Wiekowym dębom szypułkowym (Quercus robur L.) w Polsce zagraża wyginięcie. Metody rozmnażania wegetatywnego u tego gatunku są nieskuteczne. Jednak naukowcy z Instytutu Dendrologii PAN w Kórniku znaleźli sposób, aby zachować genetyczne dziedzictwo najstarszych polskich dębów. Dzięki pionierskiej metodzie in vitro udało się sklonować kilkusetletnie pomniki przyrody. Dlaczego metody znane w ogrodnictwie są nieskuteczne?
Sędziwe dęby szypułkowe stanowią bezcenny element polskiego krajobrazu oraz posiadają unikatowe cechy genetyczne, dlatego są tak ważne dla przyrody. Przez wieki ewoluowały, dzięki czemu wykształciły odporność na zmienne czynniki środowiskowe, choroby grzybowe oraz zmiany klimatu. Niestety wiekowe pnie dębów padają przez wichury, susze, zdarza się także, że przez akty wandalizmu i celowe podpalenia.
Polscy naukowcy sklonowali wiekowe dęby
Naukowcy z Instytutu Dendrologii Polskiej Akademii Nauk sklonowali polskie wiekowe dęby. W tym celu wykorzystali zjawisko totipotencji komórek roślinnych, czyli zdolności pojedynczej komórki do odtworzenia całego organizmu. Materiał badawczy pobrano z 21 najstarszych dębów pomnikowych w Polsce, o obwodach sięgających ponad 10 metrów i wieku szacowanym na 300 – 800 lat.
Naukowcom udało się uzyskać odrosty ze zdrewniałych pędów podczas procesu rejuwenalizacji. Fragmenty drzew umieszczono w wazonach i zapewniono odpowiednie warunki – temperaturę ok. 20 st. C. i dużą wilgotność. Tak wyrosły młode pędy, które następnie odkażono, aby usunąć wszelkie drobnoustroje (zarodniki grzybów, bakterie).
Dęby wyhodowano w kulturach in vitro. Mikrofragmenty z zawiązanymi pąkami liściowymi umieszczono w sterylnych słoikach z pożywką bogatą w mikroelementy, regulatory wzrostu i hormony. W odpowiednich warunkach pędy można było namnażać, a kolejno pobudzać do tworzenia korzeni. Tak naukowcy otrzymali genetycznie kopie ginących pomników przyrody.
„Dobrze ukorzenione rośliny z hodowli in vitro, które osiągnęły wysokość około 8 cm i długość korzenia 10–15 cm, wysadzono do wysokich pojemników, prostując korzeń skręcony podczas wzrostu w słoiku, w odpowiednio przygotowane podłoże stałe” – pisze prof. Paweł Chmielarz w czasopiśmie naukowym Academia.
Wyniki zaskoczyły badaczy
Dzięki tej metodzie nie udało się sklonować wszystkich dębów, z których pobrano pędy. Jednak wyniki pokazały, że nawet wiekowe drzewa mogą być źródłem materiału do rozmnażania in vitro. Technika ta nie gwarantuje sukcesu dla każdego drzewa.
Co ciekawe, o powodzeniu namnażaniu w warunkach laboratoryjnych nie decydował wiek drzewa. Kluczowe znaczenie miał indywidualny genotyp, czyli zestaw cech genetycznych.
Dlaczego metody znane w ogrodnictwie są nieskuteczne?
Klasyczne sposoby znane w ogrodnictwie, np. szczepienie, na powielanie niektórych cech genetycznych roślin są w przypadku dębów nieskuteczne. Drzewa te nie rozmnażają się wegetatywnie – pędy nie wypuszczają korzeni. Wraz z wiekiem problem ten potęguje się, przez co uzyskanie sadzonki z kilkusetletniego dębu staje się niemożliwe.
Szczepienie dębów jest możliwe, jednak nie daje pełnej kopii genetycznej drzewa. Wynika to z faktu, że jednynie górna część macierzysta pochodzi z wiekowego osobnika, system korzeniowy pochodzi z innej rośliny.
Sklonowane dęby już rosną w polskich parkach
Wyhodowanie dębów w kulturach in vitro to był początek pracy naukowej badaczy. Kluczowym momentem okazał się proces aklimatyzacji do środowiska zewnętrznego.
Liście dębów rosnących w kontrolowanych warunkach w hodowli in vitro mają cieńszą strukturę i nie potrafią poprawnie zamykać aparatów szparkowych. Takie drzewa mogą szybko uschnąć na zewnątrz. Stopniowe hartowanie i zmiany sposobu odżywiania roślin pozwoliły uzyskać przeżywalność sadzonek na poziomie nawet 90 procent.
Pierwsze sklonowane dęby, będące kopiami wielowiekowych drzew, posadzono m.in. przy Muzeum Pałacu w Rogalinie, Muzeum Pierwszych Piastów na Lednicy oraz w wielkopolskich parkach.
Metoda ta nie zatrzyma starzenia się dębów ani nie uchroni drzew przed wichurą czy wandalizmem. Daje możliwość przygotowania genetycznych kopii, zanim będzie za późno. Dzięki temu materiał genetyczny wiekowych dębów może przetrwać w młodym drzewie i zostać przekazany kolejnym pokoleniom.
Źródła:
- Academia
- Chmielarz P. i in. 2026. Successful In Vitro Shoot Multiplication of Quercus robur L. Trees Aged up to 800 Years. Plants 12(12), 2230
