Основные направления научно-исследовательской деятельности

Основные направления научно-исследовательской деятельности

Научно-исследовательская деятельность БС строится в соответствии с темой научной работы «Сохранение и изучение генетического разнообразия дикорастущей и культурной флоры в кор-коллекциях ex situ для восстановления природных популяций и использования в селекции».

Научно-исследовательская работа БС связана с интродукцией и акклиматизацией растений, отбором и выведением новых форм и сортов, наиболее стойких и продуктивных в условиях Предуралья. Вся научная работа в БС в последние годы проводится по следующим направлениям: 
- разработка научных основ формирования коллекций модельных фитоценозов различных климатических зон в открытом грунте и оранжерее БС. При финансовой поддержке Управления по охране окружающей среды Пермской области с 2003г. проводятся работы по реализации проекта обустройства на территории Ботанического сада экологической тропы с элементами модельных фитоценозов умеренной климатической зоны. В экспозиционной зоне размещены фрагменты модельных фитоценозов: «Водоем», «Торфяное болотце», «Растения высокогорий», «Дальневосточная флора», «Фрагмент темно-хвойного леса», «Участок охраняемых растений Пермской области». Высажены тематические экспозиции: «Лианы», «Эфемеры и эфемероиды», «Японский сад». Проложена дорожно-тропиночная сеть. С использованием метода климатических аналогов ежегодно высаживается для интродукционного изучения более 1000 видов, сортов и форм растений. Разработана стратегия и открыт новый экспозиционный кластер «Восточный сад». Разработан и реализован проект экологической тропы с элементами модельных фитоценозов тропической и субтропической флоры в фондовой и мемориальной оранжереях ботанического сада. Оформлены эколого-географические экспозиции, имитирующие фрагменты фитоценозов разных климатических зон и флористических областей: влажные тропики с комплексом водоемов (включая викторианский), сухие тропики, субтропики, отделение кактусов и суккулентов, отделение эпифитов. В накопительном отделении сформирована экспозиция растений Пермского геологического периода. Коллекция закрытого грунта классифицирована и разбита на кластеры в соответствии с экологическими требованиями, климатической зоной и родиной произрастания имеющихся в коллекции видов. В холле лабораторного корпуса фондовой оранжереи оборудованы экспозиции тропических водоемов трех континентов, экспозиция миниатюр животных и окаменелостей Пермского геологического периода.
 
- формирование коллекции охраняемых  видов растений Пермского края, изучение их биологии и особенностей размножения в условиях культуры с целью реинтродукции в природные местообитания. С 2001г. в Ботаническом саду Пермского университета активно развивается природоохранная тематика, ставящая своей целью комплексное изучение природных популяций редких видов растений, создание и изучение интродукционных живых кор-коллекций ex situ с целью дальнейшей репатриации редких видов растений в природные местообитания. Составлен список редких и исчезающих видов растений Пермской области, включающий 64 вида, перспективных к интродукции в Ботаническом саду. Совершаются полевые экспедиции по всей территории Пермского края. В настоящее время коллекция растений, включенных в Красную книгу Пермского края, в Ботаническом саду Пермского университета насчитывает 73 вида из 32 семейств высших растений, а также 58 видов растений из Красной книги Российской Федерации. Кроме того, в коллекциях представлено 12 видов из Приложения 1 СИТЕС и 71 вид из Приложения 2 СИТЕС. Коллекция охраняемых видов растений после комплексного изучения используется в качестве резервата для пополнения и восстановления природных популяций. В БС разработаны и реализуются более 20 программ реинтродукции, цель которых заключается в пополнении природных ценопопуляций интродуцированным и размноженным в БС материалом. Программы учитывают состояние и тенденции изменения природных ценопопуляций, исходя из чего оценивается перспективность и разрабатываются технологии пересадки растений в существующие или резервные местообитания. В местах реитродукции проводятся мониторинговые исследования состояния растений, высаженных в предыдущий период. Опубликованы методические рекомендации по разработке программ реинтродукции охраняемых видов растений;
- введение в культуру и интродукционное изучение декоративных и хозяйственно-ценных представителей флоры Предуралья и лесостепного Зауралья. Проведен анализ дикорастущей флоры Предуралья и Троицкого лесостепного заказника с целью выявления декоративных видов и введения их в культуру. В настоящее время на интродукционных участках ботанического сада высажены более 50 видов декоративных и хозяйственно-ценных растений этих зон;
 
- разработка схем селекционного процесса декоративных преимущественно вегетативно размножаемых травянистых растений. Собраны базовые коллекции геофитов: гладиолуса гибридного, георгины культурной, гиппеаструма, лилии, а также флокса, ириса, астильбы и пиона. Разработана и опубликована схема селекционного процесса декоративных преимущественно вегетативно размножаемых травянистых растений-геофитов;
 
- создание исходного селекционного материала с использованием гибридизации и индуцированного мутагенеза, отбор и первичное изучение, оптимизация методов размножения. В настоящее время получены результаты предварительного изучения сложных гибридов собственной селекции гладиолуса гибридного, сирени, лилейника, флокса, гиппеаструма, ириса, пиона, рододендронов. Проводится их изучение и размножение для передачи в Госсорткомиссию. Особенно активно ведется селекционная работа с коллекциями сирени и флоксов. Получены авторские свидетельства на 5 новых сортов гладиолуса гибридного (‘Селенит’, ‘Седой Урал’, ‘Пермский Сувенир’, ‘Уралочка’, ‘Профессор Александр Генкель’);
   
- изучение репродуктивной биологии гладиолуса гибридного, видов и гибридов лилий, клематисов, гиппеаструма, рододендронов и др. Выявлены особенности антэкологии 4 видов из рода георгина. Изучена стратегия их размножения, семенная продуктивность и особенности вегетативного размножения. Совместно с Волгоградским региональным ботаническим садом, Ботаническим садом Саратовского государственного университета и Южно-Уральским ботаническим садом-институтом УФИЦ РАН (Уфа) положено начало работам по интродукционному изучению, размножению и селекции представителей родов Clematis, Atragene, Gladiolus и Syringa в условиях Предуралья и природно-климатических условиях организаций-партнеров;
 
- изучение особенностей и оптимизация методов вегетативного размножения, в том числе in vitro, декоративных травянистых, древесных и кустарниковых растений. Изучены особенности этапов микроклонального размножения георгины, гладиолуса, лилии, ириса, сенполии, других трудно размножаемых и пользующихся спросом растений. Разработаны и опубликованы методики микроклонального размножения георгины культурной и гладиолуса гибридного. Модифицированы методики черенкования трудно укореняемых древесных и кустарниковых растений, в том числе разработана схема получения корнесобственного посадочного материала сортовых сиреней.
 
Фондовые коллекции Ботанического сада включают более 6 000 видов растений, представленных более чем 10 000 таксонами.
 
Пополнение фондовых коллекций проводится за счет семян и живого материала, получаемых из других ботанических садов. Ежегодно БС производит обмен семенами и посадочным материалом более чем с 200 российскими и зарубежными ботаническими садами. Объем ежегодно получаемого материала составляет от 2000 - 2500 наименований растений. В значительной степени коллекции пополняются благодаря помощи ботанических садов Урала и Поволжья. Ботанический сад ПГНИУ с 2005г. участвует в Международной программе ботанических садов по охране растений.

В рамках изучения генетического разнообразия биологических систем специалисты Ботанического сада активно участвуют в грантах. В период 2004-20012гг. успешно проведены исследования по гранту РФФИ-Урал № 04-04-96069 «Схема селекционного процесса вегетативно размножаемых декоративных растений-геофитов в климатических условиях Предуралья» (руководитель – к.б.н. С.А. Шумихин), по гранту Министерства образования РФ (Программа государственной поддержки региональной научно-технической политики высшей школы и развития ее научного потенциала) «Создание экологической тропы с элементами модельных фитоценозов тропической и субтропической флоры в оранжерее ботанического сада Пермского государственного университета» (руководитель – к.б.н. С.А. Шумихин), по 13 грантам природоохранной тематики, финансируемых природоохранными структурами Администрации Пермского края.

За период 1996-2023гг. по различным направлениям научной деятельности сотрудниками ботанического сада опубликовано 176 статей. Ведущие специалисты сада активно участвуют в организации и работе конференций.

Коллекции сада используются студентами биологического, географического и др. факультетов для выполнения курсовых и дипломных работ, проведения летних учебных и производственных практик. В течение года для учащихся среднеобразовательных школ, учителей и студентов Пермских вузов, населения проводится более 500 экскурсий с общим числом слушателей более 12 500 человек. Для студентов ПГНИУ проводится около 60 учебных экскурсий по экологии, общей биологии, морфологии и анатомии растений, по систематике высших растений, комнатному цветоводству, биогеографии, по соответствующим разделам большого практикума и растительному ресурсоведению. В соответствии с учебными программами разрабатываются обзорные и тематические экскурсии по коллекциям и экспозициям открытого и закрытого грунта.