"Научная Россия": Ценные генотипы флоры из пробирки | ФНЦ агроэкологии РАН
Новости Центра

“Научная Россия”: Ценные генотипы флоры из пробирки

Волгоградские учёные-биологи из ФНЦ агроэкологии РАН ведут молекулярно-генетические исследования и разработку эффективных методов микроклонального размножения ценных генотипов растений в лабораторных условиях. Актуальность анализа вызвана необходимостью сохранения видового разнообразия биосистем с учетом их географической и локальной популяционной изменчивости

Изменение экологических и климатических условий, антропогенный фактор, выпас скота на заповедной территории становятся причинами снижения численности ценных, редких, краснокнижных видов растений, увеличивающими риск исчезновения и затрудняющими процесс воспроизводства их популяции. В таком случае важная роль отводится биотехнологическим и молекулярно-генетическим аспектам сохранения редкого вида растений: ученые создают генетические банки редких и ценных видов растений и изучают особенности и возможности их культивирования in vitro (в пробирке).

Специалисты ФНЦ агроэкологии РАН (г. Волгоград) ведут исследования по решению проблемы сохранения биоразнообразия и разрабатывают методы для создания искусственных популяций ценных древесно-кустарниковых растений, включая формирование видовых коллекций в лабораторных условиях. Так, сотрудники новой Молодежной лаборатории, применяя метод клонального микроразмножения в культуре in vitro, планируют воспроизвести древесно-кустарниковые хозяйственно ценные виды растений.

Ольга Олеговна Жолобова – кандидат биологических наук, заведующая лабораторией, ведущий научный сотрудник лаборатории биотехнологий ФНЦ агроэкологии РАН (г. Волгоград) – рассказала о том, чем вызвана потребность изучения генетических банков растений, о методах проведения генетического мониторинга редких и малоизученных видов, о создании репрезентативной коллекции in vitro, а также о текущем исследовании, основанном на методе микроклонального размножения и проходящем в новой молодежной лаборатории биотехнологий, которую она возглавляет.

Развитие методов молекулярной генетики и работа по созданию генетических банков растений способствуют сохранению генетического разнообразия редких и исчезающих видов растений.

По замечанию Ольги Жолобовой«основной задачей научных институтов в сохранении биологического разнообразия является комплексное изучение и сохранение ценных генетических ресурсов природной флоры путем пополнения и поддержания коллекций живых растений (ex situ, т.е. в природе, в естественных местах произрастания), а также разработка эффективных методов сохранения in situ (в культуре, создание специальных питомников, генетических банков хранения материала). Генетические банки подразделяются на несколько видов: полевые генетические банки (чаще всего это клоновые посадки плодовых и лесных пород, корневых и клубневых культур), семенные генетические банки, банки растительного материала в культуре in vitro (культура тканей и клеток растений в условиях замедленного роста)».

Для проведения генетического мониторинга редких и малоизученных видов волгоградским специалистом еще в рамках диссертационного исследования были разработаны RAPD и AFLP-методы мультилокусного анализа.

«Когда речь идет об эффективном сохранении вида, необходимо понимать, насколько широко его генетическое разнообразие в природе. Одним из наиболее рациональных подходов к описанию внутривидового разнообразия является использование молекулярно-генетических маркеров, которые позволяют легко идентифицировать отдельные генотипы и оценить степень генетического полиморфизма внутри отдельных популяций и вида в целом. Поскольку большинство редких видов растений относятся к числу малоизученных в генетическом плане объектов, то для них возможно использование маркеров универсальных для всех видов растений и животных: RAPD и AFLP, ISSR и некоторых других», – пояснила ученый.

Ольгой Жолобовой эти методы ранее были применены для мониторинга популяции Левкоя душистого. Исследователь уточнила, как они работают на практике и что помогают выявить:

«Первым этапом работы при использовании молекулярных методов исследования является получение очищенной геномной ДНК из растительных тканей. Для проведения RAPD-анализа (не требует каких-либо знаний о последовательности ДНК, случайная амплификация полиморфной ДНК) генома Левкоя душистого было использовано 11 десятичленных праймеров, ранее успешно применяемых для маркирования генома пасленовых, злаков и представителей родов Stachys, Syringa и др. Всего проанализировано 40 образцов ДНК из шести популяций M. fragrans етом. При этом популяции различались между собой по уровню выявляемого полиморфизма. С помощью AFLP-анализа (полиморфизм длины амплифицированных фрагментов) также были выявлены различия между популяциями и внутрипопуляционный полиморфизм левкоя. AFLP-анализ также выявил уникальные для каждой популяции амплифицируемые фрагменты ДНК. В RAPD-спектрах выявлено 22 мономорфных фрагмента, в AFLP-спектрах – 28. Ряд общих фрагментов, по-видимому, можно считать маркерами вида.

Сходство результатов, полученных при использовании двух различных методов, говорит о правомерности использования каждого из них по отдельности. В то же время более простая методика проведения RAPD-анализа, большее количество уникальных фрагментов, выявляемых в каждой популяции по сравнению с AFLP-анализом, а также хорошее разделение популяций при статистической обработке результатов RAPD-анализа позволяет сделать вывод о правомерности использования RAPD-метода (несмотря на то, что в последнее время многими исследователями этот метод рассматривается как “морально устаревший”) при генетическом мониторинге популяций Левкоя душистого. С другой стороны, объединение RAPD- и AFLP-методов позволяет более точно оценить генетическое разнообразие и генетические особенности популяций, поскольку характеризует более обширные области генома изучаемого растения».

Как подчеркнула Ольга Жолобова, «проведенная работа дала возможность перевести исследования редких и исчезающих видов растений на качественно новый уровень. Полученные в работе результаты показали высокую внутривидовую генетическую дифференциацию с использованием ДНК-маркеров, что, в свою очередь, позволяет говорить о возможности проведения полномасштабного генетического мониторинга. Исходя из полученных данных, очевидно, что при разработке стратегии сохранения редких видов ex situ отбор и количество образцов целесообразно проводить, опираясь на данные об уровне и характере генетического разнообразия вида в целом, а мероприятия по сохранению отдельных популяций in situ организовывать, проводя предварительный генетический мониторинг с учетом географической межпопуляционной и локальной внутрипопуляционной изменчивости».

Сохранению и воспроизведению редких видов растений способствуют методы биотехнологии, благодаря которым редкие и исчезающие виды растений в культуре in vitro вошли в репрезентативную коллекцию.

Полная версия интервью доступна на портале “Научная Россия”.

Лаборатория эколого-мелиоративных технологий и проектирования ФНЦ агроэкологии РАН развивается в области измерения деформации материалов

Лаборатория эколого-мелиоративных технологий и проектирования ФНЦ агроэкологии РАН развивается в области измерения деформации материалов

ФНЦ агроэкологии РАН регулярно обновляет материально-техническую базу. Недавно несколько единиц инновационного оборудования установили в лаборатории эколого-мелиоративных технологий и проектирования. Кандидат...

Ученые ФНЦ агроэкологии РАН получили награды «Золотой осени» на Дне работника сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности

ФНЦ агроэкологии РАН популяризирует научные открытия и достижения на конгрессно-выставочных мероприятиях

Конгрессно-выставочная деятельность - важнейший инструмент стимулирования деловой и научной активности, роста промышленного производства, развития кооперационных связей между субъектами хозяйственной деятельности,...

Календарь мероприятий

Calendar of Мероприятия

Пн Пн

Вт Вт

Ср Ср

Чт Чт

Пт Пт

Сб Сб

Вс Вс

0 мероприятия,

1 мероприятие,

XXII Всероссийский конгресс «Охрана окружающей среды и обеспечение экологической безопасности: государственное регулирование 2022»

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,

0 мероприятия,