Zakład Selekcji, Nasiennictwa i Szkółkarstwa Leśnego, Katedra Hodowli Lasu, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul. Wojska Polskiego 69, 60-625 Poznań, wesoły@up.poznan.pl
Pomimo coraz większego znaczenia odnowienia naturalnego drzew leśnych pro-dukcja materiału szkółkarskiego w szkółkach leśnych jest nadal zasadniczym źró-dłem materiału do odnowień i zalesień. Tylko dokładne rozpoznanie biologicz-nych właściwości nasion drzew i krzewów, często znacznie różniących się między gatunkami, pozwala na praktyczną realizację dobrej produkcji szkółkarskiej. Takie zadanie od początku istnienia Zakładu (później Pracowni) Biologii Nasion w In-stytucie Dendrologii PAN w Kórniku było głównym wyznacznikiem naukowe-go działania pracowników naukowych. Początki zainteresowania nasiennictwem leśnym mgr. Bolesława Suszki (twórcy Zakładu Biologii Nasion) związane były z jego pobytem w Instytucie Badawczym Leśnictwa u prof. Stanisława Tyszkiewi-cza w 1952 r. Późniejsze działania związane z nasiennictwem leśnym w Instytucie Dendrologii w Kórniku były niejako przedłużeniem szkoły nasiennictwa leśnego prof. Tyszkiewicza. Badania z nasionami realizowano w Instytucie Dendrologii także w innych zakładach, później pracowniach. Były i do dziś są to Pracownia Biochemii Nasion i Pracownia Fizjologii Stresów Abiotycznych. Obie wywodzą się z Zakładu Fizjologii Roślin prowadzonego przez prof. Mirosława Tomaszew-skiego .
Początkowo przedmiotem zainteresowania pracowników Pracowni były przede wszystkim nasiona pestkowe. Później, w latach 60. XX w., zasadniczym tematem stały się główne gatunki lasotwórcze naszego kraju. Zakończona w 1962 r. budo-wa fitotronu i późniejsza jego przebudobudo-wa umożliwiała precyzyjnie rozpoznabudo-wa- rozpoznawa-nie biologicznych właściwości nasion gatunków drzewiastych.
Wieloletnia współpraca prof. B. Suszki z Centrum Badań Leśnych w Pań-stwowym Instytucie Badań Rolniczych (INRA) we Francji doprowadziła do wy-dania podręcznika tłumaczonego już na pięć języków: „Nasiona leśnych drzew liś ciastych od zbioru do siewu”. Podręcznik ten zawiera praktyczne, najczęściej wcześniej nieznane, sposoby postępowania z nasionami drzew liściastych od ich zebrania, poprzez przechowywanie i przysposobienie do siewu. Książka ta, o bardzo wysokim poziomie naukowym, sumującym wieloletnie badania Pracow-ni Biologii Nasion, jest przede wszystkim, poprzez przystępne przekazaPracow-nie pre-zentowanej wiedzy, bardzo przydatna leśnikom, dając praktyczne wskazania co do sposobu postępowania z nasionami gatunków liściastych.
Rozpoznanie biologicznych możliwości nasion całej gamy gatunków drzewia-stych i krzewiadrzewia-stych i zaproponowanie optymalnych metod postępowania z nimi przez Pracownię Biologii Nasion Instytutu Dendrologii PAN w Kórniku
pozwo-liło na bardzo celowe wydatkowanie znacznych funduszy na szeroko rozumianą infrastrukturę nasienną. Należy jednoznacznie podkreślić konsekwencję działań w tym zakresie Lasów Państwowych. Przez ostatnie dwadzieścia lat niezmien-nie, niezależnie od różnych politycznych zawirowań, ten sam zespół związany z zagospodarowaniem lasu Dyrekcji Generalnej Lasów Państwowych (DGLP) realizował wytyczony program. Program ten dotyczył oczywiście finansowania zakupu sprzętu, nowych technologii, ale także w znacznej części stwarzał moż-liwości badawcze zainteresowanym ośrodkom naukowym. Stały kontakt z tymi samymi osobami, przede wszystkim z nieżyjącym już mgr. Wojciechem Fonde-rem z DGLP, i ich zaangażowanie dawały pewność (co było i jest niezwykle ważne dla ciągłości badań związanych z leśnictwem) zespołowi badaczy zajmujących się bezpośrednio lub pośrednio nasiennictwem i szkółkarstwem leśnym, że prowa-dzone wieloletnie badania będą finansowane, a uzyskane wyniki wykorzystane w praktycznej realizacji nowoczesnego nasiennictwa i szkółkarstwa leśnego. Oce-niając współpracę i wspólne dokonania Dyrekcji Generalnej Lasów Państwowych i zespołu naukowców z kilku ośrodków badawczych, można po dwudziestu latach uznać, że ten model współpracy jest godny uwagi i przyniósł bardzo konkretne efekty. To przede wszystkim dlatego możemy dzisiaj mówić o wypracowanych możliwościach praktycznego działania w zakresie szeroko rozumianych nowocze-snych technologii przechowywania i przedsiewnego przygotowania nasion oraz o Polskiej Szkole Szkółkarstwa Leśnego.
Wiedza przekazana praktyce leśnej o sposobach postępowania z nasionami po ich zbiorze, oczyszczeniu, przechowywaniu i stratyfikacji znalazła swoje prak-tyczne odwzorowanie w powstałych nowych centrach nasiennych. Pierwszymi obiektami nasiennymi projektowanymi przez prof. dr. hab. B. Suszkę były Du-kla i Białogard. Znaczna liczba podróży naukowych oraz współpraca z rodakiem w Anglii, mgr. inż. G. Buszewiczem, były dobrym przygotowaniem do tworzenia baz nasiennych w naszym kraju. Następne obiekty nasienne, projektowane przez profesora wspólne z synem, dr. J. Suszką, pozwoliły na ich równomiernie rozłoże-nie w skali kraju. Znaczne utechniczrozłoże-nierozłoże-nie przygotowania nasion do siewu, jako bezpośredni skutek praktycznego działania głównie w Pracowni Biologii Nasion, podniosło gospodarkę nasienną Lasów Państwowych w naszym kraju na zupełnie nowy poziom, którym możemy się tylko szczycić. Bez należytego poziomu in-frastruktury technicznej w postaci wyłuszczarni, przechowalni długookresowych z regulowaną temperaturą i wilgotnością powietrza, stratyfikatorni i wielu urzą-dzeń do oczyszczania i suszenia nasion niemożliwe już jest realizowanie pod-stawowych zadań zapewniających stałe ilości nasion o określonym pochodzeniu i wysokiej wartości genetycznej. Technicznym aspektom współczesnego nasien-nictwa leśnego poświęcony jest podręcznik B. Suszki i współpracowników wyda-ny w 2000 r. „Nowe technologie i techniki w nasiennictwie leśwyda-nym”.
Nie sposób pominąć olbrzymiej roli prof. B. Suszki w tworzeniu Leśnego Banku Genów w Kostrzycy, który dzięki swojej wiedzy z zakresu nasiennictwa leśnego stanowił osłonę naukową tego przedsięwzięcia, projektując cały układ i technologię Banku.
Doskonałym naukowym uzupełnieniem badań nad nasionami gatunków drzewiastych są eksperymenty prowadzone w Pracowni Biochemii Nasion pod kierunkiem prof. Stanisławy Pukackiej. Obejmują one dwa główne zagadnienia, ważne dla zachowania bioróżnorodności. Są to mechanizmy odporności nasion na wysychanie (desykację) i mechanizmy starzenia się nasion podczas przechowy-wania. W ramach pierwszego problemu badano: 1) rolę cukrów rozpuszczalnych:
sacharozy i oligosacharydów rodziny rafinozy (RFO) w odporności na desykację nasion orthodox i recalcitrant, 2) system antyoksydacyjny: antyoksydanty nisko-cząsteczkowe i enzymatyczne w nasionach orthodox, suborthodox i recalcitrant pod-czas ich rozwoju, dojrzewania i desykacji, 3) zmiany w lipidowych komponentach błon cytoplazmatycznych podczas desykacji nasion orthodox i recalcitrant, 4) rolę kwasu abscysynowego (ABA) i białek obronnych typu LEA i sHSP w nabywaniu odporności na desykację nasion orthodox, suborthodox i recalcitrant czy wreszcie 5) wpływ czynników zewnętrznych (szybkość desykacji i jonów selenu) na system antyoksydacyjny i odporność na desykację nasion recalcitrant klonu srebrzystego i dębu szypułkowego. W ramach badań związanych z mechanizmami starzenia się nasion podczas przechowywania badano: wpływ warunków przechowywania (temperatury i wilgotności) na żywotność nasion oraz zmiany w systemie anty-oksydacyjnym i lipidowych komponentach błon cytoplazmatycznych w nasionach buka i klonu srebrzystego, zmiany w systemie obronnym w nasionach podczas naturalnego starzenia i relacje wodne w nasionach buka i ich wpływ na powsta-wanie struktury szkła oraz długoterminowe przechowypowsta-wanie.
Wszystkie wymienione badania dostarczyły wielu nowych informacji na temat biologii nasion orthodox, suborthodox i recalcitrant roślin drzewiastych naszej strefy klimatycznej, które są pomocne w opracowaniu najbardziej sprzyjających warun-ków ich przechowywania dla zachowania materiału genetycznego.
Dzień dzisiejszy Pracowni Biologii Nasion to rozpoznanie biologii nasion krzewów, co potwierdzi mająca się ukazać już wkrótce monografia prof. T. Tyl-kowskiego z zespołem, dotycząca nasion krzewów. Bardzo duże znaczenie, rów-nież w skali praktycznej, mają badania dotyczące kriokonserwacji. Gromadzenie cennego materiału genetycznego w bankach genów poprzez kriokonserwację jest bardzo skutecznym sposobem długoterminowego przechowywania, pod warun-kiem dobrego rozpoznania warunków tego przechowywania i możliwości odtwo-rzenia drzew i krzewów po przechowaniu. Badania z tego zakresu, prowadzone przez dr. hab. P. Chmielarza i dr. M. Michalaka, gwarantują wysoki poziom nauko-wy, czego przykładem może być stosowanie metod epigenetycznych w procesie desykacji i kriokonserwacji.
Wysoki poziom naukowy badań związanych z kriokonserwacją gwarantuje także prof. Paweł Pukacki w Pracowni Fizjologii Stresów Abiotycznych. Bada-nia prowadzone w tej pracowni obejmują następujące główne zagadnieBada-nia: 1) okreś lenie wpływu krystalizacji wody tkankowej na przejścia fazowe struktur błon cytoplazmatycznych podczas stresu niskich i ultraniskich temperatur, 2) wykrycie i oznaczenie aktywności białek przeciwdziałających zamarzaniu (białek AFP) w osiach zarodkowych nasion, 3) molekularne i fizjologiczne konsekwencje
stresu krioprezerwacji osi zarodkowych nasion drzew kategorii recalcitrant, subor-thodox i orsubor-thodox.
Zgodnie z generalnym przesłaniem pracowników Pracowni zajmujących się nasionami badania te również mają praktyczne odniesienie. W Leśnym Banku Genów w Kostrzycy już obecnie jest możliwe przechowywanie nasion i ich części w ciekłym azocie.
Fot. 1. Zespół Pracowni Biologii Nasion ID PAN w Kórniku: Tadeusz Tylkowski, Tomasz Pawłowski, Marcin Michalak, Szymon Kotlarski, Elżbieta Nogajewska, Paweł Chmie-larz, Magdalena Sobczak z córką, Elżbieta Drzewiecka, Bolesław Suszka, Stanisław Pieniężny, Anna Tomlik-Wyremblewska, Danuta Szymańska i Jan Suszka, 2013 (archi-wum Pawła Chmielarza)