РЕЗУЛЬТАТЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕНЕТИКИ В ПРАКТИКЕ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА.
, ,
ФБУ «Российский центр защиты леса», Россия *****@***ru
В течение последних лет в ФБУ «Российский центр защиты леса» создается сеть генетических лабораторий на всей территории РФ с целью внедрения методов ДНК анализа в практику лесного хозяйства. К настоящему моменту работают 4 лаборатории (ЦО, ЦЗЛ Воронежской области, Красноярского и Алтайского края), в 2015 году вступят в строй еще 3 - ЦЗЛ Хабаровского края, Архангельской и Ленинградской областей. Работы ведутся по трем основным направлениям – лесоводство, лесная фитопатология и лесная энтомология. Для сети лабораторий ФБУ «Российский центр защиты леса» разработана единая методика генетических работ с учетом последних мировых достижений для получения сравнимых результатов.
В области лесоводства проводятся работы по генетической паспортизации лесосеменных объектов, мониторингу состояния лесных генетических ресурсов и подготовительные исследования для обеспечения контроля за оборотом репродуктивного материала при воспроизводстве лесов, а также любой лесопромышленной продукции, если из нее может быть выделена ДНК. Уточнены схемы смешения клонов на 22 лесосеменных плантациях и архивах сосны обыкновенной, ели европейской и сосны сибирской кедровой в Европейской части РФ и СФО, разработана методика определения места происхождения семян основных лесообразующих пород (сосна, ель, кедр, лиственница, дуб). Начато митотипирование насаждений этих пород на всей территории РФ с целью создания базы данных распределения митотипов, для чего отобраны образцы растений по сети 100х100 км. Создание такой базы позволит определять географическое происхождение партий репродуктивного материла, вести контроль за оборотом этого материала и, в конечном итоге, сертифицировать его партии по месту происхождения и др.
Для оценки состояния насаждений основных лесообразующих пород на территории РФ проведено определение степени их гетерозиготности. Показано, что популяции сосны и ели отличаются высокой степенью гетерозиготности (50-90%), кедра – средней (30-50%), лиственницы – средней (до 50%) и слабой(≤ 30%).
При проведении генетических работ по фитопатологии обследовано 1700 га площадей, подготовленных для посадки лесных культур, на наличие генетического материла корневой губки (Henerobasidion annozum (Fr) Breff 1889), 674 га территорий в Московской области, пройденных пожарами 2010 года, для определения наличия генетического материала Ризины волнистой (Rhizina undulata Fr.). Результаты наших наблюдений за развитием инфекции Р. волнистой в почве и корнях растений на пробных площадях показали, что восстановление лесов в первый год после пожаров нецелесообразно, к 3-ему году выращивания половина саженцев погибает в результате поражения этим патогеном.
Разработана методика определения истинной степени поражения инфекциями по пням после проведения сплошных санитарных рубок (определение законности их назначения).
Проведен фитопатологический мониторинг на 1409.5 га лесных питомников Центрального и Сибирского Федеральных округов. Определены виды основных фитопатогенов, распространенных в лесных питомниках ЦФО и СФО. Сделан сравнительный анализ частоты встречаемости основных заболеваний сеянцев в питомниках Европейской части РФ и Западной Сибири.
Для определения расы непарного шелкопряда разработаны методы определения мутации митоходриального гена COI – рестрикционный анализ и аллель-специфичный ПЦР. Установлена расовая принадлежность особей непарного шелкопряда из насаждений Европейской части РФ, Южного Урала, Сибири и Дальнего Востока (более 70 лесничеств).
Results and perspectives of molecular genetics methods in forest management.
Shishkina O. K., Gushchin V. A., Sivolapov V. A., Karpechenko N. A., Shilkina E. A.
FBO "Russian Center for Forest Protection", Russia *****@***ru
During the recent years, the FBI "Russian Center for Forest Protection", creates a network of genetic laboratories throughout the Russian Federation to implement the methods of DNA analysis to the practice of forestry. To date, there are four laboratory (Central forest protection center (FPC), FPC Voronezh region, Krasnoyarsk and Altai Territory) in 2015 will come into operation another three (FPCs Khabarovsk Krai, Arkhangelsk and Leningrad regions. Work is carried out in three main areas - forestry, forest plant pathology and forest entomology. For a network of laboratories of the FBI «Russian Center for Forest Protection», work on developing unified methods of genetic analysis with the latest world science achievements to obtain comparable results.
In the field of forestry works on genetic certification of forest seed facilities, monitoring the status of forest genetic resources and preparatory studies for monitoring the circulation of reproductive material in the reproduction of forests, as well as any wood products, if it is still contain DNA acceptable quality. The schemes of mixing of 22 clones on seed orchards and archives of Scots pine, Norway spruce and pine Siberian cedar in the European part of Russia and the SFO are updated, the methods of determining the place of origin of the seeds main tree species (pine, spruce, cedar, larch, oak) are developed. Mitotyping of planting these species throughout the territory of the Russian Federation with the aim of creating a database distribution mitotypes, which sampled plant network 100x100 km has been started. The creation of such a database will identify the geographic origin of the parties reproductive mothers, to monitor the traffic in this material and, ultimately, to certify his party at the place of origin, and others.
To assess the state plantations main tree species in the territory of the Russian Federation carried out to determine the degree of heterozygosity. It was shown that populations of pine and spruce have a high degree of heterozygosity (50-90%), cedar - average (30-50%), larch - average (50%) and low (≤ 30%).
When carrying out work on the genetic Phytopathology surveyed 1,700 hectares prepared for the planting of forest cultures, the presence of genetic material of the root sponge (Henerobasidion annozum (Fr) Breff 1889), 674 hectares of land in the Moscow region by fires in 2010, to determine the presence of genetic material Rhizina undulata wavy (Rhizina undulata Fr.). The results of our observations on the development of infection R. undulating in the soil and roots of plants in test plots showed that forest restoration in the first year after the fire is impractical for the third year of growing seedlings half dies as a result of the defeat of this pathogen.
The method of determination of the true incidence of infected stumps on after the clear sanitary felling (determination of the validity of their appointment).
Phytopathological monitoring conducted at 1409.5 ha of forest nurseries of the Central and Siberian Federal District. The kinds of basic phytopathogens, common in forest nurseries CFD and SFD. The comparative analysis of the incidence of major diseases of seedlings in nurseries European part of Russia and Western Siberia.
To determine the race of gypsy moth methods for determining gene mutations mitochondrial COI - restriction and allele-specific PCR. Established race of gypsy moth specimens from plants of the European part of Russia, the Southern Urals, Siberia and the Far East (over 70 forest areas).
