Введение
Вид растения
Malus sieversii – это дикое яблоко, произрастающее в горах Центральной Азии, в южном Казахстане. Недавно было установлено, что оно является основным предком большинства сортов культивируемого яблока (Malus domestica). Впервые оно было описано Карлом Фридрихом фон Ледебуром, немецким натуралистом, как Pyrus sieversii из-за сходства с грушей в 1833 году, когда он наблюдал за этими деревьями в горах Алтая. Malus sieversii растет в разнообразных местообитаниях. Это листопадное дерево, внешне очень похожее на культивируемое яблоко. Его пыльцевые зерна различаются по размеру и имеют овальную форму в сухом состоянии и сферическую при набухании водой. В настоящее время вид считается уязвимым.
Характеристики и рост
M. sieversii способна к вегетативному размножению, формируя корневые отпрыски или прикорневые побеги. Ее генетическое разнообразие в отношении несамосовместимости существенно ниже, чем у ее близкого родственника, Malus sylvestris.
Цикл роста
Цикл роста M. sieversii можно разделить на несколько стадий: от прорастания семян до развития плодоносящих деревьев и, в конечном итоге, до отмирания старых деревьев. Характеристики плодов, такие как хрустящая текстура, более выраженный вкус и вес, подверглись дифференциальному отбору человеком, что привело к появлению современного Malus domestica. Распространение M. sieversii и его потомства на протяжении истории связывают с Великим шелковым путем. Анализ ДНК, проведенный в 2010 году, подтвердил, что M. sieversii является предком культивируемого яблока. Он обладает значительным генетическим разнообразием и, следовательно, служит генетическим источником устойчивости к абиотическим и биотическим стрессам, множеству болезней, а также уникальных характеристик плодов. Алматы, крупнейший город Казахстана и его бывшая столица, получил свое название от казахского слова "яблоко" (Алма) и часто переводится как "полный яблок" (окрестности Алматы изобилуют лесами Malus sieversii); "alma" также означает "яблоко" в других тюркских языках, включая венгерский.
Угроза вымирания
После распада СССР и закрытия Программы развития садоводства местное население начало активно вырубать дикие сады в Заилийском Алатау. Освободившиеся территории используются для строительства домов и выпаса скота. Посадка культивируемых сортов яблок в частных хозяйствах вблизи диких рощ приводит к скрещиванию.
Возобновление интереса
Эти и другие виды Malus использовались в некоторых недавних программах селекции для выведения яблок, пригодных для выращивания в суровых климатических условиях, непригодных для M. domestica, в основном для повышения морозостойкости. Исследование, проведенное в 2020 году, выявило различные генные вставки, участвующие в процессах покоя и устойчивости к холоду, такие как белки теплового шока, у диких яблок. Malus sieversii в последнее время культивируется Сельскохозяйственной исследовательской службой США в надежде обнаружить ценную генетическую информацию для селекции современных сортов яблони. Некоторые, но не все, полученные деревья демонстрируют необычную устойчивость к болезням. Вариативность их реакции на болезни в индивидуальном порядке сама по себе свидетельствует о значительно большем генетическом разнообразии по сравнению с их окультуренными потомками. Например, у диких яблок были обнаружены множественные гены, устойчивые к синей гнили, в частности к Penicillium expansum. Подразделение генетических ресурсов растений Министерства сельского хозяйства США (PGRU) также провело фенотипический анализ сеянцев M. sieversii и выявило различные виды устойчивости к патогенам, включая паршу, бактериальный ожог и ржавчину яблони. Исследование 2001 года обнаружило различные виды устойчивости к насекомым у сеянцев M. sieversii и выявило случаи, представляющие интерес для дальнейшего изучения ее устойчивости к яблочной плодожорке и яблонной листовертке.
Яблоки с красной плотью
Malus sieversii в последнее время активно используется как важнейший источник при селекции яблок с красной мякотью благодаря своей высокой генетической изменчивости. Это проявляется в использовании данного вида для повышения устойчивости культурных сортов яблони к засухе, холоду и вредителям. Некоторые ранее недооцененные характеристики M. sieversii, такие как высокое содержание флавоноидов (особенно антоцианов) и короткий период наступления плодоношения, стали применяться в селекции яблок с красной мякотью, поскольку традиционные сорта с красной мякотью не отличаются богатством этих флавоноидов. Особое внимание при селекции яблок с красной мякотью уделяется варианту M. sieversii – Malus sieversii f. niedzwetzkyana, характеризующемуся красными цветками, кожицей и мякотью плодов, а также высоким содержанием антоцианов.
Сохранение
Malus sieversii был отнесен ко второму приоритету охраны в Китайской Красной книге растений и классифицирован как вид, находящийся под угрозой исчезновения, Международным союзом охраны природы (IUCN). Основными факторами сокращения численности естественной популяции M. sieversii являются антропогенное воздействие и природные катастрофы. Эта иммунная уязвимость делает M. sieversii восприимчивым к большему числу паразитов, таких как вредоносные насекомые Agrilus mali, что приводит к дальнейшему разрушению популяции. Сохранение вне среды обитания, или создание банков семян, считается эффективным долгосрочным решением для защиты его генетического разнообразия, что реализуется, например, в Соединенных Штатах с использованием семян, собранных в Казахстане и Кыргызской Республике. Сохранение в естественной среде обитания также практикуется путем установки колючей проволоки вокруг ареалов распространения M. sieversii, как это наблюдается в районах Синьюаня, Китай. Исследование 2016 года показало эффективность защиты популяций M. sieversii in situ посредством стратификации и удаления оболочки семян. Кроме того, ограждения в естественной среде обитания более эффективны в высокогорных районах, поскольку они менее подвержены повреждениям от людей и насекомых. Помимо традиционных методов сохранения, биоудобрения показали хорошие результаты в подавлении грибкового патогена Alternaria alternata на диких яблонях. Это достигается за счет повышения антиоксидантной способности диких яблонь после заражения, стимулирования роста корней и улучшения метаболизма почвы. В последнее время комбинация инновационных методов, включая клонирование и обработку растительными гормонами, также продемонстрировала эффективность в восстановлении популяций диких яблок. В горах Казахстана в 1800-х годах дикие яблони интенсивно вырубались для экономических и сельскохозяйственных целей. Дикие яблоневые леса превращались в пастбища, что значительно изменило почвенный покров и повредило молодые саженцы и корни. Также вырубались колючие кустарники, такие как боярышник и барбарис, которые находились в симбиотических отношениях с дикими яблонями, защищая их от вредителей. Это еще больше ухудшило условия произрастания диких яблок и серьезно ослабило корневую поросль, а следовательно, и вегетативное размножение.