Метки текста:

Исследования Кижи Остров Природа Экология

Искусственное воспроизводство ресурсов карельской березы на территории музея–заповедника «Кижи» VkontakteFacebook

Рис.13. Распределение саженцев карельской березы по величине прироста за 2011 г. («Жарниково»). По вертикали — доля растений (%), по горизонтали — размах значений прироста (в см).Рис.14. Деревья карельской березы, отобранные для клонального микроразмножения на территории музея-заповедника «Кижи»: а – дерево 1КРис.14. Деревья карельской березы, отобранные для клонального микроразмножения на территории музея-заповедника «Кижи»: б – дерево 2КРис.14. Деревья карельской березы, отобранные для клонального микроразмножения на территории музея-заповедника «Кижи»: в – дерево 3КРис.15. Клоны карельской березы вегетативного происхождения, созданные in vitro в 2011 г.:а – дерево 1КРис.15. Клоны карельской березы вегетативного происхождения, созданные in vitro в 2011 г.: б – дерево 2КРис.15. Клоны карельской березы вегетативного происхождения, созданные in vitro в 2011 г.: в – дерево 3К

Карельская береза в силу исторически утвердившегося названия является одним из символов Республики Карелия и вызывает огромный интерес у туристов, приезжающих в Карелию. Мировую известность карельская береза получила благодаря декоративной узорчатой текстуре древесины. Помимо Карелии в небольших количествах она встречается в Северной и местами в Восточной Европе.

Будучи аборигенным компонентом дендрофлоры Карелии и важной составляющей природно–культурного наследия Заонежья, с 2005 г. это уникальное древесное растение является одним из главных объектов научных исследований, проводимых музеем–заповедником «Кижи». Это обусловлено, в частности, тем, что обследование природных популяций карельской березы выявило катастрофическое сокращение ее ресурсов, расположенных на охранной территории, включающей полуостров Кушнаволок от его прибрежной части до д.Жарниково.

В целях сохранения и воспроизводства карельской березы на территории охранной зоны музея–заповедника «Кижи» нами были осуществлены профилактические работы, направленные на содействие ее естественному возобновлению. Кроме того, с дерева, обладающего наиболее ярко выраженными внешними признаками узорчатой текстуры древесины, были собраны семена. Выращивание семенного посадочного материала с применением традиционных способов (посев семян в условиях теплицы, пикировка всходов, выращивание сеянцев с закрытой и открытой корневой системой и т.д.) позволяет частично сохранить генотипическое разнообразие карельской березы, рационально использовать семенной фонд и получить посадочный материал для восстановления ресурсов местного происхождения.

Полученные саженцы были высажены на двух лесных участках, расположенных в границах произрастания природных популяций карельской березы: на территории прибрежной части полуострова Кушнаволок (на 14 площадках высажено 197 растений) и вблизи д. Жарниково (на двух площадках – 56 растений). Обследование, проведенное осенью в следующий за посадкой год, показало, что в среднем приживаемость растений на первом участке («Кушнаволок») составила около 34 %, на втором («Жарниково») – более 98%. Такие значительные расхождения в полученных данных, по всей вероятности, обусловлены особенностями экологических условий выбранных участков (например, уровнем загущенности насаждения и/или оводненности почвы), несмотря на слабую удаленность их друг от друга. Так, участок «Кушнаволок» находится вблизи к водной поверхности Кижских шхер, характеризуется каменистыми почвами и смешанным составом лиственных и хвойных пород. Участок «Жарниково» расположен выше над уровнем моря и отличается преобладанием сосны в древостое. Изучение роста и развития саженцев карельской березы (54 шт.) на участке «Жарниково» показало, что спустя год у 30% высаженных растений почки сформировались полноценно, но прирост в высоту отсутствовал (рис.13). Почти у 40% растений прирост составил до 20 см, а у 10% – от 40 до 60 см.

В результате обследования и оценки природных популяций карельской березы в природной среде Кижского шхерного района были отобраны деревья, вегетативные ткани которых в настоящее время использованы нами для размножения с привлечением инновационных биотехнологий, обеспечивающих воспроизводство генотипов с сохранением исходных признаков. Наиболее перспективным здесь является способ клонального микроразмножения в культуре in vitro. При создании культуры меристемы используемый метод позволяет сохранять растительный материал, поддерживая ее в стерильных условиях в течение нескольких десятилетий, создавая тем самым коллекцию клонов долгосрочного хранения.[текст с сайта музея-заповедника "Кижи": http://kizhi.karelia.ru]

Для воспроизводства ресурсов карельской березы с использованием биотехнологии клонального микроразмножения в марте 2011 г. была проведена повторная заготовка черенков с ранее отобранных деревьев карельской березы (рис.14: а, б, в; табл.5).

Таблица 5. Характеристика деревьев карельской березы, отобранных для клонального микроразмножения

Номер дереваОсновные характеристикиМесто произрастания
Имеются внешние признаки наличия узорчатой древесиныо.Кижи
Наличие ярко выраженной бугорчатости на поверхности стволао.Кижи
Одно из наиболее крупных деревьев в Карелиивблизи д.Жарниково

В 2011 г. введение и стерилизацию исходного материала осуществляли три раза: 28 марта, 30 марта и 1 апреля. Для клонирования отбирали апикальные и пазушные почки, преимущественно расположенные на ауксибластах (удлиненные побеги текущего года).

Исследования показали, что у клона 1К и 2К после введения вегетативной ткани in vitro среди введенных сегментов 53% оказались морфогенными, тогда как у дерева 3К почти 80% использованных клеток подверглись некрозу. По всей вероятности, это связано с реализацией тотипотентности (потенциальная способность вегетативных клеток высших растений развиваться в целый организм): у более молодых по возрасту деревьев 1К и 2К (менее 20 лет) она оказалась выше по сравнению с деревом 3К (более 80 лет).[текст с сайта музея-заповедника "Кижи": http://kizhi.karelia.ru]

К 6-й неделе 54% введенных почек генотипа 1K и 2K проявили устойчивую способность к морфогенезу и регенерации, у генотипа 3К таких оказалось лишь 13%.

Дальнейшее выращивание меристемы (и ее производных), полученной от отобранных особей карельской березы, показало, что к концу 8-го месяца пребывания на питательной среде происходило достаточно активное функционирование проводящей системы, о чем свидетельствовало активное формирование листьев (рис.15: а, б, в). Полученные результаты свидетельствуют, что наиболее активный морфогенез проявлялся у клона 1К, а наиболее низкий коэффициент размножения отмечен у клона 2К, что обусловлено индивидуальными особенностями данного генотипа.

Таким образом, изучение роста и развития саженцев карельской березы кижского происхождения, высаженных на постоянное место в границах природной популяции, показало, что приживаемость растений оказалась выше в условиях участка «Жарниково» по сравнению с «Кушнаволоком». Вероятно, это связано с особенностями экологических условий конкретных мест произрастания. Максимальный прирост у отдельных растений составил 60 см, однако у 70% он не превышал 20 см или вовсе отсутствовал. В результате экспериментальных исследований с привлечением современных биотехнологий (клонального микроразмножения) получена стерильная меристема трех генотипов карельской березы, сохранившихся на охранной территории музея–заповедника «Кижи», и ведется их дальнейшее размножение.

// Бюллетень экологических исследований за 2011 год
Сост. Мартьянов Р.С., Иешко Е.П.
Музей-заповедник «Кижи». Петрозаводск. 2012.

Текст может отличаться от опубликованного в печатном издании, что обусловлено особенностями подготовки текстов для интернет-сайта.

Музеи России - Museums in RussiaМузей-заповедник «Кижи» на сайте Культура.рф