite<br />

genotipuri corelează pozitiv. Doar la soiul Moldova 5 s-a manifestat o capacitate de<br />

recuperare sporită în comparaţie cu rezistenţa iniţială, fi g.4.<br />

Figura 4. Dinamica creşterii relative ale rădăcinilor diferitor soiuri de grâu în<br />

dependenţă de ziua care a trecut după aplicarea şocului termic cu 46 o C pe parcursul a<br />

30 minute.<br />

94


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

Datele noastre susţin concluziile altor cercetători despre posibilitatea utilizării<br />

parametrului CR în urma ŞT pentru a compara termotoleranţa diferitor genotipuri de<br />

grâu [12, 13]. Experimentele noastre se deosebesc de cele realizate de alţi autori prin<br />

aceia că ele au fost efectuate în condiţii care limitează contribuţia posibilă a procesului<br />

de aclimatare şi de evitare (diminuare a dozei efective) a ŞT. Rezultatele obţinute<br />

susţin viziunea că soiurile de grâu testate au rezistenţă primară diferită. Din punct de<br />

vedere practic rezultatele sunt promiţătoare deorece susţin viziunea despre posibilitatea<br />

de a evalua rezistenţa plantelor la temperaturi ridicate în baza analizei minuţioase a<br />

infl uenţei unor doze specifi ce ale ŞT asupra creşterii rădăcinilor în perioada de creştere<br />

după expoziţie. Mai mult ca atât, metoda permite aprecierea diferenţiată a rezistenţei<br />

iniţiale şi capacităţii de restabilire a creşterii. Rezultatele obţinute în cercetările noastre<br />

demonstrează că rezistenţa primară şi capacitatea recuperativă la diferite genotipuri<br />

corelează pozitiv. Doar la soiul Moldova 5 s-a manifestat o capacitate de recuperare<br />

sporită în comparaţie cu rezistenţa iniţială, fi g.4. Condiţiile bine controlate de creştere<br />

a plantulelor, precizia măsurărilor datorită scanării şi dozării precise a ŞT asigură<br />

reproductibilitatea rezultatelor. Această abordare poate fi promiţătoare nu numai pentru<br />

evaluarea comparativă a termotoleranţei plantelor, ci şi pentru trierea substanţelor care<br />

infl uenţează rezistenţa primară şi capacitatea recuperativă a plantelor la arşiţă.<br />

Concluzii<br />

1. Creşterea relativă a rădăcinilor după expunerea plantulelor de grâu la diferite<br />

doze ale şocului termic dă posibilitatea de a aprecia frânarea iniţială şi cinetica de<br />

recuperare a deteriorărilor provocate de şocul termic.<br />

2. După gradul de frânare şi cinetica de recuperare a creşterii rădăcinilor în perioada<br />

după expunerea plantelor la şocul termic, temperaturile şocului termic pot fi divizate<br />

în zone diferite. În interiorul fi ecărei zone sporirea energiei de activare a proceselor de<br />

frânare odată cu mărirea temperaturii şocului termic sporeşte constant.<br />

3. Valorile creşterii relative ale rădăcinilor după expunerea la doze critice ale<br />

şocului termic dau posibilitatea de a diferenţia genotipurile de grâu în conformitate cu<br />

termotoleranţa lor.<br />

Autorii aduc sincere mulţumiri doctorului habilitat Petru Buiucli pentru<br />

furnizarea seminţelor diferitor soiuri de grâu utilizate în studiu.<br />

Referinţe<br />

1. Alexandrov V.Y.<br />

Cytophysiological and cytoecological investigations of heat resistance<br />

of plant cells toward the action of high and low temperature // Quart. Rev.Biol. 1964. V.30.<br />

P.35-77.<br />

2. Camejo, D.; Marti, M.; Nicolas, E.; Alarcon, J.; Jimenez, A.; Sevila, F. Response of<br />

superoxide dismutase isoenzymes in tomato plants (Lycopersicon esculentum) during thermoacclimation<br />

of the photosynthetic apparatus. Physiologia Plantarum.2007. V 131. P. 367-377.<br />

3. Clewer A.G., Scarisbrick D.H. Practical statistics and experimental design for plant crop<br />

science //, Chichester, New York: John Wiley & Sons, LTD, 2001. 332 p.<br />

4. Dascaliuc A., Nemerovschii A., Costica M., Costica N. Integrative approaches in evaluation<br />

the adaptive potential of plants to heat shock temperatures // În memoriam academicianului<br />

Boris Matienco. Chişinau, 2011. P.194-196.<br />

5. Leopold A.C. Temperature effects on soybean imbibitions and leakage // Plant Physiol.<br />

1980. V. 65. P. 1096-1098.<br />

95


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

6. Levitt J. Responses of plants to environmental stresses.// New York: Vol.1., Academic<br />

Press, 1980. 568 p.<br />

7. Lin C.-I., Roberts J.K., Key J.L. Acquisition of thermotolerance in soybean seedlings.<br />

Synthesis and accumulation of heat shock proteins and their cellular localisation // Plant.<br />

Physiol. 1984. V. 74. P. 152-160.<br />

8. Quinn P. Membrane stability under thermal stress // New York, USA. Plenum<br />

Publ.1989. P.511-515.<br />

9. Schneider S. H. The greenhouse effect: Science and policy // Science. 1989. V 243.<br />

P. 771-781.<br />

10. Александров В.Я., Кислюк И.М.<br />

Реакция клеток та тепловой шок: физиологический<br />

аспект // Цитология. 1994. Т. 3. С. 5-59.<br />

11. Александров В.Я., Данько К.И., Ломагин А.Г. Изменение во времени фототаксиса<br />

хлоропластов и движения цитоплазмы в растительных клетках после теплового шока //<br />

Физиология растений. 1990. Т 37. C. 133-141.<br />

12. Даскалюк Т.М. Особенности ростовой реакции и белкового синтеза проростков<br />

пшеницы при тепловом стрессе: Автореф. дис. канд. биол. наук. – Кишинев, 1989. 17с.<br />

13. Мусиенко Н.Н., Даскалюк Т.М., Капля А.В. Ростовая реакция проростков<br />

пшеницы на действие высоких температур // Физиология растений. 1986. Т. 33. С.134-<br />

141.<br />

14. Олейникова Т. В., Волкова А. М., Пушина Р. М.<br />

Действие высоких температур<br />

на коферментный состав и активность изозимов пероксидазы листьев пшеницы //<br />

Физиология и биохимия культ. растений. 1979. Т. 11. С. 113 – 117.<br />

15. Мельник П.О., Мойса І.І, Даскалюк О.П. Визначення стійкості рослин до високих<br />

температур методом витоку електролітів //Вісник аграрної науки. 2006. С.44-46.<br />

ВЛИЯНИЕ НЕДОСТАТОЧНОЙ ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТИ И<br />

ПОВЫШЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ БИКАРБОНАТА В ПОЧВЕ<br />

НА НЕКОТОРЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОДНОГО СТАТУСА И<br />

ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ СОИ<br />

Харчук О.А., Кириллов А.Ф., Козьмик Р.А., Баштовая С.И.,<br />

Кириллова Э.Н., *Митина Т.<br />

Институт генетики и физиологии растений Академии Наук Молдовы,<br />

*Институт химии Академии Наук Молдовы<br />

Rezumat<br />

În baza datelor experimentale a fost relevat caracterul modifi cărilor stasului apei în<br />

rădăcini şi frunze, precum şi productivităţii plantelor de soia s. Bucuria expuse acţiunii<br />

repetate şi complexe a insufi cienţei de umiditate şi conţinutului sporit de bicarbonaţi în<br />

sol. S-a constatat că, pe fondalul secetei de scurtă durată în prima jumătate a perioadei<br />

de vegetaţie, conţinutul sporit de bicarbonaţi în sol condiţionează sporirea conţinutului<br />

de apă în simplastul rădăcinilor, diminuarea potenţialului hidric şi turgescenţei relative<br />

a frunzelor. Acţiunea secetei repetată, în perioada împlinirii boabelor, conduce la<br />

diminuarea în continuare a conţinutului de apă atât în simplastul, cât şi în apoplastul<br />

frunzelor, micşorarea considerabilă a potenţialului hidric şi turgescenţei relative a lor.<br />

Conţinutul sporit de bicarbonaţi în sol, în special pe fondalul insufucienţei de umiditate,<br />

condiţionează micşorarea cotei producţiei unile (semincere) în masa uscată totală a<br />

plantelor de soia şi diminuarea efi cacităţii utilizării apei de către plante.<br />

96


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

Cuvinte cheie: soia - statusul apei în rădăcini şi frunze – productivitate - insufi cienţă de<br />

umiditate- salinizare hidrocarbonatică.<br />

Depus la redacţie 29 octombrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Harciuc Oleg, Institutul de Genetică şi Fiziologie<br />

a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Pădurii 20, MD 2002, Chişinău,<br />

Republica Moldova, E-mail: kharchuk.biology@mail.ru, tel : (+373 69) 24 52 57.<br />

Введение<br />

Территория Молдовы характеризуется летними засухами [1], а также<br />

повышенной минерализацией поверхностных и подземных вод [2]. В районах<br />

лесных Кодр, лесостепном плато северной Молдовы преобладают такие<br />

подземные воды, как гидрокарбонатно-кальциевые и гидрокарбонатномагниевые,<br />

в условиях степей и лугов Южной Молдовы и Бельцкой равнины<br />

– гидрокарбонатно-натриевые и магниевые [3]. В ионном составе почвенного<br />

раствора среди анионов преобладает бикарбонат, что способствует повышению<br />

щелочности почвенного раствора: к примеру, почвенные растворы черноземов<br />

Чулукск-Солонецкой возвышенности характеризуются рН до 8,0-8,1[4].<br />

Известно, что в интервале рН 5,5-8,0 потенциал продуктивности сои снижается<br />

с увеличением рН [24]. Классификация почв по засолению [14] включает 9<br />

- типов засоления по анионному составу. Если количество ионов НСО в водной<br />

3<br />

вытяжке превышает 1,4 мг-экв на 100 г почвы, то в названии типа засоления<br />

предлагается добавлять «с участием соды». При содержании солей 0,2-0,4% почва<br />

считается слабозасоленной. Детализация химизма (сульфатно- или хлоридно-)<br />

гидрокарбонатного засоления дается в зависимости от соотношения анионов<br />

сульфата, хлорида и бикарбоната. Типы засоления по-разному влияют на рост<br />

и развитие растений. К прdимеру, на разных сортах ячменя Hordeum vulgare L.<br />

добавление в питательную среду бикарбоната натрия подавляло рост растений<br />

сильнее, чем NaCl, даже в относительно небольших (10 mM) концентрациях<br />

бикарбоната в поливном растворе [15]. Известным аспектом приспособления<br />

высших растений к условиям засухи является перераспределение ассимилятов в<br />

репродуктивныe органы [22, 23, 25], но мало информации о подобной реакции в<br />

условиях засоления.<br />

Нами была поставлена задача выявить некоторые показатели водного<br />

статуса и продуктивности растений сои в связи с воздействием (однократным и<br />

повторным) недостаточной влагообеспеченности, в том числе на фоне внесения<br />

в почву бикарбоната натрия.<br />

Объекты и методы исследования<br />

Исследования проводили в вегетационном комплексе в сосудах объемом<br />

10 л, заполненных черноземной почвой, с моделированием однократного и<br />

повторного периодов недостаточной влагообеспеченности. Бикарбонат натрия<br />

вносили в почву при набивке сосудов, в количестве 0,15% сухой массы почвы (по<br />

бикарбонат-аниону), доведя рН почвенного раствора с рН 7,2 (контроль) до 8,0.<br />

Объект исследования – растения сои сорта Букурия. Для определения параметров<br />

компонентов водного статуса использовали классические методы [6-8], водный<br />

потенциал определяли компенсационным методом [9-11]. Листовую поверхность<br />

97


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

растений определяли по линейным размерам листовой пластинки и методом<br />

отпечатков, общую сухую массу растений и долю полезной (семена) её части<br />

согласно [12; 13].<br />

Результаты и обсуждение<br />

Нами установлено, что в условиях недостаточной влагообеспеченности в фазе<br />

наполнения семян растений сои, особенно у растений подвергнутых повторному<br />

воздействию засухи и в сочетании с повышенным содержанием бикарбоната в<br />

почве, листья испытывали значительный водный дефицит, достигавший 40-50%<br />

(табл. 1). До таких же величин (40% в конце стрессового периода) доходил водный<br />

дефицит листьев в работе бразильских исследователей, изучавших влияние<br />

засухи на растения сои [16]. При первом воздействии засухи (влажность почвы<br />

35% ПВ на протяжении 7 дней в фазе бутонизации – цветения) водный дефицит<br />

листьев незначительно возрастает. Хотя абсолютные значения этого показателя<br />

разнятся, в зависимости от климатических условий года, доля влияния недостатка<br />

влаги на его изменение в разные годы сохраняется. Так, водный дефицит листьев<br />

растений варианта с недостаточным влагообеспечением в 1911 году был в 1,2<br />

раза больше чем у растений контрольного варианта, а в 1912 году – в 1,3 раза<br />

(табл. 1). Комплексное воздействие засухи и бикарбоната на растения в эту<br />

фазу увеличивает водный дефицит листьев в большей мере (в среднем по двум<br />

годам в 2,2 раза), что, вероятно связано с увеличением рН почвы. При повторном<br />

действии засухи в комплексе с бикарбонатом доля влияния бикарбоната несколько<br />

снижается.<br />

Таблица 1. Водный дефицит листьев растений сои сорта Букурия при действии<br />

недостаточной влагообеспеченности и повышенного содержания бикарбоната в<br />

почве.<br />

70% CTA<br />

35%ПВ<br />

Вариант Год первая засуха (55-65 ДПС*) вторая засуха (80-90 ДПС)<br />

35%ПВ + бикарбонат<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

2011 18,5±2,1 18,8±0,1<br />

2012 20,4±2,7 29,8±2,0<br />

2011 23,0±0,8 27,9±5,4<br />

2012 26,0±7,7 34,8±3,4<br />

2011 45,0±9,6 35,3±0,5<br />

2012 39,4±0,7 40,1±3,4<br />

* ДПС – дни после сева<br />

В табл. 2 приведены данные, отражающие изменения некоторых параметров<br />

водного статуса корней и листьев растений сои при действии недостатка<br />

влаги и повышенного содержания бикарбонатов в почве. При оптимальной<br />

влагообеспеченности растений общее содержание воды в листьях больше, чем<br />

в корнях, однако это происходит за счет симпластной фракции, т.е. собственно<br />

внутриклеточной воды. В то же время содержание апопластной воды в корнях в<br />

несколько раз выше, что обьясняется, по-видимому, большей долей проводящих<br />

тканей в корнях по сравнению с листьями. В корнях величина водного дефицита<br />

меньше, чем в листьях, что свидетельствует о более высокой тургоресцентности<br />

корней. Более высокая относительная тургоресцентность корней и содержание<br />

98


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

апопластной воды в них тесно коррелируют друг с другом, свидетельствуя в<br />

пользу того, что относительная тургоресцентность корней определяется именно<br />

апопластной фракцией. Водный потенциал значительно выше в корнях по<br />

сравнению с листьями, несмотря на то, что общее содержание воды в листьях<br />

выше, чем в корнях. Это свидетельствует о том, что величина водного потенциала<br />

определяется преимущественно апопластной водой, несмотря на то, что ее<br />

содержание меньше, чем симпластной.<br />

Данные по водному статусу корней и листьев растений сои при воздействии<br />

на них первой засухи (35% ПВ в срок 55-80 ДПС, фаза бутонизациицветения)<br />

показывают сохранение в целом тех различий, которые связаны с<br />

функциональными и анатомическими особенностями корней и листьев: общее<br />

содержание воды выше в листьях, что связано с более высоким содержанием<br />

внутриклеточной (симпластной) воды (табл. 2).<br />

Таблица 2. Компоненты водного статуса листьев и корней растений сои (сорта<br />

Букурия) при действии недостатка влаги и повышенном содержании бикарбонатов<br />

в почве.<br />

орган<br />

водный<br />

дефицит, %<br />

содержание воды, г /г сухой массы водный<br />

потенциал<br />

общая симпласт апопласт (Ψ ), МПа<br />

w<br />

70% ПВ, контроль<br />

листья 20,4±2,7 2,63±0,35 2,54±1,19 0,08±0,16 -0,27±0,21<br />

корни 9,7±4,6 2,18±0,06 1,64±0,11 0,54±0,08 -0,09±0,11<br />

одна засуха 35% ПВ<br />

листья 26,0±7,7 2,33±0,06 2,23±0,06 0,10±0,01 -0,19±0,34<br />

корни 27,8±2,3 1,33±0,12 1,12±0,09 0,22±0,09 -0,40±0,00<br />

две засухи 35% ПВ<br />

листья 34,8±3,4 1,71±0,03 1,71±0,02 0,00±0,03 -1,22±0,07<br />

корни 24,9±3,0 1,98±0,16 1,66±0,04 0,32±0,12 -0,22±0,08<br />

одна засуха + бикарбонат<br />

листья 39,4±0,7 2,26±0,07 2,19±0,09 0,07±0,02 -0,65±0,06<br />

корни 15,1±2,7 1,57±0,13 1,49±0,26 0,07±0,14 -0,23±0,20<br />

две засухи + бикарбонат<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

листья 40,1±3,4 1,78±0,03 1,72±0,02 0,06±0,01 -1,07±0,07<br />

корни 14,8±11,5 1,78±0,11 1,61±0,12 0,18±0,02 -0,17±0,07<br />

При этом содержание воды в листьях и корнях растений уменьшается по<br />

сравнению с растениями влагообеспеченного варианта (70% ПВ, контроль).<br />

Однако, снижение оводненности касается в большей степени корней, в которых<br />

содержание апопластной воды уменьшается более чем в 2 раза, по причине чего<br />

их относительная тургоресцентность уменьшается значительно сильнее, чем<br />

листьев. Водный потенциал листьев при первой засухе изменяется незначительно<br />

относительно контрольных растений, в то время как водный потенциал корней<br />

уменьшается существенно (на 0,3 МПа). Снижение тургоресцентности корней<br />

коррелирует прежде всего с содержанием апопластной воды.<br />

99


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

При воздействии на растения повторной засухи (35% ПВ в срок 90 ДПС,<br />

фаза наполнения семян) общее содержание воды в листьях значительно<br />

меньше, снизилось содержание симпластной и апоплластной воды, а также<br />

тургоресцентность листьев относительно этих показателей при первой засухе;<br />

водный потенциал листьев уменьшился очень сильно, до нижнего предельного<br />

уровня для листьев сои, который составляет, как известно из литературы, около<br />

-1,2 МПа [26]. При этом содержание воды в корнях несколько увеличилось, что,<br />

по-видимому, связано с накоплением в них ионов (на рис. 1 приведены такие<br />

данные по иону натрия), а водный потенциал достаточно высокий (-0,22 -0,23<br />

МПа), что коррелирует с поддержанием их тургоресцентности.<br />

Действие повышенного содержания бикарбоната в почве на фоне однократного<br />

воздействия засухи заключается в увеличении оводненности, водного потенциала<br />

и уменьшении водного дефицита корней при его увеличении в листьях.<br />

Повышенная оводненность корней (преимущественно симпластной воды)<br />

может объясняться увеличением активности аквапоринов при защелачивании<br />

внеклеточной среды [18]. На фоне повторной засухи влияние бикарбоната<br />

менее выражено.<br />

Действие стрессовых условий повлияло на показатели продуктивности<br />

растений сои. На фоне недостаточного увлажнения (особенно при воздействии<br />

повторной засухи) общая сухая масса растений сои (табл. 3) и их семенная<br />

продуктивность (табл. 4) снизились по сравнению с контрольными растениями. В<br />

то же время, повышенное содержание бикарбоната в почве приводит к удлинению<br />

периода вегетации растений из-за изменения соотношения вегетативных и<br />

генеративных процессов в сторону вегетативного развития и, как следствие, к<br />

более позднему созреванию части семян. В связи с этим уборку проводили в<br />

два срока: первый срок – сортоспецичный, а второй – на две недели позже, что<br />

позволило установить специфичность действия изучаемых факторов (недостаток<br />

влаги и повышенное содержание бикарбоната в почве) на растения сои (таб. 4).<br />

Таблица 3. Влияние недостаточной влагообеспеченности и повышенного<br />

содержания бикарбоната в почве на сухую массу растений сои сорта Букурия<br />

(135 ДПС).<br />

вариант<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

сухая масса растения, г<br />

2011 2012<br />

70% ПВ (контроль) 45,9±3,4 20,8 ± 1,9<br />

первая засуха 35%ПВ 30,9 ± 1,5 16,1 ± 1,6<br />

две засухи 35%ПВ 25,9 ± 0,6 14,2 ± 1,0<br />

бикарбонат + две засухи 35%ПВ 34,4 ± 2,3 16,2 ± 2,5<br />

В 2011 году при дополнительной поздней уборке семян (на две недели<br />

позже сортоспецифического срока) в варианте с повторной засухой повышенное<br />

содержание бикарбоната в почве привело к некоторому увеличению сухой массы<br />

и семенной продуктивности растений сои в сравнении с фоном без внесения в<br />

исходную почву дополнительного количества бикарбоната. Сбор семен, дозревших<br />

за пределами сортоспецифичного срока, к 135 ДПС, позволило установить, что<br />

при высокой влагообеспеченности (70% ПВ) семенная продуктивность растений,<br />

100


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

произраставших как на пресном фоне, так и при повышенном содержании<br />

бикарбоната в почве, при уборке в это срок одинаковая. При сортоспецифическом<br />

для незасоленной почвы сроке уборки влияние бикарбоната выражается в<br />

снижении урожая.<br />

Другим показателем продуктивности является доля хозяйственно-полезной<br />

части (семян) в полной сухой массе растений. В физиологических исследованиях<br />

критерием перераспределения ассимилятов в репродуктивные органы<br />

является показатель эффективной части растительной массы [13].<br />

Данные по доле зерна в общей сухой массе растений сои при воздействии<br />

неблагоприятных факторов (табл. 5) указывают на высокую чувствительность<br />

сорта Букурия к бикарбонатному засолению.<br />

Таблица 4. Семенная продуктивность растений сои сортa Букурия при действии<br />

недостатка влаги и повышенного содержания бикарбоната в почве. 2011г.<br />

вариант<br />

первая уборка<br />

(115 ДПС*)<br />

Семенная продуктивность, г/растение<br />

вторая уборка<br />

(135 ДПС)<br />

суммарно<br />

70% ПВ (контроль) 8,29 ± 1,43 5,32 ± 1,52 13,61 ± 0,22<br />

70% ПВ + бикарбонат 5,65 ± 0,37 8,26 ± 0,28 13,90 ± 0,57<br />

одна засуха 35% ПВ 9,71 ± 0,36 0,85 ± 0,48 10,56 ± 0,41<br />

две засухи 35% ПВ 3,62 ± 2,40 4,30 ± 1,73 7,91 ± 0,37<br />

две засухи 35%ПВ + бикарбонат 5,80 ± 1,32 3,68 ± 1,32 9,48 ± 0,57<br />

*сортоспецифичный срок<br />

Таблица 5. Величина хозяйственно-полезной части растений сои сортa Букурия<br />

при действии недостаточной влагообеспеченности и повышенного содержания<br />

бикарбоната в почве (2012).<br />

Вариант Доля зерна в общей сухой массе растений, %<br />

70% ПВ, контроль 32,2±1,2<br />

35% ПВ 38,5±1,1<br />

две засухи 35% ПВ 31,7±3,3<br />

35% ПВ+ бикарбонат 31,6±2,1<br />

две засухи 35% ПВ+ бикарбонат 21,0±2,4<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

Среди изученных вариантов наибольшая доля хозяйственно-полезной части<br />

в сухой массе растений сои наблюдается в варианте пониженной влагообеспеченности<br />

в первую половину вегетационного периода (табл. 5). Только в этом<br />

варианте преимущественная часть семян созревает в сортоспецифический для<br />

изучавшегося сорта Букурия срок, 115 дней после сева (табл. 4). Даже контрольный<br />

уровень постоянной влагообеспеченности 70% ПВ не является оптимальным<br />

по показателю доли хозяйственно-полезной части в сухой массе растений,<br />

что согласуется с ранее опубликованными нами результатами по оптимальности<br />

для растений сои уровня влагообеспеченности 55% ПВ. Ранее установлено [17-<br />

19], что хотя в онтогенезе растений на фонах низкой влажности уменьшались<br />

водный потенциал, оводненность апопласта и устьичная проводимость листьев,<br />

увеличивалась водоудерживающая способность, на уровне листа уменьшался<br />

101


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

расход транспирационной воды на ассимиляцию единицы CO 2 , однако на уровне<br />

целого растения, по критерию доли хозяйственно-полезной части в сухой массе<br />

растений, эффективность использования воды была самая низкая при низкой<br />

влажности. Наибольшая эффективность использования воды установлена при<br />

уровнях влагообеспеченности 55 и 70% ПВ, на этих фонах влажности было и самое<br />

высокое качество семян по содержанию в них масла. На основании результатов<br />

многолетних исследований было рекомендовано снизить уровень оптимальной<br />

влагообеспеченности для растений сои с 70 до 55% ПВ [17-19]. Что касается<br />

физиологического механизма действия бикарбонатного засоления на растения,<br />

то в его основе лежит сдвиг развития в сторону усиления вегетативных процессов.<br />

По этой причине при бикарбонатном засолении уменьшается интенсивность<br />

наполнения семян, которые на растениях бикарбонатного фона накопливают значительно<br />

меньше масла [20]. Однако следует отметить, что наполнение семян на<br />

индивидуальных растениях зависит не только от внешних условий, но во многом<br />

предопределено качеством посевного материала [20].<br />

Для водного статуса и продуктивности растений имеет значение распределение<br />

ионов по различным органам растения. Накопление значительного количества<br />

ионов натрия в корнях растений сои ограничивает их поступление в листья и<br />

тесно коррелирует с уменьшением доли хозяйственно-полезной части в сухой<br />

массе растений сои (рис. 1).<br />

Рис. 1. Зависимость<br />

относительно скороспелой<br />

(115 ДПС)<br />

доли хозяйственнополезной<br />

части массы<br />

растений сои сорта Букурия<br />

от содержания<br />

Na в корнях (вегетационный<br />

опыт 2011 г.).<br />

Срок отбора образцов<br />

для определения содержания<br />

натрия - 90<br />

ДПС.<br />

Известно, что накопление ионов растением прямо зависит от количества<br />

транспирированной воды. Данные по интенсивности транспирации листьев<br />

растений сои при действии недостаточной влагообеспеченности и повышенного<br />

содержания бикарбоната в почве приведены в табл. 6.<br />

Таблица 6. Интенсивность транспирации листьев ( г/м 2 /час) растений сои<br />

сорта Букурия при действии недостаточной влагообеспеченности и повышенного<br />

содержания бикарбоната в почве.<br />

Вариант первая засуха (55-65 ДПС) вторая засуха (80-90 ДПС)<br />

70% ПВ (контроль) 86,0±12,9 101,9±10,8<br />

две засухи 35% ПВ 51,0±7,8 38,2±6,4<br />

бикарбонат+две засухи 35% ПВ 47,8±7,1 23,9±8,0<br />

102


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

При недостатке влаги интенсивность транспирации листьев растений<br />

сои снижается, в первый засушливый период до уровня в 56-59% от<br />

влагообеспеченного контроля, при повторной засухе еще сильнее – до 23-37%, при<br />

этом интенсивность транспирации ниже на фоне совместного действия повторной<br />

засухи и бикарбонатного засоления. Снижение транспирации при умеренной<br />

засухе, в пределах адаптивных возможностей растения, уменьшает поступление<br />

в растения вредных ионов, как натрий, что коррелирует с увеличением доли<br />

хозяйственно-полезной части в общей сухой массе (рис.1), эффективностью<br />

использования растением воды и питательных веществ.<br />

Выводы:<br />

1. Водный статус листьев растений сои характеризуется более высоким<br />

содержанием общей и симпластной воды по сравнению с корнями. Корни<br />

характеризуются повышенными водным потенциалом, содержанием воды в<br />

апопласте и относительной тургоресцентностью (меньшей величиной водного<br />

дефицита).<br />

2. При первой засухе водный статус корней изменяется быстрее и сильнее,<br />

чем водный статус листьев, при этом специфическим эффектом повышенного<br />

содержания бикарбоната в почве является увеличение содержания симпластной<br />

(внутриклеточной) воды в корнях.<br />

3. При повторной засухе, в период наполнения семян, в том числе и на фоне<br />

повышенного содержания бикарбоната в почве, сильнее изменяется водный<br />

статус листьев: продолжается уменьшение содержания в них симпластной воды,<br />

водный потенциал снижается до предельно низкого для листьев сои уровня.<br />

4. На фоне недостаточного увлажнения снижаются общая сухая масса (уже в<br />

результате действия первой засухи) и семенная продуктивность (особенно после<br />

повторной засухи в фазе наполнения семян) растений сои. При кратковременной<br />

засухе в начальный период вегетации увеличивается доля хозяйственно-полезной<br />

части в сухой массе растений, что является проявлением адаптации растений к<br />

недостатку влаги в почве. Повышенное содержание бикарбоната в почве приводит<br />

к снижению доли хозяйственно-полезной части в общей сухой массе растений<br />

сои и уменьшению эффективности использования воды растением, особенно на<br />

фоне повторной почвенной засухи.<br />

5. Увеличение содержания натрия в корнях тесно коррелирует с уменьшением<br />

доли хозяйственно-полезной части в сухой массе растений сои.<br />

Литература<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

1. Constantinov T.<br />

Distribuirea în timp a precipitaţiilor diurne în Republica Moldova.<br />

Seceta şi căile fi ziologo-biochimice de atenuare a consecinţelor ei asupra plantelor de cultură<br />

(Materialele Simposionului al II-lea), Chişinău, Moldova 23 iunie 1999, p.4-14.<br />

2. Почвы Молдавии (ред. А.Ф.Урсу.и др.), 1984, изд-во «Штиинца», т.1, 352 стр.<br />

3. Снеговой В.С., Гаврилица А.О. Экологические предпосылки мелиорации земель<br />

в Молдавии. Кишинев, «Штиинца», 192 стр.<br />

4. Филипчук В.Ф., Ю.Г. Розлога.<br />

Экологическое состояние черноземов Чулукск-<br />

Солонецкой возвышенности. В сб.: Academician Eugene Fiodorov – 130 years: Collection<br />

of Scientifi c Articles / Международная экологическая ассоциация хранителей реки „Eco-<br />

103


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Fiziologia şi Biochimia Plantelor<br />

TIRAS”, Образовательный фонд им. Л.С. Берга. – Bender: Eco-TIRAS, 2010 , ELAN PO-<br />

LIGRAF” SRL, стр. 84-88.<br />

5. Caracteristică soiurilor şi hibrizilor omologaţi. Bălţi (Academia de Ştiinţe a Moldovei,<br />

Ministerul Agriculturii şi Industriei Alimentare, IP Institutul de Cercetări pentru Culturile de<br />

Cîmp «Selecţia», 2011, 40 p.<br />

6. Кушниренко М.Д., Гончарова Э.А., Бондарь Е.М.<br />

Методы изучения водного обмена<br />

и засухоустойчивости плодовых растений. Кишинев, РИО АН МССР, 1970, 79 стр.<br />

7. Практикум по физиологии растений (под ред. Н.Н.Третьякова). М.: Колос,<br />

1982, 271 с.<br />

8. Weatherly P.E. Studies in the water relations of the cotton plant. 1. The fi eld measurement<br />

of water defi cits in leaves. New Phytologist, 1950, 49 (1), 81-97<br />

9. Колесник Т.И., Егоров В.Е.<br />

Водный режим и продуктивность пшеницы в связи<br />

с адаптацией к условиям увлажнения. В сб.: Водный режим сельскохозяйственных растений<br />

(Материалы I Республиканского симпозиума физиологов и биохимиков Молдавии,<br />

25-27 мая 1988г.), Кишинев, «Штиинца», 1989, 119-121.<br />

10. Харчук О.А., Кириллов А.Ф.<br />

Влияние водного стресса на оводненность апопласта<br />

листьев в связи с морфофизиологической адаптацией к засухе. /Современная физиология<br />

растений: от молекул до экосистем: Материалы докладов Международной конференции<br />

(в трех частях). Часть 2. (Сыктывкар, 18-24 июня 2007 г.). – Сыктывкар, 2007,<br />

стр. 411-413<br />

11. Харчук О.А., Козьмик Р.А.<br />

К вопросу об измерении водного потенциала растительных<br />

тканей в растворах высокомолекулярного полиэтиленгликоля. В: Биологическое<br />

разнообразие северных экосистем в условиях изменяющегося климата:<br />

Тезисы докладов международной научной конференции, 2009, г. Апатиты, Россия,<br />

стр. 75-76<br />

12. Лещенко А.К., Сичкарь В.И., Михайлов В.Г., Марьюшкин В.Ф. Соя (генетика,<br />

селекция, семеноводство). Киев, «Наукова думка», 1987, 256 стр.<br />

13. Гродзинский А.М., Гродзинский Д.М. Краткий справочник по физиологии<br />

растений. Киев, «Наукова думка», 1973, 590 стр.<br />

14. Базилевич Н.И., Панкова Е.И.<br />

Опыт классификации почв по засолению.<br />

Почвоведение, 1968, № 11.<br />

15. Mahmood K. Salinity tolerance in ( Hordeum vulgare L.): effects of varying NaCl,<br />

K+/Na+ and NaHCO levels on cultivars differing in tolerance. Pak. J. Bot., 2011, 43(3):<br />

3<br />

1651-1654.<br />

16. Lobato A.K.S, Oliveira Neto C.F., Santos Filho B.G. et al. Physiological and biochemical<br />

behavior in soybean (Glycine max cv. Sambaiba) plants under water defi cit. Australian<br />

Journal of Crop Science, 2008, 2(1):25-32.<br />

17. Харчук О.А., Кириллов А.Ф., Тома С.И., Будак А.Б., Баштовая С.И., Козмик<br />

Р.А. Исследование некоторых параметров водного статуса растений сои в связи с их засухоустойчивостью<br />

и продуктивностью при разной влагообеспеченности. В: Известия<br />

Академии Наук Молдовы. Науки о жизни. 2005, № 2 (297), с. 34-42.<br />

18. Харчук О.А., Кириллов А.Ф., Болотин О.А., Бригидина Т.Ю.,Клейман Э.И.,<br />

Беззубов И.Н., Баштовая С.И., Козмик Р.А., Тома С.И. Слабое засоление как фактор<br />

усиления теплового стресса. В: Известия Академии Наук Молдовы. Науки о жизни. 2008,<br />

№ 1 (304), с. 67-75.<br />

19. Харчук О.А., Кириллов А.Ф., Козмик Р.А., Кмрмллова Э.Н., Баштовая С.И., Кинтя<br />

П.К., Тома С.И. Особенности водного статуса и реализации продуктивности растений<br />

сои при разных уровнях влагообеспеченности. В. Новые и нетрадиционные растения и<br />

перспективы их использования; материалы IX Международного симпозиума Москва.<br />

Российский Университет дружбы народов. 2011, 177-181.<br />

104


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

20. Харчук О.А., Кириллов А.Ф., Аксенов С.И., Тома С.И. Фенотипическая разнокачественность<br />

семян сои по накоплению масла и ее влияние на развитие растений следующего<br />

поколения. В: Известия Академии Наук Молдовы. Науки о жизни. 2009, № 2 (308),<br />

с. 48-55.<br />

21. Харчук О.А., Кириллов А.Ф., Козмик Р.А., Митина Т., Кириллова Э.Н., Баштовая<br />

С.И., Кинтя П.К. Гетерогенность водного статуса листа растений сои в условиях недостаточной<br />

влагообеспеченности. В.: Интродукция нетрадиционных и редких растений. Т.<br />

1, Ульяновск, УлГТУ, 2012, стр. 347-355.<br />

22. Boyer J.S. Advances in drought tolerance in plants. Advances in Agronomy 1996,<br />

56: 187–218<br />

23. Fitter A H, Hay R. K. M. Environmental Physiology of Plants, 3nd Edn. London: Academic<br />

Press, 2002, 367 p.<br />

24. Rogovska N. P., Blackmer A. M., Mallarino A. P. Relationships between Soybean<br />

Yield, Soil pH, and Soil Carbonate Concentration. Soil Sci. Soc. Am. J., 2007, 71<br />

(4):1251-1256<br />

25. Ştefîrţă A., Aluchi N., Vrabie V. Menţinera integrităţii funcţionale – premiză a<br />

rezistenţei plantelor de Zea mays L. la secetă. // Lucrările ştiinţifi ce a Univers. de ştiinţe Agricole<br />

şi Medicină Veterinară „Ion Ionescu de la Brad” Iaşi, România, 2002. 2. 159 MB.<br />

26. Brisson N., Olioso A. and Clastre Р. Daily transpiration of fi eld soybeans as related<br />

to hydraulic conductance, root distribution, soil potential and midday leaf potential. Plant and<br />

Soil, 1993, 154, 227-237.<br />

105


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

GENETICA, BIOLOGIA MOLECULARĂ<br />

ŞI AMELIORAREA<br />

METODOLOGIA DE UTILIZARE A METADATELOR<br />

EXPERIENŢELOR MICROARRAY ÎN ELABORAREA<br />

IPOTEZELOR ŞTIINŢIFICE<br />

Duca Maria, Leviţchi Alexei, Martea Rodica, Abduşa Daniela, Dragomir Lidia<br />

Laboratorul de Bioinformatică, Centrul universitar Biologie moleculară,<br />

Universitatea Academiei de Ştiinţe a Moldovei<br />

Rezumat<br />

S-a efectuat un studiu comparativ al datelor de expresie genică microarray, care reprezintă<br />

o cale efi cientă pentru elaborarea ipotezelor privind funcţia genelor candidate ce stau la<br />

baza mecanismelor moleculare a proceselor biologice normale şi/sau a celor patologice.<br />

A fost elaborată metodologia de utilizare a metadatelor pentru identifi carea experienţelor<br />

microarray privind depistarea genelor candidate susceptibile la tratamentul cu gibereline<br />

la plante de Arabidopsis.<br />

Cuvinte-cheie: gene candidate – gibereline – metadate - microarray<br />

Depus la redacţie 02 noiembrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Dr. Alexei Leviţchi, Laboratorul de Bioinformatică,<br />

Centrul universitar Biologie moleculară, Universitatea Academiei de Ştiinţe a Moldovei,<br />

str. Academiei 3/2, MD - 2028, Chişinău, R. Moldova, e-mail: lab.bi.unasm@gmail.<br />

com; tel. (+373) 73 74 15<br />

105


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

Introducere<br />

Sistematizarea informaţiei obţinute pentru organismele model reprezintă o<br />

importantă sursă de cunoştinţe, cu posibilitate de transfer la diverse specii de interes<br />

pentru ştiinţă, dar şi din punct de vedere economic şi strategic, în contextul dezvoltării<br />

acestor sfere. Deşi secvenţierea completă a genomului la Arabidopsis thaliana a fost<br />

fi nalizată în 2000 [13], pînă în prezent numai 50% dintre cele cca 28 000 gene sunt<br />

adnotate funcţional. Se consideră că identifi carea şi atribuirea funcţiilor corespunzătoare<br />

genelor de interes reprezintă o problemă specifi că pentru studiile biologice [10]. Mai<br />

mult ca atît, acest lucru implică şi alte aspecte ale cercetării, care necesită o metodologie<br />

sistemică în explicarea fenomenelor biologice la nivelul reţelelor proteice sau genice şi<br />

a mecanismelor de reglare a acestora.<br />

Actualmente, una dintre căile posibile de analiză a funcţionalităţii genelor este<br />

aplicarea studiilor microarray [16]. Această tehnologie de performanţă şi înaltă<br />

capacitate oferă posibilitatea de estimare a nivelului de expresie a genelor, simultan<br />

pentru cîâteva mii de gene, pentru mai multe probe, fi ind posibilă analiza complexă a<br />

interacţiunilor genice în cadrul reţelelor biologice [8]. Capacitatea de a efectua astfel de<br />

experimente a facilitat încheierea secvenţierii genomului uman şi a genomurilor unui<br />

şir de organisme model. Studiu comparativ al datelor de expresie microarray reprezintă<br />

o cale efi cientă pentru elaborarea ipotezelor de explicare a mecanismelor moleculare ce<br />

stau la baza proceselor biologice normale şi/sau a celor patologice [11].<br />

Seturile de date microarray sunt disponibile în mai multe resurse electronice (Gene<br />

Expression Omnibus, GEO (ncbi.nlm.nih.gov/geo/); Gene Expression Atlas, GEA (ebi.<br />

ac.uk/gxa); Nottingham Arabidopsis Stock Centre Array, NASCArray (affymetrix.<br />

arabidopsis.info/narrays/experimentbrowse.pl), etc), care conţin o varietate largă<br />

de date referitoare la descrierea completă a informaţiilor privind rezultatele obţinute<br />

(Affymetrix, Illumina, etc.), condiţiile experienţei, materialul biologic, precum şi alte<br />

metadate ce ulterior pot fi utilizate în elaborarea diferitor ipoteze. Sursa principală de<br />

date se consideră – GEO, care în majoritatea cazurilor conţine şi datele stocate în NCBI<br />

(National Center for Biotechnology Information).<br />

NCBI-GEO reprezintă o resursă publică, care cuprinde rezultatele obţinute prin<br />

metode contemporane de cercetare [4], cu indicarea protocoalelor şi a tabelelor cu<br />

valori de expresie, elaborate conform standardului MIAME ( Minimum Information<br />

About a Microarray Experiment, Conţinutului Minim de Informaţii despre o Experienţă<br />

Microarray) [5].<br />

De asemenea, GEO stochează şi date despre expresia genică obtinuţe printr-un şir<br />

de tehnici şi metode, precum tilling array, high throughput sequencing, SAGE, MPSS,<br />

RT-PCR, datele despre ARN necodifi cator, SNP, metilare, etc. (Tabelul 1).<br />

Se evidenţiază faptul că tipul cel mai răspândit de date sunt cele referitoare<br />

la studierea profi lurilor de expresie genică bazată pe ARNm, aspecte epigenetice<br />

legate de interacţiunea ADN şi proteinele de reglare a activităţii genelor şi a ARNului<br />

necodifi cator, precum şi aspectele structurale ale genomului. Dintre tehnicile<br />

pe larg utilizate, pot fi enumerate cele bazate pe chip-uri microarray, genome tilling<br />

array şi secvenţiere. În acelaşi timp se atestă un număr scăzut de date referitoaare la<br />

polimorfi smul mononucleotidic (acestea concentrîndu-se în bazele de date specializate)<br />

şi analiza expresiei bazată pe profi luri proteice [2].<br />

106


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Tehnologia<br />

Tipul studiului<br />

Tabelul 1. Tipuri de date stocate în NCBI GEO [2, modifi cat]<br />

Profi larea expresiei 17812 303 131 - 206 21 25 - 18498<br />

Profi larea ARN<br />

ne-codifi cator<br />

Profi larea legării/<br />

fi xării temporale ale<br />

proteinelor pe genome<br />

*<br />

Profi larea variaţiei<br />

genomului<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

341 81 233 - - - - - 655<br />

70 835 238 - - - - - 1143<br />

309 406 269 - - - - - 984<br />

Profi larea metilării 46 115 30 - - - - 191<br />

Genotiparea SNP - - - 149 - - - - 149<br />

Profi larea proteinelor - - - - - - - 31 31<br />

TOTAL 18578 1740 901 149 206 21 25 31<br />

* Genome binding/occupancy profi ling<br />

Integrarea cunoştinţelor obţinute prin diverse tehnologii, în diferite laboratoare,<br />

prin aplicarea de metode variate de extragere a probelor de ADN/ARN, induc o serie<br />

de erori, care anterior nu puteau fi depistate. În această perspectivă aplicarea tehnicilor<br />

high-throughput asigură măsurarea semnalului de hibridizare pentru estimarea expresiei<br />

genelor studiate. Din acest considerent, la înregistrarea seturilor în resursa GEO este<br />

importantă indicarea tuturor informaţiilor suplimentare care reprezintă metadatele,<br />

importante pentru analizele explorative [12].<br />

În studiul expresiei genelor metadatele sunt indispensabile pentru identifi carea<br />

de date specifi ce, descărcarea seturilor de date de interes şi interpretarea rezultatelor,<br />

contribuind la obţinerea cunoştinţelor ce conduc la generarea de rezultate şi ipoteze.<br />

Utilizarea metadatelor reprezintă unul dintre obiectele de studiu în bioinformatică, în<br />

contextul în care aceste metode conduc la avansarea conceptelor biologice. Toate aceste<br />

informaţii pot fi considerate şi valorifi cate în momentul cînd se cunoaşte structura lor,<br />

instrumentele prin care ele pot fi integrate şi analizate şi în cazul în care se aplică o<br />

prelucrare statistică corespunzătoare pentru selectarea rezultatelor.<br />

Scopul prezentei lucrări a constat în elaborarea metodologiei de analiză a metadatelor<br />

experienţelor microarray şi determinarea etapelor prealabile de lucru cu seturile de<br />

datele microarray.<br />

Materiale şi metode<br />

În cercetări au fost utilizate profi lurile de expresie a genelor la Arabidopsis thaliana,<br />

ca rezultat al tratamentului plantelor cu giberelină, în perspectiva identifi cării ulterioare<br />

a factorilor ereditari susceptibili la acţiunea acestui fi tohormon.<br />

Pentru extragerea şi analiza datelor a fost utilizat mediul de programare R [1, 9].<br />

Seturile de date microarray au fost descărcate cu ajutorul pachetului GEOquery [6].<br />

Experienţa este bazată pe platformă de tip Affymetrix. Pachetul de adnotare folosit pentru<br />

chipul respectiv este ATH1-121501 Affymetrix Arabidopsis ATH1 Genome Array, stocat<br />

107


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

pe Bioconductor v.2.9 (bioconductor.org) [7], „ath1121501.db” versiunea recentă 2.6.3<br />

(bioconductor.org/packages/release/data/annotation/html/ath 1121501.db.html), care<br />

include date despre sondele moleculare a genelor, poziţia lor pe cromosom, simbolul<br />

şi denumirea completă, proteina corespunzătoare, apartenenţa la căile metabolice şi<br />

ontologia genică etc.<br />

Suplimentar, pentru a completa informaţiile obţinute privind sondele de pe chip,<br />

a fost utilizat instrumentul NetAffy Analysis Center (Affymetrix) ( affymetrix.com/<br />

analysis/index.affx). Cu ajutorul acestei surse au fost extrase informaţii privitor la<br />

secvenţele sondei şi a fragmentului cu care aceasta poate hibridiza şi poziţia acestuia<br />

pe cromosom, sensul catenei, asocierea cu caractere cantitative, codurile de adnotare<br />

suplimentare din alte baze de date (de ex., de pe portalul ExPaSy), care nu sunt prezente<br />

în „ath1121501.db”.<br />

Din considerentul că fi şierele cu date microarray sunt voluminoase, iar conexiunea<br />

la Internet uneori este instabilă şi cu viteză joasă, rapiditatea analizei este de obicei<br />

într-o situaţie critică. Astfel fi şierele au fost identifi cate şi stocate local pe calculatorul<br />

de lucru.<br />

Rezultate şi discuţii<br />

În baza de date NCBI GEO în categoria DataSets sunt stocate următoarele categorii<br />

de date (xxx – reprezintă un cod unic atribuit) [3]:<br />

a) înregistrare GPLxxx – reprezintă o Platforma cu mai multe seturi de probe, care<br />

corespunde anumitui tip de chip produs de un anumit producător. În această înregistrare<br />

se conţin următoarele categorii de informaţii: Status, Title, Technology type, Distribution,<br />

Organism, Manufacturer, Manufacture protocol, Description, Web link , Submission<br />

date, Last update date, Organization, E-mail(s), Phone, URL, Street address, Samples,<br />

GSM, Data table header descriptions, ID, GB_ACC, SPOT_ID, Species Scientifi c Name,<br />

Annotation Date, Sequence Type, Sequence Source, Target Description, Public ID,<br />

Gene Title, Gene Symbol, ENTREZ_GENE_ID, RefSeq Transcript ID, Gene Ontology<br />

Biological Process, Gene Ontology Cellular Component, Gene Ontology Molecular<br />

Function, Supplementary data fi les not provided.<br />

b) înregistrare GSExxx - Serie combină mai multe probe ce au fost cercetate<br />

conform unui scop comun de studiu, aici se prezintă următoarele informaţii: Status,<br />

Title, Organism, Experiment type, Summary, Genotypes, Time points, Keywords,<br />

Contributor(s), Citation(s), Submission date, Last update date, Contact name, E-mail(s),<br />

Phone, Organization name, Department, Lab, Address, Platforms, Samples, Download<br />

family, SOFT formatted family fi le(s), MINiML formatted family fi le(s), Series Matrix<br />

File(s), Supplementary data fi les not provided.<br />

c) înregistrare GSMxxx - Sample este echivalentă cu o probă biologică şi se<br />

consideră a fi un studiu individual, aici se poate găsi sumarul experienţei, cu următoarele<br />

categorii de informaţii: Status, Title, Sample type, Source Name, Organism, Extracted<br />

molecule, Description, Time point, Alleles, Keywords, Submission date, Last update<br />

date, Contact name, Organization name, AddresS, Platform ID, Series, GSE, Data<br />

table header descriptions, Supplementary data fi les not provided.<br />

Studiul informaţiilor din acestă resursă au demonstrat o varietate mare de seturi de<br />

rezultate microarray. Conform datelor statistice prezentate pe portalul GEO (ncbi.nlm.<br />

nih.gov/geo/), resursa de faţă stochează peste 30 000 de studii cu cca 800 000 de probe<br />

108


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

analizate pentru 1 000 de organisme, obţinute în 8 000 diferite laboratoare de cercetare<br />

cu circa 10 000 referinţe bibliogafi ce [3]. Acest volum impunător de cunoştinţe oferă<br />

o oportunitate deosebită pentru analiza datelor la nivel de gene individuale sau de<br />

experienţe complexe [2].<br />

Pentru facilitarea analizei explorative şi valorifi carea efi cientă a datelor identifi cate<br />

am elaborat un tabel analitic, în care am inclus informaţii specifi ce referitoare la fi ecare<br />

experienţă selectată pentru Arabidopsis thaliana. Analiza metadatelor pentru aceste<br />

experienţe a permis să stabilim prezenţa informaţiei complete la nivel de specie,<br />

condiţie, durată, ţesut etc., acestea au fost stocate local într-un tabel analitic şi sunt<br />

considerate cuvinte cheie în evidenţierea ulterioară a seturilor microarray de interes.<br />

Ulterior s-au analizat seturile de date propuse de toate tipurile de tehnologii<br />

(producători) microarray (platforme) disponibile. Au fost identifi cate 50 platforme<br />

microarray, ce corespund chip-urilor de la trei tipuri de producători: Affymetrix,<br />

Agilent Technologies şi NimbleGen. Pentru fi ecare dintre platformele microarray<br />

identifi cată s-a calculat numărul de seturi de date (GSE) şi numărul de probe (GSM)<br />

analizate. Investigările referitoare la tipurile de platforme stocate în GEO privind<br />

Arabidopsis thaliana au permis evidenţierea faptului că dintre tipurile cercetate,<br />

cele mai multe informaţii (29 platforme – 58 %) sunt obţinute în baza chip-urilor<br />

Affymetrix, 11 (21%) platforme revine producătorului Agilent Technologies, iar 10<br />

platforme - NimbleGen (Figura 1):<br />

Figura1. Tipurile de platforme<br />

microarray pentru Arabidopsis<br />

Studiul comparativ al numărului total de seturi de date microarray pentru platformele<br />

identifi cate a evidenţiat că 93,7%, din cele 714 serii, corespund platformelor produse<br />

de Affymetrix (Figura 2).<br />

De asemenea, a fost evidenţiată platforma GPL198 - ATH1-121501 Affymetrix<br />

Arabidopsis ATH1 Genome Array, aceasta conţine un număr record de experienţe 548<br />

GSE-uri, cuprinzînd 6 992 probe testate.<br />

Ca rezultat, în cadrul studiului au fost analizate datele produse în baza chipurilor<br />

microarray Affymetrix. Seturile extrase s-au inclus în tabelul analitic elaborat în<br />

persectiva stocării datelor de expresie într-o formă accesibilă. În continuare a urmat<br />

extragerea propriu-zisă a datelor din GEO şi au fost incluse în tabel informaţiile<br />

corespunzătoare, după cum urmează: codul_GSE, numele_GSE, numele_GPL, codul_<br />

GPL, codul_experientei, sumarul_experientei, cuvintele_cheie, referinta, codul_GSM,<br />

numele_GSM, codul_GSM, sumarul_GSM şi bioconductor_annotation.<br />

Astfel, odată fi ind determinată structura şi componenţa tabelului analitic, se stabilesc<br />

etapele ulterioare de lucru (Figura 3).<br />

109


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

Figura 2. Repartizarea GSE şi GSM pentru Arabidopsis<br />

Figura 3. Metodologia de lucru elaborată pentru analiza datelor microarray.<br />

În conformitate cu aceste două criterii de fi ltrare au fost identifi cate şi extrase<br />

informaţii pentru 147 seturi microarray, repartizate în 8 serii ce se referă la 18<br />

platforme, care descriu experienţe referitoare la tratamentul cu giberelină (5 GSE),<br />

auxină, etilenă, citochinină şi acid abscizic.<br />

Filtrarea ulterioară, efectuată în corespundere cu scopul propus, ne-a permis să<br />

determinăm 5 seturi de date (GSE8739, GSE8785, GSE8741, GSE18985, GSE7353),<br />

110


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

care pun în evidenţă experienţe de tratament cu giberelină. Dintre acestea pentru<br />

cercetare a fost selectat setul GSE8739, caracterizat prin următoarele metadate [15]:<br />

1. Denumire - Early gibberellin responses in Arabidopsis<br />

2. Organism - Arabidopsis thaliana<br />

3. Tipul experienţei - Expression profi ling by array<br />

4. Sumar - The aim is to identify early gibberellin responsive genes in a gibberellin<br />

defi cient strain such as ga1-3. Such genes are likely regulated by DELLA proteins<br />

which are master gibberellin repressors. DELLA proteins are rapidly degraded after<br />

gibberellin treatment, but their direct target genes still need to be elucidated.//<br />

5. Design-ul experienţei - A set of 4 biological replicates was generated for each<br />

treatment. Arabidopsis seedlings were treated with water or 2 µM GA and whole<br />

4<br />

shoots collected after 1h. A comparison of water vs. GA treated samples should render<br />

4<br />

a list of early gibberellin responsive genes.<br />

GSE8739 a fost elaborat pentru determinarea genelor cu răspuns precoce la<br />

tratamentul giberelinic, reglate de proteinele DELLA, ce degradează rapid după<br />

tratament. În acest context, datele pot fi utilizate pentru identifi carea ulterioară a genelor<br />

candidate, susceptibile la acţiunea acestui fi tohormon.<br />

Setul studiat include 8 probe biologice, reprezentate în 4 repetiţii tehnice şi două<br />

biologice, dependente de condiţia tratamentul cu apa şi tratamentul cu GA : 4<br />

1. GSM216888 - ga1-3_shoots_1h_water_repl1<br />

2. GSM216893 - ga1-3_shoots_1h_water_repl2<br />

3. GSM216895 - ga1-3_shoots_1h_water_repl3<br />

4. GSM216896 - ga1-3_shoots_1h_water_repl4<br />

5. GSM216899 - ga1-3_shoots_1h_GA4_repl1<br />

6. GSM216901 - ga1-3_shoots_1h_GA4_repl2<br />

7. GSM216904 - ga1-3_shoots_1h_GA4_repl3<br />

8. GSM216906 - ga1-3_shoots_1h_GA4_repl4<br />

Mutantul utilizat ga1-3 se caracterizează prin mutaţie în gena GA1, care codifi că<br />

enzima ent-cauren sintaza A, care stopează sinteza formelor active a GA şi respectiv<br />

determină timpul înfl oririi plantei, similar cu tipul sălbatic [14], iar tratamentul extern<br />

cu GA restabileşte complet tipul sălbatic. Astfel, experienţa dată se propune a fi utilizată<br />

pentru identifi carea prin analiza explorativă a genelor candidate care îşi modifi că<br />

expresia la tratamentul cu giberelina GA , şi confi rmarea ulterioară a acestei ipoteze<br />

4<br />

prin metode de laborator.<br />

Concluzii<br />

Prin extragerea şi analiza informaţiilor de interes din baza de date GEO a fost<br />

elaborată o metodologie de cercetare a metadatelor referitoare la experienţele microarray.<br />

S-a creat un tabel analitic care cuprinde descrierea seturilor de interes.<br />

A fost identifi cat setul de interes, GSE8739, care poate fi utilizat pentru elaborarea<br />

ipotezei de cercetare privind genele candidate care îşi modifi că expresia la tratamentul<br />

cu giberelie GA . 4<br />

Cercetările au fost realizate în cadrul proiectului instituţional 11.817.04.19F Aspecte<br />

funcţionale şi genetico - moleculare ale genomului la fl oarea-soarelui (Helianthus<br />

annuus L.), etapa Identifi carea genelor cu expresia indusă de semnalul giberelinic<br />

prin analiza profi lurilor microarray existente în bazele de date.<br />

111


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Bibiliografi e<br />

1. Arppe A., Milin R. P., Baayen H.<br />

Package Naive Discriminative Learning Version<br />

0.1.1, 2011, http://cran.r-project.org/web/packages/ndl/ndl.pdf.<br />

2. Barrett T. NCBI GEO: archive for functional genomics data sets - 10 years on. //<br />

Nucleic Acids Research, 2011, 39:1005–1010.<br />

3. Barrett T.<br />

NCBI GEO: mining millions expression profi les- database and tools. //<br />

Nucleic Acids Research, 2005, 33: 562–566.<br />

4. Barrett T.<br />

NCBI GEO: mining tens of millions of expression profi les - database and<br />

tools update. // Nucleic Acids Research, 2007, 35:760–765.<br />

5. Brazma A., Hingamp P., Quackenbush J.,<br />

et al. Minimum information about a<br />

microarray experiment (MIAME) – toward standards for microarray data. // Nat. Genet., 2001,<br />

29, (4):365–371.<br />

6. Davis S., Meltzer P. S. GEOquery: a bridge between the Gene Expression Omnibus<br />

(GEO) and BioConductor. // Bioinformatics, 2007, 23, (14):1846–1847.<br />

7. Gentleman R. C., Carey V. J., Bates D. M. Bioconductor: open software development<br />

for computational biology and bioinformatics. // Genome Biol, 2004, 5(10):80.<br />

8. Giorgi F. M., Bolger A. M., Lohse M., et al. Algorithm-driven Artifacts in median<br />

polish summarization of Microarray data. // BMC Bioinformatics, 2010, 11:553.<br />

9. R Development Core Team. R: A Language and Environment for Statistical Computing.<br />

R Foundation for Statistical Computing. Version 2.11.1 (2010-05-31), ISBN 3-900051-07-0.<br />

10. Rhee S. Bioinformatic resources, challenges, and opportunities using Arabidopsis as<br />

a model organism in a postgenomic era. // Plant Physiology, 2000, 124(4):1460–1464.<br />

11. Ron E., Barrett T.<br />

NCBI GEO standards and services for microarray data. // Nat.<br />

Biotechnol., 2006, 24(12):1471–1472.<br />

12. Tukey J. W. We need both exploratory and confi rmatory. // The American Statistician,<br />

1980, 34(1):23–25.<br />

13. Walbot V. A green chapter in the book of life. // Nature, 2000, vol. 408, p. 794–795.<br />

14. Wilson R., Heckman J.,<br />

Somerville C. Gibberellin is required for fl owering in<br />

Arabidopsis thaliana under short days. // Plant Physiol., 1992, 100:403–408.<br />

15. Zentella R., Zhang Z. L, Park M., et al.<br />

Global analysis of DELLA direct targets in<br />

early gibberellin signaling in Arabidopsis. // Plant Cell, 2007, 19(10):3037–3057.<br />

16. Zhang A.<br />

Advanced analysis of gene expression microarray data. // World Scientifi c<br />

Publishing Co. Pte. Ltd., 2006, 4:51–82.<br />

PRIMERII OMOLOGI TRANSPOZONULUI ACTIVATOR ÎN<br />

EVIDENŢIEREA POLIMORFISMULUI MOLECULAR AL<br />

GENOMURILOR VEGETALE<br />

Paşa Lilia<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

Institutul de Genetică şi Fiziologie a Plantelor al Academiei de Ştiinţe a Moldovei<br />

Rezumat<br />

În lucrare, este arătată posibilitatea utilizării primerilor omologi elementului transpozabil<br />

Activator în evidenţierea polimorfi smului molecular al speciilor de plante distanţate<br />

fi logenetic – Asparagus offi cinalis L. (sparanghel), Allium cepa L. (ceapă), Magnolia sp.<br />

(magnolia), Buxus sempervirens L. (cimişir), Anethum graveolens L. (mărar).<br />

Cuvinte cheie: element transpozabil – Activator - polimorfi sm molecular - Asparagus<br />

112


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

offi cinalis L. - Allium cepa L. - Magnolia sp. - Buxus sempervirens L. - Anethum<br />

graveolens L.<br />

Depus la redacţie: 22 octombrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Paşa Lilia, Institutul de Genetică şi Fiziologie a Plantelor al<br />

AŞM, laboratorul Genetică moleculară, str. Pădurii 20, MD – 2002 Chişinău, Republica<br />

Moldova, tel. (+37322)660434, e-mail: lilia-pasa@mail.ru<br />

Introducere<br />

Elementele transpozabile (ET) reprezintă elemente genetice, care se pot deplasa<br />

dintr-un site al unui cromozom, în un alt site al aceluiaşi cromozom sau al unuia<br />

diferit şi, prin urmare, sînt capabile să modifi ce constituţia genetică a organismului<br />

[1]. În funcţie de mecanismul transpoziţiei, ET se clasifi că în două clase. Din clasa I<br />

fac parte elementele transpozabile ARN numite şi retrotranspozoni sau retroelemente,<br />

care prezintă un mecanism de transpoziţie „copie-inserează” mediat de ARN [2].<br />

Elementele clasei II, sau transpozonii, utilizează un intermediar ADN, transpoziţia lor<br />

asigurîndu-se printr-un proces de tipul „taie-inserează”. Transpozonii constituie clasa<br />

majoritară de ET identifi cate în genomul plantelor, dar majoritatea transpozonilor sînt<br />

transcripţional inactivi şi imobili [3, 4].<br />

Fiind prezentate în genom într-un număr diferit de copii şi avînd o localizare<br />

aleatorie, ET prezintă interes practic prin perspectiva utilizării lor în studiul<br />

polimorfi smului molecular al speciilor. Astfel au fost propuse procedee în baza tehnicii<br />

PCR (polymerase chain reaction – reacţia polimerazei în lanţ) cu utilizarea primerilor<br />

ET, atît a retrotranspozonilor, cum ar fi IRAP ( Inter Retrotransposon Amplifi ed<br />

Polymorphism), REMAP ( Retrotransposon Microsatellite Amplifi ed Polymorphism),<br />

RBIP ( Retrotransposon-Based Insertion Polymorphisms), S-SAP ( Sequence-Specifi c<br />

Amplifi cation Polymorphism) [5, 6], cît şi a transpozonilor, de exemplu, polimorfi smul<br />

speciilor şi hibrizilor interspecifi ci ai g. Helianthus utilizînd primerii ET MuDR [7].<br />

Scopul prezentei lucrări a fost evaluarea primerilor omologi ET din clasa a II-a –<br />

Activator (Ac) în calitate de marcheri în evidenţierea polimorfi smului molecular al unor<br />

specii de plante angiosperme distanţate fi logenetic.<br />

Materiale şi metode<br />

Obiectul de cercetare l-au constituit genomurile speciilor de angiosperme –<br />

Asparagus offi cinalis L. (sparanghel), Allium cepa L. (ceapă), Magnolia sp. (magnolia),<br />

Buxus sempervirens L. (cimişir), Anethum graveolens L. (mărar), în genomul cărora au<br />

fost identifi cate secvenţe nucleotidice omoloage ET Ac [8].<br />

ADN-ul genomic a fost izolat utilizînd metoda “CTAB (cetiltrimetilamonium<br />

bromide) - cloroform” modifi cată (Shaghai-Maroof) [9].<br />

Au fost testaţi opt primeri, creaţi în Laboratorul Genetică moleculară al IGFP al<br />

AŞM, în baza secvenţei nucleotidice complete a Ac (4565 p. b.) din genomul de Zea<br />

mays L., prezentate în baza de date GeneBank [10]. Primerii E16, D3, E17, E18 sînt de<br />

la extremitatea 5’ a Ac, E19, E20, E21, E22 – de la extremitatea 3’ a Ac, E16, E19 şi<br />

E20 au orientarea 5’ → 3’, iar D3, E17, E18, E21, E22 – 3’ → 5’ (fi gura 1).<br />

Modelul structurii Ac (4565 p. b.) al Zea mays L., a fost executat cu utilizarea softului<br />

Vector NTI Delux40, în baza secvenţei nucleotidice complete a Ac şi descrierii<br />

acestea [11].<br />

113


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

Figura 1. Modelul structurii transpozonului Activator (4565 p. b.) al Zea mays cu<br />

indicarea poziţiei primerilor utilizaţi în studiu. TIR (terminal inverted repeats) – repetiţii<br />

terminale inversate, ORFa (open reading frame) – cadru deschis citirii<br />

A fost utilizată tehnica “single primer PCR” (reacţia polimerazei în lanţ cu un<br />

singur primer), care s-a desfăşurat în 8 cicluri: denaturarea 95 0 C – 1 min., alinierea<br />

40 0 C – 2 min., extensia 72 0 C – 1 min., urmate de 35 cicluri: denaturarea 95 0 C– 0,5 min.,<br />

alinierea 65 0 C – 1 min., extensia 72 0 C – 1 min..<br />

Amestecul reactiv pentru PCR a inclus 5 pM primer, 5-10 ng ADN, soluţie tampon:<br />

66 mM tris-HCl (pH-8,4), 16 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 2,5 mM MgCl 2 , 0,1% Tween 20, 7 %<br />

glicerol, 100 μg · ml -1 BSA (Bovin Serum Albumin), cîte 0,2 mM de fi ecare dNTP,<br />

1,25 U Taq DNA polymeraza (Fermantas).<br />

Amplimerii au fost separaţi prin electroforeză (5-8 V/cm) în gelul de agaroză de<br />

2%, cu bromură de etidiu, în soluţia tampon de migrare tris-borat-EDTA (pH 8,3),<br />

vizualizate prin diafonoscopie în unde UV scurte (302 nm) şi fotografi ate (DigimaxS600/<br />

KenoxSamsung).<br />

Pentru calcularea dimensiunilor amplimerilor, s-a utilizat marcherul de referinţă<br />

“100 bp Ladder DNA marker” ( Axygen biosciences), softurile Paint Shop Pro 7 şi<br />

Microsoft Offi ce Excel 2003 (curba exponenţială y = a*e^bx).<br />

Rezultate şi discuţii<br />

Spectrele polimorfe de ADN ale genomurilor studiate, obţinute în rezultatul “single<br />

primer PCR” sînt prezentate în fi gura2 şi tabelul 1.<br />

Numărul fragmentelor polinucleotidice amplifi cate, de fi ecare primer, pentru<br />

diferite genomuri nu diferă semnifi cativ. Astfel primerul E16 a asigurat amplifi carea<br />

a 3-4 amplimeri specifi ci pentru fi ecare din genomurile analizate, D3: 2 - 5 şi 7 - 8<br />

fragmente, E17: 4 - 5 fragmente (excepţie Allium cepa L.), E18: 4 - 7 fragmente, E19:<br />

6 - 8 fragmente, E20: 5 - 8 fragmente, E21: 6 - 9 fragmente, E22: 7 - 11 fragmente. Se<br />

observă că, primerul E22 a determinat amplifi carea unui număr mai mare de fragmente<br />

pentru toate genomurile analizate.<br />

Fragmentele sintetizate de acelaşi primer pe ADN-ul genomic al diferitor specii<br />

diferă după mărime, ponderea fragmentelor de dimensiuni identice fi ind neglijabilă în<br />

raport cu numărul total de fragmente polimorfe. De exemplu, primerul E20 determină<br />

sinteza a 32 fragmente polimorfe şi doar a două fragmente identice, ca mărime (847<br />

p. b.), pentru Magnolia sp. şi Anethum graveolens L.. Sînt sau nu, aceste fragmente,<br />

identice în ceea ce priveşte succesiunea nucleotidelor, rămîne de a fi stabilit prin<br />

cercetări de secvenţiere.<br />

114


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

Figura 2. Electroforegramele produselor PCR amplifi cate cu utilizarea primerilor<br />

E16 (A: 1-5), E17 (A: 6-10), E18 (B:1-5), E19 (B: 6-10), E20 (C: 1-5), E21 (C: 6-10), E22 (D:<br />

1-5), D3 (D: 6-10):Asparagus offi cinalis L (1, 6)., Allium cepa L. (2, 7),Buxus sempervirens<br />

L., (3, 8), Magnolia sp. (4, 9), Anethum graveolens L. (5, 10), M –marcherul.<br />

În majoritatea reacţiilor cel puţin 40 % din ampliconi au dimensiuni mai mari<br />

de 500 p.b., iar în jumătate de variante: de la 1 pîna la 5 ampliconi au mai mult<br />

de 1000 p.b..<br />

Numărul fragmentelor polinucleotidice amplifi cate, de diferiţi primeri, pentru un<br />

anumit genom variază în limite mai mari. Astfel, pentru genomul Asparagus offi cinalis<br />

L. se identifi că de la 3 (E16) pînă la 9 (E22) fragmente, pentru Allium cepa L. – de<br />

la 1 (E17) pînă la 8 (E19), pentru Buxus sempervirens L. – de la 4 (E16) pînă la 11<br />

(E22), pentru Magnolia sp. – de la 4 (E16, E17, E 14) pînă la 8 (E19), pentru Anethum<br />

graveolens L. – de la 3 ( E16) pînă la 9 (E22).<br />

Se presupune că, în cazul primerilor 5’→3’ de la extremitatea 5’ a Ac şi primerilor<br />

cu 3’→5’ de la extremitatea 3’, diferenţele atestate în dimensiunile ampliconilor<br />

sintetizaţi pe ADN-ul genomic al anumitei specii, sînt determinate de deleţiile sau<br />

inserţiile din interiorul copiilor ET Ac. În cazul primerilor 5’ cu orientarea 3’→5’ şi 3’<br />

cu orientarea 5’→3’ polimorfi smul fragmentelor scurte poate avea aceeaşi explicaţie,<br />

iar polimorfi smul ampliconilor mai mari de 600 p. b., care, ar include succesiuni ale<br />

Ac şi parţial succesiuni ale site-ului ţintă, sînt determinate de localizarea copiilor Ac<br />

în genom. Astfel, spectrele polimorfe specifi ce fi ecărui genom constituie, o dovadă<br />

115


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

indirectă, atît a polimorfi smului ET Ac, în cadrul genomului, cît şi a polimorfi smului<br />

site-urilor de inserţie a acestuia.<br />

Tabelul 1: Polimorfi smul molecular al genomurilor analizate<br />

Primerii<br />

E16 D3 E17 E18 E19 E20 E21 E22<br />

5’ 5’ 5’ 5’ 3’ 3’ 3’ 3’<br />

5’→3’ 3’→5’ 3’→5’ 3’→5’ 5’→3’ 5’→3’ 3’→5’ 3’→5’<br />

3: 491,<br />

679,<br />

1165<br />

4: 302,<br />

370,<br />

562,<br />

607<br />

4: 330,<br />

423,<br />

474,<br />

1746<br />

4: 476,<br />

643,<br />

743,<br />

1114,<br />

3: 476,<br />

542,<br />

1246<br />

5: 712,<br />

809,<br />

934,<br />

1207,<br />

1485<br />

2: 228,<br />

310<br />

8: 440,<br />

485,<br />

560,<br />

646,<br />

876,<br />

1187,<br />

1286,<br />

1559<br />

7: 335,<br />

381,<br />

616,<br />

700,<br />

905,<br />

1132,<br />

1416<br />

7: 352,<br />

509,<br />

597,<br />

667,<br />

934,<br />

1150,<br />

1371<br />

4: 474,<br />

542,<br />

656,<br />

1040<br />

7: 302,<br />

378, 501,<br />

609, 755,<br />

1051,<br />

1381<br />

1: 474 -<br />

5: 405,<br />

474,<br />

598,<br />

777,<br />

973<br />

4: 432,<br />

507,<br />

926,<br />

1139<br />

4: 387,<br />

453,<br />

607,<br />

710<br />

6: 658,<br />

872, 980,<br />

1303,<br />

1522<br />

4: 542,<br />

684, 899,<br />

1051<br />

4: 404,<br />

521, 658,<br />

1134<br />

7: 353,<br />

521, 586,<br />

698, 816,<br />

1408, 1815<br />

8: 501,<br />

658, 755,<br />

899, 1011,<br />

1436, 1779,<br />

2338<br />

6: 521,<br />

684, 816,<br />

1051, 1493,<br />

2121<br />

8: 389,<br />

542, 684,<br />

935, 1072,<br />

1253, 1646,<br />

2121<br />

7: 326,<br />

482, 1011,<br />

1229, 1552,<br />

1711, 2293<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

7: 271,<br />

333, 419,<br />

543, 744,<br />

879, 947<br />

5: 245,<br />

279, 349,<br />

505, 585<br />

7: 228,<br />

274, 349,<br />

419, 585,<br />

805, 1070<br />

7: 290,<br />

336, 443,<br />

533, 574,<br />

666, 847<br />

8: 232,<br />

306, 404,<br />

448, 581,<br />

801, 847,<br />

1057<br />

6: 215,<br />

301, 404,<br />

524, 612,<br />

879<br />

6: 269,<br />

435, 505,<br />

630, 947,<br />

1098<br />

9: 389,<br />

469, 524,<br />

704, 801,<br />

1001,<br />

1182,<br />

1589,<br />

1983<br />

7: 312,<br />

435, 524,<br />

585, 758,<br />

879,<br />

1038<br />

6: 362,<br />

419, 524,<br />

678, 816,<br />

946<br />

9: 278, 335,<br />

455, 597,<br />

657, 723,<br />

934, 1079,<br />

1246<br />

7: 358, 406,<br />

597, 667,<br />

786, 1079,<br />

1206<br />

11: 295,<br />

381, 400,<br />

440, 525,<br />

560, 657,<br />

735, 822,<br />

1393, 1716<br />

7: 335, 381,<br />

462, 542,<br />

689, 1028,<br />

2401<br />

9: 228, 310,<br />

357, 462,<br />

657, 849,<br />

964, 1079,<br />

1207<br />

Concluzie<br />

Primerii ET Ac al Zea mays L. asigură obţinerea unor spectre polimorfe distincte<br />

ale genomurilor Asparagus offi cinalis L., Allium cepa L., Buxus sempervirens L.,<br />

Magnolia sp., Anethum graveolens L., astfel fi ind posibilă utilizarea lor în calitate de<br />

marcheri universali în evidenţierea polimorfi smului molecular şi, deci, în genotiparea<br />

speciilor de plante angiosperme.<br />

Bibliografi e<br />

1. http://www.thefreedictionary.com/transposon<br />

(vizitat 26.09.2012).<br />

2. Grandbastien M-A., Audeon C., Bonnivard E. et all. Stress activation and genomic<br />

impact of Tnt1 retrotransposons in Solanaceae // Cytogenet. Genome Res. 2005. Vol.110, p.<br />

229–241.<br />

116


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

3. Craig N., Craigie R.,Gellert M. et all. Mobile DNA II //Washington, DC: Am. Soc.<br />

Microbiol. Press. 2002, p. 16.<br />

4. Ţenea G. Elementele transpozabile, silenţierea şi rolul lor în evoluţia genomului<br />

vegetal, Bucureşti 2002. p. 123-124.<br />

5. Kalendar R., Grob T., Regina M., et all.<br />

IRAP and REMAP: Two new retrotransposonbased<br />

DNA fi ngerprinting techniques // Theoretical and Applied Genetics, 1999, p. 704-711.<br />

6. Grzebelus D. Transposon insertion polzmorphism as a new source of molecular<br />

markers // Journal of Fruit and Ornamental Plant Research, 2006, Vol. 14 (Suppl. 1).<br />

7. Анисимова И.Н., Туманова Л. Г., Гаврилова В.А. и др. Нестабильность генома<br />

межвидовых гибридов подсолнечника // Генетика, 2009, 8 (45), стр. 1067-1077.<br />

8. Deaghileva A., Paşa L., Mitin V., Tumanova L. „Ac-like” transposonii în genomurile<br />

plantelor superioare // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele vieţii, 2009, nr.2,<br />

p. 70-73.<br />

9. Shaghai-Maroof M.A., Soliman K.M., Jorgensen R.A., Allard R.W. Ribosomal DNA<br />

spacer-length polymorphisms in barley. Mendelian inheritance, chromosomal location, and<br />

population dynamics // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 8014−8018.<br />

10. http://www.ncbi.nlm.nih.gov<br />

11. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nucleotide/22112?report=genbank&log$=nucltop&bla<br />

st_rank=47&RID=7WT4P9FY014<br />

ANALIZA EXPLORATIVĂ A EXPRESIEI GENELOR IMPLICATE<br />

ÎN MORFOGENEZA FLORII<br />

Duca Maria, Leviţchi Alexei, Martea Rodica<br />

Laboratorul de Bioinformatică, Centrul universitar Biologie moleculară,<br />

Universitatea Academiei de Ştiinţe a Moldovei<br />

Rezumat<br />

Studierea expresiei genelor care participă în morfogeneza fl orală, în baza profi lurilor<br />

de expresie microarray, a permis identifi carea şi analiza ţintelor de reglare directă/<br />

indirectă a proceselor de formare a fl orii. Au fost puse în evidenţă 44 gene implicate în<br />

şase categorii de procese ce contribuie la morfogeneza fl orii, care ipotetic îşi modifi că<br />

expresia sub controlul genelor din sistemul ABC. Dintre acestea, opt gene nu posedă<br />

adnotare funcţională, astfel, prezentînd interes deosebit pentru studierea ulterioară a<br />

funcţiilor genelor.<br />

Cuvinte-cheie: microarray - modelul fl oral ABC - reţelele reglatoare de gene<br />

Depus la redacţie 14 noiembrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: drd. Rodica Martea, Laboratorul de Bioinformatică,<br />

Centrul universitar Biologie moleculară, Universitatea Academiei de Ştiinţe a Moldovei,<br />

str. Academiei 3/2, MD 2028 Chişinău, Republica Moldova, e-mail : lab.bi.unasm@<br />

gmail.com, tel. (+373) 73 74 15.<br />

Introducere<br />

Formarea fl orii reprezintă o etapă primordială în reproducerea plantelor şi<br />

crearea diversităţii genetice, care se desfăşoară în baza proliferării active a ţesuturilor<br />

meristematice. Procesele de specifi care şi determinare a organelor fl orii reprezintă<br />

momente cruciale în ciclul de viaţă, care asigură creşterea şi dezvoltarea individuală a<br />

plantei.<br />

117


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

Mecanismul de coordonare a procesului de morfogeneză a meristemului fl oral<br />

(PO:0000229) este iniţiat printr-o reglare genetică complexă, chiar în primele etape<br />

ontogenetice. Astfel, este iniţiată activitatea dinamică a tuturor genelor implicate în<br />

specifi carea şi formarea fl orii. Aceste gene interacţionează între ele formând reţeaua<br />

reglatoare de gene (RRG) a morfogenezei fl orii.<br />

Studiile recente evidenţiază faptul că funcţionarea RRG stă la bază tutoror<br />

mecanismelor ce asigură morfogeneza plantei. Perspectiva studierii reţelelor din punct<br />

de vedere al componenţei, structurii, interacţiunilor şi a reglajului reprezintă, la moment,<br />

un punct de reper important pentru avansarea cunoştinţelor în domeniu, totodată,<br />

fi ind un instrument util pentru analiza şi descrierea proceselor implicate în formarea<br />

organelor fl orii [7]. Actualmente, pentru mecanismele de formare şi dezvoltare a fl orii<br />

la plante sunt descrise o serie de gene, ce interacţionează între ele, reglînd funcţional<br />

întreg procesul de organogeneză. Acestea asigură, de exemplu, ca procesul de înfl orire<br />

să se desfăşoare în periade optimale pentru formarea şi eliberarea polenului, favorizînd<br />

fertilizarea şi, ulterior, procesul de formare a seminţelor.<br />

Plantele dicotiledonate se caracterizează prin formarea fl orii în spirale succesive<br />

începînd cu meristemul fl oral. Astfel, la planta model Arabidopsis fl oarea este alcătuită<br />

din 4 spirale ce cuprind 4 sepale, 4 petale, 6 stamine şi o carpelă centrală, întreg procesul<br />

de organogeneză a fl orii cuprinde 12 etape succesive [31].<br />

Activitatea genelor implicate în procesul dezvoltării fl orii este reglată de sistemul<br />

de gene ABC (după E. Coen şi Elliot Meyerowitz, 1991) [3], dar şi de un şir de<br />

gene rolul cărora pînă la moment continuă să fi e nedeterminat. Modelul fl oral ABC<br />

reprezintă genele implicate în organogeneza fl orii în trei clase diferite, cu activităţi ce<br />

se suprapun. Clasa genelor cu funcţia A specifi că sepalele, funcţiile A şi B specifi că<br />

petalele, funcţiile B şi C specifi că staminele, iar funcţia C specifi că carpelele. Funcţiile<br />

genelor A şi C se reglează reciproc negativ, iar funcţia genelor B este limitată asupra<br />

ciclurilor petalelor şi a staminelor [2, 4].<br />

Procesele de determinare şi menţinere a meristemului fl oral sunt reglate de prezenţa<br />

genelor LEAFY (LFY) [29], însă componentele de bază a reţelei reglatoare de gene<br />

a morfogenezei fl orale sunt genele sistemului fl oral ABC: AGAMOUS (AG) [9, 27],<br />

APETALA 1 (AP1) [18, 27], APETALA 3 (AP3) [15, 27], PISTILLATA (PI) [12, 27] şi<br />

APETALA 2 (AP2) [9, 20]. Aceste gene (cu excepţia AP2) reprezintă importanţi factori<br />

de transcripţie din familia de gene MADS-box, fi ind componentele cheie a modulelor<br />

reglatoare implicate în activitatea căilor de semnalizare a tranziţiei meristemului fl oral<br />

şi a proceselor de specifi care şi formare a organelor fl orii.<br />

Scopul acestei cercetări este de a stabili genele implicate în morfogeneza fl orii prin<br />

analiza profi lurilor de expresie a genelor, utilizînd planta model Arabidopsis.<br />

Materiale şi metode<br />

Odată cu cunoaşterea secvenţei genomului la Arabidopsis şi accesul la instrumente<br />

specifi ce pentru analiza funcţională a genelor, gama de cunoştinţe disponibilă se<br />

extinde continuu. Studiile genetico-moleculare referitoare la dezvoltarea fl orii în baza<br />

organismelor model favorizează enorm explicarea precum şi manipularea asupra<br />

mecanismelor morfogenetice, în general la plantele superioare [1, 36]. Pentru acestă<br />

specie de plante este cunoscută o varietate amplă de informaţii care este stocată<br />

într-o serie de baze de date cu caracter general National Center for Biotechnology<br />

118


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Information (NCBI) [35], The European Molecular Biology Laboratory (EMBL) [3],<br />

Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) [20], etc., precum şi în resurse<br />

specifi ce: The Arabidopsis Information Resource (TAIR) [33], Arabidopsis Stock<br />

Centre (NASC) [6], The Arabidopsis Gene Regulatory Information Server (AGRIS)<br />

[8], Database of Arabidopsis Transcription Factors (DATF) [13], Kazusa Arabidopsis<br />

thaliana AnnotationAbstract (KATANA) [37], Arabidopsis thaliana Genome Database<br />

(AtGDB) [28].<br />

În calitate de material de studiu pentru cercetarea de faţă s-au utilizat informaţiile<br />

referitoare la profi lurile de expresie a genelor implicate în dezvoltarea fl orală, stocate<br />

în baza de date NCBI-GEO (National Center for Biotechnology Information - Gene<br />

Expression Omnibus).<br />

Setul de date GSE576 - Flower development (GSE576), selectat pentru studiu,<br />

reprezintă o experienţă realizată în baza platformei ATH1-1121501 Arabidopsis<br />

Genome ATH1 Array. Chip-ul este produs de Affymetrix, fi ind elaborat în baza<br />

informaţiilor obţinute în cadrul proiectului TIGR, The Institute for Genome Research<br />

(Institutul de Cercetări Genomice din Rockville, Maryland, USA). Setul de date<br />

include 4 etape ale morfogenezei fl orii şi 5 genotipuri mutante: Columbia wild type<br />

(Col-0), leafy-12 (lfy-12), Landsberg erecta (Ler), constans-2 (co-2), fl owering locus<br />

T-2 (ft-2).<br />

În acest context, devine posibilă analiza simultană a expresiei pentru aproximativ<br />

22 800 secvenţe.<br />

Timpul, zile<br />

0<br />

3<br />

5<br />

7<br />

Tabelul 1. Probele testate pentru setul de date GSE576 - Flower development<br />

Columbia<br />

wild type<br />

GSM 8827<br />

GSM 8828<br />

GSM 8829<br />

GSM 8830<br />

GSM 8831<br />

GSM 8832<br />

GSM 8833<br />

GSM 8834<br />

leafy-12<br />

GSM 8835<br />

GSM 8836<br />

GSM 8837<br />

GSM 8838<br />

GSM 8839<br />

GSM 8840<br />

GSM 8841<br />

GSM 8842<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

GENOTIPUL<br />

Landsberg<br />

erecta<br />

GSM 8843<br />

GSM 8844<br />

GSM 8845<br />

GSM 8846<br />

GSM 8847<br />

GSM 8848<br />

GSM 8849<br />

GSM 8850<br />

constans-2<br />

GSM 8851<br />

GSM 8852<br />

GSM 8853<br />

GSM 8854<br />

GSM 8855<br />

GSM 8856<br />

GSM 8857<br />

GSM 8858<br />

fl owering<br />

locus T-2<br />

GSM 8859<br />

GSM 8862<br />

GSM 8861<br />

GSM 8862<br />

GSM 8863<br />

GSM 8864<br />

GSM 8865<br />

GSM 8866<br />

Analiza explorativă a datelor de expresie a genelor a constat în aplicarea fi ltrelor<br />

şi a metodelor statistice pentru prelucrarea, interpretarea şi integrarea informaţiilor<br />

disponibile. Identifi carea genelor activate/inhibate de grupul de gene ABC a fost realizată<br />

în baza unei strategii de lucru specifi ce [24], care a fost elaborată în corespundere cu<br />

structura şi conţinutul informaţiilor referitoare la setul de date studiat.<br />

Prelucrarea datelor de expresie s-a realizat în baza aplicării limbajului de programare<br />

R ( www.r-project.org/). Pentru extragerea adnotărilor genelor prezente pe chip s-a<br />

folosit pachetul de adnotare ‘ath121501.db’ din Bioconductor (www. bioconductor.<br />

org/packages/release/dataannotation/html/ath1121501.db.html).<br />

Analiza valorilor de expresie pentru genele studiate a fost realizată în perspectiva<br />

studierii comparative a coefi cientului de corelaţie dintre genele studiate, în acest aspect<br />

genele au fost fi ltrate conform următorilor parametri r ≥ 0,85 şi p < 0,05.<br />

119


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

Rezultatele obţinute au fost analizate în baza informaţiilor oferite de resursa on-line<br />

NetAffx [14, 34], care conţine informaţia completă referitoare la genele de pe chip-ul<br />

Affymetrix folosit în studiu. Genele, care nu dispun de adnotare în bazele de date, s-au<br />

notat cu ProbeID-ul de pe chip-ul cercetat.<br />

Pentru descrierea complexă, cu referire la adnotarea completă a genelor şi a<br />

proceselor în care acestea sunt implicate, s-au analizat informaţiile Institutului<br />

de Cercetare a ADN-ului din Kazusa, Japonia ( Kazusa DNA Research Institute ).<br />

Pentru determinarea proceselor metabolice a fost utilizat AGI-Code(s) corespunzător<br />

secvenţelor, iar ca sursă de adnotare au fost selectate sursele KEGG şi AraCyc (TAIR).<br />

Aceste abordări au fost utile, în perspectiva în care concentrează un profi l bogat de<br />

informaţii referitoare la căile şi procesele metabolice pentru un şir de organisme,<br />

inclusiv Arabidopsis thaliana.<br />

De asemenea, au fost cercetate informaţiile disponibile în baza de date The Gene<br />

Ontology (GO) ( www.geneontology.org/), utilizate pe larg pentru sistematizarea şi<br />

analiza funcţională a genelor [11], în acest context, genele de interes au fost analizate<br />

în perspectiva ilustrării Proceselor biologice în care sunt implicate.<br />

Pentru integrarea tuturor rezultatelor obţinute referitor la genele studiate, a fost<br />

utilizată o resursă efi cientă pentru analiza şi determinarea proceselor în care sunt<br />

implicate anumite gene de interes [16] - instrumentul DAVID (Database for Annotation,<br />

Visualization and Integrated Discovery), versiunea 6.7 (david.abcc.ncifcrf.gov/home.<br />

jsp). DAVID integrează mai multe tipuri de informaţii stocate într-un şir de resurse<br />

importante precum ENTREZ GENE, GO, KEGG, INTERPRO, BIND, BLOCKS, PFAM,<br />

etc. [18] şi oferă o descriere integrativă a componentelor studiate. În prezenta cercetare<br />

acesta a condus nemijlocit la creşterea credibilităţii rezultatelor [30].<br />

În calitate de criterii de clusterizare au servit termenii din Gene Ontology,<br />

categoria Biological Function, iar aplicaţia utilizată a fost DAVID - Gene Functional<br />

Classifi cation Tool (GFCT), care oferă următoarele opţiuni:<br />

Kappa Similarity<br />

Similarity Term Overlap=5<br />

Similarity Threshold=0,35<br />

Classifi cation<br />

Initial/Final Group Membership=3<br />

Multiple Linkage Threshold=1<br />

EASE=1<br />

GFCT a permis ilustrarea relaţiilor funcţionale dintre gene pentru clasterizarea<br />

acestora în grupuri funcţionale. Vizualizarea rezultatelor obţinute din GFET s-a realizat<br />

cu ajutorul aplicaţiei DAVID - 2-D View Module in Functional Classifi cation Tool.<br />

Rezultate şi discuţii<br />

Studierea proceselor morfogenezei fl orii în baza profi lurilor de expresie microarray<br />

produse de Affymetrix a permis identifi carea şi analiza ţintelor de reglare directă/<br />

indirectă implicate în procesele de organogeneză a fl orii. Acest tip de investigaţii<br />

asigură, în primul rînd, analiza efi cientă a datelor pentru identifi carea genele noi,<br />

implicate în morfogeneza fl orii.<br />

Investigările explorative s-au realizat în contextul evidenţierii legăturilor dintre<br />

genele studiate. Astfel a fost examinată intensitatea expresiei genelor de interes. Au<br />

120


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

fost identifi cate o serie de gene, posibile ţinte a expresiei genelor sistemului ABC.<br />

Relaţiile dintre gene au fost stabilite în corespundere cu variaţia valorilor de expresie a<br />

fi ecărei gene ABC şi valorile de expresie a celorlalte gene de pe chip (Tabelul 2).<br />

Nr.<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

Tabelul 2. Numărul de gene infl uenţate de expresia genelor fl orale ABC<br />

Genele ABC<br />

AG PI AP1 AP2 AP3<br />

Col-1 4209 4280 4273 4410 4326<br />

lfy12 3055 3055 2517 6044 3449<br />

Ler 5700 6565 7122 7722 6470<br />

co-2 3313 2597 2090 4960 5005<br />

ft-2 2560 2604 3440 2272 2553<br />

Expresia fi ecărei din cele cinci gene ABC corelează puternic cu 2 090 - 7 722<br />

gene. Totuşi, rezultatele diferă pentru diferite forme de Arabidopsis. Cele mai multe<br />

corelări au fost observate în cazul genotipului Ler, pentru care fi ecare dintre genele<br />

ABC corelează puternic cu cca 6 700 de gene. Mai puţine gene au fost remarcate<br />

pentru genotipul ft-2, care evidenţiază o medie de cca 2 700 de gene. Rezultatele denotă<br />

importanţa proceselor morfogenetice ale fl orii, constatate în baza interacţiunilor unui<br />

şir considerabil de gene, ce manifestă mecanisme complexe de reglare a proceselor<br />

organogenetice. Fiecare dintre genele sistemului ABC prezintă, pentru toate cele cinci<br />

genotipuri, o corelare înaltă cu cca 3 800 – 5 000 gene comune.<br />

Pentru a identifi ca genele care cu siguranţă sunt corelate cu expresia genelor ABC<br />

şi/sau reglate de ele au fost selectate doar genele, ce au prezentat relaţii stabilite pentru<br />

fi ecare dintre cele cinci genotipuri. Aceasta a permis asigurarea faptului că mutaţiile<br />

caracteristice genotipurilor nu au afectat infl uenţa asupra expresiei genelor. Ca rezultat,<br />

a fost stabilită o listă fi nală de 44 gene candidate, care ilustrează infl uenţa generală a<br />

celor 5 gene ale sistemului fl oral ABC.<br />

Genele identifi cate prin analiza profi lurilor microarray, potenţial implicate în<br />

morfogeneza fl orii la plante, au fost analizate în contextul clasterizării lor funcţionale.<br />

Pentru descrierea celor 49 gene (44 de gene identifi cate în cadrul studiului şi plus cele 5<br />

gene ale sistemului ABC) s-a utilizat instrumentul bioinformatic DAVID, care permite<br />

clasifi carea informaţiilor obţinute în corespundere cu procesele biologice în care acestea<br />

sunt implicate. Astfel, genele studiate s-au separat în grupe ce cuprind de la 5 pînă la<br />

13 gene. Grupele identifi cate includ de la 3 pînă la 29 procese biologice. Procesele<br />

relevante evidenţiate au fost ordonate în 6 categorii generale (Figura 1):<br />

1. Reglarea transcripţională (10 gene),<br />

2. Dezvoltarea meristematică (7 gene),<br />

3. Procesele morfogenetice (7 gene),<br />

4. Procesele de răspuns (6 gene),<br />

5. Procesele membranare (5 gene),<br />

6. Procesele de biosinteză (5 gene).<br />

Restul proceselor (mutagenesis site, pattern specifi cation process, regionalization,<br />

developmental protein) au fost considerate nerelevante pentru studiu.<br />

121


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

Figura 1. Gruparea<br />

funcţională a genelor de interes<br />

(genele noi identifi cate sunt<br />

subliniate)<br />

În prima grupă - reglarea transcripţională (transcription), pe lîngă genele sistemului<br />

fl oral ABC care reprezintă importanţi factori de trascripţie implicaţi în morfogeneza<br />

fl orală, se remarcă încă 6 gene - CUC1 (CUP-SHAPED COTYLEDON1), JKD<br />

(JACKDAW), HFR1 (LONG HYPOCOTYL IN FAR-RED), IAA28 (INDOLE-3-ACETIC<br />

ACID INDUCIBLE 28), SCR (SCARECROW TRANSCRIPTION FACTOR FAMILY<br />

PROTEIN), ANAC104 (ARABIDOPSIS NAC DOMAIN CONTAINING PROTEIN 10),<br />

care ipotetic ar putea fi implicate în aceste procese (Figura 1, A).<br />

Rezultatele atribuite proceselor de dezvoltare formează două clase distincte.<br />

Se constată faptul că acestea sunt caracterizate de aceleaşi gene (AP1, AP3, AP2 PI, AG<br />

şi CUC) prezentînd diferenţe doar la nivelul unei singure componente din grup. Astfel,<br />

pentru dezvoltarea şi menţinerea meristematică, inclusiv cu referire la meristemul fl oral,<br />

se evidenţiză factorul de transcripţie JKD (JACKDAW) din familia INDETERMINATE<br />

DOMAIN (IDD) care conţine un domeniu proteic de tip “deget de zinc” (zinc fi nger)<br />

[24], şi care este implicat în procesul de reglare a timpului de înfl orire, precum a fost<br />

descris la porumb [5, 22], reglînd de asemenea dezvoltarea spaţială a diferenţierii<br />

provasculare şi formarea pattern-ului de tuburi secundare continue.<br />

În cadrul proceselor de răspuns la diferie tipuri de stimuli, dintre toate genele<br />

cercetate, 6 sunt implicate în 4 procese cu referire la cele de răspuns faţă de substanţele<br />

organice, stimulii endogeni, hormoni şi, în special, auxină. Acest grup include<br />

genele AGD3 (ADP-RIBOSYLATION FACTOR GTPase-ACTIVATING PROTEIN),<br />

ANAXA1 (ANNEXIN D1), IAA28 (INDOLE-3-ACETIC ACID INDUCIBLE 28), SFC<br />

(SCARECROW TRANSCRIPTION FACTOR FAMILY PROTEIN) (Figura 1, D) şi două<br />

gene neadnotate, dar pentru care informaţiile suplimentare ( http://arabidopsis. org/<br />

index.jsp) demonstrează o legătură apropiată faţă de procesele de morfogeneză a fl orii.<br />

Acestea sunt secvenţele AT5G24860 – ARABIDOPSIS FLOWERING PROMOTING<br />

FACTOR 1 (ATFPF1) şi AT1G19830 – genă din familia SAUR-like auxin-responsive<br />

protein family. Este semnifi cativ faptul că în acest grup se remarcă prezenţa genelor<br />

implicate direct în sinteză sau în procesele de răspuns faţă de auxine, expresia cărora<br />

122


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

a fost pusă în evidenţă în diverse organe, în special cele cu creşterea activă: vîrfuri ale<br />

tulpinii şi rădăcinii, muguri, fl ori (polen, ovar) [10].<br />

În acelaşi timp, grupul de procese membranare include 5 gene dintre care trei sunt<br />

fără adnotare iar ANAXA1 (ANNEXIN D) şi RTNBL14 (RETICULINE OXIDASE-LIKE<br />

PROTEIN14) fi ind descrise ca implicate în combaterea stresului oxidativ [32].<br />

Restul genelor prezintă un interes deosebit, deoarece considerăm că identifi carea<br />

lor, în cadrul studiului, reprezintă o dovadă a implicării în procesele dezvoltării fl orii.<br />

Secvenţele respective au fost analizate în baza informaţiilor suplimentare. AT3G47570<br />

reprezintă putative LRR receptor-like serine/threonine-protein kinase implicată prin<br />

intermediul receptorilor transmembranari protein tirozin-kinazici în căile de semnalizare.<br />

AT5G63850 reprezintă un transportor al aminoacizilor. AT2G07680 este membrul<br />

subfamiliei de proteine MRP11 (MULTIDRUG RESISTANCE-ASSOCIATED).<br />

Genele cu implicare în procesele de biosinteză au permis evidenţierea a cinci<br />

categorii de procese GO, ce caracterizează metabolismul diverselor componente celulare<br />

(acizi organici, acizi carboxilici, compuşi azotici, amine). În acest grup se evidenţiată<br />

5 secvenţe de interes pentru studiu (Figura 1, F), pentru care, la moment, nu este<br />

descrisă implicarea lor în procesele studiate. Rezultatele ar putea reprezenta o dovadă<br />

în acest sens. Categoria de faţă include CYSD2 (CYSTEINE SYNTHASE D2), ADT4<br />

(AROGENATE DEHYDRATASE 4) şi 3 gene fără adnotare. AT5G65010 - codifi că<br />

asparagin sintetaza (ASN2); AT3G53900 codifi că o uracil phosphoribosyltransferase<br />

plastidială (UPRT ), implicată în salvaj-ul uracilului, a treia este AT1G36180, care<br />

reprezintă acetyl-CoA carboxilaza 2 (ACC2).<br />

Principiile analizei explorative a datelor de expresie a genelor, în baza utilizării<br />

parametrilor statistici ca fi ltre a asigurat evidenţierea genelor de interes reprezentînd un<br />

mijloc efi cient pentru cercetare, care devine indispensabil pentru interpretarea efi cientă<br />

a informaţiilor biologice.<br />

Lista de gene candidate, identifi cate ca potenţial reglate de genele ABC, prezintă<br />

valoare practică pentru descrierea proceselor de morfogeneză a fl orii, dar care necesită<br />

verifi cări experimentale.<br />

Concluzii<br />

Analizele comparative ale datelor de expresie din experienţa studiată pot fi utilizate<br />

pentru modelarea unor căi posibile de expresie genică.<br />

În urma studiului au fost stabilite şi analizate 44 ţinte de reglare directă/indirectă<br />

ipotetic infl uenţate de genele sistemului ABC, implicate în procesele de morfogeneză a<br />

fl orii. În acelaşi timp, au fost identifi cate 8 gene noi, ipotetic implicate în morfogeneza<br />

fl orii, care nu sunt adnotate pînă la moment.<br />

Cercetările au fost realizate în cadrul proiectului instituţional 11.817.04.19F<br />

Aspecte funcţionale şi genetico - moleculare ale genomului la fl oarea-soarelui<br />

(Helianthus annuus L.), etapa Identifi carea genelor cu expresia indusă de semnalul<br />

giberelinic prin analiza profi lurilor microarray existente în bazele de date.<br />

Bibliografi e<br />

1. Altman R. B.<br />

Building successful biological databases. // Brief. Bioinformatics, 2004,<br />

5 (1): 4–5.<br />

2. Bowman J. L., Smyth D. R., Meyerowitz E. M.<br />

Genes directing fl ower development in<br />

Arabidopsis. // Plant Cell, 1989, 1:8137–52.<br />

123


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

3. Cochrane G., Aldebert P., Althorpe N., et.al.<br />

EMBL Nucleotide Sequence Database:<br />

developments in 2005. // Nucleic Acids Res, 2006, 34:10–15.<br />

4. Coen H. S., Meyerowitz E. M. The war of the whorls: Genetic interactions controlling<br />

fl ower development. // Nature, 1991, 353:31–37.<br />

5. Colasanti J., Yuan Z., Sundaresan V. The indeterminate gene encodes a zinc fi nger<br />

protein and regulates a lea generated signal required for the transition to fl owering in maize. //<br />

Cell, 1998, 93:593–603.<br />

6. Craigon D. J., James N., Okyere J., et. al. NASCArrays: A repository for Microarray<br />

Data generated by NASC’s Transcriptomics Service. // Nucleic Acids Research, 2004,<br />

32:575–577.<br />

7. Davidson E., Levin M. Gene regulatory networks. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A,<br />

2005, 102 (14):4935.<br />

8. Davuluri R. V., Sun H., Palaniswamy S. K., et al. AGRIS: Arabidopsis gene<br />

regulatory information server, an information resource of Arabidopsis cis-regulatory elements<br />

and transcription factors. // BMC Bioinformatics, 2003, 4:25.<br />

9. Drews G. N., Bowman J. L., Meyerowitz E. M. Negative regulation of the Arabidopsis<br />

homeotic gene AGAMOUS by APETALA2 product. // Cell, 1991, 14(6):991–1002.<br />

10. Gao M.-J., Parkin I. A. P., Lydiate D. J. An auxin-responsive SCARECROW-like<br />

transcriptional activator interacts with histone deacetylase. // Plant Molecular Biology, 2004,<br />

55:417–431.<br />

11. GENE ONTOLOGY CONSORTIUM. The Gene Ontology (GO) project in 2006. //<br />

Nucleic Acids Research, 2006, 34:322-326.<br />

12. Goto K., Meyerowitz E. M. Function and regulation of the Arabidopsis fl oral homeotic<br />

gene PISTILLATA. // Genes Dev, 1994, 8(13):1548– 1560.<br />

13. Guo A., He K., Liu D., et al.<br />

DATF: a database of Arabidopsis transcription factors.<br />

// Bioinformatics, 2005, (21):2568-2569.<br />

14. Guoying L., Loraine A. E., Shigeta R NetAffx: Affymetrix probesets and annotations.<br />

// Nucleic Acids Res, 2003, 31(1):82–86.<br />

15. Hill T. A., Day C. D., Zondlo S. C., et.al. Discrete spatial and temporal cis-acting<br />

elements regulate transcription of the Arabidopsis floral homeotic gene APETALA3. //<br />

Development, 1998, 125(9):1711–1721.<br />

16. Hinnisdaels S., Lardon A ., Barbacar N., et al. A fl oral third whorl-specifi c marker<br />

gene in the dioecious species white campion is differentially expressed in mutants defective in<br />

stamen development. Plant Molecular Biology, 1997, 35.1009 - 1014.<br />

17. Huang D. W., Sherman B. T., Lempicki R. A. Systematic and integrative analysis of<br />

large genelists using DAVID bioinformatics resources. // Nature Protocols, 2009, 4 (1):44–57.<br />

18. Huang D. W., Sherman B. T., Tan Q. The DAVID Gene Functional Classifi cation<br />

Tool: a novel biological module-centric algorithm to functionally analyze large gene lists. //<br />

Genome Biology, 2007, 8:183.<br />

19. Irish V. F., Sussex I. M. Function of the apetala-1 gene during Arabidopsis fl oral<br />

development. // Plant Cell, 1990, 2(8): 741–753.<br />

20. Jofuku K. D., den Boer B. G., van Montagu M., et. al. Control of Arabidopsis fl ower<br />

and seed development by the homeotic gene APETALA2. // Plant Cell 1994, 6 (9):1211–1225.<br />

21. Kanehisa M., Araki M., Goto S., et. al.<br />

KEGG for linking genomes to life and the<br />

environment. // Nucleic Acids Res, 2008, 36:480–484.<br />

22. Koizumi K., Wu S., MacRae-Crerar A. An essential protein that interacts with<br />

endosomes and promotes movement of the SHORT-ROOT transcription factor. // Curr Biol.<br />

2011, 21(18):1559-1564.<br />

23. Kozaki A., Hake S., and Colasanti J. The maize ID1 fl owering time regulator is a zinc<br />

fi nger protein with novel DNA binding properties. // Nucleic Acids Res, 2004, 32:1710–1720.<br />

124


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Genetica, Biologia moleculară şi Ameliorarea<br />

24. Martea R., Leviţchi A., Duca M. Gene network involved in fl ower morphogenesis in<br />

plants. // The 4th International IMBG Conference For Young Scientists “Molecular Biology:<br />

Advances And Perspectives” Abstract book, September 14-17, 2011, Kiev, Ukraine, p. 205.<br />

25. Obayashi T, Kinoshita K, Nakai K, et al. ATTED-II: a database of co-expressed genes<br />

and cis elements for identifying co-regulated gene groups in Arabidopsis. // Nucleic Acids Res,<br />

2007, 35:863–9.<br />

26. Ogasawara H., Kaimi R., Colasanti J., Kozaki A.<br />

Activity of transcription factor<br />

JACKDAW is essential for SHR/SCR-dependent activation of SCARECROW and MAGPIE<br />

and is modulated by reciprocal interactionswith MAGPIE, SCARECROW and SHORT ROOT.<br />

// Plant Mol Biol, 2011, 77:489–499.<br />

27. Riechmann J. L., Wang M., Meyerowitz E. M. DNA-binding properties of Arabidopsis<br />

MADS domain homeotic proteins APETALA1, APETALA3, PISTILLATA and AGAMOUS.<br />

// Nucleic Acids Res, 1996, 24(16):3134–3141.<br />

28. Schlueter S. D., Wilkerson M. D., Huala E. Community-based gene structure<br />

annotation for the Arabidopsis thaliana genome. // Trends Plant Sci, 2005, 10:9.<br />

29. Schultz E. A., Haughn G. W.<br />

LEAFY, a homeotic gene that regulates infl orescence<br />

development in Arabidopsis. // Plant Cell, 1991, 3(8):771–781.<br />

30. Sherman B. T, Huang D. W., Tan Q. DAVID Knowledgebase: a gene-centered<br />

database integrating heterogeneous gene annotation resources to facilitate high-throughput gene<br />

functional analysis. // BMC Bioinformatics, 2007, 8:426.<br />

31. Smyth D. R., Bowman J. L., Meyerowitz E. M.<br />

Early flower development in<br />

Arabidopsis. // The Plant Cell, 1990, 2:755–767.<br />

32. Stanley Kim H., Yu Y.<br />

Transcriptional divergence of the duplicated oxidative stressresponsive<br />

genes in the Arabidopsis genome. // Plant J, 2005, 41:212–220.<br />

33. Swarbreck D., Wilks C., Lamesch P., et.al. The Ara bidopsis Information Resource<br />

(TAIR): gene structure and function annotation. // Nucleic Acids Res, 2008, 36:1009–1014.<br />

34. Tancred F., Vagner A. B., Udvardi M., et.al.<br />

AffyTrees: Facilitating Comparative<br />

Analysis of Affymetrix Plant Microarray Chips. // Plant Physiol, 2008, 146:377-386.<br />

35. Wheeler D. L., Barrett T., Benson D. A., et.al. Database resources of the National<br />

Center for Biotechnology Information. // Nucleic Acids Res, 2008, (36):13–21.<br />

36. Wilson Z. A., Zhang D. From Arabidopsis to rice: pathways in pollen development. //<br />

Journal of Experimental Botany, 2009, 60(5):1479–1492.<br />

37. Yang K.-Y., Kim Y.-M., Lee S.<br />

Overexpress ion of a Mutant Basic Helix-Loop-Helix<br />

Protein HFR1, HFR1- N105, Activates a Branch Pathway of Light Signaling in Arabidopsis. //<br />

Plant Physiology, 2003, 133(4):1630–1642.<br />

38. Yano K., Dansako T., Katana S. N. A web-based guide to public databases for<br />

Arabidopsis genomic information. // Plant Biotechnology, 2005, 22(3):225–229.<br />

125


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

ZOOLOGIA<br />

COMPORTAMENTUL ANTAGONIST LA SPECIA MUS SPICILEGUS<br />

PETENYI 1882 (RODENTIA, MURIDAE)<br />

Larion Alina, Munteanu Andrei, Nistreanu Victoria,<br />

Cemîrtan Nelli, Savin Anatol, Sîtnic Veaceslav, Caraman Natalia<br />

Institutul de Zoologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei<br />

Zoologia<br />

Rezumat<br />

A fost studiat comportamentul antagonist al speciei Mus spicilegus Petenyi. În experienţele<br />

de comportament au fost incluşi 189 indivizi, efectuate 373 de aşezări în cuplu între<br />

indivizii din diferite mişuni şi 322 – între indivizii din aceeaşi mişună. Comportamentul<br />

antagonist este caracteristic preponderent indivizilor din mişuni diferite. Cele mai multe<br />

contacte agresive au fost înregistrate la aşezarea în cuplu a indivizilor cu tipul SNC<br />

puternic şi mediu. Dinamica agresivităţii la M. spicilegus în funcţie de anotimp are o<br />

mare importanţă pentru adaptarea indivizilor pe parcursul ciclului lor vital. Primăvara<br />

nivelul agresivităţii între masculi şi femele este redus. Vara nivelul de agresivitate scade<br />

– erau mai frecvente contactele olfactive. Toamna, când începe construcţia mişunilor,<br />

agresivitatea este scăzută faţă indivizii necunoscuţi din alte mişuni şi este foarte slabă la<br />

aşezarea în cuplu a indivizilor cunoscuţi din aceeaşi mişună. Nivelul agresivităţii creşte<br />

considerabil după fi nisarea mişunii, deoarece între indivizii unei mişuni s-a format un<br />

sistem ierarhic bine diferenţiat.<br />

Cuvinte cheie: Mus spicilegus, comportament antagonist - agresivitate<br />

Depus la redacţie: 11 octombrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Larion Alina, Institutul de Zoologie al Academiei de<br />

Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei 1, MD-2028, Chişinău, Republica Moldova, e-mail:<br />

larion_alina@yahoo.com, tel. +373 22 739786<br />

Introducere<br />

Studiul comportamentului animalelor are o legătură directă cu adaptarea, care<br />

reprezintă o problemă actuală în biologia contemporană. Elucidarea diferitor forme<br />

de adaptare a organismelor vii la condiţiile schimbătoare ale mediului prezintă una din<br />

cele mai importante probleme ale ecologiei şi fi ziologiei ecologice. Şoarecii de mişună<br />

Mus spicilegus, la fel ca toate rozătoarele, trăiesc în condiţii complexe, adaptânduse<br />

continuu la modifi carea acestora şi reglându-şi activitatea vitală corespunzător cu<br />

schimbările ce au loc. Plasticitatea comportamentului la specia M.spicilegus constă<br />

în capacitatea adaptării indivizilor la condiţiile dinamice ale mediului, care se pot<br />

modifi ca brusc pentru perioade scurte de timp. La baza comportamentului adaptiv al<br />

animalelor la anumite condiţii ale mediului stă activitatea de cercetare şi orientare, mai<br />

pronunţată fi ind la speciile care duc un mod de viaţă colonial sau în grup [1, 7], precum<br />

şi comportamentul antagonist, care stă la baza reglării relaţiilor intraspecifi ce.<br />

126


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Zoologia<br />

Material şi metode<br />

Obiectul de studiu a fost şoarecele de mişină M.spicilegus. Pentru evidenţierea şi<br />

descrierea pozelor şi mişcărilor indivizilor, înregistrarea frecvenţei diferitor elemente<br />

de comportament a fost utilizată metoda “Aşezării în cuplu” (mascul – mascul; mascul<br />

– femelă; femelă – femelă) a indivizilor din aceeaşi mişună şi din mişuni diferite [5].<br />

Într-o cutie din sticlă organică cu dimensiunile 80×80×60cm, cu pereţi despărţitor mobili<br />

au fost amplasaţi a câte 2 indivizi şi la fi ecare 5 minute, total 15 minute, s-a înregistrat<br />

durata şi frecvenţa elementelor de comportament, informaţia despre numărul tuturor<br />

contactelor (în calitate de contact este califi cată orice apropiere a indivizilor, după care<br />

survenea o interacţiune) şi despre rata contactelor antagoniste. În experiment au fost<br />

incluşi 189 indivizi, efectuate 373 de aşezări în cuplu între indivizii din diferite mişuni<br />

şi 322 – între indivizii din aceeaşi mişună. Studiul componenţei calitative a populaţiei<br />

s-a efectuat prin determinarea tipului sistemului nervos central (SNC) după metoda lui<br />

Camenov [6].<br />

Rezultate şi discuţii<br />

În urma analizei comportamentului rozătoarelor mici s-a constatat, că în<br />

majoritatea cazurilor comportamentul indivizilor este similar. Mişcările şi pozele<br />

indivizilor în timpul interacţiunilor sociale au fost divizate în 3 grupuri funcţionale:<br />

1. Comportamentul în timpul analizei partenerului. 2. Comportamentul, care contribuie<br />

la întărirea relaţiilor sociale. 3. Comportamentul antagonist. Pentru indivizii din diferite<br />

mişuni este caracteristic comportamentul antagonist. Am evidenţiat următoarele acte<br />

de bază ale comportamentului la grupurile de indivizi din mişuni diferite: ameninţarea,<br />

atacul, poziţia laterală, poziţia verticală, respingerea partenerilor, apărarea.<br />

Ameninţarea şi atacul. Pozele şi mişcările de ameninţare sunt foarte expresive şi<br />

se deosebesc mult de celelalte forme de comportare nu numai după caracterul comun<br />

al mişcărilor, dar şi după maniera lor şi după interpretare. Toate acţiunile de atac se<br />

întreprind din câteva poze caracteristice: poziţia laterală, poziţia laterală de ameninţare,<br />

poziţia verticală şi apărarea (fi g. 1). Pe parcursul experimentului cele mai multe atacuri<br />

au fost înregistrate la aşezarea în cuplu a masculilor cu tipul SNC puternic şi cu tipul<br />

SNC mediu - 11±1. După atac indivizii se luptau, se rostogoleau, lupta era însoţită de<br />

ocoliri, fugă (cu urmărire, fără urmărire), ţipete, respingeri.<br />

Poziţia laterală este luată de indivizi la apropierea partenerului. În acest caz<br />

individul se întoarce cu partea laterală sau se întoarce cu spatele la partener (fi g. 1. 1;<br />

2; 4; 5). Această orientare a corpurilor este veriga iniţială în lanţul poziţiilor laterale de<br />

ameninţare, caracteristică mai mult pentru animalele necunoscute. Din această poziţie<br />

indivizii pot întreprinde un şir de mişcări şi acţiuni: împingerea partenerului (fi g. 1. 4),<br />

lovituri cu membrul posterior (fi g. 1. 5) şi atacuri cu aruncări (fi g. 1. 10; 11). Atacurile<br />

se terminau cu bătăi, încăierări (fi g. 1. 12). Încăierările se întrerupeau, dacă unul din<br />

parteneri fugea, element care, la rândul său, este însoţit de urmărire. De multe ori, după<br />

luptă partenerii se retrăgeau în colţuri opuse, începeau să se cureţe, se făceau ghem şi<br />

se observau reciproc.<br />

Apărarea. Ca răspuns la acţiunile agresive ale partenerului, indivizii iau o poză<br />

de apărare (fi g. 1. 13). Din această poziţie indivizii se resping numai cu membrele<br />

anterioare (fi g. 1. 7; 8; 9). Pe parcursul experimentului poziţia de apărare a fost<br />

înregistrată de 4 – 8 ori.<br />

127


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Zoologia<br />

La aşezarea în cuplu a indivizilor cunoscuţi şi necunoscuţi cu SNC de tip diferit s-a<br />

observat, că primăvara nivelul agresivităţii între masculi şi femele este scăzut, deoarece<br />

ieşind din iarnă ei dispersează pe teritoriul din apropierea mişunii şi începe formarea<br />

cuplurilor noi. Din numărul total de aşezări în cuplu a indivizilor necunoscuţi numai<br />

la 8,3% din cazuri s-a observat un nivel mai înalt de agresivitate: între 2 masculi şi 2<br />

femele cu tipul SNC puternic. La 12,5% din cazuri am observat interacţiuni antagoniste<br />

foarte slabe: respingerea partenerului, poza de ameninţare, poza de apărare, ocolirea,<br />

etc. În celelalte cazuri aceste interacţiuni antagoniste lipseau. Indivizii din diferite<br />

mişuni se comportau aproximativ ca şi cei din aceeaşi mişună. Erau mai frecvente<br />

contactele olfactive: nazo-nazale, nazo-anale, nazo-laterale şi apropierea de partener,<br />

ca consecinţă a faptului că primăvara se intensifi că secreţia glandelor situate în regiunile<br />

faciale, ventrale şi аnogenitale.<br />

Figura 1. Comportamentul antagonist (după Sokolov şi al., 1990, cu modifi cările<br />

autorului). 1, 2, 4, 5 - poziţia laterală; 3 - poziţia verticală; 6 - respingerea partenerilor<br />

din poziţia verticală; 7 - 9 - respingerea partenerilor; 10, 11 - atacul; 12 - lupta; 13 - poza<br />

“apărare”<br />

Vara nivelul de agresivitate scade. Din numărul total de aşezări în cuplu a indivizilor<br />

necunoscuţi interacţiuni slabe antagoniste au fost întâlnite la 16,7% cazuri. Luptele au<br />

fost înregistrate mai frecvent la aşezarea în cuplu a masculilor cu tipul SNC puternic<br />

şi masculilor cu tipul SNC mediu, precum şi între femelele cu tipul SNC puternic şi<br />

femelele cu tipul SNC mediu. Între masculi şi femele comportamentul antagonist se<br />

manifestă nu prin luptă, ci prin respingerea partenerului. Valori maxime ale agresivităţii<br />

au fost înregistrate la aşezarea în cuplu a masculilor cu tipul SNC puternic cu tipul SNC<br />

mediu – 26,4±5,9 secunde, iniţiativa fi ind din partea individului cu tipul SNC mediu.<br />

În celelalte cazuri contactele antagoniste constituiau de la 5 până la 15 secunde. Lupte<br />

mai pronunţate cu puţine urmăriri se întâlneau mai des la aşezările între masculii<br />

128


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Zoologia<br />

necunoscuţi. În timpul aşezării în cuplu a masculilor şi femelelor necunoscute s-a<br />

constatat, că masculii încercau să le facă curte femelelor, analizându-le minuţios,<br />

efectuând mişcări mozaice, urmărindu-le. Femelele, de regulă, stăteau în poza de<br />

ameninţare, îi respingeau şi încercau să-i evite. În studiile altor cercetători, de asemenea,<br />

masculii iniţiau contactele cu femelele, deseori de tip ofensiv, iar acestea aveau reacţii<br />

defensive [2].<br />

La aşezarea în cuplu a indivizilor cel mai înalt nivel de agresivitate a fost observat<br />

în perioada de toamnă: la 82% din numărul total de aşezări. Iniţiatori, de regulă, erau<br />

dominanţii din pereche cu SNC de tip puternic şi agresivitatea se manifesta între<br />

indivizii necunoscuţi (femele cu masculi, masculi cu masculi, femele cu femele), însă<br />

interacţiunile antagoniste cele mai frecvente au fost observate la aşezarea în cuplu<br />

a femelelor şi nu a masculilor. În interacţiunile mixte în 49% cazuri masculii erau<br />

dominanţi, în 51% cazuri - femelele erau dominante. Nivelul de agresivitatea era mai<br />

înalt la aşezările în cuplu în care masculii erau dominanţi şi nu femelele (p< 0,05).<br />

În cazul când nivelul agresivităţii era foarte înalt, după mirosirea reciprocă, unul din<br />

parteneri ataca în primele minute ale experimentului. Atacurile urmau unul după altul<br />

şi dominantul – individul cu tipul SNC mai puternic din cuplu îl urmărea pe partenerul<br />

subaltern. Atacurile erau însoţite de lupte, rostogoliri şi ţipete. Agresivitatea ocupa circa<br />

68% din tot timpul experimentului (612±20,8 secunde). Atacurile, lupta, rostogolirile<br />

predomină asupra elementelor mai "moi" ale agresivităţii: respingerea, poza ameninţare,<br />

poza apărare, fuga etc. Lupta, rostogolirea alcătuiau 205±20,6 secunde. Atât timp cât<br />

partenerul, dominantul din cuplu, nu manifestă agresivitate, partenerul subaltern stătea<br />

liniştit într-un colţ şi-l urmărea.<br />

La aşezarea în cuplu, când nivelul agresivităţii era mai scăzut, după mirosirea<br />

reciprocă, unul din parteneri îl ataca pe al doilea. Şi în aceste cazuri ataca dominantul,<br />

însă nivelul agresivităţii era mai scăzut. După o serie de atacuri, indivizii se retrăgeau<br />

fi ecare în colţuri opuse şi se curăţau, se odihneau, se observau unul pe celălalt, etc.<br />

În astfel de cazuri predomina respingerea, ameninţarea. Uneori indivizii se ridicau în<br />

membrele posterioare şi cu cele anterioare se respingeau unul pe altul, iar dominantul<br />

nu-l urmărea pe subaltern. Interacţiunile antagoniste ocupau până la 36% (240±23,5<br />

secunde) din tot experimentul.<br />

La aşezarea în cuplu, când nivel agresivităţii este cel mai scăzut erau mai puţine şi<br />

numărul contactelor agresive – cca 20% (134±15,8 secunde) din timpul experimentului.<br />

Partenerii se miroseau minuţios unul pe altul, după care puteau să se despartă şi să<br />

continue explorarea camerei. În acest caz atacurile şi luptele erau foarte puţine la număr<br />

şi de scurtă durată - până la 2-5 secunde. Aceste cazuri au fost întâlnite la aşezările<br />

în cuplu a indivizilor cu SNC de tip slab şi mediu, sau atunci când indivizii erau de<br />

aceeaşi greutate. În astfel de interacţiuni nici chiar dominanţii nu îndrăzneau să atace:<br />

ei stăteau în colţ, se curăţau, explorau etc. Apropiindu-se de partener, ei îl mirosea<br />

intens, îl ocolea, mai frecvent din poziţie laterală. S-au înregistrat 2 cazuri de aşezare<br />

în cuplu a 2 masculi necunoscuţi, primul - cu tipul SNC puternic, al doilea - cu tipul<br />

SNC slab, când masculul cu tipul SNC slab s-a învârtit în jurul celui cu tipul SNC<br />

puternic timp de 35 secunde, după care masculul cu tipul SNC puternic l-a mirosit<br />

(15 secunde) foarte minuţios pe cel cu tipul SNC slab. Indivizii cu tipul SNC slab cel<br />

mai frecvent manifestau un comportament de apărare-ameninţare: poza de ameninţare,<br />

129


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Zoologia<br />

poza de apărare, respingerea etc. Agresivitatea este mai înaltă la aşezarea în cuplu<br />

a animalelor necunoscute din diferite mişuni. Pentru indivizii din aceeaşi mişună<br />

elementele antagoniste sunt puţin frecvente – după mirosirea reciprocă aceştia treceau<br />

la alte activităţi: explorarea camerei, curăţarea reciprocă (alogrooming), deseori stăteau<br />

unul lângă altul – 20-200 secunde.<br />

Schimbarea agresivităţii la M. spicilegus în dependenţă de anotimp are o mare<br />

importanţă pentru adaptarea indivizilor pe parcursul ciclului lor vital. Toamna, când<br />

indivizii încep construcţia mişunilor cu rezerve de hrană, agresivitatea faţă de animalele<br />

necunoscute din alte mişuni este scăzută şi este foarte slabă la aşezarea în cuplu a<br />

indivizilor cunoscuţi din aceeaşi mişună, fapt semnalat şi în alte studii [3]. În această<br />

perioadă lipseşte un sistem ierarhic bine diferenţiat în mişună, ceea ce le permite<br />

indivizilor să-şi concentreze forţele pentru colectarea rezervelor de hrană şi amenajarea<br />

mişunilor. Datele noastre coincid cu cele obţinute de alţi cercetători [8], care susţin, că<br />

în această perioadă, în mişuni lipseşte sistemul ierarhic de relaţii reciproce între indivizi.<br />

Nivelul agresivităţii creşte considerabil atunci, când animalele au fi nisat construcţia<br />

mişunii cu rezerve de hrană şi locuiesc în ea, deoarece între indivizii unei mişuni s-a<br />

format un sistem ierarhic bine diferenţiat. În cazul când un individ străin nimereşte în<br />

interiorul unei mişuni, acesta provocă agresivitate din partea tuturor indivizilor mişunei<br />

şi în rezultat este ucis. Toamna populaţia din mişună constă din 1-2 indivizi adulţi şi<br />

indivizi tineri din ultimele generaţii, cu un sistem ierarhic de relaţii reciproce bine<br />

diferenţiat şi cu un nivelul înalt de agresivitate faţă de străini.<br />

Primăvara nivelul agresivităţii faţă de străini este redus, deoarece indivizii părăsesc<br />

mişunile de iarnă, dispersează şi încep reproducerea. Diminuarea agresivităţii le permite<br />

animalelor să formeze grupări noi. Vara M. spicilegus sunt repartizaţi în diverse tipuri<br />

de biotopuri, ceea ce contribuie la scăderea nivelului agresivităţii în condiţiile naturale.<br />

S-a constatat, ca între masculii, care populează în vecinătate, reacţiile agresive sunt<br />

semnifi cativ mai scăzute decât între cei care populează la o distanţă mai mare unul faţă<br />

de altul [4].<br />

Concluzii<br />

Comportamentul antagonist este caracteristic preponderent indivizilor din mişuni<br />

diferite. Din acest grup funcţional fac parte următoarele elemente etologice de bază:<br />

ameninţarea, atacul, poziţia laterală, poziţia verticală, respingerea partenerilor, apărarea.<br />

Cele mai multe atacuri au fost înregistrate la aşezarea în cuplu a masculilor cu tipul SNC<br />

puternic şi cu tipul SNC mediu. Schimbarea agresivităţii la M. spicilegus în dependenţă<br />

de anotimp are o mare importanţă pentru adaptarea indivizilor pe parcursul ciclului lor<br />

vital. Primăvara nivelul agresivităţii faţă de străini este redus, deoarece indivizii părăsesc<br />

mişunile de iarnă şi încep reproducerea. Scăderea agresivităţii le permite animalelor să<br />

formeze noi grupări. Vara nivelul de agresivitate la fel este scăzut. Erau mai frecvente<br />

contactele olfactive. Toamna, când începe construcţia mişunilor cu rezerve de hrană,<br />

agresivitatea este scăzută faţă indivizii necunoscuţi din alte mişuni şi este foarte slabă<br />

la aşezarea în cuplu a indivizilor cunoscuţi din aceeaşi mişună.<br />

Nivelul agresivităţii creşte considerabil atunci, când animalele au fi nisat construcţia<br />

mişunii şi locuiesc în ea, deoarece între indivizii unei mişuni s-a format un sistem<br />

ierarhic bine diferenţiat.<br />

130


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Bibliografi e<br />

1. Larion A. Teza de doctor în diologie. // Chişinău. 2003, 154 pp.<br />

2. Patris B., P. Gouat, C. Jacquot, N. Christophe, C. Baudoin.<br />

Agonistic and Sociable<br />

Behaviors in the Mound-Building Mice, Mus spicilegus: A Comparative Study With Mus<br />

musculus Domesticus. // Aggressive Behavior, 2002, Vol.28, p. 75–84.<br />

3. Simeonovska-Nikolova D., Sh. Mehmed.<br />

Behavior of mound-building mouse, Mus<br />

spicilegus during autumn-winter period in captivity. // Biotechnol. & Biotechnol. Eq., 2009,<br />

23, p.180-183.<br />

4. Simeonovska-Nikolova Daniela M. Neighbuor Relationships and Spacing Behaviour<br />

of Mound-building Mouse, Mus spicilegus (Mammalia: Rodentia) in Summer. // Acta zool.<br />

bulg., 2012, 64 (2), p. 135-143.<br />

5. Гольцман М.Е., Наумов Н.П., Никольский А.А., Овсянников Н.Г., Пасхина Н.М.,<br />

Смирин В.М. Социальное поведение большой песчанки ( Rhombomys opimus Licht.) //<br />

Поведение млекопитающих. М.: “Наука”. 1977. С. 5-69.<br />

6. Каменов Д.А. Электрооборонительная методика исследования свойств нервных<br />

7. процессов у мелких грызунов методом выработки пары условных рефлексов //<br />

Науч. докл. Высш. шк. Биол. Науки. 1973. № 6. С. 125-127.<br />

8. Мунтяну А.И., Чемыртан Н.А. Ориентировочно-исследовательское поведение<br />

симпатричных видов мышевидных грызунов в агроценозах. // Кишинев: «Штиинца».<br />

1997. № 2 (284). С. 69-72.<br />

9. Соколов В.Е., Котенкова Е.В., Лялюхина С.И. Биология домовой и курганчиковой<br />

мышей. // М.: Наука, 1990; 208 с.<br />

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ<br />

ВИДА SITONA LINEATUS (COLEOPTERA: CURCULIONIDAE) В<br />

РЕСПУБЛИКЕ МОЛДОВА<br />

Мунтяну Н., Малеванчук Н., Тодераш Л., Молдован А., Бакал С.<br />

Институт зоологии Академии Наук Молдовы<br />

Zoologia<br />

Rezumat<br />

Studierea caracterelor biologice ale dezvoltării insectelor este esenţială pentru sesizarea<br />

căilor de adaptare ecologică la condiţiile specifi ce ale unei sau altei regiuni, iar în<br />

plan aplicativ contribuie la pronosticarea stării populaţiilor de insecte folositoare sau<br />

dăunătoare. Scopul principal al lucrării a constat în relevarea caracterelor biologice ale<br />

dezvoltării şi distribuţiei speciilor Sitona lineatus L. în semănăturile de lucernă de pe<br />

teritoriul Republicii Moldova. În rezultatul cercetărilor efectuate s-a constat că cea mai<br />

mare parte de exemplare (56%) a fost colectată în zona centrală a Republicii Moldova.<br />

Densitatea medie a speciei Sitona lineatus L. a constituit 5,03 exemp./м 2 . Numărul<br />

maximal a fost de 13-14 exemp./м 2 . Au fost de asemenea sistematizate şi relevate date<br />

noi privitor la arealul de răspândire a speciilor pe teritoriul republicii noastre.<br />

Cuvinte-cheie: Sitona lineatus L. - particularităţi biologice - distribuţia speciilor -<br />

densitatea populaţiei - adaptare ecologică.<br />

Depus la redacţie 18 octombrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Malevanciuc Nadejda, Institutul de Zoologie al Academiei<br />

de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău , Republica Moldova,<br />

E-mail: malevanciuc_nadejda@yahoo.com, izooasm@asm.md, tel. (+373 22)<br />

73-98-09<br />

131


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Zoologia<br />

Введение<br />

В настоящее время сельское хозяйство напрямую связано с уровнем экономического<br />

развития страны. Основной задачей сельхозпроизводства, является<br />

получение высококачественной продукции для того, чтобы обеспечить питанием<br />

все увеличивающееся население нашей планеты. Для этого необходимо иметь<br />

высокопродуктивные сорта сельскохозяйственных растений и породы животных,<br />

а также совершенные методы их выращивания.<br />

Значительную роль в повышении качества производимой продукции играют<br />

бобовые культуры, т.к. они являются улучшителями почвенного плодородия, используются<br />

непосредственно в пищу, а также входят в состав кормов сельскохозяйственных<br />

животных в качестве белкового компонента. Проблема получения<br />

высококачественного белка в современном мире очень актуальна и её решение<br />

важно для повышения качества питания населения.<br />

Клубеньковые долгоносики рода Sitona Germ. являются одними из самых<br />

распространённых вредителей бобовых культур, которые питаются надземными<br />

(имаго) и подземными (личинки) органами растений. В результате повреждения<br />

растений снижается не только урожай зерна, но и его качество. Второй<br />

аспект вредоносности связан со снижением числа клубеньков (органы симбиотической<br />

азотфиксации) на корнях бобовых [26]. ]. По данным некоторых ученых<br />

полное развитие 1000 личинок долгоносиков из рода Sitona на квадратный<br />

метр за одно поколение снижает количество азота на 5,7 кг с гектара кормового<br />

растения [20].].<br />

В Республике Молдова было выявлено 19 видов долгоносиков из рода Sitona<br />

[34, 11]. В качестве кормовых растений приводятся представители семейства<br />

Fabaceae люцерна, вика, горох, клевер, эспарцет, донник и другие. Люцерна является<br />

одним из основных источников питания для большинства долгоносиков<br />

рода Sitona. К таковым относится вид Sitona lineatus L., который в массовом развитии<br />

существенно повреждает молодые всходы люцерны и их корневые узелки.<br />

Впервые полосатый серый долгоносик Sitona lineatus в фауне исследуемого<br />

региона был отмечен бессарабскими энтомологами Миллер, Зубовский, [31, 32],<br />

позднее вид отмечен в фаунистических списках Медведев, Шапиро [29], а также<br />

отрывочные сведения о виде указаны в работах посвященных отдельным культурам<br />

и борьбе с их вредителями [23, 25, 34, 36, 37].<br />

Люцерна (Medicago sativa L., 1753) это растение, которое адаптировано к различным<br />

климатическим и почвенным условиям. Она произрастает практически<br />

на всех континентах Земного шара, и общая площадь занимаемой территории<br />

составляет около 130 миллионов гектар. Наибольшая часть территорий люцерновых<br />

полей приходится на США, Аргентину, Россию и Францию. На территории<br />

Румынии, площадь возделывания люцерны в 1995 году составляла 343-300 га<br />

[15]. На территории Республики Молдова общая площадь занимаемая люцерной<br />

составляет примерно 250 тысяч га [27]. Выращивание люцерны, безусловно,<br />

имеет важное агротехническое значение, так как она улучшает плодородие почвы,<br />

защищает ее от ветровой и водной эрозии, оставляя в почве корни и послежаточные<br />

остатки (от 400 до 12000 кг/га). В корневой системе содержится от 2,5<br />

- 3 до 4 % азота (в расчете на сухое вещество). После ее отмирания и разложения<br />

132


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Zoologia<br />

запасы азота в почве увеличиваются на 150 - 200, иногда 300 кг, что благотворно<br />

влияет на высевание других культур после уборки урожая [28].<br />

Покос люцерны производят от 2 до 4 раз в год, в зависимости от климатических<br />

условий и увлажненности почвы. Наилучшие урожаи люцерны на сено<br />

и зеленую массу получают в районах с достаточно увлажненной почвой или на<br />

орошаемых площадях. В годы со средними условиями влаги, посевы неорошаемой<br />

люцерны косят 2-3 раза в год. Орошение обеспечивает 4-5 покоса на юге и<br />

3-4 покоса на севере Республики Молдова [27].<br />

Основной целью работы было выявление биологических особенностей<br />

развития и распределения долгоносиков вида Sitona lineatus L. (Coleoptera:<br />

Curculionidae) на люцерновых полях в Республике Молдова.<br />

Материалы и методы<br />

Материалом для настоящей работы послужили стационарные сборы и наблюдения,<br />

проведенные в 2009-2012 гг. с марта по октябрь месяц, в 10 районах<br />

Республики Молдова (Лозова N: 47°07’05” E: 28°23’09”; Глодень N: 47°46’14”<br />

E: 27°30’51”; Унгень N: 47°12’15” E: 27°47’44”; Моара Домнеаскэ N: 47°37’22”<br />

E: 27°25’ 0”; Бэлць N: 47°45’42” E: 27°55’44”; Отачь N: 48°25’48” E: 27°47’38”;<br />

Иванча N: 47°17'15» E: 28°51'25»; Кэушень N: 46°38'39» E: 29°24'50»; Хынчешть<br />

N: 47°32'53» E: 27°30'18»; Троица Ноуэ N: 46°47'25» E: 29°15'54»; Кахул N:<br />

45°54'27» E: 28°11'40»), а также коллекционные материалы Института зоологии<br />

АНМ. Сбор насекомых производился на экспериментальных полях с люцерной<br />

(Medicago sativa L.) при помощи энтомологического сачка на 100 взмахов с каждого<br />

исследованного поля [35, 19]. Руководством в процессе установления видовой<br />

принадлежности исследуемых жесткокрылых послужили фундаментальные<br />

работы и сводки [22, 1, 18]. Изучение материала проводилось с использованием<br />

микроскопа МБС - 10 и BelPhotonics.<br />

Результаты и обсуждения<br />

В результате проведенных исследований наибольшее количество экземпляров<br />

56 % долгоносиков вида Sitona lineatus L. (Coleoptera,Curculionidae) было собрано<br />

в центральной части Республики Молдова. В северной части республики было<br />

собрано 32 % экземпляра, а в южной части всего лишь 12 % общего количества<br />

экземпляров. Такое распределение, очевидно связано с тем, что площади,<br />

занимаемые люцерной в центральной части Республики Молдова, во много<br />

раз превышают общую территорию полей предназначенных для возделывания<br />

люцерны в северном и южном районах. Средняя численность вида Sitona<br />

lineatus L. составило 5,03 экз./м 2 . Максимальная численность, на уровне порога<br />

вредоносности, 13-14 экз./м 2 была отмечена в Лозова.<br />

На территории Республики Молдова, полосатый долгоносик Sitona lineatus L.<br />

был отмечен в следующих регионах: Бендеры, Бахмут, Бричень, Бэлць, Бэчиой,<br />

Вадул Туркулуй, Глодень, Грэтиешть, Иванча, Калфа, Карманова, Кахул,<br />

Кишинэу, Корнешть, Кэушень, Лалова, Лозова, Моара Домнеаскэ, Окница,<br />

Отачь, Парковка, Сахарна, Сорока, Спея, Стрэшень, Сэлкуца, Троица Ноуэ,<br />

Унгень, Хынчешть, Чимишень, Чумай, Штефан Водэ, Ягорлык (Рис. 1.).<br />

133


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Zoologia<br />

Рис. 1. Распределение вида Sitona lineatus (L., 1758) в посевах люцерны на<br />

территории Республики Молдова; Cборы 2009-2012; Миллер, Зубовский 1906-<br />

1917; Медведев, Шапиро 1957; Пойрас 2006.<br />

В мировом плане территориальная экспансия вида охватывает Восточную и<br />

Юго-Восточную Европу, Северную Африку, ближний восток (Турцию, Северо-<br />

Кавказские республики России, Грузию, Армению, Азербайджан, Ливан, Сирию,<br />

Израиль, Иорданию, Египет, Арабский полуостров, Иран, Ирак), Среднюю<br />

Азию, Китай, Индию [3] и юг Западной Сибири [32]. Для Северной Америки<br />

этот вид является инвазивным вредителем, географический диапазон которого в<br />

настоящее время расширяется по канадской прерии [2, 17].<br />

Все исследованные виды клубеньковых долгоносиков по биологическим<br />

особенностям можно разделить на две основные группы: 1) зимующие в стадии<br />

взрослого насекомого; 2) зимующие в стадии личинки [33].<br />

Вид Sitona lineatus L., относится к первой группе насекомых. Активность<br />

данного вида проявляется, когда температура воздуха подымается до 12-14 °C,<br />

134


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Zoologia<br />

а почва прогревается до 19-20 °C [33, 5]. В год отмечено два периода миграции<br />

долгоносиков: первый период весенний, когда насекомое покидает место зимовки<br />

и начинают активно питаться, а второй период в конце лета - начале осени,<br />

когда жуки второго поколения питаются перед зимовкой. Весеннее расселение<br />

вида S. lineatus на кормовые растения начинается, в случае если соответствующая<br />

температура держится на протяжении 2-3 дней [33]. В зависимости от регионов<br />

миграция долгоносиков на однолетние и многолетние зернобобовые растения<br />

начинается в марте - апреле [8]. В Московской области, к примеру, миграция данного<br />

долгоносика начинается в мае месяце [24]. В условиях Республики Молдова<br />

лёт имаго S. lineatus перезимовавшего поколения начинается в первой половине<br />

апреля при средней суточной температуре 13-14 °C. После этого начинается активный<br />

период питания, а далее идет процесс спаривания и откладки яиц. Также,<br />

по результатам наблюдений было отмечено, что наибольшее число собранных<br />

жуков долгоносиков в условиях республики приходится на месяц май и июнь,<br />

где температурные режимы составляют 21,8 и 25,6 o C, соответственно (Рис. 2.).<br />

Ниже приводим результаты сборов проведенные в течении 2011<br />

года (Рис. 2.).<br />

Рис. 2. Количество собранных жуков долгоносиков Sitona lineatus с марта по<br />

октябрь 2011 года.<br />

Продолжительность периода откладки яиц варьирует в зависимости от регионов,<br />

но в среднем составляет 10 дней [21]. Период откладки яиц может продолжаться<br />

до конца июня начало июля [8, 33]. Максимальное количество отложенных<br />

яиц было отмечено при 12-22 °C [6]. Число отложенных яиц одной самкой<br />

варьирует от 354 до 1655 [8], а согласно некоторым источникам до 3500 яиц [33].<br />

На территории Молдовы перезимовавшие жуки откладывают яйца в мае - июне,<br />

плодовитость в среднем составляет 1000 яиц. По данным некоторых авторов развитие<br />

яиц в среднем длится 20-21 день, а так же бывают случаи, когда период инкубации<br />

длится 18 дней [13, 7]. Проведенные раннее исследования показали, что<br />

135


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Zoologia<br />

при температуре 8 °C развитие яиц может продолжаться до 70 дней, а при температуре<br />

29 °C инкубационный период составляет 6 дней. Если температура выше<br />

30 °C, число неразвившихся яиц возрастает [10]. После инкубации вылупившаяся<br />

из яйца личинка находит кормовое растение (однолетние зернобобовые или<br />

многолетние зернобобовые первого года жизни), прогрызает корневые узелки<br />

и проникает вовнутрь, где продолжается дальнейшее ее развитие и питание [8,<br />

7]. Личиночная стадия развития длится 30-60 дней в зависимости от региона и<br />

температуры почвы [8, 7, 9]. После взросления личинка формирует куколку развитие<br />

которой длится 16-19 дней в Европейской части [8], и примерно 15 дней в<br />

Северной Америке [13, 7]. В Молдове развитие на стадии яйца длится от 10 до 20<br />

дней, личинки 30-55 дней, куколка развивается в течение 10-20 дней, а развитие<br />

в целом длится 50-95 дней. Взрослое насекомое остается в почве до тех пор, пока<br />

его внешние покровы не затвердеют и приобретут характерный окрас [8]. Новое<br />

поколение насекомых питается молодыми листьями гороха и фасоли, а когда это<br />

растение становится старым для питания, начинается активный период поиска и<br />

поедания вторичных кормовых растений [8, 4, 5, 12]. Этот период продолжается<br />

до конца лета начала осени, когда насекомые ищут место для зимовки [8, 7]. По<br />

нашим наблюдениям в Республике Молдова второй пик активности наблюдается<br />

в конце августа-сентябре, когда жуки нового поколения питаются, перед тем как<br />

уйти на зимовку (Рис. 1). До весны следующего года они остаются неполовозрелыми.<br />

В Северной Америке и России Sitona lineatus является однолетним [8, 7,<br />

33], вместе с этим в некоторых регионах вид может быть двулетним [6, 7]. Продолжительность<br />

жизни зависит от пищевых ресурсов и от плотности популяции.<br />

Самки живут дольше чем самцы при низкой плотности популяции [14].<br />

Выводы<br />

Полосатый долгоносик Sitona lineatus L. широко распространен на<br />

территории Молдовы, наиболее многочисленным будучи в центральной части<br />

республики. В течение всего вегетационного периода люцерны, пик нарастания<br />

численности клубеньковых долгоносиков приходится на месяц май до середины<br />

июня. При разработке значений экономического порога вредоносности для<br />

насекомых фитофагов следует учитывать два важнейших фактора: численность<br />

популяции жуков и стадия развития насекомого. В случае Sitona lineatus L.<br />

следует отметить, что учесть второй фактор практически невозможно, так как<br />

и взрослые жуки и личинки повреждают растения и приводят к снижению<br />

урожая. Таким образом, одним из ключевых направлений в исследовании вида S.<br />

lineatus в Республике Молдова является распределение и динамика численности<br />

вида для прогнозирования и оценки рисков ущерба продуктивности растения.<br />

Количественные модели прогнозирования для оценки популяции Sitona lineatus<br />

потребуют дополнительные исследования, касающиеся численности вида в<br />

разные сезоны и на разных стадиях развития. Дополнительные знания фенологии<br />

и биологических особенностей вида будут способствовать повышению<br />

эффективности методов комплексной борьбы с клубеньковым долгоносиком. В<br />

перспективе биологические программы контроля могут обеспечить устойчивое<br />

управление популяциями вредителя.<br />

136


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Zoologia<br />

Библиография<br />

1. Alonso-Zarazaga M.A., Lyal C.H.C. A World Catalogue of Families and Genera of<br />

Curculionoidea (Insecta: Coleoptera) (Excepting Scolytidae and Platypodidae). Entomopraxis,<br />

Barcelona, 1999, 315 p.<br />

2. Bright D.E. Revision of the Genus Sitona (Coleoptera: Curculionidae) of North<br />

America. Ann. Entomol. Soc. Am., 1994, 87:277-306.<br />

3. Dieckmann L. Beitrage zur Insectenfaune der DDR: Coleoptera, Curculionidae<br />

(Brahycerinae, Otioryhnchinae, Brachyderinae). Beitr. Ent., Bd. 30, nr.1, Berlin, 1980,<br />

P. 145-310.<br />

4. Fisher J.R., OKeeffe L.E. Food plants of the pea leaf weevil Sitona lineatus<br />

(Linnaeus) (Coleoptera: Curculionidae) in northern Idaho and eastern Washington. Pan Pacifi c<br />

Entomologist, 1979c , 55: 202-207.<br />

5. Hamon N., Bardner R., Allen-Williams L., Lee J.B. Flight periodicity and infestation<br />

size of Sitona lineatus. Annals of Applied Biology, 1987, 111: 271-284.<br />

6. Hans H. Beitrage zur Biologie von Sitona lineatus. Zeitschrift für angewandte<br />

Entomologie 1959, 44: 343-386.<br />

7. Hoebeke E.R., Wheeler A.G.Jr. Sitona lineatus (L.), the pea leaf weevil: First records<br />

in eastern North America (Coleoptera: Curculionidae). Proceedings of the Entomological<br />

Society of Washington, 1985, 87: 216-220.<br />

8. Jackson D.J. Bionomics of weevils of the genus Sitones injurious to leguminous<br />

crops in Britain. Annals of Applied Biology, 1920, 7: 269-298.<br />

9. Landon F., Levieux J., Huignard J., Rougan D., Taupin P. Feeding activity of Sitona<br />

lineatus L. (Col., Curculionidae) on Pisum sativum L. (Leguminosae) during its imaginal life.<br />

Journal of Applied Entomology, 1995, 119: 515-522.<br />

10. Lerin J. Modeling embryonic development in Sitona lineatus (Coleoptera:<br />

Curculionidae) in fl uctuating temperatures. Environmental Entomology, 2004, 33: 107-112.<br />

11. Malevanciuc N., Munteanu N. Fauna and ecology of the weevils (Coleoptera,<br />

Curculionidae) associated with leguminous plants in the Republic of Moldova. Muzeul Olteniei<br />

Craiova. Studii si comunicari. Stiintele Naturii. 2010, nr. 2, 151-154<br />

12. Murray P.J., Clements R.O. Studies on the feeding of Sitona lineatus L. (Coleoptera:<br />

Curculionidae) on white clover ( Trifolium repens L.) seedlings. Annals of Applied Biology<br />

1992, 121: 233-238.<br />

13. Prescott H.W., Reeher M.H. The pea leaf weevil, an introduced pest of legumes<br />

in the Pacifi c Northwest. U.S. Department of Agriculture Technological Bulletin, 1961,<br />

p.1233-1235.<br />

14. Schotzko D.J., OKeeffe L.E. Effects of food type, duration of hibernal quiescence,<br />

and weevil density on longevity of Sitona lineatus (Coleoptera: Curculionidae). Journal of<br />

Economic Entomology, 1988, 81: 1631-1636.<br />

15. Toader D. The main pests reported, and measures of prevention and control in<br />

alfalfa crops from sc aground Berezeni, Vaslui. Lucrări ştiinţifi ce, 2010, Vol. 53 Nr. 1, seria<br />

Agronomie: 199-202.<br />

16. Vankosky M.A., Cárcamo H.A., McKenzie R.H., Dosdall L.M. Integrated management<br />

of Sitona lineatus L. (Coleoptera: Curculionidae) with nitrogen fertilizer, Rhizobium inoculation<br />

and thiamethoxam insecticide. Agron. J. Vol., 2011, 103 no. 3, p. 565-572. doi:10.2134/<br />

agronj2010.0314.<br />

17. Vankosky M.L., Dosdall M., Cárcamo H.A. Distribution, biology and integrated<br />

management of the pea leaf weevil, Sitona lineatus L. (Coleoptera: Curculionidae), with an<br />

analysis of research needs. CAB Reviews: Perspectives in Agriculture, Veterinary Science,<br />

Nutrition and Natural Resources. 2009, 2: 10.1079/PAVSNNR20094007.<br />

137


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Zoologia<br />

18. Velazquez de Castro A.J., Alonso-Zarazaga M.A. and Outerelo R. Systematics of<br />

Sitonini (Coleoptera: Curculionidae: Entiminae), with a hypothesis on the evolution of feeding<br />

habits. Systematic Entomology, 2007, 32, 312-331.<br />

19. White R.E. (1983) A fi eld guide to the beetles of North America. Houghton Miffl in,<br />

Boston, 368 р.<br />

20. Wightman J.A. Sitona discoideus (Coleoptera: Curculionidae) in New Zealand,<br />

1975-1983: Distribution, population studies, and bionomic strategy, New Zealand Journal of<br />

Zoology, 1986, 13:2, 221-240.<br />

21. Williams L., Schotzko D.J., OKeeffe L.E. Pea leaf weevil herbivory on pea seedlings:<br />

effects on growth response and yield. Entomologia Experimentalis et Applicata, 1995,<br />

76: 255-69.<br />

22.<br />

1698 p.<br />

Winkler A. Catalogus Coleopterorum regionis palaearcticae. 1924-1932, Wien,<br />

23. Антонова В. Вредители полевых культур. Кишинев, Картя Молдовеняскэ,<br />

1977, 115 с.<br />

24. Беляев И.М. Гороховые слоники. Бюлл. Моск. с.-х. областной опытн. ст.<br />

полеводства, 1934, N 2. С. 122-126.<br />

25. Жмурко В.А., Кончуковская Г.И. Вредители овощного гороха Возделывание<br />

овощного гороха в Молдавии. Кишинев, 1986, С. 152-156.<br />

26. Замулло О.Ю. Биоэкологическое обоснование защиты бобовых культур от<br />

клубеньковых долгоносиков (Coleoptera, Curculionidae) в лесостепи среднего поволжья.<br />

Автореф. Дис… канд. биол. наук. 2008, Кинель: 23 c.<br />

27. Лупашку М.Ф. Люцерна на кормовые цели. Кишинев, 1977, 149 с.<br />

28. Лупашку М.Ф. Люцерна. Москва, 1988, 256 с.<br />

29. Медведев С.И., Шапиро Д.С. К познанию фауны жуков (Coleoptera) Молдавской<br />

ССР и сопредельных районов Украины Тр. НИИ биологии и биол. фак-та Харьковского<br />

ун-та. Т.30. Харьков, 1957, С. 173-206.<br />

30. Миллер Э., Зубовский Н. Материалы по энтомологической фауне Бессарабии<br />

Тр. Бессараб. об-ва естеств. и любителей естествознания, 1906, Т.1. Ч.1. С. 57-70.<br />

31. Миллер Э., Зубовский Н. Материалы по энтомологической фауне Бессарабии<br />

Тр. Бессараб. об-ва естеств. и любителей естествознания, 1917, Т.6. С. 119-150.<br />

32. Опанасенко Ф.И. Клубеньковые долгоносики Sitona Germ. юга Западной<br />

Сибири. Интегрир. защита с./х. культур от вредит. и болезней. Новосибирск,<br />

1984, С. 51-55.<br />

33. Петруха О.И. Клубеньковые долгоносики рода Sitona Germ. Фауны СССР,<br />

вредящие бобовым культурам. Ленинград, 1969, 255 с.<br />

34. Пойрас А.А. Жесткокрылые надсемейства Curculionoidea (Insecta: Coleoptera)<br />

Республики Молдова, их биоразнообразие и значение. Афтореф. Дис... доктора хабилитат<br />

биол. наук. Кишинэу, 2006, 38 с.<br />

35. Фасулати К.К. Полевое изучение наземных беспозвоночных. Москва: Высшая<br />

школа, 1971, 424 с.<br />

36. Филиппов Н.А. Обзор вредителей овоще-бахчевых культур и картофеля<br />

в Молдавии В кн.: Вредная энтомофауна овощных культур в Молдавии. Кишинев,<br />

1978, С. 3-30.<br />

37. Филиппов Н.А., Яровой В.М. Видовой состав жесткокрылых на бобовых<br />

культурах Молдавии В кн.: Фауна Молдавии и ее охрана. Кишинев, 1970, С. 100-101.<br />

138


Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

MICROBIOLOGIA ŞI BIOTEHNOLOGIA<br />

CARACTERELE FENOTIPICE ŞI COMPOZIŢIA BIOCHIMICĂ A<br />

TULPINILOR DE DROJDII - PRODUCĂTOARE DE β-GLUCANI<br />

Usatîi Agafi a, Chiseliţa Natalia, Molodoi Elena, Efremova Nadejda,<br />

Chiseliţa Oleg, Borisova Tamara, Fulga Ludmila.<br />

Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei<br />

Rezumat<br />

Sunt descrise caracterele fenotipice şi compoziţia biochimică a tulpinilor de drojdie<br />

Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 şi Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21.<br />

Prezenţa în componenţa drojdiilor a complexului de substanţe de natură proteică,<br />

bogat în aminoacizi esenţiali şi cu activitate înaltă a enzimelor antioxidante, precum şi<br />

a carbohiraţilor, preponderent al β-glucanilor, permite a recomanda aceste tulpini spre<br />

utilizare în biotehnologie. Rezultatele sunt importante în descrierea standard a speciilor<br />

propuse ca obiect de valoare industrială.<br />

Cuvinte cheie: Saccharomyces cerevisiae - β-glucani - caractere fenotipice - compoziţia<br />

biochimică - carbohidraţi.<br />

Depus la redacţie 27 martie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Usatîi Agafi a, Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie<br />

al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str.Academiei, 1, MD 2028 Chişinău, Republica<br />

Moldova, e-mail: usatyi.agafi a@gmail.com, (+373 22)73-80-13<br />

Introducere<br />

Microorganismele cunoscute sub denumirea de drojdii prezintă un grup complex<br />

şi eterogen în care sunt încadraţi taxoni micotici cu caractere relativ intermediare<br />

între organismele procariote şi eucariote [16]. Studiile efectuate asupra drojdiilor sunt<br />

importante nu numai prin aplicaţiile lor practice în industrie, dar şi prin valoarea lor<br />

ca model experimental asupra cărora şi-au îndreptat atenţia cercetătorii din diverse<br />

specialităţi – citologie, microbiologie, biotehnologie, biochimie, biologie celulară,<br />

genetică [ 15,22].<br />

Peretele celular este o structură extracelulară cu o compoziţie variabilă la diferite<br />

grupuri taxonomice. Însă, necătând la diferenţe, această structură extracelulară<br />

indiferent de provenienţa ei prezintă un ansamblu proteico-polizaharidic, care<br />

include în calitate de monomeri glucoza, manoza, galactoza, xiloza, arabinoza,<br />

glucozamina şi alţi hidraţi de carbon. Componenţa polizaharidică a diferitor exponenţi<br />

ai drojdiilor genului Saccharomyces este distinctă, însă componentele de bază ale<br />

peretelui celular pot fi repartizate în două grupe. Prima grupă este reprezentată de<br />

aşa componente structurale ca poliaminozaharide (chitină, chitozan) şi glucani care<br />

au β-(1-3), β-(1-4), β-(1-6) legături, iar cea de a doua grupă include mannoproteine,<br />

galactomannoproteine, etc. [12].<br />

În timpul de faţă produsele biotehnologiilor levuriene pătrund tot mai mult în<br />

diferite domenii ale economiei, utilizăndu-se în producerea băuturilor alcoolice şi<br />

139


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

nealcoolice, produselor alimentare, biocombustibilului, chimicalelor, enzimelor,<br />

suplimentelor furajere, preparatelor medicale, în agricultură la rezolvarea multor<br />

probleme ecologice [23]. Ţinând cont de siguranţa sănătăţii publice, interes comercial<br />

prezintă polizaharidele peretelui celular al drojdiilor Saccharomyces cerevisiae,<br />

acceptate spre utilizare pe larg. Caracteristicile importante a β-glucanilor izolaţi din<br />

pereţii celulari, cum ar fi activitatea imunomodulatoare şi imunostimulatoare [6,28],<br />

anticancerigenă [29,30], antivirală şi antibacteriană [24], sunt promiţătoare în contextul<br />

aplicării în industria farmaceutică, alimentară, cosmetică.<br />

Analiza domeniilor de utilizare a carbohidraţilor de origine microbiană demonstrează<br />

importanţa studiilor ce pun în evidenţă proprietăţile tehnologice a tulpinilor selectate<br />

pentru ulterioara utilizare la producerea industrială. Oportune în acest context apar<br />

investigaţiile menite să elucideze biologia şi compoziţia biochimică a drojdiilor,<br />

cunoştinţe ce pot promova idei de valorifi care efi cientă a potenţialului biosintetic al<br />

tulpinilor producătoare de β-glucani.<br />

Scopul studiului dat constă în descrierea caracterelor fenotipice şi elucidarea<br />

compoziţiei biochimice a tulpinilor de drojdii selectate ca activi producători de<br />

β-glucani, rezultate necesare pentru a completa informaţiile disponibile în prezent.<br />

Materiale şi metode de cercetare<br />

Tulpini. Au fost cercetate tulpinile de drojdii Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-<br />

20 şi Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21 selectate anterior ca surse valoroase de<br />

β-glucani [7,27]. Caracterele morfologice, culturale şi fi ziologice a tulpinilor s-au<br />

stabilit conform [4,18].<br />

Medii de cultură. S-a utilizat mediul pentru însămânţare must de bere [3], mediile<br />

de fermentare YPG (yeast-peptone-glucoze), (w/v), (g/L ): glucoză – 20, peptonă -20,<br />

extract de drojdie – 10 [2], Rieder, (w/v), (g/L ): 30,0 glucoză; 3,0 (NH 4 ) 2 SO 4 ; 0,7<br />

MgSO 4 •7H 2 O; 0,5 NaCl; 0,4 Ca(NO 3 ) 2 ; 1,0 KH 2 PO 4 , 10 ml autolizat de drojdii, apă<br />

potabilă 1l, pH- 5,0-6,0 [3 ].<br />

Condiţii de fermentare. Cultivarea tulpinilor de drojdii s-a realizat în baloane<br />

Erlenmayer cu capacitate de 1 L ce conţine 0,2 L mediu de cultură, pe agitator<br />

rotativ (200 r.p.m.), la temperatura de +22...25 0 C, aeraţie în limitele 7-8 mg/L,<br />

timp de 96 ore.<br />

Metodele de investigaţie. Biomasa drojdiilor s-a determinat gravimetric<br />

[13]. Proteina s-a determinat spectrofotometric conform metodei Lowry [21].<br />

Carbohidraţii totali în biomasa de drojdie s-au determinat la spectrofotometrul T60<br />

VIS Spectrophotometer, la lungimea de undă 620 nm cu utilizarea reactivului antron<br />

şi D-glucozei în calitate de standard [9,10]. Determinarea conţinutului de β-glucani şi<br />

mannoproteine s-a realizat gravimetric conform procedeelor [25,32]. Determinarea<br />

lipidelor în biomasa de drojdii s-a efectuat prin metoda propusă de Bligh, Dyer şi<br />

preluată de Kates [17], adaptată la obiectul de studiu [26]. Componenţa aminoacizilor<br />

s-a identifi cat cu ajutorul analizatorului AAA-339 „Microtehnica” (Cehia) utilizând<br />

metoda clasică [33]. Determinarea activităţii catalazei s-a realizat conform metodei<br />

descrise [1]. Determinarea activităţii superoxiddismutazei s-a realizat conform metodei<br />

descrise [5]. Analiza statistică a rezultatelor s-a efectuat compiuterizat cu calcularea<br />

erorilor standard pentru valorile relative şi medii, cu ajutorul setului de programe<br />

Statistica 7.<br />

140


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Rezultate şi discuţii<br />

Drojdiile sunt folosite în mod frecvent pentru explicarea sau confi rmarea unor<br />

aspecte fundamentale, în special, a celor care delimitează celula eucariotă de cea<br />

procariotă. Potenţialul multiplu pe care îl prezintă drojdiile condiţionează folosirea lor<br />

pentru descifrarea multor aspecte legate de originea, evoluţia, compoziţia chimică,<br />

ultrastructura şi rolul fi ziologic al unor organite celulare şi la rezolvarea multor probleme<br />

de biologie şi genetică moleculară [31].<br />

Un element important în dirijarea proceselor metabolice este cunoaşterea<br />

caracterelor morfo-culturale şi fi ziologo-biochimice ale tulpinii cu statut de producător.<br />

Cercetările efectuate asupra tulpinii Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 au<br />

evidenţiat că la cultivarea submersă pe mediul YPG sau Rieder, se întâlnesc celule<br />

ovale care înmuguresc, solitare, cultura formează asce, ascospori rotunzi, neeliberaţi,<br />

netezi. Mărimea celulelor constituie 5x10 μ. Tipul respiraţiei este aerob, la limita de<br />

separare dintre suprafaţa mediului lichid şi peretele vasului se formează un inel, pe<br />

fundul vasului se formează un depozit dens mucoid (mediul Rieder) sau poros (mediul<br />

YPG), de culoare crem deschis. Cultura nu este patogenă.<br />

Aspectul coloniilor examinat pe must de malţ, YPG şi Rieder indică colonii<br />

S-formă, uneori R-formă (mediul YPG) cu profi l convex, cu gurgui roz (pe mediul<br />

must de malţ), lucioase, diametrul coloniilor variat 1-2 ...3-6 mm. Pigmentaţia albă sau<br />

crem-deschis, consistenţă păstoasă/mucoidă (fi g. 1).<br />

Figura 1. Aspectul coloniilor Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 pe diferite medii<br />

de cultură. a) mediul must de malt; b) mediul YPG; c) mediul Rieder<br />

Din caracterele fi ziologo-biochimice menţionăm capacitatea de fermentare, cultura<br />

metabolizează glucoza, maltoza, zaharoza, fructoza, galactoza, rafi noza, glicerina,<br />

alcoolul etilic. Nu asimilează L-ramnoza, L- inozitolul, D-manitolul, D-lactoza,<br />

D-celobioza, D-sorbitolul şi dulcita. Din gama surselor de azot drojdia asimilează<br />

diferite forme de compuşi – sulfatul de amoniu, fosfatul de amoniu. Nu asimilează<br />

nitraţii, ureea, lizina.<br />

Temperatura optimă de dezvoltare a tulpinii de drojdie este de +15...20 0 C, pH-ul<br />

optim este 5,5-6,5.<br />

Conţinutul de biomasă uscată acumulată de tulpina Saccharomyces cerevisiae<br />

CNMN-Y-20 variază de la 2,9 g/L (mediul Rieder) pînă la 4,3 g/L (mediul YPG),<br />

În cadrul investigaţiilor asupra tulpinii Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y- 21 s-a<br />

stabilit că la cultivare pe medii lichide se întâlnesc celule rotunde care înmuguresc,<br />

solitare, cultura nu formează pseudomiceliu, este ascosporogenă, ascospori rotunzi,<br />

neeliberaţi, netezi. La limita de separare dintre suprafaţa mediului lichid şi peretele<br />

141


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

vasului se formează un inel, pe fundul vasului se formează un depozit dens mucoid de<br />

culoare crem deschis.<br />

Aspectul coloniilor examinat pe must de malţ, YPG şi Rieder indică colonii<br />

S-formă, cu profi l convex, lucioase, diametrul coloniei 2...4 mm. Pigmentaţia albăcrem,<br />

centrul roz, consistenţă păstoasă (fi g. 2).<br />

Figura 2. Aspectul coloniilor Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21 pe diferite medii<br />

de cultură. a) mediul must de malt; b) mediul YPG; c) mediul Rieder<br />

Din caracterele fi ziologo-biochimice a tulpinii Saccharomyces cerevisiae<br />

CNMN-Y- 21 menţionăm capacitatea de fermentare, activ sunt metabolizate glucoza,<br />

maltoza, zaharoza, fructoza, galactoza, rafi noza, glicerina, alcoolul etilic. Nu asimilează<br />

L-ramnoza, L-inozitolul, D-manitolul, D-lactoza, D-celobioza, D-sorbitolul şi dulcita.<br />

Din gama surselor de azot drojdia asimilează diferite forme de compuşi – sulfatul de<br />

amoniu, fosfatul de amoniu. Nu asimilează nitraţii, urea, lizina.<br />

Temperatura optimă de dezvoltare a tulpinii de drojdie este de +15...20 0 C, pH-ul<br />

optim este 4,5-5,5.<br />

Tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y- 21, cultivată în profunzime,<br />

acumulează 2,7 ... 4,5 g/L biomasă uscată (mediul Rieder, respectiv mediul YPG).<br />

Celula drojdiilor, similar cu cea a eucariotelor vegetale, are două învelişuri – peretele<br />

celular şi plasmolema (membrana celulară) – care, deşi se diferenţiază clar unul de<br />

altul din punct de vedere fi zic, chimic şi arhitectural, îndeplinesc funcţii, în bună parte,<br />

asemănătoare sau complementare. Proprietăţile de protecţie, reglatoare, informaţionale<br />

sunt rezultatul cooperării funcţionale între aceste două structuri de suprafaţă. Peretele<br />

celular îndeplineşte funcţii importante pentru celulă: reglează nivelul secreţiilor, are rol<br />

homeostatic şi este elementul indispensabil în menţinerea integrităţii şi durităţii celulei.<br />

Cercetările asupra peretelui celular al drojdiilor au relevat atât unitatea, cât şi diversitatea<br />

biochimică a acestuia. Unitatea este asigurată de prezenţa a trei componente majore:<br />

glucani, mannoproteine şi chitină, care împreună reprezintă 60 – 80% din substanţa<br />

uscată a peretelui [20]. Diversitatea este consecinţa modifi cării raporturilor cantitative<br />

şi structurii particulare a unor componente chimice parietale. Variaţiile biochimice pot<br />

apărea la aceeaşi tulpină în funcţie de condiţiile de cultivare şi etapa ciclului de viaţă<br />

[8,11].<br />

Cercetările noastre asupra compoziţiei chimice a speciilor de drojdii producători<br />

de β-glucani au evidenţiat un conţinut moderat de proteină 28,74....31,92 % BAU<br />

pentru tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y- 20 şi 28,15...29,80 % pentru<br />

Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21 (tab. 1). Analiza biochimică a arătat că în<br />

biomasa uscată a ambelor tulpini de drojdie se conţin în medie 7,1 ...7,6 % lipide.<br />

142


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Carbohidraţii totali determinaţi la tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20variază<br />

în limitele a 31,02 % (mediul YPG) şi 33,96 (mediul Rieder). Pentru Saccharomyces<br />

cerevisiae CNMN-Y-21 valorile carbohidraţilor totali variază, în dependenţă de mediu<br />

de cultivare, de la 29,82% pînă la 35,64% s.u. (tab.1). Conform datelor din literatura<br />

de specialitate carbohidraţii totali, la unele tulpini de drojdii constituie până la 44 % din<br />

substanţa uscată a peretelui celular [25].<br />

Tabelul 1. Conţinutul de proteine, lipide şi carbohidraţi la tulpinile Saccharomyces<br />

cerevisiae CNMN-Y-20 şi Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21<br />

Componente biochimice<br />

Saccharomyces cerevisiae<br />

CNMN-Y-20<br />

Saccharomyces cerevisiae<br />

CNMN-Y-21<br />

Mediul YPG Mediul Rieder Mediul YPG Mediul Rieder<br />

Proteine, % S.U. 28,74±0,41 31,92±0,40 28,15±0,34 29,80±0,35<br />

Lipide % din S.U. 7,4±0,31 7,1± 0,25 7,6±0,35 7,62±0,18<br />

Carbohidraţi totali<br />

% din S.U.<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

31,02±1,31 33, 96±1,04 29, 82 ±1,15 35,64±2,2<br />

Studiul asupra valorii biologice a proteinei a relevat pentru ambele tulpini de<br />

drojdii conţinut înalt al aminoacizilor esenţiali - valină, leucină, izoleucină, triptofan,<br />

fenilalanină, metionină, lizină, treonină (Fig.3). În total au fost identifi caţi 21<br />

aminoacizi.<br />

Un rol deosebit în protecţia antioxidativă a proteinelor revine enzimelor<br />

superoxiddismutazei şi catalazei prin preîntâmpinarea oxidării grupelor tiolice de către<br />

speciile reactive de oxigen. Din datele experimentale obţinute urmează că la tulpina<br />

Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20, la cultivare pe mediile nutritive cercetate,<br />

activitatea catalazei constituie 2249...2468 U/mg de proteină, iar superoxiddismutazei<br />

119 ....135 U/mg de proteină. Pentru tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21,<br />

catalaza variază în diapazonul 2051... 2424 U/mg de proteină, iar superoxiddismutaza<br />

103...135 U/mg de proteină (tab.2). Datele obţinute demonstrează că tulpinile<br />

sunt capabile să servească ca sursă importantă de proteină alimentară cu activitate<br />

antioxidantă înaltă.<br />

Din principiile bioactive valoroase des utilizate în industriile alimentară, cosmetică,<br />

farmaceutică fac parte componentele de bază ale peretelui celular β-glucanii şi<br />

mannoproteinele, sintetizate preponderent de către drojdiile genului Saccharomyces.<br />

Conform studiului dat, tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 sintetizeză<br />

cantităţi importante de β-glucani, cca 15,55... 18,29 % (tab. 3). Pentru tulpina<br />

Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21 conţinutul de β-glucani constituie 15,52 %<br />

(mediul YPG) şi 20,59 % (mediul Rieder).<br />

Pentru ambele tulpini de drojdii s-au remarcat valori importante de mannoproteine.<br />

Specifi ce pentru tulpina Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 sunt cantităţile ce<br />

variază în limitele 5,91...7,47% din S.U., iar pentru tulpina Saccharomyces cerevisiae<br />

CNMN-Y-21 - 8,03 ....10,1% din S.U. (tab.3). În literatura de specialitate se indică<br />

prezenţa până la 10,43% de mannoproteine în biomasa uscată specifi ce tulpini<br />

Saccharomyces cerevisiae [14] şi 12- 13% β-glucani [ 2,19].<br />

143


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Figura 3. Conţinutul de aminoacizi esenţiali în proteina drojdiilor Saccharomyces<br />

cerevisiae CNMN-Y-20 şi Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21.<br />

Tabelul 2. Activitatea catalazei şi superoxiddismutazei la tulpinile de Saccharomyces<br />

cerevisiae CNMN-Y-20 şi Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21<br />

Enzime<br />

Catalaza, U/mg de<br />

proteină<br />

Superoxiddismutaza,<br />

U/mg de proteină<br />

Saccharomyces cerevisiae<br />

CNMN-Y-20<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Saccharomyces cerevisiae<br />

CNMN-Y-21<br />

Mediul YPG Mediul Rieder Mediul YPG Mediul Rieder<br />

2468±82 2249±102 2424±63 2051±83<br />

135±4,3 119±7,50 135±6,58 103±9,56<br />

144


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Tabelul 3. Conţinutul de β-glucani şi mannoproteine la tulpinile Saccharomyces<br />

cerevisiae CNMN-Y-20 şi Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21.<br />

Polizaharide<br />

Saccharomyces cerevisiae<br />

CNMN-Y- 20<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Saccharomyces cerevisiae<br />

CNMN-Y- 21<br />

Mediul YPG Mediul Rieder Mediul YPG Mediul Rieder<br />

Β-glucani, % S.U. 15,55±0,96 18,29±0,57 15,52±0,93 20,59±1,12<br />

Mannoproteine, % S.U. 5,91±0,48 7,47±0,51 8,03±0,25 10,1±0,11<br />

Prin urmare, investigaţiile efectuate asupra caracterelor fenotipice a tulpinilor<br />

Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 şi Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21<br />

precizează trăsăturile fi ziologice şi oferă date semnifi cative taxonomice. Acumularea<br />

datelor privind biologia fi ecărei tulpini de drojdie permite asigurarea proceselor<br />

fermentative, astfel îmbunătăţind efi cienţa tehnologiilor de producere a compuşilor<br />

bioactivi, cum ar fi în cazul nostru, producţia de β-glucani.<br />

Realizarea studiilor comparative a compoziţiei biochimice a tulpinilor<br />

Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 şi Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21<br />

confi rmă rezultatele trecute în revistă de alţi autori. Prezenţa la tulpinile în studiu<br />

a cantităţilor importante de polizaharide atestă perspectiva utilizării lor în calitate de<br />

obiecte biotehnologice în special ca producători activi de glucani. Datele prezintă<br />

valoare teoretică şi practică pentru dirijarea activităţii biosintetice a tulpinilor şi ne<br />

conduc spre concluzia necesităţii continuării cercetărilor privind elucidarea căilor de<br />

stimulare a biosintezei polizaharidelor, în particular a β-glucanilor.<br />

Concluzii<br />

1. Caracterele fenotipice specifi ce tulpinilor de drojdii Saccharomyces cerevisiae<br />

CNMN-Y-20 şi Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21 sunt importante în descrierea<br />

standard a speciilor propuse ca obiect biotehnologic de valoare industrială.<br />

2. Compoziţia biochimică a Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 şi<br />

Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-21 variază în limite largi şi se evidenţiază printrun<br />

conţinut echilibrat de proteine 28,15...31,92%, carbohidraţi 29,82...35,64%, lipide<br />

7,1...7,62% din biomasa uscată. Tulpinile selectate manifestă activitate antioxidantă<br />

înaltă: activitatea catalazei constituie 2051...2468 U/mg proteină, a superoxiddismutazei<br />

103...135 U/mg proteină.<br />

3. Complexul polizaharidic constituie componenta de bază a peretelui celular<br />

al tulpinilor de drojdie Saccharomyces cerevisiae CNMN-Y-20 şi Saccharomyces<br />

cerevisiae CNMN-Y-21, exprimat prin prezenţa a 15,52... 20,59 % la s.u. a β-glucanilor<br />

şi 5,91... 10,1 % la s.u. a mannoproteinelor. Culturile se propun a fi incluse în lista<br />

microorganismelor cu potenţial biotehnologic pentru producerea β-glucanilor.<br />

Bibliografi a<br />

1. Aebi H. Catalase in Vitro.//În: Methods in Enzymology. 1984, no. 105,121-126.<br />

2. Aguilar-Uscanga B., Francois J. M. A study of the yeast cell wall composition and<br />

structure in response to growth cond. and mode of cultiv. // În: Lett. in Appl. Microbiol. 2003,<br />

vol. 37, p. 268-274.<br />

3. Anghel I., Vamanu A., Mitrache L.. et.<br />

al. Biologia şi tehnologia drojdiilor. Bucureşti:<br />

Editura Tehnică. 1993, vol. 3, 308 p.<br />

4. Barnett J. A., Payne R. W., Varrow D.<br />

Yeasts: Characteristics and Identifi cation. 3-rd<br />

edition, Cambridge Univ. Press, 2000. 1150 p.<br />

145


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

5. Bulimaga Valentina, Efremova Nadejda, Dencicov Lidia.<br />

Metodă de determinare a<br />

activităţii superoxiddismutazei// Brevet de invenţie MD 375. Cererea depusă 28.03.2008, BOPI<br />

nr 11/2008.<br />

6. Chiseliţa O; Usatîi A., Taran N., Rudic V., Chiseliţa N., Adajuc V. Tulpină de drojdie<br />

Saccharomyces cerevisiae – sursă de β- glucani// Brevet de invenţie MD 4048, BOPI nr. 6/2010,<br />

20-21.<br />

7. Chaung H. C, Huang T.C, Yu J.H, Wu M.L, Chung W.B. Immunomodulatory effects of<br />

beta-glucans on porcine alveolar macrophages and bone marrow haematopoietic cell-derived<br />

dendritic cells. //În: Vet. Immunol Immunopathol. 2009; 131 (3-4): 147-157.<br />

8. De Nicola R., Hazelwood, L.A., De Hulster, E.A. et al. Physiological and transcriptional<br />

responses of S. cerevisiae to zinc limitation in chemostat cultures.// In: Appl. Environ. Microbiol.,<br />

2007, vol. 73(23), p. 7680-7692.<br />

9. Dey P. M. & Harborne J. B. Methods in Plant Biochemistry. Vol. 2. Carbohydrates,<br />

Academic Press, 1993, 529 p.<br />

10. Duca M.,<br />

Savca E., Port A. Fiziologia vegetală. Tehnici speciale de laborator. Chişinău:<br />

USM, 2001, 173 p.<br />

11. Francois J., Parrou J. Reserve carbohydrates metabolism in the yeast S. cerevisiae.//<br />

In:: FEMS Y. Microbiol. Rev., 2001, vol.25, p. 125-145.<br />

12. Frans M. Klis, Pieternella Mol, Klaas Hellingwerf, Stanley Brul . Dynamics of cell<br />

wall structure in Saccharomyces cerevisiae.// În. FEMS Microbiology Reviews, 2002, 26, 3.<br />

239-256.<br />

13. Hong-Zhi Liu, Qiang Wang, Xiao-Yong Liu, Sze-Sze Tan.<br />

Effects of spacefl ight on<br />

polysaccaharides of Saccharomyces cerevisiae cell wall.// În: Appl. Microbiol. Biotechnol.<br />

2008, 81, 543-550.<br />

14. Hong-Zhi Liu, Qiang Wang, Yin He.<br />

Immunoactivities and antineoplastic activities of<br />

Saccharomyces cerevisiae mannoprotein. // În: Carbohydrate Polymers, 2011, 83, 1690–1695.<br />

15. Jennifer C. Bayly a,b, Lois M. Douglas b, Isak S. Pretorius a,c, Florian F. Bauer<br />

a, Anne M. Dranginis. Characteristics of Flo11-dependent fl occulation in Saccharomyces<br />

cerevisiae. // În: FEMS Yeast Research, 2005, 5, 1151–1156.<br />

16. Jose Perez-Martin.<br />

Growth and development: eukaryotes.// În: Current opinion in<br />

Microbiology, 2010, 13., 661-662.<br />

17. Kates M. Separation of lipid mixtures. Techniques of Lipidology. Elsevier, 1988. p.<br />

186-278.<br />

18. Kreger-Van Rij N.J.W. General classifi cation of the yeasts. The yeast: Ataxonomic<br />

study,-3rd . ed. Ed. N.J.W. Kreger-Van Rij-Amsterdam Elesevier Biomed. Preis, 1984. 1082 p.<br />

19. Kwang S. K., Hyun S. Y.<br />

Production of soluble β-glucan from the cell wall of S.<br />

cerevisiae.// In: Enz. and Microb. Technol., 2006, vol. 39(3), p. 496-500.<br />

20. Lesage G., Bussey H. Cell Wall Assembly in S. cerevisiae.// In: Microbiol. and Mol.<br />

Biol. Rev., 2006, vol. 70(2), p. 317-343.<br />

21. Lowry O., Rosebough N., Farr A. et.<br />

al. Protein measurment with the folin phenol<br />

reagent.// În: J. Biol. Chem.1951, vol. 193, 265-275.<br />

22. Marta Rubio-Texeira.<br />

A comparative analysis of the GAL genetic switch between notso-distant<br />

cousins: Saccharomyces cerevisiae versus Kluyveromyces lactis.// În: FEMS Yeast<br />

Research, 2005, 5, 1115–1128.<br />

23. Pretorius I. S., du Toit Maret, van Rensburg P.<br />

Designer yeasts for the fermentation<br />

industry of the 21st century.// In: Food Technol. and Biotechnol., 2003, vol. 41(1), p. 3-10.<br />

24. Rondanelli M, Opizzi A, Monteferrario F. The biological activity of beta-glucans// În:<br />

Minerva Med., 2009, 100(3), 237-245.<br />

25. Thammakiti,<br />

Saowanee; Manop Suphantharika, Thanaporn Phaesuwan & Cornel<br />

Verduyn. Preparation of spent brewer’s yeast β-glucans for potential applications in the food<br />

146


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

industry.// În: International Journal of Food Science & Technology. 2004, vol. 39 no. 1, 21-29.<br />

26. Usatîi A., Calcatiniuc A., Grosu L., Şirşov T.<br />

Procedeu de extragere a lipidelor din<br />

drojdii.// Brevet de invenţie MD 1930 G2, C 11 B 1/10, C 12 N 1/16. BOPI nr. 5/2002, 26-27.<br />

27. Usatîi Agafi a, Molodoi Elena, Chiseliţa Natalia, Chiseliţa Oleg, Efremova Nadejda,<br />

Borisova Tamara, Fulga Ludmila. Tulpini de drojdii – surse valoroase pentru obţinerea<br />

β-glucanilor şi mananilor. // În: Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. 2011, nr. 3(325),<br />

128-134.<br />

28. Volman JJ, Ramakers JD, Plat J. Dietary modulation of immune function by betaglucans.//<br />

În: Physiol Behav. 2008, 23/94(2), 276-284.<br />

29. Volman JJ,<br />

Mensink RP, Ramakers JD, de Winther MP, Carlsen H, Blomhoff R,<br />

Buurman WA, Plat J. Dietary (1-->3),(1-->4)-beta-D-glucans from oat activate nuclear factorkappa<br />

B in intestinal leukocytes and enterocytes from mice.// În: Nutr Res. 2010, 30(1), 40-48.<br />

30. Yoon Taek J., Kim Tack J., Lee H., Shin Kwang S., Yun, Y., Moon W. Anti-tumor<br />

metastatic activity of β-glucan purifi ed from mutated Saccharomyces cerevisiae. // În:<br />

International Immunopharmacology. 2008, 8(1), 36-42.<br />

31. Ziman M, Preuss D, Mulholland J, O’Brien JM, Botstein D, Johnson DI. Subcellular<br />

localization of Cdc42p, a Saccharomyces cerevisiae GTP-binding protein involved in the control<br />

of cell polarity.// În: Mol Biol Cell. 1993, 4(12), 1307-1316.<br />

32. Захарова И.Я., Косенко Л.В. Методы изучения микробных полисахаридов. Киев:<br />

Наук. Думка, 1982, 192 с.<br />

33. Новые методы анализа аминокислот, пептидов и белков.<br />

Перевод с англ. Ю.А.<br />

Овчинникова. M.: Наука,1974, 103 с.<br />

Notă: Cercetările s-au realizat în cadrul proiectului 11.817.08.19 A, fi nanţat de către<br />

CSŞDT al AŞM.<br />

APRECIEREA INCIDENŢEI BOLII ULCEROASE A STOMACULUI<br />

ŞI DUODENULUI PRIN METODA CITOLOGICĂ<br />

Florea Natalia 1 , Zatâc Anatol 2<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

1 Universitatea de Stat de Medicină şi Farmacie“Nicolae Testemiţanu”,<br />

Catedra Microbiologie, Virusologie şi Imunologie<br />

2 Institutul Oncologic Republican<br />

Rezumat<br />

Prin metoda citologică a fost apreciat nivelul depistării Helicobacter pylori în diverse<br />

patologii ale stomacului şi duodenului. Lotul de cercetare a inclus 210 pacienţi investigaţi<br />

endoscopic în Policlinica Institutului Oncologic. Investigarea citologică a amprentelor<br />

de pe bioptatele colectate din stomac şi duoden este o completare adecvată şi informativă<br />

a investigaţiei histologice. Ea permite a detaliza şi constata nu doar procesele maligne ci<br />

şi procesele de fond şi precanceroase.<br />

Cuvinte-cheie: fi brogastroduodenoscopie - H.pylori – stomac – duoden - boala ulceroasă<br />

– biopsie - investigare histologică - investigare citologică.<br />

Depus la redacţie 22 octombrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Florea Natalia, Universitatea de Stat de Medicină şi<br />

Farmacie “Nicolae Testemiţanu”, Catedra Microbiologie, Virusologie şi Imunologie,<br />

bd. Stefan cel Mare si Sfant, 165 MD-2004 Chisinau, Republica Moldova,<br />

e-mail: dr.natalias@gmail.com, tel. +373(22)205461<br />

147


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Introducere<br />

Actualmente o responsabilitate indiscutabilă în etiologia bolii ulceroase a stomacului<br />

si duodenului este atribuită către Helicobacter pylori [4]. În anul 1994 experţii Agenţiei<br />

mondiale pentru investigarea cancerului in cadrul Organizației Mondiale a Sănătății<br />

(OMS) au inclus H. pylori în lista factorilor cancerigeni din clasa întâi, ceea ce<br />

confi rmă implicarea H. pylori în apariţia cancerului gastric şi duodenal. Dereglările<br />

în funcţia stomacului şi duodenului sunt cauzate atât de infl uenţa stresorie endogenă<br />

(hipersecreţia), exogenă (alimentarea incorectă, fumatul, alcoolul), cât şi de popularea<br />

mucoasei gastrice de către H. pylori [3].<br />

Recent s-a confi rmat că H. pylori este şi cauza enteritelor [5]. Procesul infl amator<br />

cauzat de H. pylori conduce către lezarea mucoasei gastrice [4,5], iar reacţia de răspuns<br />

a organismului se manifestă prin formarea de radicali superoxizi care au o infl uenţă<br />

toxică atât asupra H. pylori, dar şi asupra celulelor mucoasei gastrice [7]. Infecţia cu<br />

H.pylori contribuie la stimularea sintezei pepsinogenului cauzând excesul secreţiei de<br />

pepsină care este cunoscut ca factor de risc în dezvoltarea bolii ulceroase a stomacului<br />

şi duodenului, MALT limfomei, precum şi a cancerului gastric [6].<br />

Scopul lucrării. Evaluarea nivelului de infectare cu H. pylori în boala ulceroasă a<br />

stomacului si duodenului prin metoda citologică în vederea stabilirii incidenţei acestui<br />

agent infecţios în patologiile date.<br />

Materiale şi metode<br />

Lotul de cercetare a inclus 210 pacienţi, dintre care 59 femei şi 151 bărbaţi. Pacienţii<br />

au fost supusi investigaţiilor endoscopice în Policlinica Institutului Oncologic prin<br />

intermediul aparatului endoscopic Olimpus, operând conform instrucţiunilor ataşate.<br />

Durata bolii ulceroase în anamneză a constituit de la 3 până la 15 ani, iar vârsta medie<br />

a pacienţilor a echivalat cu 41,4 ani.<br />

Prezenţa a astfel de acuză ca fumatul sistematic s-a stabilit la 46,7% dintre pacienţi,<br />

numărul mediu de ţigări fumate pe zi constituind 6,5. Utilizarea băuturilor alcoolice<br />

tari s-a constatat în 47,3% cazuri, frecvenţa medie de consum constituind mai mult de<br />

100 ml 40% de alcool, a câte 2,7 ori pe săptămână.<br />

În vederea efectuării studiului citologic, în timpul fi brogastroduodenoscopiei<br />

s-au prelevat câte 2 bioptate, din mijlocul porţiunii antrale a gastrului şi din mijlocul<br />

corpului gastric. Frotiurile amprentă, de pe bioptatul prelevat s-au colorat după metoda<br />

Romanovsky-Giemsa. Metoda are la bază utilizarea colorantului Romanowsky-<br />

Giemsa, format din: pulberea Romanowsky Wright (colorant azur 1 – 3,772 g, eozină<br />

– 2,165 g, colorant albastru de metilen – 1,563 g, metanol (p.a.) - 750.0 ml, glicerol (p.<br />

a.) - 256.0 ml, dizolvată într-un amestec de volume egale de etanol 100% şi glicerină<br />

(800 mg de colorant în 100 ml de solvent).<br />

Frotiurile, fi xate în etanol, s-au colorat cu 1ml soluţie vopsea lichida, s-au adăugat<br />

2 ml soluţie tampon fosfat cu pH-ul 6,8-7,0 (pentru H. pylori) şi 47 ml apă distilată.<br />

Apoi, frotiurile s-au plasat pe un fi ltru umezit în cutii Petri, cutile s-au închis şi s-au<br />

expus timp de 40 min la 37 °C într-o cameră umedă .<br />

După colorare, frotiurile s-au spălat sub jet de apă curgătoare, s-au uscat la aer şi<br />

s-au examinat la microscopul binocular Carl Zeiss, la mărimea 10X100, sub ulei de<br />

imersie şi supuse analizei citologice.<br />

148


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Rezultate şi discuţii<br />

Investigarea citologică a amprentelor de pe bioptatele colectate din stomac şi<br />

duoden constituie o completare adecvată şi informativă a investigaţiei histologice. Ea<br />

permite de a detaliza şi de a prestabili nu doar procesele maligne, ci şi procesele de<br />

fond şi precanceroase. Uneori, doar prin analiză citologică pot fi apreciate semnele de<br />

atipie ale celulelor printre modifi cările distrofi ce ale epiteliului, precum şi depistată<br />

fl ora microbiană, în special H. pylori.<br />

La investigarea frotiurilor, H. pylori se depistează în structurile constituite din<br />

celule secretorii şi mucus cu aspectul de „pescăruş în zbor”. Coloraţia bacteriilor<br />

- violetă-roşie, citoplasma celulelor – colorată în albastru, nucleul colorat în<br />

roşu (fi g. 1).<br />

Figura1. Mucoasa gastrică,<br />

prezenţa Helicobacter pylori<br />

(coloraţia Romanovsky-<br />

Giemsa).<br />

Se determină trei nivele de populare a mucoasei cu H. pylori: uşor (+) – până la<br />

20 microbi în câmpul de vedere, mediu (++) – 21-39 microbi în câmpul de vedere şi<br />

sporit (+++) – 40 şi mai mulţi microbi în câmpul de vedere [5]. Totodată se depistează<br />

nivelul de infi ltrare a ţesutului cu neutrofi le, acestea exprimând activitatea procesului<br />

infl amator, şi nivelul de infi ltrare limfocitară şi mononucleară care reprezintă un indice al<br />

severităţii infl amaţiei cronice. Depistarea unor sau altor elemente permite a caracateriza<br />

mai complet procesul infl amator care mai poate fi asociat cu alte tipuri de microbi<br />

(Candida, fl oră bacteriană mixtă, coci, hlamidii). De asemenea, în mucoasa gastrică<br />

se determină prezenţa proceselor proliferative şi nivelele de exprimare a acestora:<br />

semne de metaplazie, displazie, atipie. Analiza rezultatelor investigaţiei citologice<br />

demonstrează un nivel înalt de infectare cu H. pylori a pacienţilor cu diagnosticul<br />

clinico-endoscopic de ulcer gastric (în 64,4% cazuri) şi duodenal (în 63,38%) (tab.1).<br />

În ulcerul gastric complicat un loc deosebit îl ocupă infectarea cu spori şi micelii<br />

micotice de tip Candida, aceştea depistându-se la 48% din numărul pacienţilor<br />

investigaţi cu diagnosticul clinic de ulcer gastric şi la 41,2% pacienţi cu ulcer duodenal.<br />

Confruntarea rezultatelor investigaţiilor citologice şi histologice demonstrează<br />

coincidenţa acestora în 74,8% cazuri. Necorespunderea rezultatelor poate fi explicată<br />

printr-un şir de factori: posibilităţile limitate ale metodei citologice, subiectivismul în<br />

aprecierea rezultatelor, modifi cările distrofi ce şi regenerativ-reparatorii ale celulelor<br />

care pot fi apreciate ca semne de atipie a acestora. Astfel, metoda citologică poate fi<br />

considerată drept o metodă efi cientă în completarea informaţiei investigaţiei histologice<br />

dar nici de cum nu o poate înlocui pe aceasta.<br />

149


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Tabelul 1. Infectarea cu Helicobacter pylori în cadrul diverselor patologii ale stomacului<br />

şi duodenului.<br />

Diagnostic endoscopic şi clinic<br />

Numărul de<br />

pacienţi<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

H. pylori depistat<br />

abs. %<br />

Gastrită erozivă 79 46 58,22<br />

Gastrită atrofi că cronică 25 9 36<br />

Polip gastric adenomatos 14 4 28,6<br />

Polipoză gastrică 3 1 33,4<br />

Ulcer gastric 45 29 64,4<br />

Ulcer duodenal 26 17 63,38<br />

Cancer gastric 18 1 5,5<br />

TOTAL 210 107 50,95<br />

Procesul infl amator activ, care se dezvoltă sub acţiunea H. pylori, provoacă<br />

dereglarea proceselor reglatoare a secreţiei de acid. Creşterea nivelului de gastrină şi<br />

pepsinogen în rezultatul acţiunii H. pylori este considerat drept un factor ulcerogen.<br />

Gastrina este produsă de celulele-G a porţiunii antrale a stomacului. Ea acţionează<br />

preponderent asupra celulelor producătoare de histamină, care activează receptorii<br />

histaminici ale celulelor parietale, iar acestea, la rândul său, stimulează producerea<br />

excesivă a acidului clorhidric. La pacienţii infectaţi cu H.pylori, nivelul bazal de gastrină<br />

în plasma sangvină se măreşte aproximativ de 2 ori, iar la stimularea fi ziologică cu<br />

alimentele de natură proteică creşte de câteva ori [6.1]. Infecţia cu H.pylori scade, la<br />

rândul său, pH-ul în porţiunea antrală a stomacului în rezultatul descompunerii ureei<br />

cu formarea amoniacului care stimulează producerea gastrinei. Utilizarea preparatelor<br />

antiinfl amatoare nesteroidiene de asemenea activează celulele-G producătoare de<br />

gastrină [3].<br />

Multiplele cercetări arată că eradicarea H. pylori scade esenţial frecvenţa recidivelor<br />

ulcerelor gastrice şi duodenale şi preîntâmpină dezvoltarea cancerului gastric la pacienţii<br />

cu predispoziţie ereditară. Se elaborează, şi se perfecţionează în continuare schemele<br />

de terapie antibacteriană, îndreptate spre eradicarea H. pylori.<br />

Concluzii<br />

1. Infecţiile cu H.pylori sunt adecvate şi trebuie incluse în factorii de risc care duc<br />

la dezvoltarea proceselor cronice de fond şi precanceroase în stomac şi duoden.<br />

2. Metoda citologica cedează celei histologice după informativitate dar, în unele<br />

cazuri, diagnoza poate fi stabilită doar prin metoda citologică - în cazul când este<br />

prezent doar un fragment minuscul al bioptatului sau de ţesut în stare de necroză şi<br />

distrucţie.<br />

3. Metoda citologică prezintă avantajul investigării concomitent cu starea mucoasei<br />

gastrice şi/sau duodenale, şi a depistării nivelului de infectare acesteia cu H.pylori.<br />

1. Dockray G.J.Gastrin.<br />

Bibliografi e<br />

Best Pract. Res. Clin. Endocrinol. Metab. 2004, vol. 18,<br />

p.555-568.<br />

2. Mc Coll K.E..L., Gillen D., El-Omar E. The role of gastrin in ulcer pathogenesis.<br />

// Baillieres Best Pract. Res. Clin. Gastroenterol, 2000, vol. 14, p. 13-26.<br />

150


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

3. Беюл Е.А., Укисенина Н.И. Хронические энтериты и колиты.//М: Медицина,<br />

2003, №5, стр. 540-546.<br />

4. Дубенская Л.И., Баженов С.М. Браш-цитология слизистой оболочки желудка:<br />

возможности и перспективы участия в оценке состояния микробиоценоза желудка.<br />

//Электронный математический и медико-биологический журнал. 2008., Т. 7, Вып. 3.<br />

http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-19-html/dubenskaja/dubenskaja.htm<br />

5. Логинов А.С., Аруин Л.И., Ильченко А.А. Язвенная болезнь и Helicobacter pylori.<br />

// Нов. асп. патогенет. терапии, 1993, Том.7, №.3, p. 220-230.<br />

6. Пиманов С.И. Эзофагит, гастрит и язвенная болезнь. Неполные главы монографии<br />

«Роль Helicobacter pylori в развитии гастродуоденальной патологии». // М.: Медицинская<br />

книга, Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2000, 378 с.<br />

7. Хайбулин Э.З., Джансугурова Л.Б., Музгаеа А.Б. Helicobacter pylori при заболеваниях<br />

желудочно-кишечного тракта. //Нов. клин. цит. России, 2008, Том 12, №1-2.<br />

DETECTAREA UNOR MARKERI AI REZISTENŢEI<br />

ENTEROBACTERIILOR LA PREPARATELE ANTIMICROBIENE<br />

1, 2 Burduniuc Olga, 1 Cojocaru R., 1,2 Balan Greta , 2 Spînu C., 3 Roşcin I.<br />

1 Centrul Naţional de Sănătate Publică,<br />

2 Universitatea de Stat de Medicină şi Farmacie “N. Testemiţanu”, Catedra<br />

Microbiologie, virusologie şi imunologie,<br />

3 Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei<br />

Rezumat<br />

Antibioticorezistenţa constituie o problemă complexă, multifactorială cu semnifi caţie<br />

pentru sănătatea publică şi necesită o analiză complexă cu implementarea unor<br />

măsuri specifi ce, la diferite niveluri. Creşterea vertiginoasă a rezistenţei tulpinilor de<br />

Enterobacteriaceae impune necesitatea utilizării tehnicilor rapide şi specifi ce de biologie<br />

moleculară. Studiul realizat a evidenţiat că prevalenţa infecţiilor căilor urinare cauzate<br />

de E.coli ce posedă profi l de rezistenţă tip betalactamaze cu spectru extins constituie<br />

5,3%, iar prevalenţa portajului intestinal - 15%. Atestarea circulaţiei tulpinilor E.coli<br />

tipul CTX-M-14 grupul fi logenetic B2, ce au potenţial de diseminare în colectivităţi,<br />

poate determina apariţia unei rezistenţe exprimate a microorganismelor şi difi cultăţi<br />

în conduita terapeutică a pacienţilor. Supravegherea şi monitorizarea epidemiologică<br />

a tulpinilor producătoare de CTX-M sunt importante în stabilirea tacticilor terapeutice<br />

pentru revizuirea protocoalelor de tratament empiric.<br />

Cuvinte-cheie: Rezistenţă la antibiotice – monitorizare – fenotip - biologie moleculară -<br />

beta-lactamaze cu spectru extins - CTX-M.<br />

Depus la redacţie: 26 ianuarie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Burduniuc Olga, Universitatea de Stat de Medicină şi<br />

Farmacie “Nicolae Testemiţanu”, Catedra Microbiologie, Virusologie şi Imunologie,<br />

bd. Ştefan cel Mare şi Sfânt, 165, MD-2004 Chisinau, Republica Moldova; e-mail:<br />

oburduniuc@rambler.ru; , tel. (+373 22) 20 54 61.<br />

Introducere<br />

Infecţiile produse de microorganisme rezistente reprezintă o problemă de urgenţă<br />

pentru sănătatea publică determinînd un nivel înalt de morbiditate şi mortalitate, eşecuri<br />

151


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

terapeutice şi costuri tot mai ridicate pentru îngrijirile medicale [9,18].<br />

În cazul enterobacteriilor rezistenţa la beta-lactamine se datorează în cea mai mare<br />

parte beta-lactamazelor, iar răspândirea rapidă a acestui tip de rezistenţă se datorează<br />

faptului că genele codante se găsesc pe plasmide transmisibile sau mobilizabile<br />

[7,16].<br />

Cele mai cunoscute variante de ESBL (extended spectrum beta-lactamases) sunt de<br />

tip TEM (Patient’s name: Temoneira) şi SHV (Sulphhydryl variable), dar tot mai mult<br />

apar atât în comunitate cât şi în spital ESBL tip CTX-M ( Cefotaximase—Munich)<br />

[1,7,12, 14,17].<br />

Tipul exact de beta-lactamază nu este posibil a fi detectat cu ajutorul testelor de rutină.<br />

Deasemenea asocierea mai multor tipuri de beta-lactamaze la aceleaşi microorganisme<br />

face şi mai difi cilă depistarea corectă. În ultimii 20 de ani au fost propuse metode<br />

alternative care să înlocuiască sau să completeze metodele fenotipice tradiţionale. Cele<br />

mai utilizate dintre aceste metode sunt testele PCR standard şi secvenţierea de gene.<br />

Emergenţa rezistenţei la antibiotice a intensifi cat preocupările pentru descoperirea<br />

preparatelor antimicrobiene pentru tratamentul bolilor infecţioase, iar sistemele<br />

naţionale de sănătate publică sunt implicate în elaborarea unor strategii noi de reţinere<br />

a dezvoltării fenomenului dat [7].<br />

Întrebuinţarea pe scară largă a preparatelor antimicrobiene a dus la apariţia<br />

tulpinilor multirezistente la antibiotice, creşterea incidenţei maladiilor infecţioase<br />

şi agravarea evoluţiei tabloului clinic. Presiunea de selecţie exercitată de antibiotice<br />

asupra unei populaţii bacteriene favorizează persistenţa tulpinilor rezistente la acţiunea<br />

antibioticelor, care proliferează, răspândesc gene de rezistenţă la tulpinile iniţial<br />

sensibile [1, 10, 18].<br />

În ultimii ani, autorităţile internaţionale (OMS, CDC, ESCMID) au depus<br />

eforturi considerabile pentru a îmbunătăţi monitorizarea circulaţiei tulpinilor<br />

antibioticorezistente. În prezent în Europa reţeaua European Antimicrobial Resistance<br />

Surveillance System (EARSS) colectează din 28 de ţări date despre circulaţia tulpinilor<br />

de microorganisme rezistente la preparatele antimicrobiene. Nivelul de rezistenţă<br />

a tulpinilor microbiene circulante pe tot globul pământesc sunt îngrijorătoare [6].<br />

Cercetătorii avertizează despre apariţia tulpinilor de Escherichia coli producătoare de<br />

ESBL, care constituie în prezent o ameninţare alarmantă pentru efi cacitatea utilizării<br />

antibio ticelor în terapie. Sunt semnalate eşecuri terapeutice în cazul infecţiilor cauzate<br />

de tulpini de microorganisme producătoare de ESBL, deoarece ele dezvoltă rezistenţă<br />

la un spectru extins de antibiotice [11, 12].<br />

Majoritatea microorganismelor BLSE au apărut prin inducerea mutaţiilor<br />

punctiforme ale beta-lactamazelor cu spectru îngust TEM şi SHV, iar după anul 1995,<br />

au fost raportate variantele CTX-M, mai ales la pacienţi spitalizaţi, ale căror prevalenţă<br />

creşte rapid [3, 13, 14]. Tulpinile rezistente, producente de ESBL de tipul CTX-M<br />

sunt endemice în America Latină, unele regiuni ale Europei de Est şi sunt atestate ca<br />

emergente în Franţa, Vestul Europei şi SUA [2, 9].<br />

Sistemul de supraveghere a antibioticorezistenţei bacteriene diferă de la o ţară la<br />

alta, unele având chiar programe naţionale aprobate. În Republica Moldova este, deci,<br />

inevitabilă şi necesară crearea unui sistem unic de supraveghere a antibioticorezistenţei,<br />

menţionînd că unele elemente ca defi niţii de caz, prioritizarea fenomenului pentru<br />

152


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

sistemul naţional de supraveghere, elemente ale diagnosticului de laborator sunt<br />

elaborate şi implementate.<br />

Scopul studiului. Detectarea unor markeri de rezistenţă (beta-lactamaze) către<br />

preparatele antibacteriene ale Escherichia coli (E. coli), responsabilă de producerea<br />

infecţiilor urinare.<br />

Materiale şi metode<br />

Studiul a fost efectuat în colaborare cu Instituţiile Medico-Sanitare Publice:<br />

Institutul de Cercetări Ştiinţifi ce în Domeniul Ocrotirii Sănătăţii Mamei şi Copilului,<br />

Spitalul Clinic Municipal nr.1; Spitalul Clinic Municipal „Sfânta Treime” şi Centrului<br />

Medical de Diagnostic „Modus Vivendi”. Cercetările au fost realizate în laboratorul<br />

Centrului de Epidemiologie a Bolilor Extrem de Contagioase şi Securitate Biologică”<br />

al Centrului Naţional de Sănătate Publică în cadrul unui studiu multicentric coordonat<br />

de laboratorul Bacteriologie al Spitalului Bichat-Claude Bernard (Paris, Franţa).<br />

Pentru realizarea studiului, de la persoanele diagnosticate cu infecţii ale căilor<br />

urinare (ICU), au fost recoltate 127 probe de urină şi mase fecale. Probele de urină au<br />

fost însămânţate pe mediile diferenţial diagnostice: endo, geloză sânge, geloză salină<br />

cu gălbenuş de ou, enterococ agar, pseudomonas agar, saburo. Pentru cercetare au fost<br />

selectate doar tulpinile provenite din uroculturi semnifi cativ pozitive (≥10 5 UFC/ml).<br />

Tulpinele de E. coli au fost identifi cate după gen şi/sau după specie prin teste biochimice<br />

clasice (testul Voges-Proskauer, testul cu indol, uree, citrat, fenilalanindezaminază etc).<br />

Testele de confi rmare au fost realizate prin utilizarea galeriilor API 20E (Biomerieux,<br />

Franţa). La etapa ulterioară a cercetării a fost testată sensibilitatea tulpinilor de E. coli<br />

la preparatele antimicrobiene prin utilizarea metodelor fenotipice (disc-difuzimetrică<br />

Kirby-Bauer, testul de sinergie – difuzarea bidimensională a 2 discuri cu antibiotice) şi<br />

de biologie moleculară (reacţia de polimerizare în lanţ, secvenţierea, PCR multiplex,<br />

Rep – PCR ).<br />

Evaluarea rezultatelor a fost efectuată în conformitate cu recomandările ghidului<br />

CLSI [4].<br />

Tulpina de E. coli ATCC 25922 a fost utilizată ca tulpină de referinţă pentru testarea<br />

sensibilităţii la antibiotice pe mediile de cultura utilizate.<br />

Testarea sensibilităţii tulpinilor de E. coli la preparatele antimicrobiene a inclus<br />

următoarele clase de antibiotice beta-lactamice – amoxicilină (AMX), ticarcilină (TIC),<br />

amoxicilină/clavulanat (AMC), cefotaxim (CTX), ceftazidim (CAZ), ceftoxitin (FOX),<br />

cefepim (FEP), ertapenem (ETP); aminoglicozide – gentamicina (GM), amicacină<br />

(AN), kanamicina (K); fl uorchinolonele – acid nalidix (NA), ofl oxacină (OFX),<br />

ciprofl oxacina (CIP); tetraciclinele – tetraciclină (TE) şi sulfamidele – cotrimoxazol<br />

(trimetropim-sulfametoxazol) (SXT).<br />

Rezultate şi discuţii<br />

Rezistenţa microbiană la antibiotice reprezintă o problemă globală de sănătate<br />

publică fi ind datorată în mare măsură consumului inadecvat al antibioticelor. În Europa<br />

fenomenul de antibiorezistenţă este în continuă creştere. Infecţiile căilor urinare<br />

(ICU) se referă la maladiile infecţioase frecvent întâlnite în practica medicală care<br />

înregistrează o incidenţă şi prevalenţă înaltă cu consecinţe medicale şi economice<br />

considerabile. Tulpinile implicate în etiologia ICU sunt parte a studiilor epidemiologice<br />

şi bacteriologice ale ultimilor ani [2,19].<br />

153


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Rezultatele unor studii denotă că E.coli, germenele care reprezintă microfl ora<br />

normală a tractului gastro-intestinal, în anumite situaţii capătă o rezistenţă semnifi cativă<br />

la preparatele antibacteriene şi poate provoca infecţii intestinale şi extraintestinale<br />

(inclusiv urinare) [15, 16].<br />

Conform datelor studiilor referitor la frecvenţa şi structura etiologică a infecţiilor<br />

urinare, în proporţie de 95% din cazuri sunt determinate de agenţii din familia<br />

Enterobacteriaceae (dintre care în 80-95% cazuri E. coli, mai rar Proteus spp. sau<br />

Klebsiella spp.), iar în restul cca. 5% Pseudomonas aeruginosa, stafi lococi, candide<br />

etc. [8, 10, 15, 16,17].<br />

Rezultatele testelor biochimice de screening şi de confi rmare pentru Enterobacterii,<br />

au pus în evidenţă că din totalul de tulpini de la pacienţii cu ICU, predominante au fost<br />

tulpinile de E.coli (92,9%).<br />

Tulpinile de E.coli izolate de la pacienţii cu ICU au fost testate pentru identifi carea<br />

gradului de rezistenţă faţă de 5 clase de antibiotice. Determinarea rezistenţei la<br />

antibiotice prin metoda disc-difuzimetrică Kirby-Bauer a evidenţiat că tulpinile de<br />

E.coli studiate, izolate de la persoanele cu ICU posedă un înalt grad de rezistenţă,<br />

inclusiv la preparatele antibacteriene beta-lactamice. Totodată, metoda difuzimetrică nu<br />

oferă date sufi ciente pentru aprecierea nivelului de rezistenţă şi monitorizarea corectă<br />

a terapiei antibacteriene. Pentru clarifi carea acestui aspect au fost utilizate testele de<br />

sinergism, prin care s-a putut elucida unul din mecanismele de rezistenţă la antibiotice<br />

a tulpinilor de E.coli – prezenţa beta-lactamazelor. Acest test utilizează un inhibitor de<br />

beta-lactamază, de obicei acidul clavulanic, în combinaţie cu o oximino-cefalosporină<br />

cum ar fi ceftazidim, cefotaxim, ceftriaxon. Discurile cu antibioticele respective au fost<br />

amplasate în aşa mod, ca să fi e posibilă vizualizarea imaginii de sinergie intre discurile<br />

cu amoxacilină/acid clavulanic şi cele cu cefalosporinele de generaţia III (CG3).<br />

Succesiunea amplasării discurilor cu antibioticele corespunzătoare a fost următoarea:<br />

TIC – FOX – FEP – AMX – GM –CAZ – AMC – CTX.<br />

Producerea de către o tulpină bacteriană a beta-lactamazei este certifi cată atunci cînd<br />

diametrul zonei de inhibiţie din jurul agenţilor antimicrobieni ceftazidim, cefotaxim,<br />

ceftriaxonă este extins (aşa numita imaginea de sinergie „în dop de şampanie”) datorită<br />

prezenţei acidului clavulanic.<br />

În rezultat s-a stabilit că E.coli prezintă cea mai înaltă rezistenţă la ticarcilină (77%).<br />

Profi lul desfăşurat al rezistenţei tulpinilor ESBL depistate din urină poate fi urmărit în<br />

fi gura 1.<br />

Prevalenţa infecţiilor căilor urinare cauzate de E.coli ce posedă profi l de rezistenţă<br />

tip betalactamaze cu spectru extins a constituit 5,3%. Prevalenţa portajului intestinal a<br />

constituit 15%.<br />

Tulpinile de E.coli producătoare de beta-lactamaze au fost conservate în mediul<br />

ce conţine bulion de inimă de bovină şi 10% de glicerină apoi au fost stocate prin<br />

congelare la -80°C pentru a fi ulterior testate prin tehnicile de biologie moleculară.<br />

Conduita terapeutică adecvată necesită identifi carea rapidă şi corectă a tulpinilor<br />

rezistente la antibiotice prin utilizarea tehnicilor de biologie moleculară.<br />

Tehnicile de biologie moleculară (amplifi carea genică, secvenţierea, etc) implică<br />

costuri relativ mari, personal bine instruit, dar pot furniza rezultate reproductibile în<br />

timp foarte scurt.<br />

154


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Figura 1. Ponderea rezistenţei (%) tulpinilor E.coli la antibiotice<br />

Determinarea profi lului de rezistenţă a evidenţiat că tulpinile date prezintă rezistenţă<br />

la următoarele grupe de antibiotice: aminoglicozide în special – gentamicină (72%),<br />

fl uoroquinolone – acid nalidixic (89%) şi sulfamide – cotrimoxazol (72%).<br />

Tulpinile identifi cate din masele fecale deasemenea sunt polirezistente. Ele sunt<br />

rezistente la aceleaşi clase de preparate antimicrobiene ca şi E.coli ESBL depistată din<br />

urină: 53% la aminoglicozide (gentamicina), 56% la fl uorchinolone (ciprofl oxacina),<br />

44% la sulfamide (cotrimoxazol).<br />

Tulpinile de E.coli ESBL identifi cate din probele de urină au fost în exclusivitate<br />

de tip CTX-M, şi anume: o tulpină tip CTX-M-1; 3 tulpini de CTX-M-14; alte 3 tulpini<br />

sunt de tip CTX-M-15.<br />

Tulpinile de E.coli ESBL depistate din probele de mase fecale au fost predominant<br />

de tip CTX şi doar o tulpină de tip – SHV. Spre deosebire de tulpinile urinare, acestea<br />

au fost relativ mai variate şi anume o tulpină - CTX-M-1; 2 tulpini - CTX-M-3; 8<br />

tulpini - CTX-M-14, 3 tulpini - CTX-M-15.<br />

Clonalitatea tulpinilor de E.coli ESBL depistate în urina şi masele fecale a fost<br />

cercetată prin metoda Rep – PCR doar la patru tulpini de E.coli la care au fost prezente<br />

ESBL atât în urină şi mase fecale (U + / F +). La trei din patru tulpini testate de E.coli<br />

ESBL U + / F + a fost prezent un profi l Rep–PCR similar.<br />

Determinînd grupul fi logenetic al tulpinilor urinare s-a constatat că 58,5% tulpini<br />

de E.coli ESBL reprezintă grupul B2, 27,9% – grupul A, 12,7% – grupul D şi 0,9<br />

alte grupe. Tulpinile depistate din masele fecale au următoarea diversitate fi logenetică:<br />

53,4% – grupului A, câte 23,1% – grupul B2 şi grupul D, şi 0,4 – alte grupe (fi gura 2).<br />

Tipizarea tulpinilor de E.coli ESBL urinare şi mase fecale a evidenţiat că tulpinile<br />

de la diferiţi pacienţi au avut profi luri ESBL CTX-M similare. Majoritatea tulpinilor<br />

au fost de tipul BLSE-CTX-M-14, aparţinând grupului fi logenetic B2, cu excepţia<br />

a 2 două tulpini:CTX-M-15 grupul fi logenetic B2, şi CTX-M-3 grup fi logenetic<br />

A (fi gura 3).<br />

155


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Figura 2. Grupurile fi logenetice ale tulpinilor E.coli ESBL depistate din urină (a) şi<br />

mase fecale (b).<br />

Figura 3. Profi luri similare de BLSE CTX- M la diferite tulpini de E.coli ESBL<br />

(MO33S, MO36S, MO37S, MO108S – tulpini de E.coli ESBL izolate din mase fecale,<br />

MO57U, MO71U, MO93U, MO108U – tulpini de E.coli ESBL izolate din urină).<br />

Antibioticorezistenţa constituie o problemă complexă, multifactorială cu semnifi caţie<br />

pentru sănătatea publică şi necesită o analiză complexă cu implementarea unor măsuri<br />

specifi ce, la diferite niveluri. Studiile realizate privind monitorizarea rezistenţei la<br />

antibiotice şi rezultatele obţinute pot contribui cu o serie de date importante pentru<br />

a oferi medicului posibilitatea de a se orienta în diagnosticul si terapia pacienţilor<br />

cu ICU precum şi să aplice o strategie efi cientă în tratament, din punct de vedere al<br />

balanţei cost/ efi cienţa.<br />

Monitorizarea fenotipică şi genotipică a markerilor de rezistenţă la antibiotice<br />

în populaţia umană reprezintă un element constituitiv al unui sistem naţional de<br />

supraveghere a fenomenului de rezistenţă antimicrobiană, care urmează să fi e dezvoltat<br />

în Republica Moldova ca parte componentă a supravegherii de stat a sănătăţii publice.<br />

156


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Concluzii<br />

1. Prezenţa E.coli producătoare de ESBL la pacienţii cu ICU detectată prin metode<br />

fenotipice şi moleculare de detecţie a beta-lactamazelor este consecinţa prescrierii şi<br />

consumului necontrolat de antibiotice în diferite ţări, inclusiv în Republica Moldova.<br />

2. Circulaţia mai intensă a tulpinilor E.coli tipul CTX-M-14 grupul fi logenetic<br />

B2 ce au un potenţial de diseminare în colectivităţi pot determina un nivel înalt de<br />

rezistenţă şi difi cultăţi în conduita terapeutică a pacienţilor cu maladii infecţioase.<br />

3. Datele obţinute pe modelul de E.coli pot fi extrapolate pentru evaluarea impactului<br />

fenomenului menţionat şi la alte specii de microorganisme, cea ce confi rmă necesitatea<br />

supravegherii rezistenţei bacteriene.<br />

4. Detectarea corectă a tulpinilor producătoare ESBL, rămâne a fi în continuare<br />

o provocare pentru laboratorele microbiologice şi este importantă în evitarea eşecului<br />

clinic datorat unei terapii cu antibiotice neadecvate cât şi în prevenirea infecţiilor<br />

nozocomiale.<br />

Bibliografi e<br />

1. Babic, M., Hujer., et al. What’s new in antibiotic resistance? Focus on beta-lactamases.<br />

// Drug Resist Updat, vol. 9, 2006, p.142–156.<br />

2. Bonnet R. Growing group of extended spectrum beta-lactamases: CTX – M enzymes.<br />

// Antimicrob. Agents Chemother., 2004, p.1–14.<br />

3. Coculescu B., Flueraş M. Mecanismul mutaţiilor genice. // Revista de Medicină<br />

Militară, 2005, p. 325-333<br />

4. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI M100-S20, 2010).<br />

5. Donnenberg M. Escherichia coli: virulence mechanisms of a versatile pathogen. San<br />

Diego, California. // Academic Press., 2002, p.154-162.<br />

6. European Antimicrobial Resistance Surveillance System. RIVM. 2010. http: //www.<br />

rivm.nl/earss/database/. (date selective din 14.04.2011).<br />

7. Giske C., et al. Redefi ning extended-spectrum beta-lactamases: balancing science and<br />

clinical need. // J. Antimicrob. Chemother, 2009,p.1-4.<br />

8. Gupta K. Addressing Antibiotic Resistance. // Am J. Med., 2002, p. 29-34.<br />

9. Talan D., et al. Extended-release ciprofl oxacin (Cipro XR) for treatment of urinary<br />

tract infections. // Int. J. Antimicrob. Agents, 2004, p. 54-66.<br />

10. Hawkey P., Jones A. The changing epidemiology of resistance. //J. Antimicrob.<br />

Chemother., 2009, Sep., p.1-10.<br />

11. Hernadez-Burruezo J., et al. Urinary tract infections. // Med. Clin. (Barc), 2007, Nov.,<br />

p.707-715.<br />

12. Jacoby G., Munoz-Price L. The new beta-lactamases.// N. Engl. J. Med., 2005, Jan,<br />

p.380-391.<br />

13. Jones C., et al. Characterization and sequence analysis ofextended spectrum b-lactamase<br />

encoding genes from Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae and Proteus mirabilis isolates<br />

collected during tigecycline phase 3 clinical trials. // Antimicrobial Agents Chemotherapy,<br />

2009, vol. 53, p. 465-475;<br />

14. Livermore D., et al. CTX-M: changing the face of ESBLs in Europe. // Journal of<br />

Antimicrobial Chemotherapy, vol. 59, 2007, p. 165-174.<br />

15. Neal D., et al. Complicated urinary tract infections. In: Urol. Clin. North. Am., 2008<br />

Feb, p.13-22.<br />

16. Negru C. Tulpini de enterobacterii secretoare de beta-lactamaze cu spectru extins<br />

izolate in infecţiile urinare de ambulatoriu. // Igiena si Sănătate Publica, 2008, p.10-11.<br />

17. Petrascu M., Flonta M., Almaş A. M. Fenotipuri de rezistenţă pentru tulpini de<br />

157


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Escherichia coli şi Klebsiella pneumoniae producătoare de beta-lactamaze cu spectru extins<br />

(BLSE), izolate din infecţii urinare. // Clujul Medical, 2011, vol., 84, nr.3, p.37.<br />

18. Сидоренко С., Иванов Д. Результаты изучения распространения<br />

антибиотикорезистентности среди внебольничных возбудителей инфекций<br />

мочевыводящих путей в Москве. Фаза I.B. // Антибиотики и химиотерапия,<br />

2005, стр.3–10.<br />

19. Рафальский В., и др. Резистентность возбудителей амбулаторных инфекций<br />

мочевыводящих путей по данным многоцентровых микробиологических исследований<br />

UTIAP-I и UTIAP-II. // Урология, 2004, стр.13-17.<br />

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ МОЛИБДЕНА И ВАНАДИЯ<br />

КАК ВОЗМОЖНЫЕ СТИМУЛЯТОРЫ БИОСИНТЕЗА<br />

ВНЕКЛЕТОЧНЫХ ЦЕЛЛЮЛАЗ МИКРОМИЦЕТА Penicillium<br />

expansum CNMN FD 05 C<br />

Чилочи A.А., Тюрина Ж.П., Болога О.А 1 ., Клапко С. Ф., Лаблюк С.В.,<br />

Коропчану Э.Б 1 ., Паша Л.И., Рижа А.П 1 .<br />

Институт Микробиологиии и Биотехнологии АНМ, МD 2028 ул. Академией, 1<br />

1 Институт Химии АНМ, МD 2028 ул. Академией, 3<br />

Rezumat<br />

A fost studiată infl uenţa unor compuşi coordinativi ai molibdenului şi vanadiului asupra<br />

biosintezei complexului celulazic (endoglucanaze, celobiohidrolaze, β-glucozidaze)<br />

la tulpina de fungi Penicillium expansum CNMN FD 05 C. S-a stabilit că compuşii<br />

molibdenulului, care conţin în componenţa sa aminoacizi, nu infl uenţează activitatea<br />

endoglucanazelor, inhibă considerabil celobiohidrolazele (80-90%) şi stimulează<br />

activitatea β-glucozidazelor. În calitate de efi cient stimulator ai biosintezei<br />

β-glucozidazelor poate fi raportat complexul MoO 2 (ac.ac.)Gly, care a sporit activitatea<br />

enzimelor cu 47.8-67.0%. Acest complex poate fi utilizat pentru obţinerea preparatelor<br />

enzimatice cu conţinut sporit de β-glucozidaze. Metalocomplexul (NH4) 2 VO 3 Gly<br />

stimulează activitatea a toate trei componente a complexului celulozolitic sintetizat<br />

de micromiceta Penicillium expansum CNMN FD 05 C, asigurând creşterea activităţii<br />

endoglucanazelor cu 45%, celobiohidrolazelor cu 32% şi β-glucozidazelor cu 40%.<br />

Cuvinte-cheie: Penicillium expansum – metalocomplexe – endoglucanaze –<br />

celobiohidrolaze - β-glucozidaze.<br />

Depus la redacţie: 22 octombrie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Ciloci Alexandra, Institutul de Microbiologie şi<br />

Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str.Academiei, 1, MD- 2028 Chişinău,<br />

Republica Moldova,e-mail: alexandra.ciloci@gmail.com ; tel. (+373 22)73.98.24.<br />

Введение<br />

Комплексные соединения микроэлементов играют значительную роль в<br />

живых организмах. Повышенный интерес к этим соединениям обусловлен<br />

также тем, что многие из них являются биологически активными веществами,<br />

обладающими антимикробными, противовирусными и противоопухолевыми<br />

свойствами. Обнаружено и стимулирующее действие некоторых из этих<br />

соединений на рост и продуктивность ряда микроводорослей, перспективных<br />

158


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

для промышленного культивирования для получения лекарственных препаратов<br />

(4, 12), для усиления биосинтеза внеклеточных гидролаз микроорганизмов (2,<br />

6, 7, 9, 11). Таким образом, комплексные соединения микроэлементов могут<br />

представлять значительный интерес для биотехнологии.<br />

Биологические свойства этих соединений могут определяться, в первую<br />

очередь, наличием в их составе атомов микроэлементов. Медь, никель, молибден,<br />

ванадий, цинк, бор и др. повышают активность многих ферментов и ферментных<br />

систем. Вступая с ними в непрочные комплексы, ионы микроэлементов участвуют<br />

в процессах переноса электронов в окислительно-восстановительных реакциях,<br />

а также служат промежуточным звеном между ферментом и субстратом. Кроме<br />

того, значительная часть ферментов относится к числу металлсодержащих, то<br />

есть атомы микроэлементов входят в состав их активного центра или других<br />

групп, стабилизируя пространственную конфигурацию ферментных молекул<br />

(14, 15, 16).<br />

Стимулирующий или ингибирующий эффект, возникающий при<br />

использовании комплексных соединений, может определяться также влиянием<br />

лигандов, входящих в их состав.<br />

Целью данных исследований было изучение влияния комплексных соединений<br />

молибдена (Mo) и ванадия (V) на биосинтез внеклеточных целлюлаз штамма<br />

микромицета Penicillium expansum CNMN FD 05 C.<br />

Материалы и методы<br />

Объектом исследований служил штамм микромицета Penicillium expansum<br />

CNMN FD 05 C – продуцент целлюлазного комплекса, включающего три<br />

основных компонента: эндоглюканазы, целобиогидролазы, β-глюкозидазы.<br />

Штамм хранится в Национальной Коллекции Непатогенных Микроорганизмов<br />

Института Микробиологии и Биотехнологии Академии Наук Молдовы [1].<br />

Культивирование продуцента осуществлялось в конических колбах объёмом<br />

0,75 л, с 0,2 л питательной среды подобранного оптимального состава (г/л):<br />

KH 2 PO 4 – 1, CaCl 2 – 0,1, MgSO 4 ּ7H 2 O – 0,3, KCl – 0,1, NH 4 NO 3 – 1,0, FeCl 3 – 0,01,<br />

кукурузный экстракт – 15, кукурузная солома – 40, исходное pH среды - 5,0.<br />

В исследованиях среда служила в качестве контрольной. Культивирование<br />

проводилось в условиях постоянного перемешивания на качалках с 180-200<br />

об/мин. при температуре 28-30 о С, продолжительности культивирования 4 и 10<br />

суток.<br />

Посевным материалом служила водная суспензия спор 14-дневной культуры,<br />

выращенной на сусло-агаровой среде в количестве 10% от инокулированного<br />

объёма, с плотностью 1-3x10 6 спор/мл.<br />

В качестве стимуляторов биосинтеза компонентов целлюлазного комплекса<br />

тестировались соединения Mo с ацетил ацетоном (ac.ac.) и аминокислотами<br />

глицином, аланином и валином: MoO 2 (ac.ac.) 2 , MoO 2 (ac.ac.) Gly, MoO 2 (ac.ac.)Ala,<br />

MoO 2 (ac.ac.) Val, а также комплекс ванадила (VO 3 ) с глицином - (NH 4 ) 2 VO 3 Gly.<br />

Комплексы вносились в стерильную питательную среду в растворенном виде<br />

одновременно с посевным материалом. Диапазон концентраций тестируемых<br />

комплексных соединений определялся целью опыта.<br />

Активность изучаемых ферментов определялась по количеству редуцирующих<br />

159


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

сахаров, образовавшихся в результате воздействия на специфические субстраты:<br />

эндоглюканаз - на Na-карбоксиметил-целлюлозу, целлобиогидролаз - на<br />

фильтровальную бумагу, β-глюкозидаз – на n-нитрофенил β-D-глюкопиранозид<br />

(10, 13). Редуцируюшие сахара определялись по методу Somogy-Nelson [3, 5].<br />

Результаты и их обсуждение<br />

Микроэлементы молибден и ванадий необходимы для белкового, углеводного<br />

и жирового обмена веществ в живых организмах [8, 12].<br />

Исследования по влиянию молибдена и ванадия на активность ферментативных<br />

систем практически отсутствуют, в то же время известно, что при отсутствии<br />

молибдена клетки испытывают азотистое голодание и нарушается их способность<br />

к синтезу белков.<br />

Учитывая, что неорганические соединения более токсичны и мало<br />

эффективны, для выяснения роли молибдена и ванадила (VO 3 ) в живых организмах<br />

были синтезированы комплексные соединения этих металлов с биоактивными<br />

лигандами с общей формулой MeO 2 L 1 L 2 nH 2 O, где L 1 – ацетилацетон (ас. ас.), L 2<br />

– α - аминокислоты (глицин, аланин, валин): МоО 2 (ac.ac.) 2 , МоО 2 ( ac.ac. ) Gly,<br />

МоО 2 (ac.ac.) Аlа, МоО 2 (ac.ac.)Val и ванадила с глицином - (NH 4 ) 2 VO 3 Gly<br />

Результаты показали, что соединения молибдена в зависимости от состава<br />

и применяемой концентрации по-разному влияют на активность эндоглюконаз<br />

штамма Penicillium expansum CNMN FD 05 C, во всех вариантах ингибируют<br />

целобиогидролазы, оказывают нейтральное или стимулирующее действие на<br />

активность β-глюкозидаз (таблица 1) .<br />

Установлено, что комплексное соединение MoO 2 (ac. аc.) 2 , не содержащее<br />

аминокислот, оказывает нейтральное воздействие на β-глюкозидазы штамма,<br />

оставляя их активность на уровне контроля (2,38 - 2,52 ед./мл). За исключением<br />

самой низкой тестируемой концентрации (1 мг/л), при использовании<br />

этого вещества отмечено значительное ингибирование эндоглюконазной и<br />

целлобиогидролазной активности.<br />

Введение в состав питательной среды комплексных соединений молибдена<br />

с аминокислотами глицином, валином, аланином повышает β-глюкозидазную<br />

активность продуцента на 24,9 – 69,4 % в зависимости от использованной<br />

концентрации. Максимальный уровень активности β-глюкозидаз установлен в<br />

культуральной среде с MoO 2 (ac.ac.) Val при концентрации 10 мг/л и составляет<br />

4,15 ед/мл, что в 1,7 раз выше, чем в контрольном варианте. Комплекс MoO 2 (ac.<br />

ac.) Gly проявляет себя как специфический стимулятор синтеза β-глюкозидаз,<br />

значительно повышая ( на 24,9-35,9%) активность фермента при всех испытанных<br />

концентрациях. Тестируемые вещества проявляют сильное ингибирующее<br />

воздействие на активность целлобиогидролаз – до 80-90% и, в основном,<br />

нейтральное – на биосинтез эндоглюканаз.<br />

Полученные данные свидетельствуют о возможности использования<br />

комплексных соединений MoO 2 (ac.ac.) Gly, MoO 2 (ac.ac.)Ala, MoO 2 (ac.ac.) Val в<br />

качестве регуляторов биосинтеза целлюлазного комплекса штамма Penicillium<br />

expansum CNMN FD 05 С для получения ферментного препарата с повышенным<br />

содержанием β-глюкозидаз. Особый интерес представляют данные, полученные<br />

при использовании комплексного соединения ванадила ( NH 4 ) 2 VO 3 Gly, которое в<br />

160


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

концентрации 10 мг / л повышает ферментативную активность всех компонентов<br />

целлюлазного комплекса, синтезируемого штаммом: эндоглюконазную – на<br />

40,86 %, целобиогидролазную – на 39,16 и β-глюкозидазную – на 49,79%.<br />

Таблица 1. Изменение энзиматической активности штамма Penicillium expansum<br />

CNMN FD 05 C под влиянием координационных соединений молибдена и ванадия<br />

Координационные<br />

соединения<br />

(К.С.)<br />

MoO 2 (ac.ac.) 2<br />

MoO 2 (ac.ac.)Gly<br />

MoO 2 (ac.ac.)Ala<br />

MoO 2 (ac.ac.)Val<br />

(NH 4 ) 2 VO 3 Gly<br />

Энзиматическая активность<br />

эндоглюканазы целлобиогидролазы β-глюкозидазы<br />

ед/мл<br />

% от<br />

контроля<br />

ед/мл<br />

% от контроля<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

ед/мл<br />

% от контроля<br />

1 18,35 121,52 1,09 87,2 2,85 106,6<br />

5 7,36 48,74 0,16 12,8 2,52 102,9<br />

10 10,34 68,48 0,34 27,2 2,38 97,1<br />

1 9,52 63,05 0,57 45,6 3,06 124,9<br />

5 15,78 104,50 1,09 87,2 3,33 135,9<br />

10 15,78 104,50 0,24 19,2 3,20 130,6<br />

1 17,84 118,15 0,90 72,0 3,13 127,75<br />

5 15,77 104,43 0,57 45,6 3,40 138,8<br />

10 14,14 93,64 0,49 39,24 2,85 116,6<br />

1 5,71 37,81 0,08 6,40 2,45 100,0<br />

5 14,14 93,64 0,44 34,80 3,40 138,8<br />

10 14,14 93,64 0,95 76,60 4,15 169,4<br />

1 12,5 82,84 0,677 54,16 2,09 85,30<br />

5 12,24 81,06 1,27 101,60 3,52 143,87<br />

10 21,26 140,86 1,74 139,16 3,67 149,79<br />

Контроль 15,10 100,0 1,25 100,0 2,45 100,0<br />

Современный этап исследований в области применения координационных<br />

соединений 3d элементов в качестве модификаторов микробного синтеза<br />

биологически активных веществ характеризуется накоплением фактического<br />

материала по характеру их влияния на все фазы развития микроорганизма, а<br />

также выявления оптимальных условий их применения. Наличие вышеуказанной<br />

информации необходимо для решения ряда теоретических вопросов таких, как<br />

механизм воздействия координационных соединений, взаимосвязь между составом,<br />

структурой соединения и ферментативной активностью микроорганизмов,<br />

а также для разработки методов их практического использования. Изучение<br />

влияния более расширенного спектра концентраций комплекса с ванадилом на<br />

биосинтез целлюлаз штаммом Penicillium expansum CNMN FD 05 C подтвердило<br />

факт повышения уровня активности всех компонентов целлюлазного комплекса<br />

в пределах концентраций 5-20 мг/л (Таблица 2).<br />

161


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Таблица 2. Изменение энзиматической активности штамма Penicillium expansum<br />

CNMN FD 05 C под влиянием координационного комплекса ванадия (NH 4 ) 2 VO 3 Gly<br />

(продолжительность культивирования - 4 суток)<br />

Конц. К.С.,<br />

мг/л<br />

Энзиматическая активность<br />

эндоглюканазы целлобиогидролазы β-глюкозидазы<br />

ед/мл % от контроля ед/мл<br />

% от контроля<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

ед/мл<br />

% от<br />

контроля<br />

1 12,84 115,70 0,73 102,8 2,74 117,6<br />

5 14,36 129,40 0,80 112,7 2,69 115,6<br />

10 14,36 129,40 0,85 119,7 3,21 137,7<br />

15 16,10 145,04 0,94 132,4 3,72 140,3<br />

20 13,93 125,50 0,92 129,6 3,26 139,9<br />

30 13,49 121,53 0,90 126,8 2,86 122,7<br />

Контроль 11,10 100,0 0,71 100,0 2,33 100,0<br />

Оптимальной представляется концентрация 15 мг/л, которая обеспечивает<br />

повышение активности эндоглюканаз на 45,0 %, целлобиогидролаз на 32,4% и<br />

β-глюкозидаз на 40,3%. В тестируемых пределах концентраций не было отмечено<br />

ингибирующего эффекта от использования координационного соединения на<br />

биосинтез компонентов целлюлазного комплекса микромицета.<br />

Существуют данные, что внесение некоторых комплексных соединений 3d<br />

элементов в питательную среду итенсифицирует фазы развития микроорганизмов,<br />

что приводит к более раннему проявлению максимума синтеза ферментов и<br />

сокращению биологического цикла [12, 13, 14 ].<br />

Было изучено влияние комплекса (NH 4 ) 2 VO 3 Gly на динамику образования<br />

целлюлаз штамом Penicillium expansum CNMN FD 05 C. Результаты,<br />

представленные на рисунках 1-3, показывают, что стимулирующий эффект<br />

от использования испытанных соединений проявляется в первые сутки<br />

культивирования продуцента и сохраняется на более высоком уровне в течение<br />

всего периода культивирования.<br />

Было установлено, что максимальные активности компонентов целлюлазного<br />

комплекса, синтезируемого Penicillium expansum CNMN FD 05C, в контрольном<br />

и в экспериментальных вариантах, совпадают по времени и проявляются на 4-е –<br />

5-е сутки культивирования.<br />

Рис. 1. Динамика активности<br />

эндоглюканаз при культивирования<br />

штамма Penicillium<br />

expansum FD CNMN 05 C на<br />

первоначальной среде (контроль)<br />

и на среде с 15 мг/л<br />

(NH 4 ) 2 VO 3 Gly<br />

162


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Рис. 2. Динамика активности<br />

целлобиогидролаз при<br />

культивирования штамма<br />

Penicillium expansum FD<br />

CNMN 05C на первоначальной<br />

среде (контроль) и на среде<br />

с 15 мг/л (NH 4 ) 2 VO 3 Gly<br />

Рис. 3. Динамика активности<br />

β-глюкозидаз при культивирования<br />

штаммаPenicillium<br />

expansum FD CNMN 05 C на<br />

первоначальной среде (контроль)<br />

и на среде с 15 мг/л<br />

(NH 4 ) 2 VO 3 Gly<br />

Подобные исследования были выполнены и для комплекса MoO 2 (ac.ac.) Gly.<br />

Было изучено влияние более расширенного спектра концентраций этого вещества<br />

(1, 5, 10, 15, 20, 30, 40 мг/л) на биосинтез β-глюкозидаз штаммом Penicillium<br />

expansum CNMN FD 05 C.<br />

Установлено, что наиболее эффективно его использование в концентрациях –<br />

10, 15, 20 мг/л, которые обеспечивают повышение β-глюкозидазной активности<br />

на 59,5%, 67,6%, 59,5% соответственно по сравнению с контролем.<br />

Для установления оптимальной продолжительности культивирования<br />

продуцента активность фермента в контрольном и опытном вариантах<br />

культуральной жидкости определялась через каждые 24 часа до установления<br />

под микроскопом момента автолиза культуры (7 – 9 сутки) (Таблица 3).<br />

Таблица 3. Динамика образования β-глюкозидаз штаммом Penicillium expansum<br />

CNMN FD05C под влиянием координационного комплекса MoO 2 (ac.ac.) 2 Gly<br />

(15мг/л)<br />

Сутки<br />

Ед/мл<br />

Контроль Опыт<br />

Активность β- глюкозидаз<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

%от контроля<br />

2 0,29 0,37 127,6<br />

3 0,65 0,93 141,7<br />

4 3,26 5,44 166,7<br />

5 2,72 4,32 157,1<br />

6 1,63 2,45 150<br />

163


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Таблица 3. (Продолжение)<br />

7 0,71 0,82 115,4<br />

8 2,16 2,50 115,7<br />

9 1,52 1,69 110,7<br />

10 0,87 0,98 112,5<br />

Как и в случае с комплексом (NH 4 ) 2 VO 3 Gly, использование комплекса<br />

MoO 2 (ac.ac.)Gly обеспечивает проявление стимулирующего эффекта уже на 2<br />

сутки культивирования продуцента (27,6%), который достигает максимум к<br />

4 суткам культивирования - 66,7%. Активность β-глюкозидаз в этот период в<br />

опытном варианте составляет 5,44 ед/мл по сравнению с 3,26 ед/ мл в варианте<br />

без использования комплекса. Таким образом, комплекс MoO 2 (ac.ac.)Gly можно<br />

отнести к числу специфических стимуляторов β-глюкозидазной активности.<br />

Выводы:<br />

В работе изучено влияние комплексных соединений молибдена и ванадия на<br />

биосинтез ферментов целлюлазного комплекса (эндоглюконаз, целлобиогидролаз,<br />

β-глюкозидаз) микромицета Penicillium expansum CNMN FD 05C. Установлено,<br />

что в зависимости от состава и применяемой концентрации они по-разному<br />

влияют на активность вышеназванных ферментов.<br />

Комплексные соединения молибдена, содержащие в своем составе<br />

аминокислоты, оказывают нейтральное воздействие на активность эндоглюконаз,<br />

ингибируют целлобиогидролазы (до 80-90%) и стимулируют активность<br />

β-глюкозидаз. К числу наиболее эффективных стимуляторов синтезаβ-глюкозидаз<br />

можно отнести комплекс MoO 2 (ac.ac.) Gly, повышающий их активность на 47,8<br />

- 67,0%, что свидетельствует о возможности его использования для получения<br />

ферментного препарата с повышенным содержанием β-глюкозидаз.<br />

Металлокомплекс (NH 4 ) 2 VO 3 Gly стимулирует активность всех ферментов<br />

целлюлазного комплекса микромицета Penicillium expansum CNMN FD 05C,<br />

обеспечивая повышение активности эндоглюконаз на 45 %, целлобиогидролаз<br />

на 32 % и β-глюкозидаз на 40 %.<br />

Литература<br />

1. Deseatnic A., Paşa L., Clapco S., Tiurin J., Labliuc S. Tulpină de fungi Penicillium<br />

expansum – producător de celulaze, brevet de invenție, MD 2588 // BOPI, nr. 10, 2004.<br />

2. Dimitra Kovala-Demertzi, Marvroddis A. Demertzis, John R. Miller, Christopher S.<br />

Frampton, Jerry P. Jasinski, Douglas X. // West – Journal of Inorganic Biochemistry, 2002, v.<br />

92, p.137-140.<br />

3. Nelson A.// J. Biol. Chem., 1944, v. 153, p. 375-380.<br />

4. Rudic V. Aspecte noi ale tehnologiei moderne. Chişinǎu, Ştiinţa, 1993, 140 p.<br />

5. Somogi M.<br />

// J. Biol. Chem., 1952, v. 195, nr.1, p. 19-23.<br />

6. Варбанец Л.Д., Разаева О.Н., Авдиюк Е.В., Сейфуллина И.И., Марцинко Е.Э.,<br />

Писарогло А.Г. Влияние координационных соединений германия на активность ряда<br />

гликозидаз // Мiкробiол. журн., 2007, Том 69, № 3, с. 11-18.<br />

7. Десятник А., Тюрина Ж., Туртэ К., Чапурина Л., Лаблюк С., Кондрук В., Сырбу<br />

Т., Дьякон И. Использование комплексов меди (II) с серином и треонином в качестве<br />

биостимуляторов ферментной активности штаммов Aspergillus niger (33) CNMN FD 06A<br />

и Rhizopus arrhizus (F 67) CNMN FD 03L // Известия АНМ, Биол., хим. и сель-хоз. науки,<br />

164


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

2004, №3 (294), с. 74-79.<br />

8. Десятник А.А., Тюрина Ж.П., Болога О.А., Паша Л., Лаблюк С.В., Гэрбэлэу Н.В.<br />

Комплексные соединения молибдена как возможные стимуляторы внеклеточных<br />

β-глюкозидаз микромицета Penicillium expansum CNMN FD 05 / Международная<br />

Чугаевская конференция по координационной химии, Кишинев, 2005, с. 342.<br />

9. Десятник А. А., Гэрбэлэу Н. В., Коропчану Е. Б. и др. Использование<br />

диметилглиоксиматов Со (III) при биосинтезе пектиназ Rhizopus arrhizus // Kooрд. химия,<br />

2002, Tом 28, № 2, с. 144-148.<br />

10. Исмайлова Д.Ю., Логинова Л.Г. Влияние некоторых веществ на биосинтез<br />

целлюлаз термотолерантного гриба Aspergillus terreus 17p // Прикл. биох. и микр. Т. XI,<br />

вып. 5, 1975, с. 676-677.<br />

11. Проскина Н., Гэрбэлэу Н., Драганча Д., Добров А., Десятник А., Тюрина Ж.,<br />

Паша Л., Клапко С., Лаблюк С. Комплексные соединения Ni(II) и Cu(II) на основе<br />

тиопроизводных гидразонов и их влияние на процесс ферментообразования некоторых<br />

штаммов рода Penicillium. / Romanian International Conference on Chemistry and Chemical<br />

Engineering RICCCE IV Bucharest, 22-24 sept., 2005, v. I, p. 58 – 62.<br />

12. Парпиев Н.А., Кушакбаев А., Азимов М.М. Координационные соединения<br />

металлов с лекарственными препаратами. Ташкент, ФАН, 1982, 138 с.<br />

13. Родионова Н.А., Тиунова Н.А., Фениксова Р.Ф. Методы определения целлюлазной<br />

активности // Прикл. биох. и микр. Т. 2, вып. 2, 1966, с. 97-205.<br />

14. Роуз Э. Химическая микробиология. Мир, Москва, 1971, 293 с.<br />

15. Фогарти В.М. Микробные ферменты и биотехнология. Москва, Агропромиздат,<br />

1986, с. 153-184.<br />

16. Феоктистова Н.В., Знаменская Л.В., Лещинская И.Б. Влияние ионов металлов<br />

на синтез внеклеточных ферментов спорообразующими бактериями. Биологические<br />

науки, Москва, Высшая школа, №2 (338), 1992, с.18-24.<br />

STANDARDIZAREA PROCEDURII DE CONSERVARE<br />

A TULPINILOR DE BACTERII PĂSTRATE ÎN COLECŢIA<br />

NAŢIONALĂ DE MICROORGANISME NEPATOGENE.<br />

II.<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

STANDARDIZAREA PROCEDURII DE CONSERVARE A<br />

TULPINILOR DIN GENUL BACILLUS PASTRATE IN COLECŢIA<br />

NAŢIONALĂ DE MICROORGANISME NEPATOGENE<br />

Tolocichina Svetlana, SlaninaValerina, Burţeva Svetlana, Postolachi Olga, Sîrbu<br />

Tamara, Lupaşcu Lucian, StepanovVitalie<br />

Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei<br />

Rezumat<br />

Pentru cultivarea bacteriilor din genul Bacillus înainte de liofi lizare a fost selectat mediul<br />

nutritiv care asigura viabilitatea microorganismelor şi stabilitatea caracterelor morfoculturale.<br />

A fost studiat un şir de medii de protecţie pentru liofi lizarea microorganismelor.<br />

Viabilitatea maximală a fost stabilită la liofi lizarea pe mediul protector lapte<br />

degresat+zaharoza 5% şi lactoză 5%. Cel mai efi cient revitalizant pentru bacteriile<br />

liofi lizate din genul Bacillus s-a dovedit a fi apa distilată.<br />

Cuvinte cheie: liofi lizare - medii nutritive - medii de protecţie - viabilitate.<br />

Depus la redacţie 19 aprilie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Sîrbu Tamara, Institutul de Microbiologie şi Biotehnologie<br />

165


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD-2028 Chişinău, Republica<br />

Moldova, e-mail: sirbutf @ rambler.ru., tel.(+37322) 73 96 09,<br />

Introducere<br />

Sarcina fi ecărei colecţii de microorganisme constă în deţinerea unei game largi de<br />

diverse culturi; studierea lor, menţinerea viabilităţii şi purităţii tulpinilor şi păstrarea<br />

proprietăţilor tulpinilor iniţial izolate [7]. Metoda de depozitare este importantă pentru<br />

orice investigaţie microbiologică. Una dintre cele mai efi ciente metode de depozitare<br />

a bacteriilor şi altor microorganisme este liofi lizarea, care permite păstrarea lor pe o<br />

perioadă îndelungată. Un rol important pentru liofi lizare îl are selectarea mediului<br />

optimal de protecţie. Fiecare tulpină necesită o abordare individuală privind mediul de<br />

protecţie, condiţiile de păstrare şi cultivare. [1-3, 7, 8, 10 – 13, 15].<br />

Este cunoscut, că bacteriile ce aparţin genului Bacillus şi Pseudomonas pot fi<br />

păstrate o perioadă de peste 30 ani în stare liofi lizată [4]. Păstrarea lor timp de 20<br />

ani în stare liofi lizată nu a modifi cat esenţial particularităţile taxonomice, viabilitatea<br />

celulelor menţinându-se la un nivel înalt: 10 6 -10 7 colonii/ml [5, 6]. În dependenţă de<br />

rezistenţa bacteriilor faţă de procesul liofi lizării unii autori le împart în trei grupuri<br />

distincte - bacterii cu rezistenţă sporită, medie şi sensibile [4]. Conform acestei divizări<br />

bacteriile ce aparţin genurilor Bacillus şi Pseudomonas posedă o rezistenţă medie sau<br />

sporită faţă de procesul desecării în vid.<br />

Pentru o păstrare mai bună a viabilităţii, culturile de microorganisme, înainte de<br />

liofi lizare, se resuspendează într-un mediu stabilizator, cu efect protector faţă de şocurile<br />

osmotice şi termice. Indicii de bază ai mediilor de protecţie pentru asigurarea unei rate<br />

înalte a viabilităţii şi păstrării particularităţilor culturale ale celulelor microbiene au fost<br />

determinate experimental de mulţi cercetători [4].<br />

Mediile protectoare trebuie să îndeplinească un şir de condiţii:<br />

- să păstreze viabilitatea, caracterele morfologice, biochimice, taxonomice şi<br />

genetice pentru o perioadă îndelungată de timp;<br />

- să nu fi e toxice;<br />

- să fi e hidrosolubile;<br />

- să prevină o hiperconcentrare a sărurilor în suspenzii;<br />

- să penetreze membrana celulară (în cazul mecanismului endocelular de<br />

conservare);<br />

- să stabilizeze ionii de hidrogen şi să prevină formarea cristalelor de gheaţă;<br />

- să posede o temperatură eutectică joasă.<br />

În conformitate cu mecanismele de acţiune acestea se divid în două categorii:<br />

- medii protectoare endocelulare, care penetrează celula, şi<br />

- medii protectoare extracelulare, care leagă apa extracelulară.<br />

În lucrarea dată sunt prezentate rezultatele determinării viabilităţii culturilor de<br />

bacterii din genul Bacillus după liofi lizare, în dependenţă de mediile de cultivare şi de<br />

protecţie utilizate, precum şi de condiţiile de reactivare şi durata păstrării.<br />

Material şi metode<br />

Obiectul de studiu: 4 tulpini de bacterii din Colecţie ce aparţin genului Bacillus<br />

(Bacillus sp. 2K, Bacillus sp. 15K, Bacillus sp. 31K, Bacillus sp. 64K).<br />

166


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Cultivarea. Tulpinile investigate au fost cultivate static în condiţii aerobe în tuburi<br />

de sticlă pe mediul agarizat BPC+Mn (Peptonă 5,0 g/l, bulion de carne 30,0 g/l,<br />

MnSO 4 *H 2 O 0,005 g/l), timpul incubării fi ind de 3 zile la t o = 28-30 0 C [9].<br />

Liofi lizarea. Culturile suspendate în medii protectoare au fost congelate rapid la<br />

t o = -20…-30 0 C, uscarea masei congelate fi ind realizată la liofi lizatorul “Иней 3”la<br />

temperatura condensorului -50…-60 0 C şi vid – 6,7 Pa.<br />

Mediile de protecţie: lapte degresat (LD), lapte degresat cu glucoză de 7%<br />

(LD+G7%), gelatină 1,0% cu zaharoză 10,0% (Gel1%+Z10%), bulion peptonat de<br />

carne cu zaharoză de 24% (BPC+Z24%), lapte degresat cu lactoză de 5% şi zaharoză<br />

de 5% (LD+L5%+Z5%) [5, 14].<br />

Mediile de regenerare: apă distilată (AD), bulion peptonat de carne cu mangan<br />

(BPC+Mn) [5, 14].<br />

Determinarea viabilităţii culturilor de bacterii. Viabilitatea culturilor a fost<br />

determinată prin numărarea coloniilor până şi după conservare. Pentru determinarea<br />

viabilităţii culturilor înainte de liofi lizare au fost efectuate diluţiile succesive a 1,0 ml de<br />

suspensie până la densitatea de 10 9 ... 10 12 cu însămânţarea ulterioară a 0,1 ml suspensie<br />

pe mediul agarizat BPC. Conţinutul unei fi ole după liofi lizare a fost resuspendată în<br />

1,0 ml mediu de regenerare: apă distilată (AD), bulion peptonat de carne (BPC) sau<br />

bulion peptonat cu Mn (BPC+Mn). Au fost efectuate diluţiile şi inoculările respective<br />

în 3-4 cutii Petri câte 0,1 ml de soluţie respectivă pe mediul solidifi cat BPC. Coloniile<br />

crescute au fost numărate după 3 zile de incubare la temperatura de 28-30 0 C [16, 18].<br />

Datele experimentale au fost supuse prelucrării statistice în baza programului<br />

computerizat Offi s Excel 2007.<br />

Rezultate şi discuţii<br />

Înainte de liofi lizare culturile de microorganisme urmează a fi cultivate pe medii<br />

optime pentru grupul taxonomic dat. Mediul de nutriţie optimizat facilitează posibilitatea<br />

unei conservări reuşite, deoarece oferă condiţiile necesare unei multiplicări accelerate<br />

a microorganismelor, asigurând prin aceasta o densitate sufi cientă a celulelor. În acest<br />

scop, pentru bacteriile genului Bacillus a fost efectuat screening-ul unor medii nutritive,<br />

rezultatul cercetărilor fi ind prezent în Tab. 1.<br />

Medile de<br />

cultură<br />

Tabelul 1. Titrul celulelor Bacillus sp. cultivate pe diverse medii nutritive.<br />

Concentraţia celulelor bacteriene/ml (X x) 10 12<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Bacillus sp. 2K Bacillus sp. 64K Bacillus sp. 15K Bacillus sp. 31K<br />

1 3,24 0,59 7,67 0,47 14,41 1,91 0,99 0,30<br />

2. 7,07 0,70 1,93 0,22 11,64 0,80 0,73 0,08<br />

3. 2,17 0,22 3,60 0,25 18,98 1,45 0,69 0,12<br />

4. 8,60 0,41 0,12 0,04 10,26 0,86 0,57 0,07<br />

Notă: Componenţa mediilor de cultură: 1 (g/l): glucoza - 1, pepton - 1, extract de drojdii - 1,<br />

K 2 HPO 4 -1,apă, agar-agar - 20; 2 - bulion peptonat de carne – apă (1: 4): 3 (g/l) - peptonă - 5,0,<br />

bulion de carne - 30,0 ml, MnSO 4 - 0,005, agar-agar - 20; 4 – agar peptonat.<br />

Analizând datele obţinute am constatat unele diferenţe privind numărul coloniilor<br />

de bacterii, ceea ce este determinat atât de particularităţile tulpinilor de bacterii luate<br />

în studiu, cât şi de mediul nutritiv utilizat. Reieşind din titrul înalt de diluţie obţinut la<br />

167


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

însămânţarea lor pe cutii, putem considera nesemnifi cative aceste diferenţe, de aceea<br />

mediul optim a fost ales nu numai din punct de vedere al numărului coloniilor viabile<br />

ci şi al păstrării adecvate a caracterelor morfo-culturale. Astfel, mediul optim selectat a<br />

fost mediul nr.3 (peptonă 5,0 g/l, bulion de carne 30,0 ml, MnSO 4 0,005 g/l, agar-agar<br />

20,0 g/l), care în continuare a fost utilizat pentru cultivarea bacteriilor Bacillus.<br />

Determinarea numărului de celule microbiene îndată după liofi lizare este un<br />

parametru foarte important, care ne oferă posibilitatea estimării gradului de viabilitate<br />

a tulpinilor luate în studiu. Numărul mare de celule viabile îndată după liofi lizare poate<br />

asigura păstrarea viabilităţii tulpinii pentru un timp mai îndelungat. În timpul perioadei<br />

de păstrare viabilitatea celulelor liofi lizate scade relativ lent.<br />

În baza studiului bibliografi c efectuat pentru culturile de bacterii a fost evaluat<br />

efectul crioconservator pentru 4 medii protectoare. În tabelul 2 este prezentat titrul<br />

celulelor bacteriene Bacillus sp. înainte de liofi lizare.<br />

Datele din tabelul 2 ne prezintă titrul celulelor bacteriene după suspendarea acestora<br />

în mediul stabilizator. Densitatea celulară, în conformitate cu rezultatele obţinute,<br />

demonstrează limite destul de largi: 9,2× 10 8 – 2,2× 10 12 , care depinde de masa<br />

celulară acumulată în faza logaritmică de cultivare, cât şi de agitare, de desprinderea<br />

celulelelor aderente de pe suprafaţa agarului nutritiv etc. Din acest punct de vedere<br />

în mediul de protecţie LD+L5%+Z5% celulele bacteriene au avut aproape cel mai<br />

mare titru. Practic, cu cât titrul microorganizmelor numeric este mai mare înainte de<br />

liofi lizare, cu atât mai mare trebuie să fi e şi numărul lor după desecare. În acelaşi timp,<br />

în conformitate cu observaţiile proprii şi datele unor surse bibliografi ce, numărul iniţial<br />

major al celulelor supuse liofi lizării corespunde unei letalităţi mai mari, exemplul cel<br />

mai elocvent prezentând mediul LD+L5%+Z5%, celulele bacteriene avînd practic cel<br />

mai mare titru iniţial, însă, după liofi lizare, au avut un randament de supravieţuire mai<br />

mic (tab.3).<br />

Tabelul 2.Titrul celulelor bacteriene Bacillus sp. înainte de liofi lizare<br />

Mediul protector<br />

Bacillus sp.<br />

2K<br />

Concentraţia celulelor bacteriene/ml<br />

(X ± x) × 10 11 (X ± x) × 10 9<br />

Bacillus sp.<br />

64K<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Bacillus sp.<br />

15K<br />

Bacillus sp.<br />

31K<br />

BPC+Z24% 4,04 ± 0,89 1,12 ± 0,33 4,52 ± 0,72 5,32 ± 0,84<br />

Gel1%+Z10% 4,52 ± 0,82 4,96 ± 0,73 9,20 ± 0,58 0,92 ± 0,33<br />

LD+G7% 2,60 ± 0,53 12,52 ± 1,47 12,44 ± 0,69 2,60 ± 0,68<br />

LD+L5%+Z5% 5,76 ± 0,48 11,72 ± 1,78 21,68 ± 2,70 10,92 ± 2,27<br />

Din tabelul 3 se vede, că cel mai înalt grad al viabilităţii îl are tulpina Bacillus sp.15K<br />

suspendată în mediul de protecţie lapte degresat şi reactivată ulterior pe mediul apă<br />

distilată şi constituie circa 3,52×10 10 celule/ml. Cea mai slabă viabilitate din tulpinile<br />

de Bacillus sp. a fost înregistrată la tulpina Bacillus sp. 64K în cazul utilizării mediului<br />

de protecţie - lapte degresat + lactoză 5% + zaharoză 5% (1,07×10 9 celule/ml).<br />

Alegerea unui singur mediu protector optimal pentru toate tulpinile de Bacillus<br />

sp. testate este destul de difi cil de realizat. Astfel, mediul LD+G7% a fost determinat<br />

ca optimal pentru culturile liofi lizate de Bacillus sp. 2K şi Bacillus sp. 64K, mediul<br />

168


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

LD+L5%+Z5% - pentru Bacillus sp. 31K şi mediul LD – pentru Bacillus sp. 15K, fi ind<br />

deasemenea favorabil pentru Bacillus sp. 64K şi Bacillus sp. 31K. Totodată, mediul<br />

protector cuprinde două aspecte: primul este legat de funcţia lui principală de protecţie<br />

a microorganismelor în procesul desecării în vid, cea de-a doua – de menţinere (după<br />

liofi lizare) a viabilităţii pentru o perioadă îndelungată de timp.<br />

De aceea, pentru a argumenta avantajul unui mediu protector este necesar de a<br />

verifi ca periodic şi viabilitatea celulelor. Conform surselor bibliografi ce [14, 17, 19],<br />

micşorarea bruscă a numărului de celule viabile are loc în primele luni după liofi lizare,<br />

după care numărul lor se stabilizează şi nu mai descreşte substanţial. Astfel, viabilitatea<br />

culturilor liofi lizate de bacterii a fost verifi cată după 1 an calendaristic. Rezultatele<br />

viabilităţii celulelor bacteriene după 1 an de la liofi lizare sunt prezentate în tab. 4. După<br />

cum se vede din tabel titrul bacteriilor după 1 an de la liofi lizare s-a micşorat simţitor.<br />

Dacă verifi căm procentul viabilităţii Bacillus sp. raportat la titrul celulelor bacteriene<br />

după liofi lizare, atunci rezultatele sunt altele decât cele de până la liofi lizare (Tab. 5). În<br />

acest tabel menţionăm calitatea mediului protector LD+L5%+Z5%, care s-a dovedit a<br />

fi cel mai bun din punct de vedere al stabilizării viabilităţii după 1 an de păstrare pentru<br />

3 tulpini. Procedeele de rehidratare şi condiţiile de regenerare a microorganismelor<br />

după liofi lizare exercită o infl uenţă majoră asupra viabilităţii microorganismelor. Dacă<br />

alegerea mediului de protecţie optimal pentru păstrarea viabilităţii a fost o procedură<br />

mai difi cilă de realizat, atunci cât priveşte selectarea mediului de regenerare acesta, în<br />

mod sigur, corespunde mediului de rehidratare - apă distilată (Tab. 3).<br />

Tabelul 3. Viabilitatea culturilor de Bacillus sp. după liofi lizare în dependenţă de<br />

mediile de protecţie şi revitalizare.<br />

Mediul<br />

protector<br />

BPC+<br />

Z24%<br />

Gel1%+<br />

Z10%<br />

LD+<br />

G7%<br />

LD+<br />

L5%+<br />

Z5%<br />

LD<br />

Mediul<br />

de revitalizare<br />

Bacillus sp.<br />

2K<br />

Concentraţia celulelor bacteriene/ml<br />

(X ± x) × 10 9 (X ± x) × 10 7<br />

Bacillus sp.<br />

64K<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Bacillus sp.<br />

15K<br />

Bacillus sp.<br />

31K<br />

AD 2,93 ± 1,03 2,67 ± 1,25 20,93 ± 6,89 3,33 ± 0,29<br />

BPC 2,00 ± 1,31 2,20 ± 0,58 16,93 ± 4,61 1,27 ± 0,57<br />

BP+Mn 3,13 ± 1,03 1,82 ± 0,32 11,47 ± 4,28 1,27 ± 0,29<br />

AD 2,53 ± 0,57 3,13 ± 1,74 16,73 ± 0,57 3,33 ± 1,60<br />

BPC 2,60 ± 1,31 2,93 ± 1,31 16,60 ± 1,31 2,67 ± 1,03<br />

BP+Mn 2,40 ± 0,99 2,09 ± 0,42 16,33 ± 2,35 3,20 ± 0,86<br />

AD 3,27 ± 0,29 8,47 ± 2,82 10,40 ± 2,16 3,40 ± 0,86<br />

BPC 2,40 ± 0,86 4,67 ± 1,52 7,93 ± 1,74 2,73 ± 0,57<br />

BP+Mn 1,40 ± 0,00 1,73 ± 1,03 8,87 ± 2,01 1,40 ± 0,99<br />

AD 2,00 ± 0,50 2,73 ± 0,76 7,27 ± 1,15 12,67 ± 4,82<br />

BPC 2,87 ± 0,29 1,87 ± 0,76 7,67 ± 1,03 4,67 ± 1,52<br />

BP+Mn 2,07 ± 0,76 1,07 ± 0,76 13,13 ± 5,17 5,00 ± 0,86<br />

AD 3,00 ± 0,86 8,13 ± 2,29 35,20 ± 10,5 10,13 ± 1,25<br />

BPC 1,40 ± 0,50 - - 4,73 ± 1,74<br />

BP+Mn 1,13 ± 0,29 0,67 ± 1,15 17,40 ± 3,97 4,27 ± 1,25<br />

169


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Tabelul 4. Viabilitatea celulelor bacteriene rehidratate în apă distilată după 1 an de<br />

la liofi lizare<br />

Mediul<br />

protector<br />

Concentraţia celulelor bacteriene/ml<br />

(X x) 10 7 (X x) 10 8 (X x) 10 6<br />

Bacillus sp. 2K Bacillus sp. 64K Bacillus sp. 15K Bacillus sp. 31K<br />

BPC+Z24% 5,27 2,74 1,13 0,57 2,07 0,76 0,67 0,29<br />

Gel1%+Z10% 8,07 2,45 1,67 0,76 2,93 1,25 3,07 1,15<br />

LD+G7% 5,93 0,29 1,67 0,29 4,53 1,60 2,13 0,29<br />

LD+L5%+Z5% 6,27 1,25 6,33 2,01 3,53 0,57 4,60 1,31<br />

LD 6,07 1,52 1,53 0,20 4,27 1,03 1,60 0,86<br />

Tabelul 5. Procentul viabilităţii celulelor bacteriene rehidratate în apă distilată după<br />

1 an de la liofi lizare raportat la titrul celulelor bacteriene după liofi lizare<br />

Mediul protector<br />

Viabilitate, %<br />

Bacillus sp. 2K Bacillus sp. 64K Bacillus sp. 15K Bacillus sp. 31K<br />

BPC+Z24% 1,80 0,42 0,99 2,01<br />

Gel1%+Z10% 3,19 0,53 1,75 9,22<br />

LD+G7% 1,81 0,20 4,36 6,26<br />

LD+L5%+Z5% 3,13 2,32 4,86 3,63<br />

LD 2,02 0,19 1,21 1,58<br />

Astfel, conform rezultatelor obţinute, putem constata că păstrarea viabilităţii<br />

tulpinilor de bacterii Bacillus sp. în urma procesului de liofi lizare depinde atât de mediile<br />

protector şi de regenerare utilizate. Viabilitatea tulpinilor de bacterii ce urmează a fi<br />

conservate se afl ă într-o dependenţă directă faţă de parametrii utilizaţi pentru procedura<br />

de liofi lizare, un rol esenţial revenindu-i în acest sens temperaturii de congelare. Pentru<br />

verifi carea acţiunii temperaturii de congelare asupra viabilităţii culturilor de bacterii<br />

studiate, acestea au fost suspendate în mediile protectoare selectate, utilizând două<br />

regimuri de temperatură: (-20 0 C) şi (-30 0 C). Culturile de Bacillus sp. au fost suspendate<br />

în mediul protector LD+L5%+Z5% (Tab. 6).<br />

Tabelul 6. Infl uenţa temperaturii de congelare asupra viabilităţii culturilor de Bacillus<br />

sp. liofi lizate<br />

Tulpina Mediile de protecţie<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Temperatura de congelare<br />

-20 0 C -30 0 C<br />

(X x) 10 7 (X x) 10 7<br />

Bacillus sp. 2K LD+L5%+Z5% 11,0 3,1 10,5 1,2<br />

Bacillus sp. 64K LD+L5%+Z5% 7,5 2,8 4,9 2,5<br />

Bacillus sp. 15K LD+L5%+Z5% 9,1 2,8 9,0 1,8<br />

Bacillus sp. 31K LD+L5%+Z5% 0,7 0,2 0,6 0,1<br />

170


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Microbiologia şi Biotehnologia<br />

Rezultatele obţinute, indică asupra faptului că culturile studiate manifestă un<br />

procent mai mare al viabilităţii în cazul aplicării temperaturii de (-20 0 C).<br />

În consecinţă, pentru realizarea condiţiilor optime de liofi lizare a culturilor de<br />

bacterii afl ate în studiu se recomandă aplicarea temperaturii de congelare de -20 0 C.<br />

Concluzii<br />

1. Mediul optimal pentru cultivarea tulpinilor din genul Bacillus are compoziţia<br />

(g/l): peptonă - 5,0; MnSO - 0,005; agar-agar - 20,0 şi bulion de carne - 30,0 ml,<br />

4<br />

2. Mediile de protecţie, utilizate pentru tulpinile de Bacillus sp., în baza laptelui<br />

degresat +glucoză 7% (LD+G7%) şi a laptelui degresat (LD) , asigură cea mai înaltă<br />

viabilitate la liofi lizare.<br />

3. Apa distilată este cel mai efi cient mediu de revitalizare pentru bacteriile liofi lizate<br />

din genul Bacillus .<br />

4. Temperatura optimă de congelare a bacteriilor din genul Bacillus, utilizată la<br />

liofi lizare, este de -200C. Referinţe<br />

1. Iваниця В.О., Рахімова О.Л., Кожанова Г.А., Гудзенко Т.В. и др. Розробка<br />

методів збереження колекціі практично корисних культур мікроорганізмів Одеського<br />

Універсітету. // Тез. докл. науч. Коф. «Мікробні біотехнології», Одеса. 2006, c. 8.<br />

2. Sîrbu T., Codreanu S., Rudic V. Optimizarea procesului de păstrare a tulpinilor de<br />

micromicete din colecţie. // Buletinul A.Ş.M., Ştiinţele vieţii, 2005, 2 (297), p. 136 – 142.<br />

3. Stepanov V., Codreanu S., Rudic V., Slanina V., Sîrbu T., Burţeva S. Standartizarea<br />

procedurii de conservare a tulpinilor de drojdii păstrate în Colecţia Naţională de Microorganisme<br />

Nepatogene. I. Selectarea mediilor de protecţie pentru liofi lizarea culturilor de drojdii. //<br />

Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii, Chiţinău 2009, 2 (308) p. 114.-119.<br />

4. Uzunova-Doneva T., Donev T. Anabiosis and conservation of microorganisms. // Journal<br />

of culture collections. V.4, Sofi a, 2004 – 2005, p. 17-28.<br />

5. Аркадьева З.А. Методы хранения культур микроорганизмов. // «Метаболиты<br />

микроорганизмовмов», под ред. Егорова Н.С.Москва, изд-во МГУ, 1986, с.57-64.<br />

6. Аркадьева З.А., Пискункова Н. Ф., Пименова М. Н. Влияние условий хранения<br />

на диагностические признаки Pseudomonas aeruginosa, P. fl uorescens и P. putida. //<br />

Микробиология, 1984, № 8, с. 86-88.<br />

7. Герхард Ф.<br />

Методы общей бактериологии. М: Мир, 1983, с.14-132.<br />

8. Голысбаев Б.Т., Мыктыбаева Р.Ж. Выживаемость уробактерий при длительном<br />

хранении на различных питательных средах и методом лиофильного высушивания. //<br />

Вестн. с-х науки Казахстана, 2003, № 9, с. 59-61.<br />

9. Добровольская Т.Г., Скворцова И.Н., Лысап Л.В. Методы выделения и<br />

идентификации почвенных бактерий. МГУ, 1989, 69 с.<br />

10. Ефременко Е.Н. Татаринова Н.Ю. Влияние длительного хранения клеток<br />

микроорганизмов иммобилизованных в криогель поливинилового спирта, на их<br />

выживаемость и биосинтез целевых метаболитов. // Микробиология, 2007, т. 76, №3, с.<br />

383-389.<br />

11. Куплетская М. Б., Аркадьева З. А. Методы длительного хранения коллекции<br />

микроорганизмов кафедры микробиологии Московского Государственного Института. //<br />

Микробиология. 1997, том 66, № 2, c. 283-288.<br />

12. Куплетская М. Б., Аркадьева З.А. О хранении лиофилизированных культур<br />

сапрофитных микроорганизмов. // Микробиология, 1980, Т. 49, № 4, с. 621-623.<br />

13. Куплетская М.Б. Результаты хранения лиофилизированных культур<br />

микроорганизмов в течениe 25 лет. // Микробиология, 1987 Т. 56, № 3, с. 488-491.<br />

171


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Ecologia şi Geografi a<br />

14. Куплетская М.Б., Аркадьева З.А. Методы длительного хранения коллекции<br />

микроорганизмов кафедры микробиологии Московского Государственного Университета.<br />

// Микробиология, 1997, T. 66, №2, с. 283-288.<br />

15. Лобанок А.Г., Астапович Н.И. и др. Коллекционный фонд микроорганизмов<br />

и банк данных института микробиологии НАН Белоруссии как основа национальной<br />

коллекции непатогенных микроорганизмов. // Весцi А.Н. Белорусi, Сер. бiол наук. 1998,<br />

№ 4, с. 122-127.<br />

16. Луста К.А., Фихте Б.А. Методы определения жизнеспособности микроорганизмов.<br />

Пущино 1990, 186с.<br />

17. Плакунов В.К., Гейденбрехт О.В., Шелемех О.В. Множественный стресс<br />

у микроорганизмов – зло или благо? // Труды института Микробиологии им. С.Н.<br />

Виноградского, Вып. 2, М., 2004, с.361 – 375.<br />

18. Сидякина Т.М. Консервация микроорганизмов в коллекциях культур. Коллекция<br />

генетических ресурсов: Методы.Проблемы. Перспективы. Ан.СССР. // Пущинкская науч.<br />

центр. Ин-т биол.физ., 1991, с.81-159.<br />

19. Цуцаева А. А., Ананьина А. Е. Влияние условий хранения на свойства<br />

криоконсервированной и лиофилизированной культуры Streptomyces fradiae 25 Ab12.//<br />

Проблемы криобиологии, 2001, № 1, с. 52-59.<br />

172


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

ECOLOGIA ŞI GEOGRAFIA<br />

PROBLEME ALE DEZVOLTĂRII DURABILE A ECOSISTEMULUI<br />

URBAN CHIŞINĂU<br />

Bulimaga C.<br />

Ecologia şi Geografi a<br />

Institutul de Ecologie şi Geografi e al Academiei de Ştiinţe a Moldovei<br />

Rezumat<br />

Au fost evidenţiate problemele esenţiale care refl ectă starea ecologică a ecosistemului<br />

urban Chişinău. Sunt stabilite principiile şi obiectivele de dezvoltare social-economică<br />

a oraşului şi evidenţiate căile ce asigură dezvoltarea durabilă a ecosistemului urban şi<br />

care vor servi ca bază în elaborarea Planului Local de Acţiuni de Mediu al municipiului<br />

Chişinău.<br />

Cuvinte cheie: spaţiul urban - capacitatea mediului – fl exibilitate - reversibilitate -<br />

diversitate socială şi culturală<br />

Depus la redacţie 07 februarie 2012<br />

---------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Adresa pentru corespondenţă: Bulimaga Constantin, Institutul de Ecologie şi Geografi e<br />

al Academiei de Ştiinţe a Moldovei, str. Academiei, 1, MD - 2028 Chişinău, Republica<br />

Moldova. e-mail: cbulimaga@yahoo.com, tel. (+ 373022) 723544<br />

Introducere<br />

Planul de dezvoltare teritorială a mun. Chişinău pe perioada 2006-2020 şi<br />

obiectivele strategice ale cooperării dintre Republica Moldova şi Uniunea Europeană<br />

(UE) [1] solicită o schimbare de viziune a rolului Administraţiei Publice Locale (APL)<br />

în managementul teritoriului, în contextul conservării şi protecţiei mediului natural.<br />

Obiectivele strategiei de dezvoltare a municipiului Chişinău se bazează pe politicile<br />

172


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Ecologia şi Geografi a<br />

spaţiale ale UE menţionate în Perspectiva Dezvoltării Spaţiale Europene (ESDP, 1999)<br />

şi includ [2]:<br />

- Dezvoltarea unui sistem policentric urban şi a unor noi relaţii urban-rurale.<br />

- Asigurarea accesului egal la infrastructură şi cunoştinţe.<br />

- Managementul patrimoniului natural şi cultural.<br />

Conform documentelor [1, 2], strategia de dezvoltare a mun. Chişinău în perioada<br />

2006-2020 se bazează pe două scenarii: 1) politicile publice ale Consiliului Municipal<br />

Chişinău care prevăd coeziunea economică, socială şi teritorială; 2) politicile publice<br />

vor viza competiţia europeană şi mondială, concentrînd investiţiile publice în zone<br />

competitive.<br />

Structural, strategia de dezvoltare a mun. Chişinău este construită pe metodologia<br />

planifi cării care constă din 5 etape: audit, viziune şi obiective strategice, politici de<br />

dezvoltare, implementare, monitorizare şi evaluare [1].<br />

Studiile privind structura şi funcţionarea ecosistemului urban Chişinău efectuate<br />

pe parcursul anilor 2006-2010 au demonstrat, că pentru asigurarea dezvoltării durabile<br />

(DD) a ecosistemului este necesară soluţionarea unui şir de probleme: utilizarea raţională<br />

a resurselor naturale, lichidarea disparităţilor din oraş, protecţia diversităţii biologice,<br />

păstrarea calităţii aerului atmosferic, protecţia sănătăţii populaţiei, funcţionarea<br />

autotransportului ş.a.<br />

Scopul prezentei lucrări constă în stabilirea problemelor esenţiale şi a principiilor<br />

DD urbane ale ecosistemului urban Chişinău (EUC) necesare în elaborarea Planului<br />

Local de Acţiuni de Mediu al municipiului şi dezvoltării lui economice.<br />

Materiale şi metode<br />

În calitate de obiect de studiu a servit mun. Chişinău format din 18 unităţi<br />

administrativ teritoriale, inclusiv 6 oraşe, 9 comune şi 3 sate. Teritoriul mun. Chişinău<br />

are o suprafaţă totală de 57164 ha, inclusiv 14763 ha în intravilan. Raportul dintre<br />

terenul urban şi cel rural, suprafeţele unităţilor administrativ teritoriale indică pentru<br />

zonele urbane 26491 ha (inclusiv 10899 ha intravilan), zonele rurale constituie 30673 ha<br />

(3864 ha în intravilan). Mun. Chişinău are 717 900 locuitori. Zonele urbane însumează<br />

648 000 locuitori , iar restul de 69 000 locuiesc în zonele rurale. Majoritatea (82,7%)<br />

populaţiei mun. Chişinău este concentrată în or. Chişinău, pe 21,5% din suprafaţa<br />

totală a municipiului. Aceasta determină o presiune înaltă asupra unităţilor publice şi a<br />

transportului public [2].<br />

Impactul EUC asupra mediului a fost estimat prin colectarea probelor de sol,<br />

ape şi biocenoze analizate în laboratorul acreditat al Serviciului Hidrometeorologie<br />

de Stat (SHS).<br />

Rezultate şi discuţii<br />

Probleme esenţiale ale ecosistemului urban Chişinău. În rezultatul cercetărilor<br />

din a. 2006-2010 privind impactul antropic a or. Chişiunău asupra calităţii mediului, a<br />

fost evaluată infl uenţa depozitelor de stocare a deşeurilor asupra acumulării metalelor<br />

grele în sol şi în plante [3], a depozitelor de stocare a deşeurilor menajere solide (DMS)<br />

ca surse de poluare a mediului [4] şi impactul deşeurilor industriale asupra fi tocenozelor<br />

EUC [5]. A fost stabilit, că la asigurarea DD a EUC ar contribui efectuarea planifi cării<br />

şi realizarea unui management public performant al ecosistemului urban.<br />

173


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Ecologia şi Geografi a<br />

Realizarea DD a EUC necesită stabilirea problemelor esenţiale ale stării şi protecţiei<br />

mediului înconjurător urban şi ca dimensiunile economice şi sociale să fi e integrate cu<br />

cele ale sistemelor ecologice urbane. Problemele majore ale unui ecosistem urban sunt<br />

[6]: a) calitatea ambientalistică, b) spaţiul urban, c) trafi cul urban, d) consumul energiei,<br />

e) emisiile urbane şi deşeurile. Rezultatele obţinute în urma cercetărilor demonstrează,<br />

că o problemă majoră a protecţiei mediului urban Chişinău este necesar de considerat<br />

impactul antropic asupra fl orei şi faunei urbane [3-5], iar la problema spaţiului urban<br />

de inclus disparităţile privind infrastructura de bază, socială şi economică a oraşului.<br />

Calitatea ambientalistică a EUC depinde de emisiile în aer a substanţelor nocive<br />

şi cu mirosuri neplăcute, fapt ce indică o creştere a gradului de poluare a mediului<br />

cu compuşi toxici. În or. Chişinău acestea reprezintă: 2,2 t H 2 S; 27,6 t NH 3 ; 0,002 t<br />

C 2 H 5 SH; 0,004 t CH 3 SH; 139,4 t CO; 11,64 t NO 2 ; 466,83 t CH 4 – emisii generate la<br />

staţia de epurare biologică (SEB) a apelor reziduale municipale [7].<br />

Spaţiul Urban include suprafaţa construcţiilor şi ariilor deschise în interiorul oraşului<br />

şi reprezintă un sistem diversifi cat în spaţiul geografi c cu suprapunere a subsistemelor<br />

sociale şi economice. EUC reprezintă un spaţiu natural de 12035 ha, intravilan 8345<br />

ha şi 593,8 mii locuitori. În structura de destinaţie sunt incluse: construcţii şi curţi<br />

– 5678 ha cu o extindere anuală de 40–45 ha; drumurile - 1287 ha; terenul agricol<br />

intravilan – 1536 ha, inclusiv 1350 ha cu destinaţie arabilă şi peste 200 ha cu plantaţii<br />

multianuale; pădurile şi spaţiile verzi au suprafaţa de 3157 ha în tendinţă de reducere<br />

[1]. Complexitatea problemelor legate de managementul ariilor urbane este amplifi cată<br />

de necesitatea tranziţiei socio-economice către o DD.<br />

Pentru or. Chişinău o mare importanţă o au disparităţile privind infrastructura<br />

de bază, care constă în lipsa continuităţii privind construcţiile obiectelor industriale,<br />

locative şi, corespunzător, asigurarea acestora cu infrastructura necesară. Un exemplu<br />

de disparitate urbană este evidenţiată în teritoriul zonei „Tracom”. Terenurile sunt<br />

gestionate inadecvat, pe alocuri sunt case de locuit private fără un sistem de canalizare,<br />

unde apele menajere şi fecaliile sunt deversate direct în mediul înconjurător, ulterior ele<br />

nimeresc în r. Bâc. Terenurile în această zonă care este necesar de utilizat pentru blocuri<br />

locative cu multe nivele, sunt ocupate sub diverse depozite şi garaje improvizate, în<br />

timp ce terenul luncii r. Bâc este intens valorifi cat în scopuri economice.<br />

Ariile deschise şi cele verzi ale spaţiului urban sunt un component important<br />

în protecţia mediului, pentru menţinerea nivelului calităţii acestuia şi diminuarea<br />

impactului antropic asupra ecosistemului urban. Ca exemplu de sector amenajat conform<br />

cerinţelor ecologice, serveşte sectorul Râşcani, ampălasat între str. Kiev-Aleco Ruso-N.<br />

Dimo. Aici blocurile locative sunt dotate cu sistem de canalizare, iar între blocuri sunt<br />

amplasate zone verzi, care asigură comfortul şi calitatea aerului pentru locatari.<br />

Trafi cul urban este consumatorul principal al energiei urbane şi sursa majoră a<br />

emisiilor de poluanţi în aer şi a impactului fi zic în mediul urban. În EUC actualmente<br />

sunt înregistrate circa 234 mii automobile. Datele statistice indică, că emisiile de la ele<br />

constituie circa 95%, ceea ce confi rmă că transportul auto reprezintă sursa principală<br />

de poluare a mediului în or. Chişinău.<br />

Consumul energiei – consum realizat nu numai de autotransport, dar şi de creşterea<br />

utilizării energiei pentru încălzire şi răcirea instituţiilor de serviciu. El depinde de<br />

managementul adecvat al spaţiului urban şi al resurselor naturale, în parte, ce include<br />

174


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Ecologia şi Geografi a<br />

şi combustibilul pentru autotransport. Realizarea unui management adecvat în EUC ar<br />

duce şi la diminuarea consumului unei cantităţi importante de combustibil. Acest fapt<br />

a fost demonstrat pe exemplul gestionării inadecvate a deşeurilor în mun. Chişinău pe<br />

parcursul perioadei de 10 ani (1991-2001) [8]. Datele [8] demonstrează importanţa<br />

managementului public performant a unui sistem urban nu numai din punct de vedere<br />

economic, dar şi socio-ecologic.<br />

Emisiile urbane şi deşeurile. Activităţile urbane generează majorarea cantităţii de<br />

emisii şi deşeuri. În ultimii ani are loc creşterea volumului şi schimbarea compoziţiei<br />

morfologice a deşeurilor urbane [2]. Sursele de poluare a bazinului aerian din EUC<br />

includ sursele mobile – circa 234 mii unităţi de transport şi cele staţionare (1002<br />

întreprinderi industriale, 292 cazangerii, 111 staţii PECO, 7 baze petroliere ş.a.). Un<br />

caz aparte îl reprezintă staţia de epurare biologică (SEB) a apelor reziduale, unde în<br />

rezultatul fermentării anaerobe a nămolului în paturile de uscare şi a lucrului sufl antelor<br />

în bazinele de aerare emisiile de gaze nocive sunt semnifi cative.<br />

O altă sursă de poluare sunt emisiile de substanţe toxice formate ca rezultat al<br />

funcţionării altor întreprinderi şi al mijloacelor de transport din EUC, care conform<br />

datelor statistice din a. 2008 constituiau 91644,930 t, inclusiv, autotransportul<br />

87310,1255 t (95,27 %). Emisiile întreprinderilor industriale constituie 4333,84 t<br />

(4,73%), inlusiv centralele electrice termice (CET) şi cazangeriile 706,7985 t (0,77 %),<br />

din care în rezultatul efectului transfrontalier cu curenţii de aer au fost scoase din spaţiul<br />

EUC 530,09 t. Volumul deşeurilor depozitate la gunoiştea Ţînţăreni, conform datelor<br />

Primăriei mun. Chişinău este în creştere de la 734 mii m 3 în a. 2000 până la 1494 mii<br />

m 3 în a. 2010, iar al deşeurilor plastice de la 9350 m 3 în a. 2007 până la 42000 m 3 în a.<br />

2010. Datele demonstrează, că volumul DMS timp de 10 ani s-a majorat cu 104 %, iar<br />

al celor plastice timp de 4 ani cu - 349 %. Au rămas constante deşeurile de construcţie<br />

(25000 t), galvanice (350 t), nichel (486 t), cu conţinut de cianuri (1037 t). Aceste<br />

deşeuri au un impact esenţial asupra ecosistemelor naturale şi necesită realizarea unui<br />

management adecvat al lor.<br />

Impactul antropic asupra fl orei reprezintă prejudiciul cauzat biodiversităţii (fl orei<br />

şi faunei) EUC de activitatea antropică din zonele tehnogene. Cercetările efectuate (a.<br />

2006-2010) în EUC au permis aprecierea infl uenţei poluării mediului urban cu metale<br />

grele (MG) din deşeuri asupra vegetaţiei urbane. Rezultatele impactului poluării în<br />

EUC asupra fl orei ierbacee din diferite sectoare ale mun. Chişinău au fost demonstrate<br />

în [8-10].<br />

Pentru elaborarea planului şi managementului sistemelor urbane este necesar de a<br />

lua în considerare şi principiile DD urbane.<br />

Principiile dezvoltării durabile urbane. Principiile DD includ: a) capacitatea<br />

mediului, b) reversibilitatea, c) fl exibilitatea, d) efi cacitatea, e) echitatea [11].<br />

Capacitatea mediului reprezintă asigurarea resurselor şi absorbţia emisiilor şi a<br />

deşeurilor generate în activităţile umane pînă la limita absolută. Principiul capacităţii<br />

mediului impune realizarea de proiecte şi management, prezentarea bazei protecţiei<br />

mediului, serviciile sociale şi economice în interiorul limitelor impuse de mediul<br />

înconjurător natural. Conceptul capacităţii mediului presupune limita activităţilor<br />

în spaţiu la care pot fi absorbite durabil emisiile şi deşeurile generate în rezultatul<br />

activităţilor antropice urbane. În ecologie, determinarea capacităţii mediului reprezintă<br />

175


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Ecologia şi Geografi a<br />

popularea maximă a unor locuri de către speciile date ca habitatul să poată suporta<br />

nelimitat în timp şi fără pierderi permanente ale ecosistemului de care sunt dependente<br />

[6]. Încărcătura antropică trebuie să fi e corelată cu capacitatea ecosistemului şi să nu o<br />

depăşească [12]. În procesul DD, oraşele se vor afl a în continuă schimbare la necesităţile<br />

de adaptare, la cerinţele noi, la varierea fl uxului populaţiei şi a activităţilor economice.<br />

Rolul managementului protecţiei mediului urban este de a asigura calitatea mediului.<br />

Capacitatea oraşelor de a corespunde schimbărilor cauzate de dezvoltarea economică<br />

fără afectarea capacităţii mediului înconjurător sunt măsuri pentru vitalitatea lor.<br />

Reversibilitatea. Acest principiu, prevede ca, planifi carea intervenţiei în mediul<br />

înconjurător urban să fi e reversibilă maxim posibil. Intervenţia în mediul EUC este<br />

departe de a fi reversibilă. Acest fapt a fost demonstrat prin rezultatele prezentate<br />

în [3-5, 10] privind infl uenţa antropică asupra biodiversităţii şi asupra lacului<br />

„Valea Morilor”.<br />

Flexibilitatea. Principiul de fl exibilitate descris de autorii [6] reprezintă posibilitate<br />

ecosistemului de a suporta (amortiza) unele încărcături antropice asupra mediului. El<br />

este asigurat de capacitatea ecosistemului de a-şi menţine echilibrul ecologic.<br />

Viitorul DD a EUC poate fi asigurat prin fl exibilitate. Oraşul fl exibil refl ectă<br />

posibilitatea de a reacţiona şi a reduce stresul extrern. Deteriorarea lacului „Valea<br />

Morilor” a demonstrat incapacitatea reacţionării oraşului la stresul care a fost supusă<br />

biodiversitatea lacului şi confi rmă lipsa reversibilităţii. S-a stabilit că excesul de<br />

elemente biogene (N, P, K) în apa lacului „Valea Morilor” şi a temperaturii înalte<br />

în vara anului 2006 a condiţionat dezvoltarea intensă a plantelor superioare acvatice<br />

(Ceratophillum) şi algelor fi lamentoase (Cladophora, Chaetomorhfa). Datorită creşterii<br />

înalte a temperaturii apei (>30ºC) la sfârşitul lunii iulie şi destrucţiei fi tomasei, în apa<br />

bazinului s-a diminuat brusc concentraţia oxigenului dizolvat, ceea ce a cauzat asfi xia<br />

peştelui şi altor hidrobionţi. Acest fapt demonstrează, că n-au fost asigurate principiile<br />

de fl exibilitate şi reversibilitate în zona respectivă a or. Chşinău [9].<br />

Efi cacitatea. Principiul efi cienţei necesită benefi ciu economic maxim de pe fi ecare<br />

unitate de resursă naturală utilizată (efi cienţă de protecţie a mediului) şi benefi ciul uman<br />

maxim de la fi ecare unitate de activitate economică. Cercetările efectuate în cadrul<br />

EUC au demonstrat utilizarea inadecvată a terenurilor (una dintre cele mai importante<br />

resurse naturale). Studiile au scos în evidenţă, că utilizarea terenului luncii r. Bâc pentru<br />

construcţiii cauzează dereglarea gravă a stării ecologice a râului şi poluarea intensă a<br />

apelor acestuia, în timp ce suprafeţe mari de terenuri sunt ocupate de depozite şi staţii de<br />

reparaţii improvizate. Terenul luncii r. Bâc trebuie să reprezinte o sursă inepuizabilă de<br />

epurare şi neutralizare a poluanţilor, asigurată de biocenozele existente în lunca râului.<br />

Lunca r. Bîc va asigura menţinerea echilibrului ecologic în cadrul EUC şi va servi<br />

în calitate de zonă de recreaţie a or. Chişinău. Principalii responsabili de degradarea<br />

dramatică a r. Bîc sunt întreprinderile industriale, care depozitează cantităţi esenţiale de<br />

DMS pe malul râului şi devarsă cantităţi sporite de ape reziduale (AR) neepurate, ceea<br />

ce a transformat râul într-un canal de scurgeri a AR din or. Chişinău. O altă problemă<br />

în domeniul gestionării efi cace a resurselor naturale este gestionarea inadecvată a DMS<br />

care sunt depozitate pe malul r. Bîc, iar în unele cazuri direct în apele acestuia. Acest<br />

fapt cauzează nu numai poluarea apei r. Bîc, dar şi pierderea deşeurilor ca resurse de<br />

materii prime [8].<br />

176


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Ecologia şi Geografi a<br />

Echitatea. Accesul echitabil al rezidenţilor urbani la resurse şi servicii este un aspect<br />

important în procesul DD a oricărui oraş. În EUC echitatea, de asemenea, nu corespunde<br />

exigenţilor în domeniul utilizării condiţiilor de agrement, accesul la asigurare cu spaţiu<br />

locativ, tratament medical, ş.a. Pentru realizarea DD, care reprezintă un concept cu<br />

mult mai vast decât protecţia mediului înconjurător [13], este necesară cunoaşterea<br />

obiectivelor dezvoltării durabile a EUC.<br />

Obiectivele dezvoltării durabile. Oraşele DD sunt acelea care asigură un mediu<br />

înconjurător de viaţă bun pentru sănătatea locuitorilor săi şi pentru satisfacerea<br />

cerinţelor generaţiilor viitoare. Crearea oraşelor DD includ următoarele obiective [6]:<br />

a) minimizarea consumului resurselor spaţiale şi naturale; b) managementul raţional<br />

şi efi cient al fl uxurilor urbane; c) protecţia sănătăţii populaţiei urbane; d) menţinerea<br />

diversităţii sociale şi culturale. e) menţinerea diversităţii fl orei şi faunei urbane.<br />

Minimizarea consumului resurselor spaţiale şi naturale. Resursele spaţiale şi<br />

naturale ale or. Chişinău includ: terenurile, apa, gazul, aerul, combustibilul fosil, energia<br />

electrică, spaţiile verzi şi terenurile de recreaţie, resursele de muncă (populaţia aptă de<br />

muncă). Minimizarea consumului acestor resurse poate fi asigurată prin elaboratrea<br />

unei strategii de dezvoltare economică a or. Chişinău, care se va baza pe factorii<br />

obiectivi: prezenţa resurselor de muncă nelimitate şi a unor cadre de muncă profesional<br />

califi cate şi lipsa de materii prime (combustibil, lemn, metal, materiale de construcţii<br />

şi alte resurse). Direcţia de dezvoltare a economiei oraşului va fi orientată spre ramuri<br />

de producere cu potenţial înalt ştiinţifi c, care necesită cantităţi minime de materii<br />

prime şi un potenţial ştiinţifi co-tehnologic avansat (aparate electronice şi tehnologii<br />

informaţionale, calculatoare performante, alte direcţii cu consum minim de materii<br />

prime). Managementul EUC va asigura o amplasare optimă a ramurilor de producere<br />

în spaţiul urban şi utilizarea raţională a terenurilor. Minimizarea consumului de resurse<br />

naturale poate fi realizată prin elaborarea şi importarea proceselor tehnologice de<br />

producere avansate, ceea ce va asigura cheltuieli minime de materii prime şi diminuarea<br />

cantităţilor de deşeuri generate. Infrastructura managementului deşeurilor va contribui<br />

la utilizarea maximă a acestora ca materii prime (ceea ce constituie circa 2/3 din masa<br />

totală a lor) [8]. Managementul oraşului prevede de asemenea şi crearea unui sistem<br />

policentric urban şi a unor noi relaţii urban-rurale şi a infrastructurii optime a oraşului:<br />

sistemele de transport, de aprovizionare cu apă potabilă şi căldură, gaze, energie<br />

electrică şi funcţionarea impecabilă a acestora. Ca exemplu de gestionare inadecvată<br />

a resurselor naturale, pot servi teritoriile din lunca r. Bîc (terenul adiacent Tracom),<br />

menţionate mai sus.<br />

Managementul raţional şi efi cient al fl uxurilor urbane. Pot fi identifi cate următoarele<br />

fl uxuri urbane: de autotransport, de pasageri, de deşeuri generate în EUC, de resurse<br />

naturale (energie electrică, combustibil fosil, apă potabilă şi de încălzire, fl uxul de ape<br />

reziduale menajere), fl uxurile care asigură existenţa normală a ecosistemului urban. La<br />

baza managementului asigurării raţionale şi efi ciente a acestor fl uxuri urbane trebuie<br />

să stea principiile DD, acţiunile care ar asigura nu numai prosperarea economică a<br />

oraşului, dar şi crearea condiţiilor ecologice optime de trai a populaţiei. Problemele<br />

legate de marile concentrări de energie şi materiale din oraş necesită restructurarea<br />

aşezărilor umane la nivel micro şi macro, prin transformări şi conversii ale zonelor<br />

funcţionale urbane, printr-un management al ritmului înlocuirii structurilor spaţiale<br />

177


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Ecologia şi Geografi a<br />

şi tehnice şi prin promovarea diversităţii sub toate aspectele sale: social, urbanistic,<br />

funcţional, tehnologic, cultural şi politic.<br />

Protecţia sănătăţii populaţiei urbane. Unul din scopurile principale ale DD a<br />

sistemelor urbane este protecţia sănătăţii populaţiei, conservarea şi îmbunătăţirea<br />

condiţiilor de sănătate a oamenilor. Infl uenţa negativă a activităţilor antropice din EUC<br />

asupra sănătăţii populaţiei a fost demonstrată pe exemplul populaţiei din satul Bîc.<br />

Conform Centrului de Sănătate (CS) Bubuieci, comuna Bîc are o populaţie de 1363<br />

locuitori. Cauzele principale de îmbolnăvire a populaţiei sunt bolile aparatului: digestiv,<br />

circulator şi genito-urinar, urmate de bolile aparatului respirator, tumorile şi afecţiunile<br />

sistemului nervos periferic şi encefalopatiile. Factorii de mediu necalitativi au o infl uenţă<br />

negativă asupra sănătăţii populaţei. Compararea indicilor stării de sănătate a populaţiei<br />

în ansamblu pe republică şi a celor din ecosistemul urban Chişinău au demonstrat,<br />

că în mun. Chişinău valoarea medie a incidenţei bolilior sistemului respirator este cu<br />

36% mai înaltă decât media pe republică, a leziunilor traumatice şi otrăvirilor de 2,5<br />

ori mai mari, bolilor de piele şi ţesutului celular subcutanat - de 1,6 ori mai inaltă [14].<br />

Starea sănătăţii populaţiei comunei Bîc este condiţionată de calitatea nefavorabilă a<br />

componentelor de mediu (aerul atmosferic, apa potabilă şi calitatea solului) poluate<br />

intens de emisiile de la staţia de epurare biologică (SEB) a AR. Locuitorii s. Bîc pot fi<br />

evidenţiați în grupa de risc pentru maladiile organelor digestive şi encefalopatii [15].<br />

Menţinerea diversităţii sociale şi culturale. Conform [16] diversitatea culturală<br />

reprezintă diferenţele culturale existente între oameni, precum şi cele dintre grupuri<br />

diverse, ca identităţi şi multiple: tradiţii, obiceiuri, modul de abordare a educaţiei şi a<br />

societăţii din perspectivă interculturală. Referitor la integrarea grupurilor etnoculturale,<br />

politologul Gabriel Andreescu afi rmă că, multiculturalismul acceptă, pe lângă nevoia<br />

de integrare şi necesitatea de privatitate comunitară. În acelaşi sens, Victor Neumann<br />

amintea despre identităţile politice europene, că „multiculturalismul nu trebuie şi nu<br />

poate fi văzut ca teorie care atrage dupa sine segregaţionismul“, deoarece abordarea<br />

multiculturală în raport cu cea interculturală, recunoaşte dreptul la graniţe comunitare,<br />

acesta fi ind dictat de nevoia grupurilor de a se separa într-un anumit grad de celelalte<br />

comunităţi şi, ca expresie a nevoii şi a dreptului la „privatitate comunitară“.<br />

Călin Rus [16] vine cu ipoteza referitoare la privatitatea comunitară şi anume<br />

cea bazată pe modelul TILT (Teaching Individuals to Live Together), în care este<br />

susţinută de ideea că ”societăţile contemporane pot să favorizeze, simultan, dezvoltarea<br />

identităţilor specifi ce şi comunicarea interculturală, fără ca acest lucru să presupună<br />

vreo pierdere pentru majoritate ori minoritate”.<br />

Franz Boas [16], etnolog germano-american, fondatorul antropologiei moderne,<br />

descrie patru factori care explică cultura unei entităţi sociale: 1) Mediul natural permite<br />

oricărei societăţi o libertate de acţiune impunându-i în acelaşi timp şi limite. 2) Istoria,<br />

trecutul spiritual şi material al unei societăţi, reprezintă „cunoaşterea rolului acestui<br />

factor determinant şi explicativ care ar contribui la relevarea resorturilor specifi ce<br />

culturii grupului”. Un rol important îl are şi accesul la evolţuţia societăţilor, la<br />

istoria limbii şi a culturii, care nu reprezintă altceva decât timpul trăirii şi difuziunii<br />

elementelor spirituale. 3) Suma aspectelor de raportare individuală sau colectivă la<br />

sistemul instituit de valori al grupului social cercetat, sau psihologia. 4) Este distribuţia<br />

geografi că a elementelor culturale. Astfel, conform opiniei autorului este necesară o<br />

178


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Ecologia şi Geografi a<br />

analiză în detaliu a culturilor particulare în structurarea lor geografi că, precum şi o<br />

evaluare a gradului lor de „organicitate” culturală. Pe de altă parte etnologia, ne-a arătat<br />

şi ne-a dovedit de atâtea ori de-a lungul timpului că, fi ecare popor are o fi lozofi e a lui,<br />

proprie, bazată pe înţelepciunea şi creaţia populară, care se menţine până astăzi [16].<br />

Europa din ultimii 20 de ani, demonstrează că occidentul a avut o participare majoră<br />

la stimularea Europei culturale. Aşadar, Europa s-a trezit brusc nu numai în faţa unei<br />

diversităţi politice şi economice, ci şi în faţa unor provocări care se regăseşte în relaţiile<br />

interculturale. Are loc o adaptare economică la procesul integrării, iar în plan cultural<br />

se manifestă „un fel de rebeliune împotriva tendinţei de nivelare a lumii”[16].<br />

Toate aceste fenomene privind diversitatea culturală şi socială se referă şi la<br />

populaţia din Republica Moldova şi în special în or. Chişinău. Diversitatea culturală şi<br />

socială (privatitate comunitară pentru fi ecare entitate) a fost conservată prin formarea<br />

comunităţilor: belorusă, ucraineană, rusă, evreiască ş.a.<br />

Menţinerea biodiversităţii fl orei şi faunei urbane. În Raportul privind «Oraşul<br />

dezvoltării Durabile», pregătit de către Comisia Europeană, se indică un set de acţiuni<br />

care urmează a fi aplicate pentru oraşele Europei. Asupra calităţii DD a oraşului mai<br />

infl uenţează şi gradul de descentralizare privind competenţele şi responsabilităţile<br />

autorităţilor publice locale [6].<br />

Biodiversitatea reprezintă condiţia primordială a existenţei civilizaţiei umane şi<br />

asigură suportul vieţii şi al dezvoltării sistemelor socio-economice. În ecosistemele<br />

naturale şi seminaturale există conexiuni intra – şi interspecifi ce, prin care se realizează<br />

schimburile materiale, energetice şi informaţionale ce asigură productivitatea,<br />

adaptabilitatea şi rezilienţa acestora. Aceste interconexiuni sunt extrem de complexe,<br />

fi ind greu de estimat importanţa fi ecărei specii în funcţionarea acestor sisteme şi care<br />

pot fi consecinţele diminuării efectivelor acestora sau a dispariţiei lor. Asigurarea<br />

supravieţuirii pe termen lung a sistemelor ecologice, principalul furnizor al<br />

resurselor de care depinde dezvoltarea şi bunăstarea umană poate fi realizată doar în<br />

cazul DD [13].<br />

Cercetările din a. 2006-2010 în cadrul EUC au demonstrat, că impactul antropic<br />

asupra ecosistemelor cauzează o reducere esenţială a diversităţii vegetale. Au loc<br />

schimbări profunde structurale, dispar speciile spontane stenobionte şi devin dominante<br />

speciile ruderale euribionte. Ca exemplu pot fi menţionate lipsa în EUC a speciilor:<br />

Iris pseudacorus, Butomus umbelatus, Alopercurus arundinaceus, Juncus effusus<br />

L., Carex riparia ş.a ce servesc ca un indicator biologic privind calitatea mediului<br />

în ecositem şi prezenţa speciilor ruderale: Taraxacum offi cinalis Wigg, Polygonum<br />

aviculare L., Arctium lappa L., Elytrigia repens (L) Nevski şi segetale Ballota nigra<br />

L., Sonchus arvensis L., Bromus arvensis L. şi segetal-ruderale Convolvulus arvense,<br />

Thlaspi arvensis L., ş.a. S-au modifi cat unele caractere ontogenetice ale acestor specii.<br />

Unele dintre ele vegetează aproape anul întreg, se reproduc pe cale vegetativă, şi prin<br />

consecinţă, se reduce efectivul de plante provenite din seminţe. În cele din urmă are<br />

loc degradarea genetică a populaţiilor. Procesul de modifi care profundă a structurii<br />

specifi ce, intraspecifi ce, biomorfologice şi genetice a covorului vegetal în condiţiile<br />

tehnogene noi a devenit o problemă extrem de importantă pentru existenţa biodiversităţii<br />

în Republica Moldova şi necesită studii profunde şi elaborări ştiinţifi ce de măsuri pentru<br />

diminuarea efectului lui negativ [4].<br />

179


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Menţinerea biodiversităţii urbane determină stabilitatea ecologică a ecosistemelor<br />

naturale din oraş, care la rîndul lor asigură condiţiile optime de trai a populaţiei<br />

municipiului. Aşadar, căile de realizare a DD pentru ecosistemul urban, prezentate în<br />

lucrare, au o mare importanţă pentru elaborarea Planului Local de Acţiuni de Mediu al<br />

mun. Chişinău şi dezvoltarea social-economică a acestuia.<br />

Concluzii<br />

1. Au fost elucidate problemele esenţiale ale ecosistemului urban Chişinău: calitatea<br />

ambientalistică, spaţiul urban, disparităţile privind infrastructura de bază, socială şi<br />

economică a oraşului, impactul antropic asupra fl orei şi faunei urbane, trafi cul urban,<br />

consumul energiei, emisiile urbane şi deşeurile.<br />

2. Au fost evidenţiate principiile dezvoltării durabile urbane a mun. Chişinău:<br />

capacitatea mediului, reversibilitatea, fl exibilitatea, efi cacitatea și echitatea .<br />

3. Au fost stabilite căile de realizare a dezvoltării durabile a ecosistemului urban<br />

Chişinău: minimizarea consumului resurselor spaţiale şi naturale, managementul<br />

raţional şi efi cient al fl uxurilor urbane; protecţia sănătăţii populaţiei urbane, menţinerea<br />

diversităţii sociale şi culturale şi a biodiversităţii urbane. Căile sunt necesare pentru<br />

elaborarea Planului Local de Acţiuni de Mediu al municipiului Chişinău.<br />

Bibliografi e<br />

1. Strategia de dezvoltare teritorială. //Capitala. 19. 01.2007.<br />

2. Principii directoare pentru Dezvoltarea teritorială durabilă a Continentului european,<br />

Hanovra, 2000.<br />

3. Bulimaga C.<br />

Infl uenţa depozitlor de stocare a deşeurilor asupra acumulării metalelor<br />

grele în sol şi în plante // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele Vieţii, 2008 nr.<br />

3(306), p. 159-166.<br />

4. Bulimaga C.<br />

Impactul deşeurilor industriale asupra fi tocenozelor ecosistemului urban<br />

Chişinău // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele Vieţii, 2009, p. 136-143.<br />

5. Bulimaga C.<br />

Elaborarea schemei conceptuale de gestionare a deşeurilor toxice şi aplicarea<br />

unor criterii de evaluare a lor în practică // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele<br />

Vieţii, 2007, nr. 2, p. 150-156.<br />

6. CEC, 1994 European sustainable cities. Draft report of an EC Expert Group on the urban<br />

Environment. Sustainable Cities Project. Commission of the European Communities, Brussels.<br />

7. Bulimaga C.<br />

Legităţi şi dependenţe ale impactului staţiei de epurare biologică a apelor<br />

reziduale asupra componentelor mediului // Buletinul Academiei de Ştiinţe a Moldovei. Ştiinţele<br />

Vieţii, 2010, nr. 3(312), p. 160-167.<br />

8. Bulimaga C.<br />

Estimarea pierderilor economice şi a prejudiciului cauzat<br />

mediului de către deşeurile menajere solide. // Analele Ştiinţifi ce ale USM. Seria „Ştiinţe<br />

chimico-biologice”. Chişinău, 2005, p. 510-514.<br />

9. Бульмага К., Кухарук Е., Коломиец И. Оценка биологического разнообразия<br />

растительного покрова на примере индустриальной платформы сектора Буюкань г.<br />

Кишинев. // Managementul bazinului transfrontalier al fl . Nistru şi Directiva – Cadru a apelor a<br />

Uniunii Europene. Materialele Conferinţei Internaţionale, Chişinău, 2008. p. 51-56.<br />

10. Бульмага К., Кухарук Е., Кодряну Л.<br />

Влияние техногенной нагрузки территории<br />

на морфогенез и хромоморфную реакцию вида Taraxacum offi cinale Wigg. // Mediul<br />

Ambiant, 2006, №. 6, с. 23-24.<br />

Ecologia şi Geografi a<br />

180


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

11.<br />

Urban Stress //Europe’s Environment. The Dobřίš Assessment. European Environment<br />

Agency, 1991, p. 584-590.<br />

12.<br />

Legea privind Expertiza ecologică şi evaluarea impactului asupra mediului înconjurător,<br />

nr. 851 din 29.05.96 // Expertiza ecologică, Ministerul Mediului al Republicii Moldova,<br />

Chişinău, 1999, Ed.Cartier, 695 p., p.7-36.<br />

13.<br />

Aniversări<br />

UNCED (1992). Agenda 21. United Nations on Environment and Development.<br />

Conches, Switzerland.<br />

14. Бодруг Н.Н., Бульмага К.П., Кухарук Е.С., Романчук А.В.<br />

Окружающая среда и<br />

здоровье населения в муниципии Кишинэу. //Bioetica, Filosofi a şi Medicina,. Materialele<br />

Conferinţei a XVI-a Ştiinţifi ce Internaţionale 12-13 noiembrie 2010, p. 230-232.<br />

15. Bodrug N., Bulimaga C., Colomieţ I.<br />

Cостояние здоровья населения села Бык // Мат.<br />

III Межд. н-прав. конф. ”Геоэкологические и биоэкологические проблемы Северного<br />

Причерноморья”, Тираспол, 2009, с. 15 – 16.<br />

16. Roşca Lucian-Emil Diversitatea culturală şi integrarea europeană http://www.upm.<br />

ro/facultati_departamente/stiinte_litere/conferinte/situl_integrare_europeana/Lucrari3/romana/<br />

Texte_Lit.rom.2/13_Rosca.pdf<br />

181


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

ANIVERSĂRI<br />

UN DESTIN GUVERNAT DE ÎNŢELEPCIUNE ŞI DE DĂRUIRE<br />

GENETICII ŞI AMELIORĂRII PLANTELOR AROMATICE<br />

ŞI MEDICINALE<br />

Doctorul habilitat Maria Gonceariuc<br />

la 70 de ani<br />

Aniversări<br />

Născută la 10 noiembrie 1942 în satul Receşti,<br />

Şoldăneşti.<br />

Savant în domeniul geneticii şi ameliorării<br />

plantelor aromatice şi medicinale. Doctor<br />

habilitat în agricultură (1996).<br />

Şef al Centrului „Genetica şi Ameliorarea<br />

Plantelor Aromatice şi Medicinale” din cadrul<br />

Institutului de Genetică şi Fiziologie a Plantelor<br />

al Academiei de Ştiinţe a Moldovei.<br />

S-a născut la 10 noiembrie 1942 în satul Receşti, Şoldăneşti. A absolvit şcoala de<br />

7 ani în satul natal în 1955, iar în 1958 şcoala medie din Răspopeni, Rezina. Continuă<br />

studiile la colegiul de medicină din Bălţi (1958-1960). După absolvire, în perioada<br />

1960-1961 activează la spitalul din Gura-Galbenă, Hânceşti în funcţie de felcer-laborant,<br />

ulterior în aceiaşi funcţie la spitalul din Răspopeni, Rezina (1961-1963).<br />

181


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Aniversări<br />

În perioada 1963-1968 face studiile la Institutul Agricol din Chişinău, (actualmente<br />

Universitatea Agrară de Stat din Moldova), facultatea Agronomie, absolvind cu diplomă<br />

de menţiune. Începe activitatea profesională în calitate de economist şef în kolhozul<br />

Iscra, Floreşti, 1968. Pasiunea pentru lumea vegetală, cercetare o face să-şi continue<br />

studiile în doctorantură în cadrul Institutului de Fiziologie şi Biochimie a Plantelor al<br />

Academiei de Ştiinţe a Republicii Moldova (1969-1972). După fi nisarea studiilor susţine<br />

cu succes teza de doctor în biologie cu tema „Particularităţile meiozei la mutanţi<br />

induşi de grâu de toamnă”(1975).<br />

În activitatea de cercetare a trecut toate treptele, începând de la laborant, laborant<br />

superior, cercetător ştiinţifi c inferior (Institutul de Fiziologie şi Biochimie a<br />

Plantelor, 1970-1978; 1978-1979), cercetător ştiinţifi c superior (Grădina Botanică<br />

(Institut); 1979–1996), cercetător ştiinţifi c superior, şef de laborator (AŞP Viorica,<br />

Staţiunea experimentală).<br />

În 1994 a susţinut teza de doctor habilitat în agricultură la specialitatea ameliorarea<br />

şi producerea seminţelor, cu tema: „Ameliorarea la Salvia sclarea L. în Republica<br />

Moldova”. Din 1996 activează în funcţie de cercetător ştiinţifi c principal, iar din 2000<br />

şef al grupului, ulterior şef al centrului „Genetica şi Ameliorarea Plantelor Aromatice şi<br />

Medicinale” din cadrul Institutului de Genetică şi Fiziologie a Plantelor al AŞM.<br />

Doctorul habilitat Maria Gonceariuc este considerată, pe bună dreptate, de către<br />

întreaga comunitate ştiinţifi că din republică una din cele mai distinse personalităţi în<br />

domeniul geneticii şi ameliorării plantelor aromatice şi medicinale, având o contribuţie<br />

esenţială la dezvoltarea branşei. Vasta activitate de cercetare a fost şi rămâne axată pe<br />

probleme actuale ale ştiinţei ameliorării plantelor aromatice şi medicinale. Studiind<br />

androsterilitatea la plantele medicinale şi aromatice, a stabilit că tipul de androsterilitate<br />

şi frecvenţa apariţiei acesteia depinde de genotipul formei iniţiale. Dumneaei pentru<br />

prima data a descoperit la Salvia sclarea L. un nou tip de androsterilitate – pistilloidia.<br />

A creat linii androsterile şi consangvinizate, a stabilit consecinţele consangvinizării la<br />

Salvia sclarea L. Conform autoarei, liniile consangvinizate pot fi asamblate în grupe:<br />

linii neafectate de degenerare prin consangvinizare, linii afectate de degenerare prin<br />

consangvinizare, linii la care în rezultatul consangvinizării apar caractere noi (conţinut<br />

înalt de ulei esenţial; conţinut înalt de clorofi lă, androsterilitate de tipul I, modifi carea<br />

perioadei de vegetaţie, dereglări în procesul meiozei etc.), care nu erau caracteristice<br />

pentru genotipurile, soiurile de la care proveneau aceste linii. Astfel, consangvinizarea<br />

este un factor ce modifi că morfogeneza genotipului, o sursă de caractere noi, unele din<br />

acestea fi ind foarte valoroase.<br />

Doctorul habilitat Maria Gonceariuc, împreună cu colegii, a obţinut rezultate<br />

ştiinţifi ce importante privind crearea soiurilor noi de plante aromatice şi medicinale<br />

de provenienţă hibridă. Pentru crearea materialului iniţial de ameliorare, crearea<br />

biodiversităţii genotipurilor a utilizat diferite tipuri de hibridări şi a obţinut hibrizi<br />

simpli, tripli, dubli, backcross, în trepte, complecşi, din care au fost selectaţi cei<br />

heterotici, cu caractere importante, cum ar fi conţinutul uleiului esenţial, care a ajuns la<br />

50-120%. Dumneaei, împreună cu colegii de muncă este autor a 30 soiuri omologate<br />

de plante aromatice şi medicinale, inclusiv: Salvia sclarea L.; Lavandula angustifolia<br />

Mill.; Calendula offi cinalis L.; Salvia offi cinalis L.; Silybum marianum L.; Anethum<br />

graveolens L. etc. De remarcat, că soiurile create sunt distinctive prin conţinut<br />

182


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Aniversări<br />

înalt de principii active, diversitatea termenilor de maturizare, rezistentă la secetă,<br />

ger şi iernare.<br />

Relevanţa cercetărilor realizate este confi rmată prin 226 lucrări ştiinţifi ce,<br />

inclusiv 2 monografi i: Salvia L. (2002); Plante medicinale şi aromatice cultivate<br />

(2008), coautor la manualul „Ameliorarea specială a plantelor agricole”, capitolul<br />

„Culturi Eterooleaginoase şi Medicinale” (2004). Rezultatele doctorului habilitat Maria<br />

Gonceariuc sunt înalt apreciate de specialişti despre ce mărturiseşte invitaţiile de a<br />

participa cu rapoarte la Simpozioane, Congrese, Conferinţe naţionale şi internaţionale.<br />

Doamna Maria Gonceariuc îşi aduce contribuţia la pregătirea cadrelor ştiinţifi ce<br />

de înaltă califi care. Sub conducerea Dumneaei au fost realizate 5 teze de doctorat şi 15<br />

teze de licenţă. Efectuează activitate didactică prin predarea cursurilor „Ameliorarea<br />

plantelor aromatice şi medicinale” Universitatea Agrară de Stat din Moldova<br />

(1990 – 2002).<br />

Reuşeşte cu succes să îmbine activitatea în funcţie de şef de centru Genetică şi<br />

ameliorarea plantelor aromatice şi medicinale cu cea de Membru al Biroului Secţiei<br />

Ştiinţe ale Naturii şi Vieţii a AŞM, membru al consiliului ştiinţifi c, Preşedinte<br />

al Seminarului ştiinţifi c de profi l din cadrul Institutului de Genetică şi Fiziologie a<br />

Plantelor al AŞM la specialitatea 06.01.05 – Ameliorarea şi producerea seminţelor.<br />

În repetate rânduri a fost referent, membru sau preşedinte al Consiliilor ştiinţifi ce<br />

specializate pentru susţinerea tezelor de doctorat.<br />

Pe tot parcursul activităţii sale doamna Maria Gonceariuc a depus eforturi<br />

consecvente, insistente pentru implementarea în fi rme şi gospodării specializate în<br />

cultivarea-procesarea şi comercializarea plantelor aromatice şi medicinale. Vom<br />

menţiona, că numai în 2011 a implementat în bază de contract soiuri de plante medicinale<br />

şi aromatice pe o suprafaţă de 145 ha. În 2012 fi nalizează fondarea unei plantaţii<br />

industriale de levănţică pe 100 ha, utilizând în acest scop soiurile-clone create de<br />

domnia sa. Activitatea ştiinţifi că a dnei Gonceariuc Maria este înalt apreciată nu numai<br />

la noi în ţară, dar şi peste hotare. În anul 1996 a realizat 3 contracte de cercetare şi<br />

implementare cu fi rma moldo-luxenburgeză „Volatil West Company”. Ulterior, în anul<br />

1999 îndeplineşte pentru fi rma franceză BETEN Ingenierie un contract de implementare<br />

a soiurilor de Salvia sclarea. În perioada anilor 2007-2010 a fost conducătorul grupului<br />

de cercetători din Republica Moldova a plantelor medicinale şi aromatice în cadrul a 2<br />

proiecte, realizate în comun cu cercetători din 12 ţări din sud-estul Europei: „Program<br />

SEEDNet (South East European Development Network Genetic Resources)” şi<br />

„Genetic Structure of Dalmatian Sage (Salvia offi cinalis L.) Populations: A Model for a<br />

Collaborative Research on MAP Genetic Resources”. Ambele proiecte au fost fi nanţate<br />

de SIDA (Swedish International Development Cooperation Agency).<br />

Rezultatele ştiinţifi ce au fost apreciate atât în ţară, cât şi peste hotare. În anul<br />

2002 i se acordă de către Institutul Internaţional al Biografi lor din SUA (American<br />

Biographical Institute) distincţia: „The Research Board of Advisors”. Pentru rezultate<br />

remarcabile a fost menţionată cu Diploma de onoare a AŞM (2001), Diplomă de<br />

recunoştinţă a ASM (2002); Diplomă a CSŞDT a ASM de merit (2003), Diploma<br />

Academiei de Ştiinţe a Moldovei (2012); Diploma de merit a Consiliului Naţional<br />

pentru Acreditare şi Atestare (2012), multiple diplome şi medalii la diferite expoziţii<br />

naţionale şi internaţionale. De rând cu talentul de cercetător, natura a înzestrat-o din<br />

183


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

plin cu un spectru larg de calităţi umane: bunătate, inteligenţă, modestie, gata să vie în<br />

ajutor la nevoie, procedează echitabil, devotament datoriei etc.<br />

Cu ocazia acestei onorabile aniversări, exprimăm cele mai sincere sentimente<br />

de recunoştinţă, înaltele noastre consideraţiuni pentru aportul în dezvoltarea ramurii<br />

plantelor aromatice şi medicinale, şi-i dorim doctorului habilitat Maria Gonceariuc<br />

multă sănătate, prosperitate, perseverenţă şi noi realizări.<br />

Prim-vicepreşedinte al AŞM, academician-coordonator al<br />

Secţiei de Ştiinţe ale Naturii şi Vieţii, academcian<br />

Director al Institutului de Genetică şi Fiziologie a Plantelor,<br />

doctor habilitat<br />

Secretar ştiinţifi c al Secţiei de Ştiinţe ale Naturii şi Vieţii,<br />

doctor<br />

Director adjunct pe probleme de ştiinţă al Institutului de<br />

Genetică şi Fiziologie a Plantelor, doctor<br />

Secretar ştiinţifi c al Institutului de Genetică şi Fiziologie a<br />

Plantelor, doctor<br />

Teodor Furdui<br />

Vasile Botnari<br />

Gheorghe Tudorache<br />

Larisa Andronic<br />

Eugenia Dobândă<br />

Aniversări<br />

SAVANT, MANAGER ŞI MILITANT AL LUMII VEGETALE<br />

Teleuţă Alexandru Ştefan la 60 de ani<br />

La 31 octombrie anul curent se împlinesc 60 ani<br />

de la naşterea directorului Grădinii Botanice<br />

(Institut) a Academiei de Ştiinţe a Moldovei. S-a<br />

născut în satul Oziornoe (fosta comună General<br />

Averescu), raionul Izmail, regiunea Odesa.<br />

În 1969 a absolvit şcoala medie din satul natal, apoi<br />

şi-a continuat studiile la facultatea de agronomie<br />

a fostului Institut Agricol „M. Frunze” din or.<br />

Chişinău, pe care l-a absolvit în anul 1974.<br />

Din primii ani de studenţie a îmbrăţişat cu dragoste domeniul cercetărilor ştiinţifi ce,<br />

participînd la realizarea programelor de cercetare ce ţin de genetica şi ameliorarea<br />

plantelor. Cunoştinţele de bază le-a acumulat sub îndrumarea academicienilor Anatolii<br />

Covarschii şi Vasile Micu, profesorului Mihail Borovschi şi alţi savanţi-pedagogi, care<br />

activau la catedra de Genetică, ameliorare şi seminologie din cadrul institutului. Teza<br />

de licenţă „Utilizarea formelor inbreeding (sibs) în ameliorarea porumbului”, realizată<br />

în baza experienţelor cu participrea personală a fost susţinută cu un succes deosebit.<br />

După absolvirea institutului a activat în calitate de agronom în sovhozul „Oziornoe”,<br />

unde s-a şi manifestat ca un inovator, implementînd o metodă efi cientă de sporire a<br />

germinaţiei seminţelor de sfeclă furajeră. În anul 1975, la propunerea academicienilor<br />

Vasile Micu şi Alexandru Ciubotaru î-şi continuă studiile la aspirantura Institutului<br />

184


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Aniversări<br />

Unional pentru Fitotehnie „N. I. Vavilov” (Leningrad). Sub îndrumarea prof. Nicolai<br />

Corsacov a evaluat şi cercetat colecţia mondială a soiurilor şi hibrizilor de soia<br />

din VIR în condiţiile Moldovei şi a selectat forme cu o valoare economică înaltă<br />

(productivitate sporită a boabelor, conţinutul sporit de proteine şi aminoacizi esenţiali,<br />

a inhibitorilor tripsinei şi uleiului, rezistenţă la boli şi vătămători, adaptabilitate la<br />

recoltarea mecanizată etc.) şi a elaborat metode noi de ameliorare a calităţii boabelor<br />

la soia. Teza de doctorat cu genericul „Resurse genetice valoroase pentru ameliorarea<br />

soiei în condiţiile Zonei Centrale a Moldovei” a fost susţinută cu succes în prestigiosul<br />

Institut Unional pentru Fitotehnie „N. I. Vavilov”.<br />

Activitatea de cercetare şi-a început-o în anul 1975, fi ind angajat în funcţie de<br />

cercetător ştiinţifi c la Institutul de cercetări „Porumbeni”. După absolvirea aspiranturii<br />

în a. 1978 a fost încadrat ca cercetător ştiinţifi c la Grădina Botanică a AŞM. În scopul<br />

realizării angajamentelor Republicii Moldova cu privire la conservarea biodiversităţii,<br />

stipulate în hotărârile organizaţiilor internaţionale de profi l, îşi axează eforturile ştiinţifi ce<br />

pe domeniul conservării şi utilizării durabile a lumii vegetale, introducerii şi valorifi cării<br />

potenţialului genetic al plantelor furajere noi, construcţiei şi amenajării peisagistice a<br />

Grădinii Botanice. Printre rezultatele principale, obţinute de doctorul Alexandru Teleuţă<br />

vom menţiona: elaborarea şi promovarea Strategiei Naţionale şi Planul de Acţiune<br />

în domeniul conservării Diversităţii Biologice (Hotărârea Parlamentului Republicii<br />

Moldova din 27.04.2001, nr. 112-XV) şi Programului Naţional privind constituirea<br />

Reţelei Ecologice Naţionale pentru anii 2011-2018 (Hotărârea Guvernului Republicii<br />

Moldova nr.593 din 01.08.2011). În baza proiectelor elaborate de către doctorul<br />

Alexandru Teleuţă, Republica Moldova a benefi ciat de suportul fi nanciar al Fondului<br />

Global de Mediu, Fondului Global pentru protecţia Lumii Sălbatice, fondului regional<br />

al Programului Dunărea – Carpaţi.<br />

Merită de fi remarcată activitatea directorului Grădinii Botanice, ce ţine de<br />

elaborarea mai multor proiecte de legi şi regulamente cu privire la conservarea şi<br />

utilizarea durabilă a resurselor biologice ale Republicii Moldova (Lege nr. 1538-<br />

XIII din 25.02.1998 privind Fondul Ariilor Naturale Protejate de Stat; Lege nr.<br />

325 din 15.12.2005 cu privire la Cartea Roşie a Republicii Moldova; Lege nr. 105<br />

din 02.06.2005 cu privire la grădinile botanice; Lege nr. 755 din 21.12.2001 privind<br />

securitatea biologică şi regulamentele ulterioare în domeniu; Regulamentul Cadastrului<br />

obiectelor regnului vegetal, aprobat prin Hotărârea Guvernului Republicii Moldova nr.<br />

211 din 13.03.2009 ş. a.); precum şi a proiectelor cu privire la dezvoltarea sistemului<br />

de arii naturale protejate al Republicii Moldova, care stipulează fondarea primului<br />

parc naţional „Orhei” (FGM, PNUD Moldova) şi la perfectarea strategiei naţionale<br />

ce ţine de conservarea diversităţii biologice pentru anii 2012-2020, la diminuarea<br />

impactului schimbărilor climatice din bazinul Dunării inferioare prin promovarea unui<br />

management durabil al resurselor naturale (apă, sol, vegetaţie) ş. a. A studiat şi fondat<br />

colecţia speciilor de plante furajere noi, care servesc în calitate de resurse genetice<br />

pentru ameliorarea culturilor de perspectivă, care pot fi cultivate pe soluri degradate<br />

şi salinizate (Galega orientalis, Silphium perfoliatum, Polygonum sachalinense etc.).<br />

Este autor a trei soiuri noi omologate. A elaborat tehnologii de cultivare a acestora în<br />

condiţiile Republicii Moldova, care asigură o recoltă de cca 800q/ha masă verde. A<br />

stabilit centrele mondiale favorabile pentru mobilizarea genofondului de plante furajere<br />

185


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Aniversări<br />

şi a elucidat mecanismele de adaptare a lor la secetă şi arşiţă. Au fost selectate specii de<br />

plante valoroase pentru producerea energiei regenerabile - brichete şi pelete cu o putere<br />

calorică de 19,5 MJ/kg, recolta -20-30 t/ha substanţă uscată, care asigură obţinerea a<br />

390-585 GJ/ha.<br />

Indiscutabil este aportul doctorului Alexandru Teleuţă în organizarea procesului<br />

ştiinţifi c în domeniul botanicii şi dezvoltării în continuare a Grădinii Botanice. Pe<br />

parcursul a 8 ani a deţinut funcţia de secretar ştiinţifi c şi 5 de director adjunct pentru<br />

ştiinţă, contribuind la elaborarea bazelor ştiinţifi ce a conservării lumii vegetale,<br />

introducerii şi aclimatizării plantelor în condiţiile Moldovei. Rezultatele ştiinţifi ce<br />

s-au soldat cu publicarea a peste 170 articole, inclusiv fi ind coautor a 6 monografi i:<br />

„Cartea Roşie a Republicii Moldova”, (ediţia II, 2001); seriei de carte în 4 volume<br />

“Lumea vegetală a Moldovei”, (2005-2007); „Economia mediului şi dezvoltarea<br />

durabilă”,(2003); „Environmental Economics”, (2005); „Plante medicinale”, (2008);<br />

„Flora Basarabiei” (plante superioare spontane) în 6 volume, volumul I. Contribuie la<br />

pregătirea tinerilor cercetători prin doctorantură şi stajieri în diferite centre ştiinţifi ce (13<br />

doctoranzi), predă cursurile de lecţii teoretice şi practice de „Botanică” şi „Conservarea<br />

diversităţii biologice” la Universitatea AŞM şi la Universitatea de Stat din Moldova.<br />

În calitate de director al Grădinii Botanice (Institut) a AŞM a contribuit la acumularea<br />

şi menţinerea în colecţii a unui genofond de cca 10 mii taxoni de plante furajere,<br />

medicinale, aromatice, decorative şi amenajarea expoziţiilor peisagistice, asigurarea<br />

cu utilaj ştiinţifi c performant a laboratoarelor (procurări a echipamentului în sumă de<br />

5,0 mil. lei), implementarea elaborărilor ştiinţifi ce în ramurile economiei naţionale prin<br />

intermediul proiectelor de transfer tehnologic cu o efi cienţa economică de cca 3,0 mil<br />

lei anual. Grădina Botanică a selectat şi omologat în Republica Moldova mai mult de<br />

100 soiuri de plante decorative, furajere, medicinale, aromatice, nucifere şi tehnologiile<br />

de cultivare a lor, care permit obţinerea unui efect economic semnifi cativ. Au fost<br />

implementate: tehnologia de producere a marcoţilor de levănţică şi fondată plantaţia<br />

industrială (întreprinderea moldo-germană „Resendjer” SRL, 150 ha), tehnologia de<br />

producere a uleiului, oţetului şi sării aromatizate, tehnologia de multiplicare rapidă prin<br />

microclonare a speciilor de plante economic valoroase şi a celor pe cale de dispariţie.<br />

Promovează activ proiecte de amenajare peisagistică a parcurilor în 20 primării şi<br />

şcoli (parcul Complexului monastic Curchi; parcul „Casa Muzeu S.Lazo” din s. Piatra,<br />

r-nul Orhei; Liceul teoretic din s. Mereni, r-nul Anenii Noi; Gimnaziul din s. Ratuş,<br />

r-nul Criuleni; Şcoala-grădiniţă nr. 120, mun. Chişinău; Mănăstirea „Sf. Mironosiţe<br />

Marta şi Maria”din r-nul Căuşeni; Parcul central din or. Cantemir; Scuarul din or.<br />

Sîngerei; Liceul teoretic “Alexandru cel Bun”, or. Sîngera; Liceele „M. Berezovschi”,<br />

„M. Sadoveanu” şi „Spiru Haret” din mun. Chişinău ş. a.), a promovat proiecte de<br />

colaborare cu instituţiile de profi l din alte ţări (Slovacia, România, Ukraina, Belarusi,<br />

Rusia), fi nanţate de către Consiliul Europei. A convocat două simpozioane ştiinţifi ce<br />

internaţionale (2010 şi 2012) cu genericul „Conservarea lumii vegetale”. Prin efortul<br />

personal şi susţinerea Ministerul Mediului, a instalat un sistem nou automatizat de<br />

irigare a teritoriului Grădinii Botanice (104 ha), care permite menţinerea expoziţiilor,<br />

colecţiilor şi care generează o economie de cca 500 mii lei anual. În baza unui<br />

managament activ şi al dezvoltării capacităţilor de antreprenoriat, Grădina Botanică<br />

obţine anual un venit de 2,5 - 3,0 mil. lei. Contribuie activ la crearea confortului<br />

186


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

recreaţional pentru cca 150 mii persoane, care vizitează anual grădina, la organizarea<br />

excursiilor, seminarelor, meselor rotunde, emisiunilor Radio-TV în domeniul protecţiei<br />

naturii, la educaţia ecologică şi conştientizarea populaţiei. Colecţiile şi expoziţiile din<br />

Grădina Botanică servesc în calitate de laboratoare în natură pentru instruirea copiilor,<br />

elevilor şi studenţilor. O atenţie deosebită acordă construcţiei capitale şi peisagistice a<br />

Grădinii Botanice - blocul de laboratoare, expoziţiile Vegetaţia Moldovei, Arboretumul,<br />

Rozariul, Lianariul, Grădina cu creştere dirijată etc.<br />

Dr. Alexandru Teleuţă este un promotor al valorilor naţionale, independenţei şi<br />

suveranităţii Republicii Moldova, dezvoltării durabile şi a integrării ţării noastre în<br />

comunitatea ştiinţifi că europeană.<br />

Pentru rezultate ştiinţifi ce obţinute pe arena naţională şi internaţională, atragerea<br />

granturilor şi activitate managerială fructuoasă în diferite funcţii pe parcursul anilor,<br />

doctorului Alexandru Teleuţă i s-a conferit Titlul Onorifi c „Om Emerit”, diplome<br />

de merit ale Guvernului Republicii Moldova, Academiei de Ştiinţe a Moldovei,<br />

Ministerului Mediului, Universităţii „Alexandru Ioan Cuza” Iaşi, Universităţii din<br />

Bucureşti ş. a.<br />

Academician Gheorghe DUCA Academician Teodor FURDUI<br />

Dr.hab. Ion GUCEAC Dr. Gheorghe TUDORACHE<br />

Dr. Maricica COLŢUN<br />

SAVANT NOTORIU ÎN TERAPIA PLANTELOR<br />

Doctorul habilitat Leonid Voloşciuc la 60 de ani<br />

Aniversări<br />

S-a născut la 02 noiembrie anul 1952 în<br />

satul Micăuţi, raionul Străşeni, într-o familie<br />

de ţărani, care din fragedă copilărie i-au altoit<br />

dragostea faţă de natură şi simţul deosebit<br />

orientat la protecţia ei. După absolvirea şcolii<br />

medii din satul natal, urmează studiile la<br />

Colegiul Agricol din Ţaul raionul Donduşeni,<br />

pe care la absolvit cu menţiune în anul 1973,<br />

după ce activează în calitate de brigadier în<br />

gospodăria ecologică “Iu. Gagarin”, raionul<br />

Orhei.<br />

În anul 1978 absolveşte cu menţiune Facultatea de Biologie şi Pedologie a Universităţii<br />

de Stat din Moldova, după care continuă studiile în doctorantura Academiei de<br />

Ştiinţe a Moldovei, unde a întreprins cercetări în domeniul virusurilor fi topatogene şi<br />

elaborării metodelor de prevenire şi combatere a virozelor la culturile agricole. În anul<br />

1981 revine în calitate de lector la Catedra de Genetică şi Microbiologie a Universităţii<br />

de Stat din Moldova. Rezultatele cercetărilor ştiinţifi ce obţinute în cadrul doctoranturii<br />

şi activităţii la Facultatea de Biologie şi Pedologie a USM, au fost înalt apreciate la<br />

susţinerea tezei de doctor în biologie în Institutul unional de protecţie a plantelor din<br />

San-Peterburg.<br />

Începând cu anul 1986 şi până în prezent, şi-a consacrat activitatea ştiinţifi că cercetărilor<br />

teoretice şi practice, studiului şi utilizării resurselor naturale în scopul combate-<br />

187


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Aniversări<br />

rii agenţilor patogeni şi a dăunătorilor cu mijloace biologice, alternative celor chimice,<br />

care se realizau în cadrul Institutului unional de cercetări ştiinţifi ce din domeniul metodelor<br />

biologice de protecţie a plantelor. Aici Dumnealui s-a manifestat pe deplin şi ca<br />

cercetător şi ca manager: secretar ştiinţifi c (1992-1995), Şef al Laboratorului de Virologie<br />

şi Bacteriologie (1995-1998), director adjunct pentru probleme de ştiinţă şi manager<br />

al Laboratorului de Protecţie Microbiologică (1998–2001), director al Institutului<br />

de Cercetări pentru Protecţia Plantelor al MAIA şi Şef al Laboratorului de Protecţie<br />

Microbiologică (2001–2002), manager al Laboratorului de Protecţie Microbiologică<br />

(2002-2006). Din luna martie 2006 activează în calitate de director al Institutului de<br />

Protecţie a Plantelor şi Agricultură Ecologică al AŞM. În funcţie de director Dumnealui<br />

a creat un colectiv de specialişti de înaltă califi care în domeniul protecţiei plantelor şi<br />

s-a manifestat nu numai ca promotor energic al diferitor iniţiative în domeniul protecţiei<br />

plantelor, dar şi ca luptător pentru idealurile naţionale.<br />

În această perioadă, studiind principalele sisteme de protecţie integrată a plantelor,<br />

Leonid Voloşciuc în calitate de principiu de bază în organizarea protecţiei plantelor<br />

propune trecerea de la nimicirea totală a organismelor dăunătoare la metode de dirijare<br />

a densităţii populaţiilor lor pe baza abordării sistemice a problemei în ansamblu.<br />

Pentru aceasta au fost înaintate metode microbiologice de protecţie a plantelor, printre<br />

care un loc aparte le revine preparatelor baculovirale. Cercetările multianuale complexe<br />

a diversităţii biologice, relaţiilor agenţilor patogeni cu insectele gazdă au permis<br />

evidenţierea mai multor suşe de microorganisme utile cu proprietăţi sporite, care au şi<br />

constituit fundamentul utilizării lor în calitate de agenţi activi pentru elaborarea preparatelor<br />

baculovirale. În baza acestor studii a fost fundamentată o nouă direcţie ştiinţifi<br />

că - biotehnologia producerii şi aplicării baculovirusurilor pentru protecţia plantelor.<br />

Această direcţie prevede aplicarea diverselor metode virusologice, molecular biologice,<br />

de producere a biomasei “in vivo” şi “in vitro”, diverse metode fi zico-chimice,<br />

precum şi de obţinere a formelor preparative. Drept realizare importantă a doctorului<br />

habilitat Leonid Voloşciuc poate fi considerată elaborarea tehnologiilor de producere a<br />

insecticidelor baculovirale în combaterea speciilor de noctuide canibale (Virin-HS-2,<br />

Virin-KS), a insectelor coloniale (Virin-ABB-3, Virin-LD, Virin-LS), care nu pot fi<br />

combătute cu alte mijloace biologice, precum şi a insecticidelor virale de perspectivă<br />

(Virin-CP, Virin-LS, Virin-KS, Virin-ABB-3, Virin-LD, Virin-LS).<br />

În baza elaborării bazelor teoretice de constituire a sistemelor de protecţie integrată<br />

a plantelor şi propunerea principiilor fundamentale şi tehnologiilor de aplicare a preparatelor<br />

baculovirale în combaterea principalilor dăunători ai culturilor agricole şi silvice<br />

a fost susţinută cu brio teza de doctor habilitat „Bazele teoretico-metodologice ale<br />

biotehnologiei producerii şi aplicării preparatelor baculovirale în protecţia plantelor”,<br />

la specialitatea – 06.01.11. „Protecţia plantelor”. În comun cu colectivul Laboratorului<br />

Biotehnologia producerii mijloacelor de protecţie biologică a plantelor a elaborat, omologat<br />

şi înregistrat în Registrul de Stat 11 preparate biologice destinate pentru protecţia<br />

diferitor culturi agricole, care se aplică pe larg atât în agricultura convenţională, cât şi<br />

în gospodăriile afl ate la faza de conversie la agricultura ecologică.<br />

Pe parcursul ultimilor ani, graţie schimbărilor înregistrate în agricultura mondială<br />

şi pornind de la problemele ecologice, care se agravează, precum şi ţinând cont<br />

de succesele unor ţări în promovarea tehnologiilor prietenoase mediului, savantul a<br />

188


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Aniversări<br />

acordat o atenţie deosebită elaborării cadrului legislativ, instituţional şi tehnologic al<br />

agriculturii ecologice. A participat la elaborarea Legii nr. 115/2005 şi Hotărârii de Guvern<br />

nr.149/2006 privind agricultura ecologică, iar actualmente participă la asigurarea<br />

ştiinţifi că şi tehnologică a acestor activităţi.<br />

Activitatea domnului Leonid Voloşciuc este indispensabil legată de devenirea lui<br />

în calitate de manager, lucru care s-a manifestat încă de pe băncile studenţeşti. Savantul<br />

o atenţie deosebită acordă consolidării şi cimentării colectivului ştiinţifi c al institutului,<br />

demonstrând capacităţi înalte de organizare a activităţii colectivelor institutelor ştiinţifi<br />

ce. Aceasta se referă şi la exprimarea corectitudinii ştiinţifi ce, protejarea şi implementarea<br />

rezultatelor ştiinţifi ce în practicile agricole. Dumnealui, conducându-se de<br />

normele morale şi practica personală, permanent a susţinut şi susţine poziţia savanţilor<br />

în vederea originii poporului nostru, rolul ştiinţei moldave şi aportul ei în dezvoltarea<br />

ţării şi a ştiinţei mondiale, manifestându-se ca un adept al adevărului ştiinţifi c şi un bun<br />

cunoscător al problemelor agriculturii moderne.<br />

Pe parcursul mai multor ani a participat activ la lucrările diferitor foruri ştiinţifi ce,<br />

prezentând rapoarte plenare, înalt apreciate de comunitatea ştiinţifi că internaţională,<br />

care s-au desfăşurat la: Iaşi (1993, 1995), Cluj-Napoca (1994, 2011), Vidra (1997),<br />

Bucureşti (1998), Poznan (1995, 2000), Chişinău (1998, 2000, 2002, 2005, 2006,<br />

2007, 2008, 2009, 2010, 2012), Bălţi (2007, 2009, 2012), Kiev (2003, 2007), Odesa<br />

(2007, 2008), Protvino (1998), Sanct-Peterburg (1999, 2002, 2005, 2008), Cernogolovka<br />

(2006, 2010), Minsc (2007, 2008, 2011), Krasnodar (2008, 2010), Novosibirsc<br />

(1997, 2002), Moscova (1998, 2004), Montpellier (2001), Tehran (2002). Fiind bine<br />

cunoscut între specialiştii de breaslă, Dumnealui i se încredinţează organizarea în baza<br />

Institutului de Protecţie a Plantelor şi Agricultură Ecologică a forurilor ştiinţifi ce internaţionale,<br />

fi ind în calitate de preşedinte a consiliului de coordonare (Chişinău, 2009,<br />

2011). În repetate rânduri a activat şi în calitate de copreşedinte şi membru al comitetelor<br />

de organizare a mai multor conferinţe internaţionale din Chişinău, Moscova, Iaşi,<br />

Kiev, Odesa, Minsc. Pregătirea profesională înaltă i-a permis doctorului habilitat L.<br />

Voloşciuc să modereze la Congresul XYIII al ARA «Moldova» Deschideri ştiinţifi ce<br />

şi culturale spre Vest», Chişinău (1993), să participe la organizarea Conferinţei Societăţii<br />

entomologice europene (SOREGA, Iaşi, 1995), unele şedinţe la al 5th European<br />

Meeting “Microbial Control of Pests”, Poznan (1995), al Conferinţei „Protecţia Plantelor:<br />

realizări şi perspective” (Chişinău, 2000), preşedinte al Consiliului de organizare<br />

a Simpozionului internaţional „Protecţia Plantelor: realizări şi perspective” sub egida<br />

ВПРС/МОББ (Chişinău, 2009), membru al Consiliului redacţional al Conferinţei<br />

ВПРС/МОББ (San-Peterburg, 2008).<br />

Rezultatele ştiinţifi ce a doctorului habilitat L.Voloşciuc sunt apreciate la justa<br />

valoare, despre ce mărturiseşte câştigul prin concurs a multor proiecte ştiinţifi ce internaţionale<br />

şi naţionale, realizate în comun cu savanţi din România, SUA, Franţa,<br />

Germania.<br />

Rezultatele cercetărilor ştiinţifi ce au fost publicate în 290 de lucrări ştiinţifi ce în<br />

reviste şi culegeri prestigioase din ţară şi peste hotare, printre care 8 monografi i, un manual,<br />

2 recomandări metodice, 8 brevete de invenţii. În semn de recunoaştere pot servi<br />

distincţiile: medalia „D.Verderevschi” (2004), premiul AŞM (2009), medalia jubiliară<br />

„60 de ani ai AŞM”, diploma „Meritul academic” (2009), invitaţiile la diferite fo-<br />

189


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Aniversări<br />

ruri internaţionale (Montpellier, Irvin, Poznan, Moscova, Novosibirsk, Tehran, Praha,<br />

Kiev, Bucureşti, Cluj, Iaşi, Krasnodar, Odesa, Minsk), acordarea de granturi naţionale,<br />

internaţionale şi participarea la îndeplinirea diferitor proiecte bilaterale, participarea în<br />

calitate de moderator la multe foruri ştiinţifi ce internaţionale şi locale, evaluarea în calitate<br />

de preşedinte şi membru al consiliilor ştiinţifi ce specializate, precum şi referent al<br />

tezelor de doctor şi doctor habilitat în ţară şi peste hotare, membru al consiliilor redacţionale<br />

ale revistelor “Mediul Ambiant”, „Защита растений”, “Ştiinţa Agricolă”, revista<br />

“Studii şi Cercetări a Universităţii din Bacău” (România) şi „Информационный<br />

Бюллетень ВПРС/МОББ” (Moscova).<br />

Rezultatele cercetărilor fundamentale, sunt pe larg utilizate în procesul de elaborare<br />

a procedeelor şi biotehnologiilor de producere şi aplicare a mijloacelor microbiologice<br />

de protecţie a plantelor. Din gama larga de tulpini de diferite microorganisme utile, extrase<br />

în condiţii naturale şi apoi ameliorate pentru a corespunde tuturor rigorilor tehnologice,<br />

au fost elaborate şi omologate pentru combaterea diferitor organisme dăunătoare<br />

o serie de preparate virale, bacteriene şi micotice. Producătorii agricoli cunosc şi aplică<br />

aceste preparate, printre care şi brenduri recunoscute (Rizoplan, Trihodermin, Virin-<br />

ABB-3, Paurin), fără utilizarea cărora este imposibilă nu numai obţinerea produselor<br />

agroalimentare ecologice, dar şi promovarea agriculturii durabile. Sunt identifi cate şi<br />

rezultatele aplicării substanţelor biologic active, în primul rând a feromonilor sexuali.<br />

Merită de a fi menţionat faptul, că colaboratorii institutului sunt autori a 18 analogi<br />

sintetici ai feromonilor sexuali a celor mai importante specii de insecte dăunătoare,<br />

precum şi a schemelor de sinteză a 72 de feromoni, care se aplică pe larg nu numai în<br />

condiţiile Republicii Moldova, dar şi în ecosistemele multor ţări vecine.<br />

Sub conducerea doctorului habilitat L.Voloşciuc, colaboratorii institutului au creat<br />

linii de producere şi lansare prin colonizarea naturală a unor specii efi ciente de entomoşi<br />

acarifagi. Printre acestea un rol deosebit aparţine cercetărilor cu implicarea entomofagilor<br />

ovofagi, în primul rând a vespelor din genul Trichogramma, care au demonstrat<br />

o efi cacitate biologică, economică şi ecologică înaltă în tehnologiile de protecţie a<br />

principalelor grupe de culturi agricole. Au fost elaborate şi demonstrate în cadrul mai<br />

multor loturi demonstrative şi implementate pe larg sistemele de protecţie integrată a<br />

culturilor cerealiere, pomicole, legumicole şi a viţei-de-vie.<br />

Caracteristic pentru doctorul habilitat L.Voloşciuc este tendinţa de perfecţionare<br />

ştiinţifi că continuă, care s-a realizat în cadrul diferitor colective internaţionale, cum<br />

ar fi Institutul Unional de Cercetări în Domeniul Protecţiei Plantelor, Sant-Peterburg<br />

(1985, 1989); Institutul de Biotehnologie din Moscova (1987); Universitatea de Stat<br />

din Moscova “M.V.Lomonosov (1988); Institutul de Biologie Moleculară din Novosibirsk<br />

(1988); Institutul de Protecţie a Plantelor din Polonia, Poznan (1989 şi 1995), Staţiunea<br />

de Patologie a Nevertebratelor din Franţa, Saint-Cristoli-Lez-Ales (1997, 1999);<br />

Institutul de Protecţie a Plantelor din Iran (2000), deplasărilor în mai multe instituţii din<br />

Anglia şi participarea la grantul MRDA/CRDF în SUA (Universitatea din California,<br />

Davis şi Riverside (2003), la trainingul în domeniul agriculturii ecologice (SUA, Universitatea<br />

din California (2007) şi dezvoltării durabile (Sao-Paulo, 2008).<br />

Activitatea ştiinţifi că a doctorului habilitat L.Voloşciuc are o rezonanţa vastă, despre<br />

ce denotă şi desemnarea în calitate de membru al diferitor organizaţii profesionale:<br />

al Societăţii Internaţionale de Patologie a Nevertebratelor, Societăţii Internaţionale de<br />

190


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Protecţie Biologică, al societăţilor republicane (Microscopie Electronică, Entomologilor,<br />

Geneticienilor şi Amelioratorilor).<br />

Meseria sa de director şi savant Dumnealui o îmbină iscusit cu dragostea înnăscută<br />

faţă de muncă, responsabilitatea, cumsecădenia. Graţie rezultatelor ştiinţifi ce complexe<br />

fundamentale şi elaborărilor practice doctorul habilitat L.Voloşciuc astăzi poate fi califi<br />

cat ca savant igienist, ecologist, terapeut al plantelor şi mediului înconjurător.<br />

În numele comunităţii ştiinţifi ce felicităm cordial directorul Institutului de Protecţie<br />

a Plantelor şi Agricultură Ecologică, doctorul habilitat L.Voloşciuc cu ocazia onorabilei<br />

vârste de 60 de ani, îi exprimăm sincere sentimente de recunoştinţă, sănătate,<br />

succese în dezvoltarea ştiinţei şi optimism.<br />

Prim-vicepreşedinte al AŞM, academician T.Furdui<br />

Academician coordonator, academician B.Gaină<br />

Secretar ştiinţifi c al Secţiei de Ştiinţe ale Naturii şi Vieţii, dr. Gh. Tudorache<br />

Director adjunct pentru probleme de ştiinţă al Institutului de Protecţie<br />

a Plantelor şi Agricultură Ecologică, doctor habilitat<br />

Secretar ştiinţifi c al Institutului de Protecţie a Plantelor şi<br />

Agricultură Ecologică, doctor<br />

V.Todiraş<br />

M. Batcu<br />

O VIAŢA CONSACRATĂ PLANTELOR AROMATICE<br />

Doctorul habilitat, profesorul universitar Grigore Musteaţă<br />

la 80 ani<br />

Aniversări<br />

Născut la 3 decembrie 1932, în c.<br />

Mihaileni, judeţul Bălţi.<br />

Savant în domeniul fi totehniei<br />

şi agrotehnicii. Doctor habilitat în<br />

agricultură (1990). Profesor universitar<br />

(2001).<br />

S-a născut la 3 decembrie 1932 în comuna Mihaileni, judeţul Bălţi, într-o familie<br />

de ţărani, fi ind cel de al 4-lea din cei 9 copii.<br />

A absolvit în a.1948 şcoala din satul natal. În a.1949 împreună cu familia a fost<br />

deportat în regiunea Curgan, Rusia. În pofi da greutăţilor şi obstacolelor greu de imaginat,<br />

absolveşte cu succes singura şcoală medie funcţională din raionul administrativ<br />

– Belozerskoe. Posedând cunoştinţe profunde, în 1951 este înscris la facultatea de<br />

Agronomie a Institutului Agricol de Stat din Kurgan. Datorită perseverentei, insistenţei<br />

şi muncii asidue, şi având ca îndrumători mai multe personalităţi notorii ca: V.P.<br />

Kuşnirenko, M.I. Lopatin, A.C. Verşinin, S.M Râtov, Iu. Staroselskii ş.a., dl Musteaţă<br />

191


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Abstracts<br />

Gr. a obţinut o bună pregătire teoretică şi practică. A fost unicul student la Facultate din<br />

promoţia anului 1956, care pe parcursul întregii perioade a fost apreciat în exclusivitate<br />

cu califi cativul „foarte bine”.<br />

Obţinând diploma cu menţiune de inginer-agronom, este repartizat să activeze<br />

la valorifi carea „pământurilor înţelenite” în regiunea Novosibirsk, Rusia. Tânărul<br />

specialist, în calitate de agronom-şef al „sovhozului Zubkovo”, raionul Veselovskoe<br />

s-a evidenţiat prin implementarea cu succes a culturii porumbului pentru siloz de<br />

rând cu culturile tradiţionale ale zonei, a asolamentelor cu culturi noi, inclusiv a fl orii<br />

soarelui, camelinei, testării gaoleanului ca cultură de pajişte şi fâneţe, a sfeclei de zahăr<br />

pentru furaj ş.a.<br />

Avansând în experienţa de producere este frământat de mai multe probleme şi<br />

neclarităţi din practica agricolă. Acestea îl fac să aleagă calea cercetărilor în agricultură.<br />

În anul 1959 el este admis în doctorantură în cadrul Institutului de Cercetări Agricole<br />

din Omsk, secţia Agrotehnica, ulterior transferându-se în doctorantură la Institutul<br />

Unional de Cercetări pentru Plantele Oleaginoase şi Aromatice (IUCPOA) din oraşul<br />

Krasnodar, Rusia.<br />

Revenind la baştină dumnealui se angajează în calitate de agronom-şef în sovhozulfabrică<br />

„Roza Moldavii” din oraşul Leova, unde continuă activitatea de cercetare prin<br />

doctorat cu frecvenţă redusă, realizează şi susţine cu succes teza de doctor în agricultură<br />

(1965). Cu participarea dlui Gr.Musteaţă au fost testate în condiţii de producere menta,<br />

busuiocul eugenolic, pelinul tămâios, feniculul, mărarul pentru ulei, mătăciunea,<br />

stânjinelul ş.a. În primii 3 ani de activitate devine posesor a peste 20 adeverinţe de<br />

raţionalizator a procedeelor tehnologice la săditul mentei, creşterea materialului săditor<br />

de levănţică şi trandafi r prin metode netradiţionale, recoltarea şerlaiului etc.<br />

Pe parcursul activităţii ştiinţifi ce şi de producere obţine bogate cunoştinţe, privind<br />

biologia şi tehnologiile de cultivare, creştere a materialului semincer şi săditor pe baze<br />

ştiinţifi ce, precum şi procesării materiei prime de plante aromatice, mai târziu şi a<br />

celor medicinale. Plantele aromatice devin o îndeletnicire şi o pasiune de o viaţă a<br />

omagiatului. Fiind atras de ştiinţă, doctorul în agricultură, dl G. Musteaţă, în 1965<br />

este angajat prin concurs în funcţia de cercetător ştiinţifi c la Staţiunea Experimentală<br />

pentru plante Oleaginoase şi Eterooleaginoase din Moldova a Institutului Unional de<br />

acest profi l, unde peste câteva luni este numit vicedirector pe ştiinţă, funcţie pe care<br />

o deţine aproape 11 ani. Dumnealui era preocupat de cultivarea mentei la irigare,<br />

cultivarea mentei în cultura multianuală şi cu 2 coase, înlocuirea săditului prin rizomi<br />

cu cel prin răsad, stabilizarea în timp a producţiei la şerlai şi trandafi r, metodele de<br />

recoltare mecanizată la şerlai, metode noi şi mai ieftine de producere a materialului<br />

semincer şi săditor la plantele aromatice cultivate.<br />

În baza propriilor cercetări şi generalizării realizărilor ştiinţifi ce şi practice în anul<br />

1972 publică primele lucrări ştiinţifi ce: „Cultivarea plantelor etero-oleaginoase” şi<br />

„Cultura mentei la irigare în Moldova”. Acestea şi alte lucrări publicate în perioada de<br />

referinţă au contribuit la formarea bazei materialo-didactică pentru instruirea cadrelor<br />

de cultivatori şi procesare a plantelor aromatice din ţara noastră. Conceptul teoretic<br />

şi practic de elaborare a asolamentelor specializate cu plante aromatice, inclusiv cu<br />

şerlai este argumentat în monografi ile „Cultivarea plantelor aromatice” (1980) şi<br />

„Vozdelâvanie aromaticeskih rastenii” (1988), care au devenit cărţi de căpătâi pentru<br />

192


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Aniversări<br />

specialiştii practici. Ţinând cont de condiţiile ecologice a diferitor zone de cultivare,<br />

au fost elaborate scheme şi procedee de cultivare ascunsă dirijată şi cultivare nativă a<br />

şerlaiului, care permit de a majora substanţial efi cienţa acestei culturi.<br />

Luând în consideraţie aptitudinea de cercetător şi capacităţile organizatorice în anul<br />

1977 doctorul Musteaţă G. este numit în funcţie de director al Staţiunii de cercetări<br />

pentru Plante Aromatice şi Uleiuri Eterice în componenţa AŞP „Viorica”, funcţie pe<br />

care a deţinut-o pe parcursul următorilor 26 ani. Concomitent îndeplineşte şi funcţia de<br />

vice-preşedinte pe probleme de cercetare a Asociaţiei Ştiinţifi ce de Producţie Viorica,<br />

care includea ramura, privind cultivarea, prelucrarea şi comercializarea produsului<br />

fi nit al plantelor aromatice în Republica Moldova.<br />

Efectuând studii complexe referitor la particularităţile biologice şi la perfecţionarea<br />

tehnologiilor de cultivare a peste 30 specii de plante aromatice şi medicinale sub<br />

aspectul posibilităţii şi impactului socio-economic a cultivării lor în ţară, a acumulat un<br />

vast material ştiinţifi c, care i-a permis să susţină în anul 1990 teza de doctor habilitat<br />

în agricultură în domeniul tehnologiilor avansate de cultivare a plantelor aromatice. În<br />

anul 2001 i se conferă titlul ştiinţifi co-didactic de profesor universitar la specialităţile<br />

„Fitotehnie” şi „Agrotehnică”.<br />

Doctorul habilitat Musteaţă Gr. a contribuit esenţial la organizarea şi dezvoltarea<br />

ramurii eterooleaginoase în ţară, la crearea şi dezvoltarea Staţiunii de Cercetări pentru<br />

Pante Aromatice care asigura producerea cu elaborări ştiinţifi ce efi ciente.<br />

Realizările ştiinţifi ce au fost refl ectate în peste 300 publicaţii ştiinţifi ce şi metodicodidactice,<br />

inclusiv 12 monografi i. Dumnealui este autor a peste 30 tehnologii de<br />

cultivare a plantelor aromatice. Rezultatele ştiinţifi ce sunt protejate de 5 brevete de<br />

invenţie, 5 adeverinţe pentru soiuri de plante aromatice şi medicinale.<br />

Profesorul universitar Gr. Musteaţă îmbină cu succes activitatea ştiinţifi că cu cea<br />

didactică în cadrul Universităţii Agrare de Stat din Moldova. A contribuit esenţial<br />

la pregătirea cadrelor de specialitate în domeniul cultivării plantelor aromatice şi<br />

medicinale, fi ind conducător a peste 40 teze de licenţă şi 5 teze de doctorat. Graţie<br />

corectitudinii şi verticalităţii de care permanent dă dovadă, a fost nominalizat preşedinte<br />

al Comisiei de experţi în agricultură a CNAA, actualmente ocupând funcţia de membru<br />

al comisiei nominalizate. Este membru al Consiliului Ştiinţifi c al Institutului de<br />

Genetică şi Fiziologie a Plantelor, membru a seminarelor Ştiinţifi ce de profi l: 06.01.01<br />

– Agrotehnica şi 06.01.09 – Fitotehnia la Universitatea Agrară de Stat din Moldova.<br />

Graţie pregătirii profesionale înalte, insistenţei, muncii asidue zi de zi, vocaţiei<br />

de cercetător şi abordării profunde şi originale a problemelor studiate şi rezultatelor<br />

ştiinţifi ce importante obţinute, a fost onorat de a elabora Conceptul relansării ramurii<br />

etero-oleaginoase şi dezvoltării domeniului de cultivare a plantelor aromatice şi<br />

medicinale în Republica Moldova (2002). Din 2006 activează în cadrul Centrului<br />

„Genetica şi ameliorarea plantelor aromatice şi medicinale”, Institutul de Genetică şi<br />

Fiziologie a Plantelor al ASM, efectuând cercetări în domeniul plantelor aromatice<br />

şi medicinale (şerlai, lavanda, menta, fenicul, isop, cimbru de munte, pasifl ora ş.a.),<br />

elaborării procedeelor tehnologice performante şi a tehnologiilor avansate, ecologic<br />

inofensive, economic efi ciente de creştere şi procesare a acestora. Este promotor al<br />

cercetărilor, privind perfecţionarea metodelor de producere a materialului săditor<br />

calitativ cu un sinecost redus a lavandei, cimbrului de munte, mentei. Studiază cu<br />

193


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

succes fenomenul de degenerare şi elaborare a metodelor de asanare a mentei, utilizarea<br />

deşeurilor de plante aromatice în producţia ecologică, perfecţionarea tehnologiei de<br />

cultivare a şerlaiului, implementarea în producere şi elaborarea tehnologiei culturii de<br />

câmp a pasifl orei ş.a. Profesorul universitar G. Musteaţă este permanent generator de<br />

idei, neobosit cercetător şi participant în activitatea de instruire a tinerilor specialişti.<br />

Pentru merite deosebite obţinute în domeniul plantelor aromatice profesorul universitar<br />

Musteaţă Gh. a fost menţionat în a. 1993 cu medalia „Meritul civic”.<br />

Cu ocazia aniversării de 80 ani de la naştere Academia de Ştiinţe a Moldovei<br />

şi colegii exprimă cele mai sincere sentimente de recunoştinţă prof.univ. Grigore<br />

Musteaţă pentru aportul sufi cient în dezvoltarea ramurii etero-oleaginoase, şi-i doresc<br />

multă sănătate, prosperitate, perseverenţă, ani de viaţă lungă sanogenă şi noi realizări.<br />

Prim-vicepreşedinte al AŞM, academician-coordonator al Secţiei de<br />

Ştiinţe ale Naturii şi Vieţii, academcian<br />

Director al Institutului de Genetică şi Fiziologie a Plantelor, doctor<br />

habilitat<br />

Teodor Furdui<br />

Vasile Botnari<br />

Secretar ştiinţifi c al Secţiei de Ştiinţe ale Naturii şi Vieţii, doctor Gheorghe Tudorache<br />

Director adjunct pe probleme de ştiinţă al Institutului de Genetică şi<br />

Fiziologie a Plantelor, doctor<br />

Secretar ştiinţifi c al Institutului de Genetică şi Fiziologie a Plantelor,<br />

doctor<br />

Larisa Andronic<br />

Eugenia Dobândă<br />

Cărţi noi<br />

194


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

CĂRŢI NOI<br />

RECENZIE ASUPRA MONOGRAFIEI<br />

,,CROMATICA TRADIŢIONALĂ ROMÂNEASCĂ”.<br />

Autori: Zina Şofransky, Valentin Şofransky. Bucureşti,<br />

Editura Etnologică, 2012.<br />

Cărţi noi<br />

Volumul a fost efectuat sub auspiciul Institutului Patrimoniului Cultural şi al<br />

Institutului de Chimie al Academiei de Ştiinţe a Moldovei<br />

Ca indiciu al recenziei poate fi utilizat<br />

următorul text din lucrare: „monografi a<br />

pune în discuţie o problemă importantă a<br />

artei uzuale despre cromatica tradiţională<br />

românească ce reuşeşte să se metamorfozeze<br />

datorită perioadelor istorice.<br />

Având la bază o analiză profundă a problemei<br />

disecate de specialişti consacraţi<br />

în utilizarea metodelor fi zice şi chimice<br />

sofi sticate, lucrarea cuprinde un spectru<br />

larg de noţiuni esenţiale de spectroscopie<br />

optică, unde electromagnetice, raze<br />

solare, lumină, culoare, văz, structura<br />

ochiului omenesc, bioluminiscenţă”.<br />

194


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Cărţi noi<br />

Pe scurt o analiză a operei prezentate. Lucrarea prezintă o cercetare interdisciplinară.<br />

Pe tot parcursul textului se fac trimiteri cu argumentări la specialişti din diferite domenii:<br />

ştiinţe sociale (istorie, etnologie, arheologie, folclor, lingvistică etc.), ştiinţe reale<br />

(matematică, fi zică, chimie, biologie, mineralogie etc.) din diverse ţări (R. Moldova,<br />

România, Rusia, Franţa, Germania etc.).<br />

În introducere autorii ne informează că problema nominalizată în titlu a fost<br />

elaborarea unui volum „în care să fi e indicate sursele, compoziţia, structura, proprietăţile<br />

tinctoriale, rolul mordanţilor şi al fi xatorilor, având în vedere cercetarea în dinamică şi<br />

evoluţia cromaticii tradiţionale din întregul areal carpato-danubiano-pontic. În capitolul<br />

VI a fost introdusă în circuitul etnografi c noţiunea de „culori fără coloranţi”.<br />

În Capitolul I au fost scoase în evidenţă începuturile artei din timpuri preistorice<br />

(peşteri, munţi, săpături) continuate până în zilele noastre. Apogeul dezvoltării artei<br />

decorative naţionale a fost atins în sec. XVIII-XIX, mai ales în ceea ce priveşte cromatica<br />

tradiţională (vopsele de origine vegetală, animală, minerală; boiangerii etc.).<br />

Cu succes sunt refl ectate unele probleme importante, cum ar fi :<br />

a) Periodizarea istorică (minerale, plante, animale) de la lumea preistorică până la<br />

epoca nouă, fi ind ilustrate cu planşe speciale;<br />

b) Noţiuni despre natura luminii şi culorii, unde sunt expuse datele ştiinţifi ce<br />

despre natura luminii „radiaţii electromagnetice emise de corpuri luminiscente, care<br />

impresionează ochiul omenesc, efectul acestor radiaţii”;<br />

c) Descrierea sistemei optice a ochiului, senzaţia luminii şi culorile spectrului<br />

solar;<br />

d) Elemente din teoria culorii, inclusiv legile culorii.<br />

Bazându-se pe Sistemul periodic al elementelor, a fost efectuată o analiză complexă<br />

a elementelor chimice: metale, nemetale, oxizi, baze, acizi, săruri bazice, acide şi<br />

neutre şi pe baza acestei clasifi cări au fost repartizate sursele minerale tinctoriale (aur,<br />

argint, cupru, pietre preţioase, ocruri, zinc, cromaţi de fi er, cadmiu, zinc, plumb, care<br />

toate împreună alcătuiesc clasa mineralelor cromofore, iar amestecul lor alcătuieşte<br />

sumedenia de minereuri, ce le găsim în munţii Carpaţi, cât şi în câmpiile din Banat,<br />

Transilvania, Oltenia, Moldova, Bucovina, Muntenia.<br />

Autorii au demonstrat că utilizarea pigmenţilor şi mordanţilor minerali în vopsitorie,<br />

pictură, zugrăvire, în întreg spaţiul etnografi c este demn de a alcătui încă un tezaur<br />

tradiţional al artei populare româneşti, inclusiv şi din Republica Moldova. Un aport<br />

semnifi cativ îl constituie utilizarea multor minerale naturale în cosmetică, farmaceutică,<br />

în obţinerea ceramicii şi sticlei colorate.<br />

Compartimentul „Abordări interdisciplinare pentru caracterizarea cromaticii<br />

pieselor etnografi ce” este dedicat metodelor matematice, fi zice, chimice şi biologice,<br />

care au pus o bază temeinică la interpretarea şi caracterizarea culorilor (bineînţeles, a<br />

culorilor curcubeului, adică acelor culori care pot da ochiului senzaţia cromatică).<br />

Capitolul II Denumirile populare ale culorilor şi nuanţelor cuprinde un număr<br />

impunător de variante ale denumirilor culorilor şi nuanţelor, cu o analiză riguroasă<br />

a diverselor moduri de denumiri, inclusiv provenienţa acestor variante din alte limbi<br />

(latină, greacă, franceză, bulgară, turcă, slavă etc.), însoţite de reprezentări grafi ce.<br />

Capitolul III Surse şi coloranţi vegetali în vopsitoria tradiţională este destinat<br />

unei analize meticuloase a provenienţei, obţinerii şi utilizării coloranţilor vegetali atât<br />

195


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

Cărţi noi<br />

în întregul spectru de moduri de vopsire a pieselor etnografi e (fi e ele şi de origine<br />

arheologică), cât şi utilizarea coloranţilor respectivi în vopsitorie, medicina umană sau<br />

veterinară, alimentaţie, puţin mai redusă în zootehnie.<br />

Mordanţii şi fi xatorii minerali (uneori şi de altă natură) lărgesc spectrul culorilor<br />

şi nuanţelor surselor tinctoriale, contribuind la o stabilitate mai trainică şi mai clară a<br />

pieselor vopsite.<br />

Capitolul dat menţine şi multe informaţii despre tăbăcitul şi vopsitul pieilor şi<br />

blănurilor, informaţii binevenite, mai ales pentru arealul carpato-danubiano-pontic. O<br />

mândrie naţională este şi vopsitul (pictatul) ouălor-de-Paşti.<br />

Partea II-a a Capitolului III este destinată culorii şi desenului natural al diferitor<br />

specii de lemn, care poate fi folosit atât în stare naturală (mobilă, piese de decor etc.),<br />

cât şi sursă de extracţie a unor coloranţi specifi ci autohtoni (nuc, dud), cât şi exotici<br />

(băcan, santal). Arta lemnului, după cum se ştie, este încă un pilon de valoare al artei<br />

tradiţionale.<br />

Capitolul IV Coloranţi şi aditivi din regnul animal cuprinde esenţele tinctoriale<br />

provenite din regnul animal (fl uturi, insecte,, animale domestice şi sălbatice, peşti,<br />

moluşte etc.). După cum relatează autorii – aceşti coloranţi au un areal mai redus de<br />

utilizare, deşi sunt pe larg cunoscuţi şi utilizaţi (Mexica, America de sud – Peru, Asia<br />

(China, India), Africa (Egipt), cât şi în multe ţări din Europa (Spania, Franţa, Rusia,<br />

Basarabia ş.a.), este vorba de coşenilă.<br />

Alt colorant preţios – purpura antică – de asemeni ştiut în multe ţări.<br />

Un compartiment bine venit în capitol îl ocupă legenda penelor colorate, în care<br />

este redată o analiză globală a utilizării penelor colorate (armata, îmbrăcămintea etc.),<br />

cât şi a reminiscenţelor acestei arte în viaţa oamenilor şi din Ţările Române.<br />

Capitolul V Pigmenţi minerali în arta decorativă este axat pe provenienţa metalelor,<br />

pietrelor preţioase, oxizilor, sărurilor, mineralelor ş.a., cât şi a unor compuşi coordinativi<br />

(peruzea, turcoaz, granat etc.).<br />

În baza sintezei profunde teoretico-ştiinţifi că în mai multe domenii de cercetare<br />

sunt descrise: periodizarea geografi că a Pământului, inclusiv cu formarea mineralelor,<br />

apariţia şi dezvoltarea plantelor şi animalelor, cât şi descifrarea structurii ochiului<br />

uman, a văzului, natura luminii şi culorilor, înglobate în spectrul vizibil al ochiului<br />

uman (curcubeul); sursele naturale şi utilizarea coloranţilor vegetali şi animali, inclusiv<br />

şi a pigmenţilor minerali; descifrarea importanţei mordanţilor în obţinerea culorilor<br />

rezistente la factorii nefavorabili.<br />

Un punct forte îl alcătuieşte compartimentul colorantului Coşenila, care de fapt<br />

prezintă doi coloranţi – Carmin şi Cârmâz, care erau cunoscuţi pe vremuri nu numai<br />

în Mexic, dar şi în America, Africa, Asia şi Europa, chiar şi în Rusia, România, Franţa<br />

până şi în Basarabia. Prezintă o menţiune importantă că astfel de sursă de colorant era<br />

cunoscută şi în România – Bucovina. Un efort semnifi cativ a fost utilizat la alcătuirea<br />

formulelor chimice şi denumirilor ştiinţifi ce a tuturor coloranţilor, inclusiv şi a celor<br />

minerali.<br />

Capitolul VI Nanotehnologia – culoare fără coloranţi este neobişnuit pentru<br />

cromatica tradiţională (coloranţi vegetali, animali şi minerali), însă aceleaşi culori ale<br />

spectrului solar pot fi obţinute prin interacţiunea undelor electromagnetice cu obstacole<br />

(găuri, ridicături, reţele etc.) cu nanodimensiuni 10 (-9) m., care schimbă energia razelor<br />

196


Buletinul AŞM. Ştiinţele vieţii. Nr. 3(318) 2012<br />

solare. Această tehnologie este costisitoare, însă viitorul, probabil, va fi pe măsură<br />

(ţesături, îmbrăcăminte etc.).<br />

Aici autorii au introdus în circuitul etnografi c noţiunea de „culori fără coloranţi”.<br />

Introducerea noţiunii „Culorilor fără coloranţi” în circuitul etnografi c, inclusiv<br />

prezicerea unui număr important de astfel de „surse” naturale va stârni discuţii pentru a<br />

clarifi ca veridicitatea acestui capitol şi concluziile corespunzătoare.<br />

Un interes deosebit îl merită compartimentul lucrării în care autorii au avut<br />

îndrăzneala de a prezice aceste proprietăţi tinctoriale multor plante, animale (fl uturi,<br />

gândaci, reptile, peşti etc.), chiar şi minerale (aur fi n divizat).<br />

În „Concluzii” autorii menţionează că monografi a „Cromatica tradiţională<br />

românească” se bazează pe o serie prealabilă de publicaţii (5 monografi i), un număr<br />

semnifi cativ de articole şi de prezentări şi discuţii la numeroase foruri naţionale şi<br />

internaţionale.<br />

Cităm o concluzie a autorilor: „Lucrarea are aspect multilateral, pluridisciplinar,<br />

integrând cunoştinţe istorice, geografi ce, botanice, zoologice, lingvistice, folclorice,<br />

arheologice etc., cât şi noţiuni din ştiinţele exacte: matematică, fi zică, chimie,<br />

mineralogie. Aceasta a permis de a efectua un studiu etnologic aprofundat şi de a elabora<br />

unele noţiuni şi dependenţe matematice pentru a caracteriza proprietăţile diferitor piese<br />

etnografi ce (covoare, ştergare, piese de decor, costume populare etc.). De asemenea<br />

au fost aliniate şi metodele fi zice, chimice, mineralogice de analiză şi de identifi care a<br />

materialelor etnografi ce şi arheologice, legate de cromatică”.<br />

Făcând cunoştinţă cu această monografi e de unicat, am avut senzaţia că am sesizat<br />

ceva nou în viziunea multor ramuri ale creaţiei populare mondiale, inclusiv faptul<br />

ca autorii Dna Zina Şofransky şi Dnul Valentin Şofransky au introdus ceva nou în<br />

viziunea multor compartimente ale ştiinţei şi nu numai în ştiinţa etnografi că.<br />

Lucrarea este scrisă în limba română literară, cursivă, uşor se citeşte. Conţine<br />

70 planşe-culori, fotografi i, grafi ce etc. inclusiv şi o hartă computerizată a plantelor<br />

tinctoriale din Republica Moldova.<br />

Este de relevat, că astfel de lucrare enciclopedică complexă şi interdisciplinară prin<br />

spectrul aspectelor abordate şi interpretare de dr. hab. Zina Şofranskz şi dr. Valentin<br />

Şofransky deschide noi perspective de cercetare şi va deveni un suport considerabil la<br />

cunoaşterea artei cromatice româneşti de tineretul studios, de meşteri populari etc.<br />

Profesor cercetător, dr. habilitat în biologie, Elena Zubcov<br />

Cărţi noi<br />

197

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!