Орхидеи любимы садоводами всего мира, но, как известно, их трудно выращивать. Японские исследователи разработали новый набор для выращивания орхидей, который позволяет прорастать семенам, цвести и плодоносить, и им удалось полностью искусственно вырастить автономную орхидею. Поскольку этот комплект можно изготовить из материалов стоимостью всего несколько долларов, он может расширить возможности выращивания орхидей в домашних условиях. Ожидается также, что он станет полезным инструментом для сохранения генетического разнообразия орхидейных растений, многие из которых находятся под угрозой исчезновения.
Фон
Микогетеротрофные растения прорастают и растут благодаря симбиотическим отношениям с микоризными грибами. Грибы сосуществуют на корнях растений, где они снабжаются сахаром, и растение получает энергию от грибов, а не за счет фотосинтеза. Орхидные растения относятся к группе микогетеротрофных растений. Растения Orchidaceae имеют уникальные формы, репродуктивные стили и очень разнообразные экологические особенности. К сожалению, многие виды этой группы растений находятся на грани исчезновения.
Растения, требующие симбиотических бактерий, такие как Orchidaceae, трудно прорастить и культивировать в искусственной среде, где маловероятно присутствие симбиотических бактерий. Как правило, разведение орхидей осуществляется путем покупки саженцев, но иногда могут пройти годы, прежде чем они полностью зацветут. Помимо труда, выращивание орхидей часто требует использования оранжереи, что придает растению вид, доступный только относительно состоятельным людям. Кроме того, получение семян орхидей является сложной задачей, и, даже если семена можно приобрести, прорастание семян орхидей в обычном домашнем хозяйстве чрезвычайно затруднено. По этой причине среди населения не так много людей, которые имеют опыт проращивания орхидей до стадии цветения. Кроме того, ожидается, что эффективность искусственного выращивания поможет сохранить семена орхидей.
Разработка
Орхидеи являются самыми богатыми видами садовых растений в мире, а в японской префектуре Кумамото в природе растут три вида орхидей Gastrodia. Ученые из Университета Кумамото изначально разработали набор для выращивания и идентификации микоризы, грибов, которые имеют симбиотические отношения со многими растениями и необходимы для выращивания орхидейных растений в лаборатории. Они быстро обнаружили, что наборы обеспечивают прекрасную среду обитания для трех орхидей Gastrodia, произрастающих в этом районе. Новые «Наборы для выращивания орхидей» изготавливаются путем простого помещения детрита (упавших деревьев, шишек, листьев, веток и мульчи), собранного в местах, где растут орхидеи, в пластиковый контейнер и накрытия смеси крышкой.
Результат
Исследователи вырастили орхидеи Gastrodia из семян с помощью этого набора, тем самым подтвердив, что растения можно полностью искусственно выращивать от прорастания до цветения и плодоношения. Эффективность выращивания с помощью набора чрезвычайно высока, при этом некоторые семена, которые обычно мало прорастают в поле, при использовании набора прорастают почти со 100% вероятностью. В случае с орхидеей Gastrodia pubilabiata исследователи наблюдали, как растение трижды за один год успешно развивалось от семени до цветка.
Набор для выращивания может поддерживать более высокий уровень влажности, поскольку он представляет собой закрытый пластиковый контейнер. Считается, что высокая эффективность набора была обусловлена микоризными грибами, которые прикреплялись к предметам, собранным из естественной среды обитания орхидей, что благоприятно влияло на рост орхидей Gastrodia. Действительно, те же самые микоризные грибы, обнаруженные на разлагающихся деревьях, собранных в исходной среде обитания орхидей, также были обнаружены в растущих орхидеях; ясно, что грибы и Orchidaceae были симбиотическими. Считается, что сочетание высокого уровня влажности и окружающей среды, содержащей микоризные грибы, необходимо для эффективного прорастания и роста орхидей.
«Поскольку наш набор для выращивания орхидей представляет собой очень простую систему, любой человек должен иметь возможность искусственно выращивать растения в любом месте», - сказал профессор Шиничиро Сава из Университета Кумамото, руководивший разработкой набора. «Благодаря дальнейшей настройке этой системы мы ожидаем, что искусственное культивирование различных грибковых гетеротрофных растений станет упрощенным и высокоэффективным. Мы не только рассчитываем коммерциализировать наборы для культивирования внутри страны, но также надеемся, что они будут использоваться в широком диапазоне приложений от сохранения и выращивания исчезающих видов до выращивания лекарственных растений."