КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 24-24-20122

НазваниеРазнообразие видов, гибридов и культиваров черных и бальзамических тополей Московского региона

Руководитель Борхерт Елена Владимировна,

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук , г Москва

Конкурс №90 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-210 - Молекулярная генетика

Ключевые слова Populus, Aigeiros, Tacamahaca, P. suaveolens, P. laurifolia, P. longifolia, P. nigra, P. × petrovskoe, P. × rasumovskoe, P. × sibirica, межсекционные гибриды, культивары, таргетное глубокое секвенирование, полногеномное секвенирование, половой локус

Код ГРНТИ34.23.57


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Проект направлен на решение проблемы озеленения Москвы с использованием видов, гибридов и культиваров тополей, которые обладают хорошими декоративными качествами и оптимальными характеристиками для коммунального хозяйства. Для этого должны быть решены проблемы систематики, диагностики и описания, в том числе молекулярно-генетического, таксонов, используемых в озеленении. Научная систематизация этого материала в последние десятилетия не производилась, а прежние обобщающие работы безнадёжно устарели и, кроме того, изначально делались на низком уровне. Селекционеры-практики предоставляли обществу конкретные деревья (маточные деревья, «типовые деревья»), которые в дальнейшем размножались черенками. Тем не менее, очень часто не передавались на хранение в крупные гербарии страны типовые гербарные образцы и не публиковались подробные морфологические описания созданных культиваров. По прошествии времени выяснялось, что «типовые деревья» давно погибли, самих селекционеров или их непосредственных учеников нет в живых, и мы не в состоянии узнать и определить используемые культивары, а имеющиеся в литературе бинарные и т.п. названия этих культиваров нельзя с уверенностью «привязать» к тем или иным обликам конкретных произрастающих в регионе тополей. Особенно усилились эти тенденции в годы Перестройки, когда научные и селекционные подразделения даже в ведущих питомниках страны пришли в упадок, в результате чего информационная связь поколений прервалась. Ещё хуже ситуация сложилась с культиварами, которые возникли спонтанно при гибридизации тех или иных неизвестных видов или гибридов тополей. Они изначально не были описаны, и мы не знаем, где и когда они появились, как попали в наш регион, каковы их родительские виды и т.д. Существующие пробелы в наших знаниях могли бы в значительной степени заполниться при молекулярно-генетическом исследовании «чистых» видов, гибридов и культиваров тополей, которые используются в озеленении Московского региона (более десятка) или произрастают здесь спонтанно. Особое внимание должно быть уделено видам и гибридам подрода Tacamahaca (Spach) Penjkovsky (секция Tacamahaca Spach – бальзамические тополя; секция Aigeiros Duby – чёрные тополя), так как этот подрод включает в себя больше всего «проблемных» таксонов. Нерешенность перечисленных выше проблем с культиварами, спонтанными гибридами и «чистыми» видами чужеродных тополей, которые имеются в Московском регионе, привела к невозможности или большой трудности селекционной и вообще хозяйственной работы с ними. Информация о биологических особенностях культиваров и гибридов городского озеленения, оптимальных условиях выращивания и ухода, болезнях, положительных и отрицательных качествах для озеленения не публикуется и, значит, не накапливается, так как исследователи в соответствующих публикациях, в том числе справочного характера, не могут однозначно назвать эти культивары и гибриды. Суть работы состоит в том, чтобы на основании литературных, архивных (гербарных) и полевых изысканий провести инвентаризацию используемых и использовавшихся в озеленении региона видов, гибридов и культиваров тополей, уточнить их систематику, собрать необходимые исторические и прочие сведения (история создания или появления в регионе, морфологическое и молекулярно-генетическое описание, декоративные и хозяйственные качества, возможность и целесообразность использования в озеленении), а также определить (в том числе с помощью молекулярно-генетических методов) родительские виды гибридов и культиваров. В течение XX века в регионе существовали питомники, где, наряду с размножением и продажей тополей, имелись научные подразделения, проводилась селекционная работа, действовали выдающиеся селекционеры, садоводы и озеленители с общероссийской и мировой известностью (например, Р.И. Шредер, А.С. Яблоков, А.В. Альбенский), и наша задача состоит в том, чтобы в научном смысле воскресить их достижения и тем самым восстановить прерванную связь поколений в соответствующей области прикладной науки.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Составлен аннотированный список видов, гибридов и культиваров тополей, которые культивировались, культивируются, могли культивироваться или могут культивироваться в Москве и Московской области. Это сделано на основании анализа литературных и гербарных данных, а затем этот список пополнен еще на 14 таксонов в ходе учетов тополей в Москве и в 7 городах Московской области, а также в ходе фенологических наблюдений и в результате консультаций с воронежскими селекционерами. Выполнены подробные морфологические описания наиболее проблемных гибридов и культиваров московского и подмосковного озеленения (51 описание). В Московском регионе в 2024 г. выявлены таксоны, которые ранее не описывались для данной территории: 1) Populus. nigra var. italica Du Roi (Populus pyramidalis Rozier); 2) Populus × moscoviensis R.I. Schrod. ex Wolkenst.; 3) Populus simonii Carriere; 4) Populus trichocarpa Torr. et Gray ex Hook.; 5) Populus × trichocarpa ‘Lettland’[P. × ‘Lettland’]; 6) Populus angulata [P. × angulata] Aiton; 7) Populus × jackii Sarg.; 8) Populus deltoides × P. × sibirica; 9) Populus suaveolens × (P. deltoides × P. suaveolens) (?); 10) Populus × irtyschensis Chang Y. Yang; 11) Populus longifolia × P. nigra; 12) Populus longifolia × P. × sibirica (?); 13) Populus longifolia × P. suaveolens (?); 14) Populus × moscoviensis × P. × sibirica. Написан очерк по истории изучения и истории культивирования тополей в Москве и Московской области. На улицах и во дворах Москвы, в парках и лесопарках Москвы (в Тимирязевском районе, Останкино, Свиблово, Перово, Бутово, Ясенево, Крылатском и др.), а также в подмосковных городах Дмитров, Ивантеевка, Пушкино, Раменское, Шатура, Коломна отобраны образцы для таргетного глубокого секвенирования. Для сравнения с культивируемыми московскими деревьями аналогичные сборы произведены в природном ареале отечественных видов тополей: P. nigra – в Орле, Воронеже (экземпляры из Хоперского заповедника), Башкортостане и Новокузнецке; P. laurifolia – в Новокузнецке; P. suaveolens – в Новокузнецке и Слюдянке Иркутской области. В общей сложности в 2024 г. собраны 183 образца тополей, после чего общая коллекция образцов (вместе с уже изученными сборами предыдущих лет) составила 750 образцов. Из образцов, собранных в 2024 г., отобраны 96 образцов для дальнейшего изучения, а остальные образцы перешли в категорию резервных. Для выбранных 96 образцов тополей проведено таргетное глубокое секвенирование участков полового локуса, а также других участков ядерного и хлоропластного геномов, информативных для филогенетических исследований тополей. Анализ результатов секвенирования позволит прояснить генетические взаимосвязи между изученными тополями и определить предковые виды для ряда гибридов и культиваров.

 

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В 2025 г. продолжалось комплексное изучение культивируемой и спонтанной флоры тополей Московского региона: морфологическое описание таксонов по специальному бланку, морфологический анализ гибридов с целью установления родительских видов, учёты тополей в нескольких городах Подмосковья (Пушкино, Ивантеевка и Раменское), уточнение историко-краеведческих сведений по тополям Московского региона (работа в гербариях – MHA, MW, GARIN); критическое чтение литературы по тополям, консультации со специалистами, работа в дендропарках, отбор проб и проведение полногеномного секвенирования и определение при помощи молекулярно-генетического анализа родительских видов гибридных таксонов. На основании этих и ранее собранных данных составлен аннотированный список видов, гибридов, культиваров и форм тополей Московского региона (71 таксон). Этот список содержит много новых сведений о конкретных таксонах тополей. С использованием результатов молекулярно-генетических исследований показано, что уникальная тополёвая роща в дер. Дмитровка Талдомского района образована P. balsamifera L., а не P. trichocarpa, как считалось раньше. Выяснено, что P. longifolia является возвратным гибридом: P. balsamifera × (P. balsamifera × P. suaveolens); уточнён его адвентивный статус. Показано, что современные гибриды P. laurifolia и P. suaveolens, известные как тополь московский, редки в озеленении и не имеют отношения к изначальному культивару P. × moscoviensis R.I. Schrod. ex Wolkenst. (точнее – P. laurifolia × P. suaveolens ‘Moscoviensis’). Показано, что в Москве в озеленении присутствует настоящий P. × jackii (гибрид P. balsamifera и P. deltoides), а не его возможный российский аналог – гибрид P. deltoides и P. suaveolens. Показано, что тополь ивантеевский действительно исчез в Московском регионе, но сохранился в соседней Ярославской области (в Переславском дендросаду); составлено его описание. Показано почти повсеместное преобладание в региональном озеленении двух таксонов – P. × sibirica и P. × petrovskoe. В ходе молекулярных исследований показано, что ‘Элитный сеянец-38’ (очень перспективный сорт, известный в среде селекционеров как «Воронежский гигант») получен в ходе гибридизации американского P. deltoides и российского P. × sibirica, хотя создатели сорта считали, что скрещивают два американских вида – P. deltoides и P. balsamifera). Таким образом, собраны сведения о тополях Московского региона, разрешены многие вопросы, касающиеся конкретных таксонов, представлен список из 71 таксона, и эта информация в дальнейшем может оказаться основой для создания регионального определителя тополей. А это, в свою очередь, может повлиять на возрождение селекционной работы в регионе, на создание или возрождение оптимальных для региона культиваров (взамен массово распространённого P. × sibirica, который «пылит» и дискредитирует саму идею использования тополей в озеленении). Кроме того, мы представили таблицы с молекулярно-генетическими данными по разным видам, гибридам и культиварам тополей, и это открывает возможности дальнейшего изучения этой «трудной» группы древесных растений.

 

Публикации

1. Насимович Ю.А., Костина М.В., Мельникова Н.В., Борхерт Е.В., Пушкова Е.Н., Муратаев Р.А., Дмитриев А.А. Морфологическая и молекулярно-генетическая изменчивость Populus suaveolens Fisch. и близких видов Социально-экологические технологии, 14, 3, 303-354 (год публикации - 2024)
10.31862/2500-2961-2024-14-3-303-354

2. Муратаев Р.А., Насимович Ю.А., Борхерт Е.В., Пушкова Е.Н., Дмитриев А.А., Мельникова Н.В. Молекулярно-генетическое разнообразие Populus × rasumovskoe (Salicaceae) в Москве Социально-экологические технологии, 14, 4, 413-434 (год публикации - 2024)
10.31862/2500-2961-2024-14-4-413-434

3. Насимович Ю.А., Майоров С.Р., Муратаев Р.А. Идентификация Populus × rasumovskoe (Salicaceae) в Москве Социально-экологические технологии, 15, 2, 137-155 (год публикации - 2025)
10.31862/2500-2961-2025-15-2-137-155

4. Насимович Ю.А., Мухин В.А., Муратаев Р.А. Флора культивируемых и спонтанно растущих тополей (Populus, Salicaceae) малых городов европейской части России (на примере города Шатуры Московской области) Тимирязевский биологический журнал, 3, 1, 202531201 (год публикации - 2025)
10.26897/2949-4710-2025-3-1-2-01

5. Борхерт Е.В., Пушкова Е.Н., Краснов Г.С., Насимович Ю.А., Муратаев Р.А., Евлаков П.М., Климов А.В., Костина М.В., Прошкин Б.В., Крупская Д.А., Дмитриев А.А., Мельникова Н.В. Whole-Genome Sequencing of Russian Poplars to Understand Relationships within the Genus Populus L. Frontiers in Plant Science, 16:1706329 (год публикации - 2025)
10.3389/fpls.2025.1706329

6. Насимович Ю.А., Костина М.В., Муратаев Р.А., Гарин Э.В., Борхерт Е.В., Пушкова Е.Н., Мельникова Н.В. Populus longifolia fisch. (Salicaceae) – единственный инвазионный вид тополя на русской равнине Российский журнал биологических инвазий, 4, 18, 121-132 (год публикации - 2025)
10.35885/1996-1499-18-4-121-132


Возможность практического использования результатов
В большинстве городов России тополя – это один из элементов озеленения, они поглощают пыль и шум, охлаждают воздух в жару и выполняют эстетическую роль, украшая городской ландшафт. Но использование тополей в городском озеленении в настоящее время пребывает в глубоком кризисе, так как тополя, кроме того, поставляют «тополиный пух», а в случае сильного ветра могут упасть на людей и автомобили. В результате даже сформировалось мнение, что тополя следует удалить из городского озеленения. Тем не менее, проблему «тополиного пуха» легко решить посадкой мужских деревьев, и такие культивары хорошо известны, а проблема падения тополей частично решаема при посадке медленно растущих и невысоких культиваров, а также при посадке более высоких, но ветроустойчивых деревьев. Основным препятствием в решении этих проблем является утрата сведений о видах, гибридах и культиварах тополей. Информация терялась дважды: 1) в эпоху трёх войн и трёх революций первой половины века; 2) в Перестройку. В настоящее время ассортимент тополей в региональных питомниках крайне беден (например, только P. simonii f. pendula и P. × canescens, иногда какая-то из пирамидальных форм, но тополей может и вообще не быть). Для расширения ассортимента, во-первых, должны быть знания об оптимальных культиварах для той или иной ситуации, а, во-вторых, ясность, откуда пересадить эти культивары в питомник (местонахождение маточных деревьев). Обе проблемы в значительной степени решает выполненная нами работа, в том числе переданная в «Полевой журнал биолога» статья «Разнообразие видов, гибридов и культиваров тополей (Populus L., Salicaceae) Московского региона, Россия». Кроме того, мировая практика (и отчасти российская практика в отдельные периоды) показывает, что тополя могут использоваться при укреплении берегов рек, при создании лесных полезащитных полос, в борьбе с опустыниванием. Древесина тополей идёт на производство бумаги, картона, фанеры, древесной плитки, досок и других пиломатериалов. В столярном деле их древесина используется при производстве мебели. В пчеловодстве тополя – это источник пыльцы, необходимой пчёлам, а также источник смолы, которую пчёлы перерабатывают в прополис. Листья и кора молодых побегов тополей – это традиционный корм для скота, то есть использование тополей не исчерпывается озеленением. Для всех этих целей тоже должны использоваться оптимальные культивары тополей, но любая работа с культиварами тополей начинается с инвентаризации сохранившихся культиваров, с выяснения их названий и вообще со сбора самых разных, в том числе забытых, сведений о видах, гибридах и тому подобных формах. Именно эта работа, то есть работа по восстановлению утраченных сведений по многообразию культурных тополей, начата нами. Кроме того, мы предоставили научному сообществу таблицы с молекулярно-генетическими данными по разным видам, гибридам и культиварам тополей, и это открывает возможности дальнейшего изучения этой «трудной» группы древесных растений.