Клоны деревьев помогут восстановить леса: российские ученые повысили приживаемость саженцев для восстановления лесов после п

Клоны деревьев помогут восстановить леса: российские ученые повысили приживаемость саженцев для восстановления лесов после пожаров

Ученые НИТУ "МИСиС" и Тамбовского государственного университета совместно с партнерами из Питомнического комплекса Воронежской области при участии специалистов ВГЛТУ представили новую технологию для повышения приживаемости саженцев-микроклонов, высаживаемых для восстановления лесов после массовых пожаров. Использование нанопрепаратов позволило получить саженцы лиственных и хвойных деревьев с повышенной на 10-28% приживаемостью в открытом грунте. Они уже были использовали при создании экспериментальных лесонасаждений на территории Воронежской области.

По данным Рослесхоза, в 2019 году экономический ущерб от лесных пожаров в России составил 14,4 млрд рублей. За пожароопасный сезон в ряде российских регионов огонь охватил свыше 10 млн га леса.

Для восстановления лесных ресурсов выгоревшие участки засеваются саженцами, выращенными в специальных лабораторных условиях методом микроклонального размножения. В основе метода лежит способность растительной клетки в благоприятных условиях давать начало целому растительному организму. Древесные микроклоны можно размножить в 3-4 раза быстрее, чем обычные саженцы, при этом они генетически однородны.

Однако во время адаптации к почве из-за неприспособленности растений существует высокая вероятность их гибели, что снижает результативность технологии в целом. Для решения этой проблемы коллектив ученых ТГУ им. Державина и НИТУ "МИСиС" разработал и получил экспериментальные образцы уникальных нанопрепаратов для микроклонального размножения древесных растений, на основе коллоидных растворов наночастиц.

"Полученные нанопрепараты являются основой питательной среды и защищают проростки древесных растений, полученные микроклональным способом, от воздействия инфекций. Прежде всего - микроскопических фитопатогенных грибов, от которых на этой стадии гибнут порядка 30% саженцев, - рассказал руководитель проекта, директор НИИ экологии и биотехнологии ТГУ, старший научный сотрудник кафедры ФНСиВТМ НИТУ "МИСиС" Александр Гусев. - Инфекции особенно опасны при переносе проростков из лабораторных пробирок в нестерильную среду теплицы, где они доращиваются до получения саженцев, которые можно высаживать в открытый грунт".

Эксперименты в рамках проекта показали, что нанопрепараты в питательной среде обеспечивают гибель порядка 90-95% патогенных микроорганизмов. Нанопрепарат используется для стерилизации экспланта (исходного кусочка ткани растения, который затем клонируется) перед введением в культуру, а также добавляется в культивационную среду, где растут микропроростки. Кроме того, растения обрабатываются суспензией нанопрепарата через полив грунта после пересадки из пробирок в емкости с грунтом.

"Действующее вещество препаратов - нанокомпозиты состава оксид графена-серебро и оксид-графена-оксид меди. При этом наночастицы серебра или оксида меди находятся на поверхности листов оксида графена, - рассказал представитель разработчиков нанокомпозита, руководитель кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ "МИСиС" Денис Кузнецов. - Оксид графена служит в качестве носителя биоактивных наночастиц и стабилизатора коллоидных систем, а серебро и оксид меди работают как нетоксичные для растений фунгициды (вещества, подавляющие рост патогенных микроскопических грибов) широкого спектра действия. Стоит отметить, что наночастицы оксида меди в условиях in vitro способствовали увеличению образования дополнительных побегов у саженцев. Это соответствует данным, полученным сотрудниками нашей кафедры в ходе многолетних исследований - наночастицы металлов и оксидов металлов нередко проявляют стимулирующие эффекты по отношению к целому ряду растительных культур".

В результате реализации проекта были созданы не имеющие аналогов стимуляторы роста и фитоиммунитета древесных культур, предназначенные для использования в качестве компонентов культивационных сред для микроклональных проростков и для обработки растений в условиях теплицы в ходе доращивания в закрытом грунте.

Разработка российских ученых имеет экспортный потенциал, поскольку может быть востребована в странах, где большую часть посадочного материала производят лабораториях микроклонального размножения - США, Канаде, Испании, Италии, Португалии, Польше, Германии, Латвии, Бельгии, Голландии.

В целом, в России потребность в саженцах, полученных микроклональным размножением, составляет 40-50 млн растений в год. На сегодняшний день эта потребность удовлетворяется отечественными биотехнологическими компаниями только на 2,5%.

+7 495 647-23-09

Справка о НИТУ "МИСиС"

НИТУ "МИСиС" - один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ "МИСиС" также представляет собой полноценный научный центр. Университет занимает ведущие позиции в мире в предметных рейтингах THE, QS и ARWU сразу по 13 направлениям, входя в топ-100 в категориях "Инжиниринг-Горное дело" (рейтинг QS) и "Инжиниринг-Металлургия" (рейтинг ARWU), в области материаловедения НИТУ "МИСиС" в группе 101+ лучших вузов (рейтинг QS).

Стратегическая цель НИТУ "МИСиС" к 2020 году укрепить лидерство по направлениям специализации: материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно усилить свои позиции в сфере био-, нанотехнологий и ИТ. В состав университета входит 10 институтов, 6 филиалов - четыре в России и два за рубежом. В НИТУ "МИСиС" учится более 22 000 обучающихся из 81 страны мира. В университете действуют более 30 научно-исследовательских лабораторий и 3 инжиниринговых центра мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные ученые. НИТУ "МИСиС" успешно реализует совместные проекты с крупнейшими высокотехнологичными компаниями России и мира.