Красная книга в пробирке: «Калужский ковчег» спасает исчезающие грибы и растения
В Калужском госуниверситете имени К.Э. Циолковского приступили к реализации пилотного проекта по сохранению краснокнижных видов флоры региона.
Наши учёные начали готовить резерв биоматериалов на случай исчезновения редких грибов и растений в природе.
О пользе диеты и вкусах вёшенки
Идея «Калужского ковчега» пришла в голову заведующему Ботаническим садом при КГУ доценту кафедры биологии и экологии Евгению Львовичу Константинову. Суть её в том, что в случае исчезновения растения в естественной среде оно извлекается из хранилища, множится на несколько десятков, а возможно, и сотен и после периода адаптации высаживается в почву.
«Ковчег…» развивается на материальной базе Калужского государственного университета. Поддержку проекту оказывают нацпарк «Угра» и региональное министерство природных ресурсов. Сейчас идёт его теоретическая обработка, а также подготовка практической части в лаборатории микроклонирования вуза.
В команде исследователей — пока три человека. Кроме руководителя проекта, Евгения Константинова, в нём активно участвуют студенты 3-го курса — лаборант Ботанического сада Виктор Чернов и Мария Скороходова, будущие биоэкологи и генетики.
Наши журналисты своими глазами увидели первые образцы материалов «Калужского ковчега». Пояснения в ходе небольшой экскурсии давал Евгений Львович Константинов:
— Мы пока вникаем в процесс микроклонирования растений. Похожие вещи можно делать с краснокнижными грибами. Более того, создание базы для грибов – это даже несколько проще. Состав среды не такой многокомпонентный, сами манипуляции не столь сложные. Но! – при условии наличия источника самих грибов. А это очень ограниченное количество весной и во второй половине лета и осенью.
Учёные сейчас отрабатывают технологию на неохраняемых видах. Ведь любое извлечение краснокнижных материалов – это процесс регламентированный. Для этого потребуются разрешения от регионального или федерального министерств.
— Нужно сказать, что процесс будет очень щадящим. Мы не нарушаем мицелий, и достаточно будет взять лишь фрагмент шляпки или ножки. Что касается растений, то для микроклонирования подойдут активно растущие части растений – к примеру, почки.
Вначале калужские биологи опробовали несколько вариантов питательных сред. Помог в этом искусственный интеллект.
Поясняет Виктор Чернов:
— Исследований о выращивании грибов в России мало, особенно на русском языке. ИИ помог быстро найти нужные статьи на английском и перевёл. А также навёл на мысль о том, чтобы опробовать нужную концентрацию на основе похожих видов.
— По сути, мы сокращаем экспериментальный процесс, потому что первую аналитику ИИ уже провёл, — замечает Евгений Львович.
Чтобы вырастить гриб, нужно довести его до состояния плодового тела, а для хранения в «Ковчеге…» требуется как можно сильнее замедлить процесс роста, тогда и старение замедлится. Для этого готовится «бедная» среда, тогда гриб будет тихо расти в своём холодильнике.
— Диета всем полезна, даже грибам, — шутит Константинов.
Сами грибы в пробирках представляли собой налёт из белой или серой субстанции. В природе эту часть – мицелий — мы не видим, она скрыта под землёй. Всего в специальном холодильнике стояло около 17—20 видов.
Процесс подготовки грибов к хранению носит название «Инвитро» (буквально – «введение в стерильную среду»), он выглядит следующим образом. Крошечный кусочек из середины плодового тела обрабатывают перекисью водорода и спиртом, помещают в чашку Петри в ламинарный бокс. Среда готовится из картофеля и сахара.
— Может вырасти совсем другой гриб, — замечает научный руководитель. — Даже в стерильных условиях в среду может попасть спора из воздуха. Также в чашке растёт и посторонняя «грязь». Поэтому кусочек выращенного вещества мы вырезаем и пересаживаем в другую чашку. Через два-три пересева получаем изолят штамма, который затем закладывается в пробирку на хранение.
А затем мицелий какое-то время готовят к «спячке»: пересевают на более бедную среду и ставят в холодильник. Весь процесс от извлечения из леса до пробирки занимает примерно две недели.
К слову, долгой «спячки» не получается. Примерно через год придётся повторять пересев, так как грибы устаревают и портятся. Только источником будет не гриб из леса, а уже из стерильной пробирки. Так что «Ковчег…» будет постоянно обновляться.
Наши биологи постепенно расширяют видовой состав грибной коллекции. Недавно в ней появился Кордицепс милитарис. Из него в Китае готовят препарат для долголетия и профилактики рака. А выращивают на гусеницах. Появился в «Ковчеге…» светящийся гриб, который на определённом этапе развития в темноте выдаёт зелёный цвет.
Всё только начинается
Процесс хранения для растений отличается от грибов. Их микроклонирование сейчас отрабатывают на тропических растениях из ботанического сада. Питательную среду готовят около трёх дней (для грибов – пару часов).
Сама технология «инвитро» для растения непростая. Полностью простерилизовать фрагмент, убрав споры грибов и бактерии, и при этом оставить его живым – самый сложный момент в микроклонировании.
— Проще было бы взять семена, чем фрагменты, но найти у краснокнижных растений их сложно. Поэтому используем пока почки. Зато они могут дать несколько точек роста. Наросший клон можно будет впоследствии поделить на несколько пробирок или даже несколько десятков.
В новом сезоне технологию собираются перенести на краснокнижные грибы Калужской области. Редкие охраняемые растения станут следующим этапом.
Калужский природоохранный проект заметили на российском уровне. Осенью в КГУ приезжали журналисты НТВ. Историю «Калужского ковчега» они включили в новостной сюжет о грибах в качестве иллюстрации инициативных проектов по сохранению видов. Таким образом, собранная нашими биологами информация востребована не только в кругу узких специалистов. Авторы проекта готовятся к большой и интересной работе и ищут новых единомышленников в команду. Ведь всё только начинается.