Лісова генетика — кроки в майбутнє

В умовах зміни клімату загроза втрати генетичного різноманіття зросла з особливою очевидністю
Нині питання збереження лісових генетичних ресурсів набуло особливої актуальності, оскільки генетичне різноманіття визначає здатність живих організмів пристосовуватися до змін умов навколишнього середовища. Лісові насадження з низьким рівнем генетичних ресурсів більшою мірою схильні до негативних впливів, що надалі може призвести до їх деградації та розпаду. У Росії вже є чимало прикладів цього. Зникли «корабельні сосни» на Середньоросійській рівнині, здорові осичники в північно-західній частині, високопродуктивні й стійкі діброви в лісостепу. Наші заплавні діброви також зазнали екологічного лиха. Крім того, нерідко й лісогосподарська діяльність призводить до негативних незворотних змін у генофондах лісоутворювальних видів.
Не відхиляючись від мети
Білорусь виявилася єдиною країною на пострадянському просторі, де було розроблено програму комплексного підходу до генетичних ресурсів.
У нашій країні приділяється особлива увага сучасному стану, проблемам і перспективам лісовідновлення та лісорозведення на генетико-селекційній основі. Невипадково в 1998 році Інститутом лісу НАН Білорусі для Мінлісгоспу розроблено «Програму збереження лісових генетичних ресурсів і розвитку селекційного насінництва основних лісоутворювальних порід Республіки Білорусь на період до 2015 року». Пріоритетні напрями Програми передбачають заходи зі збереження лісових генетичних ресурсів, подальше вдосконалення та розвиток лісонасіннєвої бази, поглиблення генетико-селекційних досліджень лісових деревних порід.
Завдяки цьому в нас у республіці роботи в цьому напрямі не лише не призупинилися, а, навпаки, активно розвивалися.
Нині в різних країнах на урядовому рівні прийнято спеціальні програми зі збереження лісових генетичних ресурсів.
Європейський інтерес
Про інтерес до цієї проблематики свідчить і те, що у вересні цього року в міжнародній конференції «Сучасний стан, проблеми та перспективи лісовідновлення і лісорозведення на генетико-селекційній основі», яка проходила на базі Інституту лісу НАН Білорусі, взяли участь понад 100 учених і практиків, які представляли 35 науково-дослідних, виробничих і освітніх установ п'яти країн (Білорусь, Росія, Україна, Казахстан і Латвія). А невдовзі захід такого самого рівня пройшов на базі Литовського Інституту лісу, де йшлося про напрацювання з цієї проблематики вчених країн Балтії, Білорусі та Польщі.
За результатами зустрічей учасники дійшли висновку, що за останній час у цьому напрямі досягнуто значних успіхів. Так, при проведенні заходів із лісовідновлення та лісорозведення активно використовуються сучасні біотехнологічні й молекулярно-генетичні методи; реалізуються нові шляхи створення та вирощування високопродуктивних і стійких лісів різного цільового призначення; розроблено способи лісовідновлення на згарищах і формування пожежостійких лісових культур.
Досвід – у загальний банк даних
Колеги з різних країн зійшлися на думці, що дослідження вчених Інституту лісу НАН Білорусі в галузі генетико-селекційних робіт є головними на пострадянському просторі, а отримані ними результати роблять значний внесок у розвиток науки про ліс. При Інституті лісу НАН Білорусі побудовано й запроваджено в дію генетичний банк насіння лісових деревних порід. Лабораторія генетики та біотехнології має все необхідне сучасне обладнання для створення та функціонування системи генетичного моніторингу. Лабораторією лісової селекції та насінництва досягнуто значних успіхів з насінництва сосни, ялини та інших порід. При цьому лише в нашій республіці лісонасіннєві плантації закладаються на підставі результатів випробувальних культур потомства плюсових дерев. У Білорусі плідно працює Республіканський лісовий селекційно-насінницький центр, оснащений сучасним обладнанням і технологіями переробки та зберігання насіннєвого матеріалу, вирощування садивного матеріалу із закритою кореневою системою.
Значних успіхів у галузі популяційної генетики, лісовідновлення на згарищах і створення пожежостійких лісових культур досягнуто вченими Інституту лісу ім. В.М. Сукачова СВ РАН (м. Красноярськ, Росія). Дедалі більшої актуальності набувають біотехнологічні дослідження. Очевидні успіхи вчених Воронезького державного університету, НДІ лісової генетики та селекції (м. Воронеж, Росія), Інституту лісу Карельського НЦ РАН (м. Петрозаводськ, Росія), Казахського НДІ лісового господарства (м. Щучинськ, Казахстан), Інституту загальної генетики та цитології (м. Алмати, Казахстан) і Латвійського Інституту лісу «Силава» в галузі мікроклонального розмноження хвойних і листяних порід. Польська делегація на конференції в Литві представила доповіді, пов'язані із селекційними та молекулярно-генетичними дослідженнями лісових деревних порід Центральноєвропейського регіону. А завідувач Латвійського генетичного банку рослин Дайніс Рунгіс демонстрував можливості тривалої консервації генетичного матеріалу у вигляді гермоплазми та розповів про сучасні тенденції в галузі кріоконсервації, і їхнє значення для збереження лісових генетичних ресурсів.
Нові об'єкти для досліджень учених-генетиків
Після закінчення конференції, що проходила у Вільнюсі, було ухвалено рішення про формування спільного проєкту лісовими інститутами Білорусі, Польщі, Литви та Латвії в рамках міжнародної Європейської програми. А між Інститутом лісу НАН Білорусі та Литовським Інститутом лісу підписано Угоду про наукову співпрацю.
Вчені вважають, що перед лісовою наукою стоїть багато актуальних завдань. Зокрема, це стосується проблеми організації насінництва дуба звичайного на селекційно-генетичній основі та лісовідновлення заплавних дібров. Пильнішу увагу слід приділити організації та розвитку лісорозсадницького господарства, вказувалося на важливість удосконалення нормативних документів із визначення якості садивного матеріалу. Необхідно продовжити дослідження з поліпшення екологічної структури насаджень. Викликає занепокоєння проблема збереження біорізноманіття при штучному лісовідновленні.
Підкреслювалося, що головним завданням досліджень щодо обговорюваних вище проблем є розроблення нових і вдосконалення наявних методів збереження генофонду, добору високопродуктивних і стійких насаджень (популяцій) та форм місцевих, а також інтродукованих лісових деревних рослин, вирощування якісного лісосадивного матеріалу та створення культур різного цільового призначення.
Коментарі фахівців
У зв'язку з новими підходами при створенні лісів пропонується така стратегія підвищення ефективності об'єктів ПЛНБ, використання селекційного насіння при вирощуванні садивного матеріалу, розв'язання завдань лісорозведення та лісовідновлення:
Стратегія підвищення ефективності
Останніми роками спостерігається тенденція стабілізації щорічних обсягів лісокультурних робіт в обсязі 40 тис. га, пов'язана зі скороченням площі земель лісового фонду, придатних для лісорозведення. Основними лісокультурними площами є поточні вирубки при заготівлі деревини в порядку ведення лісокористування. Абсолютно переважають культури, що створюються методом посадки. У видовому складі створюваних лісових культур переважає сосна звичайна (66,6 %). На частку ялини європейської припадає 20,5 %, дуба звичайного – 6,4 %. Перспективним напрямом розвитку лісокультурного виробництва в Білорусі на сьогодні є створення плантаційних лісових культур для забезпечення деревною сировиною виробництва газетного паперу та целюлози, а також закладання енергетичних плантацій швидкорослих деревних порід з метою отримання паливної деревини для теплоенергетичних установок, що працюють на місцевих видах палива. Щорічні обсяги створення плантаційних культур для зазначених цілей становлять понад 600 га.
— розроблення науково обґрунтованих засобів і методів захисту об'єктів ПЛНБ від ентомошкідників; забезпечення господарств необхідними машинами та механізмами для організації комплексних механізованих доглядів за об'єктами ПЛНБ і заготівлі лісонасіннєвої сировини, проведення захисних заходів;
— виконання заходів, що стимулюють плодоношення та забезпечують доступність лісонасіннєвої сировини до збору (зрідження, формування крони, агротехнічні та лісівничі догляди);
— надійні економічні стимули розвитку об'єктів ПЛНБ;
— використання сучасних технологій при створенні та експлуатації ПЛНБ;
— вирощування садивного матеріалу для лісокультурного виробництва сосни звичайної на 100 % з поліпшеного насіння, ялини європейської – 50 %, дуба звичайного в суходільних, плакорних типах лісу – 50 %, заплавних – 100 %;
— паралельно із суцільнолісосічною системою рубок і штучним лісовідновленням цілеспрямоване впровадження несуцільних рубок лісу, з формуванням лісів природної регенерації, як стійкіших до забруднення навколишнього середовища та повніше збережних біорізноманіття;
— обмеження створення монокультур, особливо на старорілних землях, віддаючи перевагу змішаним лісовим культурам із місцевих лісоутворювальних порід;
— збільшення обсягів лісових культур, що створюються великомірним садивним матеріалом;
— здійснення підбору породного складу створюваних лісових культур на підставі ґрунтово-типологічного обстеження, з урахуванням лісорослинного районування;
— створення нових вітчизняних зразків лісокультурної техніки, що відповідає сучасним вимогам, і на їхній базі забезпечення підвищення продуктивності праці та якості лісовідновних робіт, продовження робіт зі створення та вдосконалення технічних засобів із заліснення земель у зонах радіоактивного забруднення.
Микола КРУК, перший заступник міністра лісового господарства Республіки Білорусь.
Переваги білоруських методів
На сьогодні ми підійшли до можливості впровадження в лісове господарство країни генетичного моніторингу лісів. А це зовсім новий, якісніший рівень відтворення рослинних ресурсів лісу.
В Інституті лісу НАН Білорусі дослідження проводяться по всьому спектру напрямів, що розглядаються закордонними колегами. Особливий інтерес у закордонних гостей викликало відвідання ПЛР-лабораторії, збудованої минулого року відповідно до європейських стандартів і оснащеної всією необхідною сучасною технікою, а також «Генетичного банку насіння». Генетичний банк становить собою міжлабораторний підрозділ, заснований на базі двох лабораторій інституту: лабораторії генетики та біотехнології й лабораторії лісової селекції та насінництва. Під час ознайомлення було продемонстровано обладнання з переробки та зберігання насіння хвойних порід. Учасників було ознайомлено з методами якісної оцінки партій насіння, що використовуються в генному банку.
Серед розробок, що дають змогу інституту посідати лідирувальні позиції, насамперед слід відзначити ті, які ґрунтуються на впровадженні сучасних методів ДНК-аналізу в лісове господарство. Особливу увагу привернули роботи зі створення системи молекулярно-фітопатологічного моніторингу, заснованого на методах ДНК-маркування й такого, що дає змогу в стислі терміни (до кількох годин) ідентифікувати в будь-яких рослинних зразках і різній деревній продукції бактеріальну або грибну інфекцію. Перевагою цього напряму є не лише можливість ранньої діагностики захворювань у сіянців, саджанців або дорослих дерев, а й аналіз різноманітних потенційних джерел інфекції (ґрунту, повітря, води) ще до посадки матеріалу. Загалом розроблення молекулярно-генетичних методів для ідентифікації патогенної інфекції дасть змогу перейти на зовсім інший рівень проведення лісозахисних заходів. Використання цього методу можливе не лише в лісовому господарстві, а й у лісопереробній промисловості. Наприклад, визначення ступеня зараженості деревини на нижніх складах або оцінка ефективності розроблюваних спеціальних фунгіцидних складів для просочення дерев'яних виробів. Ці методи можуть також використовуватися й в інших галузях народного господарства: сільському господарстві (при вирощуванні тепличних овочів), архітектурі (при реконструкції історичних пам'яток для визначення необхідності заміни несучих конструкцій) тощо.