Лаборатория Дендрологии

Основные направления научных исследований:

– сохранение и развитие коллекционных фондов живых древесных растений Главного ботанического сада РГП «Институт ботаники и фитоинтродукции» как генетического потенциала развития Казахстана (лесоводство, зеленое строительство, сельское хозяйство, природоохранные мероприятия). Эта установка соответствует задаче 3 Министерства образования и науки в ведомственном стратегическом плане на 2014-2018 годы «модернизация и дальнейшее развитие инфраструктуры науки…»;

– разработка рекомендаций и ассортиментов растений для повышения эффективности производства (лесоводство, зеленое строительство, сельское хозяйство) и природоохранных мероприятий. Установка соответствует задаче 1 Министерства «синхронизация науки с инновационным развитием  экономики для реализации поставленных задач по инновационной индустрилизации экономики страны»;

– уточнение видовой и внутривидовой специфичности растений, раскрытие общих закономерностей внутривидовой изменчивости растений.

Количество сотрудников – 12: Чекалин С.В., к.б.н., заведующий лабораторией; Масалова В.А. – н.с.; Набиева С.В. – н.с..; Хусаинова И.В. – н.с.; Самойлова В.А. – н.с.; Исмаилова Н.А., магистр – м.н.с.; Пожарский А.С., магистр – м.н.с.; Жунусов Г.С., магистр – м.н.с..; Елисеева А.И., магистр – м.н.с., Ишаева А.Н., магистрант – м.н.с., Речицкая Т.Н. – ст.инженер; Дегтев В.А. – агроном. Квалификация сотрудников: кандидат биологических наук – 1; магистры – 4; обучается в магистратуре – 1.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЗА 2013 – 2017 ГОДЫ

 

В 2013-2014 годах продолжались исследования по гранту «Закономерности устойчивости растений-интродуцентов в период глобальных климатических изменений». Осуществлена оценка первичной теплоустойчивости тканей листьев 60 таксонов древесных растений. В том числе 16 сортов Berberis thunbergii DC. и 14 сортов Corylus avellana L. Установлено, что различные сорта одного вида, различные популяции одного вида характеризуются не одинаковой теплоустойчивостью тканей листьев растений. Проведенные исследования показывают, что между характеристиками теплоустойчивости тканей листьев и корреляционными отношениями, устанавливаемыми хронобиологическим анализом  имеют место взаимосвязи, но они не однозначны. У видов рода лещина для сублетального порога теплоустойчивости существенно начало роста побегов, а у сортов этого же рода – завершение роста побегов.

По результатам исследований 2013-2014 годов опубликовано 10 статей. В 2013-2015 годах осуществлялись исследования по гранту« Генетическая модификация культуры абрикоса в Алматинском регионе: 1. Постановка сортоиспытания форм абрикоса обыкновенного из природных популяций Казахстана, плодоношение которых устойчиво к возвратным весенним холодам». Цель работ – подготовка посадочного материала и сортоиспытательного участка для постановки сортоиспытаний форм Armeniaca vulgaris Lam. из природных популяций Казахстана, плодоношение которых устойчиво к возвратным весенним холодам. Проведен сопоставительный анализ свойств материнских растений собранных форм и популяций в которых они произрастают. По широкому спектру свойств изменчивость материнских растений отобранных форм аналогична популяционной изменчивости. Вместе с тем выявляются характеристики, которые у материнских растений устойчивых форм представлены с иной вероятностью, чем у популяций в целом. Молекулярно-генетический анализ выполненный методом ISSR по 8 праймерам лабораторией молекулярной биологии РГП « Институт биологии и биотехнологии растений» КН МОН РК показал, что формы характеризующиеся устойчивостью плодоношения к возвратным весенним холодам не сопряжены с особой конструкцией генома, а реализуется в широком спектре разнообразия таких конструкций. Заложен участок для проведения сортоиспытания форм абрикоса обыкновенного из природных популяций Казахстана, плодоношение которых устойчиво к возвратным весенним похолоданиям. На площади 0,875 га высажено 197 саженцев 21 форма и 28 саженцев «контрольного» сорта Краснощекий Никитский. Тем самым было обеспечено создание сортоиспытательного участка 21 формы абрикоса, с плодоношением устойчивым к возвратным весенним холодам, из 205 формовых растений и 28 контрольных растений районированного сорта.

В 2015-2017 годах лабораторией осуществлялись исследования по гранту «Видовое и внутривидовое разнообразие барбарисов юга и юго-востока Казахстана». Молекулярно-генетические исследования с использованием ISSR маркеров однозначно показали обособленность Berberis iliensis M. Pop. и Berberis sphaerocarpa Kar. et Kir.

как самостоятельных видов. При естественной гибридизации этих видов молекулярно-генетические характеристики популяций занимают промежуточное положение межу видами. Гибридная популяция, близкая популяциям барбариса илийского, соответствует темирликской популяции, равноудаленная от двух видовых групп – группа популяций Усек и Большой Усек. Возможно, это зависит от того, какой из видов при гибридизации выступает в качестве материнских растений. Барбарис продолговатый молекулярно-генетически не всегда обособлен, сближен с барбарисом круглоплодным. Молекулярно-генетическими исследованиями методом AFLP показано, что Berberis oblonga (Regel) C.K. Schneid. является не видом, а компонентом вида барбариса круглоплодного.

Системно-морфологические исследования плодов барбариса позволили развить представления о гомологической изменчивости формы плодов растений в «геометрическую» систему гомологической изменчивости форм плодов. Разнообразие форм плодов Berberis iliensis M. Pop., Berberis sphaerocarpa Kar. et Kir., Berberis integerrima Bunge, и Berberis sibirica Pall. соответствует предложенной нами системе изменчивости, подтверждая ее объективность. У исследованных барбарисов в соответствии с «геометрической» системой реализуется 12 форм плодов. Такое разнообразие форм плодов может быть у группы популяций вида, у одной популяции вида и даже у одного растения. Анализ изменчивости форм плодов в плодовых кистях барбарисов показал, что такая изменчивость является эпигенетической, а не мутационной. По проекту подготовлены монография «Эпигенетическая гомологическая изменчивость формы плодов растений» и книга «Барбарисы юго-востока и юга Казахстана». Опубликовано 9 статей.

В 2015-2017 годах лаборатория была соисполнителем Научно-технической программы «Устойчивое управление генетическими ресурсами государственных ботанических садов Юго-Восточного и Центрального Казахстана – особо охраняемых природных территорий республиканского значения – в условиях перехода к «зеленой экономике»». Выполнение заданий программы обеспечило сохранение и пополнение коллекционных фондов древесных растений открытого грунта Главного ботанического сада. Экспозиция «Северная Америка» формируется с 1954 года. Участок занимает 4 га. Коллекция насчитывает 217 таксонов из 35 семейств и 66 родов. Экспозиция «Восточная Азия» оснoвана в 1954 году. Коллекция занимает 6 га, и представлена 197 таксонами восточноазиатских древесных интродуцентов из 36 cемейств и 79 pодов. Экспозиция «Европа, Крым, Кавказ» основана в 1956 году. Участок расположен на 9 гектарах и насчитывает 119 таксонов из 25 семейств и 56 родов. Экспозиция  «Казахстан» заложена в 1956. Участок занимает площадь 9,2 га, коллекция представлена 77 таксонами из 9 семейств и 14 родов. Экспозиция «Сибирь и Дальний Восток» заложена в 1956. Площадь участка составляет 6,5 га. Коллекция представлена 111 таксонами из 23 семейств и 54 родов. Участок «Кониферетум» организован в 1970 году. Площадь участка составляет 4,7 га. Коллекция представлена 133 видами и 25 декоративными формами хвойных растений из 4 семейств и 12 родов. Участок «Сирингарий» начал создаваться в 1959 году. Площадь участка занимает 1,8 га. Коллекция представлена 23 видами сирени и 107 сортами Syringa vulgaris  L. Самый молодой участок «Орешники» создан 1992 году. Коллекционный участок занимает площадь 0,5 га. На участке представлено 6 видов и 18 сортов рода Corylus.

В настоящее время коллекция древесных растений, с учетом растений с перекрывающимися ареалами, мировой и казахстанской флоры представлена 920 таксонами древесных интродуцентов, охватывающих 50 семейств, 131 род, 675 видов, 32 формы и 179 культивара. Пополнение коллекционных фондов древесных растений составило 90 таксонов. Пересажены для продолжения интродукционных испытаний на экспозиционных и систематических участках 35 таксонов.

 

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

 

Исследования проводятся по 2 приоритетам развития науки:

1) Рациональное использование природных ресурсов, переработка сырья и продукции;

2) Науки о жизни.

В рамках этих направлений перспективными для лаборатории являются следующие направления:

– сохранение и развитие коллекционных фондов живых древесных растений Главного ботанического сада РГП «Институт ботаники и фитоинтродукции» как генетического потенциала развития Казахстана – разработка рекомендаций и ассортиментов растений для повышения эффективности производства (лесоводство, зеленое строительство, сельское хозяйство) и природоохранных мероприятий;

– уточнение видовой специфичности растений;

– уточнение внутривидовой специфичности растений;

– раскрытие общих закономерностей внутривидовой изменчивости растений.