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 впервые в Предуралье высажены для интродукционного изучения  более 1000 видов растений, ежегодно коллекционный фонд экологической тропы пополняется на 150-200 таксонов. Разработана стратегия расширения экспозиционной зоны Ботанического сада путем обустройства новых экспозиций водных и прибрежно-водных растений, альпинариев, а также элемента ландшафтного искусства в экспозиции «Восточный сад». Разработан и реализован проект экологической тропы с элементами модельных фитоценозов тропической и субтропической флоры в фондовой оранжерее 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 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, в том числе в ООПТ: заповедник «Вишерский», охраняемый ландшафт «Большеситовское болото» Усольского района, заказник «Лодейный лог», на «Камень Ветлан» (Красновишерский район) и «Лунежские горы» (пос. Палазна), а также по Чайковскому, Пермскому, Кунгурскому, Кишертскому, Соликамскому, Лысьвенскому и др. районам Пермского края. В настоящее время коллекция растений, включенных в Красную книгу Пермского края, в Ботаническом саду Пермского университета насчитывает 47 видов из 22 семейств высших растений, а также 56 видов из 33 семейств высших растений из Красной книги Российской Федерации. Коллекция охраняемых  видов растений после комплексного изучения будет использоваться в качестве резервата для пополнения и восстановления природных популяций. В БС разработаны и реализуются 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 природные местообитания высажены растения 21 вида из Красной книги Пермского края. В местах реитродукции проведены 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; 
 

- изучение полового полиморфизма в популяциях некоторых уральских видов из семейств губоцветных и гвоздичных, у которых это явление широко распространено. В исследования вовлечены более 30 видов данной группы растений;
 

- разработка схем селекционного процесса декоративных преимущественно вегетативно размножаемых травянистых растений. Собраны базовые коллекции геофитов: гладиолуса гибридного, георгины культурной, рода лилия. Разработана и опубликована схема селекционного процесса декоративных преимущественно вегетативно размножаемых травянистых растений-геофитов;
 

- создание исходного селекционного материала гладиолуса гибридного, георгины культурной, розы гибридной и сирени обыкновенной с использованием гибридизации и индуцированного мутагенеза, отбор и первичное изучение, оптимизация методов размножения. В настоящее время получены результаты предварительного изучения сложных гибридов собственной селекции и мутантов георгины культурной и гладиолуса гибридного. Изучаются более 200 форм из 56 семей гладиолуса, 13 из которых и 2 формы георгины оценены как перспективные к присвоению статуса сорта. В дальнейшем будет проводиться их изучение и размножение для передачи в государственное сортоиспытание;    

- изучение репродуктивной биологии георгины культурной, гладиолуса гибридного, видов и гибридов лилий, клематисов. Выявлены особенности антэкологии 4 видов из рода георгина. Изучена стратегия размножения, семенная продуктивность георгины культурной, гладиолуса гибридного, лилий. Совместно с Волгоградским региональным ботаническим садом положено начало работам по интродукционному изучению, размножению и селекции представителей родов Clematis и Atragene в условиях Предуралья. 
 

- 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. Разработана и опубликована методика микроклонального размножения георгины культурной. 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 4000 видов растений, представленных более чем 6200 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 11 грантам природоохранной тематики, финансируемых природоохранными структурами Администрации Пермского края.
 

За период 2008-2012гг. по различным направлениям научной деятельности сотрудниками ботанического сада опубликовано 34 статьи. Ведущие специалисты сада за последние 5 лет участвовали в работе 26 научных конференций.
 

Коллекции сада используются студентами биологического, географического 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 400 экскурсий с общим числом слушателей более 9000 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.