«Ведьмины метлы» помогли томским дендрологам создать новые сорта хвойных

Ученые Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН вывели целый ряд уникальных и перспективных для дальнейшей селекции сортов на основе живой генетической коллекции так называемых «ведьминых метел» — аномальных образований в кроне дерева, действительно, похожих на метлу. Для этого томские дендрологи провели их всестороннее изучение, в том числе определили характер наследования ценных признаков.

«“Ведьмины метлы” — это редкие мутации на хвойных деревьях, которые приводят к формированию необычных, медленно растущих и густо ветвящихся побегов с короткой хвоей. По приблизительным оценкам, их дает лишь одна из десяти миллиардов делящихся клеток. В настоящее время причины возникновения подобных мутаций еще неизвестны и малоизучены, что объясняется слабой изученностью и огромным размером генома кедра (он почти в десять раз больше генома человека). Однако на основе клонов “ведьминых метел” с помощью вегетативного (путем прививки черенка с “ведьминой метлой” на обычный саженец) или семенного размножения выводятся новые сорта хвойных растений», — говорит заведующий лабораторией дендроэкологии ИМКЭС СО РАН доктор биологических наук Сергей Николаевич Горошкевич.

Ученым требуется минимум 25—30 лет и сотни образцов деревьев для проведения одного цикла селекционной работы. Она позволяет выделить перспективные клоны и семьи — способные хорошо плодоносить или же декоративные, которые будут украшать частные усадьбы и городские парки.

Каждое растение, как и человек, имеет диплоидный набор хромосом, полученных от двух родителей. Если мутация доминантная, достаточно одного мутантного гена для её проявления у потомства. Растение с «ведьминой метлой» производит два типа половых клеток: одни с мутантным геном, другие — с нормальным. При оплодотворении с деревом без мутаций половина потомства будет стандартной, а другая половина — пушистыми карликами с «ведьминой метлой».

Исследователи сравнили клоны, полученные из «ведьминых метел» старых деревьев и молодых растений. Оказалось, что возраст материнского дерева влияет на различия между клонами. Клоны, полученные от старых деревьев, способны цвести и формировать шишки. В то же время, потомство молодых деревьев, находясь в ювенильной стадии, не образует шишек, но отличается компактной и декоративной кроной.

Семенное размножение также играет важную роль в формировании потомства. Гены родителей перемешиваются, создавая уникальные комбинации, что позволяет получать растения с различными характеристиками, такими как высота, форма и плотность кроны. Это открывает широкие возможности для выведения новых декоративных и плодовых сортов хвойных деревьев, включая кедр сибирский, сосну, пихту, ель и лиственницу.