OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Лісова селекція – це наймолодший напрям лісівничої науки, який почав розвиватися у ХХ столітті під впливом досягнень селекції сільськогосподарських рослин. Але лісова селекція потребує значно більш тривалих випробувань цінного матеріалу, що стримує її подальший розвиток. Сучасні молекулярно-генетичні методи вирішують багато важливих проблем, але передбачити інтенсивність росту, прямизну стовбура потомства дерев та популяцій за допомогою цих методів на даний час неможливо.
Про основні напрямки лісової селекції в Україні, отримання нових сортів лісових деревних рослин та випробування їхніх потомств у різних кліматичних і лісорослинних умовах розповідає керівник лабораторії селекції УкрНДІЛГА
Світлана Лось.
– Світлано Анатоліївно, отже, дослідження з лісової селекції і генетики дають можливість вирішити декілька важливих для лісогосподарської галузі завдань. У чому їх зміст?
– По-перше, це збереження та відтворення лісових генетичних ресурсів (ЛГР) аборигенних видів. По-друге – підвищення стійкості та біорізноманіття штучних лісових та меліоративних насаджень. І трете – це підвищення продуктивності лісових та плантаційних насаджень для отримання деревної та недеревної продукції різного цільового призначення (плодів, живиці, біомаси тощо). Вирішення цих завдань можливе різними шляхами, які обумовлюють різні наукові напрями. Кожен з них передбачає певні підходи до збереження генофонду лісових деревних рослин та отримання цінного селекційного матеріалу певного цільового призначення. Основним напрямком практичної реалізації вказаних завдань є створення на основі селекційного матеріалу постійної лісонасінної бази, яка в свою чергу забезпечує виробництво покращеним, елітним та сортовим насінням. Провідною установою з ведення робіт з лісової селекції в Україні є УкрНДІЛГА.
– Розкажіть про основні напрямки лісової селекції в Україні. З чого все починалось? Яке значення мають ці дослідження для нашого сьогодення?
– Еколого-географiчний напрям лісової селекції в Україні має більш ніж 100-річну історію. Ще на початку XX століття М. П. Мачинським та В. Д. Огієвським для випробування росту і розвитку популяцій лісових деревних рослин при їх перенесенні в інші едафічні та географічні умови було створено перші географічні та едафiчні культури. Нині загальна площа таких культур різного віку та декількох поколінь 20 аборигенних та інтродукованих видів становить 207 га. Результати їх досліджень дозволили виявити низку важливих закономірностей щодо мінливості та змін росту й розвитку рослин при перенесенні в інші кліматичні умови. На даний час розроблене лісонасінне районування та визначено допустимі відстані переміщення насіння по території країни для 7 видів (сосни звичайної, ялини європейської, модрини європейської, ялиці білої, дуба звичайного, дуба скельного, бука європейського). Найбільш перспективні для певних регіонів походження отримали статус сортів-популяцій і рекомендовані до впровадження.
За результатами вивчення дослідних та виробничих насаджень інтродукованих видів визначено найбільш перспективні з них для створення насаджень різного цільового призначення, розроблено Рекомендації зі створення лісонасінної бази найперспективніших інтродуцентів (2008).
Нині найбільш актуальним є уточнення існуючого лісонасінного районування для тих видів, для яких воно вже існує, та розробка його для інших видів, у т.ч. інтродуцентів. Для цього потрібні розширення мережі географічних культур, вивчення географічної мінливості із застосуванням молекулярно-генетичних методів, які дозволяють визначити межі популяцій і шляхи розповсюдження видів, встановити таксономічні відносини індивідуумів і популяцій. Такі дослідження дадуть можливість запропонувати виробництву нові перспективні сорти-популяції, адаптовані до певних природно-кліматичних умов, зокрема жорстких умов степу. Крім того, на основі результатів досліджень географічних культур можливе прогнозування росту і розвитку деревних рослин в умовах змін клімату.
– Лісівники з великою обережністю ставляться до збереження клонових насінних плантацій. Доводилось бути свідком того, як проходить відбір плюсових дерев у лісі, збір насіння… Це досить цікавий напрямок вашої роботи. Розкажіть, будь ласка, про цей напрямок роботи вчених.
– Селекція лісових деревних рослин на основі індивідуального відбору плюсових і кращих дерев передбачає створення на їхній основі родинних i клонових насінних плантацій для забезпечення лісового господарства насінням. Масовий відбір плюсових дерев відбувався в Україні у два етапи. У 60-70-ті роки минулого століття під керівництвом С. С. П’ятницького було відібрано близько 4 тис. плюсових дерев 34 видів. Нещодавно в процесі виконання «Програми розвитку лісонасінневої справи на 2010-2015 роки» відібрано близько 1 тис. плюсових дерев сосни і дуба. Слід зазначити, що в країнах світу цей напрям продовжує бути основою лісового насінництва. Так, у Швеції, яка є одним зі світових лідерів з питань лісової селекції і насінництва, відібрано, випробовується і використовується понад 6 тис. плюсових дерев лише сосни звичайної, а в Японії – понад 8 тис. плюсових дерев більш ніж 10 видів. Селекційний ефект від використання покращеного насіння різні дослідники оцінюють приростом в 5-20%.
Актуальним нині є удосконалення методичних підходів до відбору плюсових дерев з урахуванням регіональних і видових особливостей, цільового призначення, якості деревини. Для забезпечення достатнього рівня генетичного різноманіття майбутніх лісів України потрібно продовжити роботи з відбору дерев, у тому числі у випробних культурах старшого віку. Не втрачає актуальності також оцінка за потомством плюсових дерев, не залучених раніше до випробувань, а також нововідібраних.
Важливо розуміти, що відбір плюсових дерев – лише перший крок селекційного процесу. Сама по собі наявність таких дерев у деревостанах та їх фіксація у Державному реєстрі не можуть вплинути на продуктивність і якість лісів майбутнього. Наступними кроками мають стати випробування плюсових дерев за потомством та їх розмноження насіннєвим і вегетативним шляхом задля створення лісонасінних плантацій. Загальна площа клонових насінних плантацій (КНП) в Україні становить більше 1 тис. га, а родинних плантацій (РП) – близько 200 га. З них у 2010-2016 рр. створено близько 50 га КНП і 40 га РП у різних областях рівнинної України.
– Які труднощі виникають на цьому шляху? Як долатимете примхи матінки-природи?
– Так, труднощі існують. І це, перш за все, низька урожайність лісових плантацій. Серед основних причин низької урожайності лісонасінних плантацій (ЛНП) слід назвати недотримання технології доглядів (несвоєчасне кронування, проріджування, боротьба зі шкідниками, або їх відсутність). Крім того, плантації сосни старшого віку виходять з віку експлуатації через підняття репродуктивного ярусу. Такі плантації потребують заміни на нові. Розширення площ лісонасінних плантаціїй має відбуватися за рахунок їх створення щепленням живців плюсових дерев, які не було залучено раніше до селекційного процесу, а також створення КНП підвищеного генетичного рівня із клонів плюсових дерев, що добре виявили себе під час випробування за потомством. Більшої уваги потребує розробка методів стимулювання плодоношення та збереження врожаю. Необхідна площа ЛНП для кожного господарства і області має бути обґрунтована і відповідати потребам у насінні.
Практичні роботи з відбору дерев і створення плантацій супроводжувалися дослідженнями репродуктивної сфери плюсових дерев та їх оцінки за потомством у випробних культурах, методів вегетативного розмноження, технологій створення плантацій. Узагальнення результатів досліджень дозволило запропонувати низку рекомендацій щодо методів та способів відбору, оцінки та розмноження плюсових дерев. Кращі КНП та РП стали основою сортів синтетичних популяцій. Одним із розроблених останнім часом нормативних документів є нова редакція Настанов з лісового насінництва 2014 р.
Важливою умовою сучасних наукових розробок з селекційного напряму у світі є застосування молекулярно-генетичних методів для ідентифікації клонів, паспортизації клонових насінних плантацій, уточнення схем, аналізу системи схрещувань; розробки проектів створення КНП з генетично збалансованим набором клонів. Тому актуальним є створення такої лабораторії.
– Чи враховується у вашій діяльності використання європейських підходів, збереження та відтворення цінного генофонду лісових видів і забезпечення лісогосподарського виробництва покращеним насінням?
– Створення лісонасінних плантацій вегетативним та насінним розмноженням кращих популяцій з використанням європейських підходів сприятиме збереженню та відтворенню цінного генофонду лісових видів та забезпеченню лісогосподарського виробництва покращеним насінням. Прикладом створення популяційних КНП є відбір у місцевих деревостанах, призначених в рубку кращих дерев, що відповідають вимогам до плюсових, і заготівля з них живців для щеплення. На таких плантаціях за декілька років можна зберегти до 50-60 кращих дерев місцевої популяції.
Популяційна селекція на основі масового відбору розвивається в Україні з 60-70-х років минулого століття, коли під керівництвом С. С. П’ятницького і П. І. Молоткова було відібрано значну кількість генетичних резерватів і плюсових насаджень. Нині на обліку знаходяться більше 20 тис. га генетичних резерватів (ГР) і більше 2 тис. га плюсових насаджень (ПН). Усі вони є цінними як джерело матеріалу для лісової селекції, так і як об’єкти збереження генофонду. Кращі генетичні резервати та плюсові насадження стали основою сортів-популяцій природних та штучних.
Істотною проблемою більшості цих об’єктів є їх значний вік та низький рівень природного поновлення. За результатами інвентаризації 2000-2005 рр., близько 5% об’єктів перебували у незадовільному стані, було відмічено погіршення стану цільової породи та зменшення її частки у складі насаджень. Крім того, слід відмітити недостатнє використання цих об’єктів для заготівлі насіння.
Подальший розвиток цього напряму потребує не лише досліджень мінливості деревних порід на популяційному рівні, вивчення структури і стану природних насаджень, а в першу чергу, розробки реальних стратегій підтримання і відновлення цих об’єктів.
– Сьогодні багато говорять про гібридність, тобто таку квінтесенцію властивостей предмету або рослини, що значно покращують їх властивості. Навіть гібридним названо вторгнення на територію України нашого сусіда. Чи існує в лісовій селекції такий термін, чи прийдуть на зміну класичним породам дерев дерева-мутанти ?
– Гібридизаційний напрямок лісової селекції має на меті отримання нових сортів між- та внутрішньовидових гібридів з високою інтенсивністю росту для плантаційного лісовирощування на деревину та біомасу, а саме: стійких до жорстких природно-кліматичних умов, з деревиною певних властивостей, з високою урожайністю та високоякісними плодами. Дослідження з лісової селекції на основі гібридизації були започатковані в Україні А. П. Єрмоленко та С. С. П’ятницьким у 30-х роках ХХ століття. Серед отриманих ними міжвидових гібридів дуба, стійких до жорстких степових умов, найбільш вдалими виявилися гібридні дуби Висоцького, Тімірязєва, Комарова і Мічуріна, які були включені до Державного реєстру сортів рослин України. Нині ведуться роботи з отримання нових гібридних форм дуба та їх випробування. Інтенсивним ростом, високими стійкістю та декоративністю вирізняються потомства гібридів дуба С. С. П’ятницького 2-3-го поколінь.
З 30-х років ХХ століття ведеться селекція горіха волоського на зимостійкість, урожайність і якість плодів. Так, А. П. Єрмоленком, Ф. Л. Щепотьєвим, П. П. Бадаловим відібрано 250 кращих форм, які стали джерелом садивного матеріалу для горіхових насаджень в Україні, Росії, Білорусі та Прибалтиці, та 4-х сортів, включених до Державного реєстру сортів рослин України. За результатами робіт із гібридизації ліщини з фундуком та ведмежим горіхом, проведених у 1938 р. Ф. А. Павленком, отримано перспективні гібриди, з яких у післявоєнні роки відібрано зимостійкі, високоврожайні екземпляри з добрими якостями горіхів. 12 гібридів отримали статус сорту, а деякі з них були відмічені на міжнародних виставках. На їх основі отримано гібриди наступних поколінь. Продовжуються роботи з детального вивчення гібридів та отримання нових перспективних рослин.
З 1940 р. Ф.Л. Щепотьєвим започатковано роботи з гібридизації тополь. У потомстві від схрещувань осики з тополею Боллє виділено перспективні швидкорослі форми: осика Сукачова і осика Веселобоковеньківська. Під керівництвом Н. В. Старової наприкінці 50-х років серед гібридів було відібрано близько 600 перспективних клонів, 7 сортів тополь було включено до Державного реєстру сортів рослин України. Селекція велась як на отримання крупномірної деревини, так і на отримання біомаси для потреб біоенергетики. Нині випробування сортів Н.В. Старової дозволило визначити сорти, перспективні для отримання балансів та крупномірної деревини. У 2014-2015 рр. закладено колекційно-маточну плантацію та сортовипробні культури сортів тополь та верб для потреб біоенергетики та попередньо визначено перспективні сорти.
У майбутньому, за допомогою гібридизації можливим буде отримання нових сортів-гібридів з певними властивостями; стійких до жорстких природно-кліматичних умов. У ХХ столітті у світі з’явилися нові методи селекції – фізичні й хімічні способи експериментального мутагенезу, прийоми отримання мітотичних, мейотичних і зіготичних полиплоїдів, отримання культури клітин і тканин; розроблені соматичний ембріогенез, трансгенез та інші методи генної інженерії, які поступово стали застосовуватись і в селекції лісових деревних рослин. Застосування методів молекулярної генетики нині дає змогу з гарантією високої точності визначати гібридні та поліплоїдні форми, виявляти природні міжвидові гібриди. Розвиток цих напрямів в Україні стримується відсутністю технічних можливостей.
Основною проблемою гібридизаційного напряму є незначна кількість рослин, отриманих від схрещувань. Цінні форми часто представлені єдиним екземпляром. Тому залишається актуальним удосконалення методів розмноження гібридів. Вирішення цієї задачі можливо за допомогою методів мікроклонального розмноження. Крім того, ці методи можуть відіграти ключову роль у вирішенні багатьох практичних питань у лісовому господарстві, таких, як масове виробництво високоякісного, генетично покращеного та однорідного садивного матеріалу, незалежно від періодичності врожаю насіння. Протягом останніх 10 років в лабораторії розроблялися методики розмноження 10 видів. Нині ведуться роботи з розмноження в умовах in vitro цінних форм дуба, фундука та тополь, які погано розмножуються живцями.
– Дякую вам, Світлано Анатоліївно, за змістовну розповідь.
Сергій ГВОЗДЕЦЬКИЙ
http://lisvisnyk.com.ua/%d1%81%d1%83%d1%87%d0%b0%d1%81%d0%bd%d0%b0-%d0%bb%d1%96%d1%81%d0%be%d0%b2%d0%b0-%d1%81%d0%b5%d0%bb%d0%b5%d0%ba%d1%86%d1%96%d1%8f-%d0%b2-%d1%83%d0%ba%d1%80%d0%b0%d1%97%d0%bd%d1%96/
0 коммент.:
Дописати коментар