регионы России
Направления деятельностиСведения об организацииО нас80 лет службе защиты леса!УслугиФилиалыКонтакты
Карта филиалов
Российского центра защиты леса
Посмотреть филиалы списком
закрыть

Общая информация

Телефон единой диспетчерской службы
Федерального агентства лесного хозяйства

8-800-100-94-00

 

 

 

Лесная генетика – мощный инструмент сохранения генофонда растений

Генетика  лесная  (от греч. genesis - происхождение) – одно из направлений современной  генетики, науки, изучающей механизмы и закономерности наследственности и изменчивости организмов. В ее сферу деятельности входит мониторинг состояния лесных генетических ресурсов, контроль за оборотом репродуктивного материала, фитопатологический контроль и еще ряд сопутствующих задач. Лесная генетика сейчас бурно развивается, но это развитие сопровождается возникновением ряда проблем, требующих анализа и решения.

Обо всем этом мы поговорили с Татьяной Александровной Поляковой, начальником Отдела мониторинга состояния лесных генетических ресурсов.

– Татьяна Александровна, большинство из нас смутно представляют себе, что такое генетика, а уж что такое лесная генетика и вовсе не знают. Какую роль она играет в сохранении и развитии леса?

– В лесной генетике объектом исследования служат лесообразующие древесные породы. Сейчас мы активно работаем с хвойными породами: елью, лиственницей, кедром, сосной, а также дубом. В этом году мы начали работу и с такими лиственными породами, как береза, осина, ясень и др. То есть объект нашего внимания – генофонд деревьев, широко распространенных на территории РФ. Изучение лесных генетических ресурсов способствует сохранению их биоразнообразия, что, в свою очередь, является необходимым фундаментом для ответственного управления лесами и эффективного лесопользования. Иначе говоря, знать генетику деревьев важно, например, для борьбы с нелегальными рубками.

– Как же генетика связана с рубками?

–  Дело в том, что генетическими методами можно определить, где было срублено дерево. Вот пример: есть пень и есть древесина, и предполагается, что пень соответствует данному круглому лесоматериалу. Но это нужно доказать! Поэтому мы берем образцы с пня и с круглой древесины и определяем соответствие или несоответствие. Иногда нам привозят неизвестные образцы древесины и просят определить, откуда они. Чтобы это сделать с высокой степенью достоверности, нужна обширная база данных, поэтому базу генетических данных мы сейчас наполняем, собирая по всей территории России образцы древесных растений. Далее мы проводим генетический анализ полиморфных участков генома того или иного растения из конкретного региона, и определяем, есть ли там уникальные или редкие аллели.

– А что это – аллели?

– Аллели – это различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом и определяющие варианты развития одного и того же признака. Мы изучаем ДНК любого отдельного дерева по нескольким полиморфным участкам генома, анализ которых позволяет одно дерево отличить от другого. Каждый такой полиморфный участок может нести несколько различных аллелей в зависимости от наследования. У деревьев, как и у человека, любой ген ядра имеет всегда два аллеля – один наследуется от отца, другой от матери. В генах сосредоточено все разнообразие аллелей. Есть часто встречающиеся аллели, а есть редкие и уникальные, присущие деревьям из одного региона. Поиском таких аллелей мы сейчас и занимаемся. По редким аллелям можно понять, откуда произошло это дерево.

– Для чего необходимо определять, откуда дерево?

– Например, представители следственного комитета иногда присылают нам запросы. Ведь идут следственные дела по незаконным рубкам и нужно выяснить, откуда вывезли лес. Или, допустим, определили, что деревья больны и принято решение провести санитарные рубки, а потом возникает вдруг подозрение, что диагноз сфабрикован для того, чтобы просто вырубить лес и продать. Вот здесь генетический анализ и приходит на помощь в расследовании.

– Кем принимается решение о рубках?

– Местные органы надзора за лесом сдают лесные угодья арендаторам, а те принимают решения о рубках. Если возникают какие-то сомнения в правомерности рубок, то образцы деревьев присылают к нам на экспертизу. Чаще мы делаем экспертизы на наличие и степень распространения заболеваний. Например, есть ряд болезней леса, при которых просто необходимы санитарные рубки, а есть недуги, которые не требуют рубок, там достаточно принять определенные меры защиты.

– Я так понимаю, вы пишете экспертное заключение о том, правомочны ли были рубки.

– Совершенно верно. К счастью, наверное, не так часто к нам с такими просьбами обращаются. Но если обращаются, мы делаем все, что от нас зависит.

– А чем в целом занимается отдел генетики, какова его текущая работа?

– Основное направление нашей деятельности – мониторинг состояния лесных генетических ресурсов. Мы рутинно проводим генетические анализы основных лесообразующих пород и наполняем базу данными об аллельных состояниях генотипов и митотипов. Эти данные потом будут способны решать такие задачи, как происхождение древесины, контроль незаконных рубок, оценка биологической устойчивости той или иной породы.

Вторая задача –  это контроль оборота репродуктивного материала лесных растений при воспроизводстве лесов. Иначе говоря, мы наполняем нашу базу данных генетическими характеристиками контрольных образцов семян достоверно известного происхождения.

– А кто собирает для вас семена?

– Семена поступают на оценку качества либо в лесосеменные станции по всей стране, либо в наш Федеральный фонд семян. А собирают их все, кому не лень, кто хочет сдать их за деньги – лесные хозяйства, арендаторы, частные лица. Наша задача – отобрать контрольные образцы семян, провести ДНК-анализ, занести генетические характеристики в базу данных. Так, в результате анализа нескольких полиморфных областей генома образуется уникальный генетический код образцов семян. Потом мы отслеживаем, куда эти семена высеваются, отбираем сеянцы, также проводим генетические анализы.

Предположим, к нам пришли семена из Брянской области, мы определили их генотипы. Из Брянска их высеяли в питомник Московской области. Мы отобрали сеянцы и проверили, есть ли соответствие. По документам семена из Брянской области, но не исключено, что в питомнике высеяли материал из другого региона. Мы можем это отслеживать.

– С какой целью?

–  С целью контроля качества посадочного материала. Ведь дальше сеянцы становятся саженцами, используются для лесовосстановления или закупаются для озеленения городов и т.п. Мы стараемся отслеживать всю цепь передвижения репродуктивного материала известного происхождения с заявленными свойствами, и заодно наполняем базу контрольными образцами. Это новое направление мы начали развивать с мая-июня текущего года.

Это примерно то же, что продажа породистых щенков. Им дают паспорта, поскольку хозяевам важно и интересно знать не только откуда их питомец, но и всю родословную. Так же и мы планируем прослеживать весь путь движения растения – от начала жизни семян до взрослых насаждений.

Третья наша задача – фитопатологический контроль. Когда визуально еще невозможно определить заболевание, генетика способна обнаружить наличие инфекционных агентов. Благодаря этому можно своевременно принять меры защиты. Если возникли подозрения, можно провести скрининг на заболевания бактериальной, вирусной или грибковой природы и узнать, какие недуги поразили растения. В зависимости от полученного результата можно либо удалить объект заражения, либо соответствующим образом обработать его. Здесь все как у людей – на начальной стадии болезнь гораздо легче вылечить.

– Каково общее состояние лесов в России, наблюдаются ли очаги заболеваний?

– Лес – это устойчивая биологическая система, которая сама обновляется и самоочищается. Мы лишь изучаем закономерности этой системы, можем корректировать очаги заболеваний. Сегодня в стране наблюдаются очаги поражения, например, в Иркутской области, в Бурятии, в Красноярском крае свирепствует, предположительно, бактериальная водянка. Мы как раз сейчас работаем над тем, чтобы выяснить, действительно ли это бактериальная водянка или какое-то другое заболевание. Ведь сходные симптомы дают и другие недуги. Хотя меры защиты применяются примерно одинаковые, лучше знать точно, какая именно болезнь поразила деревья. Над этой проблемой мы бьемся с августа, опытные коллеги из Красноярска квалифицированно отобрали материал для анализа. Бактериальную водянку очень сложно идентифицировать.

Итак, ваша база данных постоянно наполняется. Сейчас еще сложно назвать точную цифру?

– Сейчас как раз готовится годовой отчет, и к концу года станет известно, сколько у нас всего образцов в базе данных и какие задачи эта база сможет решить с высокой степенью вероятности.

– В наши дни говорят, что много леса гибнет… Почему, генетика плохая?

– Это сложный вопрос, не имеющий однозначного ответа. Тут сошлись воедино несколько причин: человеческий фактор, пожары, поражаемость заболеваниями. Из-за всего этого ослабевает иммунитет деревьев, снижается устойчивость пород к тем или иным патогенам.

– Вы говорили о бактериальной водянке. А насекомые – гусеницы и короеды и т.д. – могут изменять генотип?

– Сам генотип в этом смысле разрушить нельзя, можно разрушить биологический организм, но не генотип. Генотип – это совокупность генов в ядре клеток, которая характеризует один организм, одну особь, один биологический образец.

– Как и кем осуществляется сбор образцов для генетического анализа?

– Лесопатологи выезжают в лес для выполнения своих задач и попутно собирают образцы для генетических лабораторий. Методика сбора, в целом, уже отработана, но постоянно совершенствуется. Потом образцы поступают в 7 ДНК-лабораторий по всей стране. Наша лаборатория в Пушкино работает с 2008 года, с 2008 по 2012 годы были открыты лаборатории в Воронеже, Барнауле и Красноярске, а в этом году запущены ДНК-лаборатории в Архангельске, Санкт-Петербурге и Хабаровске. За каждой из них закреплены определенные регионы РФ, откуда и привозят образцы лесопатологи. И дальше по единой схеме и по единым методикам материал анализируется. С одной точки (выборки или популяции) необходимо собрать около 30-50 образцов, большее количество собирать и анализировать нет смысла. Количество аллелей по тому или иному изучаемому локусу не безгранично, и данное количество изученных образцов демонстрирует все разнообразие и многообразие аллелей.

– Необходима ли вам помощь научного сообщества в проведении генетических исследований?

– Прикладная лесная генетика в РФ начала применять современные молекулярно-генетические методы недавно, а это мощный инструмент для изучения и сохранения генофонда лесных растений, для решения поставленных государством задач. Думаю, что лесную генетику ожидает стремительное развитие в обозримом будущем. И в связи с этим нам необходима сейчас помощь академических структур в разработке методик, прежде всего, для диагностики тех или иных фитопатогенов. Наши лаборатории – производственные, их работа должна быть поставлена на поток, когда к нам поступает задача, мы должны ее решать максимально быстро. Не хочется отвечать тем, кто к нам обращается за помощью: «Мы пока не в силах разрешить вашу проблему». Чтобы решать все поступающие задачи, нужно иметь под рукой все требуемые, разработанные и апробированные методики! Именно они сейчас больше всего нуждаются в доработке.

 

 

 

Корпоративный вход