Редкие растения из пробирок: лаборатория Ботанического сада

В биотехнологической лаборатории Ботанического сада-института ДВО РАН во Владивостоке выращивают редкие дальневосточные виды растений. В небольшой комнате без окон, с искусственным освещением и климат-контролем на полках стоят сотни пробирок, колбочек и баночек с крошечными растениями. Многие из них уникальны — некоторые буквально спасают, поддерживая и восстанавливая популяции. Например, древнее водное растение с Триозёрья или эндемик, который вытаптывают туристы на Тобизина.

Методика выращивания называется in vitro — «в стекле», даже если растение находится в пластике. Это означает проведение экспериментов в пробирке, вне естественной среды. Научный сотрудник, руководитель группы биотехнологии растений Анастасия Пьянова пояснила: «Можно заниматься размножением разными способами. Семена, почки, части растения, корневища. Здесь в основном редкие дальневосточные виды. Сорта, которые либо получают учёные Ботанического сада-института, либо те, что хорошо размножаются в нашем климате. Он у нас сложный: тепло, влажность, высокий патогенный фон».

В одной из баночек — реликтовая бразения Шребера. Это водное растение, очень древнее, существовало ещё до последнего оледенения. Оно было распространено по всей Евразии, до сих пор растёт в Америке, а в Китае, Корее и Японии его культивируют на плантациях. В Приморье бразения встречается редко, но всё ещё есть в озере в бухте Триозёрье.

Сейчас в Ботаническом саду спасают остролодочник Шелудяковой (Oxytropis scheludjakovae) — эндемика северо-востока России. Это декоративный медонос, крайне редкий, растущий только в Якутии, да и там очень скудно. Семена во Владивосток пришли из Якутска, из института биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения РАН. Остролодочниками занимаются Ксения Бердасова и Мария Никифорова. Сейчас крошечное растение сидит в пробирке в питательном желе с макро- и микроэлементами, витаминами и сахаром. Среда густая благодаря агар-агару.

Мария Никифорова, инженер группы биотехнологии растений, рассказала, что даже в интернете нашла лишь одну фотографию остролодки Шелудяковой для диплома. С этим растением она работает три года. Сначала нужно было получить проростки и корни из семян, но процесс затянулся: «Очень привередливые. Ничего не нравилось, они умирали. Давали дополнительные побеги, а корней не было. Полгода-год как корни начали хорошо расти».

Анастасия Пьянова добавила: «Чтобы их размножать или переводить в грунт, нужен корень. И проблема в том, что они не укореняются либо не дают дополнительные побеги, не хотят размножаться. А ведь здесь они как в яслях: ухаживаем, смотрим, кормим. И в природе семена хорошо не прорастают, это одна из причин их редкости».

Когда корни всё-таки появились, Мария объяснила: «Я уже и оды пела, и в любви признавалась. Потом забыла про них, сказала, возьму другой объект. И они оживились». Пьянова подтвердила: «Звучит смешно, но часто так и происходит. Когда мы оставляем объекты в покое, не пытаемся стимулировать, наоборот, даём какой-то кризис в виде бедной среды или редких пересадок. Питательную среду нужно менять раз в три недели-месяц, состав исчерпывается. Бывает, оставляем месяца на три и — пожалуйста: они понимают, момент кризисный. Нужно спасаться».

В пробирках живут и другие остролодочники: ханкайский (Oxytropis chankaensis), русский (Oxytropis ruthenica) и прямой (Oxytropis erecta). Прямой встречается на Камчатке, Чукотке и в Сибири. Ханкайский — редкий узколокальный эндемик побережья Ханки, его популяция сильно зависит от колебаний уровня воды. Остролодочник русский — эндемик российского Дальнего Востока, растёт на побережье по пути к мысу Тобизина на Русском острове. Это растение сильно страдает от потока туристов, которые его вытаптывают.

По словам Пьяновой, «они идут смотреть на скалы и аммониты на Тобизина. Для них это просто трава. Если нет цветка, это не интересно. Вот о маках журналисты часто рассказывают — и люди знают, что редкие… Понимаю, увидеть ларгу интереснее, чем остролодочник. Хотя он очень красиво цветёт. И растёт небольшими популяциями».

Основная задача лаборатории — сохранение редких генофондов Дальнего Востока. Поэтому учёные берут материалы не только из Приморья, но и из Якутии, Сахалина, Камчатки. С Сахалина, например, привезли реликтовую жимолость Толмачёва. Кустарник размножается сложно, ягоды несъедобные, но он перспективен для озеленения.

После того как растения пускают корни, их пересаживают в соседнюю комнату с окном. Здесь их высаживают в стерильный грунт, создавая условия высокой влажности. Тепличку сначала закрывают, потом постепенно приоткрывают на 15–20 минут в день, затем на час, пока не откроют полностью. Это этап ex vitro — переход от лабораторных условий к открытому грунту. С остролодкой из Якутии так и не получилось: «Ей пока не нравится, — говорит Мария. — Я высаживала, наверное, штучки три. Одним сразу плохо становилось, одна росла около месяца, потом тоже не заладилось. Подбор грунта — тоже длительный процесс».

Пьянова пояснила: «Вот и подбираем условия, приближённые к их родине. Остролодочник из Якутии плохо переносит адаптацию, ну и ещё ханкайский. Это виды с узкими ареалами. Все думают, сейчас возьмём одну почку, получим тысячи растений. И вообще, в лаборатории всех спасут. Но если они в природе плохо размножаются, если это запрограммированно редкий вид, у него плохая семенная продуктивность или другие факторы, кроме антропогенного влияния, то и в лаборатории это очень сложно преодолеть».

Учёные отмечают необходимость понимать механизмы работы генов, подбирать регуляторы и концентрации. Данных по дальневосточным видам мало, и в Приморье этим направлением занимаются немногие — биотехнологическая лаборатория сада-института и лаборатория Федерального научного центра биоразнообразия ДВО РАН.

В стерильной комнате стоят ламинарные боксы — шкафы с потоком чистого воздуха. Работают со спиртовкой, пинцетами и скальпелями, всё обеззараживают. Пьянова объяснила: «Пересаживая, мы разрезаем растение, и ткань можно заразить. Можно возразить — вот мы черенкуем дома, и ничего, растут. Но в питательной среде для растений есть сахар — лучший подарок спорам бактерий и грибков. Если попадут, прорастут очень быстро. И всех заразят. Поэтому нужна стерильность, что-то вроде хирургического кабинета для флоры». Сахар необходим, так как участвует в фотосинтезе и строительстве тканей и клеток.

В уличной теплице стоят металлические ячеистые столы-помосты с ёмкостями. Напротив — маленькие грядки. Анастасия показала бразению: «Вот, кстати, бразения, которую мы с вами фотографировали. Водное растение с плавающими листьями. Это тоже популяция из озера в бухте Триозёрье. И образец, который мы в культуру вводили, взят оттуда. Мы его ввели инвитро, а потом уже из инвитро адаптировали».

Она также упомянула, что бразения есть на озере Лотос в Хасанском районе, но несколько лет туда ездили и не нашли: «должна оставаться. Там живёт другой вид, барнардия японская. Но всё перерыто экскаваторами — строят дорожки, благоустраивают. И мы не знаем её состояния — пока не зацветёт, её не видно. Но у нас есть. Если что, поедем спасать». Барнардия значится в двух Красных книгах — российской и приморской.

Зимовать подросшие растения будут в теплице. Весной декоративные виды отдадут в отдел продаж — их можно купить в Ботаническом саду. Это, например, сортовые рододендроны, венерина мухоловка и росянки. Сорта, переданные учёными, возвращают кураторам: пионы — Людмиле Мироновой, сирени — Людмиле Пшенниковой, рододендроны — Илье Богачёву. Часть растений высаживают на собственных участках и наблюдают за ними.

Пьянова отметила: «Вот этот эдельвейс Палибина — эндемик Приморья. Я его с ирисом передавала руководителю научно-производственного отдела Алексею Владимировичу Салохину. Ирис он высадил на альпийскую горку. Наблюдаем, как растёт. В будущем году будет цвести. А эдельвейс — в другом месте. Высаживал весной. Всё прекрасно, и это радует».