Разработан набор для искусственного выращивания орхидей

Орхидеи популярны среди садоводов, но печально известны сложностью культивирования. Японские исследователи создали новый набор для выращивания орхидей, позволяющий добиться прорастания семян, цветения и плодоношения, и успешно осуществили полное искусственное выращивание автотрофной орхидеи. Поскольку набор можно изготовить из материалов стоимостью всего в несколько долларов, он может расширить возможности по выращиванию орхидей в обычных домохозяйствах. Также ожидается, что он станет полезным инструментом для сохранения генетического разнообразия орхидных, многие из которых находятся под угрозой исчезновения.

Предпосылки

Микогетеротрофные растения прорастают и растут благодаря симбиотическим отношениям с микоризными грибами. Грибы сосуществуют на корнях растения, получая от него сахара, а растение получает энергию от грибов, а не посредством фотосинтеза. Орхидные относятся к группе микогетеротрофных растений. Они обладают уникальной формой, способами размножения и высоко диверсифицированными экологическими особенностями. К сожалению, многие виды этой группы растений находятся на грани исчезновения.

Растения, требующие симбиотических бактерий, как орхидные, сложно проращивать и культивировать в искусственной среде, где такие бактерии маловероятны. Обычно орхидеи разводят, покупая рассаду, но до полного цветения иногда могут пройти годы. Помимо трудозатрат, выращивание орхидей часто требует использования теплицы, создавая образ растения, доступного лишь относительно обеспеченным людям. Кроме того, получение семян орхидей — сложная задача, и даже если семена удаётся приобрести, их проращивание в обычном доме крайне затруднительно. По этой причине не так много людей имеют опыт проращивания орхидей до стадии цветения. Более того, эффективность искусственного культивирования должна помочь в сохранении семян орхидей.

Разработка набора

Орхидеи — самые видово-богатые садовые растения в мире. В японской префектуре Кумамото естественным образом произрастают три вида орхидей Gastrodia. Учёные из Университета Кумамото изначально разработали набор для культивирования и идентификации микоризы — грибов, которые находятся в симбиотических отношениях со многими растениями и необходимы для выращивания орхидных в лаборатории. Они быстро обнаружили, что наборы обеспечивают отличную среду обитания для трёх местных орхидей Gastrodia.

Новые «Наборы для выращивания орхидей» изготавливаются путём простого помещения детрита (упавшие деревья, шишки, листья, ветки и мульча), собранного в местах произрастания орхидей, в пластиковый контейнер и накрывания смеси крышкой.

Результаты

Исследователи вырастили орхидеи Gastrodia из семян с помощью этого набора, подтвердив, что растения можно полностью вырастить искусственно — от прорастания до цветения и плодоношения. Эффективность культивирования с набором чрезвычайно высока: некоторые семена, которые в поле обычно почти не прорастают, в наборе прорастают с вероятностью, близкой к 100%. В случае орхидеи Gastrodia pubilabiata исследователи наблюдали успешный рост растения от семени до цветения три раза за один год.

Поскольку набор представляет собой закрытый пластиковый контейнер, он может поддерживать более высокий уровень влажности. Считается, что высокая эффективность набора была обусловлена микоризными грибами, прилипшими к предметам, собранным в естественной среде обитания орхидей, которые благоприятно повлияли на рост Gastrodia. Действительно, те же микоризные грибы, идентифицированные на разлагающихся деревьях из исходной среды обитания орхидей, были также обнаружены в растущих орхидеях; очевидно, грибы и орхидные находились в симбиозе. Считается, что комбинация высокого уровня влажности и среды, включающей микоризные грибы, незаменима для эффективного прорастания и роста орхидей.

Перспективы

«Поскольку наш набор для выращивания орхидей — очень простая система, любой должен быть способен искусственно культивировать эти растения где угодно», — заявил профессор Университета Кумамото Синъитиро Сава, руководивший разработкой набора. — «Дальнейшая кастомизация этой системы, как мы ожидаем, упростит и повысит эффективность искусственного выращивания различных грибных гетеротрофных растений. Мы надеемся не только коммерциализировать наборы для выращивания внутри страны, но и увидеть их широкое применение — от сохранения и выращивания исчезающих видов до культивирования лекарственных растений».