Воронеж, Воронежская область, Россия
В статье приводятся данные о необходимости перехода ведущих стран к построению биоэкономики, роли лесного сектора и продуктивности деревьев для этой цели, характеристике генофонда березы, имеющегося на объектах единого Генетико-Селекционного Комплекса в Центрально-Черноземном Регионе Российской Федерации, о причинах отмирания березы в условиях засухи, и в целом у быстрорастущих древесных пород. Дана характеристика березы как удобного модельного объекта для генетических, селекционных, морфологических, биохимических исследований. Изучены сохранность и признаки продуктивности в разные периоды онтогенеза у видов и гибридов берез, проведена селекционная инвентаризация испытательных культур березы. Представлены общая схема селекционного процесса, используемая для получения ценных генотипов для их массового воспроизводства, методика самоопыления и гибридизации берез, а также схема последовательности этапов получения адаптированного посадочного материала быстрорастущих древесных растений (ante vitro, in vitro, ex vitro), подчеркнута важность каждого из этапов в этом процессе. В заключении даются выводы по итогам исследования, среди которых есть указания на видовую специфику изученных берез, как местных, так и интродуцированных. Выявлены также устойчивые к засухе, и, соответственно, перспективные для лесовосстановления семьи березы разного генетического происхождения.
береза пушистая, береза повислая, гибридизация, засухоустойчивость, испытательные культуры
ВВЕДЕНИЕ
В лесах сконцентрировано около 50% мирового наземного запаса органического углерода, а лесная биомасса составляет около 80% наземной биомассы. В лесах ежегодно заготавливают 3,3 млрд. кубометров древесины, включая 1,8 млрд. кубометров древесного топлива и древесного угля. Активное использование мировых лесных ресурсов наряду с недостаточными объемами и эффективностью лесовосстановительных работ проявляется в том, что площади лесов ежегодно по разным оценкам сокращаются на 7-9 млн.га. Учитывая низкий уровень инновационной активности в России и недостаточность имеющегося научного задела, приоритетом является генерация знаний и стимулирование инновационной деятельности по внедрению в практику уже созданных технологий в сфере защиты леса и создания лесных плантаций, а также модернизация действующих предприятий по производству биопродукции, с использованием уже освоенных в мире биотехнологий [4]. Российская Федерация, кроме того, обладает уникальными возможностями для использования растительных ресурсов в качестве сырья для биотехнологических производств. Значительная часть нефти и газа может быть заменена биотопливом и химикатами из возобновляемого сырья. Развитие биотехнологий стимулирует сельское и лесное хозяйство, даст миллионы новых рабочих мест [1, 2].
Современные гипотезы отмирания деревьев основаны на нашем понимании обращения воды в растениях. Отказы проводящей системы у растений, как представляется, происходят, когда потери воды от испарения становится больше, чем поглощение через корни, которые создают высокую напряженность воды в ксилеме, и в результате происходит прогрессирующее образование пустот и потеря проводимости ксилемы, в результате чего дерево погибает [7,8].
1. Биотехнология в лесном хозяйстве [Текст]: учебное пособие / И. Ю. Исаков, А. И. Сиволапов, М. Ю. Нечаева ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». - Воронеж, 2017. - 208 с.
2. Дебабов В.Г. Биотехнология - шанс для России [Текст] / В.Г. Дебабов // Инновации.-2014.- № 3. - С. 3-5.
3. И. Исаков, Ю. Исаков, Инбридинг и гибридизация в роде Береза. Генезис и значение [Текст]. Монография.- LAP (Lambert Academic Publishing), Германия.- 2015.- 104 с.
4. Комплексная программа развития биотехнологии в Российской Федерации на период до 2020 года, утверждена Правительством РФ 24 апреля 2012 года, № 1853 п-П8.
5. A.-M. Niskanen, K. Karkkainen, H. Pasonen. Comparison of variation in adaptive traits between wild-type and transgenic silver birch (Betula pendula) in a field trial / Tree genetics&Genomics. 2011. V.7, Issue 5.- p. 955-967.
6. J. Tian, N. He et al. Soil organic matter availability and climate drive latitudinal patterns in bacterial diversity from tropical to cold temperate forests / Functional ecology, 2018; 32: p. 61-70.
7. McDowell N., Pockman W.T., Allen C.D., et al. Mechanisms of plant survival and mortality during drought: why do some plants survive while others succumb to drought? / New Phytologist, 2008. № 178. р. 719-739.
8. S. Sevanto, N. G. McDowell, L. T. Dickman, R. Pangle, W. T. Pockman. How do trees die? A test of the hydraulic failure and carbon starvation hypotheses / Plant, Cell and Environment, 2014. № 37. p. 153-161.
9. S.V. Kaeppler, H.F. Kaeppler, Y. Rhee. Epigenetic aspects of somaclonal variation in plants.- Plant Molecular Biology. 2000. № 43. p. 179-188.
