Dmitry Dorokhov Centrul pentru Bioinginerie al Academiei de Stiinţe a Rusiei, Pr. 60-letiya Oktyabrya, 7/1, Moscow, 117312 Russia, dorokhov@biengi.ac.ru

Soia se cultivă în două regiuni principale ale Federaţiei Ruse: Extremul Orient, de-a lungul frontierei cu China şi în aria de sud est a părţii Europene a Rusiei. Extremul Orient constituie printre altele centrul de origine al speciei, areal unde se regăsesc rudele sălbatice ale acesteia. Informaţii de natură citologică, morfologică, moleculară precum şi informaţii cu privire la polenizare indică e cresc în apropierea teraselor şi a barierelor acvatice. Al treilea grup se compune din plante ce populează pajişile cu exces de umiditate, în timG.soja sau, un hibrid între G.soja şi G.max. Aşadar trebuie luat în calcul riscul potenţial de transmitere al genelor ce poate decurge din introducerea în mediul înconjurător al Extremului Orient a cultivarurilor de soia modificată genetic. (Fig. 1 – 5)

Un număr de expediţii ştiinţifice au fost organizate în centrele de origine ale soiei cu scopul colectării de exemplare aparţin?nd speciilor sălbatice, în anii 1998-2000 de către specialişti ai Centrului pentru Bioinginerie, Insitututlui de Citologie şi Genetică (Sucursala Siberiană), cu participarea Institutului de Chimie Bioorganică a Pacificului (Sucursala Extrem Orientală a RAS, Novosibirsk) şi a Institutului pentru Soia (Sucursala Extrem Orientală a Academiei de Stiinţe a Rusiei, Blagoveschensk). Exemplarele au fost colectate în regiunile Amur şi Primorski, în districtul Hasansky precum şi în insulele din Golful lui Petru cel Mare. (Fig. 6)

Recoltarea exemplarelor a fost efectuată în a doua jumătate a lunii Septembrie, în timpul perioadei de maturare a seminţelor(Fig.7). Descrierea şi caracterizarea geobotanică a fitocenozelor unde soia sălbatică poate fi înt?lnită a fost realizată conform protocoalelor publicate în literatură (Dymina et al., 2001). Pe baza analizelor efectuate asupra a 100 de fitocenoze au fost identificate 4 grupuri fitocenotice principale pentru speciile de soia sălbatică. Primul grup, fitocenoza “samulastră” este caracterizată de plante aflate în stadii discrepante de dezvolare (germinaţie, răsărire, înflorire, fructificare). Al doilea grup este compus din plante care cresc în apropierea teraselor şi a barierelor acvatice. Al treilea grup se compune din plante ce populează pajişile cu exces de umiditate, în timp ce al patrulea se caracterizează prin prezenţa în arealul pajiştilor mlăştinoase. Acest ultim grup a fost identificat numai în regiunea Primorski.

215 plante reprezent?nd 40 de populaţii sălbatice de soia şi 2 soiuri cultivate (G.max) au fost utilizate pentru estimarea polimorfismului genetic între genotipuri. De asemenea s-a evaluat diversitatea genetică interpopulaţională, în acest scop utiliz?ndu-se markeri RAPD. Distanţa genetică între diferitele probe recoltate din populaţiile sălbatice a variat de la 0.27 la 0.69 în timp ce distanţa genetică dintre soiurile cultivate curent ,Severnaza 4 şi Stine 2254 a fost de 0.22. Analiza de tip cluster indică faptul că cele mai multe generaţii ale sălbatice erau grupate în funcţie de răsp?ndirea lor geografică. Datele din studiul de faţă indică cu claritate faptul că populaţiile sălbatice de soia variază direct proporţional cu locaţia geografică a fiecăreia. (Seitova AM., et al., 2004; Dorokhov D. et al., 2004) Fig. 8 - 9.

Este încă neclar dacă soia este o specie invazivă sau nu. G.max nu a fost p?nă în present identificată ca specie spontană în areale naturale în nici o ţară în care este cultivată. G.max este o specie necompetitivă aşadar în afara ecosistemelor agricole, în care supravieţuieşte exclusive datorită factorului antropic. Nu a fost catalogată ca buruiană în Anuarul Buruienilor (1986), nu are comportamentul tipic samulastrei şi nu a fost p?nă în prezent catalogată ca buruiană. În concluzie nu există nici o dovadă fundamentată ştiinţific care, să poată atesta un comportament dăunător tipic buruienilor asociat soiei cultivate nicăieri în lume. Skvortsov (1927) menţionează soia sălbatică ca specie ce poate fi fiind înt?lnită în terenurile de cultură abandonate. Komarov (1958) descrie soia sălbatică ca o semi buruiană, put?nd fi înt?lnită pe miriştile de gr?u. G.soja poate fi descrisă ca o specie preponderant ruderală şi mai puţin ca buruiană tipică în terenurile agricole productive, în sensul în care poate ocupa terenuri asupra cărora s-a intervenit dar care au fost ulterior abandonate pentru agricultură. Caracteristicile biologice ale soiei sălbatice nu satisfac minimul necesar pentru a putea fi clasificată drept buruiană în sensul în care:

1. posedă o perioadă de vegetaţie lungă (4 luni)
2. înfloreşte şi fructifică t?rziu
3. posedă un număr mic de seminţe care ating maturitatea (100-250/plantă)

În cazul în care plantele de soia ar ocupa 2,5% dint-un areal anume capacitatea lor de a-şi disemina pe distanţe mari seminţele este aproape nulă (Dymina et al., 2001). Viiturile de primăvară sunt unul dintre cele mai importante mecanisme prin care seminţele de soia pot fi dispersate pe distanţe mari. Malurile şi luncile r?urilor constituie cea mai importantă nişă ecologică pentru soia sălbatică în Extremul Orient al Rusiei. Soia sălbatică este de asemenea înt?lnită în fitocenoze afectate de activitatea umană, însă relativ rar int?lnite în c?mpurile cultivate.

Potenţialul pentru încrucişare al acestor specii înrudite a fost evaluat at?t în condiţii de c?mp c?t şi în seră. Mai multe soiuri de soia cultivată au fost polenizate cu success de către rudele din flora spontană. Cu toate acestea atunci c?nd s-a încercat polenizarea speciilor de soia sălbatice (G.soja) cu polen provenit de la soiul de soia (G.max) modificat genetic “Stine 2254 RR” nu au rezultat, în descendenţele obţinute pe parcursul a două sezoane, exemplare purtătoare ale genei de rezistenţă la erbicid. Aşadar hibridizarea prin polenizare între speciile din flora spontană şi cele aflate în cultură comercială reprezintă un eveniment cu frecvenţă extrem de redusă, uneori sub gradul minim de sensibilitate al experimentului.

Rata de hibridare înregistrată în cazul exeprimentelor de polenizare controlată, în sere, a fost de aproximativ 3.7% seminţe fertile în generaţia F1. Seminţele obţinute au fost neuniforme, cu forme, culori şi mărimi diferite de cele ale genitorilor. Plantele rezultate din hibrizii F1 “Stine 2254 RR” x G.soja au prezentat structuri RAPD şi ISSR complexe, commune ambilor părinţi. ADN transgenic a fost detectat prin metoda PCR în hibrizii F1 fără însă a se putea stabili prezenţa secvenţelor implicate în toleranţa la erbicid în cazul descendenţelor F2 şi F3. Aceste rezultate demonstrează că în cazul soiei transgenice de tip RoundupReady ADN-ul transgenic este eliminate deja în generaţia F2 a descendenţelor hibride obţinute prin încrucişarea între plantele de soia transgenice şi cele din speciile de soia aparţinînd florei spontane (sălbatice) ( Fig. 10).

Fenomenul de outcrossing (fluxul de gene) se defineşte ca transferul de material genetic de la o specie cultivată la rudele sale cultivate şi/sau aparţin?nd florei spontane (sălbatice) sau de la ospecie cultivată la o buruiană. Implicaţiile fluxului de gene de la o specie cultivată la o buruiană depind de o multitudine de factori. În prezenţa presiunii de selecţie hibrizii specie cultivată x buruiană pot avea sau nu un avantaj adaptativ mai mare dec?t a genitorilor. În cazul în care hibrizii prezintă competitivitate mai mare putem asista la o creştere în caracterul invaziv. (Cherve et al., 1999). Şansele de transfer a toleranţei la glifosat înspre speciile de soia aparţin?nd florei spontane (sălbatice) originare regiunilor din Asia şi Extremul Orient al Rusiei sunt limitate de numeroşi factori:

• ipsa de sincronism a periodei de înflorire
• compatibilitate sexuală
• cantiate de polen şi distanţa de diseminare a acestuia
• condiţiile particulare de mediu pertinente în cazul polenizării încrucişate

Transferul de material genetic de la soia transgenică către rudele sale din flora spontană sau către alte specii de soia înrudite este foarte redus. Resultatele acestui studiu demonstrază cu claritate acest lucru. În scopul aprofundării rezultatelor noastre considerăm necesară continuarea experimentelor şi generarea de date suplimentare în contextul evaluării transferului toleranţei la erbicid de la speciile de cultură la cele din flora spontană, originare din regiunile Extremului Orient al Rusiei. Din acest motiv, în prezent cercetările noastre continuă în scopul studierii posibilităţilor de hibridare dintre speciile G.max şi G.soja în condiţiile naturale ale Extremului Orient al Rusiei. Exemplarele aparţin?nd florei spontane folosite în experimentele nostre sunt colectate din populaţiile naturale înt?lnite în vecinătăţile terenurilor cultivate cu soiuri comerciale de soia . Pe parcursul a doi ani consecutivi nu s-a reuşit identificarea nici măcar a unei singure situaţii de apariţie a unor plante hibride.

REFERINŢE

1. Dymina G. D., Gorovoj P. G., Deineko E. V., Seitova A. M., Ignatov A. N., Suprunova T. P., Serjapin A. A., Ala A. Ja., Dorokhov D. B., Shumny V. K., Skryabin K. G. Genetic Polymorphism in Wild Soybean Population of Russian Far East, collection and primary characterization of collection. International Conference "Genetic Collections, Isogenic and Alloplasmic Lines - 2001" Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Р. 146-148
2. Seitova AM., Ignatov AN., Suprunova TP. Tsvetkov IL., Deineka EV. Dorokhov DB. Skryabin KG. Study of soybean (Glycine soja Sieb. & Zucc.) in Far East region of Russia. Genetic diversity of wild soy. Rus. J. of Genetics, vol. 40, No 2, 2004, pp. 165-171.
3. D. Dorokhov, A. Ignatov, E. Deineko, A. Serjapin, A. Ala, K. Skryabin. The chance for gene flow from herbicide-resistant GM soybean to wild soy in its natural inhabitation at Russian Far East region. In: Introgression from Genetically Modified Plants into Wild Relatives, Edited H.C.M. den Nijs et al., CABI Publishing 2004, pp. 151-161.
4. Skvortzow, B.V. (1927) The soybean - wild and cultivated in Eastern Asia. Proc. Manchurian Res. Soc.Publ. Ser. A. Natural History. History Sect. No. 22, pp.1-8.
5. Skvortsov B.V. (1927) Wild and cultivated soybean of Eastern Asia. Manchuria Rep. Kharbin, 9, 35-43.
6. Komarov, V.L. (1958) Origin of cultivated plants. M.-L.: USSR Acad. Sci. Publ.,. 12,7-256.
7. Cherve A.M., Eber F., and Renard M. (1999) Gene flow from oilseed rape to weeds. In: Gene Flow and Agriculture Relevance for Transgenic Crops. Proceedings of a Symposium held at the University of Keele, Staffordshire, pp.125 -130.
8. Dymina G.D., Gorovoi P.G., Deineko EV, Dorokhov DB, Ala AY, Shumny VK, Skryabin KG. Study of soybean (Glycine soja Sieb. & Zucc.) in Far East region of Russia. Ecological Genetics, in press.