19/12/2016
0Работы по микроклональному размножению дуба ведутся в Институте леса НАН Беларуси.
Одной из актуальных задач человечества является сохранение и передача будущим поколениям природных богатств – главного условия существования жизни на Земле. Важное место среди них занимают леса, в которых сконцентрировано около 50% мирового наземного запаса органического углерода.
Исчезновение любых объектов лесного наследия представляет собой пагубное обеднение достояния всех народов мира. Особо остро такая угроза связана с изменением климата, негативный эффект которого заметен уже сейчас. Подсчитано, что засуха 2010 года снизила продукцию лесных экосистем Центральной Европы более чем наполовину и привела к экономическим потерям в размере около 10 млрд долларов США. В свою очередь, уникальные генотипы старовозрастных деревьев представляют собой образцы ценнейшего лесного генофонда, который в течение столетий оказался неуязвим к влиянию климатических условий, устойчив к заболеваниям и вредителям. Их сохранение и использование для лесовосстановления и лесоразведения в условиях изменяющегося климата может послужить цели устойчивого развития будущих поколений. Помимо всего прочего сохранение, как самих уникальных деревьев, так и их генетического материала, важно, поскольку они являются природным достоянием нашей страны.
В настоящее время в составе лесов Беларуси сохранилось несколько десятков деревьев, произрастающих у нас уже не одно столетие, большую часть из них составляют представители вида дуб черешчатый. Традиционный способ сохранения наследственного материала конкретного растения – вегетативное размножение (черенкование, размножение отводками, прививка и другие). К сожалению, ни один из перечисленных методов не имеет достаточной эффективности в случае «взрослых» и «старых» деревьев. Дольше всего живут прививки, однако и их век недолог: в среднем около 10-15 лет. В связи с этим возникает необходимость получения вегетативных потомков конкретных деревьев, имеющих собственные корни. Для решения названной задачи приходится прибегать к инструментарию методов культивирования тканей и органов растений в искусственных условиях, в частности к микроклональному размножению.
Задача по размножению ценных генотипов дуба черешчатого имеет большое практическое значение для лесного хозяйства. Наличие такой технологии позволило бы заметно ускорить процесс селекции данной породы и получать качественный семенной материал для создания высокоустойчивых и высокопродуктивных дубрав. По этой причине работы по микроклональному размножению дуба ведутся в лаборатории генетики и биотехнологии Института леса НАН Беларуси уже несколько лет. Источником идеи применение методов биотехнологии для сохранения памятников природы и наиболее ценных деревьев дуба черешчатого послужило тесное сотрудничество белорусских ученых с польскими коллегами из Института дендрологии Польской академии наук. У соседей подобные работы ведутся в течение последних пяти лет. К слову, к настоящему моменту им удалось клонировать несколько своих памятников природы, в том числе деревья дуба Рус (возраст около 700 лет), Бартек (возраст более 700 лет) и др.
Систематическая работа с дубом-патриархом «Пожежинский» и царь-дубом «Пожежинский», возраст которых оценивается в 700 и 850 лет соответственно, началась три года назад. Финансирование исследований осуществлялось из средств гранта БРФФИ для молодых ученых. Кроме двух старожилов в работе использовался материал еще 11 плюсовых деревьев (селекционно отобранные генотипы, отличающиеся высокой продуктивностью и качеством древесины).
Выбор царь-дуба и дуба-патриарха в качестве объектов исследования обусловлен несколькими факторами. Во-первых, царь-дуб, по всей видимости, старейшее древесное растение в Беларуси, а его собрат дуб-патриарх входит в первую пятерку долгожителей. Во-вторых, оба дерева отличаются стройностью и красотой, даже на опытный глаз человека, занимающегося лесной селекцией: высота деревьев более 35 м, диаметр около 2 м. В-третьих, царь-дуб и дуб-патриарх расположены недалеко от Бреста и всего в 5 км друг от друга, поэтому к ним легко добраться, а при сборе исходного материала (его осуществляет профессиональный альпинист) для работы достаточно одного дня.
К сожалению, о детстве и юности наших исполинов мало что известно. Справочная информация гласит лишь, что в начале 60-х годов прошлого столетия по инициативе местных властей обоим деревьям присвоен статус памятников природы. Десять лет назад энтузиасты из велоклуба «Радея» установили на царь-дубе молниезащиту и регулярно его навещают. Эти люди оказывали помощь и в отборе материала для работ по клонированию.
Последовательность работы заключается в следующем. Весной (март-апрель) из кроны дерева отбирается материал живых веток возрастом 2-3 года.
В лаборатории в условиях водной культуры на сегментах веток начинают развиваться зеленые побеги, которые в последующем после специальной обработки переносятся на искусственные питательные среды. Если в условиях in vitro рост побегов продолжается, значит, начальный этап микроклонального размножения (инициация культуры) успешно завершен. В дальнейшем наши манипуляции направлены на то, чтобы интенсивность роста культуры не снижалась.
В настоящее время наши исследования продолжаются, так как до сих пор не удалось получить полноценный саженец одного из старовозрастных деревьев, но даже промежуточные результаты демонстрируют достаточно интересные особенности. Сравнение интенсивности роста побегов, полученных от различных по возрасту деревьев показало, что и дуб-патриарх, и царь-дуб достаточно молоды на тканевом уровне. Они дают фору своим 80-100-летним собратьям и лишь немного уступают 20-летним «юнцам».
Мы надеемся, что в недалеком будущем нам удастся получить саженцы не только царь-дуба и дуба-патриарха, но и других уникальных деревьев. Станет возможным непосредственное использование их наследственного материала в лесной селекции, а также в лесовосстановлении и лесоразведении. Помимо всего прочего, одним из коммерческих приложений наших разработок может быть реализация саженцев старейших деревьев Беларуси в качестве своеобразных сувениров.
Фото инстиитута леса и из интернета
