Краснокнижник из пробирки: ученые КФУ высаживают норичник, который клонировали два года

«Из маленького кусочка ткани вырастили целое растение»

Редкое краснокнижное растение – норичник теневой удалось клонировать ученым КФУ. Эксперимент удался не сразу, для успешного результата потребовалось два года. Именно столько времени прошло с момента сбора материала в природе до высадки полученной рассады в естественную среду. Инициатором клонирования выступил заведующий кафедрой общей экологии Института экологии и природопользования КФУ, доцент Вадим Прохоров. Благодаря ученому норичник был занесен в Красную книгу РТ.  

«Норичник теневой был открыт ботаниками КФУ еще в 1925 году. Его потом долго не удавалось найти, в первом издании Красной книги РТ в 1995 году он считался исчезнувшим. В 2004 году я его обнаружил в Казани, на территории Русско-Немецкой Швейцарии. Возможно, там его раньше просто не замечали. Я участвую в ведении Красной книги РТ, являюсь членом комиссии. Соответственно, в последующих ее изданиях норичник был отмечен», – рассказал корреспонденту «Татар-информа» Прохоров.

Чтобы воплотить задумку в жизнь, казанский эколог самостоятельно собрал материал для клонирования. Это было в 2020 году, поздней осенью, когда завершился вегетационный период и выпал снег. Семена и почки растений он передал коллегам с кафедры физиологии растений.

«Технология микроклонального размножения подразумевает, что можно из маленького кусочка ткани вырастить целое растение, и таких кусочков можно набрать много. Буквально из одного листа или почки можно вырастить много растений, при этом в природе растения не пострадают», – пояснил Прохоров.

По его словам, из собранного материала – зеленых листьев и почек – растение клонировать не удалось. Однако удалось прорастить семена. Из пророщенных семян появились растения, которые на кафедре черенковали и клонировали.

«Единственная известная популяция в Татарстане растет в Русско-Немецкой Швейцарии»

Почему норичник теневой так трудно вырастить в природе? Оказывается, это весьма капризное растение.

«Это большая загадка для ученых. Единственная известная популяция во всем Татарстане произрастет на территории Русско-Немецкой Швейцарии. В соседних регионах норичник теневой встречается редко. Он наиболее распространен к юго-западу от Татарстана. В числе возможных причин могут быть неподходящие климатические условия и требовательность к почвам. Мы подозреваем, но не можем никак проверить, что растение требовательно к минеральному составу воды», – пояснил собеседник «Татар-информа».

Норичник теневой растет по берегам ручьев, выхода родников и грунтовых вод. Ученые КФУ изучили места, где он мог бы произрастать, на большой территории в пределах Татарстана есть подходящие условия. Но, тем не менее, растение там не встречается.

«Это редчайший вид, и то, что таким способом можно распространить его популяцию, очень важно», – добавил Прохоров.

Эксперт опасается, что растение, которое находится под угрозой исчезновения, может пострадать в результате благоустройства Русско-Немецкой Швейцарии, ведь при строительстве дорожек может измениться гидрологический режим. По его словам, для данной популяции существует много угроз, поэтому желательно распространить его сразу в нескольких местах. Просто пересадкой этот вопрос не решить, поскольку растение может не прижиться. Способ микроклонирования эксперт считает весьма перспективным.

«Хорошо, что у нас в Казани есть специалисты, которые умеют это делать», – считает сотрудник Института экологии и природопользования КФУ.

Он утверждает, что данный эксперимент не будет закончен, пока ученые и экологи не увидят результат в природе.

«Эксперимент с клонированием длился два года»

В эксперименте по клональному микроразмножению норичника теневого принимала участие кандидат биологических наук, доцент кафедры ботаники и физиологии растений Института фундаментальной медицины и биологии КФУ Ландыш Хуснетдинова. Она рассказала, что в лаборатории «Биотехнология растений» были созданы специальные условия, вся работа проводилась в стерильных условиях. 

«На кафедре ботаники и физиологии растений давно ведутся исследования по разработке методов клонального микроразмножения редких и исчезающих видов лекарственных растений, произрастающих на территории Татарстана. В лаборатории «Биотехнология растений» с участием сотрудников, аспирантов и студентов под руководством доктора биологических наук, профессора Ольги Тимофеевой в стерильных условиях было получено большое количество микрорастений норичника теневого для их дальнейшей адаптации в естественных условиях обитания с целью восстановления популяций данного вида растений, а также для создания искусственных посадок в условиях закрытого и открытого грунта», – сообщила Хуснетдинова.

Эксперимент оказался достаточно трудоемким, потребовалось много времени для подбора питательных сред и условий культивирования. В процессе работы ученые столкнулись с некоторыми сложностями. Всхожесть семян была очень низкой. К тому же семена очень мелкие, работать с ними было непросто. Поэтому приходилось подбирать разные методы работы с этими семенами.

«Проросшие растения разрезали на сегменты побегов с узлом, из которых в пробирке на специально подобранной питательной среде формировалось целое растеньице размером около 5 см. Затем растения вынимали из пробирок и высаживали в горшки с почвой. Наша цель заключалась в том, чтобы быстро получить большое количество посадочного материала за короткий срок в условиях in vitro, и мы ее достигли, используя метод клонального микроразмножения», – добавила спикер КФУ.

Оказывается, сотрудники кафедры ботаники и физиологии растений Института фундаментальной медицины и биологии КФУ имеют большой опыт работы с краснокнижными растениями – бессмертником песчаным, золототысячником обыкновенным и другими.  

«Мы работаем с редкими видами растений, находящимися на грани исчезновения, которые можно использовать в фармацевтической и медицинской промышленности. Далее продолжатся разработки по изучению содержания и накопления биологически активных веществ  в норичнике теневом», – отметила Хуснетдинова.

«Норичник угнетают борщевик Сосновского и крапива»

В конце этой недели – 15 мая казанские активисты планируют провести очередной субботник на территории Русско-Немецкой Швейцарии, где произрастает норичник. Кроме того, молодые люди собираются высадить 30 растений, выращенных в лаборатории КФУ, на территории казанского питомника редких видов.

«Краснокнижное растение произрастает в Русско-Немецкой Швейцарии возле ручья очень компактно, на двух пятачках. Его там угнетают борщевик Сосновского и крапива. Мы боремся с борщевиком, освобождая ареал норичника. Благодаря тому, что в прошлом году хорошо поработали, норичник стал размножаться вдоль ручья», – рассказал организатор субботника Тимур Ескараев.

Если в 2020 году норичник рос лишь на трех квадратных метрах, то в 2021 году разросся колониями. Редкое растение растет сбоку от ручья, поскольку ему нужна влажная почва. Норичнику нужен высоко минерализованный состав воды, как раз такие ручьи есть в Русско-Немецкой Швейцарии.

«Ручьи у нас здесь уникальные, минерализованные, грунтовые воды чистые. Но со стороны улицы Ершова сейчас ведется активная застройка, поэтому существуют опасения, что состав грунтовых вод может измениться и растение погибнет», – сообщил экоактивист.

Образцы, полученные путем клонирования, молодые люди планируют высадить на трех участках, чтобы посмотреть, где приживется. На территории Русско-Немецкой Швейцарии норичник будет высажен вдоль ручьев, в питомнике – вдоль дренажного канала, а также он появится на острове Большом, на Казанке. Последний участок был включен в охранную зону в прошлом году, остров прилегает к будущему парку «Спортивный», но будет закрыт для посещения. Чтобы попасть на остров, нужна резиновая лодка. Поэтому посадки там планируются чуть позже.

«Площадь произрастания в три-четыре метра для краснокнижника – это вообще смешно. Мы попросили Комитет внешнего благоустройства Казани сделать специальное ограждение, чтобы люди его не вытоптали. Если норичник приживется, будет очень здорово, мы получим крепкую популяцию», – заключил Ескараев.