Resilience of sunflower crop under biotic stress conditions

Abstract

Orobanche cumana Wallr., commonly known as sunflower broomrape, is a parasitic plant that severely affects sunflower (Helianthus annuus L.) crop, causing significant production losses worldwide. This plant attaches to sunflower roots, extracting nutrients and water, leading to stunted growth and reduced seed yield. Traditional control methods, such as crop rotation and the use of genetically resistant sunflower varieties, have proven insufficient due to the adaptability and evolution of the parasite. Advances in molecular biology and genomics, such as the use of molecular markers and next-generation sequencing, facilitate the identification of qualitative and quantitative resistance genes (marker assisted selection), as well as gene pyramiding, supporting the development of resistant hybrids. Emerging technologies such as CRISPR-Cas9 and RNA interference offer promising opportunities for creating more resistant sunflower genotypes. In addition, artificial intelligence and machine learning algorithms improve the efficiency of selection programs. This multidisciplinary approach is essential to control parasite and ensure sustainable sunflower production. Present review aims to summarise current knowledge and research gaps in methods to control broomrape and to develop resistance against parasitic plants.

Orobanche cumana Wallr., cunoscută sub denumirea de lupoaie, este o plantă parazită care afectează sever cultura de floarea-soarelui (Helianthus annuus L.), provocând pierderi de producție semnificative la nivel mondial. Această plantă se atașează de rădăcinile florii-soarelui, extrăgând nutrienți și apă, ceea ce duce la reducerea creșterii și la o scădere a recoltei de semințe. Metodele tradiționale de control, cum ar fi rotația culturilor și utilizarea unor genotipuri de floarea-soarelui cu gene majore de rezistență, s-au dovedit a fi insuficiente din cauza adaptabilității și evoluției parazitului. Progresele în biologia moleculară și genomicaă, cum ar fi utilizarea markerilor moleculari (selectia asistată de markeri) și secvențierea de generație următoare facilitează identificarea genelor de rezistență calitative și cantitative, precum și combinarea acestora într-un singur genotip, asigurând bază teoretică pentru dezvoltarea hibrizilor rezistenți. Tehnologiile emergente, cum ar fi CRISPR-Cas9, oferă oportunități promițătoare pentru crearea unor genotipuri de floarea-soarelui mai rezistente. În plus, inteligența artificială și algoritmii de învățare automată îmbunătățesc eficiența programelor de selecție. Această abordare multidisciplinară este esențială pentru controlul parazitului și asigurarea unei producții durabile de floarea-soarelui. Prezenta lucrare include o analiză concisă a cunoștințelor actuale, precum și a lacunelor în metodele de control ale lupoaiei și în dezvoltarea rezistenței față de plantele parazite.