Национальная академия наук назвала топ-10 достижений белорусских ученых за прошлый год. Среди них проекты практически всех основных направлений работы в области фундаментальных и прикладных исследований. В числе победителей коллектив генетиков Института леса НАН Беларуси — за прорывной комплекс разработок, связанных с геномными исследованиями лесных древесных растений.
Важность этого проекта для страны трудно переоценить. Судите сами: из 100 научных учреждений, отправивших заявки в 2018-м, в топ попали только 10 самых значимых для страны разработок. И генетики Института леса в этом списке самых достойных по праву.
Ученые Института леса НАН Беларуси на уровне молекул ДНК установили механизмы формирования устойчивости древесных растений к вредителям, болезням и различным природным катаклизмам, что в будущем позволит совершенствовать мероприятия по селекции. Как рассказали ученые, на постановку экспериментов по выведению устойчивых к болезням форм древесных растений требуется не один десяток лет. Однако способность деревьев существовать в экстремальных условиях зачастую оказывается не безграничной. Генетики Института леса НАН Беларуси считают одним из важных вариантов решения данной задачи использование самых современных методов генетического анализа, позволяющих интенсифицировать селекционный процесс.
В своей работе сотрудники лаборатории генетики и биотехнологии — заведующий лабораторией Владимир Падутов, заведующий сектором геномных исследований Олег Баранов, старший научный сотрудник сектора Станислав Пантелеев и научный сотрудник сектора Людмила Можаровская опирались на метагеномный анализ микробных сообществ и секвенирование ядерных и цитоплазматических геномов лесообразующих форм.
Проще говоря, как следует разобрались не только в отдельных генетических признаках, но и в геноме дерева в целом. А также в геноме вируса, бактерии, гриба, поражающих их. Ведь, по мнению авторов разработки, болезнь всегда начинается на молекулярном уровне.
Первыми в мире ученые провели секвенирование хлоропластных и митохондриальных геномов лесообразующих лиственных видов Беларуси — ольхи черной, ясеня обыкновенного, граба обыкновенного, березы повислой, липы мелколистной. Они установили особенности структурно-функциональной организации цитоплазматических геномов древесных растений. Кроме того, ученые провели анализ генов, экпрессирующихся в условиях неблагоприятного климата и постоянной атаки фитопатогенных организмов на ранней стадии развития растений. Выявили закономерности в изменении их активности, определяющие основные процессы физиологической адаптации растений к неблагоприятным факторам среды. Идентифицировали главные элементы защитных механизмов на молекулярно-генетическом уровне и, что особенно важно, разработали метод ранней диагностики селекционных форм с повышенной устойчивостью к фитозаболеваниям.
— В последнее время здоровье лесов далеко от оптимального, — говорят генетики. — Найти какое-то лекарство или химикат, который можно разбрызгать над больными деревьями и сразу их вылечить, — идея несколько утопическая. Мы показываем, что для нормального существования и защиты от патогенов и вредителей у деревьев есть наследственные задатки. Причем эти задатки были сформированы природой в ходе эволюции. Климатические изменения, как и некоторые ошибки, допущенные в лесном хозяйстве в послевоенный период, выключают многие защитные механизмы, что были заложены в деревьях изначально.
Аномалии климата увеличили прессинг на растения, некоторые из них не справляются со стрессом, энергии на свою защиту просто не хватает. Болезней и вредителей и раньше хватало, но, к сожалению, именно ослабление деревьев, выключение защитных генов, поспособствовало, к примеру, актуализации такой проблемы, как короедное усыхание сосны. В такой ситуации деревьям нужно немного помочь, рассуждают ученые.
Так, в непростой борьбе за леса будущего ученые предлагают учитывать вопросы гидрологии, которые связаны с водным режимом питания растений. Использовать перспективные климатипы — деревья, которые приспособлены к более тяжелым условиям обитания.
Оперативные мероприятия по ликвидации очагов и созданию препятствий для возникновения новых эффективны в краткосрочной перспективе, считают ученые. В будущем нужно пользоваться генетическими данными деревьев как компонента биоразнообразия и при этом обращать внимание на экологический аспект взаимодействия деревьев с окружающей средой, насекомыми, грибами и другими растениями.
Генетическое моделирование — большой задел на будущее. Однако уже можно отдать должное и дню сегодняшнему. Ценными рекомендациями ученые из Института леса НАН Беларуси уже сейчас готовы поделиться с практиками. В институте заканчивают работы по ряду проектов, связанных с испытаниями различных климатипов сосны и ели. Это большая комплексная работа, в которой важную роль играют лесоводы, селекционеры, лесозащитники. Ученые института леса уже отобрали клоны древесных растений с повышенной смолопродуктивностью. Сейчас они проходят испытания. В ближайшие годы из них будут получены и высажены семена.
Комментарии
Оставить комментарий0 Комментариев