UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ

CLUJ-NAPOCA

Școala Doctorală

Facultatea de Horticultură

Ing. VESCAN Liviu-Adrian

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

Selecţia şi înmulţirea prin metode clasice şi micropropagare a unor

genotipuri valoroase de cătină albă (H. rhamnoides ssp. carpatica) din

flora spontană a României

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC Prof. univ. dr. ing. PAMFIL Doru

Cluj-Napoca, 2011

2

INTRODUCERE.................................................................................................................................. 5 MOTIVAŢIA ŞI OPORTUNITATEA TEMEI ALESE...................................................................... 7 PRINCIPALELE OBIECTIVE URMĂRITE...................................................................................... 8 1. DATE DIN LITERATURA DE SPECIALITATE...................................................................... 9

1.1. Caracterizarea genului Hippophae L.................................................................................... 9 1.1.1. Clasificarea botanică .................................................................................................... 9 1.1.2. Caracteristici morfologice ............................................................................................ 9 1.1.3. Caracteristicile biologice şi genetice.......................................................................... 10 1.1.4. Condiţii pedo-climatice .............................................................................................. 10

1.2. Răspândirea speciei ............................................................................................................ 10 1.2.1. Aria de răspândire a formelor sălbatice...................................................................... 10 1.2.2. Zone cultivate cu cătină în lume ................................................................................ 10 1.2.3. Cultivarea cătinei în România .................................................................................... 10

1.3. Domeniul de importanţă..................................................................................................... 11 1.3.1. Importanţa alimentară ................................................................................................ 11 1.3.2. Importanţa terapeutică................................................................................................ 11 1.3.3. Importanţa economică ................................................................................................ 11 1.3.4. Importanţa ecologică .................................................................................................. 11 1.3.5. Importanţa ornamentală.............................................................................................. 11

1.4. Metode de înmulţire la cătina albă ..................................................................................... 11 1.4.1. Înmulţirea prin seminţe .............................................................................................. 11 1.4.2. Înmulţirea vegetativă prin metode convenţionale ...................................................... 12 1.4.2.1. Înmulţirea prin butaşi ............................................................................................. 12 1.4.2.1.1. Butăşirea în verde................................................................................................... 12 1.4.2.1.2. Butăşirea în uscat ................................................................................................... 12 1.4.3. Înmulţirea in vitro prin micropropagare..................................................................... 13 1.4.3.1. Micropropagarea utilizată ca metodă de înmulţire la plantele horticole................ 13 1.4.3.2. Rezultate din literatură cu privire la micropropagarea la cătină ............................ 13

2. MATERIALE ŞI METODE....................................................................................................... 15 2.1. Materialul biologic ............................................................................................................. 15

2.1.1. Localizarea şi descrierea generală a populaţiilor de cătină (H. rhamnoides ssp. carpatica) din care s-a efectuat selecţia ..................................................................................... 15 2.1.2. Vigoarea de creştere şi înălţimea plantelor ................................................................ 15 2.1.3. Capacitatea de drajonare ............................................................................................ 15 2.1.4. Gradul de spinozitate.................................................................................................. 15 2.1.5. Caracteristicile frunzelor ............................................................................................ 15 2.1.6. Culoarea fructelor....................................................................................................... 15 2.1.7. Forma fructelor........................................................................................................... 15 2.1.8. Productivitatea potenţială ........................................................................................... 15 2.1.9. Masa a 100 fructe ....................................................................................................... 16 2.1.10. Numărul de fructe per mugure ................................................................................... 16 2.1.11. Dimensiunea fructelor ................................................................................................ 16 2.1.12. Lungimea pedunculului şi uşurinţa desprinderii fructelor ......................................... 16 2.1.13. Masa a 100 seminţe .................................................................................................... 16 2.1.14. Caracteristici legate de raportul dintre fructe şi seminţe............................................ 16 2.1.15. Selecţia genotipurilor elită pe baza notelor de bonitare acordate diferitelor caracteristici ............................................................................................................................... 16

2.2. Caracteristicile biochimice ale principalelor genotipuri de cătină (H. rhamnoides ssp. carpatica) selecţionate pentru acest proiect ................................................................................... 16

3

2.2.1. Potenţialul furajer al diferitelor componente ale cătinei ............................................ 16 2.2.2. Determinarea conţinutului de minerale din fructe şi seminţe .................................... 17 2.2.3. Determinarea refractometrică a substanţei uscate solubile ........................................ 17 2.2.4. Determinarea acidităţii totale şi a pH-ului din fructele de cătină............................... 17 2.2.5. Determinare conţinutului de vitamina C (acidului ascorbic) din fructe..................... 17 2.2.6. Determinarea conţinutului de carotenoide totale din fructe ....................................... 17 2.2.7. Determinarea unor componente lipofilice din fructe şi seminţe ................................ 17

2.3. Înmulţirea prin seminţe ...................................................................................................... 18 2.3.1. Determinarea ratei de germinaţie in vitro .................................................................. 18 2.3.2. Determinarea ratei de germinaţie ex vitro şi caracterizarea plantelor obţinute.......... 18

2.4. Înmulţirea prin butăşire în uscat......................................................................................... 18 2.4.1. Butăşirea la ghiveci în spaţiu protejat ........................................................................ 18 2.4.2. Butăşirea mixtă şi evaluarea plantelor rezultate......................................................... 18

2.5. Înmulţirea in vitro prin tehnici de micropropagare ............................................................ 18 2.5.1. Pregătirea mediilor de cultură. Tipurile de vase de cultură utilizate.......................... 18 2.5.2. Iniţierea culturilor....................................................................................................... 19 2.5.3. Pregătirea probelor. Presterilizarea şi sterilizarea ...................................................... 19 2.5.4. Inocularea ................................................................................................................... 19 2.5.5. Multiplicarea .............................................................................................................. 19 2.5.6. Înrădăcinarea .............................................................................................................. 19 2.5.7. Aclimatizarea ............................................................................................................. 19

2.6. Interpretarea statistică a rezultatelor .................................................................................. 19 3. REZULTATE ŞI DISCUŢII ...................................................................................................... 21

3.1. Caracteristicile morfologice şi biometrice ......................................................................... 21 3.1.1. Vigoarea de creştere şi înălţimea plantelor ................................................................ 21 3.1.2. Capacitatea de drajonare ............................................................................................ 21 3.1.3. Gradul de spinozitate.................................................................................................. 21 3.1.4. Caracteristicile frunzelor ............................................................................................ 21 3.1.5. Culoarea fructelor....................................................................................................... 21 3.1.6. Forma fructelor........................................................................................................... 22 3.1.7. Productivitatea potențială ........................................................................................... 22 3.1.8. Masa a 100 fructe ....................................................................................................... 22 3.1.9. Numărul de fructe per mugure ................................................................................... 22 3.1.10. Dimensiunea fructelor ................................................................................................ 22 3.1.11. Lungimea pedunculului şi uşurinţa desprinderii fructelor ......................................... 22 3.1.12. Masa a 100 seminţe .................................................................................................... 22 3.1.13. Caracteristici legate de raportul dintre fructe şi seminţe............................................ 23 3.1.14. Selecţia genotipurilor elită pe baza notelor de bonitare acordate diferitelor caracteristici. .............................................................................................................................. 23

3.2. Caracteristicile biochimice ale principalelor genotipuri de cătină (H. rhamnoides ssp. carpatica) selecţionate pentru acest proiect ................................................................................... 23

3.2.1. Potenţialul furajer al diferitelor componente ale cătinei ............................................ 23 3.2.2. Determinarea conţinutului de minerale din fructe şi seminţe .................................... 23 3.2.3. Determinarea refractometrică a substanţei uscate solubile ........................................ 24 3.2.4. Determinarea acidităţii totale şi a pH-ului din fructele de cătină............................... 24 3.2.5. Determinare conţinutului de vitamina C (acidului ascorbic) din fructe..................... 25 3.2.6. Determinarea conţinutului de carotenoide totale din fructe ....................................... 26 3.2.7. Determinarea unor componente lipofilice din fructe şi seminţe ................................ 26 3.2.7.1. Conţinutul de ulei ................................................................................................... 26

4

3.2.7.2. Compoziţiei acizilor graşi din uleiul de cătină....................................................... 27 3.2.7.3. Analiza cantitativă şi calitativă a tocoferolilor din uleiul de cătină ....................... 27

3.3. Înmulţirea prin seminţe ...................................................................................................... 28 3.3.1. Determinarea ratei de germinaţie in vitro .................................................................. 28 3.3.2. Determinarea ratei de germinaţie ex vitro şi caracterizarea plantelor obţinute.......... 28

3.4. Înmulţirea prin butăşire în uscat......................................................................................... 30 3.4.1. Butăşirea la ghiveci în spaţiu protejat ........................................................................ 30 3.4.2. Butăşirea mixtă şi evaluarea plantelor rezultate......................................................... 31

3.5. Înmulţirea in vitro prin tehnici de micropropagare ............................................................ 32 3.5.1. Iniţierea culturilor....................................................................................................... 32 3.5.1.1. Sterilizarea materialului în funcţie de tipul de inocul ............................................ 32 3.5.1.2. Iniţierea din meristeme........................................................................................... 33

3.5.1.2.1. Conţinutul cantitativ şi calitativ al sursei de carbon ....................................... 33 3.5.1.2.2. Influenţa agenţilor de gelifiere. Rata de vitrificare ......................................... 33 3.5.1.2.3. Influenţa mediilor bazale................................................................................. 33 3.5.1.2.4. Diferenţele între genotipuri la utilizarea mediului general ............................. 33 3.5.1.2.5. Morfologia şi vigoarea lăstarilor rezultaţi (inclusiv vitrificarea) .................... 34

3.5.1.3. Iniţierea din minibutaşi....................................................................................... 34 3.5.1.4. Iniţierea din muguri ............................................................................................ 34

3.5.2. Etapa de multiplicare.................................................................................................. 34 3.5.2.1. Influenţa vaselor de cultură asupra multiplicării................................................ 34 3.5.2.2. Influenţa mediilor din subculturile precedente................................................... 34 3.5.2.3. Influenţa numărului de subculturi ...................................................................... 34 3.5.2.4. Influenţa agenţilor de gelifiere asupra multiplicării şi sensibilitatea la vitrificare 34 3.5.2.5. Influenţa genotipurilor, mediilor de cultură şi a hormonilor.............................. 34 3.5.2.6. Multiplicarea genotipurilor din Delta Dunării Sf. Gheorghe (DF) .................... 35 3.5.2.7. Multiplicarea genotipurilor provenite din Delta Dunării, zona Sulina............... 35

3.5.3. Regenerarea din frunze............................................................................................... 35 3.5.4. Înrădăcinarea in vitro ................................................................................................. 37 3.5.5. Înrădăcinarea ex vitro şi aclimatizarea ....................................................................... 37

4. CONCLUZII .............................................................................................................................. 38 4.1. Concluzii privitoare la etapa de selecție............................................................................. 38 4.2. Concluzii referitoare la caracteristicile bio-chimice ale selecţiilor .................................... 38 4.3. Concluzii referitoare la înmulțirea prin metode convenționale și micropropagare............ 38

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ ......................................................................................................... 39

5

INTRODUCERE

Cătina albă este un arbust fructifer spinescent dioic anemofil, cu frunze căzătoare, cu o valoare economică ridicată.

Genul Hippophae L. a fost înregistrat încă din anul 1753 în Species Plantarum de către C. Linnaeus, prima specie catalogată fiind H. rhamnoides (Lian et al., 2003).

Din numărul mare de subspecii care compun specia H. rhamnoides, în România se regăseşte ssp. carpatica (Fig. 1).

Datorită spectrului larg de utilizări, de la domenii ca ecologic şi ornamental până la cel terapeutic, cătina se dovedeşte o specie multivalentă, cu importanţă foarte ridicată.

Fig. 1. Cătina albă, subsp. carpatica, Delta

Dunării

Romanian seabuckthorn, ssp. carpatica, Danube Delta

În scop comercial doar în Canada se utilizează plante obţinute din seminţe, datorită stabilităţii în descendenţă a soiului utilizat şi a costurilor reduse (Li, 2008). Pentru păstrarea nealterată a trăsăturilor soiurilor de cătină se utilizează exclusiv multiplicarea vegetativă. Dacă la scară mică se folosesc drajonii şi metode ca marcotajul şi altoirea, la scară mare se foloseşte cu rezultate foarte bune butăşirea, atât în verde cât şi în uscat. Pe plan ştiinţific s-a testat multiplicarea in vitro pentru diferite specii şi subspecii de cătină însă, datorită rezultatelor nesatisfăcătoare, nici o plantaţie nu a fost momentan înfiinţată cu material provenit din această metodă. Majoritatea cercetătorilor au întâmpinat probleme mari privind iniţierea culturilor şi în puţine cazuri plantele obţinute au fost aclimatizate ex vitro. Nu se prezintă cazuri de plantaţii de cătină înfiinţate cu material săditor obţinut in vitro, motiv pentru care nu există date referitoare la comportarea în cultură a plantelor obţinute în acest fel.

Ca o introducere în studiul de față, se vor face câteva mențiuni referitoare la abordarea temei analizate. Dacă indivizii unor populaţii locale din Transilvania sunt relativ omogeni, în zona Deltei Dunării s-a observat o variabilitate foarte ridicată chiar şi în cadrul aceloraşi populaţii, fapt care a condus la intensificarea muncii de selecţie în această zonă. Unii indivizi s-au diferenţiat foarte mult faţă de indivizii consideraţi ca tipici pentru această subspecie, prin vigoarea de creştere, înălţimea maximă, forma şi mărimea fructelor şi seminţelor etc. Cu toate că s-au descoperit exemplare foarte interesante din punct de vedere al variabilităţii morfologice, selecţia a fost direcţionată pe valoarea culturală şi ameliorativă, cu privire la potenţialul productiv, masa fructelor, vigoare, număr de spini, culoarea fructelor s.a.

Toţi indivizii selecţionaţi au fost catalogaţi, etichetaţi şi poziţionaţi prin sistemul GPS. Unele măsurători au fost efectuate în teren (ex. vigoare, număr spini) iar altele în laborator (ex. dimensiuni fructe, masă fructe şi seminţe). Pentru toate exemplarele luate în studiu s-au prelevat mostre de fructe şi seminţe pentru măsurători, analize biochimice, determinarea ratelor de germinaţie şi obţinerea unor descendenţi viabili. Pentru plantele foarte valoroase s-au luat butaşi pentru trecerea lor în colecţie şi eventuala omologare ca soiuri după testare.

Din punct de vedere al analizelor bio-chimice s-a insistat în special pe determinarea conţinutului de elemente cu impact nutritiv şi terapeutic ridicat din fructe şi seminţe: substanţa uscată şi substanţa uscată solubilă, aciditatea totală titrabilă, vitaminele C şi E, carotenoidele totale,

6

minerale, ulei, acizi graşi, tocoferoli şi diferite alte componente care dau şi valoare furajeră ridicată pentru alte componente ale plantei (frunze, lăstari). O parte din analizele efectuate au un caracter de noutate la nivelul subspeciei carpatica. Toate rezultatele obţinute, unde a existat posibilitatea, au fost comparate cu cele ale altor soiuri omologate atât pe plan naţional cât şi internaţional.

Materialului bibliografic referitor la înmulţirea prin seminţe la cătina românească, şi în special cu menţionarea diferenţelor între provenienţe pe diferiţi genitori, este extrem de redus iar rata de germinaţie menţionată este foarte scăzută (~ 50%, Raţi şi Raţi, 2003). Din această cauză, ne-am propus în acest studiu determinarea ratei de germinaţie a seminţelor recoltate separat de la diferite selecţii şi s-a urmărit comportamentul plantelor obţinute pentru a se determina capacitatea de aclimatizare la noile condiţii de mediu din Transilvania. Pe lângă experienţele efectuate ex vitro, s-a testat şi rata de germinaţie in vitro, pentru a stabili potenţialul maxim al genotipului martor. De asemenea s-a urmărit dacă există diferenţe semnificative între germinaţia seminţelor păstrate diferite perioade de timp. Ca element de noutate, s-a determinat capacitatea de germinare a seminţelor extrase din fructe congelate. Acest aspect este foarte important datorită faptului că aproape în totalitate fructele de cătină se recoltează prin congelarea ramurilor de rod.

Pentru multiplicarea clonală s-au utilizat atât metodele convenţionale cât şi cele de multiplicare in vitro. Cea mai utilizată metodă de multiplicare a cătinei la scară mare este butăşirea. Datorită numărului redus de butaşi disponibili (unicitatea fiecărei selecţii) s-au testat dar două metode de butăşire în uscat: la ghiveci, în spaţiu protejat şi butăşirea mixtă, cu înrădăcinare în substrat preparat şi trecerea ulterioară a butaşilor în sol. Pentru butăşirea la ghiveci s-au testat diferite variante hormonale şi de substrat, care oferă un caracter de noutate cât priveşte îmbunătăţirea metodei. Plantele obţinute au fost ţinute sub observaţie doi ani iar clonele valoroase au fost trecute în procesul de testare pentru omologare.

Ţinând cont de faptul că multiplicarea unor selecţii (plante unicat) prin metode clasice necesită o perioadă lungă de timp pentru introducerea în cultură, se impune utilizarea metodelor de micropropagare pentru o rapidă multiplicare la scară industrială, cu păstrarea trăsăturilor valoroase ale plantelor donatoare de explante.

În acest studiu s-a insistat mai mult pe iniţierea culturilor pornind de la meristeme preformate, datorită unor avantaje ca: sterilizarea relativ simplificată, garanţia stării fito-sanitare, rejuvenilizarea şi păstrarea intactă a trăsăturilor plantei mamă. Cu toate acestea s-au derulat şi experimente legate de proliferarea adventivă şi regenerare din frunze care datorită utilizării unor noi variante hormonale dau un caracter de noutate acestei părţi din lucrare.

S-a insistat doar asupra micropropagării celor mai valoroşi indivizi, mai ales acolo unde a fost material de iniţiere suficient. Ţinând cont de faptul că s-a pornit de la câte un singur genitor, o parte din experimente nu au putut fi repetate iar pentru genotipurile cu vigoare foarte redusă, nu s-a dispus de suficient material pentru iniţierea în masă a culturilor, rezultatele fiind mai puţin consistente. Cu toate acestea, s-a obţinut material suficient prin butăşire clasică la trei din clonele selectate (SF4-Golden Abundent, SF7-Carmen şi SF8-Colosal) care au fost introduse în circuitul de testare şi omologare al soiurilor. Acestea, împreună cu alte două genotipuri (SF6 şi CF2), oferă o bază materială importantă şi suficientă pentru viitoare testări cât priveşte potenţialul de multiplicare prin metode biotehnologice.

7

MOTIVAŢIA ŞI OPORTUNITATEA TEMEI ALESE

Datorită cererii ridicate pe diferite segmente ale pieţei internaţionale, tot mai mulţi fermieri din Asia, Europa şi America de Nord se orientează înspre cultura la scară mare a cătinei. Odată cu creşterea suprafeţelor cultivate cu cătină a apărut o creştere constantă a cererii de material săditor de calitate.

Cu toate că există mai multe soiuri de cătină omologate în România, puţine au trăsături valoroase, nefiind competitive pe plan internaţional. Datorită acestui motiv şi a variabilităţii ridicate a subspeciei carpatica apare necesitatea unui proces intens de selecţie în cadrul florei spontane direcţionat pe componente conforme cererii actuale din piaţă.

Cătina şi în special fructele acestei specii sunt recunoscute pe plan mondial ca având proprietăţi nutriţionale şi terapeutice multiple. Rezultatele cu privire la analiza diferenţiată pe mai multe genotipuri de cătină albă, atât cât priveşte morfologia cât şi componente bio-chimice sunt aproape inexistente. Astfel apare ca oportună compararea diferitelor componente ale cătinei din România cu alte subspecii sau specii întâlnite pe plan mondial.

Pe baza selecţiei şi analizelor morfologice şi biochimice apare ca oportună introducerea în cultură a elitelor obţinute efectuându-se în paralel procese de ameliorare pornind de la toate plantelor selecţionate.

Datorită sistemului radicular puternic şi a capacităţii de asimilare a azotului atmosferic, cătina poate fi introdusă pe scară mare pe terenurile degradate. Din acest motiv s-a considerat oportună testarea capacităţii de germinaţie a seminţelor şi evoluţia plantelor timp de un an de la semănare. De asemenea, datorită caracteristicilor cu potenţial ameliorativ, plantele rezultate pot fi uşor introduse într-un proces de ameliorare clasică, cu potenţial de producere a unor descendenţi superiori, competitivi pe plant internaţional.

Datorită numărului redus de producători locali de material săditor prin butăşire şi a capacităţii limitate de producţie, a apărut ca oportună testarea butăşirii în uscat utilizându-se diferite variante hormonale şi substraturi, urmând ca cea mai bună variantă să fie propusă pentru introducerea în cultură pe scară largă de către pepinierele locale.

În cazul în care se selecţionează indivizi valoroşi din flora spontană, materialul iniţial nu poate asigura volumul necesar pentru înmulţirea tradiţională şi nici o rată de multiplicare satisfăcătoare pentru introducerea rapidă în cultură. Acest neajuns poate fi înlăturat prin tehnici de multiplicare in vitro. Pe plan internaţional există experienţă redusă şi rezultate modeste cu privire la micropropagarea acestei specii. Cătina s-a dovedit în majoritatea cazurilor dificil de multiplicat in vitro, cu rezultate în general modeste dar promiţătoare atât pe plan internaţional cât şi naţional, ceea ce impune aprofundarea acestui subiect.

Astfel a apărut necesitatea elaborarea unui protocol de micropropagare eficient. În cazul în care costurile de producţie a materialului săditor prin metode biotehnologice se vor dovedi foarte ridicate, puţin competitive, apare totuşi posibilitatea înfiinţării de plantaţii mamă destinate producerii de butaşi destinaţi multiplicării tradiţionale.

Datorită impactului economic ridicat al acestei specii pe plan mondial, a numărului redus de soiuri româneşti competitive pe plan internaţional şi a volumului redus de studii cu caracter aplicativ cât priveşte caracteristicile morfo-biochimice şi capacitatea de înmulţire la cătină albă din România, apare ca oportună efectuarea unui studiu amplu pe direcţiile menţionate anterior, în cadrul unei teze de doctorat.

8

PRINCIPALELE OBIECTIVE URMĂRITE

a. Selectarea unor genotipuri valoroase de cătină albă din flora spontană, atât pentru introducerea directă în cultură cât şi pentru crearea unei baze genetice necesare pentru studii ulterioare de ameliorare.

b. Analiza fenotipică, biometrică şi bio-chimică a selecţiilor. c. Pe baza diferitelor caracteristici (ex. mărime fruct, culoare fruct, număr de spini, vigoare,

drajonare etc.) se vor selecta elitele cu potenţial de introducere direct în cultură ca soiuri nou omologate.

d. Multiplicarea materialului selectat prin butăşire în uscat pentru asigurarea unui număr suficient de mare de plante pentru testare. Testarea butăşirii la ghiveci utilizând diferite tratamente hormonale şi substraturi de cultură.

e. Înmulţirea prin seminţe pentru determinarea ratei de germinare in vitro şi ex vitro. Se va determina de asemenea influenţa modalităţii de păstrare a seminţelor şi rata de aclimatizare la noile condiţii climatice. Plantele rezultate vor constitui baza materială a unui proces de ameliorare ulterior.

f. Stabilirea unor protocoale generale de micropropagare a subspeciei carpatica şi individualizarea mediilor pentru fiecare selecţie urmărindu-se în principal proliferarea axilară. Se va testa de asemenea capacitatea de regenerare din frunzele obţinute in vitro.

Toate obiectivele de mai sus se pot formula simplificat prin selecţia şi multiplicarea unor genotipuri de cătină albă valoroase (H. rhamnoides L. subsp. carpatica) din flora spontană în scopul introducerii în cultură şi a creării unei baze genetice pentru ameliorare.

9

1. DATE DIN LITERATURA DE SPECIALITATE

1.1. Caracterizarea genului Hippophae L.

1.1.1. Clasificarea botanică Cătina albă, numită şi cătină de râu, este reprezentată de genul Hippophae, înregistrat încă din

anul 1753 în Species Plantarum de către C. Linnaeus, prima specie catalogată fiind H. rhamnoides (Lian et al., 2003).

Din numărul mare de subspecii care compun specia H. rhamnoides, pentru România cea mai importantă este subspecia carpatica, identificată în 1960 de Emil Ţopa (Raţi şi Raţi, 2003). Această subspecie se regăseşte nativ în România, Ucraina, Serbia, Muntenegru, Ungaria, Austria şi Germania. În aceste zone o putem întâlni în văile Alpilor şi Carpaţilor, pe malurile Dunării şi în Delta Dunării până pe ţărmul mării Negre. În anul 1971, clasificarea botanică a cătinei a devenit complexă, odată cu introducerea de noi specii şi subspecii de către cercetătorul Arne Roussi.

Una dintre cele mai noi clasificări este după Lian et al. (2003), realizată pe baza însuşirilor morfologice ale seminţelor şi ale mugurilor floriferi (Fig. 2).

Fig. 2. Clasificarea botanica a genului Hippophae

Botanical classification

1.1.2. Caracteristici morfologice Cătina albă este un arbust fructifer, cel mai adesea cu spini numeroşi şi puternici, cu flori

unisexuat dioice, cu formula florală K4-2C0A4MG (Raţi şi Raţi, 2003). La plantele aflate pe rod, lăstarii tineri se recunosc uşor datorită mugurilor mici, comparativ cu

mugurii mult mai mari de la plantele mascule. Înaintea apariţia mugurilor florali este imposibil de diferenţiat cele două tipuri de sexe pe bază morfologică.

Fructul de cătină este o drupă falsă ce ia naştere în urma creşterii receptaculului care devine în timp cărnos (Raţi şi Raţi, 2003). Fructele au formă de la sferice la ovoide şi chiar cilindrice, de mărime diferită și culoare variată, de la galben deschis la portocaliu şi chiar roşiatică.

Fructul adevărat al cătinei este sămânţa din interiorul drupei false care are o capacitate de germinaţie 2 ani, după care aceasta scade accelerat (Raţi şi Raţi, 2003).

10

1.1.3. Caracteristicile biologice şi genetice Cătina este o specie dioică, diploida (2n=24), la care până în acest moment nu s-a dezvoltat o

tehnică sigură de determinare prematura a sexului, acesta determinându-se doar în faza de apariţie a mugurilor florali, diferiţi morfologic la cele doua sexe.

1.1.4. Condiţii pedo-climatice Cătina albă se remarcă printr-o capacitate de adaptare foarte ridicată, atât în ceea ce priveşte

factorii climatici cât şi solul. Referitor la climă, cătina poate rezista la temperaturi extreme şi la un nivel de precipitaţii scăzut, unul din singurii factori limitativi fiind lumina. Faţă de sol, cătina se dovedeşte a fi o plantă pionier pentru solurile sărace şi foarte degradate, reuşind în scurt timp să îmbunătăţească atât structura solului cât şi compoziţia chimică a acestuia, prin fixarea azotului atmosferic (Raţi şi Raţi, 2003). .

1.2. Răspândirea speciei

1.2.1. Aria de răspândire a formelor sălbatice Se regăseşte nativ în aproximativ 30 de ţări, fiind de asemenea introdusă cu succes şi pe

continentul american. În România, cea mai mare densitate de cătină se găsește în Delta Dunării și Bazinul Buzăului. Sporadic, cătina se mai găseşte şi în Transilvania, momentan fiind raportată în zonele colinare din judeţul Cluj şi Mureş.

1.2.2. Zone cultivate cu cătină în lume Principala ţară cultivatoare de cătină din lume este China, urmată de Rusia (Fig. 3)

Suprafaţa cultivată cu cătină (ha)

Letonia, 80

Germania, 268

Suedia, 20

România, 300

Finlanda, 150

NIS Countries, 55

Lituania, 300

Estonia , 700

America de Nord, 500

Other, 6473

China, 2000000 Rusia, 4000

Italia, 100

Fig. 3. Repartizarea suprafeţelor cultivate cu cătină pe plan mondial (după Wähling, 2008)

Distribution of cultivated seabuckthorn over the world (according to Wähling, 2008)

1.2.3. Cultivarea cătinei în România Numărul de soiuri de cătină la ora actuală este de 15, din care unul este plantă masculă

(***Catalogul Oficial al soiurilor de plante de cultură din România, Ediţia completă 2011). Ţinând cont de preţurile relativ ridicate ale materialului certificat din soiurile omologate la noi,

majoritatea fermierilor care au înfiinţat ferme de dimensiuni mici şi medii au apelat la procurarea materialului din flora spontană, rezultând plantaţii cu material neuniform, cu probleme la polenizare

11

şi fructificare. La ora actuală sunt peste 300 ha de plantaţii de cătină răspândite pe tot teritoriul ţării, dar majoritatea de dimensiuni reduse.

1.3. Domeniul de importanţă

1.3.1. Importanţa alimentară Fructele și frunzele de cătină au un conținut ridicat de minerale, vitamine, uleiuri,

carotenoine, acizi grași nesaturați etc.

1.3.2. Importanţa terapeutică Vitaminele C, E, carotenoidele etc. din fructele de cătină au acţiune puternic oxidativă,

contribuind la încetinirea îmbătrânirii Uleiul de cătină se administrează alături de tratamentele chimioterapeutice, contracarând efectul toxic al medicaţiei clasice. Administrarea de ulei de cătină pe răni ale pielii, fie leziuni mecanice fie arsuri, au grăbit procesul de vindecare. Alte beneficii ale uleiului de cătină se referă la tratarea dermatitelor, ulcerului, diminuarea sclerozei arteriale, etc. Din scoarţă se fac extractecu efect presupus anticancerigen, alături de care uleiul extras din seminţe a dovedit efecte antimutagene şi de inhibare a multiplicării celulelor tumorale. Multe studii indică faptul că uleiul de cătină luptă împotriva bolilor cardiovasculare, însă momentan nu sunt argumentate suficient, fiind necesare mai multe studii. Studiile nu au arătat nici un efect toxic al consumului regulat de ulei (Yang and Kallio, 2005b).

1.3.3. Importanţa economică În momentul de față a crescut considerabil interesul în dezvoltarea unor noi produse pe bază

de cătină, atât în domeniul alimentar/nutriţional, cât şi în industria cosmetică şi farmaceutică, atât prin produse de factură „bio” cât şi tradiţional industriale.

Produse pe bază de cătină au apărut în diferite țări (Germania, Rusia etc.), în industriile alimentară (sucuri gemuri, jeleuri etc.), farmaceutică (uleiuri etc.) și cosmetică (diferite creme) (ex. Albrecht, 2003).

1.3.4. Importanţa ecologică Datorită rusticităţii sale, a sistemului radicular puternic cu capacitate ridicată de drajonare

(Qinxiao and Hongyan, 2003; Raţi şi Raţi, 2003) şi a capacităţii de fixare a azotului atmosferic, cătina este utilizată ca plantă pionier în zonele cu terenuri foarte erodate sau în refacerea solurilor antropice din zone industriale şi miniere.

1.3.5. Importanţa ornamentală Cătina alba este o specie care se pretează cu succes în scop ornamental, utilizându-se cu

precădere plantele femele, datorită fructelor frumos colorate şi a frunzişului argintiu.

1.4. Metode de înmulţire la cătina albă

1.4.1. Înmulţirea prin seminţe Viabilitatea seminţelor este mai ridicată dacă fructele se culeg la supracoacere (după a doua

jumătate a lunii septembrie), începând din momentul în care seminţele devin maronii (Eliseev, citat de Singh and Gupta, 2003). Viabilitatea ridicată, de 85-100%, se păstrează pentru 2 ani, după care aceasta scade.

Se recomandă utilizarea acestei metode de înmulţire exclusiv în ameliorare şi în scop ornamental (garduri vii, pâlcuri etc.) sau ecologic (fixarea terenurilor degradate, sărăturate etc.). Cu

12

toate acestea, obţinerea de astfel de plante poate fi o soluţie în cazul în care plantaţia se va înfiinţa pe terenuri dificile, cu precipitaţii reduse, caz în care sistemul radicular mai puternic al puieţilor poate fi o alternativă recomandabilă plantelor obţinute prin butăşire. De asemenea, partea ameliorativă se poate combina cu cea comercială, prin înfiinţarea cu puieţi obţinuţi din genitori valoroşi a unor câmpuri experimentale cu întindere mare.

1.4.2. Înmulţirea vegetativă prin metode convenţionale 1.4.2.1. Înmulţirea prin butaşi

1.4.2.1.1. Butăşirea în verde Această metodă prezintă mai multe avantaje şi dezavantaje care trebuie luate în considerare

(Tabelul 1). Tab. 1

Avantaje şi dezavantaje ale înmulţirii prin butăşirea în verde la cătina albă Advantages and disadvantages of green cuttings propagation in seabuckthorn

Avantaje Advantages

Dezavantaje Disadvantages

o număr ridicat de butaşi care se pot recolta o rată ridicată de înrădăcinare o randament ridicat o păstrează nealterate trăsăturile plantei mamă

o cost ridicat – necesită spaţii protejate şi sisteme performante de irigat o costuri ridicate cu manopera o întârzierea cu un an la introducerea în câmp o înfiinţarea de plantaţii speciale destinate prelevării butaşilor o spaţii medii ocupate de material până în momentul transferării în câmp

Această metodă se recomandă pentru înfiinţarea plantaţiilor comerciale în cazul în care dispunem de suficiente plante pentru prelevarea butaşilor. Se recomandă unităţilor producătoare de material săditor specializate

1.4.2.1.2. Butăşirea în uscat Raţi şi Raţi, 2003, recomandă utilizarea butăşirii în uscat datorită uşurinţei lucrărilor,

costurilor mai reduse, efectuare lucrări în lipsa instalaţiilor de ceaţă artificială cât şi datorită procentului mai ridicat de prindere (a se ţine cont totuşi de faptul că autorii au folosit în cazul butăşirii în verde sistemul clasic de irigare).

Această metodă prezintă mai multe avantaje şi dezavantaje (Tabelul 2). Această metodă se recomandă atât unităţilor producătoare de material săditor specializate cât şi fermierilor mai puţin experimentaţi în momentul în care se dispune de un număr suficient de butași.

Tab. 2 Avantaje şi dezavantaje ale înmulţirii prin butăşirea în uscat la cătina albă

Advantages and disadvantages of hardwood cuttings propagation in seabuckthorn Avantaje

Advantages Dezavantaje

Disadvantages • intrarea rapidă pe rod • metodă de lucru simplă • rată medie-ridicată de înrădăcinare • costuri reduse cu forţa de muncă şi echipamente • păstrează nealterate trăsăturile plantei mamă

• necesar un număr ridicat de plante şi plantaţii speciale pentru prelevarea butaşilor • necesari butaşi de dimensiuni mari pentru reuşita înrădăcinării • spaţii mari ocupate de material până în momentul transferării în câmp • transmit uşor în descendenţă diferite boli

13

1.4.3. Înmulţirea in vitro prin micropropagare 1.4.3.1. Micropropagarea utilizată ca metodă de înmulţire la plantele horticole

Principalele aplicaţii ale micropropagării sunt multiplicarea vegetativă clonală rapidă a unor forme de interes agronomic şi devirozarea şi menţinerea în stare fitosanitară optimă a acestora.

Cu toate că micropropagarea poate fi pentru unele specii o alternativă viabilă multiplicării clonale clasice, datorită unor dificultăţi în aplicare şi a unor costuri în general crescute, este în general mai puţin utilizată la scară mare. În Tabelul 3 sunt prezentate pe scurt unele avantaje şi dezavantaje ale metodei. Această metodă se recomandă pentru înfiinţarea plantaţiilor mamă destinate recoltării de butaşi sau direct pentru obţinerea de material săditor pentru înfiinţarea plantaţiilor comerciale în cazul în care costurile de producţie se dovedesc concurenţiale sau în cazul în care nu dispunem de material suficient pentru producerea puieţilor prin metode clasice. Se realizează doar în institute supraspecializate.

Tab. 3 Avantaje şi dezavantaje ale micropropagării utilizată în scop comercial

Advantages and disadvantages of micropropagation used in commercial purposes Avantaje

Advantages Dezavantaje şi riscuri

Disadvantages and risks o Se poate utiliza cu succes la o gamă foarte diversificată de specii, inclusiv la unele reticente la metode clasice de multiplicare vegetativă o Iniţierea si menţinerea culturilor se poare realiza pe tot parcursul anului calendaristic; o Asigură multiplicarea rapidă într-un timp scurt; o Necesară o cantitate redusă de material pentru iniţierea culturilor o Materialul obţinut in vitro, în special la speciile lemnoase, oferă vigoare ridicată, fructificare abundentă şi fructe mai mari; o În funcţie de direcţia urmărită, se pot menţine în descendenţă caracteristicile plantei mamă sau se poate induce uşor variabilitate genetică; o Se poate obţine rejuvenilizarea materialului săditor; o Obţinere material sănătos; o Uşurează schimburile de material între laboratoare; o Asigură un mediu de lucru igienic şi constant pe toată durata anului

o Necesare studii aprofundate specializate în scopul optimizării protocolului de micropropagare pentru fiecare specie şi chiar soi în parte; o Costuri destul de ridicate datorită spaţiilor, aparaturii, substanţelor, manipulării etc. o Prin subculturi repetate pot apărea mutaţii nedorite; o S-au semnalat cazuri în care plantele obţinute au intrat cu un an mai târziu pe rod faţă de plantele obţinute prin metode tradiţionale (Zimmerman and Steffens, 1996)

1.4.3.2. Rezultate din literatură cu privire la micropropagarea la cătină O sinteză a tuturor rezultatelor notabile obţinute pe plan internaţional cât priveşte

micropropagarea la cătină este prezentată în Tabelul 4. În România sunt puţine rezultate publicate cu privire la rezultate pozitive în legătură cu

înmulţirea in vitro la cătina albă şi chiar mai puţine cu aplicabilitate practică. Cu toate că s-a observat o clară influenţă în cadrul procesului de micropropagare a fiecărui

genotip studiat, majoritatea autorilor testează protocoalele per ansamblu per subspecii sau chiar specii, puţini focusându-se pe experimente repetabile, prin utilizarea în experimente a soiurilor omologate sau a elitelor selecţionate.

Indiferent de specia și subspecia de cătină s-au obținut rezultate modeste dar cu potențial de îmbunătățire a protocoalelor utilizate, în special în direcția variantelor hormonale utilizate.

14

Tab. 4 Tabel centralizator al rezultatelor din literatură cu privire la micropropagarea la cătină

Table summarising the results of the literature on seabuckthorn micropropagation Sursa

Reference Explant iniţial Initial explant

Specie/ Provenienţă Species/Provenience

Rezultate Results

Observaţii Observations

Montpetit and Lalonde (1988)

Seminţe

H. rhamnoides, subspecii necunoscute din Olanda, Canada, SUA

Maxim 3-5 lăstari/explant. S-a reuşit înrădăcinarea şi aclimatizarea plăntuţelor şi inocularea cu succes cu Frankia.

Experimentul s-a desfăşurat în scopul obţinerii de plante sănătoase în scopul inoculării; nu s-au urmărit păstrarea unor caracteristici valoroase.

Burdasov and Sviridenko (1988)

Meristeme apicale

H. rhamnoides, subspecii necunoscute

Plantele iniţiate se înrădăcinau direct, fără fază de multiplicare, rezultând costuri foarte ridicate.

Foarte puţine informaţii legate de sterilizare, medii de cultură, provenienţă etc., ceea ce face dificilă reproducerea experimentului

Nilov and Tretyakova (1993)

Seminţe, muguri dorminzi şi activi şi meristeme apicale

H. rhamnoides, subspecii necunoscute din Finlanda şi Rusia (probabil rhamnoides şi mongolica)

Regenerare din calus, până la 30 de muguri adventivi/explant. S-a reuşit inducerea rizogenezei.

Nu se precizează rata proliferării, multiplicării. Nu se specifică rezultatele individualizat sau pe sexe. Componenţa mediului de cultură nu este menţionată. Reproducerea experimentului dificilă.

Yao (1994) Meristeme apicale şi vârfuri de creştere

H. rhamnoides, subsp. rhamnoides şi sinensis; China, Finlanda şi Danemarca

Rată medie de multiplicare 2,5. Rezultate superioare la subsp. sinensis

Nu se specifică rezultatele individualizat sau pe sexe. Reproducere experiment dificilă

Lummerding (2001)

Muguri dorminzi H. rhamnoides, subsp. sinensis (elite) şi soiul Indian Summer

Rate ridicate de necrozări. Rată maximă de proliferare 5-6. Necesare cercetări privind înrădăcinarea şi aclimatizarea.

Lucrare complexă, foarte detaliată. Posibilă reproducerea dar rezultate generale foarte modeste, necesitând îmbunătăţirea protocolului. Succes doar în cazul plantelor femele.

Raţi şi Raţi (2003)

Muguri dorminzi H. rhamnoides, subsp. carpatica, soiuri locale

Rată ridicată de infecţii. Variante puţine testate. Fără rezultate pozitive

Vântu (2006, 2008)

Seminţe şi muguri dorminzi

H. rhamnoides, subsp. carpatica

Rezultate pozitive doar în cazul multiplicării plăntuţelor provenite din seminţe.

Rezultate modeste. Necesar îmbunătăţirea protocolului de micropropagare.

Liu et al. (2007)

Frunze, seminţe germinate in vitro

H. rhamnoides, subspecii necunoscute

Embriogeneză somatică. Lucrare pur teoretică; Reproducere experiment dificilă datorită variabilităţii ridicate din cadrul speciei.

Singh and Gupta (2008)

Muguri activi şi dorminzi

H. rhamnoides, subsp. turkestanika

Rată ridicată de proliferare, majoritatea lăstari adventivi.

Protocol complex, detaliat. Nu se specifică rezultatele individualizat sau pe sexe.

Purohit et al. (2009)

Cotiledoane H. rhamnoides, India Regenerare din calus Aplicabilitate doar în inducerea variabilităţii

Sriskandarajah and Lundquist (2009)

Frunze, rădăcini, cotiledoane

H. rhamnoides subsp. rhamnoides x mongolica, soiul Julia

Regenerare din frunze şi vârfuri de rădăcini. Inducerea embriogenezei somatice cu rată ridicată de proliferare. Succes la înrădăcinare şi aclimatizare

Lucrare detaliată. Posibilă reproducerea experimentului cu modificările de rigoare pentru soiurile şi selecţiile locale.

15

2. MATERIALE ŞI METODE

2.1. Materialul biologic

2.1.1. Localizarea şi descrierea generală a populaţiilor de cătină (H. rhamnoides ssp. carpatica) din care s-a efectuat selecţia

Delta Dunării - Regiunea 1. Această regiune este situată pe litoralul Mării Negre în localitatea Sulina, populaţia aferentă fiind codificată cu M (plantele femele identificate ca MF iar plantele mascule ca MM). Din cadrul acestei populaţii au fost selecţionate 4 genotipuri femele (MF1-MF4) şi unul mascul MM 1.

Delta Dunării - Regiunea 2. Această regiune este situată în apropierea localităţii Cardon, populaţia aferentă fiind codificată cu C (plantele femele identificate ca CF iar plantele mascule ca CM). Din cadrul acestei populaţii au fost selecţionate 5 genotipuri femele (CF1-CF5) şi o plantă masculă CM 1.

Delta Dunării - Regiunea 3. Această regiune este situată în apropierea localităţii Sfiştofca, populaţia aferentă fiind codificată cu S (plantele femele identificate ca SF iar plantele mascule ca SM). Această populaţie a înregistrat cel mai ridicat nivel de variabilitate fenotipică, ceea ce a condus la selecţia a 13 genotipuri femele (SF1-SF13) şi a 3 plante mascule CM 1.

Podişul transilvan - Regiunea Chinteni. Această regiune este situată în apropierea localităţii Chinteni, populaţia aferentă fiind codificată cu CH (plantele femele identificate ca CHF 1).

2.1.2. Vigoarea de creştere şi înălţimea plantelor Vigoarea de creştere a plantelor s-a evaluat pe o scară de la 1 la 5, în funcţie de grosimea

tulpinii, numărul şi grosimea ramificaţiilor şi înălţimea medie.

2.1.3. Capacitatea de drajonare Capacitatea de drajonare a plantelor s-a evaluat pe o scară de la 1 la 5, în funcţie de

numărul de drajoni aflaţi în imediata proximitate.

2.1.4. Gradul de spinozitate Pentru evaluarea gradului de spinozitate s-au numărat spinii de pe ramuri anuale aflaţi pe

lungimea standard de 30 cm.

2.1.5. Caracteristicile frunzelor Pentru identificarea mai facilă a genotipurilor, s-au efectuat măsurători ale limbului foliar

şi s-a făcut o descriere succintă a formei, culorii şi gradului de pilozitate.

2.1.6. Culoarea fructelor Toate fructele au fost ordonate în laborator, în acelaşi timp, în funcţie de intensitatea

culorii şi au primit note de la 1 la 5 (1 punct s-a acordat fructelor galben-pal, 2 puncte – galben intens, 3 - galben-portocaliu, 4 – portocaliu şi 5 – portocaliu-roşiatic).

2.1.7. Forma fructelor Forma fructelor s-a apreciat de la sferică la cilindrică, în funcție de raportul dintre

înălțimea și diametrul fructelor.

2.1.8. Productivitatea potenţială Plantele selectate au fost supravegheate pe parcursul a trei ani, astfel încât să se acopere

şi indivizii cu alternanţă de rodire. Pentru acest criteriu s-au acordat note de la 1-5 atât la faţa locului cât şi la comparaţia finală dintre toţi indivizii, pe baza abundenţei numărului de fructe (1

16

punct s-a oferit pentru potenţial productiv foarte scăzut, 2 scăzut, 3 mediu, 4 mare şi 5 puncte pentru potenţial productiv foarte ridicat). Pentru SF4 și CF 5 s-au recoltat toate fructele şi s-au cântărit pentru analiza potenţialului productiv pe unitatea de suprafaţă la introducerea în cultură.

2.1.9. Masa a 100 fructe Pentru fiecare probă s-au cântărit câte 100 fructe, s-au efectuat minim 3 cântăriri şi s-a

făcut media. Pentru câteva genotipuri s-a evaluat influenţa anuală cu privire la această caracteristică.

2.1.10. Numărul de fructe per mugure S-au numărat fructele pentru cel puţin zece muguri şi s-a făcut media.

2.1.11. Dimensiunea fructelor După cântărirea fructelor, acestea au fost măsurate cu ajutorul unui micrometru mecanic.

2.1.12. Lungimea pedunculului şi uşurinţa desprinderii fructelor Măsurarea s-a efectuat cu ajutorul micrometrului. Uşurinţa desprinderii fructelor a ţinut

cont de mai multe aspecte: forţa mecanică necesară desprinderii, lungimea pedunculului şi de prioritatea desprinderii pedunculului de pe ramură faţă de detaşarea de pe fruct, care duce la pierderea unei părţi din suc şi deteriorarea rapidă a fructelor. S-au acordat note de bonitare de la 1 pentru fructele care se desprind foarte greu, la 5 pentru fructele care se desprind foarte uşor în cazul recoltării manuale.

2.1.13. Masa a 100 seminţe Fructele proaspete au fost secţionate şi seminţele extrase. Acestea s-au lăsat la zvântat şi

cântărite. S-au realizat trei repetiţii iar o parte din seminţe s-au păstrat pentru teste de germinare şi analize biochimice.

2.1.14. Caracteristici legate de raportul dintre fructe şi seminţe Pe lângă măsurătorile efective, s-au calculat mai mulţi indicatori valoroşi în indicarea

valorii culturale a diferitelor genotipuri sau în diferenţierea acestora. Astfel, s-au calculat numărul de fructe, respectiv seminţe, per kg fructe proaspete, masa seminţelor dintr-un kg de fructe proaspete, masa fructelor necesare pentru obţinerea unui kg de seminţe, numărul de seminţe per kg seminţe şi raportul dintre masa seminţelor şi cea a fructelor.

2.1.15. Selecţia genotipurilor elită pe baza notelor de bonitare acordate diferitelor caracteristici

Pentru alegerea genotipurilor elită s-a creat o formulă pe baza mai multor caracteristici. Caracteristicile de care s-a ţinut cont au fost: productivitatea potenţială (I), masa a 100 de fructe (II), substanţa uscată a fructelor (III), culoarea fructelor (IV), vigoarea plantelor (V), gradul de spinozitate (VI), uşurinţa desprinderii fructelor (VII), raportul masă seminţe per kg fruct (VIII) şi capacitatea de drajonare (IX). Formula utilizată pentru punctajul total al notelor de bonitare a fost:

Total punctaj bonitare = 8 I + 4 II + 2 III+ 2 IV+ 2 V+ 2 VI+ 2 VII + VIII + IX

2.2. Caracteristicile biochimice ale principalelor genotipuri de cătină (H. rhamnoides ssp. carpatica) selecţionate pentru acest proiect

2.2.1. Potenţialul furajer al diferitelor componente ale cătinei Materialul biologic S-au utilizat patru tipuri de eşantioane: frunze, lăstari tineri, seminţe şi fructe. Determinarea cenuşii brute

17

Prin calcinare după metoda propusă de Sălăjan şi colab. (1999). Determinarea conţinutului de proteină brută (PB) Pentru determinarea conţinutului de PB s-a utilizat metoda semiautomatizată cu

analizorul Kjeltec auto 1030 – TECATOR (Criste şi colab., 2003). Determinarea conţinutului de grăsime brută (GB) Pentru determinarea grăsimii brute din probele de cătină s-a utilizat metoda

semiautomatizată cu sistemul Soxtec HT 3 – TECATOR, propusă de Criste şi colab. (2003).Solventul utilizat a fost eterul de petrol iar limita de detecţie 0,2%.

Determinarea mineralelor – metodologia va fi descrisă la subcapitolul minerale.

2.2.2. Determinarea conţinutului de minerale din fructe şi seminţe Determinarea K, Ca, Mg, Zn şi Fe s-a realizat în mod direct cu spectofotometrul cu

absorbţie atomică AA-6300. Fosforul a fost dozat colorimetric cu vanadat de amoniu, utilizând metoda descrisă de Mărghitaş şi Băluţiu (1996). Pentru a se realiza un clasament al genotipurilor în funcţie de conţinutul în minerale s-a pornit de la ideea egalităţii valorii elementelor. Pentru fiecare element/probă s-au creat cinci intervale egale, pornind de la conţinuturile minime şi maxime. În funcţie de apartenenţa la unul din intervale, s-au acordat note de la 1 la 5, după care punctajul total per elemente s-a adunat.

2.2.3. Determinarea refractometrică a substanţei uscate solubile S-a determinat substanţa uscată solubilă la fructele de cătină recoltate atât în octombrie

2009 cât şi octombrie 2010 din Delta Dunării și Transilvania, utilizând un refractometru manual standard, gradat în °Brix, cu temperatura de lucru de 20 °C.

2.2.4. Determinarea acidităţii totale şi a pH-ului din fructele de cătină Determinarea acidităţii totale s-a realizat prin titrare cu NaOH, după o metodă propusă de

Marca (1990) iar valoarea pH-ului s-a determinat cu un pH-metru cu senzor de temperatură

2.2.5. Determinare conţinutului de vitamina C (acidului ascorbic) din fructe S-au analizat fructe recoltate la începutul maturării (proaspete) și supramaturate

(refrigerate sau congelate timp de 6 săptămâni). Pentru determinarea vitaminei C s-a utilizat metoda titrării cu iodat de potasiu (Lazăr, 2010; Stănilă și colab., 2001).

2.2.6. Determinarea conţinutului de carotenoide totale din fructe Metoda de lucru utilizată a cea recomandată de Parlog et al. (2009). Carotenoidele totale

au fost extrase utilizând o soluţie metanol:acetat de etil:eter de petrol (1:1:1, v/v/v). Cantitatea totală de carotenoide a fost calculată spectofotometric, utilizând un spectofotometru Jasco V 530.

2.2.7. Determinarea unor componente lipofilice din fructe şi seminţe Uleiul total a fost extras atât din pulpă cât și din semințe utilizând o metodă chimică,

modificată după Folch et al. (1957), soventul utilizat fiindo soluţie cloroform/metanol (2:1, v/v). Determinarea compoziţiei acizilor graşi din uleiul de cătină Acizii graşi (AG) din uleiurile extrase din pulpă și semințe au fost analizaţi prin gaz

cromatografie (GC) cu detector de ionizare în flacără (FID). Determinarea cantitativă şi calitativă a tocoferolilor din uleiul de cătină Tocoferolii din uleiurile extrase din pukpă și semințe au fost analizaţi utilizând un aparat

Shimadzu VP Series liquid chromatograph. Peak-urile tocoferolilor au fost identificate prin compararea timpului de retenţie al probelor standard (Sigma). Conţinutul în tocoferoli a fost calculat prin calcularea ariei peak-urilor utilizând datele generate de aceleaşi standarde menţionate anterior.

18

2.3. Înmulţirea prin seminţe

Materialul biologic Provenienţa fructelor din care au fost extrase seminţele este atât podişul Transilvaniei cât

şi Delta Dunării, zona Sulina. Semințele au fost extrase manual din resturile obținute după extragerea sucului din fructe. Seminţele au fost cântărite şi apoi puse la păstrat în pungi de hârtie la temperatura camerei până în momentul utilizării.

2.3.1. Determinarea ratei de germinaţie in vitro Sterilizarea seminţelor s-a realizat cu hipoclorit de sodiu 2%, cu cinci graduări cât

priveşte durata de sterilizare: 5, 10, 15, 20 şi 25 de minute. Mediul pentru iniţierea germinaţiei a constat în: 3/4 WPM (săruri plus vitamine), plant agar 7 g/l, zahăr 20 g/l iar mediul a fost adus la un pH de 5,8 înainte de autoclavare Pentru germinaţie s-au asigurat în camera de creştere următoarele condiţii: temperatură de 24 ºC (±1) şi un regim de iluminare de 16 ore lumină /8 ore întuneric.

2.3.2. Determinarea ratei de germinaţie ex vitro şi caracterizarea plantelor obţinute

S-a comparat rata de germinaţie a seminţelor (CHF1) provenite din fructe păstrate la congelator cu cele extrase din fructe proaspete. S-a comparat, de asemenea, pe lângă rata de germinaţie, procentul de seminţe goale şi gradul de mortalitate la stadiul de frunzuliţe cotiledonare pentru proveniențe diferite. În primăvara anului 2010 s-a efectuat semănarea în masă, cu un număr diferit de seminţe prelevate de la toate genotipurile selectate din Delta Dunării în anul 2009, în scopul verificării adaptabilităţii la condiţiile din Transilvania.

2.4. Înmulţirea prin butăşire în uscat

2.4.1. Butăşirea la ghiveci în spaţiu protejat S-au organizat două experienţe bifactoriale, în care variabilele au constat în: 1-genotipul

(plante femele/mascule); 2-substratul; 3-tratamentul hormonal. Toţi butaşii au fost plantați în spațiu protejat în ghivece TEKU P9 (0,5 l) .

Variantelor de substrat au fost: S1. 3:1 turba TS3 klassman+clay (argila) – TS3 fin pentru răsaduri; S2. 1:1:2 – cele 2 feluri de turbă plus pământ de grădină;

Variantele hormonale utilizate au fost: V1. 250 ppm ANA (clătire a bazei); V2. 500 ppm ANA (clătire a bazei); V3. Radistim Nr. 2 (praf pe max. 5 cm);V4. varianta martor - clătire cu apă simplă.

2.4.2. Butăşirea mixtă şi evaluarea plantelor rezultate Partea bazală a butaşilor a fost imersată în soluţie ANA 30 mg/l timp de 12 ore. Butaşii

au fost păstraţi în paturi de butăşire (perlit plus turbă neutră 2:1, la distanţa de 3x5 cm între plante, acoperite cu folie de polietilenă) timp de o lună, după care au fost trecuţi în pepinieră.

2.5. Înmulţirea in vitro prin tehnici de micropropagare

2.5.1. Pregătirea mediilor de cultură. Tipurile de vase de cultură utilizate Mediile de cultură au fost pregătite din soluții stoc sau medii semipreparate. Mediile

bazale și alte substanțe utilizate se pot urmări din tabelul 5. Datorită riscului mai ridicat de infecţie în vasele mari şi a numărului limitat de explante s-

au utilizat în special ca vase de cultură eprubetele.

19

2.5.2. Iniţierea culturilor Pentru iniţiere s-au utilizat minibutaşi cu 1-2 muguri axilari dorminzi sau vârfuri de

creştere, muguri întregi cărora li s-au îndepărtat primele două straturi de foliole şi meristeme apicale.

2.5.3. Pregătirea probelor. Presterilizarea şi sterilizarea S-au utilizat butași proaspeți sau statificați. Sterilizarea s-a realizat cu soluţie de

hipoclorit de sodiu, obţinută cu ajutorul unui produs comercial (ACE – NaClO – 5%), cu sau fără adaos de TWEEN 20. În funcţie de tipul de explant şi starea acestuia, s-au utilizat concentraţii de 20-60% ACE pe o perioadă de 10-30 min.

2.5.4. Inocularea Indiferent de tipul de explant utilizat, toate iniţierile s-au realizat în eprubete de sticlă, în

hota cu flux laminar. S-a lucrat în apropierea becului de gaz pe tot parcursul inoculărilor. La 6 săptămâni de la inoculare s-a evaluat procentul de infecţie, necrozare, vitrificare şi explante care au regenerat lăstari viabili pentru trecerea la etapa de multiplicare.

2.5.5. Multiplicarea Pentru etapa de multiplicare s-au testat două tipuri de explante: microbutaşi ai lăstarilor

regeneraţi in vitro şi frunze secţionate de pe aceştia, utilizate în scopul regenerării adventive. Pentru multiplicarea prin microbutaşi s-au utilizat în general concentraţii mai scăzute de hormoni (0,15-2 mg/l BAP, Zeat, Kin, IBA, AIA), singure sau în diferite combinaţii. S-a analizat atât rata de multiplicare cât și cea de proliferare. S-a testat regenerare directă sau indirectă din frunzele obţinute in vitro, ca modalitate de îmbunătăţire a ratei de multiplicare.

2.5.6. Înrădăcinarea S-au utilizat atât variante de medii fără hormoni,cât şi cu auxinei.

2.5.7. Aclimatizarea Pentru aclimatizare s-au utilizat atât plantele înrădăcinate in vitro cât cele trecute la

înrădăcinat ex vitro, ca metodă combinată, fie în apă fie în substrat solid

2.6. Interpretarea statistică a rezultatelor

Analiza statistică şi graficele s-au efectuat cu ajutorul soft-urilor GraphPad Prism, versiunea 5, pentru Windows şi Excel, Microsoft Office.

20

Tab. 5 Substanţele utilizate pentru prepararea mediilor de cultură

Substances used for culture media preparation Tip substanţă

Type of substances Denumire

Name Prescurtare utilizată

Abbreviation Etapa în care s-a utilizat/concentraţia

Stage/concentration 1 2 3 7 Mediu bazal Basal media

Anderson’s Rhododendron Medium - cu vitamine incluse

AR -iniţiere -100% -multiplicare-100%

DKW/Juglans Medium (Driver and Kuniyuki Medium) cu vitamine incluse

DKW -iniţiere-100%

Lloyd and McCown Woody Plant Medium cu vitamine incluse

WPM -iniţiere-75-100% -multiplicare -75-100% -înrădăcinare--75%/100%

Murashige and Skoog Medium cu vitamine incluse MS şi MS1/2 (macroelementele la jumătate)

-iniţiere-50%/100% -multiplicare-100% -înrădăcinare-25-50%

Quoirin and Lepoivre Medium cu vitamine incluse QL -iniţiere-100% -multiplicare-100%

Schenk and Hildebrandt Medium cu vitamine incluse SH -multiplicare-100% Auxine/Auxins Acid indolilbutiric AIB -înrădăcinare-1 mg/l Acidul beta indolilacetic AIA -multiplicare-0,1-0,5 mg/l Citochinine Cytokinins

Benziladenina (benzilaminopurina) BAP -iniţiere-0,1-0,5 mg/l -multiplicare-0,15-1 mg/l -regenerare-0,5-1 mg/l

Zeatina Z -iniţiere-1 mg/l -multiplicare-2 mg/l -regenerare-2 mg/l

Kinetina Kin -multiplicare-0,3-20 mg/l -regenerare-20 mg/l

Tidiazuron TDZ -iniţiere-0,1-0,2 mg/l -regenerare-0,5 mg/l

Agenţi de gelifiere Gelling agents

Plant agar, Gelrite, Agargel 3-9 g/l

Sursă de carbon Carbon sourse

Sucroză, zahăr comercial 20-30 g/l

Toate substanţele (cu excepţia agargelului Sigma şi zahărului comercial) au fost procurate de la Duchefa, Olanda. Compoziţia mediilor a fost extrasă din Catalogul Duchefa (***Biochemicals, Plant Cell and Tissue Culture, Phytopathology, Duchefa, Catalogue 2006-2008)

21

3. REZULTATE ŞI DISCUŢII

3.1. Caracteristicile morfologice şi biometrice

3.1.1. Vigoarea de creştere şi înălţimea plantelor Dacă plantele femele se caracterizează în general prin vigori medii, cu rare excepţii foarte

mici (ex. MF 1) sau mari (ex. SF 1), la plantele mascule avem în general vigoare cel puţin medie, uneori cu mult peste valorile înregistrate în literatură. Pentru unii indivizi masculi s-au înregistrat valori de peste 7 m înălţime, cu vigoare ridicată, specifică arborilor. Înălțimea plantelor femele s-a situat între 1 și 4 m, cu o medie de 2,38.

3.1.2. Capacitatea de drajonare Indivizii SF şi SM s-au caracterizat în general prin capacitate redusă de drajonare, CF şi

CM medie iar cei MF şi MM prin capacitate ridicată.

3.1.3. Gradul de spinozitate Selecțiile analizate au avut un număr mediu de 8,14 spini/30 cm, cu valori extreme între 2

și 15. Cinci seleții au înregistrat o medie a numărului de spini semnificativ negativă față de a genotipului martor (Fig. 4). Numărul de spini a fost corelat negativ cu înălțimea plantelor.

Fig. 4. Gradul de spinozitate al diferitelor selecţii de cătină

Spinescent degree of several seabuckthorn selections

3.1.4. Caracteristicile frunzelor Dimensiunea medie a frunzelor a fost de 6,08 cm lungime, 0,59 lăţime şi o suprafaţă

foliară aproximativă de 3,04 cm2. Faţă de aspectul clasic al frunzelor, au fost unele excepţii constând într-un aspect pielos pe partea superioară şi o culoare verde închisă (ex. CF3, SF 4) sau cu evidente pete argintii pe partea superioară a limbului. Majoritatea frunzelor au avut pete ruginii pe partea inferioară.

3.1.5. Culoarea fructelor Subspecia carpatica, reprezentată prin indivizii analizaţi în acest studiu, se caracterizează

printr-o culoare portocaliu-deschisă a fructelor (medie 3,05), cu rare excepții (MF1). Nu s-au descoperit genotipuri cu fructe roșii.

22

3.1.6. Forma fructelor Fructele analizate au în general forma ovală, dar cu excepţii constând în forme ca sferică,

uşor cilindrică sau conică (ex. SF6). Forma ovală s-a caracterizat prin uşoare variaţii, de genul alungită la ambele capete, doar la mucron, bombată etc.

3.1.7. Productivitatea potențială Indivizii populaţiei M s-au caracterizat prin capacitate productivă scăzută, cei ai

populației C prin una medie iar pentru S medie-ridicată. Masa fructelor recoltate de pe genotipul CF5 a fost de 6,5 kg/plantă (21,45 t/ha, 3300 plante/ha) iar la SF4 12 kg fructe/plantă (26,4 t/ha, 2200 plante/ha).

3.1.8. Masa a 100 fructe Dacă în cadrul populaţiilor locale din Transilvania masa fructelor depăşeşte foarte rar 0,3

g, majoritatea genotipurilor selectate din Delta Dunării au masa fructelor peste 0,4 g (Fig. 5, medie 45,8, limite – 23,1-73,1 g). Masa fructelor a fost corelată pozitiv cu masa semințelor.

Fig. 5. Masa fructelor şi diferenţele statistice faţă de martor

Fruit weight and statistical differences from control

3.1.9. Numărul de fructe per mugure Avem un număr mediu de 4,7 fructe per mugure, cu valori medii extreme de 3-7. Cu

toate acestea au fost descoperiţi muguri şi cu peste 10 fructe. Numărul fructelor per mugure s-a corelat negativ cu masa fructelor şi cu lungimea pedunculului şi pozitiv cu potenţialul productiv.

3.1.10. Dimensiunea fructelor Dimensiunea fructelor selecţiilor analizate a fost pentru anul 2009 de 10,7/8,4 mm, cu

maxime ale lungimii (înălţimii) de peste 13,2 mm şi ale diametrului de 9,3 mm. Fructele genotipului martor au dimensiune mai redusă faţă de majoritatea genotipurilor.

3.1.11. Lungimea pedunculului şi uşurinţa desprinderii fructelor S-au înregistrat valori ale lungimii pedunculului între 2 și 5 mm, cu o medie de 3,05 mm.

Lungimea pedunculului a fost corelată pozitiv cu ușurința desprinderii fructelor.

3.1.12. Masa a 100 seminţe Seminţele populaţiei din Transilvania sunt cele mai mici, cu masa a 100 de seminţe de

0,96 g, de 3 ori mai mici decât seminţele genotipului SF 8 (2,99 g). Media înregistrată pentru acest criteriu a fost de 2,24 g.

23

3.1.13. Caracteristici legate de raportul dintre fructe şi seminţe Dacă pentru cătina din zona Transilvaniei pentru fiecare kg de fructe avem în jur de 40 g

seminţe, pentru selecţiile noastre avem o medie de 50 g, cu un maxim de aproape 70 g pentru SF 4 Dacă la varianta martor (CHF 1) avem nevoie de aproximativ 26 kg fructe pentru a obţine un kg de seminţe, pentru SF 4 avem nevoie doar de 14 kg. Dacă în cazul probei martor avem peste 100.000 de seminţe, în cazul SF8 avem doar 33.000 . Dacă avem un raport mediu dintre masa seminţelor şi a fructelor de aproximativ 5%, acesta variază mult, între 3,66 şi 6,97%.

3.1.14. Selecţia genotipurilor elită pe baza notelor de bonitare acordate diferitelor caracteristici.

Pentru genotipurile selectate s-a obţinut un total de maxim 90 puncte de bonitare (SF4) şi un minim de 57 (MF1). Populaţia martor a obţinut un punctaj foarte redus, de doar 59 puncte.

3.2. Caracteristicile biochimice ale principalelor genotipuri de cătină (H. rhamnoides ssp. carpatica) selecţionate pentru acest proiect

3.2.1. Potenţialul furajer al diferitelor componente ale cătinei Toate componentele analizate au un potețial furajer ridicat, cu excepția conținutului în

fosfor, toate componentele fiind asemănătare sau mai mari decât față de alte furaje convenționale (Tab. 6).

Tab. 6 Componentele nutriţionale la cătină şi alte furaje convenţionale

Nutritional components for seabuckthorn and other conventional fodder supplies

Componente Components

Specii Species

S.U. Dry

weight (%)

Proteină crudă Crude protein

(% SU, DW)

Grăsime Crude fat (% SU, DW)

Ca/P (% SU, DW)

Surse References

Fructe/Fruits H. r. ssp. carpatica 18-29,8 13,1-17 * 24-42 0,03/0,01 Seminţe/Seeds H. r. ssp. carpatica 92-96 23,2 12,7-17,3 0,01/0,001 Frunze/Leaves H. r. ssp. carpatica 25,1 23,8 3,5 0,39/0,03 Lăstari tineri Young shoots H. r. ssp. carpatica 26,3 19,87 3,13 0,42/0,04

Vescan şi colab. (2010); * Raţi şi Raţi, (2003)

Lucernă proaspătă 25,7 5,4 0,7 0,49/0,09 Lucernă uscată 85,5 16,3 2,5 1,25/0,23 Soia boabe 89 30-50 16-25 0,25/0,55

Furaje tradiţionale Conventional fodders

Porumb boabe 87 7-13 3,5-4,5 0,02/0,21

Davidescu şi Davidescu (1999); Hu and Guo (2006).

3.2.2. Determinarea conţinutului de minerale din fructe şi seminţe Atât în fructe cât și în semințe s-au obținut valori foarte ridicate pentru potasiu (Tab. 7).

Față de alte subspecii, cele mai apropiate rezultate au fost raportate de Kallio et al (1999) pentru diferite proveniențe din Asia.

Tab. 7 Compoziţia minerală a fructelor de cătina provenite din Delta Dunării

Mineral composition of seabuckthorn fruit originated from Danube Delta Proba/Elemente

Sample/Compounds (ppm) K Ca Mg P Zn Fe

Limite/Limits 2200-18100 169,54-509,58 238,05-311,82 13-350 16,33-126,87 4,47-

57,75 Media Average

12920 ±5376,76

293,88 ±77,85

258,68 ±25,40

112,73 ±127,10

48,30 ±37,28

25,01 ±14,78

Doar pentru potasiu s-au obținut unele diferențe între mediile celor trei populații de cătină studiate.

24

Cât priveşte conţinutul de minerale din seminţe, apar discrepanţe mari atât cât priveşte rezultatele din literatură cât şi rezultatele prezentului studiu comparativ cu acestea (Tabelul 8).

Tab. 8 Compoziţia minerală a seminţelor de cătina cu provenienţă diferită Mineral composition of the seabuckthorn seeds of different origin

Elemente Elements (ppm) K Ca Mg P Zn Fe Referinţe /

References CHF1 seminţe 10900 99,15 254,77 11 64,12 77,57 Acest studiu ssp. turkestanica 6225-9350 480-1380 1080-1725 - 20,7-27,8 18,1-74,4 Finlanda 6240-8520 210-320 1130-1430 - 24-48 34-53

Gupta and Sigh, 2005

Comparatic cu majoritatea fructelor de consum curent, fructele de cătină au un conținut ridicat de potasiu, un conținut mai scăzut de P și un conținut mediu pentru celelalte elemente (***http://www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp/search, 2011).

Genotipul cu cel mai scăzut aport de minerale s-a dovedit a fi SF6 (6 puncte bonitare) iar cel mai bun genotip SF10 (21 puncte)

3.2.3. Determinarea refractometrică a substanţei uscate solubile Avem o concentraţie medie de 10,81 °Brix de substanţă uscată solubilă în fructele de

cătină colectate din cele patru populaţii distincte, cu limite între 7,97 și 12,77 (Fig. 6). Genotipul martor (CHF1) din Transilvania are un conţinut ridicat al S.U. solubile din suc, cu diferențe semnificativ pozitive față de majoritatea celorlalte probe analizate.

Între substanţa uscată şi substanţa uscată solubilă există o corelaţie pozitivă clară însă masa mare a fructelor nu este un factor limitativ în obţinerea unor soiuri cu fructe cu un conţinut ridicat ăn S.U. solubilă.

Fig. 6. Substanţa uscată solubilă per fiecare genotip

Soluble dry weight per genotype

Pentru toate probele s.u. solubilă a scăzut în anul 2010, acest caracter fiind foarte influenţabil de condiţiile meteorologice (Fig 7).

3.2.4. Determinarea acidităţii totale şi a pH-ului din fructele de cătină S-au obținut valori ale pH-ului între 2,85 și 3,23, cu o medie 3,06. Din punct de vedere al

acidității, s-au obținut valori extreme de 1,41-4,2 g acid citric/100 g fruct. Doar fructele genotipului MF3 au avut o aciditate titrabilă (exprimată în acid malic g/100 g fruct) semnificativ negativă față de a genotipului martor. Interpopulaţional, nu s-au obținut diferenţe semnificativă

25

între cele trei populaţii (Fig. 8) însă anul recoltării fructelor a influențat în mod semnificativ acest caracter (Fig. 8).

Fig. 7. S:U. solubilă - stânga – influența anului recoltării; dreapta – influența provenienței fructelor

Soluble solids in fruits – left - picking year influence; right – influence of the fruit origin

Fig. 8. Aciditate totală titrabilă – stânga – influența populațiilor; dreapta – influenţa anului recoltării

Total titratable acidity of the fruits – population influence; right – picking year influence

3.2.5. Determinare conţinutului de vitamina C (acidului ascorbic) din fructe Cât privește conținutul de vitamina C din fructele supramaturate, cel mai mare se regăseşte

în fructele de cătină păstrate la congelator, foarte semnificativ pozitiv faţă de cel regăsit în fructele refrigerate timp de 6 săptămâni (***, p<0,0001, Two-way ANOVA; corelaţie r=0,96).

În cazul recoltării fructelor la începutul lunii septembrie, la debutul maturării fructelor, s-au înregistrat valori mult mai mari ale conținutului în vitamina C comparativ cu rezultatele obținute la fructele supramaturate (Fig. 9).

26

Fig. 9. Conţinutul de vitamina C al fructelor

Vitamin C content of seabuckthorn fruits

3.2.6. Determinarea conţinutului de carotenoide totale din fructe Raportat la masa fructului proaspăt, conţinutul de carotenoide a variat destul de mult,

pornind de la valori de 4,13 mg% până la aproape 20 mg%, cu o medie de 10,93 mg%. Raportate la substanţa uscată, carotenoidele totale s-au încadrat în intervalul 20,79-92,27, cu o medie de 52 mg%.

Rezultate obţinute în acest studiu concordă cu cele obţinute de alţi cercetători pentru diferite subspecii de cătină, în special pentru conţinutul total de carotenoide din fructele proaspete (Tabelul 9).

Tab. 9 Conţinutul de carotenoide totale din fructele diferitelor subspecii de cătină

Total carotenoids in seabuckthorn fruits from different subspecies Subspecie Subspecies (H. rhamnoides)

Carotenoide totale/ Total carotenoids (mg% fruct proaspăt/fresh fruit)

Referinţe References

caucasica 0,32-16,7 turkestanica 0,8-28,8 carpatica (aceeaşi regiune) 0,32-3,87

Novruzov (2005b)

carpatica 10,93 (4,13-19,68) acest studiu Tab. 10

Coeficienţii de corelaţie dintre elemente morfologice şi carotenoidele totale din fruct Correlation coefficients between morphological features and total carotenoids in fruit

Carotenoide totale/ Total carotenoids (mg%) Caracteristică morfologică

Morphological feature Coeficientul de corelaţie Correlation coefficient (r)

Valoarea p/p value (two-tailed, intervalul de confidenţă/ confidence

range 95%) Culoare fructe/Fruit color 0,81 <0,0001 Masa a 100 fructe/Weight of 100 fruits (g) -0,59 0,01 pH 0,73 0,01

Cea mai strânsă corelaţie, după cum se poate observa şi din Tabelul 10, este între culoarea fructelor şi conţinutul în carotenoide totale.

3.2.7. Determinarea unor componente lipofilice din fructe şi seminţe 3.2.7.1. Conţinutul de ulei

Diferenţe mari pot fi observate între probe atât pentru uleiul din seminţe cât şi cel din pulpă (7,2-16,4% în seminţe cu o medie de 11,7% şi 3,6-8,5% în pulpa proaspătă, cu o medie de 6,2%). Media conținutului de ulei din fructul proaspăt este 6,4% iar din fructul uscat 31,4%.

27

3.2.7.2. Compoziţiei acizilor graşi din uleiul de cătină În uleiul din seminţe AG dominanţi sunt acidul linoleic (40,1%), linolenic (26,3%) şi

oleic (17,9%). Uleiul din seminţe are un procentaj ridicat de acizi graşi polinesaturaţi (PUFA) (66,4%) şi mononesaturaţi (MUFA) (21,5%) comparativ cu cei saturaţi (SFA) (11,7%). Când se compară proba martor cu elitele, o diferenţă negativă clară este remarcată în cazul acizilor linoleic şi linolenic (31,2%, respectiv 31,5%, în proba martor). În uleiul din pulpă, cei mai importanţi AG sunt acidul palmitic (36,55%), oleic (30,9%) şi palmitoleic (20,45%). MUFA (58,2%) şi SFA (37,6%) sunt dominanţi în uleiul din pulpă, comparativ cu PUFA (4,1%). După cum se poate vedea din figura 10, avem diferenţe semnificative între uleiurile provenite din pulpă şi cele din seminţe indiferent de clasa de AG analizată.

Analiza uleiurilor de cătină pe componente sau pe baza diferitelor clase de acizi graşi se dovedeşte o metodă sigură de determinare a fraudelor cât priveşte mixurile de ulei.

Fig. 10. Influenţa originii uleiului (seminţe, pulpă) asupra diferitelor clase de acizi graşi

Oil influence depending on origin (seed, pulp) on several fatty acids groups

Rezultatele noastre sunt foarte apropiate de cele înregistrate pentru ssp. fluviatilis, dar diferenţe faţă de media generală pot fi remarcate pentru acizii palmitoleic, palmitic, oleic şi linolenic. Raportul dintre acizii graşi saturaţi şi cei nesaturaţi la cătina românească este foarte asemănător cu media generală a speciei.

3.2.7.3. Analiza cantitativă şi calitativă a tocoferolilor din uleiul de cătină A fost observat un raport foarte asemănător între α-tocoferol şi β+γ tocoferol în uleiul din

seminţe; în schimb, uleiul din pulpă s-a caracterizat prin cantităţi foarte ridicate de α-tocoferol (87,7% din totalul tocoferolilor analizaţi) comparativ cu β+γ tocopferol. După cum se poate observa şi din Fig. 11, sunt diferenţe semnificative (***, Two-way ANOVA, Bonferroni posttests) între cele două componente majore ale tocoferolilor doar la uleiul din pulpă. Metoda determinării pe componente a tocoferolilor poate constitui o metodă sigură de determinare a fraudelor cât priveşte mixurile de ulei de cătină.

Valorile medii obţinute pentru tocoferolii totali, atât la uleiul din pulpă cât şi la cel din seminţe, se încadrează în limite descrise în literatura de specialitate (Cenkowsky et al. , 2006; Yang and Kallio, 2005a), pe când SF8 a prezentat valori mai mari (360 mg% în uleiul din seminţe) decât acestea.

28

Fig. 11. Influenţa originii uleiului (seminţe, pulpă) asupra componentelor tocoferolilor

The influence of oil origin (seed, pulp) on tocopherol compounds

3.3. Înmulţirea prin seminţe

3.3.1. Determinarea ratei de germinaţie in vitro Indiferent de timpul alocat sterilizării (5, 10, 15, 20 sau 25 min), nu s-a înregistrat nici o

infecţie și rata de germinare nu a fost influențată semnificativ, înregistrându-se medie de 90%. După şase săptămâni, majoritatea plăntuţelor au emis primele frunze adevărate.

3.3.2. Determinarea ratei de germinaţie ex vitro şi caracterizarea plantelor obţinute Rata medie de germinare testată ex vitro nu s-a diferenţiat semnificativ între seminţele

extrase din fructele congelate şi cele din fructe proaspete, în primul caz înregistrându-se o medie de 76,9% pe când în cazul al doilea de 73,3%, însă germinarea a întârziat cu 2 săptămâni în cazul utilizării semințelor extrase din fructe congelate. Media ratei de germinare in vitro a fost semnificativ pozitivă comparativ cu cea ex vitro (Fig. 15)

Fig. 12. Testarea ratei de germinare in şi ex vitro

In vitro and ex vitro germination rates

29

Majoritatea plăntuţelor au avut o creştere viguroasă şi stare de sănătate bună, indiferent de seminţele din care au provenit (Fig. 13).

Din punct de vedere statistic, nu s-au observat diferenţe semnificative între ratele de germinare ale seminţelor păstrate unul sau doi ani. Seminţele provenite de la genotipul martor au avut o rată medie de germinare semnificativ pozitivă doar faţă de cele provenite de la SF12 (Fig. 13).

Fig. 13. Stânga - rata de germinare în funcţie de durata depozitării seminţelor; dreapta – rata de germinare în funcţie de provenienţa seminţelor

Left – germination rate depending on storage period; right – germination rate depending on seed origin

Un procent mai ridicat cât priveşte mortalitatea a fost înregistrat peste iarnă însă unele genotipuri au avut o rată de supravieţuire peste iarnă mai mare decât individul martor unele chiar cu 0% mortalitate (Fig. 14). Cât priveşte rata generală de supravieţuire, s-a înregistrat un interval foarte mare, cu valori între 29 şi 96%, la o medie de 73%.

Fig. 14. Rata mortalităţii puieţilor în funcţie de provenienţa seminţelor

Seedling mortality depending on seed origin

30

Fig. 15. Înălţimea puieţilor la sfârşitul perioadei de vegetaţie

Height of the seedlings at the end of the vegetation period

Nu s-a putut stabili la sfârşitul primului an o corelaţie între înălţimea puieţilor (Fig. 15) şi vigoarea plantelor genitoare (r=0,15-0,27). O corelaţie pozitivă s-a înregistrat între rata de supravieţuire a puieţilor şi media celor mai înalte plante (r=0,58, p=0,012. Nu s-au înregistrat corelaţii între masa seminţelor şi ceilalţi parametri analizaţi.

3.4. Înmulţirea prin butăşire în uscat

3.4.1. Butăşirea la ghiveci în spaţiu protejat După cum se poate vedea în Tabelul 11 şi Fig. 16, în cazul folosirii aceluiaşi substrat de

înrădăcinare S1, avem o rată de înrădăcinare nesemnificativ diferită statistic, indiferent de sexul plantelor şi varianta hormonală utilizată (One-way ANOVA, Tukey’s multiple comparison test).

Tab. 11 Randamentul de înrădăcinare la butăşirea în uscat la ghiveci Rooting efficiency for hardwood cutting propagation in pots

Procentul de înrădăcinare/ Rooting efficiency *(%) n=45 (butaşi pentru fiecare variantă/ cuttings for each variant) CHF1 CHM1 S1V1 51,1 a 44,4 a S1V2 37,8 a 48,9 a S1V3 51,1 a 62,2 a S1V4 35,6 a 42,2 a Media/ Average(S1V) 43,9 49,43 S2V1 80,0 ab S2V2 82,2 a S2V3 71,1 ab S2V4 57,8 b Media/ Average (S2V) 72,8 Media/ Average (SV) 58,3 S1. 3:1 turbă TS3 klassman+clay (argilă) – TS3 fin pentru răsaduri; S2 1:1:2 turbă TS3 klassman+clay (argilă), TS3 fin pentru răsaduri plus pământ de grădină; V1. 250 ppm ANA (clătire a bazei); V2. 500 ppm ANA (clătire a bazei); V3. Radistim Nr. 2 (praf pe max. 5 cm); V4. varianta martor - clătire cu apă simplă. *mediile urmate de aceeaşi literă nu sunt diferite semnificativ (Tukey’s multiple comparison test)

31

Cât priveşte diferenţele generate de substratul de înrădăcinare, substratul S2 (amestec turbă cu pământ de grădină) a generat o medie a butaşilor înrădăcinaţi semnificativ pozitivă faţă de cazul în care a fost utilizată doar turbă (Fig. 18). Cât priveşte diferenţele cauzate de tratamentele hormonale, faţă de varianta martor, în care s-a utilizat apă, doar în cazul utilizării substratului S2 s-a determinat o diferenţă semnificativă (*, Bonferroni posttests) a variantei cu 500 ppm (Fig. 18).

Fig. 16. Stânga – randamentul butăşirii în uscat la ghiveci în funcţie de sexul plantei şi varianta

hormonală; dreapta – influenţa substratului de cultură şi a variantelor hormonale

Left – the efficiency of hardwood cutting in pot propagation method depending on sex and hormonal treatment; right – influnce of culture substrate and hormonal treatment

3.4.2. Butăşirea mixtă şi evaluarea plantelor rezultate După cum se poate observa din Fig. 17, patru genotipuri femele din Delta Dunării (SF4,

6, 7 şi 8) au avut un randament de prindere de aproximativ 40%, în situaţia în care cea mai bună variantă la ghiveci a fost de 82%. Rezultate mai slabe au fost obţinute pentru plantele mascule, datorită deshidratării rapide a creşterilor anuale.

Cât priveşte adaptabilitatea şi ritmul de creştere al plantelor noi obţinute, majoritatea au avut o creştere viguroasă şi au supravieţuit temperaturilor scăzute din timpul iernii (Fig. 17).

Fig. 17. Stânga - randamentul şi rata supravieţuirii la butăşirea mixtă; dreapta - înălţimea plantelor obţinute din butaşi la sfârşitul primului an de vegetaţie

Left – efficiency and survival rate of combined hardwood cutting propagation method; right – height of the plants at the end of the first year of vegetation

32

3.5. Înmulţirea in vitro prin tehnici de micropropagare

3.5.1. Iniţierea culturilor Pentru majoritatea genotipurilor testate, cătina albă s-a dovedit o subspecie dificil de

iniţiat in vitro, în special pornindu-se de la meristeme. Cele mai bune rezultate au fost obţinute în cazul utilizării mugurilor proaspăt recoltaţi de pe plantele genitoare. În cazul păstrării ramurilor la frig, în pungi de polietilenă, s-a constatat o foarte rapidă deteriorare a mugurilor, în cele mai multe cazuri după patru săptămâni majoritatea fiind compromişi.

Indiferent de perioada în care ramurile au fost recoltate (noiembrie-martie), probele martor care au fost păstrate în apă au arătat că această specie nu necesită o perioadă de frig pentru a porni în vegetaţie.

3.5.1.1. Sterilizarea materialului în funcţie de tipul de inocul Hipocloritul de sodiu s-a dovedit a fi un agent eficient în sterilizarea mugurilor de cătină

în situaţia în care s-a dorit prelevarea meristemelor sau a mugurilor detaşaţi, cu îndepărtarea primelor straturi de foliole, şi ineficient pentru sterilizarea minibutaşilor inoculaţi ca atare.

Datorită ratelor ridicate de viabilitate a meristemelor şi a gradului scăzut de infecţie, majoritatea sterilizărilor s-au efectuat cu 2% hipoclorit de sodiu timp de 15 minute. După cum se poate vedea din Fig. 18, pentru mai multe genotipuri acest tip de sterilizare a generat 0% grad de infecţii în condiţiile unor rate de iniţiere foarte ridicate.

Fig. 18. Sterilizarea materialului vegetal în vederea prelevării meristemelor

Sterilization of the material for meristem prelevation

Utilizarea ca inoculi a minibutaşilor nu se recomandă decât în cazul modificării radicale a protocoalelor existente de sterilizare şi în cazul utilizării unui material păstrat în condiţii controlate (ex. sere, cu control fito-sanitar constant).

În funcţie de genotipul utilizat, în cazul meristemelor se poate obţine o rată de viabilitate de până la 100%, în culturi total lipsite de infecţii utilizând protocolul propriu, cu concentraţii de NaClO de 2% timp de 12-20 min.

Ţinând cont de simplitatea metodei şi de procentul ridicat de regenerare a lăstarilor din meristeme pentru o mare parte din genotipuri, acest tip de inocul se recomandă la utilizarea unui material provenit din flora spontană, cu un grad ridicat de infecții endogene.

33

3.5.1.2. Iniţierea din meristeme Cu toate că majoritatea explantelor au format un calus bazal abundent, doar în puţine

cazuri s-au observat scurgeri fenolice consistente care au apărut în general la baza lăstarilor vitrificaţi, care erau oricum compromişi. Nu s-au înregistrat cazuri în acest studiu în care scurgerile fenolice să inhibe dezvoltarea lăstarilor.

Indiferent de pH sau concentraţiile de BAP, nu s-au obţinut diferenţe semnificative între mediile ratelor de inițiere. Deoarece concentraţiile de 0,1-0,2 au produs un procent asemănător de lăstari, în experimentele ulterioare s-a utilizat cu precădere concentraţia intermediară de 0,15 mg/l. Concentrațiile de BAP mai mari de 0,2 cât și utilizarea TDZ au generat necrozare totală. Cu toate că valori mai ridicate ale pH-ului au generat un procent de lăstari mai ridicat, majoritatea au avut o vigoare mai redusă şi au avut un randament foarte scăzut de multiplicare.

Pentru genotipurile recalcitrante la BAP se poate recomanda testarea cu zeatină, care a dat rezultate foarte bune la genotipul SF6. Indiferent de mediile bazale utilizate pentru iniţiere, în cazul utilizării mediilor fără hormoni s-a produs necrozare totală a inoculilor. 3.5.1.2.1. Conţinutul cantitativ şi calitativ al sursei de carbon

Nu s-au observat diferenţe între utilizarea zahărului comercial şi sucroza de laborator sau între concentraţiile de 20 sau 30 g/l. 3.5.1.2.2. Influenţa agenţilor de gelifiere. Rata de vitrificare

Atât în această etapă cât şi la multiplicare s-a testat influenţa mai multor agenţi de gelifiere, utilizaţi individual sau în combinaţii, cele mai bune rezultate fiind obținute pe mediile gelifiate cu plant agar. 3.5.1.2.3. Influenţa mediilor bazale

Cel mai bun mediu utilizat la inițierea din meristeme la cătina albă a fost WPM. În funcție de necesitățile individuale apărute pe parcursul experimentelor, s-a propus un mediu general de inițiere care a generat rezultate pozitive pentru majoritatea genotipurilor studiate.

MG=3/4 WPM (macro-, micro-elemente şi vitamine), 8 g/l plant agar, sucroză (zahăr alimentar) 20 g/l, BAP 0,15, pH 5,4. 3.5.1.2.4. Diferenţele între genotipuri la utilizarea mediului general

Faţă de media generală, după cum se poate vedea din Fig. 19, cât priveşte media numărului de lăstari regeneraţi majoritatea genotipurilor au înregistrat diferenţe semnificative iar cât priveşte media vitrificărilor diferenţe nesemnificative.

Fig. 19. Influenţa genotipurilor asupra iniţierii şi vitrificării (mediul MG)

Genotype influence on culture establishment and hyperhidricit (MG media)

34

3.5.1.2.5. Morfologia şi vigoarea lăstarilor rezultaţi (inclusiv vitrificarea) Majoritatea genotipurilor au prezentat o vigoare scăzută la 6 săptămâni de la iniţierea

meristematică, cu o lungime a lăstarilor de aproximativ 10 mm (max. 20 mm) şi frunze foarte scurte. Genotipurile care au produs lăstari cu aspect tipic încă din faza de iniţiere au fost SF8, CF2, CM1 şi SF11. O mare parte din lăstarii rezultaţi au avut un aspect uşor vitrificat, care în subculturile ulterioare s-a accentuat chiar dacă s-au utilizat cantităţi ridicate de agar.

3.5.1.3. Iniţierea din minibutaşi Iniţierea pornind de la minibutaşi cu vigoare redusă s-a dovedit mai puţin utilizabilă în

acest caz, datorită ratei de infecţie foarte ridicată. Metoda de iniţiere cu minibutaşi lungi direct în apă sterilă nu a fost regăsită în literatură, având un caracter de noutate, caracterizându-se prin costuri foarte reduse cu manopera şi prin lipsa mediilor de cultură.

Prin această metodă s-au obţinut lăstari viguroşi, tipici, pretabili la multiplicare. 3.5.1.4. Iniţierea din muguri

Pentru iniţierea din muguri s-a înregistrat o rată de infecţie mult mai mare decât în cazul meristemelor şi o rată de regenerare mai redusă. Cu toate acestea, majoritatea lăstarilor rezultaţi au avut o vigoare mai mare decât a celor proveniţi din meristeme şi au prezentat o tipicitate a speciei mai ridicată. În acelaşi timp, mugurii au dovedit o elasticitate mult mai mare cât priveşte mediul bazal utilizat.

3.5.2. Etapa de multiplicare 3.5.2.1. Influenţa vaselor de cultură asupra multiplicării

Rezultatele apropiate obţinute pentru eprubete comparativ cu alte vase (diferențe nesemnificative statistic) plus riscul redus de infecţii la utilizarea acestui tip de recipient au încurajat utilizarea exclusivă a acestuia în experimentele ulterioare. În situaţia micropropagării la scară mare a acestei specii, se recomandă utilizarea vaselor tip Magenta GA7.

3.5.2.2. Influenţa mediilor din subculturile precedente Atât pentru proliferare cât şi cât priveşte vigoarea de creştere a lăstarilor, nu au fost

obţinute diferenţe semnificative la testarea pe mediul MG clone provenite de pe trei tipuri de medii cu concentrații hormonale diferite.

3.5.2.3. Influenţa numărului de subculturi Nu au fost diferenţe semnificative între subculturi decât cât priveşte lungimea medie a

lăstarilor. 3.5.2.4. Influenţa agenţilor de gelifiere asupra multiplicării şi sensibilitatea la vitrificare

Chiar şi în cazul utilizării unor concentraţii mai ridicate de plant agar (8-9 g/l), care au dus uneori la crăparea mediilor, s-a generat un procent ridicat de vitrificări în anumite subculturi pentru genotipurile mai sensibile. Nivelul vitrificării a fost în general mai redus în cazul utilizării unor cantităţi mai scăzute de săruri minerale. 3/4 WPM a generat cel mai scăzut nivel al vitrificării.

3.5.2.5. Influenţa genotipurilor, mediilor de cultură şi a hormonilor Asemenea iniţierii, şi în cazul multiplicării s-au observat diferenţe foarte mari cât priveşte

rata de multiplicare, proliferare, necrozare şi vitrificare, atât datorită influenţei genotipurilor cât şi a mediilor de cultură.

Indiferent de genotipul utilizat, cel mai bun mediu bazal s-a dovedit a fi WPM, utilizat în diferite concentraţii ale sărurilor şi vitaminelor, pornind de la 1/2 până la integral. Mediile MS, AR, QL, SH şi DKW au dat rezultate slabe, indiferent de concentraţiile utilizate, rezultând în procente ridicate de necrozare sau vitrificare.

35

3.5.2.6. Multiplicarea genotipurilor din Delta Dunării Sf. Gheorghe (DF) Indiferent de genotipul utilizat şi de varianta de mediu de cultură, nu s-a obţinut o rată de

proliferare medie mai mare de 3:1, cu maxime de 5 lăstari/explant iniţial. 3.5.2.7. Multiplicarea genotipurilor provenite din Delta Dunării, zona Sulina

Rezultatele semnificative pentru toate genotipurile sunt prezentate sintetizat în Tabelul 12 și Fig. 20. Indiferent de varianta hormonală utilizată, pentru nici unul din genotipurile analizate nu s-a obţinut o diferenţă semnificativă între medii cât priveşte proliferarea axilară. Cu toate acestea, pentru unele variante s-au obţinut maxime ale proliferării cu valori ridicate (maximum 6 lăstari/explant proliferare axilară, la SF6, şi 15 la proliferare adventivă, la SF8). La utilizarea unor concentraţii hormonale mai ridicate (ex. BAP 0,5-1 mg/l, zeatină 2 mg/l) lăstarii rezultaţi au avut vigoare foarte mică şi a fost necesară o subcultură suplimentară. Indiferent de genotipul testat, cea mai mare vigoare de creştere s-a înregistrat în cazul utilizării mediului general, utilizat şi la iniţierea culturilor.

Fig. 20. Stânga - vigoarea de creştere a lăstarilor cu provenienţe diferite multiplicaţi pe mediul general (MG); dreapta – influenţa mediului bazal asupra multiplicării SF8

Left – growth vigor of the shoots depending on genotype, multipliend on general culture media (MG); right – the influence of the basal media on SF8 multiplication

3.5.3. Regenerarea din frunze Mediile WPM, zahăr 30 g/l, pH 5,8, agar 8 g/l, alături de zeatină 2 mg/l plus AIA 0,1

mg/l şi BAP:AIA 0,5, respectiv 0,1 mg/l, au generat un procent extrem de ridicat, de până la 100% rată de regenerare. Dacă la SF11 a fost o regenerare mixtă la utilizarea zeatinei, atât directă (majoritară) cât şi din calus organogen, la SF8 zeatina alături de AIA a produs doar regenerare din calus. Deşi zeatina a produs o rată ridicată de regenerare, regeneranţii au constat în muguri sau lăstari de dimensiune foarte redusă. La trecerea lor pe mediul general s-a reuşit alungirea lăstarilor şi obţinerea unor plăntuţe cu aspect tipic. S-au obţinut în medie 2 lăstari viabili, tipici, per frunză la regenerarea directă pornind de la SF11 şi zeatină cu AIA (2:0,1 mg/l). Mediul BAP:AIA a generat în cazul genotipului SF11 regenerare directă cu lăstari bine definiţi (rată regenerare 100%), cu potenţial de trecere în etapa de alungire în mod individual.

Această metodă necesită analize ulterioare cu privire la stabilitatea genetică şi morfologică a plantelor rezultate, mai ales în cazul utilizării ca material de iniţiere soiuri.

36

Tab. 12 Cele mai bune rezultate obţinute în etapa de multiplicare în funcţie de mediile de cultură şi genotipuri (selecţiile Sulina)

Best results within multiplication stage depending on culture media and genotypes (Sulina selections)

Genotip Genotype

Mediu de cultură Culture media

Proliferare Proliferation (nr.lăstari> 2

mm:1) (shoots no.>2

mm:1)

Proliferare max. Max.proliferation

(nr. lăstari >2 mm:1)

(shoots no.>2 mm:1)

Multiplicare Multiplication (nr. minibutaşi

>2 mm:1) (microcuttings no.>2 mm:1)

L medie a lăstarilor Average

lenght of the shoots (mm)

Numărul de lăstari

analizaţi No. of shoots

tested (n)

Deviaţia Standard Standard deviation

(mm)

Lungimea maximă

Maximum lenght (mm)

Înrădăcinare spontană Rooting

(%)

Vitrificare Vitrification

(%)

SF4 MG1 1 1 1 11,6 15 5,9 22 SF5 MG1 1,5 3 1,5 13,3 18 10,7 42 8 17 SF6 MG1 1,5 4 1,8 19,8 15 8,5 29 10 10 SF7 MG1 2,2 6 1,7 11,1 39 7,1 39 11 20 SF8 MG1 1,2 3 1,3 26,1 26 18,4 68

CM1 MG1 1,7 3 2 15,8 5 11,1 30 CF2 MG1 1,1 3 1,6 23,9 54,0 10,5 44 14,0 CF3 MG1 1 1 2 21,3 3 9 30 100 MF3 MG1 1 1 1 13,8 13 8,2 30

CHF1 MG1 1 1 1,2 14,8 17 11,5 52 10 SF5 WP0,52 1,6 2 1,1 5,1 8 3,4 10 20 SF6 WP0,52 2,8 7 1,4 6,4 17 7,7 30 10 0 CF2 WP0,52 2,0 4 1,9 9,8 24,0 9,8 45 20,0 10,0 SF6 WPKB3 2,7 6 2,7 16,3 16 9,6 35 17 SF7 WPKB3 1,9 4 1,4 11,8 13 9,6 28 CF2 WPKB3 1,4 2 2,0 16,7 7,0 20,2 57 20,0 SF8 QL4 1,5 3 2,2 17,7 9 13,4 36

13/4 WPM, 20 g/l zahăr, 8 g/l plant agar, BAP 0,15, pH 5,4 23/4 WPM, 20 g/l zahăr, 8 g/l plant agar, BAP 0,5 mg/l, pH 5,4

33/4 WPM, 20 g/l zahăr, 8 g/l plant agar, Kin:BAP 0,3:0,2 mg/l, pH 5,4 4QL, 20 g/l zahăr, 8 g/l plant agar, BAP 0,15, pH 5,4

37

3.5.4. Înrădăcinarea in vitro Cele mai viguroase rădăcini s-au obţinut în cazul înrădăcinărilor spontane pe parcursul etapei

de multiplicare (Fig. 21). Acest tip de înrădăcinare a fost în generat asociat cu lăstarii cu vigoare cel puţin medie, ceea ce a generat plante potrivite pentru aclimatizare.

Fig. 21. Stânga – Influenţa mediilor de cultură (vezi Tabelul 5) asupra înrădăcinării; centru - plantă de vigoare redusă obţinută în etapa de înrădăcinare; dreapta – plante înrădăcinate spontan în etapa de

multiplicare

Left – the culture media influence on rooting (see Table 5); middle – low vigor plantlet obtained within rooting stage; right – spontaneous rooted plantlets within multiplication stage

Majoritatea rădăcinilor obţinute în etapa dedicată special înrădăcinării au fost foarte puţin viguroase şi o mare parte s-au rupt odată cu spălarea plăntuţelor sau la punerea în substratul de aclimatizare. În acelaşi timp, plante obţinute au fost cu vigoare redusă, cu şanse mici de aclimatizare (Fig. 21).

3.5.5. Înrădăcinarea ex vitro şi aclimatizarea Doar plăntuțele viguroase au putut fi aclimatizate în amestec de turbă și nisip, însă nu s-au

înregistrat creșteri. Cele mai slabe rezultate s-au obținut pentru lăstarii semivitrificați și în cazul aclimatizării în apă. În cazul utilizării unor lăstari viguroşi, semilignificaţi, există posibilitatea înrădăcinării directe ex vitro, care, prin îmbinarea etapei de înrădăcinare cu cea de aclimatizare, poate fi o alternativă viabilă metodologiei clasice.

38

4. CONCLUZII

4.1. Concluzii privitoare la etapa de selecție

• Variabilitate fenotipică intrasubspecifică foarte ridicată • O parte din rezultate infirmă rezultate anterioare pentru ssp. carpatica • Trei genotipuri (SF4, SF7 și SF8) au prezentat valoare ridicată fiind introduse în procesul de

testare, omologare și brevetare ca soiuri noi (Golden Abundent, Carmen și Colosal). • Majoritatea selecțiilor - valoare mult mai ridicată decât genotipul martor și asemănătoare sau

mai mare comparativ cu cele mai bune soiuri omologate pe plan național • Doar selecția din flora spontană nu poate asigura caracteristici superioare unor soiuri

internaționale, recomandându-se pornirea unui proces amplu de ameliorare

4.2. Concluzii referitoare la caracteristicile bio-chimice ale selecţiilor

• Potențial furajer ridicat, în special ca aditiv; recomandare în ferme bio (necesar adaos de P) • Sursă bogată de minerale și în special de K • Raportul aciditate/S.U. solubilă foarte scăzut – nici o selecție recomandată pentru consum în

stare proaspătă • Conținut mediu de vitamina C dar peste fructele consacrate; se recomandă păstrarea la

congelator imediat după recoltare • Conținut mediu de carotenoide • Conținut ridicat de ulei, în special în pulpă • Se recomandă uleiul de semințe pentru aport ridicat de acizi grași polinesaturați și uleiul de

pulpă pentru vitamine E • Metodele de determinare a AG și tocoferolilor pot fi utilizate în depistarea fraudelor

4.3. Concluzii referitoare la înmulțirea prin metode convenționale și micropropagare

• Majoritatea plantelor obținute din semințe provenite din Delta Dunării s-au aclimatizat ușor la condițiile climatice din Transilvania

• Randamentul înmulțirii prin butași la ghiveci este independent de sexul plantelor dar semnificativ influențat de substratul de cultură

• Butășirea în uscat - randamente ridicate și vigori mari ale plantelor cu trecerea direct în câmp după un singur an

• O mare parte din genotipuri s-au inițiat cu succes in vitro pornind de la meristeme. Recomandăm pentru inițiere mediul WPM (3/4 săruri și vitamine) alături de 0,15 mg/l BAP, 0,8% Plant Agar, 2% sucroză și un nivel al pH-ului de 5,4.

• Regenerarea din frunze este posibilă utilizând concentrații hormonale scăzute • Cătina albă este dificil de micropropagat, generând rate scăzute de multiplicare, înrădăcinare

și aclimatizare, nerecomandându-se ca o metodă de multiplicare la scară industrială Pe baza rezultatelor obţinute şi a contextului agricol al României, se recomandă continuarea

muncii de selecţie şi debutul procesului de ameliorare la cătina albă, în scopul obţinerii unor soiuri valoroase, competitive pe plan internaţional.

39

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

1. Brad, I., Ioana-Luminiţa Brad, Florica Radu, 2002, Cătina albă - o farmacie într-o plantă, Ed. Tehnică, Bucureşti.

2. Cenkowski, S., R. Yakimishen, R. Przybylski, W.E. Muir, 2006, Quality of extracted sea buckthorn seed and pulp oil. Canadian Biosystems Engineering, Volume 48, 3, 9-16.

3. Gupta, R.K. and V. Singh, 2003, Studies on Micro-propagation in Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L). Seabuckthorn (Hippophae L): A Multipurpose Wonder Plant, I, Indus Publishing Company, New Delhi, 338-344.

4. Gupta, R.K. and V. Singh, 2005, Mineral Composition of Seabuckthorn (Hippophae L). Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L): A Multipurpose Wonder Plant, II, Daya Publishing House, New Delhi, 272-284.

5. Lebeda, A.F., 2003, Correlationships of Biological Characteristics in Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L). Seabuckthorn (Hippophae L): A Multipurpose Wonder Plant, I, Indus Publishing Company, New Delhi, 84-96.

6. Lebeda, A.F., 2008, Propagation of Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L) in Ukrain. Seabuckthorn (Hippophae L): A Multipurpose Wonder Plant, III, Daya Publishing House, New Delhi, 22-26.

7. Li, T.S.C. and C. McLoughlin, 1997, Sea Buckthorn Production Guide, Canada Seabuckthorn Enterprises Limited.

8. Lu, R., 1992, Seabuckthorn: A Multipurpose Plant Species for Fragile Mountains, ICIMOD, Kathmandu, Nepal.

9. Lu, R., 2005, Biochemical characteristics of Seabuckthorn (Hippophae L). Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L): A Multipurpose Wonder Plant, II, Daya Publishing House, New Delhi, 98-107.

10. Lummerding, P., 2001, Micropropagation Protocol Development for Sea buckthorn (Hippophae rhamnoides) Selections for Commercial Orchard Production. Agri-Food Innovation Fund Project #19980162, Final Report, Canada.

11. Raţi, I.V. şi Luminiţa Raţi, 2003, Cătina albă în exploataţii agricole, Ed. Anca, Urziceni. 12. Singh, V. and R.K.Gupta, 2008, Micropropagation of Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides

L). Seabuckthorn (Hippophae L): A Multipurpose Wonder Plant, III, Daya Publishing House, New Delhi, 3-13.

13. Singh, V., 2005c, Seabuckthorn (Hippophae L) in Traditional Medicines. Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L): A Multipurpose Wonder Plant, II, Daya Publishing House, New Delhi, 505-521.

14. Sriskandarajah, S. and P.O. Lundquist, 2009, High frequency shoot organogenesis and somatic embryogenesis in juvenile and adult tissues of seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L). Plant Cell, Tissue and Organ Culture, Springer Online.

15. Yang, B. and H.P. Kallio, 2001, Fatty Acid Composition în Sea Buckthorn (Hippophae rhamnoides L) Berries of Different Origins. J. Agric. Food Chem., 49, 1939-1947.

16. Yang, B., 2001, Lipophilic components of sea buckthorn (Hippophae rhamnoides) seeds and berries and physiological effects of sea bucktorn oil, PhD thesis, University of Turku, Finland.

17. Zadernowski, R., M. Naczk, R. Amarowicz, 2003, Tocopherols în Sea Buckthorn (Hippophae rhamnoides L) Berry Oil. JAOCS 80, 55-58.

18. Zubarev, Y.A., 2008, Commercial Cultivation of Seabuckthorn în Western Siberia, Russia. Seabuckthorn (Hippophae L): A Multipurpose Wonder Plant, III, Daya Publishing House, New Delhi, 49-60.