Растущий спрос в мире на натуральный каучук, в настоящее время, привел исследователей к поиску альтернативных, в отличии от Гевеи (Hevea brasiliensis), источников природного каучука. В нашей Республике еще в 1929-1930 гг., при изучении горных систем южного Казахстана было выяснено, что Каратауский хребет является родиной нового превосходного и непревзойденного до сих пор каучуконосного растения - козлеца тау-сагыз [1]. В то время, Всесоюзным научно-исследовательским институтом каучука и гуттаперчи (ВНИИК и Г) были учреждены стационарные пункты в пос. Бурном, специальная опытная станция по каучуконосам в пос. Атабаево, а также стационарный пункт в центральной части хребта Каратау. Всеми этими стационарами были собраны ценные материалы по биологии, физиологии (особенно трудами физиолога А.А. Ничипоровича) условиям введения в культуру и поведению в ней замечательного осваиваемого растения. В результате всех произведенных наблюдений было отмечено, что горы сырдарьинского Каратау, расположенные на территории Казахстана, являются родиной и основным местообитанием лучшего из ныне известных каучуконосов в средних широтах [2].

Запасы вида сильно сократились в предвоенные и особенно в военные годы (1941-45гг.), когда было выкопано более 12 млн. корней, сухим весом около 908т. В переводе на каучук это составило 250-300 т. - вклад Казахстана в дело обороны страны [1]. Принимая во внимание исключительную ценность зарослей тау-сагыза, можно утверждать, что всякое последующее ослабление и разрушение существующих зарослей явится недопустимым с точки зрения Государственных интересов, а поэтому заповедность тау-сагызных участков должна быть поддержана в полной мере.

Козлец тау-сагыз (Scorzonera tau-saghyz Lipsch. et Bosse), (по казахски тау-са?ыз) - представитель семейства сложноцветных (Asteraceae), редкий, эндемичный вид с сокращающейся численностью с дизъюнктивным тяньшанско-памироалайским ареалом, включающий ряд узколокальных рас разного ранга [1-3]. Многолетник высотой 25-40 см, с мощным ветвящимся каудексом и глубоким стержневым корнем. Каждая ветвь каудекса заканчивается розеткой злаковидных листьев, иногда годовалыми цветоносными побегами. Корзинки одиночные, цветки желтые (рис.1).

При разломе корня и стеблей в млечниках видны эластичные, тянущиеся нити каучука. Ареал Распространения. Казахстан: горы Сырдарьинский Каратау, Машат, Даубаба; Таджикистан: Фанские горы в бассейне р. Зеравшан; Узбекистан: северная часть Ферганской долины (Наманганская обл., в р-не Чартака); Киргизстан: Таласский Алатау, южные склоны Чаткальского хребта.

Места обитания тау-сагыза - каменисто-щебенистые склоны, низко горные и средне горные плато (преимущественно на известняках, реже на сланцах) на высоте 500-2000 м над уровнем моря (рис.2). В настоящее время запасы данного вида медленно восстанавливаются. Основными лимитирующими факторами являются: стенотопность, слабая конкурентоспособность, массовые заготовки вида в прошлом в качестве каучуконоса, слабое семенное возобновление, интенсивное освоение территории под выпас скота.

Вид в природе размножается семенами и вегетативно стеблевыми (из ветвей каудекса) и корневыми отпрысками. Несмотря на большую семенную продуктивность, а также на то, что возобновление в естественных зарослях на северных склонах и в более влажных условиях не редко, большая часть проростков гибнет в молодом возрасте. Хорошо изучена конкурентная способность вида, ослабленная в сравнении с другими видами. Вид характеризуется коротким периодом вегетации (3-3,5 месяца), медленным ростом и накоплением корневой массы. Обладает ценнейшим качеством восстановления стеблевых побегов от глубоко подрезанных подземных частей. Зацветает в естественных условиях не ранее, чем на 4-й год, в культуре иногда на 2-й. Цветет в мае-июне, плодоносит в июне-августе [2, 3].

Биология цветения, плодоношения, способы размножения и вредители, как в природе, так и в культуре хорошо изучены. Был введен в массовую культуру в южных районах Закавказья и Средней Азии. Культура вида в промышленных масштабах была, однако, чрезвычайно трудна. Заготовки вида в Казахстане прекращены. Разработана культура вида в условиях Южного Казахстана. Вид включен в Красную книгу СССР с 1978 г. и Красную книгу Казахской ССР.

В 1938-1939 гг., каучуксовхозам в пос. Бурном, удалось, благодаря применению передовой агротехники, освоить приемы массовой репродукции тау-сагыза. Огромную роль сыграло при этом перенесение сроков посева с осени на весну. Примененные агротехнические новшества заключались, прежде всего, в повышении нормы высева, до 12 кг семян на гектар, вместо 6-7 кг, принятых ранее. Далее, при ранневесеннем посеве применялись усиленные выгоночные поливы, давшие эффектный результат. Кратчайшее пребывание семян в почве от посева до всходов имело самое положительное значение в смысле предохранения их от различных вредителей и заболеваний, а густота и дружность всходов превзошли все ожидания. Удавалось получать до 800 тыс. всходов на гектар. К концу второго года культуры, сохранялось до 350 тыс. особей растения на гектар. Средний урожай составлял при этом 22-25 ц технического корня [1-3].

На отдельных участках получался и больший урожай, представлявший сбор 500-600 кг каучука с гектара, что, кстати сказать, равно или даже, слегка, превосходит стандартный каучуконос тропиков - гевею, дающую до 500 кг/га, однако ежегодно. Этих цифр достигали на некоторых особо благоприятных по всем показателям и лучше опекаемых участках. Но и в средних по качеству условиях культура определенно приняла освоенный и рентабельный характер. Она сделалась прочно двухлетней, тогда как прежде практиковалась исключительно на 3 года. При той же густоте стояния средний вес корней сеянцев тау-сагыза к концу второго года достигал 8-10 г с выходом каучука около 10-12%. При пересчете на чистый сырой каучук и такой средний урожаи представил 250-350 кг/га. Резко повысился также и урожай семян, достигавший на плантациях второго года 80 кг/га [1-3].

В настоящее время численность тау-сагыза невелика. Данный вид встречается крайне редко, а восстановление численности и ареалов произрастания происходит очень медленно. До сих пор, со слов местных жителей происходит сбор корней данного вида для изготовления жвачки. Однако, наибольшую угрозу для численности данного, редкого и исчезающего вида составляет выпас и перевыпас скота. Создание заповедника в немалой степени способствовало снижению описанных выше угроз, т.к. территория заповедника охраняется силами работников заповедника, что в немалой степени способствует ограничению доступа в места произрастания тау-сагыза посторонних людей, предотвращению повреждения растительного и почвенного покрова в следствие выпаса скота.

Очевидно, что восстановление численности редких и исчезающих видов требует комплексного подхода, с привлечением специалистов таких направлений как ботаника, экология, почвоведение, микробиология, физиология растений и др. Данные работы должны проводиться с использованием современных методов, в частности биотехнологических, одними из таких методов может стать использование микроклонального размножения [4-15].

Учитывая вышеизложенное, можно с уверенностью сказать, что актуальность проведения научно-исследовательских работ в данной области вызвана в первую очередь, проблемой восстановления в ареалах обитания численности козлеца тау-сагыз, а также получения новых сортов с высоким содержанием каучука, с использованием методов клеточной инженерии (в частности с использованием метода микроклонального размножения). Это новое перспективное направление в растениеводстве, связанное с использованием биотехнологических методов - создание воспроизводимых ресурсов для обеспечения Республики Казахстан необходимым для промышленности натуральным каучуком [4-15].

Работы по восстановлению численности тау-сагыза в настоящее время ведутся в нескольких направлениях:

поиск диких видов тау-сагыза в природе, исследование и сбор семян дикорастущих растений (рис.1-5);

эксперименты по выращиванию тау-сагыза на опытных площадках "Каратауского" государственного природного заповедника (рис.3);

разработка технологии клонального микроразмножения тау-сагыза (Scorzonera tau-saghyz) (рис.6-7).

Известно, что семена тау-сагыза имеют невысокую всхожесть [2-3]. Исследование качества семенного материала, в частности таких показателей как масса, размер и т.д. позволили выявить наряду с качественными семенами большое количество семян изначально непригодных для проращивания, т.к. большое количество семян были повреждены насекомыми вредителями либо фитопатогенами или оказались незрелыми (рис.4,5). Так, порядка 10,0 % семян Scorzonera tau-saghyz были повреждены различными вредителями, 10,2 % - оказались незрелыми, непригодными для посева; 30,2 % - имели дефицит веса, являясь непригодными либо малопригодными для посева. Таким образом, 50,5 % собранных семян тау-сагыза имели низкие морфометрические показатели и были непригодны для посева (рис.5).

В ходе проведения полевого вегетационного опыта, на опытных площадках "Каратауского" государственного природного заповедника, выявлено, что семена растения Scorzonera tau-saghyz дают неплохие всходы при выращивании в природных условиях, но вместе с тем имеют низкую всхожесть, а на землях сельхоз угодий охотно поедаются скотом, что делает затруднительным восстановление природных ареалов произрастания этого редкого и исчезающего вида.

Микроклональное размножение. Клональное микроразмножение представляет собой получение in vitro неполовым путем генетически идентичных исходному экземпляру растений. В основе метода лежит уникальная способность растительной клетки реализовывать присущую ей тотипотентность. Этот метод имеет ряд преимуществ перед существующими традиционными способами размножения. В первую очередь это получение генетически однородного посадочного материала, во-вторых высокий коэффициент размножения и сокращение продолжительности селекционного процесса. [4-15].

В настоящее время, эксперименты по микроклональному размножению Тау-сагыза, начаты в лаборатории биотехнологии ДГП "НИИ проблем экологии" РГП КазНУ им. аль-Фараби, совместно с научным отделом Каратауского государственного природного заповедника. Исследования проводятся в рамках проекта МОН РК "Разработка технологии микроклонального размножения тау-сагыза (Scorzonera tau-saghyz) с целью получения новых линий для создания сортов с повышенным содержанием натурального каучука" 2011-2014гг.

На первых этапах реализации проекта изучены морфогенетический потенциал изолированных тканей и органов перспективных форм Тау-сагыза. Выяснены особенности трофической и гормональной регуляции процессов регенерации и роста in vitro у эксплантов разного происхождения (Рис.6-7).

В дальнейшем в задачи исследований входит оптимизация условий для адаптации пробирочных растений в контейнерной культуре и пересадка в грунт.

Таким образом, полученные первичные результаты подтверждают возможность получения микроклонов Тау-сагыза и служат базой для разработки уникальной технологии микроклонального размножения и создание коллекции образцов тау-сагыза, представляющих научный и коммерческий интерес.

козлец натуральный каучук

Литература