«Ведьмина метла»: в Сибири выводят новые сорта кедров на основе редкой мутации
Сотрудники Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН в Томске вывели целый ряд уникальных и перспективных для дальнейшей селекции сортов на основе живой генетической коллекции так называемых «ведьминых мётел» — аномальных образований в кроне дерева, действительно, похожих на метлу. Для этого томские дендрологи провели их всестороннее исследование, в том числе определили характер наследования ценных признаков. Результаты исследования представлены в высокорейтинговом журнале Trees — Structure and Function.
«„Ведьмины мётлы” — это редкие мутации на хвойных деревьях, которые приводят к формированию необычных, медленно растущих и густо ветвящихся побегов с короткой хвоей. По приблизительным оценкам, их даёт лишь одна из десяти миллиардов делящихся клеток. В настоящее время причины возникновения подобных мутаций ещё не известны и мало изучены, что объясняется слабой изученностью и огромным размером генома кедра (он почти в десять раз больше генома человека). Однако на основе клонов „ведьминых мётел” с помощью вегетативного (путём прививки черенка с „ведьминой метлой” на обычный саженец) или семенного размножения выводятся новые сорта хвойных растений», — рассказал доктор биологических наук Сергей Горошкевич, заведующий лабораторией дендроэкологии ИМКЭС СО РАН.
1. «Ведьмина метла» в природе (Южное Забайкалье) 2. Кедр сибирский «Идеал», возраст 25 лет. 3. Кедр сибирский «Рекордистка»
Специалистам требуется минимум 25-30 лет и сотни образцов деревьев для проведения одного цикла селекционной работы. Она позволяет выделить перспективные клоны и семьи — способные хорошо плодоносить или же декоративные, которые будут украшать частные усадьбы и городские парки.
У каждого растения, подобно человеку, имеется диплоидный набор хромосом, по одной от каждого дерева-родителя. Если мутация доминантная, как в случае с «ведьминой метлой», для её появления у потомства достаточно лишь одного мутантного гена. Растение с «ведьминой метлой» образует два типа половых клеток: одни — с мутантным геном, другие — с обычным. Вот почему при оплодотворении с деревом, не имеющим каких-либо особенностей, половина потомства имеет совершенно стандартный вид, другая же половина вырастает симпатичными пушистыми карликами.
Исследователи сравнили клоны, полученные от исходных «ведьминых мётел» со зрелых деревьев и от молодых носителей мутации из их семенного потомства. Оказалось, что возраст маточного растения является ключевым фактором, определяющим различия между клонами двух типов. Клоны от старых деревьев способны к цветению и формированию шишек, тогда как потомство молодых саженцев, оставаясь в ювенильной фазе, не даёт шишек, зато формирует замечательно компактную декоративную крону.
Большое влияние на получаемое потомство при семенном размножении оказывает рекомбинация: это значит, что гены родителей перемешиваются, как карты в колоде, и каждый носитель мутации отличается от своих собратьев высотой, формой и густотой кроны. Это открывает безграничные возможности для создания новых декоративных и плодовых сортов хвойных деревьев, среди которых не только кедр сибирский, но также сосна, пихта, ель и лиственница.
Текст: Ольга Булгакова.
Источник: пресс-служба Томского научного центра СО РАН.
