Obiectiv 4

Obiectiv 4. Evaluarea potențialului utilizării progreselor biotehnologiei (ingineriei genetice) ca strategie complementară pentru limitarea impactului unor viroze cu importanță economică (ex. Plum pox), în contextul siguranţei mediului.

Un obiectiv major al cooperării internaționale dintre USDA-ARS – SUA, INRA/INRAE Bordeaux – Franța, SCDP Bistrița – România, IVIA Valencia – Spania și CRI Praga – Republica Cehă l-a constituit evaluarea potențialului prunului transgenic cu rezistență derivată din patogen (Pathogen Derived Resistance – PDR), bazată pe mecanismul de silențiere genică posttranscripțională (PTGS), atât din perspectiva eficienței rezistenței la virusul Plum pox virus (PPV), agentul etiologic al vărsatului prunelor, cât și a implicațiilor privind siguranța mediului.

Rezultatele cercetărilor

· Prunul transgenic C5, ulterior denumit „HoneySweet”, obținut în cadrul colaborării dintre USDA-ARS Kearneysville și INRA Bordeaux, a demonstrat un nivel ridicat de rezistență și o stabilitate a acesteia la infecțiile naturale cu PPV în condiții endemice. Cercetările desfășurate la SCDP Bistrița au contribuit în mod semnificativ la evaluarea acestui material în condiții endemice specifice României.
Acta Horticulturae (https://ishs.org/ishs-article/899_20/ )

HortScience ( https://journals.ashs.org/view/journals/hortsci/51/5/article-p601.xml )

· Robustețea mecanismului de rezistență mediat de PTGS a fost confirmată și pentru alte clone transgenice, susținând potențialul acestei strategii ca instrument de protecție împotriva PPV.
Genes (https://doi.org/10.3390/genes12060816)

Studiile privind stabilitatea rezistenței au evidențiat faptul că mecanismul PTGS la prunul „HoneySweet” își menține eficiența și în prezența unor virusuri heterologe, aspect relevant pentru evaluarea durabilității rezistenței în condiții naturale.

Journal of Plant Pathology (https://www.jstor.org/stable/41998443 )

Evaluările privind interacțiunile dintre transgene (PPV-CP) și populațiile virale indigene nu au evidențiat un risc suplimentar pentru variabilitatea populațiilor de PPV asociat utilizării prunului transgenic, prin favorizarea recombinării virale.

Journal of Plant Pathology ( https://www.jstor.org/stable/41998950 )

Prunul transgenic „HoneySweet” reprezintă o etapă importantă în aplicarea biotehnologiilor moderne pentru combaterea PPV și constituie un exemplu de utilizare a rezistenței derivate din patogen în ameliorarea speciilor pomicole.
Acta Horticulturae (https://www.actahort.org/books/738/738_88.htm )

Extinderea cercetărilor privind siguranța și performanța agronomică

În perioada 2015–2020, cercetările desfășurate la SCDP Bistrița asupra prunului transgenic „HoneySweet” au fost extinse către evaluarea interacțiunilor cu organismele din agroecosistem, precum și către analiza performanțelor agronomice și a beneficiilor potențiale pentru protecția integrată a culturii prunului.

Principalele direcții au vizat:

1. Evaluarea potențialului impact al transgenelor asupra organismelor nevizate, inclusiv asupra populațiilor indigene de afide cu rol de vectori ai virusurilor, precum și analiza comportamentului albinelor și a preferinței acestora pentru plantele transgenice comparativ cu cele convenționale.

Fruit Growing Research ( chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://publications.icdp.ro/publicatii/lucrari%202023/15.%20Zagrai%20Ioan.pdf )

2. Evaluarea potențialului productiv și calitativ al prunului „HoneySweet” în condițiile reducerii numărului de tratamente fitosanitare necesare pentru controlul vectorilor.
Romanian Journal of Horticulture (https://romanianjournalofhorticulture.ro/index.php/RJH/article/view/29 )

3. Evaluarea posibilității reducerii tratamentelor insecticide pentru controlul afidelor, prin integrarea rezistenței la PPV într-o strategie de protecție integrată, cu potențial de diminuare a presiunii chimice asupra agroecosistemului. Acta Horticulturae (https://www.actahort.org/books/1269/1269_25.htm)

Contribuția SCDP Bistrița și relevanța pentru protecția mediului

Laboratorul de Virusologie Pomicolă al SCDP Bistrița, prin colaborările științifice dezvoltate cu USDA-ARS – SUA, INRAE Bordeaux – Franța și alte instituții de cercetare, precum și prin participarea la proiecte și granturi naționale și internaționale, a desfășurat pentru România cercetări de referință privind utilizarea rezistenței derivate din patogen, obținută prin inginerie genetică, pentru controlul PPV. Rezultatele acumulate în peste două decenii de cercetare asupra prunului transgenic „HoneySweet” au demonstrat eficiența acestei strategii în combaterea PPV, stabilitatea rezistenței și absența unor efecte adverse asupra mediului. Evaluările au susținut, de asemenea, echivalența substanțială a prunului transgenic cu prunul convențional pentru caracteristicile analizate, contribuind la fundamentarea procesului de autorizare a cultivării în Statele Unite.

O sinteză a rezultatelor obținute în România pe parcursul a peste două decenii de cercetare a fost prezentată în cadrul European Horticultural Congress 2024 și publicată ulterior în Acta Horticulturae.
Acta Horticulturae (https://www.actahort.org/books/1439/1439_43.htm )

Din perspectiva agriculturii durabile, rezultatele privind performanța agronomică, posibilitatea reducerii necesarului de tratamente fitosanitare și evaluarea interacțiunilor cu organismele nevizate evidențiază potențialul prunului transgenic „HoneySweet” de a fi integrat în strategii de management integrat al bolilor și dăunătorilor (IPM).

O direcție alternativă: hibrizi androsterili cu rezistență la PPV

În contextul dezbaterilor europene privind coexistența culturilor transgenice cu cele convenționale și al preocupărilor referitoare la fluxul genic și conservarea biodiversității, SCDP Bistrița a inițiat o direcție alternativă de cercetare, bazată pe valorificarea mecanismului de silențiere genică posttranscripțională pentru obținerea unor genotipuri cu rezistență la PPV și androsterilitate. Această strategie urmărește combinarea avantajelor rezistenței mediate de PTGS cu limitarea fluxului de gene prin polen. Hibrizii androsterili obținuți moștenesc caracterul de rezistență la PPV, în timp ce incapacitatea de a produce polen funcțional elimină posibilitatea dispersiei transgenelor prin polen și, implicit, potențialele probleme asociate coexistenței cu materialul convențional. Prin urmare, această direcție de cercetare poate constitui o abordare biotehnologică complementară, orientată către creșterea siguranței biologice și reducerea riscurilor asociate fluxului genic, păstrând în același timp beneficiile rezistenței genetice la PPV.

Rezultatele preliminare sunt încurajatoare: prima generație de hibrizi transgenici androsterili constituie un material biologic promițător pentru evaluarea, caracterizarea și selecția ulterioară a genotipurilor cu rezistență stabilă la PPV. Etapele următoare ale cercetării vor viza confirmarea stabilității caracterului de rezistență, caracterizarea fenotipică și moleculară a hibrizilor și evaluarea comportamentului acestora în condiții controlate și de câmp.

În ansamblu, cercetările desfășurate la SCDP Bistrița demonstrează modul în care metodele moderne de ameliorare pot fi integrate într-o strategie de protecție durabilă a culturilor pomicole, cu accent simultan pe eficiența combaterii PPV, reducerea utilizării produselor fitosanitare și asigurarea unor condiții adecvate de siguranță pentru agroecosisteme.