Деловая слава России


Новости


МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты



РАЗВИТИЕ НАУКИ В РОССИИ



Опрос

Нужно ли стремиться вернуть в Россию учёных, уехавших жить и работать за границу?
Да, не стоит упускать умных и талантливых людей
Скорее да, но вряд ли наше государство сможет обеспечить им заграничный уровень жизни
Скорее нет, лучше обеспечить хорошие условия тем, что ещё не уехали
Нет, лучше вложить средства в воспитание и развитие молодых учёных
Другое








Деловая слава России » Наука » Институт мерзлотоведения СО РАН

Наука: Институт мерзлотоведения СО РАН - 20-06-2012, 07:06

Рудольф Владимирович ЧЖАН

 советник ФГУН Института мерзлотоведения имени П.И. Мельникова СО РАН (ИМЗ СО РАН), член Высшего инженерного совета Республики Саха (Якутия), руководитель Якутского отделения
Российской инженерной академии, академик, доктор технических наук,

Георгий Петрович КУЗЬМИН
главный научный сотрудник ФГБУН Института мерзлотоведения имени П.И. Мельникова
СО РАН (ИМЗ СО РАН), советник Российской инженерной академии, доктор технических наук, профессор
Борис Моисеевич КЕРШЕНГОЛЬЦ
главный учёный секретарь, академик АН Республики Саха (Якутия), заведующий лабораторией экологической биохимии ФГБУН Института биологических проблем криолитозоны СО РАН (ИПБК СО РАН), доктор биологических наук, профессор

Павел Александрович РЕМИГАЙЛО

директор ФГУН Института биологических проблем криолитозоны СО РАН (ИПБК СО РАН), кандидат
биологических наук

 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ КРИОХРАНИЛИЩЕ ГЕНОФОНДА РАСТЕНИЙ

В УСЛОВИЯХ МНОГОЛЕТНЕМЁРЗЛЫХ ПОРОД НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ ЕВРОАЗИИ

 

Институт Мерзлотоведения

Сохранение разнообразия биологических объектов, населяющих нашу планету, является актуальной проблемой конца XX – начала XXI веков. Негативное антропогенное воздействие на природные объекты приводит к изменению численности и нередко полному исчезновению ряда биологических видов, угрожая нарушить биосферное равновесие. На Земле в настоящее время описано более 500 тысяч видов растений, в том числе около 15000 видов культурных. По прогнозам Международного союза охраны природы и Международного фонда охраны природы к середине текущего столетия 60 тысяч видов высших растений, то есть 1/4 общего числа видов в мире могут оказаться под угрозой исчезновения или серьёзной генетической эрозии. Сохранение их генетической целостности имеет важное глобальное экологическое и хозяйственное значение. С каждым годом всё больше становится перечень исчезающих видов.

 

 

Институт Мерзлотоведения СО РАН

Долговременное хранение растительного материала в виде семян – один из самых распространенных и эффективных подходов к сохранению большинства видов (80%) растений мира. Хранение семян при низких температурах и низкой влажности позволяет сохранять жизнеспособность семян в течение десятков и сотен лет. Для обеспечения условий (стабильно низкая температура), необходимых для долговременного сохранения жизнеспособности семян в ряде стран (США, Россия, Япония, Канада, Франция, Норвегия и другие) сооружены хранилища генетических ресурсов растений, являющиеся большими холодильными установками. Их содержание является дорогостоящим из-за затрат на электроэнергию и обслуживание, необходимости регулярного тестирования на всхожесть и способность к возобновлению.

 

 

Институт МерзлотоведенияПри таком хранении существует реальная угроза потери всего материала банков семян при отключении электроэнергии, природных или техногенных катастрофах. Поэтому разработка технологий длительного хранения генофонда, отличающихся экономичностью, защищенностью от глобальных и локальных природных и техногенных катастроф, приобретает особую актуальность.

 

 

Оптимальным способом сохранения жизнеспособности семян растений, обеспечивающих длительное хранение без промежуточных пересевов, является хранение их в слое многолетнемерзлых горных пород с круглогодично стабильными температурами минус 5-7°С. Способ обладает высокой надежностью и экономичностью, включает систему оптимизации температурно-влажностных и газовых режимов.

 

 

Институт Мерзлотоведения СО РАН

Наиболее перспективным регионом для создания таких условий хранения являются северные территории зоны распространения сплошной мерзлоты. Значительную часть территории вечной мерзлоты России занимают районы с температурой пород, близкой к оптимальной или ниже ее. В регионах, где температура многолетнемерзлых грунтов выше, чем минус 5-7°С, климатические условия позволяют создавать подземные хранилища с устройствами для зимней хладозарядки, не требующей энергетических затрат. Хладозарядка массива горных пород, окружающих хранилище, осуществляется в результате естественного движения холодного воздуха по рекуперативному теплообменнику, исключающему иссушающее воздействие потока воздуха на окружающие мерзлые породы.

 

 

В 1977–1978 годах в подземелье Института мерзлотоведения (ИМЗ) СО РАН на глубине 12 метров был заложен эксперимент по длительному хранению семян бобовых культур из коллекции Всесоюзного научно-исследовательского института растениеводства имени Н.И. Вавилова РАСХН (ВНИИР РАСХН) с использованием только естественного холода. Иных прецедентов такого рода хранения семян на протяжении уже более 34 лет в мире нет. В настоящее время в подземной лаборатории хранятся также семена дикоросов, редких и исчезающих видов растений. Общая численность сортообразцов – около 11000.


 

Институт Мерзлотоведения

 

В результате продолжающегося уникального эксперимента показана возможность создания «криобанка» семян агробиоразнообразия различного географического происхождения. Так, семена бобовых и злаковых культур в стеклянной, герметически закрытой таре после 33-летнего нахождения в подземелье сохраняют высокую всхожесть (на уровне 95-100%) при уровне хромосомных аберраций около 1-4% и свои биоморфологические характеристики. Скорости синтеза белков снижаются на 60-70%, клеточного деления – на 70-95%, что в совокупности с возрастанием в 2-3 раза активности защитных антиоксидантных процессов и на 20-30% активности систем репарации ДНК приводит к повышению интегрального показателя устойчивости генетических свойств в 1,5-2,4 раза. Это указывает на физиологичность процессов гипобиоза в семенах растений, хранящихся в условиях естественного холода криохранилища при средней температуре минус 6,0°С. Хранение семян в герметичной таре, заполненной диоксидом углерода, аргоном или азотом, ещё более способствует сохранению всхожести и других физиолого-биохимических и биоморфологических характеристик.

 

 

Вместе с тем, хранение семян аналогичных сортообразцов из коллекции ВНИИРа в стандартных условиях в рефрижераторных камерах в течение 11-13 лет приводит к снижению всхожести до 50-80% при уровне хромосомных аберраций до 6-28%, а при хранении в течение 28-30 лет в данных условиях семена становятся полностью нежизнеспособными. Такое же положение с вновь создаваемым гибридным материалом. Следует отметить, что кубанская станция хранения семян ВНИИРа имени Н.И. Вавилова РАСХН находится в весьма тяжелом положении: сокращается количество сохраняемых сортообразцов (с 400 до 250 тысяч), уменьшаются возможности по плановому пересеву семян, затраты на электроэнергию для рефрижераторного сохранения семян уже составляют более 1/3 бюджета института.

 

 

Институт МерзлотоведенияВ 2009 году в экспериментальное хранилище были заложены семена трёх видов быстро стареющих овощных растений (лук-батун Ладожский, всхожесть 92%; укроп Ханок, всхожесть 47%; горчица, всхожесть 100%) для ускорения изучения физиологоиохимических и генетических процессов старения семян при криохранении по сравнению со стандартными условиями хранения в рефрижераторных камерах. В результате за полтора года хранения при температурах минус 6-20°С всхожесть семян даже возросла на 7-10%. Также начаты эксперименты по криохранению первой партии семян хозяйственно важных видов растений, природные популяции которых подвергаются чрезмерной эксплуатации: плодово-ягодные, декоративные, лекарственные, а также редкие и эндемичные виды. Кроме этого проводятся эксперименты по криохранению зелёных холодоустойчивых однолетних кормовых культур (овёс поздних сроков сева). Так по содержанию каротина «зелёный корм» превосходит сено более чем в 20-47 раз, перевариваемому протеину – в 4,2 раза.

 

 

В 2011 году была расконсервирована ещё одна подземная лаборатория ИМЗ СО РАН, созданная 70 лет назад на глубине 10 м объёмом в 464 м3, успешно проведены ремонтно-восстановительные работы. В 2012 году криохранилище будет запущено в эксплуатацию. На основе запуска этого хранилища появляется возможность реального создания федерального (международного) криохранилища семян культурных, редких и исчезающих видов растений объёмом более 100 тысяч сортообразцов. Следует отметить, что такое стало возможным благодаря финансовой поддержке Правительства и Президента Республики Саха (Якутия) и Сибирского отделения РАН.


 

 

 

B.M. KERSHENGOLTS, G.P. KUZMIN, P.A. REMIGAYLO, F.R. CHZHAN. The article considers an actual problem of the end of the XX and beginning of the XXI centuries dealing with preserving the variability of biological objects inhabiting our planet. The possibility of creating the Federal (International) cryo-storage for the seeds of cultivated, rare and disappearing sorts of plants in the RF zone of permafrost is shown.

 

(Межотраслевой альманах ДСР №36/2012г.)



 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.


АКТУАЛЬНО


Календарь событий:

«    Август 2020    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 

Архив новостей:

Июль 2020 (1)
Май 2020 (1)
Февраль 2020 (1)
Январь 2020 (4)
Ноябрь 2019 (4)
Сентябрь 2019 (4)