Клоны деревьев

По данным Рослесхоза, в 2019 году экономический ущерб от лесных пожаров в России составил 14,4 млрд руб. За время пожароопасного сезона в ряде российских регионов огнем было охвачено свыше 10 млн га леса.

Порой последствия лесных пожаров носят очень серьезный характер, и в отдельных случаях для восстановления необходимо не просто вмешательство человека, а применение новейших технологий.

Ученые НИТУ «МИСиС» и Тамбовского государственного университета совместно с партнерами из Питомнического комплекса Воронежской области при участии специалистов ВГЛТУ представили новую технологию для по-вышения приживаемости саженцев-микроклонов, высаживаемых для восстановления лесов после массовых пожаров. Использование так называемых нанопрепаратов позволило получить саженцы лиственных и хвойных деревьев с повышенной на 10–28  % приживаемостью в открытом грунте.

МЕТОДОЛОГИЯ КЛОНИРОВАНИЯ
Для восстановления лесных ресурсов выгоревшие участки засеваются саженцами, выращенными в специальных лабораторных условиях методом микроклонального размножения. В основе метода лежит способность растительной клетки в благоприятных условиях давать начало целому растительному организму. Древесные микроклоны можно размножить в 3–4 раза быстрее, чем обычные саженцы, при этом они генетически однородны.

Однако во время адаптации к почве из-за неприспособленности растений существует высокая вероятность их гибели, что снижает результативность технологии в целом. Для решения этой проблемы коллектив ученых ТГУ им. Г. Р. Державина и НИТУ «МИСиС» разработал и получил экспериментальные образцы уникальных нанопрепаратов для микроклонального размножения древесных растений на основе коллоидных растворов наночастиц.

Нанопрепараты уже были использованы при создании экспериментальных лесонасаждений на территории Воронежской области

Эксперименты в рамках проекта показали, что нанопрепараты в питательной среде обеспечивают гибель порядка 90–95 % патогенных микроорганизмов. Нанопрепарат используется для стерилизации экспланта (исходного кусочка ткани растения, который затем клонируется) перед введением в культуру, а также добавляется в культивационную среду, где растут микропроростки. Кроме того, растения обрабатываются суспензией нанопрепарата через полив грунта после пересадки из пробирок в емкости с грунтом.

СТИМУЛИРУЮЩИЙ ЭФФЕКТ
По словам представителя разработчиков нанокомпозита, руководителя кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» Дениса Кузнецова, действующее вещество препаратов – нанокомпозиты состава оксид графена–серебро и оксид графена–оксид меди. При этом нано-частицы серебра или оксида меди находятся на поверхности листов оксида графена. Сам оксид графена служит в качестве носителя биоактивных наночастиц и стабилизатора коллоидных систем, а серебро и оксид меди работают как нетоксичные для растений фунгициды (вещества, подавляющие рост патогенных микроскопических грибов) широкого спектра действия.

Стоит отметить, что наночастицы оксида меди в условиях in vitro способствовали увеличению образования дополнительных побегов у саженцев. Это соответствует данным, полученным сотрудниками кафедры в ходе многолетних исследований,  – наночастицы металлов и оксидов металлов нередко проявляют стимулирующие эффекты по отношению к целому ряду растительных культур.

ПОТЕНЦИАЛ РЕАЛИЗАЦИИ
В результате реализации проекта были созданы не имеющие аналогов стимуляторы роста и фитоиммунитета древесных культур, предназначенные для использования в качестве компонентов культивационных сред для микроклональных проростков, а также для обработки растений в условиях теплицы в ходе доращивания в закрытом грунте.

Разработка российских ученых имеет экспортный потенциал, поскольку может быть востребована в странах, где бόльшую часть посадочного материала производят в лабораториях микроклонального размножения,  – США, Канаде, Испании, Италии, Португалии, Польше, Германии, Латвии, Бельгии, Голландии. В целом в России потребность в саженцах, полученных микроклональным размножением, составляет 40–50 млн растений в год. На сегодняшний день эта потребность удовлетворяется отечественными биотехнологическими компаниями только на 2,5 %.

По информации, размещенной
на интернет-сайте НИТУ «МИСиС»


Полученные нанопрепараты являются основой питательной среды и защищают проростки древесных растений, полученные микроклональным способом, от воздействия инфекций. Прежде всего – микроскопических фитопатогенных грибов, от которых на этой стадии гибнут порядка 30 % саженцев. Инфекции особенно опасны при переносе проростков из лабораторных пробирок в нестерильную среду теплицы, где они доращиваются до получения саженцев, которые можно высаживать в открытый грунт.

Александр Гусев,
руководитель проекта, директор НИИ экологии и биотехнологии ТГУ,
старший научный сотрудник кафедры ФНСиВТМ НИТУ «МИСиС»

Читайте также в рубрике
24.07.2020
Наука – производству
17.03.2020
Наука – производству
28.11.2019
Наука – производству
22.08.2019
Наука – производству
14.06.2019
Наука – производству
07.02.2019
Наука – производству
15.10.2018
Наука – производству
24.09.2018
Наука – производству
21.05.2018
Наука – производству
06.04.2018
Наука – производству