04/04/2020
0Лесная наука не стоит на месте, о чем свидетельствуют постоянные открытия ученых Института леса НАН Беларуси, которые с каждым годом повышают планку для новых достижений, отвечая на вызовы времени. О важных для ведения лесного хозяйства разработках академических ученых, планах и стратегии будущего корреспондент «БЛГ» узнавала у директора Института леса НАН Беларуси Александра КОВАЛЕВИЧА.
— Александр Иванович, известно, что Президиум НАН Беларуси утвердил стратегию развития Института леса до 2030 года. На какие научные направления будут сделаны акценты в ближайшие десять лет?
— Мы уверенно смотрим в будущее, готовы решать задачи, которые перед нами ставят время, климатические условия и, конечно, лесоводы. Большое внимание будем уделять инновационным технологиям селекции древесных растений, сохранению генофонда, лесным биотехнологиям, производству наукоемкой продукции, интенсификации выращивания посадочного материала, плантационному воспроизводству лесов различного целевого назначения и многим другим направлениям, решающим стратегические для лесного хозяйства задачи. Наша цель — действовать синхронно с практиками, и эта работа должна быть систематизированной и планомерной.
Сегодня комплекс наших технологий по развитию лесосеменной и селекционной базы лесообразующих пород уже позволил перевести лесовосстановление и лесоразведение на генетико-селекционную основу. У нас есть наборы ДНК-маркеров для проведения молекулярно-генетической паспортизации хозяйственно ценных форм древесных видов и их ранней диагностики. Уже разработано лесосеменное районирование дуба черешчатого, регламентирующее сбор и перемещение семян с учетом их географического, лесопатологического и популяционно-генетического происхождения. Нечто подобное в планах сделать по сосне и по ели. Результатом выполнения этого направления будут схемы лесосеменного районирования основных лесообразующих древесных видов, обеспечивающие оптимизацию лесовосстановления в Беларуси и стандартизацию с аналогичными схемами Российской Федерации и других стран для увеличения экспорта семенного материала.
Постепенно прорабатывается вопрос создания биклоновых плантаций для производства гетерозисных семян. Гетерозис — это увеличение признаков роста практически в два раза по сравнению с родительскими формами. Стоит задача найти клоны, которые способны каждый год давать гетерозисное потомство. Получение промышленных партий наследственно улучшенных семян лесных древесных пород, характеризующихся выраженным гетерозисным эффектом, за счет подбора пар для внутривидовой гибридизации, позволит нам создавать высокопродуктивные и устойчивые насаждения.
Еще одно из перспективных направлений — разработка и внедрение методов клеточной селекции. Нашими учеными уже разработаны протоколы микрочеренкования, мультипликации и адаптации микрорастений в условиях ex vitro. Создана in vitro коллекция, включающая более 100 клонов 25 древесных и кустарниковых видов.
Повышение устойчивости — одна из главных задач института. Сегодня мы можем идентифицировать гены, отвечающие за определенные признаки, и сокращаем на десятилетия работы по селекции. Так, нами уже получены клоны березы с повышенной (в 1,7—2,1 раза) устойчивостью к засолению почвы. В ближайшие годы мы продолжим работы по получению сортов древесных растений, отличающихся хозяйственно ценными признаками, при этом селекция будет проходить на уровне клеток. Ученые нашего института также сделали очень большой скачок в генетике. Если бы мне кто-то в 2006 году сказал, что к 2020 году мы достигнем в генетике такого уровня, я бы не поверил. Мы перешли к полногеномному секвенированию, которое у нас в стране делают, может, только в медицине и микробиологии. Оснастили генетическую лабораторию, построили генетический банк семян, создали фитопатологический центр. Наши генетики секвенировали и определили структурно-функциональную организацию хлоропластного и митохондриального геномов ольхи, ясеня, граба, карельской березы. Разработали маркеры к генам, контролирующим сроки вегетации, высоту растений, устойчивость к биотическим и абиотическим факторам и др. Они уже умеют с помощью ДНК-чипирования клонов древесных растений вводить в геном растения уникальные генетические метки. Так, для защиты авторских прав можно маркировать разработки института. Это знаковые позиции для института, сейчас генетики серьезно работают над получением сортов древесных растений с заранее заданными значениями хозяйственно ценных признаков.
— Какие разработки помогут лесоводам адаптироваться к меняющемуся климату?
«Отмечу, что изменения климата настолько существенны, что на юге Беларуси появилась новая агроклиматическая зона, соответствующая лесостепям Украины. Такого раньше никогда не было. В целом увеличилась доля березы и серой ольхи, доля ели, дуба и сосны уменьшилась. Изменились границы сплошного распространения ели.»
У нас есть географические культуры ели, созданные еще в СССР, сейчас им 40—50 лет. Они уже прошли отбор, и мы ведем за ними наблюдение. К примеру, южные климатипы — львовская и киевская ель — отлично чувствуют себя на территории нашей страны. Наши ученые отобрали высокосмолопродуктивные формы сосны обыкновенной. Эти работы будут способствовать созданию насаждений ели европейской и сосны обыкновенной, устойчивых к неблагоприятным факторам среды и патогенным организмам. В процессе разработки находится получение искусственных семян лесных древесных видов на основе технологии соматического эмбриогенеза. Кстати, уже подобраны клоны, перспективные для получения эмбриогенных культур и производства искусственных семян. Прогнозируемые результаты от этой разработки в будущем — массовое производство искусственных семян (зародыш, образовавшийся из сгустка клеток в ферментере, и упакованный в искусственную оболочку) селекционных форм лесных древесных видов для плантационного лесоразведения. Такой способ позволит нам получать партии семян в неурожайные годы. Объективно, в условиях меняющегося климата в Беларуси очень важно развивать защитное лесоразведение. Некоторые шаги в этом направлении Институт леса уже сделал. Проведена выборочная инвентаризация и мелиоративная оценка полезащитных лесных насаждений с учетом особенностей их санитарного состояния и необходимости проведения лесохозяйственных мероприятий. В перспективе, конечно, хотелось бы создать полноценное агролесомелиоративное районирование территории Беларуси. Должна появиться дифференцированная система мероприятий по агролесомелиоративному обустройству административных районов страны с высокой интенсивностью проявления водно-эрозионных процессов, высокой и очень высокой дефляционной опасностью почв. Считаем очень важным направлением криосохранение гермоплазмы растений. У нас есть полевые, семенные, in vitro и ДНК-коллекции древесных видов Беларуси и интродуцентов, перспективных для лесовыращивания в изменяющихся условиях окружающей среды. Создание криобанка пыльцы и семян древесных видов растений позволит сохранять генетические ресурсы растительных видов, ежегодно стабильно обеспечивать лесную отрасль качественным семенным материалом, проводить контролируемые скрещивания с целью повышения продуктивности и биологической устойчивости вновь создаваемых лесных культур. Это важные направления, которые в условиях меняющегося климата нельзя недооценивать.
— Будут ли новые открытия в технологии защиты леса?
— В этом направлении мы возлагаем большие надежды на хемогенетику — разработку биоцидных препаратов избирательного действия. Наши ученые уже сформировали прочный фундамент в этой области. Так, уже разработаны молекулярно-генетические методы ранней диагностики и идентификации болезнетворных организмов, что позволило актуализировать видовой состав фитопатогенных микроорганизмов и оптимизировать методы борьбы с ними. Дальнейшее развитие направления хемогенетики связано с выявлением генов-мишеней у болезнетворных микроорганизмов и разработкой биоцидных препаратов избирательного действия. То есть мы планируем создавать препараты избирательного действия, которые убивали бы микроорганизмы только одного конкретного вида. Продолжим разработку высокоэффективных био-, нано- и ДНК-пестицидов. В этой области мы уже достигли хороших результатов. Разработаны и, что важно, применяются на практике биологические препараты на основе природных бактерий, вирусов и микромицетов, которые имеют большое значение для ограничения численности вредных насекомых наряду с другими способами борьбы в лесных насаждениях. Будем и дальше нарабатывать препараты на основе молекулярной и клеточной селекции высоковирулентных штаммов энтомопатогенных микроорганизмов, наночастиц, содержащих пестициды, искусственного синтеза ДНК энтомопатогенных вирусов. Продолжается работа над методами применения различных препаратов для профилактики и ликвидации очагов вредных организмов в лесных насаждениях. В планах — создание автоматизированной системы слежения и раннего обнаружения лесных пожаров, а также информационно-аналитической системы прогнозирования характеристик лесных пожаров для поддержки принятия решений по оптимизации сил и средств по их предупреждению и ликвидации. Это очень важные и наукоемкие работы. И мне отрадно, что самые перспективные инновации разрабатываются для лесного хозяйства.
— Известно, что в 2020-м на соискание Государственной премии выдвинута группа ученых за создание генетического банка растений и вы в том числе, Александр Иванович. Что это за банк и каковы шансы получить ценную награду?
— Скажу так: пройти все этапы отбора на Госпремию непросто. Первичный отбор наша работа уже прошла, с этого года начнется популяризация в СМИ, позже путем тайного голосования выберут три лучшие разработки. Сама работа очень масштабная: в этом генетическом банке более 64 тысяч образцов, которые буквально по зернышку и семечку собирали с начала века сотрудники 11 научно-исследовательских учреждений Академии наук, в том числе и Институт леса, а также два вуза. Важная задача этого долгосрочного проекта — сохранение биологического разнообразия на полях, лугах и в лесах страны. Благодаря коллективным усилиям наших ученых сегодня Институт леса НАН Беларуси имеет самую обширную на территории СНГ коллекцию культур клеток лесных растений, которая включает более 80 клоновых форм 24 видов древесных и кустарниковых растений. Многие семена, которые находятся в хранилище генетического банка лесных растений в Институте леса НАН Беларуси, будут извлечены из холодильных камер и посеяны лишь через десятки лет. Немало коллекционных образцов хранится в генетическом резерве нашего института краткосрочно, в рабочей коллекции. Это семена, с которыми ученые ведут текущие исследования, либо только что поступившие экземпляры. В перспективе планируем придать коллекции генетического банка статус научного объекта, составляющего национальное достояние нашей страны.
