Ученые Германии с участием сотрудника Сибирского федерального университета (СФУ) ведут многолетние сравнительные исследования монокультурных и смешанных лесонасаждений. Эксперты предполагают, что это поможет определить возможные преимущества смешанного выращивания и создать лесные насаждения нового поколения: совмещающие экологическую ценность с экономической эффективностью.
Ученые считают, что в отличие от плантаций или лесных хозяйств, где выращивают деревья одного вида (монокультуры), в смешанных насаждениях возникает полезное межвидовое взаимодействие. Эти дополнительные условия могут положительно влиять не только на формирование более сбалансированных экосистем, но и на другие преимущества смешанных плантаций, например, увеличение скорости роста деревьев.
Авторы исследования изучают сложное взаимодействие между двумя видами — гибридного тополя (Populus) и робинии (Robinia pseudoacacia L.) — на смешанной плантации. Одновременно специалисты учитывают, как на насаждения влияют температура, осадки, состояние почвы и другие "особенности" окружающей среды.
"На ранних этапах формирования плантации мы наблюдаем более сильное влияние среды, чем взаимодействие между видами. По мере роста плантации усиливается и межвидовое взаимодействие. Мы обнаружили специфическую дифференциальную экспрессию определенных генов", — рассказал профессор Геттингенского университета и руководитель Научно-образовательного центра геномных исследований СФУ, профессор Константин Крутовский.
По словам ученых, в активных живых клетках непрерывно происходит экспрессия генов — трансформация генетического кода в функциональные продукты: рибонуклеиновую кислоту (РНК) и белки. Для того, чтобы изучить межвидовое воздействие, эксперты исследуют дифференциальную экспрессию генов через изучение уровня и разнообразия разных РНК — транскриптов. Они анализируют их с помощью новейшей генетической технологии высокопроизводительного секвенирования (прочитывания) последовательностей нуклеотидов в РНК.
"Мы выделяем тотальную РНК из индивидуальных деревьев и полностью ее секвенируем, то есть определяем нуклеотидные последовательности транскриптов всех экспрессируемых генов. По количеству транскриптов определяем, какие гены и с какой интенсивностью функционируют, и сравниваем разные деревья: с разными генотипами, произрастающие в чистых и смешанных насаждениях", — объяснил технологию Крутовский.
В Сибири начнут готовить специалистов по лесной геномикеВ Сибирском федеральном университете стартует магистерская программа "Геномика и биоинформатика", выпускники которой будут высоко востребованы в регионе. Ученые считают, что результаты исследования могут помочь в создании лесных насаждений нового поколения: совмещающих экологическую ценность с экономической эффективностью.
По словам специалистов, требуются многолетние наблюдения,чтобы понять взаимоотношения между разными видами внутри смешанных лесных плантаций и их взаимодействие со средовыми факторами. Полученные первые данные открывают новые перспективы исследования и позволяют надеяться на получение новых интересных результатов. Первые результаты опубликованы в журнале Forests.
Еще прочитать: