Genetică și ameliorarea arborilor (E3)

Echipa de cercetare desfășoară activități specifice privind identificarea, selecția, constituirea, utilizarea și managementul resurselor genetice valoroase, utilizând atât metodele de cercetare convenționale cantitative, cât și pe cele ale biologiei moleculare.

Organizare

Apostol Ecaterina

CS I, Responsabil Echipa de cercetare (E3)

Domenii de interes: genetică, conservarea biodiveristății

Vezi CV

Activitate

Activitatea de genetică forestieră abordează probleme privind identificarea, selecția, constituirea, utilizarea și managementul resurselor genetice valoroase, utilizând atât metodele de cercetare convenționale cantitative, cât și cele ale biologiei moleculare. Ameliorarea arborilor este activitatea care urmărește creșterea capacității adaptative și productive a speciilor forestiere.

Obiective – Direcții de cercetare

Genetică cantitativă

constituirea si gestionarea durabilă a surselor de materiale de bază pentru producerea de materiale forestiere de reproducere;

constituirea, conservarea şi managementul durabil al resurselor genetice forestiera;
certificarea materialelor forestiere de reproducere destinate producerii, comercializării și utilizării acestora în conformitate cu regulile naționale, europene și a schemei OECD;
testarea valorii genetice a surselor de materiale forestiere de reproducere în culturi comparative multistaţionale pentru desemnarea celor mai valoroase și adaptate surse de semințe testate pe regiuni de proveniență;
selecţia de populaţii și genotipuri valoroase din specii de răşinoase şi foioase pe bază de studii biosistemice şi a variabilităţii genetice stabilite în culturi comparative multistaţionale;
cercetări privind capacitatea de adaptare a speciilor forestiere la schimbările climatice.

Genetică moleculară

dezvoltarea și testarea de markeri moleculari pentru evaluarea diversității genetice pentru principalele specii forestiera, în scopul identificării proveniențelor cu potential adaptativ ridicat;
dezvoltarea de markeri moleculari pentru amprentarea genetică a resurselor genetice și dezvoltarea metodelor de control privind trasabilitatea materialelor forestiere (materiale forestiere de reproducere, identificarea provenienței lemnului recoltat, ș.a.);

utilizarea markerilor moleculari la constituirea materialelor de bază, pentru unitățile sursă de reproducere, in situ și ex situ, – selecție asistată;

Ameliorarea arborilor

ameliorarea arborilor pentru creşterea rezistenţei la factori biotici şi abiotici dăunători, precum şi pentru creşterea producţiei şi calităţii lemnului;
dezvoltarea bazei genetice pentru trecerea la generaţii avansate de ameliorare;

multiplicarea in vitro a genotipurilor valoroase prin organogeneză şi prin embriogeneză somatică;
condiţionarea, conservarea şi testarea calităţii seminţelor forestiere în conformitate cu cerinţele naţionale şi internaţionale în baza acreditării ISTA.

Resurse umane

Vezi pagina EERTIS

În cadrul echipei de cercetare E3 își desfășoară activitatea 5 CS I, 4 CS III, 4 CS, 2 ACS, 11 angajați ca personal auxiliar.

Infrastructură și servicii de cercetare

Vezi pagina EERTIS

Infrastructură de cercetare

Laborator de genetică moleculară și genomică destinat evaluării structurii genetice populaționale la arbori cu ajutorul markerilor moleculari, dezvoltării de noi markeri moleculari genomici și transcriptomici, prin secvențiere, pentru evaluarea resurselor genetice (SSR, EST-SSR, SNP) și monitorizării pe termen lung a resurselor genetice utilizând diverse seturi de markeri moleculari (cloroplastici, mitocondriali, nucleari) precum și dezvoltării de tehnici genomice de evaluare a capacității adaptative a proveniențelor;
Laborator de biotehnologii avansate (culturi în vitro, embriogeneză somatică și culturi de țesuturi) pentru asigurarea producerii de puieți forestieri cu adaptabilitate sporită și rezistență la schimbări climatice și condiții extreme de vegetație;
Laborator de analiză a calității semințelor destinat determinării parametrilor calitativi ai loturilor de semințe, provenite din materiale de bază, destinate utilizării în practica silvică (puritate, germinație, valoare culturală, etc.);
Centru de conservare a semințelor de rășinoase, destinat păstrării și conservării pe termen lung a semințelor speciilor de rășinoase (molid, pin, larice, duglas).

Servicii de cercetare

Realizarea de analize de genetică moleculară – evaluarea variabilități genetice cu ajutorul markerilor moleculari;
Elaborarea de strategii de conservare in situ si management durabil al resurselor genetice forestiere (RGF);
Evaluarea diversității genetice a speciilor de interes forestier și selectarea celor mai valoroase genotipuri cu scopul de a mări potențialul de creștere al arboretelor;
Efectuarea de cercetări ecologice, fenologice și studii privind adaptarea speciilor exotice.

Proiecte relevante

Identificarea și caracterizarea prin modele avansate a resurselor genetice forestiere cu potențial adaptativ ridicat, precum și conservarea acestora în condițiile unui management forestier sustenabil climatic. (PN 23090302)

Conservarea ex situ a speciilor forestiere cu reziliență climatică și fundamentarea științifică a unor tehnologii avansate pentru obținerea de puieți genetic ameliorați. (PN 23090303)

Improving access to FORest GENetic Resources Information and Services for End-USers FORGENIUS (HORIZONT 2020)

Harnessing forest genetic resources for increasing options in the face of environmental and societal challenges – OptFOREST (HORIZONT 2020)

Revizuirea regiunilor de proveniență pentru producerea și utilizarea materialelor forestiere de reproducere în Romania în vederea creșterii capacității de adaptare a ecosistemelor forestiere la schimbările climatice (PN 19070303)

Evaluarea potențialului genetic adaptiv al principalelor specii de rășinoase pentru un management forestier durabil, în contextul schimbărilor climatice – GENCLIM (PNCDI II)

Publicatii recente

Cărţi

Budeanu M., 2022. Premise pentru promovarea molidului cu coroană îngustă în Carpații României. Editura Silvică, Voluntari, 231 p. ISBN: 978-606-8020-86-0.

Budeanu M., 2018. Conservarea seminţelor cu longevitate naturală redusă la specii din familia Fagaceae. Editura Silvică, Voluntari, 82 p. ISBN: 978-606-8020-55-6.

Mihai G., Alexandru A.M., 2020. Conservarea seminţelor de brad. Editura Silvică, Voluntari, 60 p. ISBN 978-606-8020-68-6.

Capitole din cărți

Budeanu M., Popescu F., Şofletea N., 2019. In situ conservation of forest genetic resources in Romania. In: Šijačić-Nikolić M., Milovanović J., Nonić M. (Editors): Forests of southeast Europe under a changing climate. Conservation of genetic resources. Springer International Publishing, Switzerland. Chapter 16, pp.: 195-205. ISBN: 978-3-319-95267-3.

Curtu, AL; Popescu, F; Postolache, D.- 2019 – Legal and Institutional Aspects of the Conservation and Management of FGR in Romania, pg. 135-139, in: Sijacic-Nikolic, M; Milovanovic, J; Nonic, M (Editors): Forests of southeast Europe under a changing climate. Conservation of genetic resources. Springer International Publishing, Switzerland. Chapter 16, pp.: 195-205. ISBN: 978-3-319-95267-3.

Postolache, D; Curtu, AL; Sofletea, N; Popescu, F. – 2019 – Conservation and Management of Romanian Forest Genetic Resources in the Context of Climate Change, pg. 389-399, in: SijacicNikolic, M; Milovanovic, J; Nonic, M. (Editors): Forests of southeast Europe under a changing climate. Conservation of genetic resources. Springer International Publishing, Switzerland. Chapter 16, pp.: 195-205. ISBN: 978-3-319-95267-3.

Popescu, F; Postolache, D; Curtu, AL, 2019 – The Current State of Forest Genetic Resources in Romania, pg. 61-72, in: SijacicNikolic, M; Milovanovic, J; Nonic, M. (Editors): Forests of southeast Europe under a changing climate. Conservation of genetic resources. Springer International Publishing, Switzerland. Chapter 16, pp.: 195-205. ISBN: 978-3-319-95267-3.

Articole ISI

Besliu E., Budeanu M., Apostol E.N., Radu R.G., 2022. Microenvironment impact on survival rate, growth and stability traits, in a half-sib test of pendula and pyramidalis varieties of Norway spruce. Forests 13(10), 1691, 15 p.

Budeanu M., Apostol E.N., Radu G.R., Ioniță L., 2021. Genetic variability and juvenile–adult correlations of Norway spruce (Picea abies) provenances, tested in multisite comparative trials. Annals of Forest Research 64(2):105-122.

Budeanu M., Apostol E.N., Besliu E., Crișan V.E., Petritan A.M., 2021. Phenotypic variability and differences in the drought response of Norway spruce pendula and pyramidalis half-sib families. Forests 12(7), 947, 14 p.

Budeanu M., Apostol E.N., Dincă L., Pleșca I.M., 2021. In situ conservation of narrow crowned Norway spruce ideotype (Picea abies pendula form and columnaris variety) in Romania. International Journal of Conservation Science 12(3): 1139-1152.

Marcu N., Budeanu M., Apostol E.N., Radu G.R., 2020. Valuation of the economic benefits from using genetically improved forest reproductive materials in afforestation. Forests 11(4), 382, 13 p.

Apostol E.N., Stuparu E., Scarlatescu V., Budeanu M., 2020. Testing Hungarian oak (Quercus frainetto Ten.) provenances in Romania. iForest 13: 9-15.

Dincă L., Murariu G., Iticescu C., Budeanu M., Murariu A., 2019. Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) smart forests from the southern Carpathians. International Journal of Conservation Science 10(4): 781-790.

Budeanu M., Apostol E.N., Popescu F., Postolache D., Ioniţă L., 2019. Testing of the narrow crowned Norway spruce ideotype (Picea abies f. pendula) and the hybrids with normal crown form (pyramidalis) in multisite comparative trials. Science of the Total Environment 689: 980-990.

Apostol E.N., Budeanu M., 2019. Adaptability of narrow-crowned Norway spruce ideotype (Picea abies (L.) Karst. pendula form) in 25 years half-sib comparative trials in the Eastern Carpathians. Forests 10(5), 16 p.

Hohn, M; Avanzi, C; Fady, B; Heer, K; Opgenoorth, L; Piotti, A; Popescu, F; Postolache, D; Vendramin, GG; Csillery, K, (2021) – Fine-scale spatial genetic structure across the species range reflects recent colonization of high elevation habitats in silver fir (Abies alba Mill.), Molecula Ecology, Vol 30, Issue 20, pg. 5247-5265.

Postolache, D; Oddou-Muratorio, S; Vajana, E; Bagnoli, F; Guichoux, E; Hampe, A; Le Provost, G; Lesur, I; Popescu, F; Scotti, I; Piotti, A; Vendramin, GG, (2021) – Genetic signatures of divergent selection in European beech (Fagus sylvatica L.) are associated with the variation in temperature and precipitation across its distribution range, Vol 30, Issue 20, pg. 5029-5047.

Alexandru, A.-M.; Mihai, G.; Stoica, E.; Curtu, A.L. Multi-Trait Selection and Stability in Norway Spruce (Picea abies) Provenance Trials in Romania. Forests 2023, 14, 456. https://doi.org/10.3390/f14030456.

Mehvish Majeed; Emanuel Stoica; David M. Meko; Ramzi Touchan; Fatih Sivrikaya; Alin Madalin Alexandru; Laia Casanovas Arimon; Revaz Kvaratskhelia et al. 2023. Analysis of the climate signal in subannual width measurements of Pinus nigra tree rings in Kastamonu Province, Turkey. Tree-Ring Research, https://doi.org/10.3959/2022-12.

Mihai, G.; Alexandru, A.-M.; Nita, I.-A.; Birsan, M.-V. Climate Change in the Provenance Regions of Romania over the Last 70 Years: Implications for Forest Management. Forests 2022, 13, 1203. https://doi.org/10.3390/f13081203.

Mihai, G.; Curtu, A.-L.; Alexandru, A.-M.; Nita, I.-A.; Ciocîrlan, E.; Birsan, M.-V. Growth and Adaptive Capacity of Douglas Fir Genetic Resources from Western Romania under Climate Change. Forests 2022, 13, 805. https:// doi.org/10.3390/f13050805.

Alizoti, P.; Bastien, J.-C.; Chakraborty, D.; Klisz, M.M.; Kroon, J.; Neophytou, C.; Schueler, S.; van Loo, M.; Westergren, M.; Konnert, M.; Mihai, G. et al. Non-Native Forest Tree Species in Europe: The Question of Seed Origin in Afforestation. Forests 2022, 13, 273. https://doi.org/10.3390/f13020273.

Mihai, G.; Alexandru, A.M.; Stoica, E.; Birsan, M.V. Intraspecific Growth Response to Drought of Abies alba in the Southeastern Carpathians. Forests 2021, 12, 387. https://doi.org/10.3390/f12040387.

Mihai, G., Teodosiu, M., Birsan, M.V., Alexandru, A.M., Mirancea, I., Apostol, E.N., Garbacea, P., Ionita, L., 2020. Impact of Climate Change and Adaptive Genetic Potential of Norway Spruce at the South–eastern Range of Species Distribution. Agricultural and Forest Meteorology 291, doi.org/10.1016/j.agrformet.2020.108040.

Sofletea, N., Mihai, G., Ciocîrlan, , Curtu, A.L., 2020. Genetic Diversity and Spatial Genetic Structure in Isolated Scots Pine (Pinus sylvestris L.) Populations Native to Eastern and Southern Carpathians. Forests 11, 1047, doi:10.3390/f11101047.

Mihai, G., Alexandru, A.M., Mirancea, I., 2019: Genetic variation and early selection in Larix decidua Mill. from progeny test in Romania. Annals of Forest Science, 76:81, doi.org/10.1007/s13595-019-0864-5.

Teodosiu, M., Mihai G., Fussi B., Ciocîrlan, E., 2019. Genetic diversity and structure of Silver fir (Abies alba Mill.) at the south-eastern limit of its distribution range. Annals of Forest Research, 62(2): 139-156, DOI: 10.15287/afr.2019.1436.

Teodosiu, M., Botezatu, A., Ciocîrlan, E., Mihai, G., 2023. Variation of Cones Production in a Silver Fir (Abies alba Mill.) Clonal Seed Orchard. Forests, 14, 17. https://doi.org/ 10.3390/f14010017.

Teodosiu, M.; Mihai, G.; Ciocîrlan, E.; Curtu, A.L. Genetic Characterisation and Core Collection Construction of European Larch (Larix decidua Mill.) from Seed Orchards in Romania. Forests 2023, 14, 1575. https://doi.org/10.3390/f14081575.