Крупнейшая в мире коллекция видов сфагнума
Торфяники, с их огромным разнообразием видов торфяных мхов (сфагнума), хранят около 30% почвенного углерода Земли. Это примерно вдвое больше, чем все леса мира вместе взятые. Однако добыча торфа и изменение климата угрожают этим долгосрочным хранилищам углерода, поскольку не хватает исходного материала для крупномасштабного культивирования сфагнума.
Ученые под руководством профессора Ральфа Рески из Университета Фрайбурга (Германия) в сотрудничестве с исследователями из Университета Грайфсвальда создали крупнейшую в мире лабораторную коллекцию мхов рода Sphagnum. Это основа для устойчивого и экономичного выращивания торфяных мхов. Результаты опубликованы в журнале New Phytologist (первый автор — аспирантка Мелани Хек).
В рамках проекта MOOSzucht ученые собрали спорофиты (споровые коробочки) 19 видов сфагнума в Австрии, Германии, Латвии, России, Швеции и Нидерландах. Коллекция размещена в International Moss Stock Center (IMSC) — ресурсном центре при Университете Фрайбурга, основанном в 2010 году. Из спор создают чистые культуры сфагнума, не загрязненные бактериями, грибами или водорослями.
Некоторые виды в лаборатории растут в 50–100 раз быстрее, чем в естественных болотных ландшафтах. Исследователи измеряли рост мхов в суспензионных культурах (жидких питательных средах). Также они определили количество наборов хромосом в клеточных ядрах и сравнили с размером генома модельного мха Physcomitrella patens. Так были идентифицированы гаплоидные и диплоидные виды сфагнума (с одинарным и двойным набором хромосом соответственно). Однако корреляции между числом наборов хромосом и скоростью роста мха обнаружено не было — причина существования диплоидных мхов в природе остается неясной.
Торф добывают в промышленных масштабах для выращивания овощей и декоративных растений. Из-за изменения климата (засухи, повышение температуры) сфагнум растет хуже, быстрее разлагается и связывает меньше углерода. Исследователи хотят заменить торф возобновляемой биомассой. Необходимый для этого большой объем исходного материала можно производить только в биореакторах. Поэтому команда Рески в IMSC распространяет лабораторные штаммы торфяных мхов среди научных институтов и компаний, занимающихся фундаментальными исследованиями, биотехнологиями или устойчивой биоэкономикой.
Проект MOOSzucht, в котором участвует лаборатория Рески, финансируется Федеральным министерством продовольствия и сельского хозяйства Германии (BMEL) и длится с 2017 по май 2021 года. В него также входят две группы из Университета Грайфсвальда, Карлсруэского технологического института (KIT) и компании Niedersächsische Rasenkulturen NIRA. Рески также является соучредителем центров передового опыта CIBSS и livMatS в Университете Фрайбурга.