Program CERCETARE DE EXCELENTA
Modul 1 – BIOTECH
Proiecte de Cercetare Dezvoltare Complexe
Contract 116 / 21.07.2006

Titlul proiectului:  
« Biotehnici neconventionale de combatere a gândacului de Colorado Leptinotarsa decemlineata Say »

Acronim: COLORADO


Director de proiect: dr. ing. Maria Pojar-Feneşan
Institutul de Cercetări în Chimie “Raluca Ripan” Cluj-Napoca
400294 Cluj-Napoca, str.Fântânele nr.30
tel. 040264-580165 Fax. 040264-420441 www.iccrr.ro; www.analogues-pheromones.com
e-mail: mfenesan@ubbcluj.ro;

 

Perioada de desfasurare a proiectului: 1 august 2006 - 15 septembrie 2008

PARTENERI  :
Conducator de proiect : Universitatea Babes - Bolyai - Institutul de Cercetari in Chimie Raluca Ripan CLUJ-NAPOCA ;
www.ubbcluj.ro/cercetare
Director de proiect : dr. ing. Maria POJAR – FENESAN


Partener 1 : Universitatea de Stiinte Agricole si Medicina Veterinara CLUJ-NAPOCA
www.usamvcluj.ro , responsabil proiect: prof. dr.Gavrila MORAR

Partener 2 : Statiunea de Cercetare-Dezvoltare pentru Cartof TARGU SECUIESC
scdc@garant.ro ; responsabil de proiect: dr. ing. Daniela POPA

Partener 3 : Statiunea de Cercetare – Dezvoltare pentru Legumicultura IERNUT
www.scdliernut.ro ; responsabil de proiect : drd. ing. Minerva HEITZ

Partener 4 : Statiunea de Cercetare – Dezvoltare Agricola TURDA
www.scdaturda.ro responsabil de proiect : dr. ing. Felicia MURESANU

 

Autoritatea Contractanta : Centrul National de management Programe

REZUMATUL PROIECTULUI

Tematica abordată în prezentul proiect are un caracter complex de noutate şi actualitate, răspunzând unor necesităţi de promovare a măsurilor de control a dăunătorilor, în conceptul de agricultură ecologică. Dezvoltarea alternativelor de combatere bazate pe substanţe emise de insecte sau de elemente componente ale mediului lor, cu rol de mesaje informaţionale, esenţiale pentru viaţă, este azi o necesitate.

Gândacul de Colorado Lepidoptera decemlineata (Coleoptera, Chrisomelidae) este cunoscut ca un organism care se adaptează rapid, stropirile repetate cu aceeaşi clasă de insecticide ducând la dezvoltarea rezistenţei faţă de tipul de pesticide. A fost semnalată apariţia rezistenţei chiar şi la Imidacloprid, pesticid considerat cel mai eficient pentru combaterea gîndacului în America. De asemenea pesticidele, folosite intens, duc la poluarea mediului (sol, subsol, aer, produse agricole), dezechilibre biologice şi nu în ultimul rând la afectarea sănătăţii consumatorilor de cartofi. Prin proiectul propus vom studia atât teoretic cât şi practic o nouă strategie de control a gândacului de Colorado, ecologică, specifică şi selectivă.

Cercetările  realizate au la bază ideea de a dezvolta biotehnici, care folosesc „mesagerii chimici informaţionali” pentru controlul dăunătorului GdC din culturile de cartof, respectiv pentru reducerea populaţiilor acestuia sub pragul de dăunare, făra a afecta ecosistemul. Astfel de „mediatori chimici” , care induc un anume comportament sunt şi feromonii de agregare – mesageri intraspecifici cât şi Kairomonii, - mesageri interspecifici - semnalele chimice emise de plantele-gazdă

Scopul si directiile de lucru :

1. obţinerea unor compuşi-modificatori de comportament, în speţă compoziţii atractante, sintetice sau extracte din plante, utilizabile într-un program integrat de protecţie. Astfel:
s-a sintetizat o structură nouă, enantiomerul (S)-3,7-dimetil-2-oxo-oct-6-en-1,3-diol , diferită de feromonii identificaţi în familia Chrisomelidae, identificat - propus ca  feromon de agregare al gândacului de Colorado [J.Dickens et all, J.Experim. Biology, 2005]
s-au analizat, cu ajutorul unui cuplaj GC-MS, volatile emise de planta-gazdă (Kairomoni) , care ajută gândacul de Colorado să localizeze hrana

2. determinarea potenţialului atractant a unor compoziţii propuse, sintetizate sau izolate (extracte) prin testări în câmp şi folosirea lor într-o metodă de control a GdC nouă, necesară şi de mare actualitate.
Această biotehnică, foloseste compoziţii atractante pentru a "manipula " gândacul de Colorado. 

Motivaţia cercetărilor :

necesitatea reducerii cantităţilor de substanţe toxice utilizate în agricultură

Dezavantajele tratamentelor cu insecticide :
 

  • Poluarea mediului : tratamentele cu insecticide duc la acumularea unor cantităţi apreciabile de compuşi toxici în sol şi prin infiltraţii în pânza freatică
     
  • Afectarea sănătăţii consumatorilor de cartofi
     
  • Afectarea întregului ecosistem, insecticidele omorând şi organisme ne-ţintă, benefice şi distrugînd echilibrul biologic
     
  • Apariţia rezistenţei : gândacul de Colorado îşi dezvoltă rapid rezistenţa la toxicele folosite
    Costurile ridicate ale metodelor clasice de combatere
     

Stategii neconvenţionale, nepoluante:
biotehnici care nu afectează metabolismul insectelor ci le modifică comportamentul ; lucrează cu feromoni, kairomoni sau alti produşi non-volatili naturali (cucurbitacinul; ingrediente din arborele neem) componente benefice pentru agroecosistem, fiind biodegradabile şi ecologice.

Feromonii – compuşi care eliberaţi în exterior de un organism, produc o reacţie specificã, cum ar fi o modificare comportamentalã, organismului - receptor din aceeaşi specie.

Rãspunsul organismului receptor este complet preprogramat ; insecta nu-si modifică comportamentul decât la recepţia compoziţiei proprii "familiei".

 

Obiectivele proiectului

  • Folosirea unor compuşi - modificatori de comportament, în compoziţii atractante, sintetizate în laborator sau extracte naturale din plante într-o strategie de combatere în masă a gândacilor de Colorado
    Aceste compoziţii atractante vor fi compuse din feromoni de agregare şi/sau kairomoni

    Kairomoni = volatile emise de planta-gazdă, componente atractante, “semnalul chimic” care ajută gândacul de Colorado să localizeze hrana
     
  • Studiul capcanelor (design, mărime, plasament) pentru gândacul de Colorado
    determinarea potenţialului atractant a unor compoziţii propuse, sintetizate sau izolate (extracte) prin testări în câmp

Caracteristicile metodei propuse pentru combaterea gândacului de Colorado folosind compoziţii atractante
 

  • este nepoluantă  
  • contribuie la reducerea cantităţilor de chimicale toxice în cultura de cartofi 
  • nu afectează biocenoza fiind specifică şi selectivă,
  • nu produce “obişnuinţă”, nu apare rezistenţa (cum se întâmplă cu insecticidele) 
    are costuri mai reduse
  • nu afectează tuberculii şi implicit sănătatea consumatorilor de cartofi

     

Activitatile si responsabilitatile aferente fiecarui partener

Parteneri Activităţi realizate în cadrul proiectului
 
a1
a2
a3
a4
a5
a6
a7
a8
a9
a10
a11
a12
Conducator proiect UBB – ICCRR Cluj                        
P1: USAMV Cluj                        
P2: SCDC TgSecuiesc                        
P3: SCDL Iernut                        
P4: SCDA Turda                        

unde:
 

Etapa I:
Studiu de caz: Utilizarea ecomonilor pentru combaterea gândacului de Colorado, dăunător major la culturile de cartof din Transilvania


a1: Activitate I.1 Studiul obţinerii unor compoziţii atractante (feromoni de agregare, kairomoni) utilizabili în combaterea ecologicã a gândacului de Colorado

a2: Activitate I.2 Studiul gândacului de Colorado în conditiile pedoclimatice din Transilvania (biologie, comportament)

a3 : Activitate I.3
Managementul proiectului

 

ETAPA II:
Realizarea şi testarea în câmp a modelului ecologic de combatere propus

a4 : Activitate II.1 Realizarea sintezei în laborator a feromonul de agregare al gândacului de Colorado si elaborarea modelului de capcana utilizabil în biotehnica propusă

a5 : Activitatea II.2 Înfiinţarea loturilor experimentale şi monitorizarea în câmp a gândacului de Colorado prin biotehnica prop.

a6: Activitatea II.3 Actiuni tip suport Organizarea unei mese rotunde cu participarea
membrilor din consorţiu. Participare la manifestări ştiinţifice din domenii specifice proiectului (conf.)

a7 : Activitate II.4 Managementul proiectului


ETAPA III
Experimentarea biotehnicii studiate

a8 : Activitate III.1
Studiul practic a unor kairomoni – compoziţii atractante pentru gândacul de Colorado

a9: Activitate III.2 Experimentarea biotehnicii propuse în cultura de cartofi utilizând compoziţiile atractante pentru gîndacul de Colorado

ETAPA IV
Prezentarea biotehnicii realizate

a10: Activitatea IV.1 Demonstrarea functionalitatii si utilitatii biotehnicii propuse

a 11 Activitate IV.2 Diseminare de informaţii – articole ştiinţifice, pagina Web, participări la conferinte, masă rotundă consorţiu.

a12 Activitate IV.3 Managementul proiectului

 

BUGETUL PROIECTULUI


Valoarea corespunzătoare activităţilor conform Planului de realizare al proiectului (anexe A1-AIII) este:
1.230.000 RON (un miliondouăsutetreizecimii lei), din care:

pentru CO ICCRR Cluj-Napoca:
      770.000. (şaptesuteşaptezecimii lei - surse buget )
      30.000 lei (treizecimii RON- surse proprii – cofinanţare)

pentru P1 USAMV Cluj:
       70.000 lei (şaptezecimii lei sursa buget)

pentru P2 SCDC Tg Secuiesc:
       120.000 lei (unasutădouăzecimii lei sursa buget)

pentru P3 SCDL Iernut:
      120.000 lei (unasutădouăzecimii lei sursa buget)

pentru P4 SCDA Turda:
       120.000 lei (unasutădouăzecimii lei surse buget)

 

 

Rezultate
Contract 116/ 2006

Feromon de agregare al gândacului de Colorado Leptinotarsa decemlineata (Say) (Coleoptera,Chrisomelidae)

(S)-3,7-dimetil-2-oxo-6-octen-1,3-diol

 

Cale de sinteză propusă pentru obţinerea feromonului de agregare al gândacului de Colorado
 

 

 

Gândacul de Colorado Leptinotarsa decemlineata Say (Coleoptera, Chrisomelidae)
  • originar din Mexic
  • defolieză culturi de cartof tomate, vinete
  • iernează în sol, ca adult
  • gândacii devin activi primăvara
  • femelele depun ouă (peste 500) de culoare portocalie în grupuri de două sau mai multe duzini, timp de 4-5 săptămâni.

Larvele ies din ouă după 4-9 zile
stadiul de larvă durează 2 – 3 săptămâni apoi larvele se ascund în pământ pentru împupare.



(stadiile de larva)

 

în 5-10 zile adulţii emerg. Insecta poate parcurge stadiile de la ou la adult în mai puţin de 21 zile.
există două - trei generaţii în fiecare an.



(stadiile de pupa)

Cercetari realizate: 
 

  • S-au studiat posibilitătile, economic fezabile, de sinteza a feromonului, catena de 8 atomi, nesaturată, ramificata si functionalizată prin investigarea metodelor de sinteză enantioselective, a metodelor de purificare si analiză
  • S-au studiat posibilitati de utilizare a momelii feromonale în tehnici de captare în masă sau orientare.
  • S-au făcut cercetări în câmp relativ la biologia si comportamentul coleopterului GdC în diverse zone din Transilvania

CONCLUZII

CONCLUZII ALE EXPERIMENTĂRILOR DESFĂŞURATE ÎN CADRUL PROIECTULUI


 
Feromonul sintetizat cu structura (S)-3,7-dimetil-2-oxo-6-octen-1,3 diol a fost folosit ca momeala atractanta în mai multe variante experimentale.

Cockteilurile feromonale preparate, compuse din feromonul de agregare şi/sau kairomoni , folosite ca momeli în capcane instalate în câmp - s-au dovedit atractante, dar în capcanele tip pitful numarul adultilor gdC capturaţi, rãmaşi în capcana nu a fost foarte mare deşi manifestau interes pentru zona cu capcane.

De fapt comportamentul gdC indicā faptul cā feromonul induce un comportament de agregare diferit de cel indus de feromonii sexuali.


BIOTEHNICA - Modalitatea de a folosi aceste compozitii feromonale practic, în câmp este următoarea:
 

  • instalarea momelilor feromonale si a capcanelor pe rândurile din marginea lotului, tarlalei , ca o frontieră. Momelile se pun pe fiecare planta din margine , iar la cca 3 m una de alta se instalează si o capcană pentru colectarea adultilor de gdC care ajung în zonă atraşi de feromon. Acestia pot fi prinşi în capcane, pot fi colectati manual sau se poate face un tratament cu insecticid de contact doar “la frontieră” evitând astfel stropirea plantelor si încărcarea arealului si a tuberculilor de cartof cu chimicale toxice.
    Pentru a putea fi folosite in actiuni de captare, momelile cu compoziţii atractante trebuie sa posede urmatoarele calitati:
    • Sa fie competitive cu sursele naturale de feromoni din habitat
    • Sa aiba o "longevitate" suficienta pentru a asigura succesiune captarii in toata perioada in care se desfasoara actiunea.

     
  • Sa manifeste o cat mai mare uniformitate in timp a puterii atractante asigurand succesul migrării spre momeli in toata perioada in care se desfasoara actiunea.

 

Organizare workshop :
Cluj-Napoca, iunie 2008 (workshop Cluj 17 iunie.pdf 112kB)

Participari la Conferinte:

4th APACE 2007 “The 4th Asia-Pacific Conference on Chemical Ecology” (APACE 2007) , 10 - 14 septembrie – TSUKUBA, JAPONIA

11th Belgian Organic Synthesis Symposium BOSS XI Ghent University, Ghent (Belgium), July 13-18, 2008

ABIC 2008 – "Agricultural Biotechnology for a competitive and sustainable future" 24 - 28 august 2008 – CORK IRLANDA 3 postere

Simpozioane:
organizate de programul BIOTECH - MODUL I :

1. „INFODAY” – 8 -10 noiembrie 2006

2. "Realizari in cercetarea stiintifica din biotehnologie obtinute prin Programul CEEX - Modulul 1, BIOTECH", 30 mai - 1 iunie 2007, IASI

3. "Perspective in biotehnologia romaneasca sustinute prin rezultatele obtinute in cadrul Programului CEEX - BIOTECH Modulul 1" 24-26 oct. 2007 Cluj-Napoca

4. "Rezultate finale ale cercetarilor stiintifice din biotehnologie obtinute prin Programul CEEX - Modulul 1, BIOTECH", 10-12 septembrie 2008, Timisoara

Masă rotundă 20 octombrie 2007 Cluj-Napoca,
Institutul de Cercetari In Chimie Raluca Ripan;
Participanti – partenerii in consortiul de proiect – pentru discutarea rezultatelor obtinute si stabilirea strategiilor pentru continuarea cercetarilor.

 

Ultimele stiri

  • 10/29/2008
    Apel pentru proiecte de cercetare in sprijinul IMM


    Bugetul alocat pentru program este de 78.550.000 euro.
    Termenele-limita pentru depunerea proiectelor sunt: 18 decembrie 2008 pentru etapa 1 si
    28 mai 2009 pentru etapa a 2-a.

    Procedura de evaluare se desfasoara in doua etape:
    Etapa I : se transmite o schita de cel mult 12 pagini, in care se vor prezenta aspectele esentiale ale proiectului.
    Etapa II : pentru propunerile acceptate in aceasta etapa, coordonatorii trebuie sa furnizeze o propunere de proiect completa.

    Eligibilitate: pot participa cel putin 3 asociatii / grupari independente de IMM-uri din 3 state membre UE sau tari candidate. Se accepta si alternativa cu o asociatie / grupare europeana de IMM-uri avand sediul intr-un stat membru UE sau intr-un stat candidat. Aceasta asociatie / grupare trebuie sa fie constituita din cel putin 3 entitati juridice independente stabilite in 3 state membre sau tari candidate.

    Cel putin 2 participanti trebuie sa actioneze in domeniul cercetarii si al dezvoltarii tehnologice (sa aiba capacitatea de a realize activitati de cercetare la solicitarea asociatiei / gruparii, independent de orice alt participant.

    Cel putin 2 participanti trebuie sa fie IMM-uri (alte intreprinderi sau utilizatori finali) stabiliti in 2 state membre sau tari candidate.

    Regula finantarii proiectelor este cea a rambursarii costurilor eligibile, in proportie de 50%, 75% sau 100%, in functie de tipul proiectului si tipul organziatiei solicitante.

    http://www.minind.ro/plan_sectorial/anunt10092008.pdf


    Sursa: Eu-Ro Journal
  • 6/21/2008
    competitie


    S-a lansat o noua competitie, a carei rezultate vor fi publicate la sfarsitul lunii iunie
  • Despre noi | proiecte | produse | parteneri | contact © 2008. Site realizat si gazduit de Coral Design