Воронежские генетики взялись за сложный эксперимент по клонированию 198-летнего дуба

Новость о том, что воронежские исследователи из Всероссийского НИИ лесной генетики, селекции и биотехнологии выращивают в пробирке клон Тургеневского дуба, стремительно облетела многие региональные и российские СМИ. Напомним, знаменитое дерево, росшее 198 лет в Музее-заповеднике Спасское-Лутовиново, было уничтожено ураганом в ноябре прошлого года. А на днях корреспондентам «TV Губернии» повезло увидеть первые результаты работы наших генетиков по спасению природной реликвии и узнать о том, какую важную государственную миссию они выполняют на протяжении многих лет. 

В 2013 году, выполняя решение президента, председатель правительства РФ Дмитрий Медведев подписал постановление о развитии генной инженерии и биотехнологий в России. Одним из его пунктов было создание в стране специализированного научного центра. И здесь выбор пал на Воронеж, известный своими успехами в данной сфере, включая клонирование деревьев. Таким образом на базе нашего института, расположенного на улице Ломоносова, был создан Центр лесных биотехнологий РФ. 

– У россиян процесс клонирования вызывает огромный интерес, – рассказал врио  директора Всероссийского НИИ лесной генетики, селекции и биотехнологии Олег Корчагин. – Однако часто люди не различают понятия «клон» и «ГМО». Поясню. Когда учёные внедряются в генотип растения «хирургическим путём», то есть изымают гены, меняют их местами и так далее, они получают на выходе генетически модифицированный организм. Он уже другой, с иными  свойствами, он – изменённый. Клон в сравнении с ГМО – очень простая вещь. Например, когда мы срезаем черенок с винограда,  чтобы его размножить, мы занимаемся клонированием. И человечество делает это тысячелетиями. Подобные манипуляции наши учёные производят и с деревьями. Но это не такая простая задача, как кажется на первый взгляд. Попробуйте клонировать дуб: срежьте его ветку, поставьте в воду – у всех ли она приживётся? 

Экспериментальным путём воронежские генетики пришли к поразительным результатам, когда на засохшей и практически неживой ветке вдруг зарождается почка, возникает новая ткань на остатках листвы размером в несколько миллиметров.

– Мы можем из одной клетки (а в ней содержится вся информация о растении!) вырастить целый организм, – продолжает Олег Корчагин. – Для этого помещаем кусочек ткани – эксплант – в искусственную питательную среду. Выращиваем в стерильных условиях в стекле клон, который стопроцентно есть то же самое растение. После того как эксплант даст побег и корень, пересаживаем его в грунт. 

По словам нашего собеседника, полученное таким образом микрорастение можно и далее размножить. Для этого его разделяют на части, каждую из которых опять же помещают в питательную среду. Таким образом, под решение конкретных задач за короткое время можно создать большую плантацию клонов. Например, вырастить деревья, которые будут использованы в целлюлозно-бумажной промышленности или на производстве пеллет (топливных гранул для котлов и каминов). Здесь быстрорастущие плантации триплоидной берёзы или сортовых тополей просто незаменимы. 

Кстати, чтобы на живой лес не покушались производители мебели, можно также использовать клоновые плантации для мебельной промышленности. Или взять, к примеру, карельскую берёзу и получить точные копии материнского дерева, с теми же признаками. Учёными Воронежского НИИ лесной генетики уже созданы такие плантации карельской берёзы из клонов, выращенных в пробирке. Сегодня это единственная порода дерева, которая продаётся на международных рынках ни на кубометры, а на килограммы.

Подтверждением высокого профессионализма генетиков НИИ стал уникальный опыт 2014-2015 годов по клонированию дерева-долгожителя. Речь идёт о знаменитом волгоградском Тополе Победы. Посаженный ещё до Великой Отечественной войны, он пережил страшнейшую в истории Сталинградскую битву. В 2013 году эксперты осмотрели дерево и пришли к выводу, что великан тяжело болен: его сердцевину изъела ядровая гниль и жить тополю осталось недолго. 

– Ствол был сильно иссечён осколками снарядов, искорёжен, – рассказал Олег Корчагин. – Но, зная наши возможности, Рослесхоз предложил именно воронежским учёным выполнить необычное задание – расклонировать тополь. 

Эксперимент завершился победой науки. Полученные путём клонирования молодые деревца отправились в Волгоград и ещё ряд городов. К слову, губернатор Александр Гусев в бытность мэром поддержал эту акцию и лично принял в ней участие. Сегодня Тополь Победы, посаженный рядом с площадью Победы, – прекрасное дерево 5 метров в высоту, с пышной кроной.

– Узнав об уничтоженном ураганом Тургеневском дубе, мы сами предложили взяться за его клонирование, – отметил Олег  Корчагин. – Это дерево – символ нашей страны, литературная легенда, за которую мы все голосовали на конкурсе «Российское дерево года».

Считается, что Тургенев сам посадил этот дуб. Именно о нём упоминается в одном из последних писем русского классика: «Когда вы будете в Спасском, поклонитесь от меня дому, саду, моему молодому дубу, родине поклонитесь…».

Фото: сайт Музея-заповедника И.С. Тургенева

– Наши специалисты немедленно отправились в Орловскую область, – рассказала сотрудник отдела лесной генетики и биотехнологии Всероссийского НИИ лесной генетики, селекции и биотехнологии Оксана Гусева. – Перед ними стояла непростая задача – собрать материал для последующего клонирования.

Работу осложняло то, что, во-первых, исследователи имели дело с почти 200-летним дубом, излом которого мог быть инфицирован. Во-вторых, всё это происходило в ноябре, когда почки спят, и надежды на то, что их удастся разбудить, – невелики. В-третьих, учёным впервые предстояло клонировать дуб черешчатый – новый объект, с которым до этого они не работали.

– Дерево не отвечало ни одному из условий успешного клонирования, но мы не сдались, – отметила Оксана Гусева. – Полтора десятка веток дуба разрезали на фрагменты. Часть поместили на хранение в специальный холодильник на стратификацию (стимулирование процессов роста). Другую часть поставили в ёмкости с водой или специальным субстратом для получения молодых зелёных побегов.

В мае воронежские учёные совершили вторую экспедицию в Спасское-Лутовиново и привезли материал, который поможет провести дополнительные опыты. В лаборатории корреспонденты «Коммуны» увидели пробирки с нежными зелёными побегами. В нескольких пробирках со специальной средой идёт тихая работа – на кусочках ткани листьев дуба началось едва заметное формирование почек. 

– Есть обнадёживающие результаты, но чем действительно завершится эксперимент, сейчас спрогнозировать невозможно, – заключила Оксана Гусева. – Самым сложным будет этап укоренения. Даже у фрагментов ткани, отобранных от одного дерева, отзывчивость к укоренению может быть очень разной. Поэтому за каждым этапом следим с особым трепетом. Если повезёт с Тургеневским дубом, то полученный опыт поможет в работе и с другими старовозрастными деревьями. Таким образом мы сможем сохранять памятники живой природы для будущих поколений.

СПРАВКА «TV ГУБЕРНИИ»

В 1970 году в Воронеже было организовано Всесоюзное научно-производственное объединение лесной селекции древесных пород с Центральным научно-исследовательским институтом лесной генетики и селекции. Здесь проводятся научные исследования по направлениям: лесная генетика, лесная селекция, лесная биотехнология и др. Создаются новые сорта деревьев. Разработан новый

метод длительного хранения живых образцов ценных генотипов лиственных пород. Сформирована уникальная для России коллекция клонов ценных генотипов деревьев, включающая 70 клонов берёзы, тополя, осины и ивы, длительность хранения которых составляет от 1 года до 28 лет.

ЭТО ИНТЕРЕСНО

Клонирование – это получение путём бесполого (в том числе вегетативного) размножения организма с такой же генетической информацией, что и исходный. Если просто посадить жёлуди Тургеневского дуба, то можно получить его потомство, но не саму природную реликвию. Дети несут гены родителей, но не являются точной копией матери или отца. Клонирование предполагает создание точной копии с идентичным набором генов.