Ученые Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН (Томск) вывели целый ряд уникальных и перспективных для дальнейшей селекции сортов на основе живой генетической коллекции так называемых «ведьминых метел» — аномальных образований в кроне дерева, действительно, похожих на метлу. Для этого томские дендрологи провели их всестороннее изучение, в том числе определили характер наследования ценных признаков. Результаты исследования представлены в высокорейтинговом журнале Trees — Structure and Function.
«“Ведьмины метлы” — это редкие мутации на хвойных деревьях, которые приводят к формированию необычных, медленно растущих и густо ветвящихся побегов с короткой хвоей. По приблизительным оценкам, их дает лишь одна из десяти миллиардов делящихся клеток. В настоящее время причины возникновения подобных мутаций еще неизвестны и малоизучены, что объясняется слабой изученностью и огромным размером генома кедра (он почти в десять раз больше генома человека). Однако на основе клонов “ведьминых метел” с помощью вегетативного (путем прививки черенка с “ведьминой метлой” на обычный саженец) или семенного размножения выводятся новые сорта хвойных растений», — говорит заведующий лабораторией дендроэкологии ИМКЭС СО РАН доктор биологических наук Сергей Николаевич Горошкевич.
Ученым требуется минимум 25—30 лет и сотни образцов деревьев для проведения одного цикла селекционной работы. Она позволяет выделить перспективные клоны и семьи — способные хорошо плодоносить или же декоративные, которые будут украшать частные усадьбы и городские парки.
У каждого растения, подобно человеку, имеется диплоидный набор хромосом, по одной от каждого дерева-родителя. Если мутация доминантная, как в случае с «ведьминой метлой», для ее появления у потомства достаточно лишь одного мутантного гена. Растение с «ведьминой метлой» образует два типа половых клеток: одни с мутантным геном, другие с обычным. Поэтому, при оплодотворении с деревом без каких-либо особенностей, половина потомства имеет совершенно стандартный вид, другая же половина вырастает симпатичными пушистыми карликами.
Исследователи сравнили клоны, полученные от исходных «ведьминых метел» со зрелых деревьев и от молодых носителей мутации из их семенного потомства. Оказалось, что возраст маточного растения является ключевым фактором, определяющим различия между клонами двух типов. Клоны от старых деревьев способны к цветению и формированию шишек, тогда как потомство молодых саженцев, оставаясь в ювенильной фазе, не дает шишек, зато формирует замечательно компактную декоративную крону.
Большое влияние на получаемое потомство при семенном размножении оказывает рекомбинация: это значит, что гены родителей перемешиваются как карты в колоде, и каждый носитель мутации отличается от своих собратьев высотой, формой и густотой кроны. Это открывает безграничные возможности для создания новых декоративных и плодовых сортов хвойных деревьев, среди которых не только кедр сибирский, но также сосна, пихта, ель и лиственница.
Ольга Булгакова, пресс-служба ТНЦ СО РАН
Фото ИМКЭС СО РАН
