Pabeigts pētījums par veģetatīvi pavairojamo ātraudzīgo koku sugu klonu identifikāciju

LVMI Silava zinātnieki izstrādājuši ātraudzīgo koku sugu klonu identifikācijas metodi ar DNS marķieriem.

Projekta «Veģetatīvi pavairojamo ātraudzīgo koku sugu klonu identifikācijas tehnoloģijas izstrāde» pētījumu rezultāti sniedz ievērojamas priekšrocības, nosakot  klonu identitāti ar augstu izšķirtspēju un ticamības pakāpi.

Kā ieekonomēt laiku?

Projekta starpdisciplinārajā pētījumā, kurš norisinājies 12 mēnešus, piedalījušies LVMI Silava meža ģenētikas, meža atjaunošanas un ieaudzēšanas, kā arī meža ekoloģijas radošo grupu zinātnieki. Projekta zinātniskā vadītāja, Ģenētisko resursu centra vadošā pētniece Dr.chem. Ilze Veinberga augustā sniedza interviju «Meža Avīzei», skaidrojot, kādus ieguvumus turpmāk projekta rezultāti sniegs, lai Latvija sasniegtu atjaunojamo energoresursu mērķi Eiropas kopējā energobilancē, pēc iespējas īsākā laikā palielinot enerģētikas tirgū pieejamos koksnes biomasas apjomus.

Kāds bija projekta ilgtermiņa mērķis?

I.V.: Projekta ilgtermiņa mērķis bija sekmēt zinātnes un ražošanas integrāciju, atbilstoši valstī noteiktajām prioritārajām tautsaimniecības nozarēm un prioritārajiem zinātnes virzieniem, bet projekta zinātniskais mērķis – veģetatīvi pavairojamo ātraudzīgo koku sugu klonu identifikācijas tehnoloģijas izstrāde. Atbilstoši MK noteikumiem, projektā veikts rūpnieciskais pētījums.

Nozīmīgākie atjaunojamie resursi Latvijas primāro energoresursu bilancē ir biomasa jeb koksne un hidroresursi. Koks vēsturiski ir viens no enerģijas ieguves materiāliem dabā, atjaunojamais energoresurss ar augstu siltumspēju. Pēdējos gados enerģijas ražošana no koka, izmantojot iegūto koksni jeb biomasu tiek raksturota kā ilgtspējīgas enerģijas apgādes potenciāls. Pētījumos par atjaunojamo enerģiju, inovatīvu risinājumu rezultātā tiek meklētas iespējas bioenerģijas ražošanā un izmantošanā. Lai Latvija sasniegtu atjaunojamo energoresursu mērķi Eiropas kopējā energobilancē, ir nepieciešami lieli biomasas resursi, jo vienlaicīgi pieaug pieprasījums pēc koksnes izmantošanas enerģētikā gan vietējam patēriņam, gan eksportam. Esošās prognozes liecina, ka koksnes vai biomasas izmantošana enerģētikā turpmākajos gadu desmitos turpinās ievērojami pieaugt, līdz ar to ir jārod  risinājumi koksnes jeb biomasas apjomu kāpināšanai.

Kā to panākt?

I.V.: Kā viens no risinājumu veidiem būtu ātraudzīgo koku sugu: kārklu, vītolu, alkšņu u.c. plantāciju ierīkošana, jo Latvijā ir visi nepieciešamie apstākļi šo sugu audzēšanai: piemērota augsne, klimatiskie apstākļi.

Lai tiktu iekārtotas ātraudzīgo koku sugu plantācijas, ir  nepieciešams kvalitatīvs stādmateriāls – veģetatīvi viegli pavairojamu un ātraudzīgu koku šķirnes – kloni un tehnoloģijas, kuras pielietojot būtu iespējams noteikt precīzu ātraudzīgo koku sugu stādmateriāla piederību koku šķirnei – klonam. Pašreiz stādāmā materiāla identificēšana notiek, pielietojot analogo metodi – vizuāla identifikācija pēc morfoloģiskām pazīmēm.

Kārklu ātraudzīgās šķirnes – kloni ir veidotas no Latvijā sastopamām koku sugām, līdz ar to, to atpazīšana pēc morfoloģiskām pazīmēm ir ļoti sarežģīta un bieži  kļūdaina. Latvijā ir  sastopami 18 dažādu sugu kārkli un to novērtēšana vizuāli, izmantojot morfoloģiskās pazīmes, nesniedz iespēju atšķirt šo sugu klonus. Pielietojot šādu identifikāciju, kloni ir jānovērtē atkārtoti vairākus gadus pēc kārtas un jāsalīdzina ar citiem kloniem, lai nodrošinātu to atpazīstamību. Bez tam, ir jāveic mērījumi un datu ievākšana lauka (meža) apstākļos un dažādās augu attīstības stadijās kā arī nepieciešams novērtēt kvantitatīvas pazīmes. Līdz ar to jāveic salīdzinošus novērojumus vienā gada laikā visiem identificējamiem kloniem, atkarībā no novērtēšanai izvēlētās pazīmes. Lai aprakstītu katru klonu pēc deskriptoriem, jāierīko izmēģinājumu stādījumi vienādos vides apstākļos, minimizējot vides ietekmi uz klonu morfoloģiju. Šāda klonu atlase, kas balstīta uz morfoloģisko identificēšanas metodi ir materiālu un laika ietilpīga un nesniedz  pilnīgu pārliecību par klona identitāti.

Vai jaunā metode ļaus ieekonomēt laiku un sniegs precīzus rezultātus?

I.V.: Problēmas risinājumam ir izstrādāta ātraudzīgo lapu koku šķirņu molekulāri ģenētiska identifikācijas tehnoloģija, izmantojot DNS marķierus. Veģetatīvi pavairojamo ātraudzīgo sugu klonu identifikācija ar DNS marķieriem sniedz  ievērojamas priekšrocības, salīdzinot ar analogo metodi, kas ir identifikācija pēc morfoloģiskām pazīmēm.

 Ar DNS marķieriem: 

– iespējams noteikt klonu identitāti  ar augstas izšķirtspējas un ticamības pakāpi; – iespējams atšķirt tuvi radnieciskus indivīdus; – iespējams veikt analīzes jebkurā gada laikā un  jebkurā augu attīstības posmā; – klona identifikāciju iespējams veikt īsā laika periodā.

Pētījumā tika apsekoti Latvijas teritorijā esošie ātraudzīgo koku sugu ģenētiskā materiāla (kloni un sugas) resursi, identificēti kloni ar vislabākajām koksnes īpašībām un ātraudzības kombinācijām, izdalīta DNS un veikta genotipēšana, izveidota Latvijas veģetatīvi pavairojamo ātraudzīgo koku sugu DNS kolekcija, kā arī molekulārās pasportizācijas datubāze. Ar izstrādāto molekulārās identifikācijas metodi tiks veikta veģetatīvo klonu pārbaude pirms stādījumu ierīkošanas un sagatavotas meža stādāmā  materiāla ģenētiskās identifikācijas pases. Tā tiks izmantota klonu reģistrācijas procesā Valsts Meža dienestā, ar to varēs kontrolēt stādījumu ierīkošanu un ievesto reproduktīvo materiālu.

Pētījums «Veģetatīvi pavairojamo ātraudzīgo koku sugu klonu identifikācijas tehnoloģijas izstrāde» Nr. 2014/0025/2DP/2.1.1.1.0/14/APIA/VIAA/101 veikts, izmantojot ERAF darbības programmas «Uzņēmējdarbība un inovācijas» papildinājuma 2.1. prioritātes «Zinātne un inovācijas» 2.1.1. pasākuma «Zinātne, pētniecība un attīstība» 2.1.1.1.aktivitātes «Atbalsts zinātnei un pētniecībai» trešās projektu iesniegumu atlases kārtas finansējumu.

Vineta Kalve