Как я влюбился в «Пинк Флойд»: амурский ученый клонирует розы и создает копии абрикосов

Территория ин витро

Заходя в лабораторию биотехнологии растений, ученые надевают белые халаты и переобуваются. Стеклянная химическая посуда, в которой выращивают фитоклоны, подвергается тщательной обработке. Пробирки и колбы обрабатывают в автоклаве.

— Клонирование — один из методов биотехнологии растений. Его можно разделить на четыре этапа, — рассказывал Эдуард Некрасов, открывая стеклянный стеллаж и показывая колбочку с микроабрикосом. — Сначала выбирают растение-донор, свойства которого нужны. Берут у него эксплант — это фрагмент ткани для микроразмножения. Из него в условиях ин витро, то есть в пробирках на питательных средах, выращивают побег. Делят его на микропобеги — и так повторяют несколько раз.

Причем питательных сред может быть несколько: для введения в культуру одна, для микроразмножения — другая, для укоренения — третья. Все процедуры проводятся исключительно на дистиллированной воде. Кто‑то спросит: «Зачем растениям такая стерильность?»

— Да потому что влажность очень высокая. На одежде можно занести в лабораторию споры плесени и других микроорганизмов. В питательной среде содержится сахар. Грибок или какая‑то бактериальная инфекция попадает и начинает размножаться, — пояснил ученый. — Уникальная особенность этой технологии в том, что размножение растений проводится в изолированных условиях, которые позволяют получить клоны свободными от грибковых, бактериальных и вирусных болезней. Отсутствие заболеваний — залог полноценного раскрытия потенциала растения.

Холод помогает ученым

Раз в месяц или хотя бы в два месяца необходимо пересаживать фитоклоны в новую питательную среду — иначе они погибнут. Чтобы этого не делать (нет потребности в таком количестве материала), их хранят при низкой температуре, замедляя процессы роста.

— Холодильник позволяет нам долго хранить растения без пересадки. Эту партию я только сегодня достал для адаптации. Сперва в темноте пусть день постоят, потом тусклый свет им включу, а затем уже оставляю постоянно при освещении, чтобы они зеленели и росли. Постепенно их «оживляю». Видите, какие через год выросли, — улыбается Эдуард Витальевич, любуясь кудрявой микрозеленью.

Скоро из пробирок его «детишки», которым он уделяет столько внимания, переселятся в климатическую камеру, куда мы тоже заглянули.

— Уже появились корешки. И укорененные растения проходят тут адаптацию перед тем, как мы их высадим в открытый грунт. Здесь нет такой стерильности, как в лаборатории. Но на первых порах им нужно создавать влажные условия. Поэтому первое время укрываем их полиэтиленовыми пакетами, которые периодически открываем — закрываем. Постепенно снижаем влажность и приучаем их к нормальным условиям, — объясняет ученый.

Всё началось с абрикоса

Фото: Алексей Сухушин

Кандидат биологических наук Некрасов первый в Приамурье начал заниматься клонированием растений, еще десять лет назад.

— За территорией ботанического сада — заброшенный плодопитомник. Наши ботаники увидели там абрикос маньчжурский — дичку. Это редкий вид растений для России. В Приамурье абрикосы никогда не росли. Более ста лет назад известный садовод Иван Антонович Ефремов — его еще называли амурским Мичуриным — выписал из Северного Китая семена. Деревья, которые у него выросли, стали родоначальниками посадок абрикоса на территории плодопитомника. Им порядка 40–50 лет. Этот абрикос маньчжурский стал одним из первых объектов моих исследований, — вспоминает Эдуард Витальевич. — Он здесь прижился, размножается, плодоносит, было интересно попробовать ввести его в культуру ин витро. Затем мне предложили клонировать сорта слив амурской селекции, которые получили в нашем аграрном университете. А пять лет назад я привез из Хабаровска черенки уже сортовых абрикосов для клонирования.

Копируют древний реликт

Клоны требуют много внимания и терпения. Фото: Алексей Сухушин

Затем ученый занялся микроразмножением бразении Шребера. Этот водный реликт, как и лотос, «живет» на озерах. Но если последний славится красивыми цветками, то бразения с ее мелкими сиреневыми соцветиями более интересна в научных целях. Это растение называют живым ископаемым — его семена обнаружили в меловых отложениях Северной Америки, где они пролежали 135 миллионов лет! Приамурье — северная граница его распространения в мире.

Растение очень интересное по составу биологически активных веществ. Китайцы молодые побеги употребляют в пищу, а студенистую слизь, которой покрыта погруженная в воду часть бразении, они собирают и используют ее в фармакологии для получения оболочки лекарственных препаратов. Кто‑то спросит: а нам зачем эту водную фиалку клонировать?

— Семена бразении в условиях Амурской области не вызревают. Там, где еще сохранились очаги, она произрастает, а если очаг погиб (загрязнение экологии, строительство), новый уже не образуется. Одна из задач ботанического сада — сохранение редких и исчезающих видов растений, а клонирование — один из методов. У нас Людмила Шелихан занимается папоротниками. У нее уже шесть видов в культуре ин витро, пять из которых внесены в Красную книгу России, — рассказывает Некрасов, пока мы идем на испытательный участок. — В прошлом году Людмила Александровна с коллегами высадила первую популяцию одного вида папоротника в Благовещенском районе. Растения хорошо перезимовали и прижились.

Дикие бутоны меньше сортового оригинала

Светлая полоска на лепестке передается всем розам-клонам. Фото: Алексей Сухушин

На фоне буйства зеленых красок, где‑то уже с оттенками желтизны (признак начала осени), выделяются великолепные розы-клоны. Крупные густо-махровые бутоны насыщенного розового окраса манили своей красотой. Сорт называется «пинк флойд». Розы названы в честь одной из самых известных рок-групп.

— Увидел их в цветочном магазине, и так они мне понравились. Название сорта тогда даже не знал. Бутоны были гораздо больше, потому что те розы выращивались для продажи, а у меня они растут в естественной среде, очень много цветоносов сразу, — ученый наклонился и осторожно раскрыл яркий бутон. — Вот, видите, на одном из нижних лепестков светлая полоска — она передается всем розам. Клоны — абсолютно идентичные организмы. Можете любой из семнадцати кустов осмотреть и везде найдете этот родительский признак. Но розы — не самое главное, просто решил попробовать.

«Любое культурное растение — это набор мутаций»: плодовые деревья — главный научный интерес биотехнолога

После долгого хранения в холодильнике клоны постепенно оживают. Фото: Алексей Сухушин

Главный научный интерес амурского биотехнолога — это плодовые деревья: абрикосы и сливы, которые уже цветут и дают урожай.

— Первый ряд слив — это посадки 2017 года клонов в грунт, некоторые деревья уже второй год плодоносят. Сливы сизые, вкусные, но много червивых. Деревья два раза обрабатывали, но этого явно недостаточно. Мы же ведем наблюдения, и нам важно понять, как они себя чувствуют без всякой обработки. Есть еще сорта «людмила» и «благовещенский чернослив» — у него плоды были во‑о-от такие крупные, — показал Некрасов, рассказывая нам о преимуществах клонального размножения.

Получить растение со строго заданными свойствами из семян — занятие неблагодарное: в них природой не закладываются все нужные признаки. Любое культурное растение — это набор мутаций, которые селекционеры отбирали многие годы. Если взять красивое яблоко и высеять семечки, то выращенные из них деревья могут дать совсем другие плоды. Потому что все гены, которые обеспечивают сладость, крупный размер плода, для растения вредны — понижают его жизнеспособность. Поэтому при скрещиваниях они могут потеряться или, наоборот, можно получить новый сорт.

— Люди нашли выход и стали размножать растения вегетативно. Клональное микроразмножение — то же самое, что и вегетативное. Только всё происходит с маленьким количеством материала, микрочастями растения, имеющими меристему. Это точки роста — клетки, которые находятся, к примеру, в верхушках новых побегов. Мы получаем сразу единое растение одного генотипа с корнями. Если, к примеру, у привитого дерева отламывается верхняя часть — из‑за сильного ветра сломалась, то боковые побеги воспроизводятся от подвоя и сортовые признаки уже не сохраняются. У клона, даже если сломалась или отмерзла верхняя часть (все‑таки морозы у нас бывают довольно крепкие), сортовые признаки сохранятся и от боковых побегов, и от корневой поросли, — говорит ученый.

Возрастная категория материалов: 18+