Некоторое время назад мы обещали рассказать подробнее о микроклональном размножении растений. Обещали – выполняем!
Мы побеседовали о технологии со специалистом, с заведующей отделом биотехнологии и ягодных культур Учебно-научно-производственного центра садоводства и овощеводства имени В.И. Эдельштейна Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева Анной Мацневой.
***
Как одной картофелиной засеять поле? Можно ли из части стебля вырастить раскидистое дерево, а из пары листьев – цветущий сад? Подобные вопросы больше напоминают притчу о двух рыбах и пять хлебах. Правда, в отличие от неё, их решение лишено какого бы то ни было сверхъестественного вмешательства, а является результатом научного знания.
Микроклональное размножение – это отрасль биотехнологии, основанная на искусственном размножении растений in vitro, т. е. «в пробирке». Технология выводит выращивание растений на новый уровень, значительно превосходя традиционные методы селекции и садоводства, вроде черенкования и размножения семенами.
ИСТОРИЯ
Первые опыты по микроклональному размножению относятся к середине ХХ столетия. В Советском союзе работы в этой области связаны с исследованиями учёных Института физиологии растений имени Тимирязева. В 60-х годах они изучали условия микроразмножения картофеля, свеклы и других растений, в соответствии с требованиями сельского хозяйства.
В последствии технология была опробована на множестве растений, список которых постоянно расширяется. И хотя первые опыты проводились исключительно на травянистых растениях, сегодня микроклональное размножение используется для большого числа видов, разведение которых в промышленных масштабах иначе было бы крайне затруднительным.
ПРОЦЕСС МИКРОКЛОНАЛЬНОГО РАЗМНОЖЕНИЯ
В начале было семя. Или почка. Или какая-то часть соматических клеток растения. Учёные помещают их в пробирку на питательную среду и под действием фитогормонов выращивают полноценное растение. Пророщенное в стерильных условиях лаборатории такое растение станет родителем для многих копий. Его части в свою очередь будут так же пересажены в отдельные пробирки на питательную среду. Когда эти растения из пробирки подрастут, их начнут «приучать» к земле, а затем высадят в теплицу или открытый грунт.
Таков вкратце процесс микроклонального размножения, за которым скрываются многие месяцы кропотливых трудов исследователей. Технология предъявляет определённые требования и к самому растению-донору, и к экспланту – фрагменту ткани или органа растения, и к стерильности питательной среды. А в основе процесса лежит высокая способность растений к регенерации и превращению отдельных клеток в полноценный организм.
Микроклональное размножение позволяет учёным получать из одного растения-донора невероятное количество его точных генетических копий. Например, из одного картофеля можно получить до 100 тысяч растений-клонов. Они в свою очередь будут генетически идентичны «родителю», при этом такие растения полностью здоровы.
Кроме того сам процесс займёт в десятки раз меньше времени, чем при естественном выращивании. Он не зависит от окружающей среды и времени года, что особенно на руку в случае редких и экзотических растений. А потому и новые сорта с заданными качествами можно выводить на рынок в значительных объёмах и в кратчайшие сроки.
Микроклональное размножение существует уже около полувека. Технология уже отработана или продолжает совершенствоваться?
Технология продолжает совершенствоваться. Каждая новая культура, а иногда и сорт – это по сути всегда новая технология, подбор оптимального состава питательной среды на каждом из трёх этапов: проращивание в пробирке, адаптация, высадка в открытый грунт. И на разработку технологии под каждую конкретную культуру может уйти от шести до двенадцати месяцев. При этом, надо отметить, что с каждым годом количество культур, размножаемых таким способом, неуклонно увеличивается.
Можно ли подобным образом вырастить любое растение или существуют экземпляры, не поддающиеся микроклональному размножению?
Многие культуры размножаются in vitro. Какие-то делают это хуже, какие-то – лучше, какие-то – никто не пробовал, так как это экономически невыгодно. Из тех, что размножаются плохо, можно выделить облепиху, хвойные растения, пионы. А вот ягодные культуры размножаются хорошо.
Какие наиболее популярные растения для микроклонального размножения можно выделить?
Наиболее популярные сейчас: земляника, голубика, малина. Из декоративных – розы, рододендроны, сирени и хосты.
Что сегодня является объектом исследований в рамках микроклонального размножения в Тимирязевской академии?
Сейчас в нашей лаборатории проводятся работы по выращиванию новых культур и подбору оптимальных составов питательных сред. Если говорить конкретно, то это 8 сортов рододендронов, 10 сортов роз, 4 новых сорта голубики и 2 – земляники, 3 сорта вейгелы, а также фундук. В нашей коллекции уже есть малина и ежевика, клюква и крыжовник, жимолость, смородина и виноград, гейхера, клематисы, пионы, гортензии и, честно говоря, множество других как декоративных, так и культурных растений. Всего около полутора тысяч сортов только плодовых растений. А кроме того, мы, разумеется, ведём работы по сохранению редких и исчезающих видов.
Насколько сегодня востребованы результаты применения этой технологии на рынке, в промышленном растениеводстве?
Микроклональное размножение крайне востребовано для получения здорового посадочного материала, а также для значительного ускорения селекционного процесса. В этом плане данная технология не имеет себе равных.