Открытие ученых: обнаружена загадка рождения карельской березы

Открытие ученых: обнаружена загадка рождения карельской березы

27/03/2024


https://r4.mt.ru/r22/photoA613/20808...-0/jpg/bp.webp

Российские ученые провели исследование, в ходе которого был обнаружен ген, ответственный за формирование уникальных свойств карельской березы. Мутации в этом гене придают дереву особые характеристики. Более того, ученые разработали метод генетического анализа, который позволяет отличить карельскую березу от обычной всего за три часа. В настоящее время селекционерам приходится ждать не менее восьми лет, чтобы у дерева проявились характерные внешние признаки. Новая технология открывает возможность для искусственного разведения саженцев на плантациях, что ранее было затруднено из-за сложной методики скрещивания. Дизайнеры и производители мебели выразили заинтересованность в использовании карельской березы как красивого и качественного материала для своих изделий.


Уникальные особенности карельской березы

Специалисты Сколтеха в сотрудничестве с учеными из Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета и Института леса Карельского научного центра РАН наконец-то раскрыли тайну уникальных свойств карельской березы. Оказалось, что за развитие этого дерева отвечает генетическая мутация, которая долгие годы оставалась загадкой для ученых. Благодаря проведенным исследованиям удалось выявить различия в геномах карельской и обычной белоствольной березы, что позволит уже на ранних стадиях определять данный вид растений с использованием метода полимеразной цепной реакции (ПЦР). Ранее ученые могли обнаружить карельскую березу только через внешние признаки, проявляющиеся спустя восемь и более лет ее жизни. Это открытие открывает новые перспективы для изучения и сохранения уникальных видов деревьев, а также для развития селекции и лесного хозяйства.

https://r2.mt.ru/r22/photo52A8/20031...-0/jpg/bp.webp

— Вероятнее всего, это мутация в одном гене, и мы знаем, на какой хромосоме он расположен. Мы предполагаем, что из-за «поломки» в этом локусе нарушается нормальное образование ксилемы — основной водопроводящей ткани в растении — и проявляется фенотип карельской березы с ее узорчатостью,— сказала профессор Центра агротехнологий Сколтеха Елена Потокина.


Карельскую березу можно распознать двумя способами: по узорчатости на спиле или по особенностям ствола, что делают опытные лесники. Даже при получении семян от скрещивания двух деревьев этого вида, только 60% из них могут оказаться карельскими спустя десять лет.
Карельская береза: тайны древесины, взбудоражившие умы ученых. Особо ценная порода, с ее уникальными оттенками и узорами, завоевала сердца мастеров еще в XVIII веке. Мебель из этого материала украшала даже покои царей, восхищая своей прочностью и изяществом. Низкорослое извилистое дерево, с буграми и вздутиями, призванное принести великолепие в каждый дом. Загадка природы: почему одни растения обладают такими уникальными свойствами, а другие остаются в тени? Ученые продолжают исследовать и разгадывать эту загадку, погружаясь в мир тайн Карельской березы.


В чем отличие от обычной

Ученые обнаружили молекулярный маркер, позволяющий быстро определить, является ли береза карельской, всего за три часа с помощью ПЦР-теста. В ходе исследования было выявлено, что на десятой хромосоме, в участке, где находится вероятный ген-кандидат, присутствует большое количество вставок и выпадений, известных как делеции.
Сравнение данного участка генома у карельской и обыкновенной берез показало, что первая отличается значительным количеством делеций. Ученые предполагают, что это может быть связано с высокой активностью мобильных элементов ДНК, или транспозонов, которые могут перемещаться по геному и активироваться различными факторами. В результате у обыкновенных берез данный участок генома оказался длинным, в то время как у карельских берез он короткий из-за делеций.
С использованием простой ПЦР-диагностики ученые смогли легко различить карельскую и обыкновенную березу, применяя специальные праймеры. По результатам исследования на выборке в 92% случаев тест давал верную диагностику. Это позволяет значительно сократить время и усилия, необходимые для определения принадлежности березы к карельскому виду.
Эксперт в области декоративного садоводства и газоноведения, доцент кафедры РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева Антон Чудецкий, отметил, что карельская береза является редким и трудноразмножаемым видом дерева. Ее сохранение включает в себя уникальные признаки, такие как наплывы, вздутия, аномалии ствола и особенную структуру древесины, которые делают это дерево особенным и ценным.


Чудецкий также отметил, что для получения карельской березы используется сложный и трудоемкий метод прививки, который можно применять только в определенный сезон года. При выращивании дерева из семян в 75% случаев вырастают обычные березы, что осложняет процесс определения подлинности карельской березы до проявления внешних признаков через многие годы.


Отмечается, что в настоящее время отсутствуют питомники, специализирующиеся на выращивании карельской березы в декоративных целях из-за сложности процесса прививки. Однако, если бы была возможность гарантированно вырастить карельскую березу из побега, она была бы востребована в штучном производстве, особенно в контексте импортозамещения для производства мебели, что также снизило бы цену на это уникальное дерево.


1rre