Plan sectorial ADER 2015-2020finantat de

MINISTERUL AGRICULTURII SI DEZVOLTĂRII RURALE www.madr.ro

PROIECT ADER 9.1.1.

Standardizarea metodelor de biometrie în studiul raselor, de creştere a reproducătorilor și de însămânţare instrumentală, utile în evaluarea familiilor de albine, cu aplicabilitate în

conservarea și ameliorarea genofondului apicol national

SC INSTITUTUL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU APICULTURĂ SA

www.icdapicultura.ro, www.aca.org.ro,

Raport de activitate Faza a IV- a /2018

Instituţii implicate în derularea proiectului

Coordonator de proiect:

SC INSTITUTUL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU APICULTURĂ SA -ICDA SA - Director de proiect dr. ing. Căuia Eliza

Partener :

UNIVERSITATEA DE ȘTIINTE AGRICOLE ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ A BANATULUI ”REGELE MIHAI I AL ROMÂNIEI“, DIN TIMIȘOARA –USAMVBT. – Responsabil de proiect, conf. dr. ing. Pătruică Silvia

Obiectivele proiectului

1. Standardizarea unei metode pentru evaluarea biometrică a rasei autohtone de albine (A.m. carpatica) în conformitate cu metode aplicate și la alte rase europene (2018).

2. Optimizarea și standardizarea unor metode de creștere a matcilor și trântorilor în funcție de numărul de matci crescute și împerecheate pe sezon aplicabile în stupinele autorizate de creștere a materialului biologic(2015-2016).

3. Optimizarea tehnologiei de însămânțare instrumentală a mătcilor (2017).

FAZA a IV-a – 2018 –Perioada: 01.11.2017 - 31.10. 2018

• ACTIVITĂŢI ÎN CADRUL FAZEI:

• Activitate IV.1 - Documentare stiintifica

• Activitate IV.2 - Achizitie de tehnica si metode de lucru

• Activitate IV.3 - Recoltare probe de albine din Romania si alte tari din Europa

• Activitate IV.4 - Efectuarea de masuratori pe mai multe caractere morfologice

• Activitate IV.5 - Crearea unei baze de date rezultate din măsurători si a unei banci de probe de albine de referință

• Activitate IV.6 - Standardizarea metodelor si procedurilor de lucru de laborator.

• Activitate IV.7 - Diseminare stiintifica –publicare de articole in reviste stiintifice si participarea la manifestari stiintifice si conferinte cu apicultori

• Activitate IV.8 - Actualizarea programului national de ameliorare și conservare a albinei românești și a legislației în domeniu.

Activitățile IV.1• s-a concretizat în:

• Documentare științifică.

• S-a realizat un amplu studiu documentar cu privire la argumentareaștiințifică a necesității conservării și ameliorării fondului genetic apicolautohton, pentru îmbunătățirea programului de ameliorare existent șiminimizarea/interzicerea importurilor de alte rase sau hibrizi interrasiali.Toată informația este prezentată în lucrarea in extenso, esența acestuimaterial fiind publicată și pe website-ul ICDA pentru o cât mai corectăinformare a apicultorilor care participă la gestionarea resursei geneticepe baza principiului “conservare prin utilizare”:

http://www.icdapicultura.ro/cercetare-dezvoltare/genetica-si-ameliorarea-albinelor/albina-carpatina-apis-mellifera-carpatica/.

Argumente pentru conservarea și ameliorarea fondului genetic autohton –A.m. carpatica:

• Apis mellifera carpatica - Foti 1965, a fost definită ca rasă de sine stătătoare în urma cercetărilor de amploare întreprinse în perioada 1949-1962 pe probe de albine recoltate de pe întreg teritoriul României, toată cercetarea și analiza comparativă cu alte rase de albine fiind publicată pe plan național și internațional. (Foti N., Lungu M., Pelimon P., Barac I., Copaitici M., Mirza M. 1965, Researches on morphological characteristics and biological features of the population in Romania, XXth Jubiliar International Congress of Beekeeping – Apimondia, p 171-176). Dintre rasele din grupul de albine irano-mediteranian, albina românească (din regiunea carpato-dunareană), s-a adaptat la condiţiile specifice climatului continental-temperat din spaţiul carpato-dunarean şi la condiţiile de clima şi floră meliferă din ţara noastră și astfel raspunde cel mai bine din punct de vedereproductiv şi al rezistenţei la boli.

• Conform regulilor internaționale privind nomenclatura raselor, utilizarea unui nume științific pentru a denumi o populație distinctă (ex. specie, rasă) este reglementată de Comisia Internațională privind Nomenclatura Zoologică, care poate publica denumirea doar conform primei denumiri care a fost publicată și susținută cu date științifice la nivel internațional. În situația României – A.m. carpatica, Foti, 1965.

• Denumirea A.m. carpatica este sugestivă și reflectă indicația geografică a populației locale, așa cum este cazul raselor de albine melifere (Apis mellifera) ce reprezintă populații geografice (Ruttner F., 1988, Biogeography and Taxonomy of Honeybees, Springer Verlag, Berlin).

• Protecția, conservarea și ameliorarea în rasă curată a albinelor melifere reprezintă un principiu de bază al programelor de ameliorare și a proiectelor de cercetare la nivel european (SmartBees), de ex. <Conservarea prin utilizare>.

• Cercetările efectuate de Foti N. și colaboratorii au fost confirmate de cercetările recente efectuate pe plan internațional în cadrul proiectului Smartbees, care prin tehnici de genetică moleculară se constată diferențe între populația de albine din România + R. Moldova față de A.m. carnica și A.m. macedonica (cercetările preliminare au fost publicate în cadrul Congresului de Apidologie Eurbee 8 -2018 – Ghent, Belgia).

• Avand în vedere toate explicațiile de mai sus, atribuirea sau utilizarea oricărei alte denumiri pentru populația de albine din România este complet greșită.

• Denumirea de A. m. macedonica care apare pe harta Europei pentru arealul România, R. Moldova și Ucraina, datează din 1988 când Ruttner F. a inclus în lista raselor de albine pentru prima oară, această rasă, ca rasă nouă, A.m. macedonica ssp nova, extinzând denumirea, fără cercetări aprofundate pe probe recoltate din aceste țări, așa cum reiese din textul cărții Biogeography and Taxonomy of Honeybees, Springer Verlag, Berlin, 1988. Din descrierea sumară a acestei rase, caracterele fenotipice (morfologice și comportamentale) nu reflectă suprapunerea pe A.m. carpatica așa cum a fost descrisă de Foti, 1965, fiind adaptată climatului arealului unde a fost studiată.

• Pentru clarificarea acestui litigiu de acordare a denumirii științifice ne-am adresat Comisiei Internaționale privind Nomenclatura Zoologică, care ne-a răspuns că orice denumire este înregistrată în ZooBank conform primei sale publicări.

• În concluzie, denumirea oficială, corectă științific și legală, pentru populația de albine de pe teritoriul României este A.m. carpatica, Foti 1965 și NU A.m. macedonica, Ruttner 1988.

• În cazul evoluției naturale a populațiilor de albine întotdeauna există interferențe între diferite rase în arealele lor de contact care au ca efect amestecul de gene și apariția unor hibridări naturale, care sunt considerate normale în evoluția acestora.

• Deși morfometria și genetica moleculară oferă informații prețioase privind diferențele și suprapunerile dintre diverse rase, acestea nu reflectă în totalitate carcaterele de rasă cu privire la adaptarea la mediu și comportament, de aceea politica actuală de ameliorare a populațiilor locale pune accent pe evaluarea comportamentului și a interacțiunilor dintre genotip și mediu (Meixner M., Buchler 2015, În căutarea celei mai bune albine - un experiment la nivel european despre interacțiunea dintre gentip și mediu, cu traducere în România apicolă nr 1/2015).

• Practica hibridării cu alte rase nu poate fi acceptată - Combinaţiile dintre rase de pe diferite continente, datorită diferenţelor genetice mari, dau hibrizi cu potenţial productiv mai ridicat datorat “vigorii hibride”, fenomenulfiind acelasi ca la obtinerea oricarui hibrid, dar care nu se manifesta la acelasi potential decat in prima generatie. Lumea ştiintifică nu a promovat niciodată înlocuirea raselor naturale, geografice, cu hibrizi interrasiali care polueaza genetic si distrug ireversibil populatiile locale care sunt adaptate la conditiile de ecosistem, mai ales la albine, unde imperecherea are loc in aer liber si nu poate fi controlată". Importul raselor de albine și hibrizilorinterrasiali trebuie să aibă reglementări legislative așa cum au și cele veterinare. Acest cadru nu exclude participarea companiilor straine in programele de selectie din Romania, avand in vedere si Conventia DiversitatiiBiologice care nu exclude unele importuri de alte rase, dar avand in prealabil verificarea pe baze experimenatale, in asa fel ca să nu afecteze negativ economia stupinelor si sa respecte si conventia internationala privindconservarea diversitatii biologice. O companie straină poate să înființeze o crescătorie de mătci în România, dar doar pentru producția de mătci din rasă autohtonă - A.m. carpatica.

• Cel mai sigur mod pentru o apicultură durabilă în Romania este conservarea populaţiilor locale prin selecţie şi utilizare în rasă în rasă curată Concepte precum CONSERVAREA PRIN UTILIZARE sau CEA MAI BUNĂ ALBINĂ ESTE ALBINA LOCALĂ pot asigura succesul unei apiculturi durabile.

Activitățile IV.2• În ceea ce privește Activitatea A2 - Achiziția de aparatură și tehnică de însămânțare

instrumentală și realizarea unui laborator de însămânțare, activitățile au constat în:

• - achiziția unui stereomicroscop Olympus (în faza I) și completarea acestuia cu o serie de elemente/dispzitive necesare bunei desfășurări a activităților de laborator- Modul software Deepfocus 3.4, pentru reconstructia de imagini achizitionate in plane focale succesive (compatibil cu camera quick photo 3.1.) (faza IV) în cadrul laboratorului de genetică și ameliorare din cadrul ICDA.

• - achiziția unui dispozitiv si soft (DrawWing/Identifly) pentru masurarea automată a aripilor de albine – ICDA (în faza II).

• - achiziția unui laptop, în cadrul laboratorului de genetică și ameliorare din cadrul ICDA, pentru preluarea de imagini și fisiere video, vizualizarea la calitatea cea mai bună, dar și stocarea acestora. Fișiere rezultate din prelucrarea aripilor prin softul Drawing. (în faza III).

• - modernizarea laboratorului de genetică și ameliorare din cadrul ICDA pentru activități de însămânțare prin dotarea cu mobilier specific de laborator la standarde specifice de calitate (în faza III).

Activitățile IV.3- 6• Recoltare probe de albine din Romania si alte tari din Europa,

• Efectuarea de masuratori pe mai multe caractere morfologice

• Crearea unei baze de date rezultate din măsurători si a unei banci de probe de albine de referință,

• Standardizarea metodelor si procedurilor de lucru de laborator.

Activitățile de biometrie s-au desfășurat prin două metode de lucru:

• Utilizarea unui sistem automat de măsurarea de aripii – metodaDrawWing/Identifly (I.C.D. Apicultură) - http://drawwing.org

• Utilizarea morfometriei clasice - metoda Alpatov şi Goetze (USAMVBT Timișoara)

Activitățile IV.3- 6• Utilizarea unui sistem automat de măsurarea de aripii s-a

bazat pe existența unei importante baze de albine din rasa A.m. carpatica colectate de-a lungul anilor în cadrul Institutului de Cercetare dezvoltare pentru Apicultură și conservate sub formă de elemente anatomice (prin disecție după o metodă specifică de laborator) – foto nr. 2.

• Aceste probe de elemente anatomice sunt montate între lame de microscopie și au fost utilizate ca bază de referință pentru analiza probelor de albine recent recoltate (2016) de pe întreg cuprinsul țării.

• Din probele de albine existente s-a avut în vedere doar procesarea aripii anterioare, pe minim 20 de albine provenite din fiecare probă, fiecare probă reprezentând o stupină din diferite județe ale țării.

• Dat fiind faptul că sistemul (programul Drawing) presupune deja existența unei baze de date de referință din alte rase în program, nu s-au mai colectat albine din alte rase, permițând utilizarea fondurilor prevăzute la deplasări internaționale către alte necesități ale proiectului.

Activitățile IV.3- 6• Procesarea aripilor s-a realizat prin utilizarea unei metode de lucru de geometrie morfometrică

(Drawing/Identifly) ce presupune imagistică pe aripi și analiză pe calculator a imaginilor rezultate: scanarea și analiza automată a geometriei nervurilor aripilor, după o metodă și tehnică dezvoltată de A. Tofilski și publicată prin lucrări științifice la nive internațional:

• Tofilski, A. (2004) DrawWing, a program for numerical description of insect wings. J. Insect Sci. 4 , 17;

• Tofilski, A. (2005) Automatic measurements of honeybee wings. in: MacLeod N. (Ed.), Automated taxon identification in systematics: theory, approaches and applications. CRC Press, Boca Raton, pp. 289–298;

• Tofilski, A. (2008) Using geometric morphometrics and standard morphometry to discriminate three honeybee subspecies. Apidologie 39 , 558–563;

• Tofilski, A. (2017) IdentiFly software, version 0.31. available at http://drawwing.org/identifly;

• Nawrocka A., Kandemir I, Fuchs S., Tofilski A., Apidologie (2018) 49: 172-184, DOI: 10.1007 /s13592-017-0538, Software pentru pentru identificarea raselor de albine melifere și a liniilor evolutive.

Activitățile IV.3- 6

• Aplicarea metodei DrawWing/Identifly (utilizată în cadrul proiectului) reprezintă un program de calculator și un dispozitiv special pentru analiza imaginilor aripii la insecte, extrăgând informații privind populația geografică de apartenență.

• În acest moment DrawWing este creat pentru a lucra pe albina meliferă (genul Apis), dar pe viitor, aplicația poate fi utilizată pentru orice altă specie de insecte. Foto. nr. 2. Analiza aripilor prin sistemul DrawWing:

http://drawwing.org/node/1

Activitățile IV.3- 6• Analiza morfometrică a aripii prin acest sistem,

presupune următoarele etape:

• Prelevarea aripii anterioare a albinelor dintr-o probă de cca 20 de albine/stupină, în tuburi de laborator – Eppendorf;

• Scanarea aripilor cu ajutorul dispozitivului special achiziționat pentru preluarea de imagini ale aripii anterioare și stocarea acestora într-un sistem specific de codificare și identificare a acestora;

• Amplasarea automată a punctelor specifice intersecțiilor nervurilor aripii DrawWingPro.exe, conform punctelor de referință existente în program (foto nr. 3)

• Corectarea manuală a punctelor, pentru a evita apariția erorilor;

• Clasificarea populației prin sistemul de referințe existent în baza de date a programului Identifly –clasificarea în cadrul liniilor filogenetice și în cadrul raselor existente;

Foto. nr. 3. Sistemul de puncte de referință utilizat în măsurarea

geometrică a aripii la albina meliferă prin programul Drawing.

Activitățile IV.3- 6• Probe de albine de referință (vechi) prelevate în perioada 1982-1997:

• 102 probe din 28 de locații (județe ale țării) însumând un total de 3533 aripi scanate și 3491 aripi scanate și procesate

Foto. nr. 4. Harta României cu localizarea originii probelor de referință recoltate în perioada 1982-1997.

Activitățile IV.3- 6• Probe de albine studiate (noi) prelevate în anul 2016:

• 64 probe din 32 de locații (județe ale țării) însumând un total de 1827 aripi scanate și 1800 analizate și procesate.

Foto. nr. 5. Harta României cu localizarea originii probelor studiate, recoltate în anul 2016..

Rezultate obținute și discuții.

• REPREZENTARE GRAFICA a distribuției mediei probelor de aripi (punctul negru din cercul albastru C) analizate prin programul Identifly, în vederea clasificării pe linii filogenetice (A, M, C, O) a probelor de albine vechi (reprezentarea grafică din stânga)și a probelor de albine noi, 2016, din baza de probe de albine recoltate prin proiect.

• Acest rezultat arată încadrarea probelor de albine în grupul de rase al liniei filogenetice C, fapt deja cunoscut.

Rezultate obținute și discuții.

• Reprezentarea grafică a distribuției probelor de aripi analizate prin programul Identifly, în vederea clasificării ca rasă geografică a probelor de albine vechi (stânga) și noi (dreapta), Detaliu cu toate probele analizate. Se constată o variabilitate foarte mare a poziționării probelor, fapt ce conduce la concluzia că programul poate fi utilizat cu scop științific pentru a afla media populației și nu pe un număr limitat de probe, la cerința apicultorului.

Rezultate obținute și discuții.

• REPREZENTARE GRAFICA a distribuției MEDIEI probelor de aripi (punctul negru de lângă cercul rasei carnica) analizate prin programul Identifly, în vederea clasificării ca rasă geografică a probelor de albine vechi (stanga) și noi (dreapta), din baza de probe recoltate în cadrul proiectului.

• Acest rezultat arată încadrarea probelor de albine recoltate în perioada 2016 (1800 de aripi procesate) ca rasă diferită de celelalte, media acestora nesuprapunându-se pe niciuna din mediile celorlalte rase.

Concluzii• Programul DrawWing/Identifly permite o analiză relativ rapidă și o clasificare a populației de albine din România

cu încadrarea în linii filogenetice și rase, relativ apropiate ca distribuție geografică.

• Studiul efectuat, confirmă cercetările de morfometrie clasică și biologie (genetică) moleculară care arată diferențe semnificative ale fondului genetic apicol din România față de alte populații/rase de albine existente în arealul studiat, justificând încadrarea ca populație distinctă în taxonul rasei geografice.

• Prin această discriminare la nivelul raselor geografice se justifică și utilizarea denumirii A.m. carpatica, denumire acordată în urma unor studii științifice, publicate la nivel internațional pentru prima oară de Foti N. 1965.

• Existența unei populații distincte ca rasă geografică justifică în continuare toate măsurile ce se impun pentru protecția, conservarea și ameliorarea rasei A.m. carpatica, ca rasă geografică, diferită de A.m. carnica sau alte rase din arealul Europei Centrale și de sud-est.

• Clasificarea unor probe de albine prin acest program are totuși relevanță doar la nivel de populație, prin recoltarea și procesarea unui număr mare de probe, cu scop științific.

• La ora actuală, fără a aprofunda aplicarea acestei metode, nu se poate generaliza utilizarea acestei metode în practica apicolă pentru a încadra probe de albine care pot proveni de la apicultori, la cerința acestora. În general, trebuie menționat că toate metodele cunoscute de încadrare a populațiilor nu au relevanță decât pe probe foarte numeroase și doar cu caracter științific, fără a asigura o certitudine de 100%.

• Sunt necesare în continuare cercetări și colaborări internaționale pentru a utiliza metoda pe mai multe probe de albine recoltate din toate regiunile/țările europene și pentru a aprofunda utilizarea acestei metode de lucru atat la nivel științific cât și practic.

Concluzii pentru îmbunătățirea activității de conservare și ameliorare a fondului genetic autohton –A.m. carpatica:

Îmbunătățirea cadrului legislativ și educativ pentru protecția, conservarea și ameliorarea albinei românești –A.m. carpatica prin:

• INTERZICEREA introducerii în România de alte rase și hibrizi interarsiali și reglementarea sistemului de control si sancțiuni care să descurajeze încălcarea acestei prevederi;

• ÎMBUNATĂȚIREA Programului național de conservare și ameliorare a albinei românești, prin introducerea în legea apiculturii a categoriei RECORD (Stupina de selectie si crestere de matci, pe lângă ELITĂ si MULTIPLICARE, pentru stupine independente de selectie si creștere de mătci, prin care să se stimuleze activitatea de selecție pe populații locale de A.m. carpatica, adaptate condițiilor locale, pentru uz propriu și vânzare directă, fără a depinde de stupinele de elită. Acest demers este necesar pentru a evita reducerea variabilității genetice valoroase și a stimula apicultorii sa aplice programe de selecție.

• ÎMBUNATĂȚIREA Programului național de conservare și ameliorare a albinei românești, prin stabilirea cadrului legislativ pentru organizarea statiilor/punctelor de împerechere controlata la albine

• SUBVENȚIONAREA stupinelor de selecție (elită și record, multiplicare pentru achiziția de mătci selecționate) pentru activitățile specifice de testare, bonitare, selecție și valorificare a materialului biologic apicol selecționat.

• FINANȚAREA prin măsura de asistență tehnică a Programului Național Apicol a unor cursuri de specializare în aplicarea Programului național de conservare și ameliorare a albinei românești – A.m. carpatica.”