“ALEXANDRU IOAN CUZA” UNIVERSITY OF IAȘI

TEZĂ DE ABILITAREREZUMAT

IAȘI, 2016

Dragoș Lucian GORGAN

1 

Contents REZUMAT .................................................................................................................................................. 2 

ABSTRACT ................................................................................................................................................. 5 

SCIENTIFIC, PROFESSIONAL AND ACADEMIC ACHIEVEMENTS ..................................................................... 8 

INTRODUCTION ........................................................................................................................................ 8 

GENETIC DIVERSITY AND PHYLOGENETICS ............................................................................................. 11 

MOLECULAR PHYLOGENETICS WITHIN CYPRINIDAE FAMILY INFERRED BY MOLECULAR MITOCHONDRIAL MARKERS SEQUENCING ........................................................................................ 12 

THE STUDY OF GENETIC DIVERSITY WITHIN CARASSIUS GENERA, BASED ON MITOCHONDRIAL DNA SEQUENCING ...................................................................................................................................... 15 

IDENTIFICATION OF CARASSIUS GIBELIO MIGRATION PATTERNS IN EUROPE ................................... 26 

THE STUDY OF PERCCOTTUS GLENII GENETIC DIVERSITY, INFERRED BY MOLECULAR MITOCHONDRIAL MARKERS ............................................................................................................... 29 

PHYLOGENETIC RELATIONSHIPS WITHIN SYLVIOIDEA SUPERFAMILY ................................................ 42 

A GREAT REED WARBLER 3 REED WARBLER HYBRID (ACROCEPHALUS ARUNDINACEUS X ACROCEPHALUS SCIRPACEUS) IN NORTHEASTERN ROMANIA .......................................................... 55 

CHD GENES: A RELIABLE MARKER FOR BIRD POPULATIONS AND PHYLOGENETIC ANALYSIS? CASE STUDY OF THE SUPERFAMILY SYLVIOIDEA (AVES: PASSERIFORMES) ................................................ 59 

ASSESSMENT OF BISON BONASUS INTERSPECIFIC AND INTRAPOPULATIONAL VARIABILITY ........... 67 

EVIDENCE OF HEPATITIS E INFECTION IN SWINE AND HUMANS IN THE EAST REGION OF ROMANIA ............................................................................................................................................................ 87 

RAPD‐INFERRED GENETIC VARIABILITY OF SOME INDIGENOUS RHIZOBIUM LEGUMINOSARUM ISOLATES FROM RED CLOVER (TRIFOLIUM PRATENSE L.) NODULES ................................................. 96 

QUALITATIVE AND QUANTITATIVE DNA ASSESSMENT – DNA INTEGRITY AND GENE EXPRESSION .... 104 

NICOTINE‐INDUCED MEMORY IMPAIRMENT BY INCREASING BRAIN OXIDATIVE STRESS ............... 105 

INTRANIGRAL LIPOPOLYSACCHARIDE INDUCED ANXIETY AND DEPRESSION BY ALTERED BDNF MRNA EXPRESSION IN RAT HIPPOCAMPUS ................................................................................................. 110 

EFFECTS OF AIR TRANSIENT SPARK DISCHARGE AND HELIUM PLASMA JET ON WATER, BACTERIA, CELLS, AND BIOMOLECULES ............................................................................................................. 116 

IN VITRO STUDY OF RADIATION‐INDUCED DNA DAMAGE ............................................................... 139 

CAREER EVOLUTION AND DEVELOPMENT ............................................................................................... 146 

PROFESSIONAL CAREER ........................................................................................................................ 146 

UNIVERSITY CAREER DEVELOPMENT ................................................................................................... 148 

DIDACTIC .......................................................................................................................................... 148 

RESEARCH ......................................................................................................................................... 149 

REFERENCES ......................................................................................................................................... 154 

  

   

2 

 

 

 

REZUMAT  

Activitatea de cercetare a început odată cu pregătirea pentru susținerea tezei de doctorat, în aprilie 

2005, la Universitatea ”Alexandru Ioan Cuza” din Iași, Facultatea de Biologie, după 4 ani de studii în care 

am beneficiat de susținerea extraordinară a conducătorului de doctorat, domnul profesor dr.  Ion Băra 

precum  şi  a  domnului  profesor  dr.  Andrés  Sanjuan  Lopez,  titularul  disciplinei  de Genetică moleculară 

evolutivă, de la Facultatea de Științe Universitatea Vigo (Spania), unde am avut posibilitatea să deprind și 

să  utilizez metodele,  infrastructura  şi  tehnologiile moderne  de  secvențiere  ADN,  inexistente  atunci  în 

cadrul Universității ”Alexandru Ioan Cuza” din Iași. 

Tema de cercetare abordată în cadrul tezei de doctorat, Evidenţierea unor aspecte moleculare ale 

ginogenezei, hibridării şi filiaţiei, pe baza secvenţierii unor gene, la specii de Cyprinidae, a constituit un 

studiu asupra diversității genetice, filogeniei și filogeografiei moleculare la două specii de Ciprinidae cu 

potențial  invaziv  și  totodată  cu  importanță  comercială:  Carassius  gibelio  și  Cyprinus  carpio.  Studiul  a 

implicat  secvenţierea  a  trei  gene  din  cadrul  genomului  mitocondrial:  citocromul  b,  subunitatea  4L  a 

dehidrogenazei  şi  regiunea  de  control  mitocondrial  (D‐loop).  Pe  baza  secvenţelor  obţinute,  au  fost 

calculate modelele optime de reconstrucție a filogeniei, fiind ulterior sugerate direcţiile evolutive, pentru 

speciile celor două genuri. Rezultatele obținute au creat premizele dezvoltării ulterioare a unor noi studii 

relative  la  filogenia  și  filogeografia  altor  genuri  și  specii  de  pești  de  apă  dulce,  cum  ar  fi Vimba  sp., 

Percottus glenii, Alburnus alburnus și Scardinius sp.  

Ulterior, am obținut numeroase burse de specializare în cadrul unor Universități sau Institute de 

Cercetare de prestigiu din: Germania, Finlanda, Anglia, Spania etc., finanțate din proiecte Europene sau 

naționale, care mi‐au permis dezvoltarea abilităților de lucru într‐un laborator de genetică moleculară, 

perfecționarea  în  utilizarea  a  diferite  metode  de  analiză,  precum  și  dezvoltarea  abilităților  de 

management ale unui laborator de cercetare. 

După  finalizarea  studiilor  doctorale,  am  activat  ca  asistent  cercetare  dr.,  în  cadrul  Stațiunii  de 

Cercetare Dezvoltare pentru Acvacultură și Ecologie Acvatică, a Universității “Alexandru Ioan Cuza” din 

Iași, în domeniul geneticii și ameliorării la specii de pești cu interes economic. În paralel, am ocupat aceeași 

funcție în cadrul unui proiect tip At, câștigat în calitate de director de proiect, implementat la Facultatea 

de Biologie. Din anul 2006, am obținut funcția de asistent universitar, la specializările Genetică Moleculară 

și Genetică generală.  

În  anul  2006,  în  urma  câștigării  proiectelor  pentru  înființarea  și  dezvoltarea  platformelor  de 

cercetare,  am  realizat  conceptul  pentru  înființarea  Laboratorului  de  Genetică  Moleculară  în  cadrul 

Facultății  de  Biologie,  cu  o  dotare  care  să  permită  dezvoltarea  unor  direcții  de  cercetare  de  interes 

3 

național și internațional.  

Din anul 2009, am ocupat poziția de șef lucrări dr. la specializările Genetică moleculară, Genetică 

generală  și  Controlul  expresiei  genice,  iar  din  ianuarie  2015,  poziția  de  conferențiar  universitar  la 

disciplinele Genetică moleculară, Filogenie moleculară și Controlul expresiei genice. 

Începând  cu  anul  2004  și  până  în  prezent  am  activat  în  numeroase  proiecte  de  cercetare:  7  în 

calitate de director sau coordonator și 18 ca membru în echipele de cercetare. Aceste proiecte au permis 

dezvoltarea  și  îmbunătățirea  infrastructurii  de  cercetare,  precum  și  achiziționarea  consumabilelor 

necesare pentru buna funcționare a Laboratorului de Genetică Moleculară. În cei opt ani de la înființare 

și  până  în  prezent,  am  asigurat  managementul  și  continuitatea  funcționării  acestui  laborator,  prin 

atragerea de fonduri și nu în ultimul rând prin formarea de tineri cercetători, din rândul studenților la cele 

3  cicluri  de  studii.  În  paralel,  echipa  de  cercetare  s‐a  extins,  cuprinzând  studenți,  doctoranzi  și 

postdoctoranzi cu arii tematice comune.  

În cadrul laboratorului, au fost dezvoltate două direcții principale de cercetare:  

1. Diversitate genetică, filogenie și filogeografie moleculară;  

2. Cuantificarea expresiei genice. 

Baza materială existentă a permis coordonarea activității de laborator și finalizarea cu succes a 40 

lucrări de disertație și cu 6 teze de doctorat sub coordonarea d‐lui Prof. dr. Gogu Ghiorghita și d‐lui Prof. 

dr. Dumitru Cojocaru. În prezent, în cadrul laboratorului își desfășoară activitatea de cercetare 1CS dr., 1 

doctorand și 4 studenți la master, implicați în diferite studii moleculare care vizează structura și evoluția 

unor gene nucleare și mitocondriale, expresia genică și  cuantificarea expresiei genice  la diferite  specii 

endemice, cu potențial invaziv sau organisme model. 

În afara diversității genetice la diferite specii de ciprinide, alte teme explorate în cadrul echipei, de‐

a  lungul  celor  patru  ani  de  cercetare  post‐doctorală,  au  fost:  Studiul  diversității  genetice  a  speciei 

Perccottus  glenii,  prin  utilizarea  unor  markeri  moleculari  mitocondriali,  Studiul  molecular  al  relațiilor 

simbiotice dintre tulpini rizobiene si specii de leguminoase, Identificarea polimorfismului interspecific și 

intrapopulațional la specia Bison bonasus, Studiul relațiilor filogenetice în cadrul supra‐familiei Sylvioidea, 

precum  și  teme având  un  caracter  interdisciplinar,  vizând  testarea  a  diferiți  factori  chimici  și  fizici  pe 

modele animale sau culturi de celule, cu identificarea modificărilor structurale și funcționale produse la 

nivelul moleculelor informaționale.  

Teza de abilitare,  intitulată Noi abordări  în evaluarea calitativă și cantitativă a acizilor nucleici – 

Filogenie și expresie genică, își propune centralizarea rezultatelor obținute până în prezent de membrii 

colectivului de cercetare, o evaluare a activității și totodată un punct de pornire pentru dezvoltarea unor 

noi direcții de cercetare fundamentală și aplicativă, cu impact în domenii de specializare inteligentă de 

interes național și european, cum ar fi Bioeconomia. Corelarea activităților de cercetare cu abordările și 

directivele implementate la nivel european, va permite atragerea de fonduri și finanțarea activităților care 

urmează să fie dezvoltate în cadrul laboratorului. 

4 

Un  alt  aspect  vizat  pe  termen  scurt  este  implementarea  unui  proiect  pentru  dezvoltarea 

infrastructurii de cercetare‐dezvoltare, care va permite derularea unor experimente robuste, cu un volum 

de date care să asigure publicarea unor lucrări cu impact științific cât mai mare. Este cunoscut faptul că în 

ultimii ani studiile de genomica au luat amploare, în paralel cu dezvoltarea tehnicilor de secvențializare 

de ultimă generație,  tehnici  care permit  caracterizarea genomurilor per ansamblu și utilizarea acestor 

informații în studii de filogenie și filogeografie moleculară. Abordarea acestor aspecte este deosebit de 

importantă,  în  special  din  perspectiva  cercetării  românești,  care  beneficiază  de  o  bogăție  floristică  și 

faunistică având numeroși reprezentanți specii endemice sau invazive, verigi cheie în studii de filogenie 

sau filogeografie moleculară, cu implicații majore în conservare într‐un context global. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 

 

 

 

ABSTRACT  

My research activity began with the preparation of the PhD thesis, in April 2005, within the Faculty 

of Biology,  “Alexandru  Ioan Cuza” University  Iași.    Throughout  the  four years of  study  that  followed  I 

received tremendous support from my PhD supervisor, Professor dr. Ion Băra, as well as from Professor 

dr. Andres Sanjuan Lopez, head of the Department of Evolutive Molecular Genetics, within Vigo University 

(Spain),  where  I  was  granted  access  to  modern  infrastructure  and  DNA  sequencing  technologies, 

nonexistent, at that time, within the “Alexandru Ioan Cuza” University Iași. 

The research theme addressed in the PhD thesis, The identification of gynogenesis, hybridization 

and phylogenetics molecular aspects based on Cyprinidae species genes sequencing, implied the study of 

genetic  diversity, molecular  phylogeny  and  phylogeography for  two Ciprinidae  species  of  commercial 

importance  and  with  invasive  potential:  Carassius  gibelio  and  Cyprinus  carpio.   Three  mitochondrial 

genome  genes were  sequenced:  cytochrome  b,  dehydrogenase  4L  subunit  and mitochondrial  control 

region,  D‐loop.  Based  on  the  obtained  sequences,  optimal models  of  phylogeny  reconstruction were 

calculated and evolutionary directions were later suggested, for species of the two genera. These results 

paved the further development of new phylogeny and phylogeography studies, relative to other genera 

and families of freshwater fish, such as Vimba sp., Percottus glenii, Alburnus Alburnus and Scardinius sp. 

Subsequently,  I  received  numerous  scholarships  within  prestigious  Universities  and  Research 

centers in Germany, Finland, England, Spain, etc., financed through national or European projects, which 

allowed me to develop and improve my working skills in a Molecular Genetics laboratory and to enhance 

my expertise in using different analysis methods, as well as in the management of a research laboratory.  

Upon  completion  of  doctoral  studies,  I  began  my  work  as  a  research  assistant  dr.,  at  the 

Development Research Station for Aquaculture and Aquatic Ecology, "Alexandru Ioan Cuza" University, in 

the field of genetics and improvement of fish species of economic interest.  

In the same time, I held the same position in an At project, won as project manager, implemented 

at  the  Faculty  of  Biology.  Subsequently,  between  2006  and  2009,  I  worked  as  Assistant  Professor  in 

General and Molecular Genetics. 

In  2006,  after  winning  various  projects  for  the  establishment  and  development  of  research 

platforms, I developed the concept for the establishment of the Molecular Genetics Laboratory within the 

Faculty of Biology, with facilities that would enable the development of research directions of national 

and international interest. 

Between 2009 and 2015, I held the Lecturer position in Molecular Genetics, General Genetics and 

Gene expression control. Since 2015 I have been an Associate Professor, for the same disciplines. 

6 

Starting with  2004  to  present  time,  I was  involved  in  numerous  research projects:  7  as  project 

director  or  coordinator  and  18  as  member  of  the  research  teams.  These  projects  allowed  for  the 

development and constant upgrade of the research infrastructure and also ensured supplies necessary 

for the proper functioning of the Molecular Genetics Laboratory. In the eight years since its establishment, 

I have ensured the management and operational continuity of this laboratory, through attraction of funds 

and training young researchers selected from among students of all three study cycles. Simultaneously, 

the research team has expanded, comprising students, doctoral and postdoctoral students sharing some 

common research areas. 

Two main research directions were developed within the laboratory:   

1. Genetic diversity, Molecular Phylogeny and Phylogeography;  

2. Gene expression quantification. 

The existent infrastructure enabled proper coordination of laboratory activities and the successful 

completion of 40 dissertation theses as well as 6 doctoral theses coordinated by Prof. dr. Gogu Ghiorghita 

and Prof. dr. Dumitru Cojocaru. Currently, 1 CS dr., 1 PhD student and 4 master students are carrying out 

their  research  activities  within  the  laboratory,  targeting  various  molecular  studies  that  involve  the 

structure and evolution of certain nuclear and mitochondrial genes, gene expression and gene expression 

quantification in different endemic species or species with invasive potential.  

In addition to the genetic diversity studies, for different species of cyprinids, over the four years of 

postdoctoral  research,  other  topics  have  been  also  explored  by  our  research  team:  Genetic  diversity 

studies for Perccottus glenii species, based on the use of mitochondrial molecular markers,   Molecular 

studies    of  symbiotic  relationships  between  rhizobia  strains  and  leguminous  plants,  Identification  of 

interspecific  and  intrapopulation  polymorphism  in  Bison  bonasus  species,  Phylogenetic  relationships 

within superfamily Sylvioidea, as well as interdisciplinary topics, aimed at testing the effect of different 

chemical and physical factors on animal models or cell cultures, with the identification of the structural 

and functional changes induced in informational molecules.  

The habilitation thesis, New approaches  in nucleic acid qualitative and quantitative evaluation – 

Phylogeny and Gene expression, aims centralizing the results obtained so far by members of the research 

team and assessing carried out activities and it is intended as a starting point towards the development 

of new fundamental and applied research directions, with impact in smart specialization fields, of national 

and European  interest,  as Bioeconomy. Correlation of  research activities with European  implemented 

directives and approaches will enable fundraising and, implicitly, financing of activity development within 

the laboratory. 

Another  short  term  objective  is  to  implement  a  developement  project  for  research  and 

development  infrastructure,  that would  enable  conduct  of  robust  experiments, with  a  sufficient  data 

volume to ensure the publication of scientific works with the greatest possible impact. It is well known 

that, in recent years, genomic studies have escalated, alongside with the development of next generation 

7 

sequencing  techniques  that  enable  whole  genome  characterization  and  use  of  this  information  in 

Molecular  Phylogeny  and  Phylogeography  studies.  Addressing  these  issues  is  particularly  important, 

especially  in  terms  of  Romanian  research,  that  benefits  from  a  rich  flora  and  fauna,  with  numerous 

endemic  or  invasive  species  representatives,  key  links  in  Molecular  Phylogeny  and  Phylogeography 

studies, with major implications in a global context.