Риски и преимущества использования тополей для биотоплива

Быстрорастущий тополь с высоким выходом биомассы рассматривается как потенциальное решение для удовлетворения мировых энергетических потребностей. Для максимальной эффективности плантаций желательны сорта, лучше всего подходящие для местных условий — например, с устойчивостью к болезням или более высокой урожайностью. Однако возникает вопрос: влияют ли такие плантации новых, неродных (экзотических) видов на соседние естественные популяции тополя? В частности, изменяется ли генетический состав аборигенных популяций в результате взаимодействия с экзотическими видами?

В октябрьском номере American Journal of Botany доктор Натали Изабель и коллеги провели научную оценку рисков, связанных с интродукцией экзотических видов тополя (сложных гибридов, состоящих в основном из Populus nigra, P. trichocarpa и P. maximowiczii), и их влияния на три местные популяции видов тополя (P. deltoides и P. balsamifera) в двух разных локациях в течение 3 лет.

Исследователи отслеживали поток генов — передачу генетической информации (аллелей) между популяциями — в результате спонтанной гибридизации между экзотическими и местными популяциями. Анализируя специфические генетические маркеры (SNP), они определяли отцовский вид для отдельных потомков. Эти «тесты на отцовство» выявили сложные паттерны гибридизации. Все пять видов были способны производить гибриды с местными популяциями, но когда местная популяция была многочисленной, аборигенные виды оказывались более успешными; на их долю приходилось более 95% родительских аллелей.

После первоначальной гибридизации новый генетический состав может сохраняться в популяции в течение поколений (интрогрессия) или со временем теряться. Долгосрочные эффекты гибридизации «зависят от способности гибридов укореняться в естественных лесах и впоследствии размножаться», — отметила Изабель. — «Таким образом, необходимо контролировать несколько этапов процесса интрогрессии у тополей».

Риск интрогрессии, вероятно, выше для небольших популяций местных тополей (например, в нарушенных сельскохозяйственных ландшафтах) по сравнению с более густонаселенными территориями. Это имеет важные последствия для дальнейших шагов (например, моделирования интрогрессии) и разработки нормативных руководств для коммерческого использования растений с новыми признаками, а также для других случаев, когда скорость потока генов с плантаций в естественные популяции должна быть сведена к минимуму.