Poznajcie nową technologię do pozyskiwania sadzonek jesionu wyniosłego opracowaną przez iterdyscyplinarny zespół naukowy z Uniwersystetu Jagiellońskiego oraz Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie.
Szerokie zastosowanie
Naturalny zasięg jesionu wyniosłego (Fraxinus excelsior L.) obejmuje większość Europy, a także Azję Zachodnią. Cechy drewna takie jak elastyczność, twardość czy odporność na uderzenia sprawiają, że jest ono cennym surowcem wykorzystywanym w rożnych gałęziach przemysłu. Stosowane jest głównie do uchwytów narzędzi i sprzętu sportowego np. kijów hokejowych czy wioseł. Jego proste słoje sprawiają, iż wykorzystywany jest powszechnie w stolarstwie do produkcji schodów, poręczy, drzwi, okien oraz oklein. Gatunek ten jest też wartościowym materiałem parkieciarskim. Ze względu na wartość energetyczną, drewno wykorzystywane jest jako materiał opałowy. W Europie Środkowej jesion wyniosły jest szeroko stosowany jako drzewo ozdobne, sadzone w parkach a także wzdłuż dróg i ulic miast. W wielu krajach ma ponadto znaczenie etniczne i kulturowe. Liście jesionu są wykorzystywane we Francji i w Belgii do produkcji napoju alkoholowego frênette. Istnieje również bardzo długa tradycja wykorzystania jesionu wyniosłego jako źródła naturalnych substancji leczniczych. Przykładowo, substancje zawarte w korzeniu i liściach mają działanie diuretyczne i pomagają w dnie moczanowe oraz kamicy nerek. Wyciągi z kory i liści jesionu stosowane są w przypadku chorób reumatycznych, takich jak reumatoidalne zapalenie stawów. Roślina ta posiada również właściwości kosmetyczne. W Polsce jesion wyniosły występuje na obszarze prawie całego kraju, poza najwyższymi piętrami gór. Jest istotnym składnikiem struktury kilku siedlisk przyrodniczych.
Choroba i sposoby ochrony jesionu
Od lat 90-tych XX wieku w wielu krajach Europy obserwuje się intensywne zamieranie tego gatunku. Przyczyną wymierania jest choroba powodowana przez grzyb Hymenoscyphus fraxineus, należący do workowców. Zamieranie jesionu obserwowane jest m .in. w Norwegii, Danii, Litwie, Austrii, Belgii, Czechach, Finlandii, Francji, Niemczech, na Węgrzech, we Włoszech, Holandii, Słowenii, Szwecji, Estonii, Łotwie, Szwajcarii oraz Wielkiej Brytanii. Obecnie zjawisko to zagraża zachowaniu populacji jesionu wyniosłego na naszym kontynencie.
Ze względu na tak olbrzymi zasięg i znaczenie drewna jesionowego w gospodarce, zamieranie tego gatunku stanowi olbrzymi problem nie tylko ekologiczny, ale również ekonomiczny. Wobec powyższego należy szukać rozwiązań zapewniających odnowienie i zachowanie tego gatunku. Jest to tym bardziej istotne, że obserwowane zamieranie jesionu wyniosłego skutkuje już teraz bardzo wyraźnymi problemami w pozyskiwaniu nasion tego gatunku. Co gorsza nasiona te często są złej jakości i cechują się niską siłą kiełkowania, co bardzo utrudnia pozyskiwanie nowych okazów jesionu.
Jednym ze sposobów ochrony i regeneracji jesionu wyniosłego jest uzyskiwanie sadzonek in vitro. Obecnie można wykorzystywać w tym celu metodę somatycznej embriogenezy. W metodzie tej uzyskuje się kalus embriogenny, czyli taki na którym powstają i rozwijają się zarodki somatyczne przechodzące przez kolejne etapy rozwojowe, tj. etap wczesny globularny, sercowaty, torpedy i liścieniowy. Ostatecznie zarodek somatyczny może posłużyć do regeneracji całej rośliny. Metoda somatycznej embriogenezy charakteryzuje się jednak wysoką kosztochłonnością i często obserwowaną niestabilnością genetyczną komórek kalusa. Kosztochłonność embriogenezy somatycznej wynika z konieczności wielokrotnego pasażowania kultur in vitro z stosowaniem wielu różnorodnych regulatorów wzrostu i składników podłoży hodowlanych. Wymagana wieloetapowość skutkuje ponadto podwyższonym ryzykiem niepowodzenia w uzyskaniu sadzonki, m. in dlatego, że każdy etap zwiększa prawdopodobieństwo zainfekowania hodowli. Wszystko to sprawia, że w komórkach kalusa w procesie uzyskiwania sadzonek metodą somatycznej embriogenezy zachodzą spontaniczne niekorzystne zmiany, które powodują, że regenerowane w ten sposób rośliny nie są tak jednorodne jak można by oczekiwać po metodzie wegetatywnego rozmnażania. W tkance kalusa z czasem pojawiają się zmiany liczby i struktury chromosomów. W czasie długotrwałej hodowli kalusa, zmiany zachodzące w materiale genetycznym kumulują się prowadząc do postępującej utraty totipotencji komórek kalusa, a tym samym wydajności i jakości pozyskiwanych sadzonek. Z powyższych powodów metoda somatycznej embriogenezy nie znalazła powszechnego zastosowania w ratowaniu drzewostanów jesionu wyniosłego. Dla uzyskania sadzonek, szczególnie drzew leśnych, które będą charakteryzowały się wyrównanymi i stabilnymi cechami, wskazane jest stosowanie mikrorozmnażania metodą organogenezy, która nie tylko zapewnia stabilność cech osobniczych drzew, ale też jest tańsza od pozyskiwania roślin metodą somatycznej embriogenezy.
Rozwiązanie krakowskich naukowców
Naprzeciw tym oczekiwaniom wyszli naukowcy z krakowskich uczelni. Interdyscyplinarny zespół naukowy w składzie dr hab. inż. Katarzyna Nawrot-Chorabik. prof. UR z Wydziału Leśnego Uniwersytetu Rolniczego oraz dr hab. Dariusz Latowski z Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego opracowali technologię pozyskiwania sadzonek jesionu wyniosłego metodą pośredniej organogenezy przybyszowej. W metodzie tej pomija się etap kształtowania i rozwoju zarodka somatycznego, a tym samym znacznie ogranicza liczbę pasaży i kosztownych składników podłoży hodowlanych. Regeneracja rośliny następuje bezpośrednio z tkanki kalusowej, co skutkuje nie tylko niższymi kosztami produkcji sadzonek ale też, co bardzo istotne, większą ich stabilnością genetyczną, niż w przypadku stosowania mikrorozmnażania metodą somatycznej embriogenezy. Dodatkowo, opracowana metoda pozwala otrzymać kalusy o wyselekcjonowanych genotypach np. odpornych na szkodliwe czynniki abiotyczne lub biotyczne (w tym grzyby chorobotwórcze). Uzyskane sadzonki posiadają genotypy identyczne z genotypem kalusa, a więc są również odporne na niekorzystne biotyczne i abiotyczne uwarunkowania środowiskowe. Może to znacząco poprawić stan drzewostanów z udziałem jesionu wyniosłego, korzystnie wpływając na związane z tym gatunkiem drzewa aspekty ekologiczne i gospodarcze. Centrum Transferu Technologii CITTRU UJ poszukuje podmiotów zainteresowanych współpracą przy wdrażaniu wynalazku.
English version of the article
