Незнайома Антарктика: рослини розкривають свої таємниці

Abstract

Антарктида — віддалений та малодоступний континент Землі, рослинний світ якого складається з водоростей, мохів, лишайників і лише двох видів судинних рослин. Шквальні вітри, низька температура та вологість повітря, високий рівень сонячної радіації створюють екстремальні умови для життя рослин. Проте вони все ж адаптувалися і виживають навіть у такому суворому кліматі та є надзвичайно цікавими об’єктами біотехнологічних досліджень. Створення in vitro колекції рослин Антарктики, яка налічує близько 40 зразків, дало можливість використати їх для вивчення дії абіотичних стресів, таких як засолення, значний вміст азоту, наявність високотоксичного Cr(VI), низьких і високих температур. Культивовані in vitro рослини Антарктики виявилися оптимальною моделлю для дослідження впливу цілої низки стресових факторів. Використання такої системи дало змогу кількісно оцінити дію того чи іншого фактора за рядом параметрів, зокрема приростом маси, коефіцієнтом розмноження, вмістом запасних сполук. Проведення цих досліджень дозволило визначити особливості впливу абіотичних факторів і порівняти стійкість до них рослин різних видів. Виявилося, що рослини W.fontinaliopsis значно відрізняються від рослин інших досліджуваних видів і є по-своєму унікальними. Вивчення геному цих рослин у перспективі може стати основою для використання їх як цінного генетичного матеріалу в біотехнологіях з метою створення сільськогосподарських культур, стійких до абіотичних стресів.

Антарктида — отдаленный и малодоступный континент Земли, растительный мир которого состоит из водорослей, мхов, лишайников и только двух видов сосудистых растений. Шквальные ветры, низкие температура и влажность воздуха, высокий уровень солнечной радиации создают экстремальные условия для жизни растений. Однако они все же адаптировались и выживают даже в таком суровом климате и являются необычайно интересными объектами биотехнологических исследований. Создание in vitro коллекции растений Антарктики, которая включает около 40 образцов, дало возможность использовать их для исследования воздействия абиотических стрессов (засоление, значительное содержание азота, наличие высокотоксичного Cr(VI), низких и высоких температур). Культивированные in vitro растения Антарктики оказались оптимальной моделью для изучения действия целого ряда стрессовых факторов. Использование такой системы позволило количественно оценить воздействие того или иного фактора по ряду параметров, в том числе по приросту массы, коэффициенту размножения, содержанию запасных соединений. Проведение этих исследований позволило определить особенности влияния абиотических факторов и сравнить устойчивость к ним растений разных видов. Оказалось, что растения W. fontinaliopsis значительно отличаются от растений других исследуемых видов и по-своему уникальны. Изучение генома этих растений в перспективе может стать основой для использования их как ценного генетического материала в биотехнологиях с целью создания сельскохозяйственных культур, устойчивых к абиотическим стрессам.

Antarctica is an outlying and hard-to-reach Earth continent. Antarctic flora consists of algae, mosses, lichens and only two species of vascular plants. Strong winds, low temperatures and air humidity levels, high levels of solar radiation make conditions for plant life extreme. Plants that adapt and survive in such an environment can be the targets of biotechnological research. Creating of Antarctic plants in vitro collection, which includes about 40 collection samples made it possible to use them to study the effects of abiotic stresses (salinity, high nitrogen content, the presence of highly toxic Cr(VI), low and high temperature). The use of these plants allowed to quantify the stressor effect on a number of parameters, including mass growth, storage sugar content. Such research allowed to determine features of the influence of abiotic stress and to compare the resistance to them of different plants. According to the research it was found that W. fontinaliopsis plants significantly differ from other studied plant species and are unique. The study of the genome of these plants has the potential to become the basis for the use of their valuable genetic material in biotechnology to create crops resistant to abiotic stresses.