Роль современных популяционно-геномных и молекулярноэкологических исследований для защиты леса в условиях глобального изменения климата и селекции устойчивых древесных пород

К. В. Крутовский - Отделение лесной генетики и селекции Гёттингенского университета, Гёттинген, Германия; Отделение по изучению и управлению экосистем Техасского аэромеханического университета, Колледж Стейшн, Техас, США; Центр геномных исследований Сибирского Федерального Университета, Красноярск, Россия; Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН, Москва, Россия

Ускоряющиеся темпы глобального изменения климата могут превысить адаптивный потенциал лесов и привести к сокращению их площади. В связи с этим возрастает роль природоохранных мероприятий, особенно таких, как искусственная миграция и перенос растительного материала (пыльцы, семян и саженцев) в другие районы, где этот материал лучше адаптирован к будущим условиям среды. Это необходимо учитывать при планировании всех работ по защите и воспроизводству леса.

Ключевые слова: популяционно-геномные исследования, глобальные изменения климата, защита леса.

ROLE OF UPDATED POPULATION-GENOME

AND MOLECULAR-ENVIRONMENTAL STUDIES TO PROTECT FOREST IN GLOBAL CLIMATE CHANGE CONDITIONS AND BREED RESISTANT TREE SPECIES

К. V. Krutovsky - Department of forest genetics and breeding, Goettingen University, Goettingen, Germany; Department of ecosystem studies and management, Texas Agromechanical Unversity, Station college, Texas, USA; Genome research center, Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russia; Vavilov Institute of General Genetics, Moscow, Russia

Probably late disastrous forest droughts, fires, forest pest and disease mass outbreaks are mainly linked to global climate change. Increasing pace of this global process may exceed forest adaptive potential and lead to their area reduction. However some forest tree populations grow ing in areas with environmental conditions similar to the expected in future probably have a potential required for adaptation extension to other areas with similar expected environmental conditions in future. These considerations should be taken into account in planning of all forest protection and regeneration operations.

Key words: population-genome studies, global climate change, forest protection.

Наблюдаемые в последнее время катастрофические лесные засухи, пожары, вспышки массового размножения вредных насекомых и эпидемий, вероятно, во многом связаны с глобальным изменением климата (Леса и изменение климата в Восточной Европе и Центральной Азии). В условиях неблагоприятного глобального изменения климата проблема сохранения и воспроизводства лесных ресурсов актуальна как никогда. В связи с этим возрастает роль популяционногеномных и молекулярно-экологических исследований адаптивного потенциала древесных растений. Кроме того, значительный рост потребности в лесной продукции для строительных и энергетических целей требуют существенного увеличения эффективности селекции на более качественные и устойчивые древесные породы. В настоящее время появились невиданные ранее возможности для изучения адаптации растений на геномном уровне и проведения геномной селекции с одновременным учётом большого числа генов, достигающего нескольких десятков тысяч, и использованием одновременно сотен тысяч и даже нескольких миллионов генетических маркёров, полностью отражающих генотипическую изменчивость на уровне всего генома. Ускоряющиеся темпы глобального изменения климата могут превысить адаптивный потенциал лесов и привести к сокращению их площади. К сожалению, фенотипическая пластичность и исторически установившийся поток генов между удалёнными популяциями могут оказаться недостаточными для быстрого естественного распространения генетических адаптаций. В связи с этим возрастает роль природоохранных мероприятий, особенно таких, как искусственная миграция и перенос растительного материала (пыльцы, семян и саженцев) в другие районы, где этот материал лучше адаптирован к будущим условиям среды. Современные методы и подходы популяционной, ландшафтной и экологической геномики позволяют более эффективно изучать генетические основы адаптации лесных древесных видов и выделять основные гены, ответственные за важные адаптивные и экономически ценные признаки, которые могут быть использованы для искусственной миграции и селекции на рост биомассы, эффективность использования воды, содержание целлюлозы и другие признаки, важ ные для адаптации, для получения биоэнергии и производства биотоплива. Для иллюстрации популяционно-геномных и молекулярноэкологических исследований хвойных лесов будут приведены новейшие данные по популяциям основных древесных видов в США, лжет-суги (Pseudotsuga menziesii var. menziesii) и ладанной сосны (Pinustaeda L.), изученных по нескольким тысячам генов. Обсуждаются также перспективы международного научного сотрудничества между лесными организациями Российской Федерации и Гёттингенского университета (Германия) на базе Научно-образовательного центра геномных исследований, созданного в апреле 2012 г., как структурное подразделение Сибирского федерального университета при поддержке Отдела генетики и селекции Центра защиты леса Красноярского края и Лаборатории лесной генетики и селекции Института леса им. В. Н. Сукачева Сибирского отделения Российской Академии Наук.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >