Лес из пробирки. Технология тамбовского университета позволит клонировать и возрождать лес после пожаров

03 мая 2021, 13:59 647
public://article-images/2021/04/23/news-nid125419-195621.jpg
Фото: Алексей Бучнев

Клоны деревьев помогут быстро восстановить лесные ресурсы после массовых пожаров. В прошлом году, как сообщает Рослесхоз, огонь охватил 1,76 млн гектара площадей в стране. Микроклоны уже выращивают в лабораториях различных питомников, тамбовские учёные занялись повышением приживаемости таких саженцев. На разработку технического решения ушло три года. В основе проекта, получившего пять патентов, наноструктурные препараты для микроклонального размножения древесных растений.

 

Клоны деревьев

Для восстановления леса выгоревшие участки засевают саженцами, выращенными в специализированной лаборатории методом микроклонального размножения. Как поясняет руководитель проекта, директор НИИ экологии и биотехнологии ТГУ имени Г.Р. Державина Александр Гусев, технология известна более 70 лет, и суть её легко объяснить на примере размножения картофеля, который перед посадкой делят на 4 половинки, а потом из каждого глазка вырастает новое растение. Такое решение идентично по своей методологии, но вместо картофеля используют микроскопические частицы растений.

 

 

— Размножают их в определённых стерильных условиях. Из каждой пробирки получается полноценное растение – абсолютный клон той культуры, откуда эту исходную почку, скажем, взяли. В чём плюс? Клон полностью повторяет все положительные свойства, которые были у материнского организма. Древесные микроклоны можно размножить в несколько раз быстрее, чем обычные саженцы, при этом они генетически однородны, — говорит Александр Гусев.

Но во время адаптации к почве — из-за неприспособленности культур — существует вероятность гибели микроклонов, что снижает эффективность технологии в целом. Для решения вопроса учёные ТГУ имени Г.Р. Державина, основываясь на имеющихся наработках, создали уникальные нанопрепараты для микроклонального размножения древесных растений. Эта разработка повышает приживаемость и устойчивость культур к естественной среде. Разработка проекта стартовала по инициативе индустриального партнёра университета – Питомнического комплекса Воронежской области.

 

Здоровые культуры

— Перед микроразмножением кусочек растения нужно стерилизовать, поскольку в нём живут микробы и вирусы, которые могут вызвать заболевания культур. Существуют термические и химические методы, и все они губительны для патогенных микроорганизмов, но для самого растения подчас тоже. При стерилизации нередко больше 30-40 процентов микропроростков погибает. Это один из вопросов, который нам предстояло в рамках проекта решить: как убить микробы и вирусы в микроклоне, но при этом сохранить саженец, — уточняет Александр Гусев.

 

 

Во время размножения растения «живут» в пробирках в специальных гелеобразных средах. В лабораториях для них создают комфортные условия – освещение, температуру, влажность. Когда культуры вырастают, их пересаживают в открытый грунт в теплицы. Это уже нестерильные условия, и на этой стадии происходит массовая гибель растений. Почему? Растения очень быстро привыкают к комфортным и идеальным условиям, где нет вирусов и бактерий. И естественные условия для них становятся губительными.

— Разработка позволила повысить приживаемость саженцев-микроклонов в открытом грунте. Технология микроразмножения – достаточно дорогая, и ещё не получила массового распространения. Но изначально оздоровлённым материалом лучше засаживать площади после массовых пожаров, в таких растениях нет бактерий, вирусов и грибов, которые со временем начнут поражать лес, — комментирует руководитель проекта.

Наноструктурные препараты для микроклонального размножения древесных растений получили пять патентов. А каждый патент – это заявление на то, что ничего подобного нет в российском инновационном поле. Разработка имеет и экспортный потенциал, потому как аналогов технологии нет и за рубежом.

 

 

Удачный эксперимент

Разработанные тамбовскими учёными нанопрепараты являются основой улучшенной питательной среды и защищают проростки саженцев-микроклонов от воздействия инфекций и обеспечивают гибель патогенных микроорганизмов на 90-95 процентов. Действующее вещество препаратов — нанокомпозиты, которые обладают высоким противомикробным эффектом.

— Нам предстояло снизить рабочую концентрацию стандартных химических стерилизующих агентов. То есть хлорсодержащего материала. Заменили его на наночастицы, которые обладают хорошим противомикробным эффектом.

 

 

Нанопрепарат – это не имеющие аналогов стимуляторы роста и фитоиммунитета древесных культур. В его основе — композитные материалы из углеродных наночастиц графена, а также оксида меди и серебра. Графен выступает в роли носителя этих металлов, а они уже убивают бактерии, вирусы и грибок. При этом для самих растений это абсолютно безопасно. Эксперимент доказал, что нанопрепарат улучшает выживаемость культур и сохраняет его стерильность. Кроме того, растение лучше адаптируется к стероссовой нагрузке.

В конце проекта проведена высадка подросших растений из теплиц — в открытый грунт на экспериментальную площадку. Культуры прекрасно прижились. По условиям соглашения, на который выделяли федеральный грант, все разработки и технологии были переданы партнёру университета – Питомническому комплексу Воронежской области.

— Преимущество по сравнению с обычными методами размножения растений в том, что технология позволяет круглогодично размножать эти растения, которые при высадке в нестерильные условия будут устойчивы к фитопотагенам. Из лаборатории побеги попадают в теплицу, где проходят период адаптации к нестерильной почве – естественной температуре и свету, а потом на экспериментальные открытые участки. Так дерево учится жить в природе. Этим способом можно быстро и с гарантированным успехом возрождать леса в местах, пострадавших от сильных пожаров и засух, — поясняют специалисты Питомнического комплекса Воронежской области.

 

Елена Гридчина

Eженедельная рассылка РИА «ТОП68»

Читаемое

Наверх