CONTRIBUȚII LA CUNOAȘTEREA BIOLOGIEI ȘI DEZVOLTĂRII SPECIEI CRAMBE TATARICA [304427]

UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRONOMICE

ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ BUCUREȘTI

FACULTATEA DE AGRICULTURĂ

SPECIALIZAREA de BIOLOGIE

LUCRARE DE LICENȚĂ

Îndrumător Științific:

Conf. Dr. Mihaela Ioana GEORGESCU

Absolvent: [anonimizat] 2016 –

SPECIALIZAREA de BIOLOGIE

LUCRARE DE LICENȚĂ

CONTRIBUȚII LA CUNOAȘTEREA BIOLOGIEI ȘI DEZVOLTĂRII SPECIEI CRAMBE TATARICA

Îndrumător Științific:

Conf. Dr. Mihaela Ioana GEORGESCU

Semnătura ……………………………………..

Absolvent: [anonimizat] 2016 -–

[anonimizat].

[anonimizat], Listele Rosii Naționale fiind considerată o specie vulnerabilă.

[anonimizat], ele fiind nominalizate în procesul de aderare a României la Uniunea Europeană. Activitatea desfășurată de botaniști este necesară ca o sursă de bază de informații. [anonimizat], iar cea veche va fi incompletă.

[anonimizat], motiv pentru care datele despre această specie se pierd. [anonimizat], în acest sens fiind necesară dezvoltarea unui program special cu o bază de date actualizată pe taxoni de plante românești nominalizat în Directiva Habitate.

O importanță deosebită pe care prezenta lucrare o propune a se realiza este menținerea speciilor de plante în arealele lor naturale. Se urmărește păstrarea populațiilor într-o stare optimă, a mediului din care fac parte precum și a relațiilor cu celelalte organisme din comunitățile specifice.

De asemenea lucrarea prezintă o noutate pentru acest taxon și anume realizarea analizei semințelor și a fructelor , [anonimizat] , pe viitor putând fii necesare .

Experimentul a fost montat în laboratorul din cadrul „ Facultății de Horticultură” , iar analiza semințelor s-a realizat în cadrul „[anonimizat]” din incinta „Universității de Științe Agronomice și Medicină Veterinară” din București.

[anonimizat] d-nului inginer Vlad Popa din cadrul „[anonimizat]” care a făcut posibilă analizarea semințelor și a fructelor speciei Crambe tatarica.

[anonimizat] o parte teoretică și o parte experimentală.

[anonimizat], biologia, [anonimizat]-a [anonimizat]. [anonimizat], dar și motivele pentru care nu s-a realizat germinația semințelor.

[anonimizat] a fost acela de a se dezvolta tehnicile de înmultire ex situ. Astfel, rezultatele din studiu ar trebui să ofere o bază utilă pentru regenerarea plantelor pentru a stabili conservarea habitatelor naturale ale acestora.

CAPITOLUL I

STADIUL ACTUAL AL CUNOAȘTERII

Aspecte generale privind denumirea științifică și încadrarea sistematică

Crambe tatarica Sebeók este o specie a genului Crambe inclus în familia Brassicaceae. Volumul III din Flora RPR (Nyárády, 1955) consemnează specia cu numele de C. tataria Sebeók. Sit-ul The Plant List confirmă ca fiind acceptate ambele denumiri.

Conform clasificării din Flora ilustrată a României (Ciocârlan, 2009), familia Brassicaceae (Cruciferae) face parte din ordinul Capparales (Cruciferales), subclasa Rosidae, clasa Magnoliopsida (Dicotyledonatae), subîncrengătura Magnoliophytina (Angiospermae), încrengătura Spermatophyta.

În lucrarea Plante vasculare din Romania (Sârbu, 2013) denumirea speciei este Crambe tataria Sebeók, iar Crambe tatarica Pall. este trecută ca denumire sinonimă. Familia Brassicaceae este încadrată în ordinul Capparales, clasa Magnoliatae (Dicotyledonatae), încrengătura Magnoliophyta (Angyospermatophyta).

Stace, 2011, încadrează familia Brassicaceae, avînd în vedere și clasificarea realizată de Angiosperm Phylogeny Group – 2009, în ordinul Brassicales, Eu-Dicots.

În cadrul lucrării vom folosi denumirea științifică și clasificarea conform lucrării lui Ciocârlan, 2009.

Analiza taxonimică și cromozomală

Poziția taxonomică a genului Crambe L. este următoarea:

Ordinul Caparrales

Familia Brassicaceae

Tribul Brassiceae

Subfamilia Raphanine

Alcătuirea celor trei secțiuni și speciile respective ale genului Crambe L. (în conformitate cu Schulz 1919; Francisco Ortega et al. 1999; Prina 2000; Warwick et al. 2006; Prina and Martinez-Laborde 2008)

Secțiunea Sarcocrambe DC

Prezintă 19 specii , gineceu lipsit de pistil, stigma este sesilă , plante perene , distribuția geografică Eurasiatica- Asiatică până în vestul Himalayei:

Tabel 1.1 Secțiunea Sarcocrambe DC

(sursa:Wild Crop Relatives: Genomic and Breeding Resources: Oilseeds , Chittaranja Kole)

Secțiunea Leptocrambe DC

Prezintă 7 specii și subspecii ; anuale până la plante perene scurte cu tulpină cu frunze pronunțată; distibuție geografică de la regiunea Mediteraneană până în vestul Africii.

Tabel 1.2

Secțiunea Leptocrambe DC

(sursa: Wild Crop Relatives: Genomic and Breeding Resources: Oilseeds, Chittaranja Kole)

III. Secțiunea Dendrocrambe DC

Prezintă 18 specii și subspecii; subarbuști (3-4m),profund ramificat, endemic în arhipeleagul Macaronesian (13 în insulele Canare , 2 în Madeira)

Tabel 1.3

Secțiunea Dendrocrambe DC

(sursa: Wild Crop Relatives: Genomic and Breeding Resources: Oilseeds , Chittaranja Kole)

1.2. Caracterele morfologice ale genului Crambe și variația acestora la nivelul speciilor componente

Genul Crambe este unul dintre cele mai bogate specii a familiei Brassicaceae cuprinzând 34-35 specii. Distribuția geografică este foarte largă pornind de la Cercul Polar Arctic la ecuator și în direcția sud- vest din arhipeleagul Marocasian în vestul Chinei și nordul Indiei. Este o specie continentalo – panonico, prezentă atât in Republica Cehă, Ungaria, Slovenia cât și în Italia. Genul cuprinde aproximativ 19 specii, iar în țara noastră se întâlnesc doar două.

În cadrul familiei plantele din genul Crambe se disting prin tulpina rigid ramificată, inflorescența formată din numeroase raceme globuloase + , florile albe și fructul articulat, compus din două părți inegale: partea inferioară mică, de 1-2 mm, în continuarea, cu sămânța degenerată, cea superioară mare, globuloasă, cu o singură sămânță.

Cele două specii din țara noastră sunt: Crambe maritima L. respectiv Crambe tataria Sebeók.

Prima specie se întâlnește pe nisipurile maritime fiind o plantă de sărătură. Aceasta prezintă frunzele inferioare ovate, lobate până la fidate, glabre sau glauce. Sepalele sunt lungi, cu dimensiuni de 4-5 mm, iar petatelele de 8 mm lungime; denumirea populară este varză de mare.

Fig. 1.1 Crambe maritima a.plantă în floare ; b.floare văzută de sus; c. floare fără periant( Sursă : http://rjb.revistas.csic.es/index.php/rjb/article/viewFile/305/300 )

Fig. 1.2 Detaliu al inflorescenței la specia Crambe tataria (Sursă: http://flora.nhm-wien.ac.at/Seiten-Arten/Crambe-tataria.htm )

Cea de-a doua specie este caracteristică pajiștilor aride și semiaride de stepă și silvostepă. Aceasta prezintă frunzele inferioare penat sectate , păroase , de culoare verde. Sepalele sunt lungi având dimensiunea de 3 -3,5 mm, iar petalele au 5-6 mm lungime.

Este numită popular Târtan, Hodolean (Borza, 1968) , varză turcească sau hodolean tătăresc.

1.3. Cercetări privind morfologia, anatomia și fiziologia speciei Crambe tatarica Sebeók. Variabilitatea caracterelor în cadrul speciei

Caracterele morfologice ale speciei

Organe subterane:

Rădăcina acestei specii ajunge până la 120 cm lungime, groasă, cărnoasă, de culoare brun– neagră la exterior și albă la interior.

Tulpina:

Tulpina ajunge la înaltimea de 60–100 cm, este groasă, păroasă și ramificată, alcătuind o coroană globuloasă.

Frunza:

Frunzele bazale sunt foarte mari, lung pețiolate, rombice, de 2-3 ori penat sectate, păroase sau glabrescente, cu lacinii mari, lanceolate sau ovate. Frunzele tulpinale sunt scurt pețiolate, penat lobate, iar cele superioare bracteante, simple, liniar-lanceolate.

Fig.1.3 a-diagrama florii ; b-flori tăiate vertical ;c-androceu; d-pistil; e-siliculă ; f- sămânță

Sursă:(https://books.google.ro/books?id=zWp–NMP3hAC&pg=PA97&dq=studies+about+crambe+tataria&lr=&hl=ro&source=gbs_toc_r&cad=4#v=onepage&q&f=false

Floarea:

Inflorescența este foarte mare, compusă din numeroase raceme dense, umbeliforme.

Pedicelii florali au 6-10 mm lungime.

Sepalele sunt ovat lanceolate, rotunjite la vârf, alb mărginite, lungi de aproximativ 3-3,5 mm; sunt dispuse în mod ascendent, perechea laterală fiind dispusă sub forma unui „sac”.

Petalele au culoare albă, rareori sulfuroase, cu lungimea de 5-6 mm; sunt alungit ovate, îngustate brusc în unguiculă scurtă.

Staminele sunt lungi de 2,5-3 mm, patru glande nectarifere din care două de formă semilunară înconjură staminele scurte, iar celelalte două așezate la baza perechilor de stamina lungi. Anterele sunt de asemenea ovate până la alungite; filamentele mediane sunt sub formă de aripă aplatizată.

Gineceul prezintă stilul redus sau acesta lipsește și stigmtu capitat și întreg. Ovarul bilocuar. Segmentul proximal este atrofiat, cu un ovul rudimentar.

Fructul:

Fructul este o siliculă articulată, lungă de aproximativ 5-7 mm, cu partea valvară sterilă, iar partea superioară globuloasă cu patru muchii.

Semințele sunt globuloase de 3–3,5 mm diametru; embrionul este ortoploc, cu două cotiledoane. Semințele au dimensiuni de la 1-3 mm în diametru de culoare cafenie până la negru închis. (Prantl 1891; Schulz 1919 ; Appel an Al-Shebaz 2003).

1.4 Cercetări privind biologia, ecologia și răspândirea speciei Crambe tatarica Sebeók

După durata de viață și forma biologică, Crambe tataria, este o specie perenă, hemicriptofită.Înflorește în lunile aprilie-iunie.Polenizarea este entomofilă. Planta este o excelentă meliferă, florile fiind foarte bogate în nectar și puternic parfumate. Fructifică în lunile mai – iulie. După ce fructele – siliculele se coc, inflorescența sferică se desprinde și este rostogolită prin stepă de vânt, miile de semințe împrăștiindu-se pe un spațiu larg.

Ecologie

Specia Crambe tataria este caracteristică pajiștilor aride și semiaride de stepă și silvostepă. Este caracteristică habitatelor de pajiști stepice subpanonice, pajiști xerofile seminaturale și facies cu tufișuri pe substraturi calcaroase, pajiști stepice panonice pe löess, stepe ponto-sarmatice. Crește pe soluri sărace în humus.

Planta este ușor de crescut fiind o plantă ce preferă un sol alcalin sărac, de preferat într-o poziție ferită de vânturi puternice. De asemenea tolerează solurile și umbra, însă îi displac solurile acide. Planta este puternic înrădăcinată și este de preferat să nu fie mutată de la locul de plantare.

Răspândirea în țară

Este o specie relativ sporadică – (ex.: populație cu 5 și 20 indivizi – răspândită în pajiștile de la Mârzești – situl ROSCI0171 Pădurea și pajiștile de la Mârzești).

Specia întâlnită în pajiștile cu caracter stepic din Transilvania, Banat, Iași, Suceava, este un indicator al habitatelor relativ bine conservate. Se distinge cu ușurință prin portul înalt, funzele mari și cărnoase, groase, consistente și florile, cu petale mici și albe, grupate într-o inflorescență mare.

În România, planta este răspândită în partea de est a țării și se găsește pe platoul Republicii Moldova. În țara noastră au fost identificate 250 de plante stabile, dar pentru a nu se găsi pe cale de dispariție, este necesară protecția habitatului în care acestea trăiesc.

Este relativ frecventă doar în silvostepa transilvană, fiind rară în Moldova și Dobrogea și foarte rară în Câmpia de Vest. Se mai întâlnește pe Coasta Lunii; Colinele Elanului; Dealurile Clujului Est; Fânațele de pe Dealul Corhan- Săbed; Fânețele seculare Frumoasa; Fânețele seculare Ponoare; Insulele Stepice Șura Mică- Slimnic; Lacul Știucilor- Sic- Puini- Bonțida; Pajiștile Balda, Frata si Miheșu de Câmpie; Pajiștile lui Suciu; Pajiștile Sărmășel, Milaș si Urmeniș; Pădurea Gârboavele; Pădurea și pajiștile de la Mârzești; Podișul Secașelor; Sighișoara, Târnava Mare; Suatu, Cojocna, Crairât; Suharau- Darabani; Valea lui David; Vulcanii Noroioși de la Pâclele Mari și Pâclele Mi; Zau de Câmpie.

Existența unor populații mari arată întotdeauna o stare bună de conservare a pajiștilor, specia nerezistând la degradarea acestora prin suprapășunat.

Răspândirea generală

În 1821, Candolle s-a bazat pe dimensiunea și forma îmbinării proximale a fructului si a divizat genul în trei categorii: Dendrocrambe, Leptocrambe și Sarcocrambe.

Această diviziune corespunde zonelor geografice de alcătuire al taxonilor incluși. Categoria Dendrocrambe este endemică pentru Macaronesia, categoria Leptocrambe este răspândită de-a lungul bazinului Mediteranean pănă în vestul Africii, iar categoria Sarcocrambe are o arie de răspândire din estul Europei până la stepele și munții din Asia Centrală.

Fig. 1.4. Crambe tataria – hodolean tătăresc

(Sursă:http://www.mmediu.ro/app/webroot/uploads/files/2015-06-12_Plan_Management_ROSCI%200080.pdf )

Genul Crambe L. este unul dintre cele mai bogate în specii ale familiei Brassicaceae, conținând 34-35 specii. Ca urmare a unei revizuiri a secțiunii Dendocrambe DC , condusă recent de către Prina și Martinez-Laborde (2008), numărul speciilor și a subspeciilor a crescut până la 44. Aria geografică variază în direcția nord-sudică de la Arcul Cercului Polar la Ecuator și în direcția est-vest a arhipeleagului Macaroesian în vestul Chinei și nordul Indiei; unele specii au fost introduse în Australia, China și America. Distribuția verticală variază de la nivelul mării până la 3800m în Hymalaia. Condițiile climatice variază de la climatele moderate maritime până la climatele aride și semi-aride. Cele trei secțiuni în care genul este împărțit sunt din punct de vedere geografic separate. Speciile din secțiunea Dendocrambe DC sunt localizate și endemice pentru arhipeleagul Marocasian (Insulele Canare și Madeira ). Regiunea geografică adiacentă implică partea nordică a Europei Centrale precum și cea Mediteraneană , dar și regiunea Africii este regiunea distribuită secțiunii Leptocrambe DC, iar secțiunea Sarcocrambe DC este specifică regiunii Eurasiatică- Asiatică până în vestul Himalayei.

Speciile sunt anuale sau bianuale, cu rădăcină puternică,uneori cărnoasă. Frunzele caudale sunt penat sectate, iar rareori sunt doar penate.

Importanță

Există trei tipuri utilizate ale speciilor de Crambe, ca și legume (ierburi culinare sau ca și rădăcini ), pentru fitoremedierea solurilor contaminate sau pentru culturi de ulei. Cele trei tipuri diferite de folosire a speciilor Crambe se referă la caracteristici diferite ale plantelor.

Specii legumicole

Aria de distribuție a genului Crambe implică o varietate a pajiștilor și a condițiilor de mediu care necesită o uriașă putere de adabtabilitate, care în fapt necesită un grad suficient al variabilității genetice. Speciile nu sunt dominante, dar parte din ele sunt bine adaptate pentru habitatul respectiv. Prin urmare, tipuri de utilizări tribale au evoluat încă din cele mai vechi timpuri, ca și legume sau mâncare.

Crambe maritima a fost cunoscută probabil încă din Roma Antică. Speciile cresc în mod obișnuit pe litoralul european a Oceanului Atlantic , precum și pe Canalul Mânecii , dar și în Marea Baltică. Încă din secolul al XVII-lea , a fost utilizată ca și legumă în Anglia, Franța, dar și în coloniile Nord Americane. Plantele erau acoperite cu nisip în habitatul lor natural și frunzele albite până creșteau. După fierbere, ele erau apreciate ca și delicatese .

În anul 1992, un program de reproducere a fost inițiat în Franța, care a dezvoltat un sistem de căutare pentru populațiile sălbatice de pe lângă coasta franceză din Canalul Mânecii. Investitigații făcute la conținutul de glucozinolat în varza proaspătă și la varza fiartă au fost raportate de către Quinsac et. al. (1994). Glucozinolații sunt alcătuiți din sulf conținând metaboliți secundari , care sunt găsiți în mod caracteristic în țesuturi , dar și în semințele plantelor crucifere. În celulele deteriorate, o enzimă myrosinasă glicoproteină care se afla în idioblast , intră în contact cu glucozinolații , care sunt stocați în aceeași celulă. Acest fapt induce hidroliza glucozinațiilor , ceea ce duce la scăderea producției , ceea ce înseamnă mai puțini nutrienți în componență. (Agnihotri et al. 2007).

Crambe tataria este specifică zonelor stepice ale estului Europei , unde are o consistență cărnoasă , rădăcini dulci , ce pot fi consumate atât crude , precum și gătite( Hedrick 1919).

Ul’chenko et al. (2001) a raportat faptul că în centrul Asiei , toate părțile aeriene de la Crambe kotschyana sunt folosite ca și furaje , întrucât rădăcinile sunt comestibile .

Un extract din aceasta poate fi utilizat ca tratament în congestiile respiratorii.

Fitoremedierea solurilor contaminate

Crambe abyssinica este descrisă ca fiind capabilă să tolereze un grad mare de arsenic. (As)

În anul 2006, Arthur a comparat absorbția B. juncea cu cea a Crambei abyssinica. În cazul unui sistem hidroponic, absorbția de arsenic în frunzele de Crambe abyssinica a fost de patru ori mai mare decât în cazul B. juncea (140 vs. 34 mg/kg raportat la substanța uscată). El recomandă sămânța pentru utilizarea în cercetările de fitoremediere. Paulose et. al (2007) au descris cercetările de la genele induse de As în Crambe abyssinica pentru a elucida mecanismele de tolerață a plantelor pentru arsenic.

Extragerea uleiurilor

Speciile genului Crambe L. prezintă interes industrial, deoarece uleiul prezent în aceste semințe conține acid erucic în cantitate ridicată , care este utilizat mai ales ca erucamidă,iar cea mai importantă aplicabilitate în industrie o are ca și lubrifiant în fabricarea plasticului. Uleiul de semințe conține o cantitate mare de acid erucic. Acidul erucic este o hidrocarbură cu 22 de atomi de carbon și cu dublă legatură. Această proprietate îi conferă un punct de fierbere ridicat și punct de evaporare la 229ș pentru uleiurile bogate în acid erucic. Abilitatea de a rezista la temperaturi mari și menținerea sub formă lichidă la temperaturi scăzute fac acest ulei un bun lubrifiant, dar totodata și un ulei de transfer.

De asemenea, erucamida are aplicații în industria farmaceutică, detergenți, cosmetice, parfumuri, pesticide, industria textilă, ca supresori de spumă, dar și ca adeziv. Recent, interesul public față de mediu a prezentat o creștere, astfel s-a reînnoit cererea pentru lubrifianții din uleiurile vegetale ce se biodegradează într-un timp mai scurt.

Concomitent propietățile specifice mari ale acidului erucic, dar și alte derivate din acidul erucic duc la utilizarea acestora în industria oleochimică. Uleiul extras din Crambe este mult mai degradabil decât uleiurile minerale, așa că poate fi folosit singur ca și aditivi pentru textile, oțel, dar și în industria maritimă.

În plus, ulei extras din Crambe prezintă avantajul că poate fi produs natural din resurse regenerabile, ce au un impact redus aspura mediului.

Semințele de crambe sunt alcătuite în principal din ulei, proteine și o componentă ce nu conține azot. Pe lângă utilizările în industrie , Crambe a fost studiată și pentru caracteristicile nutriționale. Studiile au arătat că semințele decorticate de Crambe au un conținut de ulei 46% ulei și 27% proteine. În orice caz s-a demonstrat faptul că învelișul prezintă un conținut ridicat de fibre. Proteinele au o importantă valoare nutrițională datorită compoziției de aminoacizi astfel putând fi folosit în hrana animalelor, însă conținutul de glucozinolați și factorii de comtra-creștere care constituie 8-10% din masa crambelor , ceea ce evidențiază o problemă , prin urmare au fost necesare modificări chimice și enzimatice.

Studiile asupra semințelor de C. abyssinica au arătat ca aceste pot fi folosite ca o nouă sursă de uleiuri folosite în alimentație ( produse de cofetărie / margarină ), dar care are și utilzări în industrie: minerale, lubrifianți în fabricarea unsorilor și a pieselor turnate din oțel ). Aceste studii au fost în progres încă de la începutul anilor 1960.

Toate cercetările din literatura de specialitate despre speciile de Crambe s-au axat pe culturi de Crambe abyssinica , însă nu au existat cercetări privind randamentul și compoziția uleiului speciile Crambe orientalis și Crambe tataria.

Aspecte privind compoziția biochimică a speciilor genului Crambe și utilizarea speciilor ca sursă de celuloză pentru fabricarea hârtiei.

În acest studiu , au fost investigate compoziția chimică și propietățile morfologice la tulpinile speciilor Crambe orientalis var. orientalis și Crambe tatarica var. tataria crescute în Turcia. Proprietățile chimice tipice ce au fost determinate sunt : hemiceluloza, alfa celuloza, celuloza, lignina, cenușă și dioxid de siliciu. Rezultatele au arătat în cazul Crambe orientalis că conținutul de lignină este de 24.5% , iar în cazul Crambe tataria conținutul în lignină este de 20.6%. Raportul de celuloză a fost gasită în proporții de 40.1 % în cazul speciei Crambe orientalis, respectiv 40.3% în cazul speciei Crambe tataria.

Solubilitatea maximă cu NaOH 1% a fost de 34.9% pentru Crambe orientalis și 33.7% pentru Crambe tataria. De asemenea, caracterul adecvat al fibrei pentru industria de fabricare a celulozei și a hartiei au fost examinate. Au fost examinate lungimea fibrei, diametrul fibrelor, diametrul lumenului și a peretelui celular, grosimea au fost măsurate folosind tehnica microscopică vizopan. Datele obținute au fost utilizate pentru a calcula rata de împâslire, coeficientul de flexibilitate , coeficientul de rigiditate , indicele Runkel și raportul F. Efectele acestor propietăți asupra rezistenței hârtiei au fost evaluate.

În plus au fost aplicate diverse procese chimice la speciile de Crambe pentru a putea determina potențialul decorticat și dacă producția de fibre și rezistența acestora au fost evaluate. De asemnea asupra speciilor de Crambe s-au realizat diverse procese chimice pentru a se putea observa potențialul său asupra fabricării celulozei. Au fost determinate propietățile optice și de rezistență a acestora.

De-a lungul anilor, a avut loc o preocupare din ce în ce mai mare în privința utilizării pădurilor și a rezidurilor agricole. Acest fapt a avut loc datorită creșterii consumului de produse pe bază de fibre de lemn , cum ar fi : panouri , hârtie etc. În jur de 95%- 97% din materiile prime folosite în acest scop sunt cunoscute sub numele de materii „non-lemn”. Plante de fibre nelemnoase , ce prezintă recolte anuale sau bienale , ce pot fi cultivate rapid ca și culturi agricole , prezintă un înalt grad de interes ,datorită creșterii ridicate a consumului de lemn și de materii prime utilizate în industria celulozei în anumite regiuni.

Plantele non-lemnoase prezintă interes datorită fibrelor de celuloză: acestea reprezentau 6% din producția mondială a celulozei în anul 1991, cu o creștere anuală de 7% mii tone în anul 1993 , din care au fost importate 92000 tone. Plantele non-lemnoase sunt o alternativă pentru pădurile amenințate ca sursă de fibre de ceuloză. O mulțime de lucrări care se ocupă cu utilizarea culturilor de Crambe ca sursa de fibre, se referă la specii care sunt diferite față de materia noastră brută , numită: Crambe abyssinica.

Uleiul extras din semințele plantelor Crambe au fost utilizate în multe sectoare industriale. Cele mai utilizate părți ale speciilor de Crambe sunt tulpinile. Pe lângă căldura instantanee, obținerea procesului de ardere este un proces negativ, datorită poluării ridicate. De aceea , tulpinile de Crambe sunt o soluție alternativă utilizată pentru producția de fibră de celuloză.

Turcia fiind o țară cu o mare importanță agricolă prezintă un potențial ridicat în privința rezidurilor agricole și are circa 20m 3 de materii prime (lemn) anual.

O cantitate importantă din aceste materii prime au fost folosite ca și materiale de ardere. De asemenea acestea fiind în competiție cu sectorul de hârtie ( cherestea, PFL, PAL, mobilier etc.). În cazul Turciei este necesară folosirea surselor alternative de materie primă pentru a înlocui lemnul în industria celulozei și a hârtiei.

Acest studiu a avut ca scop determinarea propietăților chimice și de fibre la Crambe orientalis și la Crambe tatarica și s-au efectuat la tulpinile acestora, investigându-se caracterul fibrelor de lemn și de celuloză.

Protecția și conservarea speciei Crambe tatarica

Specia are cod 4091 și este listată în Convenția de la Berna, în Directiva Habitate și în Ordonanța de urgență a Guvernului nr. 57/2007 privind regimul ariilor naturale protejate, conservarea habitatealor naturale, a florei și faunei sălbatice, cu modificările și completările ulterioare, aprobată cu modificări și completări prin Legea nr. 49/2011, cu modificările ulterioare.

Corespondențele speciei Crambe tatarica Sebeok:

Listare in documente nationale si internationale: IUCN Red List, Conventia de la Berna, Listele Rosii Nationale.

Emerald : 34.9 Continental steppes CORINE

PAL.HAB: 34.9213 Western Pontic feathergrass steppes EUNIS

Asociații vegetale Stipetum lessingianae Soó 1947, Stipetum pulcherrimae Soó 1942.

Habitatul 62C0* Stepe ponto-sarmatice

Stepe ale câmpiilor, platourilor și dealurilor situate la vest de Marea Neagră, de Nistru și bazinele Transilvaniei și Traciei de nord, inclusiv al cursului inferior al Dunării, limitei sudice și văilor platoului podolic, platoului Rus Central, platoului Volgăi, Orenburg și Bachkiria, cu graminee precum Stipa capillata, S. lessingiana, Kochia prostrata, Koeleria lobate, K. degeni, Festuca valesiaca, Dichanthium ischaemum-syn., Bothriochloa ischaemum. Acest habitat include tipuri de vegetație din alianțele Festucion valesiacae, Stipion lessingianae, AgropyroKochion și Pimpinello-Thymion zygioidi.

Plante prezente: Festucion valesiacae: Poa angustifolia, Festuca valesiaca, Chrysopogon gryllus, Alyssum saxatile, Agropyron pectiniforme, Koeleria macrantha, Dichanthium ischaemum, Stipa capillata, S. ucrainica, Elymus hispidus; Stipion lessingianae: Stipa lessingiana, S. pulcherrima, S. joannis, Vinca herbacea, Salvia nutans, Cephalaria uralensis, Teucrium polium, Iris pumila, Bromus barcensis, Euphorbia dobrogensis, Crambe tatarica; Artemisio-Kochion: Kochia prostrata; Pimpinello-Thymion zygioidi: Agropyron brandzae, Thymus zygioides, Artemisia caucasica, A. pedemontana, A. lerchiana, Koeleria lobata, Festuca callieri, Sedum hillebrandtii, Polythricum piliferum, Melica ciliata, Dianthus nardiformis, D. pseudarmeria, Satureja coerulea, Pimpinella tragium subsp.lithophila.

Uneori, acest habitat apare în asociere cu habitatele 40C0* Tufărișuri caducifoliate pontosarmatice și 91AA, Păduri est-europene de stejar pufos. Doniță și colaboratorii în 2005 încadrează sub codul 62C0* următoarele tipuri de ecosisteme: R3406, R3407, R3409, R3418 – 3421.

Specia Crambe tatarica are ca arie de răspândire : Transilvania, in Câmpia Transilvaniei, Podișul Târnavelor , Dealurile Sibiului și Podișul Brașovului; Moldova, in Podișul Central Moldovenesc. În Bărăgan a dispărut aproape complet, dar se menține pe Dealurile Buzăului.

Suprafețe: Fragmente de vegetație, pe dealurile neadecvate pentru agricultură și pe terenurile unde pădurea a fost tăiată. Suprafețe reduse de la câteva sute de metri pătrați până la 2-3 ha. Ocupă în total circa 50-60 ha în Transilvania, în celelalte regiuni fragmente de fitocenoze în cadrul altor tipuri de vegetație stepică.

Stațiuni: altitudine: 300-750 m ; clima: T=8.5-60C; P=700-850 mm.

Relief : pante domoale, cu sol fertil, dar și pante abrupte unde apa se scurge repede. Roci: calcare pe dealurile din Transilvania, loess în Moldova.

Soluri : erodosoluri cernoziomuri erodate

Structura: în cadrul fitocenozelor de Stipa se gasesc numeroase plante de talie mare cum sunt: Stipa joannis, S. capillata, S.lessingiana, S. pulcherrima, Brachypodium pinnatum, Cephalaria uralensis, Salvia transsilvanica, Nepeta ucranica, Salvia austriaca, S.pratensis, Galium glaucum, Jurinea mollis, Onobrychis viciifolia. Acestea alcatuiesc etajul superior cu înălțimea de circa 100 cm. Etajul mijlociu este realizat de speciile cu talia de 40-50 cm, dintre care menționăm : Festuca rupicola, F.valesiaca, Agropyron cristatum, Koelaria macrantha, Danthonia alpina, Adonis vernalis, Potentilla argentea, Stachys recta, Veronica austriaca ssp. Jacquinii, Astragalus austriacus, Trifolium pratense, Inula ensifolia.Speciile scunde sunt prezente prin : Arenaria serpyllifolia, Medicago minima, Trifolium campestre, Teucrium chamaedrys, Alyssum desertorum, A. alyssoides, Polygala major, Fragaria viridis, plante care formează etajul inferior al vegetației.

O valoare conservativă, moderată și mare se găsește în habitatele cu Astragalus peterfii (DH2).

Compoziția floristică: specii edificatoare: Stipa lessingiana, Stipa joanis, Stipa pulcherrima, Cephalaria uralensis, Crambe tataria .

Specii caracteristice: Stipa lessingiana, Stipa capilatta, Stipa pulcherrima. Alte specii importante ce pot fi amintite sunt: Astragalus peterfii, Salvia transsilvanica, nepeta ucranica, Centaurea trinervia, Scorzonera hispanica, Jurinea simonkaiana, Salvia nutans, Medicago falcata , Serratula radiata.

Acest tip de vegetație, stepică, în componență elemente de silvostepă dintre care menționăm: Prunus tenella, Prunus fruticosa, Rosa pimpinelifolia, Dictamus albus, Aster linosyris, Aster villosus, Peucedanum cervaria, Phleum phleoides, Inula ensifolia.

În cadrul sitului NATURA 2000 ROSIC 0080 Fânațurile de la Glodeni, specia Crambe tataria a fost întâlnită preponderent în jumătatea sudică a sitului, unde au fost semnalați numeroși indivizi ai speciei, cât și în partea de N a sitului, mai intens ruderalizată și degradată unde au fost întâlnite doar câteva exemplare. Speciile semnalate au fost cartate cu ajutorul unui GPS, iar rezultatele obținute au fost transpuse în planuri/hărți. În ceea ce privește gradul de periclitate, această specie, este menționată în Anexa 3 din OUG 57/2007, cu modificările și completările ulterioare, cu modificările și completările ulterioare, precum și în anexa 2 a Directivei Habitate 92/43/CEE. Conform listei roșie a plantelor superioare din România, DIHORU Gh., DIHORU Alexandrina, specia Crambe tataria este încadrată ca fiind specie vulnerabilă.

Mai multe specii ale genului Crambe sunt considerate o parte a diversității biologice amenințate și capătă în mod legal protecție la nivel național sau chiar internațional.

Lista roșie a speciilor pe cale de dispariție (IUCN) a clasificat nivelul de amenințare a șapte specii ca fiind intermediare: Crambe steveniana; rare : Crambe fruticosa, Crambe scaberrima, vulnerabile : Crambe gomerae, Crambe laevigata ; pe cale de dispariție : Crambe arborea, Crambe sventenii. Alte trei specii adiționale : Crambe koktebelica, Crambe scoparia și Crambe tataria au fost puse sub protecție legală (Ozinga și Schamine 2005). Multe specii ce aparțin genului Crambe prezintă caractere de rudenie cu cele sălbatice (CWR) și prezintă interes suplimentar în ceea ce privește îmbunătățirea acestor culturi. Una dintre principalele tehnici de protejare a diversității biologice este colectarea de germoplasmă ,dar și conservarea ex situ în bănci de gene. De aceea pentru depozitarea pe termen lung , semințele sunt uscate și depozitate la temperaturi de -15ș C până la -20șC. EURISCO include 251 de integrări ex situ conservate în băncile de gene din Europa (CWR 2009). Băncile de gene cu cele mai multe integrări se află în Austria (AGES, 8 integrări ale speciei Crambe abyssinica), Bulgaria ( Institutul de Resurse Vegetale Genetice “K. Malkov”, 36 integrări ale trei specii), Germania Banca de gene IPG, 71 de integrări a opt specii ) și Ungaria (Institutul Agrobotanic , 13 integrări ale speciei Crambe abyssinica ) ( EURISCO 2009).

O colecție ex situ de germoplaste crucifere a fost stabilită de către Cesar Gomez-Campo la Univeristatea Politehnica din Madrid, Spania ce conține 20 de integrări a 20 de specii. ( Gomez-Campo 2000). O colecție vastă de germoplasmă se afla în Statele Unite fiind susținută de Programul Național de Resurse Genetice (NGRP) a USDA-ARS. Aceasta include 216 de integrări de la 10 specii. (GRIN 2009).

Principale instituții ce contribuie la conservarea in situ a acestor specii sălbatice sunt în principal grădinile botanice.

Grădinile internaționale de conservare (BGCI) este o asociație internațională a grădinilor botanice ce include 193 de integrări a 23 specii sălbatice a genului Crambe (BGCI 2009).

Crambe tataria: acțiuni pentru conservarea ex situ

Schimbarea climatului a dat naștere unei noi dimensiuni în vederea conservării plantelor pe cale de dispariție, care prezintă riscuri speciale pentru speciile cu răspândire restricționată. Conservarea ex situ oferă o asigurare importantă împotriva pierderii resurselor genetice vegetale , cu un rol cheie în ceea ce privește de prevenție a plantelor pe cale de dispariție (Dudnik et al. 2001 ;Guerrant et al 2004 ;Namoff et al. 2010).

Depozitarea semințelor și a materialului vegeatal viu reprezintă una dintre cele mai valide și răspândite metode de conservare ex situ ; în plus , în tehncile vitro , incluzând germinarea semințelor , micropropagarea prin culturi de meristeme și culturi de calus au fost recunoscte pentru a completa metodele convenționale de conservare. (Sugii and Lamoureux 2004; Maunder et al. 2004; Chandra et al. 2006; Trusty et al. 2009; Piovan et al. 2010).

Utilizarea tehnicilor de conservare in vitro pentru conservarea germoplasmei este într-o continuă creștere , iar depozitarea pe termen lung a materialului în cultură este o provocare , iar potențialele aplicații în domeniul crioconservării sunt semnificative pentru acest domeniu(Sarasan et al. 2006). Cercetările biotehnologice și aplicațiile acestora sunt considerate foarte importante , de asemenea pentru utilizarea durabilă a resurselor din plante (Hawkins 2008) .

Potențialul de modificare genetică spontană sub formă de variație somaclonală este destul de bine cunoscută (Scowcroft 1984). Variația somaclonală poate constitui o sursă a unui nou nivel de variație în cazul speciilor pe cale de dispariție .

Grădina botanicaă din Padova și grupul de cercetare a biotehnologiilor plantelor medicinale de la Universitatea din Padova, Italia sunt angajate în curs la un proiect de dezvoltare a metodologiilor in vitro , ce urmărește stocarea pe termen lung a colecției de germoplasmă a speciilor pe cale de dispariție.

Mai mult, tehnicile in vitro au fost dezvoltate pentru plante de interes industrial, atât în scopuri de conservare, precum și pentru producerea de somaclone îmbunătățite. (Filippini et al. 1994; Campostrini et al. 1996; Piovan et al. 1996; Cappelletti et al. 1998; Piovan et al. 2000; Favretto et al. 2001; Filippini et al. 2003).

În acest studiu, am raportat micropropagarea in vitro prin orgageneză directă și embriogeneză somatică la specia Crambe tataria.

Crambe tataria este un hemicriptofit peren. Este o specie endemică din regiunea pontică-panonică , dar este de asemenea prezentă în Italia, unde este localizată doar în Friuli pe o formațiune de pășune caracteristică , numită „Magredi”, în limba friuliană. Acest termen provine din limba latină „mager”, care este sugestivă pentru o zonă cu un aport scăzut din punct de vedere agricol. Datorită introducerii noilor tehnologii utilizate în agricultură s-a ajuns la o reducere drastică a pajiștilor originale , acum în mare parte substituite de agricultura excesivă.

Crambe are un real interes industrial datorită faptului că semințele acesteia au un conținut ridicat de acid erucic, o hidrocarbură ce are punct de fierbere ridicat ,dar și o rată de evaporare până la ulei. Această proprietate oferă rezistență la temperaturile ridicate și menține uleiul în stare lichidă la temperaturi scăzute , făcând astfel uleiul un bun lubrifiant. Concomitent propietățile specifice ale acidului erucic conduc la utilizarea acestora în industria oleo chimică. Uleiul de Crambe a fost de altfel analizat pentru caracteristicile sale nutriționale și are un potențial foarte mare de a fi utilizat în hrana animalelor. (Comlrkcioglu et al. 2008).

Într-un studiu realizat recent, compoziția uleiului din semințele de Crambe tataria a fost examinată , iar interesul asupra acestei plante ce conține ulei a fost demonstrat(Comlrkcioglu et al. 2008).

Crambe tataria a fost inclusă în Directiva Habitate a Consiliului European (1992) și este considerată o plantă pe cale de dispariție conform Uniunii Internaționale pentru Conservarea Naturii și a Resurselor Naturale (IUCN ) Lista Roșie a Speciilor Amenințate ( IUCN 2006).

Până în prezent , cea mai bună strategie de conservare a acestei specii este aceea de a proteja siturile naturale în care aceasta se regăsește.

Cu toate aceste , abordările ex situ pot ajuta la conservarea acestei specii și oferă opțiuni de conservare complementare.

Prin urmare, obiectivul acestui studiu a fost acela de a se dezvolta tehnicile de regenerare in vitro . Rezultatele din studiu ar trebui să ofere o bază utilă pentru regenerarea plantelor pentru a stabili colecții bazale cu diversitatea genetică reprezentativă și pentru depozitarea pe termen lung a materialului genetic de plante.

CAPITOLUL II

MATERIAL ȘI METODĂ

2.1 OBIECTIVE

Prezenta lucrare de licență are ca obiective:

Posibilități de înmulțire ex-situ la specia Crambe tataria

Studiul morfologic și anatomic al fructului și seminței de Crambe tataria

2.1 MATERIALUL STUDIAT

Studiile de teren, respectiv locul de recoltare al semințelor s-au desfășurat în Valea Tătarului și Valea cu Drum – Aldeni (jud. Buzău), situate pe versantul drept al Slănicului de Buzău. Bazinul Slănicului de Buzău este inclus în unitatea de relief a Subcarpaților de Curbură. Zonă, cu un climat continental, este considerată ca una dintre cele mai afectate de amplificarea schimbărilor climatice prin creșterea frecvenței fenomenele meteorologice extreme.

Versantul cu expoziție nordică al Văii cu Drum, precum și cel sudic al Văii Tătarului sunt acoperite de asociații de pajiști de silvostepă formate, în principal, din specii xerotermofile, de origine continentală, pontică și submediteranenană.

Scăderea presiunii factorului antropic, înregistrată în ultimii 15 ani, a dus la modificări în compoziția floristică a pajiștilor studiate, prin instalarea unor specii considerate rare în bazinul subcarpatic al Slănicului de Buzău.Deși considerate cu valoare conservativă redusă (Doniță, 2005) aceste pajiști, prin bogăția specifică, au un rol important în menținerea biodiversității în zona studiată.În pajiștea de pe versantul nordic al Văii cu Drum au fost înregistrate 67 de specii, repartizate în 21 de familii. În pajiștea de pe versantul sudic al văii Tătarului au fost găsite 60 de specii, aparținând de 20 de familii dintre speciile întâlnite în Valea cu Drum și 4 familii nu se regăsesc în pajiștea din Valea Tătarului, în timp ce 17specii, respectiv 3 familii sunt caracteristice Văii Tătarului.

Două dintre speciile întâlnite în asociația de pajiște de pe Valea cu Drum sunt pentru prima oară identificate în această zonă. Gentiana cruciata L.– în lucrările Flora RSR, volumul VIII și Lista critică a plantelor vasculare (Oprea, 2005) nu este indicată nici o stațiune pentru această specie în județul Buzău. Ciocârlan, 1968, notează că a găsit planta, pe care o consideră rară în zonă, într-o serie de stațiuni aflate în partea superioară a bazinului Slănicului de Buzău. Noi am identificat-o într-o microdepresiune din zona mediană a versantului. Echium maculatum L. (sin. E. rubrum Jacq.) (fig.5) – în vol. VII din Flora RPR se precizează că specia este frecventă în toate regiunile țării (Gușuleac, 1960), în fânețe, livezi ș.a.

Din nou însă, în lucrarea lui Ciocârlan, 1968, găsim precizarea că specia este rară, întâlnită în nordul bazinului Slănicului de Buzău. Noi am identificat-o în partea superioară a versantului nordic.

În cadrul asociației de pajiște din Valea Tătarului sunt înregistrate 22 de specii xeromezofile, 22 mezoxerofile, urmate de 4 specii xerofile, 3 mezofile, 2 mezohigrofile și 2 higofile; numărul speciilor indiferente este de 5 .Distribuția speciilor cu precădere în categoriile celor cu cerințe reduse față de umiditatea solului confirmă caracterul de pajiște de silvostepă a asociațiilor vegetale formate pe versanții celor două văi.

Fig 2.1 Crambe tataria la Aldeni –fotografie personală

2.3 Determinări efectuate

În acest capitol, vom prezenta experimentele realizate la această specie cu scopul de a observa capacitatea de germinare a semințelor în anumite tipuri de substraturi, dar totodată se vor realiza și studii asupra semințelor, respectiv fructelor la stereomicroscop și la microscopul cu scanner pentru a putea vedea dacă există modificări la nivelul țesutului intern germinativ.

Date tehnice:

Pentru a putea realiza analiza semințelor la specia Crambe tataria s-au folosit :

Microscop electronic de scanare , produs de FEI INSPECT S50

Pozele au fost captate în modul low vacuum cu ajutorul unui detector de tip Everhard-Thornley.

Stereomicroscop ,produs de LEICA S8APO

Pozele au fost captate cu o cameră Leica DFC295

Experimentul privind germinarea a fost realizat în laboratorul din cadrul Facultății de Horticultură, iar partea ce ține de analiza semințelor a fost realizată în cadrul Centrului de Cercetare pentru Studiul Calității Produselor Agroalimentare „HortInvest”. Experimentul a fost montat în data de 20.01.2016 și a fost menținut pe o durată de aproximativ două luni și jumătate ,respectiv până la scoaterea acestora din substrat pentru a putea fi folosite pentru analiza la stereomicroscop și la microscopul cu scanner. De asemenea , vom numi experimentul I partea de germinare, iar experimentul II analiza semințelor .

Experimentul I – Germinarea

În scopul de a realiza partea practică a experimentului, respectiv germinarea am utilizat următoarele tipuri de materiale:

Semințe întregi Crambe tataria

Vas Petri

Hârtie de filtru

Ghivece

De asemnea pentru a putea observa dacă procesul de germinare este influențat de anumiți factori sau chiar de substratul în care sunt plantate semințele am utilizat diferite tipuri de substraturi și anume:

Nisip

Pământ + Nisip

Nisip +Turbă

Pământ + Turbă

Aceste variante de substrat au fost utilizate cu scopul de a vedea dacă germinarea este influențată pozitiv sau negativ de acestea.

După ce au fost stabilite materialele, dar și variantele de substrat semințele au fost pregătite pentru plantat.

Semințele de Crambe tataria au fost pregătite înainte de plantare astfel: acestea au fost puse în vase Petri ce conțineau apă de la robinet pentru a fi spălate. Ulterior, acestea au fost scoase din apă și lăsate pe hârtie de filtru pentru o perioadă de aproximativ 1 minut pentru a se usca. S-au pregătit 12 ghivece .

Trei ghivece au fost pregătite cu turbă în amestec cu nisip. În acestea s-au plantat aproximativ 5-7 semințe, la o distanță de 2-3cm. Acestea au fost udate cu apă de la robinet.

Alte trei ghivece au fost pregătite cu pământ cu nisip, respectiv jumătate nisip ,jumătate pământ(1:1). De asemenea, în acestea s-au plantat 5-7 semințe,la o distanță de 2-3 cm, acestea fiind udate ulterior.

Trei ghivece au fost pregătite cu pământ cu turbă, de asemenea o parte turbă și o parte pământ(1:1). S-au plantat 5-7 semințe ,la o distanță de 2-3 cm.Acestea au fost udate cu apă de la robinet.

Ultimele trei ghivece au fost pregătite cu nisip , în care s-au plantat aproximativ 5-7 semințe, la o distanță de 2-3 cm. De asemenea și acestea au fost udate cu apă de la robinet.

Fig. 2.2 Variante de semănat a semințelor ( pământ, pământ+turbă,pământ+nisip, nisip)- Original

Experimentul II

Cel de-al doilea experiment s-a realizat în cadrul „Centrului de Cercetare pentru Studiul Calității Produselor Agroalimentare-HortInvest” din incinta „Universității de Științe Agronomice și Medicină Veterinară” din București.

Fig. 2.3 Centrul de cercetare pentru studiul calității produselor agroalimentare (Original)

În cadrul celui de-al doilea experiment privind analiza fructelor și a semințelor la stereomicroscop, dar și la microscopul cu scanner s-au folosit atât fructe întregi, dar și secțiuni ale acestora.

Pentru studiul morfologic și anatomic al fructelor și semințelor au fost folosite semințe și fructe ținute în amestecurile de substrat menționate mai sus, respectiv:

Nisip

Pământ + Nisip(1:1)

Nisip și Turbă (1:1)

Pământ + Turbă(1:1)

Observațiile realizate la stereomicroscop, dar și la microscopul cu scanner au avut ca și scop identificarea capacității de germinare, dar și modificările survenite la nivelul materialului germinativ.Observațiile și măsurătorile au fost efectuate la stereomicroscopul produs de LEICA S 8 APO și la microscopul electronic cu scanner produs de FEI INSPECT S50. Imaginile au fost captate în modul law vacuum , cu ajutorul unui detector de tip Everhard-Thornley.

CAPITOLUL III

REZULTATE OBȚINUTE

3.1 Rezultate privind germinația

În cazul experimentului I, respectiv germinarea s-a observat faptul că semințele puse în diferitele tipuri de substrat au suferit o serie de modificări ceea ce a dus la eșecul experimentului. Astfel semințele nu au germinat ,iar substanța inernă a fost puternic deteriorată.

În cazul experimentului privind germinația semințelor la specia Crambe tataria pot exista mai multe cauze datorită căreia planta nu a realizat acest proces și anume:

Crambe tatarica este o plantă xerofită ,deci prezintă adaptabilitate la un mediu caracterizat printr-o umiditate scăzută, acesta putând fii unul dintre motivele pentru care planta nu a răsărit. Semințele au nevoie de prezența umidității și a aerului în solul din jurul său. Păstrarea unui sol prea umed duce la înlăturarea apei din sol, iar semințele putrezesc rapid. Însă dacă solul este lipsit de apă determină uscarea și deteriorarea conținutului seminței.

Un al motiv ar putea fi plantarea la o adâncime necorespunzătoare . Sămânța conține hrană suficientă doar pentru o perioadă de creștere limitată, iar plantatul prea adânc va consuma repede energia seminței și aceasta va muri înainte de a ajunge la suprafață .

Temperatura poate fi un alt factor care influențează procesul de germinare. Germinarea semințelor care necesită căldură poate fi întârziată sau împiedicată de tot de o temperatura nepotrivită.

Substratul de însămânțare joacă de asemenea un rol esențial în privința procesului de germinare, astfel că un pământ tare ,lutos sau prea uscat poate fi o cauză ce împiedică germinarea plantelor. Din acest motiv substratul trebuie să aibă anumite caracteristici: sa aibă structură corespunzatoare care să asigure schimbul de gaze cu atmosfera, să fie afânat, să aibă porozitate mare, să fie permeabil, să aibă capacitate mare de reținere a apei, bogat în elemente nutritive, să conțină ciuperci care să facă micoriza (asociație simbiotică realizată între miceliul unei ciuperci și rădăcinile unei plante ierboase sau lemnoase) dar care să nu conțină microorganisme fitopatogene.

Astfel un sol nisipos care prezintă o textură deosebit de dură duce la formarea pungilor de aer. Acest tip de sol afânat are capacitatea de a drena rapid umezeala și duce la o evaporarea acesteia. Nisipul prea fin reține apa între boabe printr-un puternic efect de capilaritate și poate duce la asfixierea rădăcinilor.

De asemenea, pământul prezintă o importanță vitală pentru toate culturile din ghiveci. Acesta trebuie să aibă capacitatea de a oferi rădăcinii substanțele necesare hrănirii, posibilitatea de a se prinde de acesta solid , dar și posibilitatea de a respira. Bineînțeles substratul trebuie să permită pătrunderea apei necesare plantei, însă fără a o afecta, respectiv înneca.

În cazul amestecului de pământ cu turbă aceasta duce la o drenare foarte bună a solului. Aceasta acționează și ca un ușor îngrășământ natural , însă este necesară fertilizarea plantelor. De asemenea turba poate duce la creșterea acidității ceea ce poate să fi cauzat semințelor plantate în acest tip de amestec.

În literatura de specialitate s-a observat că germinația la această specie este foarte lentă, cel mai rapid germinând după 30 zile, după ce au fost plantate în ghivece la o temperatură de 21ș C ziua și 13șC noaptea. Acest lucru a dublat capacitatea de germinare de la 5% la 10%.

De asemnea, tot în literatura de specialitate s-a demonstrat că această specie se dezvoltă cel mai bine în soluri alcaline.

Astfel , la microscopul cu scanner , dar și la stereoscop s-a demonstrat faptul că tipurile variate de substraturi au dus la deteriorarea materialului germinativ prezent în semințele de Crambe tataria.

3.2 Rezultate privind analiza semințelor

Pentru a realiza analiza morfologică și anatomică a semințelor de Crambe tataria am utilizat stereomicroscopul produs de LEICA S8 APO, dar și microscopul cu scanner produs de FEI INSPECT S50.

De asemenea, imaginile au fost captatate în modul law vaccum , cu ajutorul unui detector de tip Everhard-Thornley.

Fructul speciei Crambe tatatica este o siliculă articulată transversal, formată dintr-un segment superior, fertil și unul inferior, steril (fruct heterocarpic).

Segmentul inferior are o formă cilindrică. Segmentul superior are o formă aproximativ sferică.Acesta, în cazul fructelor folosite în experimentul nostru, prezintă 2 diametre aproximativ egale, raportul între cel două variind între 1,01 și 1,07 (tabelul 3.1).

Tabelul 3.1

Valoarea și raportul celor două diametre ale fructelor de Crambe tataria

Pe direcție longitudinală, fructele sunt străbătute de 4 muchii (coaste) și este reticulat (fig. 3.1).

Analizând suprafața fructului la microscopul cu scanner se observă că aspectul reticulat este dat de rețeaua de nervuri, unele astomozate, altele cu terminațiile libere. Nervurile sunt alcătuite din fascicule conducătoare la nivelul cărora se pot observa vasele de lemn cu îngroșări spiralate (fig. 3.2).

Nervurile delimitează zone de țesut spongios, format din celule mari, cu pereții externi poroși (fig. 3.2, 3.3).

În secțiune transversală, la microscopul cu scanner, se poate observa că pericarpul este relativ subțire, alcătuit din mai multe straturi de celule turtite, alungite în sens tangențial (fig. 3.4).

Pentru a vedea influența substratului folosit în experimentele de germinație asupra pericarpului și semințelor, materialul a fost studiat cu ajutorul stereomicroscopului și al microscopului cu scannaer.

Varianta 1: substrat – nisip

Fructul are forma globuloasă, cu cele două diametre aproximativ egale, raportul între ele fiind de 1,04 (tab. 3.1). Pe suprafață se observă coastele și rețeaua de nervuri (fig. 3.5, fig. 3.6).

Sămânța, în secțiune transversală, apare fără a fi suferit modificări nici la nivelul tegumentului seminal (fig. 3.7) nici la cel al țesutului de depozitare situat la nivelul cotiledoanelor (fig. 3.8).

Grosimea peretelui fructului în secțiune transversală a fost de 195,7 microni (fig. 3.9).

Varianta 2: substrat – nisip și pământ

În cazul acestei variante fructele aproximativ globuloase prezintă un raport de 1,07 între cele două diametre (tab. 3.1).

La această variantă rețeaua de nervuri și coaste este mult mai evidentă pe suprafața fructului iar celulele țesutul spongios pe fața externă nu mai au pori evidenți (fig. 3.10, 3.11).

În cazul acestui tip de amestec conținutul intern al seminței a fost afectat (fig. 3.12).

Pericarpul are o grosime de 233, 2 microni (fig. 3.13).

Varianta 3: substrat – nisip și turbă

Fructele au cele două diametre de 3,71 mm, respectiv de 3,63 mm, între ele fiind un raport de 1,02 (fig 3.14). Pe suprafața fructului se poate observa rețeaua de nervuri și țesutul spongios pe care acestea îl delimitează. Celulele sunt evidente, situate la același nivel cu nervurile (fig. 3.15).

Sămânța la interior prezintă țesutul de rezervă din cotiledoane nealterat (fig. 3.16).

La microscopul cu scanner se poate observa că pericarpul are o grosime de 329,7 microni (fig. 3.17).

Varianta 4: substrat – pământ și turbă

Cele două diametre ale fructului de 3,74 mm, respectiv 3,67 mm sunt într-un raport de 1,01 (tabelul 3.1). Și în acest caz rețeaua de nervuri și coastele sunt mai pronunțate față de țesutul spongios pe care îl delimitează (fig. 3.18, 3.19).

Conținutul intern al seminței este afectat în cazul amestecului de pământ și turbă (fig. 3.20).

În secțiune transversală fructul are grosimea pericarpului egală cu 206,8 microni (fig. 3.21).

Concluzii

Crambe tatarica este o specie inclusă în Directiva Habitate a Consiliului European (1992) și este considerată o plantă pe cale de dispariție,conform Uniunii Internaționale pentru Conservarea Naturii și a Resurselor Naturale (IUCN ) Lista Roșie a Speciilor Amenințate , la noi în țară putând fi întâlnită în pajiști incluse în situri Natura 2000. Fiind o specie vulnerabilă ne sunt necesare cât mai multe date despre posibilitatea de înmulțire ex situ a acesteia pentru a putea realiza conservarea acestei specii ,asigurarea multiplicării și reintroducerii acesteia în ecosistemele naturale.

Specia prezintă fructul de tip siliculă articulată transversal, formată dintr-un segment superior, fertil și unul inferior, steril (fruct heterocarpic).

Aspectul fructului la stereoscop este reticulat , acesta fiind străbătut de 4 muchii.

Prin analiza la microscopul cu scanner se observă că fructul prezintă aspect reticulat care este dat de rețeaua de nervuri .

În procesul de germinare , un rol deosebit de important l-a avut substratul în care au fost puse semințele .

În urma analizelor efectuate la microscopul cu scanner s-au putut observa modificările survenite asupra pericarpului, dar și asupra conținutului intern al semințelor.Prin analiza suprafeței fructului s-a observat că aspectul pericarpului la microscopul cu scanner este relativ subțire fiind alcătuit din mai multe celule subțiri.

Astfel , în cazul substratului de nisip la microscopul cu scanner s-a observat că grosimea peretelui fructului este de 195,7 microni. De asemenea, sămânța, în secțiune transversală nu prezintă modificări la nivelul tegumentului seminal ,dar nici la nivelul țesutului de depozitare de la nivelul cotiledoanelor.

În cazul celui de-al doilea tip de substrat ,respectiv nisip și pământ ,fructele prezintă formă aproximativ globuloasă,iar grosimea pericarpului este 233, 2 microni. În cazul acestui tip de substrat , conținutul intern a fost afectat. Practic , semințele ținute în acest tip de substrat nu mai prezintă substanță internă germinativă.

În cazul substratului de tip nisip și turbă , în interiorul seminței se observă că țesutul de rezervă din cotiledoane este nealterat, astfel germinația nefiind influențată de acest tip de substrat. De asemenea, grosimea pericarpului la microscopul cu scanner este de 329.7 microni.

În cazul ultimei variante de substrat, respectiv pământ și turbă se poate observa în secțiune transversală ,grosimea percarpului care este egală cu 206,8 microni. În cazul acestui tip de amestec se poate observa conținutul intern al seminței care a fost afectat de către acest tip de substrat până la degradarea totală a acestuia.

În urma rezultatelor obținute se pot desprinde următoarele concluzii majore:

Semințele plantate în substraturi care conțin în amestec pământ nu au germinat ceea ce conduce la ideea că pământul este principalul factor care a dus la degradarea/ alterarea substanței interne germinative a acestora.

De asemenea , s-a observat că în cazul celorlalte tipuri de substraturi care nu prezintă în componența lor pământ, germinarea nu a avut loc, aceasta putând fii influențată de alți factori cum ar fi temperatura, umiditatea, lumina.

Bibliografie

A. Prina & & Martínez-Laborde, J.B. 2008. A taxonomic revision of Crambe section Dendrocrambe (Brassicaceae). Botanical Journal of the Linnean Society.

Anca Sarbu,2007. Arii speciale pentru protectia si conservarea plantelor in Romania, Bucuresti, Edit. Victor B Victor

Agnihotri A, Prem D, Gupta K,2007. The chronicles of oil and meal quality improvement in oilseed rape. In: Gupta SK (ed)Advances in botanical research, vol 45, Rapeseed breeding.Academic, San Diego, CA, pp 50–97

Al. Borza ,1968. Dicționar etnobotanic. Editura Academiei, București

A.P. Candolle, 1821. Regni vegetabilis systema naturale, Ed. Treuttel et Würtz, Paris

B.Chandra, Palni LMS, Nandi SK .2006. Propagation and conservation of Picrorhiza kurrooa Royle

Cappelletti EM et al. 1998. Haplophyllum patavinum (L.) G. Don fil. (Paduan rue): in vitro regeneration, and the production of coumarin compounds.Ed Biotechnology in agriculture and forestry medicinal and aromatic plants X. Springer-Verlag, Berlin;New York

Campostrini R. et al.1996.Immobilization of plant cell in hybrid sol–gel materials. J Sol–Gel Sci Tech

Dr. Surinder Kumpar Gupta 2014,Technological Innovations in Major World Oil Crops, Volume 1: Breeding, Editor Springer New York

Dr. Alexandrina Dihoru, Dr. Gheorghe Dihoru: Dicționar ilustrat de Briologie. Editura „Alo” București, 2004

Filippini R. et al. 2003. Production of anthocyanins by Catharanthus roseus. Fitoterapia

Favretto D.et al. 2001. Control of the production yields of vincristine and vinblastine in Catharanthus roseus from somatic embryogenesis. Semiquantitative determination byflow injection-electrospray ionization mass spectrometry. Rapid Comm Mass Spectrom

Filippini R. et al.1994. In vitro regeneration of Haplophyllum patavinum (L) G. Don fil., a rare and endangered plant. Micropropagation

Gh. Dihoru, Gavril Negrean 2009. Cartea roșie a plantelor vasculare din România. Editura Academiei Române , București

Guerrant et al. 2004. Ex situ plant conservation. Island Press, Washington, DC

Gh. Dihoru, N. Doniță 1970. Flora și vegetația podișului Babadag . Editura Academiei Republicii Socialiste România, București

Hawkins B. 2008. Plants for life: medical plant conservation and botanic gardens. Botanic Gardens Conservation International, Richmond, UK

Wild Crop Relatives: Genomic and Breeding Resources: Oilseeds , Chittaranja Kole

Maunder M. et al. 2004. Ex situ methods: a vital but underused set of conservation resources. Ex situ plant conservation.Island Press, Washington, DC, pp 3–20

Namoff S. et al. 2010. How well does a botanical garden collection of a rare palm capture the genetic variation in a wild population? Biol Conserv

N.Comlrkcioglu et al. 2008. Oil composition and some morphological characters of Crambe orientalis var. orientalis and Crambe tataria var. tataria from Turkey

N. Doiniță, A. Popescu, 2005. Habitatele din România, Edit. Tehnică Silvică, București.

Ozinga WA, Schamine´e JHJ .2005. Target species –species of European concern. A database driven selection of plant and animal species for the implementation of the Pan European Ecological Network. Wageningen, Alterra, Alterrareport

Piovan A. et al. 2000. Somaticembryogenesis and indole alkaloid production in Catharanthus roseus. Plant Biosyst

Prantl, K. 1891. Cruciferae In: Engler, A. & Prantl, K. (ed.), Die Natürlichen Pflanzenfamilien 3(2): 145-206. Leipzig

Prina A, Martinez-Laborde JB. 2008 .A taxonomic revision of Crambe section Dendrocrambe (Brassicaceae).

Prina, A. 2000. Revisión Taxonómica del Género Crambe L. (Brassicaceae, Brassiceae). Tesis doctoral inédita. Universidad Politécnica de Madrid. Madrid

Prina, A. 1999. A taxonomic revision of Crambe, sect. Leptocrambe (Brassicaceae). Botanical Journal of the Linnean

Prina, A. 1998. The status of Crambe alutacea Hand.-Mazz. (Cruciferae,tribe Brassicaceae). Flora Mediterranea 8: 25-29.

Vasile Ciocârlan ,2009. Flora ilustrată a României. Editura Ceres, București.

***2008. Manual de interpretare a habitatelor Natura 2000 din România. Implementarea rețelei Natura 2000 în România. Editor Ministerul Mediului și Dezvoltării Durabile, Cluj-Napoca

***2008.„Mutual Management Romania-Republic of Moldova for biodiversity conservation on the border between the two countries” . Lista roșie a speciilor de floră și faună sălbatică din zona de graniță România-Republica Moldova. Iași.

***2007, PLANTS FROM THE HABITAT DIRECTIVE – ANNEX IIb,PRESENTS IN ROMANIA, Buletinul Grădinii Botanice Iași

***Gomez-Campo C (2000) A germplasm collection of Crucifers

http://www.etsia.upm.es/DEPARTAMENTOS/biologia/documentos/GC-2000-Int.htm

http://www.springer.com/us/book/9783642148705

http://luirig.altervista.org/flora/taxa/index2.php?scientific-name=crambe+tataria

http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/14786410701592349

http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-011-2376-1_6

http://www.anpm.ro/anpm_resources/migrated_content/uploads/79854_Plan%20de%20Management_ROSCI0272%20Vulcanii%20noroiosi.pdf

http://www.mygarden.net.au/gardening/crambe-tatarica/5045/1

http://biodiversitatecbc-apmis.ro/new/inc/galerie.inc.php

http://flora.nhm-wien.ac.at/Seiten-Arten/Crambe-tataria.htm

http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-14871-2_5

http://www.bioterapi.ro/aprofundat/index_aprofundat_index_enciclopedic_botanicXerofile.html

http://www.gazonul.ro/info/blog/articole/cele-5-tipuri-comune-de-substrat

https://www.bgci.org/

https://www.researchgate.net/publication/41907733_PLANTS_FROM_THE_HABITAT_DIRECTIVE_-_ANNEX_IIb_PRESENTS_IN_ROMANIA?enrichId=rgreq-cc1dc204-b2ee-4915-8a5f-b1fec75ab823&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzQxOTA3NzMzO0FTOjE4MjUzOTA3NTQ2NTIxN0AxNDIwNTMyMTE1NzU3&el=1_x_2

http://www.anpm.ro/anpm_resources/migrated_content/uploads/79854_Plan%20de%20Management_ROSCI0272%20Vulcanii%20noroiosi.pdf

https://www.researchgate.net/publication/228615436_Chemical_Composition_and_Fiber_Properties_of_Crambe_orientalis_and_C_tataria