Семенные банки. Криоконсервация. Полевые генные банки.

Редкие виды и виды, находящиеся под угрозой исчезновения

Антропогенное воздействие на биосферу привело к вымиранию многих видов. Мамонт, дронт, бескрылая гагарка и бенгальский тигр1 уже уничтожены человеком. По существующим оценкам, в настоящее время ежедневно вымирает в среднем один вид.

Если мы хотим предотвратить быстрое сокращение биологического разнообразия по вине человека, необходимо: 1) выявить виды, подвергающиеся максимальному риску; 2) изучить причины грозящего им вымирания; 3) попытаться устранить эти причины.

Международный союз охраны природы (МСОГТ = IUCN) публикует подробные списки таксонов, испытывающих угрозу исчезновения в серии так называемых «Красных книг». Он выделяет четыре категории риска.

Редкий таксон Мелкие популяции либо ограниченные географическими барьерами в специфических местообитаниях, либо характеризующиеся низкой плотностью рассеянных в пространстве особей. Этот таксон может стать более редким, но вымирание в ближайшем будущем ему не грозит.
Уязвимый таксон Численность таксона явно снижается или сильно снизилась в прошлом и с тех пор не восстановилась.
Таксон, находящийся под угрозой исчезновения (исчезающие виды) Мелкие популяции, ограниченные местообитаниями, условия в которых меняются в неблагоприятную для таксона сторону, что приведет к его вымиранию в ближайшем будущем, если не принять мер.
Вымерший таксон В последнее время не встречается в характерных для него или сходных по условиям местообитаниях.

«Красная книга» для позвоночных включает все известные таксоны, относящиеся к этим четырем категориям. Для растений составить такой список практически невозможно, поскольку, согласно оценкам, более 10% описанных таксонов (т. е. около 60 000) уже являются редкими или находящимися под угрозой исчезновения в ближайшие 30—40 лет.

Существует ряд мер, способствующих предотвращению вымирания:

1) охрана и восстановление местообитаний;

2) создание природоохранных зон (заказников, заповедников, национальных парков, резерватов и т. п.);

  • 3) контролирование и сокращение воздействия на биоту современных методов интенсивного сельского хозяйства;
  • 4) сокращение применения отравляющих веществ, в частности пестицидов;
  • 5) ограничение торговли видами, находящимися под угрозой исчезновения;
  • 6) создание искусственных убежищ (рефугий) и осуществление программ разведения исчезающих видов, например в зоопарках и ботанических садах;
  • 7) создание банков спермы и семян для сохранения максимального генетического разнообразия таксонов.
  • Большая панда (Ailuropoda melanoleuca), ставшая символом Всемирного фонда охраны природы (WWF), — пример вида, вымирание которого предотвращается путем охраны и восстановления природных местообитаний в сочетании с разведением в неволе.

Большая панда, или бамбуковый медведь, водится на востоке Тибета и в сопредельных горах на юго-западе Китая. Питается этот зверь почти исключительно молодыми побегами бамбука, обилие которого циклически сильно колеблется. В провинции Сычуань в 1983 г.

на значительной площади бамбуковые джунгли внезапно погибли, и как минимум 59 панд умерли от голода. К этому добавляется и антропогенный фактор: местообитание вида сокращается в связи с ростом населения и расчисткой лесов под сельскохозяйственные угодья.

Без помощи природоохранных организаций большая панда уже вымерла бы.

К началу девяностых годов XX в. был проведен достаточно большой объем исследований, что позволило приблизиться к пониманию физиологии и экологии большой панды в природе. Стало ясно, как такой, казалось бы, плохо приспособленный зверь, сохраняется в своей изменчивой среде.

Взрослые панды живут поодиночке и образуют пары только для спаривания. 95% времени бодрствования они едят бамбук: в нем мало питательных веществ, поэтому пандам необходимо много корма, т. е. обширные заросли с возможностью свободной миграции по ним.

Для этого вида созданы лесные заповедники и с успехом осуществляется программа его разведения в неволе (в провинции Сычуань) с использованием современных методов размножения, в частности искусственного осеменения и банков спермы.

На сегодняшний день популяция большой панды выросла и достигает примерно тысячи особей.

Генетические ресурсы на службе человека

Из 250 000 известных науке видов высших растений в настоящее время только 30 дают 95% нашего вегетарианского рациона (рис. 10.35). В развитых странах используется очень узкий набор их сортов. Например, в Канаде половину урожая пшеницы дает сорт «neepawa».

Это опасно тем, что изменения окружающей среды чреваты резким сокращением сельскохозяйственной продукции. Особенно опасны для монокультур вспышки численности вредителей или патогенов. Это четко продемонстрировало катастрофическое распространение фитофторы, погубившей в сороковых годах XIX в.

урожай картофеля в Ирландии, что вызвало там повсеместный голод.

Семенные банки. Криоконсервация. Полевые генные банки.

Рис. 10.35. Среднегодовое мировое производство основных продовольственных культур. (Sattaur (1989) The shrinking gene pool, New Scientist, 29.7.89, 37—41.)

Решением проблемы может стать быстрое внедрение новых сортов, устойчивых к изменившимся условиям. Для их селекции необходимы соответствующие гены, обычно присутствующие в дикорастущих популяциях родичей культурных растений и вводимые в высокоурожайный сорт путем скрещивания или генноинженерными методами. Аналогичным образом, можно корректировать свойства пород домашних животных.

Такой подход, очевидно, затруднится, если в результате хозяйственной деятельности человека исчезнут дикие родичи культурных растений и домашних животных.

Следовательно, создание запасов семян, банков спермы, полевых генных банков и криоконсервация клеток как можно большего числа таксонов необходимы для устойчивого ведения сельского хозяйства.

Сохранение разнообразия диких видов важно для нас еще и потому, что некоторые из них могут содержать неизвестные пока науке лекарственные агенты.

Например, аспирин был синтезирован на основе природного жаропонижающего средства — салициловой кислоты, обнаруженной в листьях ивы белой (Salix alba), а тропический родич барвинка Catharanthus roseus дал мощное противораковое соединение, применяемое при болезни Ходжкина и некоторых типах неходжкинских лимфом. Недавно в Вест-Индии была обнаружена разновидность этого растения, содержащая в 10 раз больше лекарственного сырья.

В 1982 г. в мире назначалось медикаментов растительного происхождения на 40 млрд, долларов США. Их давал всего 41 из 5000 изученных с этой целью видов. Если учесть, что всего известно 250 000 видов растений, то вполне вероятно, что медицина найдет в них еще много полезного. А этот потенциал, очевидно, зависит от сохранения максимального генетического разнообразия флоры.

Ботанические сады

Растения лучше всего сохранять in situ («на месте»), т. е. в их природном местообитании. Это позволит поддерживать максимальную по размерам популяцию с минимальными затратами сил и средств. Кроме того, таксон будет продолжать свою коэволюцию с опылителями, симбионтами, конкурентами и фитофагами, что не позволит снизиться его адаптивному потенциалу.

Однако, если местообитание сильно фрагментировано или подвергается серьезным изменениям, то такой подход становится ненадежным. Особенно большому риску подвергаются виды тропических лесов, которые в настоящее время уничтожаются высокими темпами. Выходом может стать сохранение растений ex situ («вне места»), т. е. в ботанических садах, дендрариях и т. д.

В мире сейчас примерно 1500 ботанических садов. Большая часть их находится в Северной Америке, Европе и бывших советских республиках, тогда как разнообразие растений выше всего в тропиках и субтропиках. Если ставится цель не просто выращивать некоторое время живые экземпляры, но и обеспечить их размножение, т. е.

устойчивое возобновление вида, то такое географическое несоответствие ставит очевидные проблемы, связанные с различиями в фотопериоде и температурном режиме.

Трудности можно преодолеть, сочетая растениеводческий опыт ботанических садов с более современными методами хранения зародышевой плазмы в виде семенных банков, полевых генных банков и криоконсервации клеток (см. ниже).

Семенные банки

Семенной банк — это надежный и не требующий много места способ хранения зародышевой плазмы. Исходно речь шла о коллекциях семян продовольственных сортов и их дикорастущих родичей, но сейчас так принято консервировать и генофонды многих исчезающих видов, не имеющих непосредственного практического значения.

Семена многих растений (их называют ортодоксальными) могут сохранять свежесть, оставаясь в состоянии покоя, тысячи лет, если находятся в условиях низкой влажности (5—10%) и температуры (—20 °С).

К этой группе относятся основные культуры — зерновые, соя, хлопчатник и различные овощи. В Уэйкфилд-Хаусе, главном хранилище семян Королевского ботанического сада Кью в Лондоне, весь поступающий материал сначала рентгеноскопируется на наличие зародыша.

Регулярно проводится тестирование образцов на всхожесть, и, если она падает ниже допустимого уровня (до примерно 85%), то партию обновляют, проращивая запасенные семена и получая новый урожай. Это наиболее сложная и дорогостоящая часть процесса.

Даже если она проходит успешно в количественном плане, неизбежен инбридинг, который чреват снижением качества обновленных запасов.

Еще сложнее обстоит дело с так называемыми «капризными» семенами, не выдерживающими высушивания, т. е. не пригодными для долгого хранения. Такие семена имеются у 20% всех видов и 70% тропических, включая столь важные культуры, как какао, гевея и чай.

Другие виды, например картофель, размножающийся в основном вегетативно, также требуют альтернативной стратегии долговременного хранения. Эти проблемы в принципе решаются с помощью глубокого замораживания зародышевой плазмы и создания полевых генных банков.

Криоконсервация

Криоконсервацией называют хранение зародышевых и меристемных клеток в жидком азоте при —196 °С. Это останавливает все метаболические процессы, поэтому материал может оставаться в неизменном состоянии теоретически бесконечно долго — главное, чтобы стабильно работала холодильная система.

Читайте также:  Аллохтонная микрофлора открытых водоемов. Самоочищение открытых водоёмов.

Основным биологическим недостатком такого подхода является «замораживание» эволюции: генотип больше не вовлекается в процесс адаптации и после долгого хранения может оказаться неприспособленным к новым условиям на планете.

Это значит, что таксон уже нельзя будет реинтродуцировать в природную среду или использовать для селекции культурных сортов.

Полевые генные банки

Полевые генные банки — это постоянные живые коллекции растений, причем не только деревьев, как в дендрариях, но и саванновых злаков, разных сортов пшеницы, риса, хлопчатника и т. д.

Они могут создаваться при ботанических садах, но не в виде декоративно оформленных экспозиций, а на небольших делянках или грядках, не предназначенных для осмотра публикой.

Например, Международный генный банк какао на Тринидаде, специализирующийся на латиноамериканских сортах этой культуры, разводит по 16 деревьев каждого из 2500 разновидностей Theobroma cacao.

Эти делянки дают полезную информацию относительно свойств растений, в частности продукции и всхожести семян, что жизненно необходимо для создания семенных банков. Главный недостаток такого подхода — большое пространство, занимаемое коллекцией и ее неизбежная уязвимость для вредителей, пожаров, ураганов и других стихийных бедствий.

В 1989 г. группа ведущих международных агентств, занимающихся сохранением биологического разнообразия, разработала природоохранную стратегию ботанических садов.

Ее цель — обеспечить взаимодействие местных, национальных и глобальных проектов и стандартизировать способы сохранения таксонов ex situ.

Стратегия признана стимулировать обмен материалом и научными данными между коллекциями, а также участие ботанических садов в борьбе с незаконной торговлей исчезающими видами.

Зоопарки

Исходно зоопарки (точнее — зверинцы) создавались как коллекции диких животных для удовлетворения любопытства публики. Сохранение видов, включая разведение их в неволе, — относительно новое направление их деятельности.

Главная цель таких программ разведения — поддерживать поголовье исчезающих животных с целью реинтродукции их в природу, когда для этого сложатся подходящие условия.

Следовательно, важно одновременное восстановление естественного местообитания или хотя бы устранение факторов, ставящих там данный таксон на грань вымирания.

Большая часть зоопарков располагает лишь несколькими особями каждого вида. Чтобы избежать инбридинга и ослабления адаптивных свойств животных, широко практикуется межзоопарковый обмен производителями. Их маршруты координирует Международная система учета видов (International Species Inventory System — ISIS) со штаб-квартирой в Миннесотском зоопарке.

Транспортировка производителей по свету — занятие хлопотное и дорогостоящее, а гарантий успеха их «гастролей», несмотря на известные крупные удачи, как у больших панд в Лондонском зоопарке, нет. Проблему решает искусственное осеменение.

У самцов под наркозом собирают сперму зондом, который электрически стимулирует гениталии. Этот способ применим не только в зоопарках, но и в природе, так что генофонд популяций в неволе можно увеличивать, не истощая дикого поголовья.

На практике многие программы разведения в зоопарках оказались настолько успешными, что там возникли проблемы перенаселенности, особенно у видов, реинтродукция которых в природу задерживается. Это не удивительно, поскольку в неволе, как правило, ниже сопротивление среды, а, следовательно, и смертность.

Например львы в природе редко живут более 7 лет, а в зоопарках нередки их 20-летние особи. Снижение рождаемости не выход из положения, поскольку приводит к изменению возрастной структуры популяции в пользу старых животных.

Это ставит под угрозу ее воспроизводство и нарушает естественные процессы обучения молодняка путем подражания ролевым моделям взрослых, в частности их половому и родительскому поведению.

Реинтродукция связана с серьезными трудностями и пока ведется очень ограниченно, в основном из-за сохранения в исходных местообитаниях проблем, поставивших виды под угрозу исчезновения. Это наглядно демонстрирует история гавайской казарки (йене). К1949 г. ее дикая популяция сократилась до 12 птиц.

Программа разведения в неволе обеспечила сохранение вида и к настоящему времени в исходное местообитание реинтродуцировано более 3000 казарок.

Однако жизнеспособная дикая популяция так и не восстановилась, поскольку на Гавайских островах остались завезенные человеком хищники, которые и ставят этих птиц на грань вымирания.

Тем не менее без скорейшей реинтродукции обойтись нельзя. В противном случае разводимые в неволе популяции утратят необходимые для жизни в природе свойства.

Животные станут ручными, и окажутся неспособными искать корм, устанавливать территорию, остерегаться врагов, особенно человека. В результате они будут обречены на полуодомашненное существование.

Как и в случае растений, успешное сохранение видов животных требует координации усилий, предпринимаемых ex situ и in situ.

10.22. Как банки спермы могут способствовать сохранению, скажем, африканских носорогов, популяции которых все более фрагментируются, что затрудняет встречу животных различных групп?

1 Причины вымирания мамонта вряд ли чисто антропогенные, а бенгальский тигр — самый многочисленный в настоящее время подвид тигра. Правда, не так давно вымер туранский тигр. — Прим. перев.

ПредыдущаяСодержаниеСледующая

ПОИСК

    В мире сейчас примерно 1500 ботанических садов. Большая часть их находится в Северной Америке, Европе и бывших советских республиках, тогда как разнообразие растений выше всего в тропиках и субтропиках. Если ставится цель не просто выращивать некоторое время живые экземпляры, но и обеспечить их размножение, т. е.

устойчивое возобновление вида, то такое географическое несоответствие ставит очевидные проблемы, связанные с различиями в фотопериоде и температурном режиме.

Трудности можно преодолеть, сочетая растениеводческий опыт ботанических садов с более современными методами хранения зародышевой плазмы в виде семенных банков, полевых генных банков и криоконсервации клеток (см. ниже). [c.

440]     В принципе, трансгенные растения должны заметно увеличить разнообразие и сельскохозяйственных культур. Например, до сих пор селекция кукурузы в США основана на небольшом числе культивируемых сортов, и в результате применяемый генофонд довольно беден. Семена сортов, находящихся в семенных банках, практически не используются.

Для скрещивания применяют несколько высокоурожайных сортов. А если у нас есть гены , ответственные за необходимые свойства, то, вводя их в эти сорта, мы увеличим биоразнообразие используемых сортов. [c.

45]

    В настоящее время селекционеры уделяют особенно много внимания поискам солеустойчивых растений для выращивания их в областях, почвы которых стали засоленными (см. также гл. 14). Некоторые дикорастущие виды томатов, например, произрастают в приморских районах, куда доходят соленые брызги океана.

Гены, имеющиеся у этих видов, могли бы повысить солеустойчивость культурных сортов томатов. Проводятся также испытания на солеустойчивость хранящихся в семенных банках хлебных злаков при этом уже удалось выявить у них значительные различия, которые могут послужить основой для выведения солеустойчивых сортов. Это показывает, какую важную роль играют семенные банки, даже если в них хранятся устаревшие сорта. Аналогичные программы проводят в поисках холодо- или засухоустойчивых сортов. [c.505]

    Одной из эффективных форм охраны отдельных видов растений является создание семейных банков исчезающих видов. Семенные банки могут обеспечить чистый генетический материал для научных целей. Создание нх должно предусматривать необходимое оборудование для длительного хранения семян, изучения всхожести, энергии прорастания и т. д. [c.25]

    Наряду с существованием заповедников и заказников, а также коллекций живых растений в ботанических садах, как и семенных банков, необходимо, чтобы в центральных гербариях были представлены аутентичные гербарные образцы всех популяций редких и исчезающих видов местной флоры. [c.25]

    Сухое протравливание семян проводят в банке с притертой пробкой. Банки заполняют семенами до половины ее объема, вносят нужное количество препарата и встряхивают в течение 5 мин для полного и равномерного опы-ливания семян. [c.20]

    Полевые генные банки — это постоянные живые коллекции растений, причем не только деревьев, как в дендрариях, но и саванновых злаков, разных сортов пшеницы, риса, хлопчатника и т. д.

Они могут создаваться при ботанических садах, но не в виде декоративно оформленных экспозиций, а на небольших делянках или грядках, не предназначенных для осмотра публикой.

Например, Международный генный банк какао на Тринидаде, специализирующийся на латиноамериканских сортах этой культуры, разводит по 16 деревьев каждого из 2500 разновидностей Theobroma сасао.

Эти делянки дают полезную информацию относительно свойств растений, в частности продукции и всхожести семян, что жизненно необходимо для создания семенных банков. Главный недостаток такого подхода — большое пространство, занимаемое коллекцией и ее неизбежная уязвимость для вредителей, пожаров, ураганов и других стихийных бедствий. [c.440]

    На протяжении первого военного года завод возглавлял В.И. Носаль — высококвалифицированный инженер-электрометаллург, ставший затем заместителем наркома цветной металлургии. А с 1942 г. в течение многих лет директором завода был Семен Александрович Бай, также очень знающий и жесткий руководитель. Главным инженером завода в 1943-1945 гг. был Н.И. Александров. Проблемы поиска сырьевых заменителей активно решались такими [c.14]

    Свекловичные, кукурузные, хлопковые, овощные комбинированные сеялки и картофелесажалки (рис. 35, 36, табл. 185—187) используют для внесения одновременно с семенами минеральных удобрений.

Выпускаются они, как правило, с туковысевающими аппаратами (банками) тарельчатого типа. Каждый аппарат имеет один или два туконровода, подсоединяемые к сошникам сеялки (сажалки).

Минеральные удобреная вносят в почву отдельными рядками с помощью специальных сошников (хлопковые сеялки) или вместе с семенами через общие сошники. [c.339]

    ЛДзА для экспфнментальиых животных 894—4000 мг/кг. Слабо раздражает кожу кроликов. Прн работе следует избегать попадания эмульсии препарата иа кожу, особенно на слизистые глаз. ПДК в воде р.-х. водоемов 0,00022 мг/л. МДУ (в мгЛсоевом масле и столовой свекле 0,02, в кукурузе, свекле сахарной, ба.ччевых 0,05, табаке, сухом хмеле 1. [c.104]

    Еще сложнее обстоит дело с так называемыми капризными семенами, не вьвдерживаю-щими высушивания, т. е. не пригодными для долгого хранения. Такие семена имеются у 20% всех видов и 70% тропических, включая столь важные культуры, как какао, гевея и чай.

Другие виды, например картофель, размножающийся в основном вегетативно, также требуют альтернативной стратегии долговременного хранения. Эти проблемы в принципе решаются с помощью глубокого замораживания зародышевой плазмы и создания полевых генных банков. [c.

440]

    Порядок работы. Собирают установку для определения интенсивности дыхания, включающую два набора приборов.

Первый набор, вмонтированный в деревянный штатив, включает приемник для семян (стеклянная банка с пробкой, спабл енная двумя отводными трубками) поглотитель для связывания атмосферного диоксида углерода (трубка Бабо) поглотитель СО2, выделяемого семенами (склянка Дрекселя), длинная отводная трубка которого оканчивается стеклянным фильтром (рис. 22, а). Второй набор включает реометр (прибор для регулирования скорости тока воздуха) и присоединяется через ресивер к воздушному компрессору, служащему для нросасывания воздуха через систему приборов (см. рис, 22, б). Ресивер позволяет одновременно включать несколько комплектов приборов, число которых определяется числом вариантов в опыте. Реометры укрепляют на деревянной подставке (см. рис. 22, в). [c.136]

Смотреть страницы где упоминается термин Семенные банки: [c.440]    [c.30]    [c.102]    [c.131]   
Биология Том3 Изд3 (2004) — [ c.440 ]

  • Банки
  • Бачки
  • Семенов

© 2022 chem21.info Реклама на сайте

Генный банк

  (Перенаправлено из Генбанка ) Перейти к навигации
Перейти к поиску

Генные банки — это тип биорепозитория, в котором хранится генетический материал . Для растений это делается путем хранения in vitro, замораживания черенков растений или хранения семян (например, в семенном банке ).

Для животных это делается путем замораживания спермы и яйцеклеток в зоологических морозильниках до тех пор, пока в них не возникнет необходимость. В случае кораллов фрагменты берутся и хранятся в резервуарах для воды в контролируемых условиях.

[1] Генетический материал в «генном банке» сохраняется различными способами, например, при замораживании при -196 ° C в жидком азоте, помещении в искусственные экосистемы и помещении в контролируемые питательные среды.

Присоединение — это общий термин, которым обозначается отдельный образец в генном банке, например, отдельный вид или разновидность.

У растений можно разморозить материал и размножить. Однако у животных для искусственного оплодотворения требуется живая самка . Хотя часто бывает сложно использовать замороженную сперму и яйцеклетки животных, есть много примеров того, как это делается успешно.

В целях сохранения сельскохозяйственного биоразнообразия генные банки используются для хранения и сохранения генетических ресурсов основных сельскохозяйственных культур и их диких сородичей . По всему миру существует множество генных банков, самым известным из которых считается Глобальное хранилище семян на Свальбарде . [2]

База данных крупнейших генных банков в мире может быть запрошена через общий веб-сайт Genesys . Работа ряда глобальных генных банков координируется платформой CGIAR Genebank Platform.

Типы генных банков [ править ]

Банк семян [ править ]

А банк семян пресервы сушат семена, сохраняя их при очень низкой температуре. Споры и птеридофиты сохраняются в семенных банках, но другие бессемянные растения, такие как клубневые культуры, не могут быть сохранены таким образом.

[ необходима цитата ] Крупнейший банк семян в мире — банк семян тысячелетия, расположенный в здании Wellcome Trust Millennium Building (WTMB), расположенном на территории Wakehurst Place в Западном Суссексе , недалеко от Лондона .

[3]

Фасоль хранится в хранилище семян

Банк in vitro [ править ]

В этом методе почки, протокорм и меристематические клетки сохраняются за счет определенных условий освещения и температуры в питательной среде, которая либо желирована, либо находится в жидкой форме. Этот метод используется для сохранения бессемянных растений и растений, которые размножаются бесполым путем или требуют сохранения в виде клонов, таких как коммерческие сорта. [4]

Криобанк [ править ]

В этом методе семена или зародыши хранятся при очень низких температурах. Обычно его хранят в жидком азоте при -196 ° C. Это полезно для сохранения видов, находящихся на грани исчезновения. [5] Криобанки используются для криоконсервации генетических ресурсов животных [6]

Банк генов криоконсервации Министерства сельского хозяйства США

Хранение пыльцы [ править ]

Это метод хранения пыльцевых зерен. Используя эту технику, можно получить растения с одним набором хромосом. Пыльца хранится в жидком азоте. Этот метод полезен для скрещивания.

Банк полевых генов [ править ]

Это метод посадки растений для сохранения генов. Для этого искусственно создается экосистема. С помощью этого метода можно сравнивать различия между растениями разных видов и подробно их изучать.

Ему нужно больше земли, подходящей почвы, погоды и т. Д. Этим методом сохраняется зародышевая плазма важных сельскохозяйственных культур.

42 000 сортов риса хранятся в Центральном научно-исследовательском институте риса в Ориссе.

Банк полевых генов в Малайзии

См. Также [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Мультимедиа [ править ]

  • Короткое видео DIVERSEEDS об израильском генном банке

Ссылки [ править ]

  1. ^ «青 汁 と 口臭 と サ プ リ メ ン ト と 運動» . www.cdnn.info . Проверено 1 марта 2017 года .
  2. ^ О практических и теоретических различиях между хранилищем и генным банком см. Николь К. Карафиллис (ред.): Theorien der Lebendsammlung. Pflanzen, Mikroben und Tiere als Biofakte in Genbanken (на немецком языке), Фрайбург: Карл Альбер 2018 ( Lebenswissenschaften im Dialog Vol. 25) ISBN 978-3-495-48975-8 
  3. ^ Дрори, Джонатан (опубликовано в мае 2009 г., снято в феврале 2009 г.). «Почему мы храним миллиарды семян» . TED2009 . TED . Проверено 11 декабря 2011 .
  4. ^ «Банк in vitro» . cropgenebank.sgrp.cgiar.org . Проверено 20 апреля 2021 года .
  5. ^ «Криобанк» . Системы генетических ресурсов КГМСИ: Фаза 2 . Коллективные действия по восстановлению глобальных общественных благ . Проверено 23 января 2012 года .
  6. ^ '' Криоконсервация генетических ресурсов животных. ' Rep. Рим: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2012 г. Руководство ФАО по животноводству и здоровью животных № 12. Печат.
  • Эллис, Р. Х., Т. Д. Хонг и Э. Х. Робертс (1985). Справочник по семенной технологии для генобанков Vol. II: Сборник специальной информации о прорастании и рекомендаций по тестам . IBPGR (ныне Bioversity International). Рим, Италия. Архивировано из оригинала 11 декабря 2008 года.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  • Энгельс, JMM и Л. Виссер, редакторы. (2003). Руководство по эффективному управлению коллекциями зародышевой плазмы . CABI, IFPRI, IPGRI, SGRP. Архивировано из оригинального 25 мая 2007 года.CS1 maint: multiple names: authors list (link) 174 с.
  • Камешвара, Н., Дж. Хансон, М. Е. Дулло, К. Гош, А. Новелл и М. Ларинде. (2006). Руководство по обработке семян в генобанках . Bioversity International, CTA (Технический центр сельскохозяйственного и сельского сотрудничества), ФАО, ILRI. Архивировано из оригинала 21 января 2008 года.CS1 maint: multiple names: authors list (link) 147 с.
  • Ку, Б., Парди, П. Г., Райт, Б. Д.; и другие. (2004). Сохранение семян . CABI, IFPRI, IPGRI, SGRP. Архивировано из оригинала 11 декабря 2008 года.CS1 maint: multiple names: authors list (link)

Злак отличия: в России создают банк генетических ресурсов растений

Полезные генетические свойства новинок селекции могут быть утрачены, если не гарантировать сохранность эталонных образцов.

Поэтому Министерство науки и высшего образования рекомендовало государственным селекционным центрам сдать дублеты своих сортов и ценных экземпляров рабочих коллекций в единый банк на базе Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР).

Образцы будут хранить в виде семян и полевых коллекций в условиях глубокой заморозки (криоколлекции), а также в виде «пробирочных» микрорастений (in vitro), отметили эксперты. Это необходимо для учета ресурсов, обеспечения импортозамещения и продовольственной безопасности страны. Всероссийская инвентаризация растений продлится примерно год.

Единый генбанк

В Министерстве науки и высшего образования планируют избежать селекционных потерь путем создания Национальной сетевой коллекции генетических ресурсов сельскохозяйственных растений под эгидой ВИР.

Директор департамента координации деятельности организаций в сфере сельскохозяйственных наук Минобрнауки Вугар Багиров призвал сдавать в ВИР образцы всех создаваемых в России сортов сельхозкультур.

Альтернативы нет, так как данный институт является единственной организацией в России, которая имеет статус генного банка растений.

— Сохранение дублетных коллекций в ВИРе — это страховка для всех селекцентров, и они это прекрасно понимают, — рассказал Вугар Багиров «Известиям». — Что бы ни случилось — природные катаклизмы, техногенные катастрофы, субъективный человеческий фактор — продовольственная безопасность страны сохраняется.

Первым делом, по мнению Багирова, нужно инвентаризовать рабочие коллекции селекционеров, создать единую паспортную базу данных всех образцов. Она будет полезна для самих специалистов, уверена директор ВИР Елена Хлесткина.

— Мы обязательно должны заложить правильные кирпичики для будущего. Те успехи или недостатки селекционной работы, которые мы наблюдаем в производственных полях сегодня, появились 20–30 лет назад, — сообщила Елена Хлесткина.

По ее словам, отдача в производство от ведущихся сегодня фундаментальных исследований следует по продовольственной цепочке: исходное генетическое разнообразие – селекция –семеноводство – производство. Этот процесс занимает годы и даже десятилетия.

Масштаб работ

По оценке Елены Хлесткиной, в профильных институтах имеется порядка 80 рабочих коллекций сельскохозяйственных растений. Большинство из них небольшие — от десятков до сотен растений. Но есть и три-четыре крупные, где их по несколько тысяч.

Часть материала — новинки, последние сорта отечественной селекции, а также материал, полученный в процессе обмена с другими научными организациями, в том числе зарубежными, уточнила директор ВИРа.

По ее мнению, процент ценных образцов, подходящих для мобилизации в единый генбанк, составляет 10–15% от общего объема коллекций отраслевых институтов.

Образцы растений находятся в генбанке ВИРа в виде семян и полевых коллекций в условиях глубокой заморозки (криоколлекции), а также в виде «пробирочных» микрорастений. Ту часть генетического разнообразия, которая сохраняется в многолетних посадках (коллекционных садах), невозможно одномоментно перенести в ВИР.

Да и климатические условия, несмотря на размах опытных площадок института, не для всех сортов могут подойти. Поэтому возникла идея сетевой формы организации национального генетического банка (растение физически остается на делянке института, но переходит в коллекцию ВИР без пересаживания и перевозки. — «Известия»).

После инвентаризации коллекций семян для их размножения и передачи из селекционных центров в ВИР достаточно будет одного года, несколько дольше будет идти работа с вегетативно размножаемыми культурами.

При приемке самого ценного материала в генбанк ВИРа будут создавать комплексные эталонные образцы сортов. Такой экземпляр, по словам Елены Хлесткиной, кроме семенного материала включает должным образом подготовленный и зафиксированный гербарный образец. При необходимости подготовят ДНК-паспорт.

Депонирование номенклатурного стандарта в научном гербарии ВИР — одном из трех крупнейших в мире научных учреждений культурной флоры — гарантирует его признание на международном уровне.

Это, по мнению Елены Хлесткиной, приобретает особую актуальность с учетом планов России продвигать по лицензионным договорам свои селекционные достижения в мировое производство для наращивания экспортного потенциала страны.

Авторские права обещают соблюдать. Селекционеры имеют право накладывать вето на три-пять лет на свои разработки. Такие образцы ВИР будет только содержать без права передачи по запросам других организаций.

Долгая работа

Директора отраслевых институтов с энтузиазмом поддержали идею создания единой базы отечественных сортов растений.

— Восстановление единого полного национального генетического банка на основе коллекции ВИР — отправная точка в обеспечении продовольственной безопасности, — уверен директор Федерального научного центра им. И.В.Мичурина Михаил Акимов.

Он считает, что генетическая коллекция является фундаментом аграрной науки.

Врио директора Всероссийского национального научно-исследовательского института виноградарства и виноделия «Магарач» РАН Владимир Лиховской обратил внимание на плохое состояние практически всех коллекций в сфере виноградарства. Некоторые сорта, по его словам, находятся на грани исчезновения, и чтобы их сохранить, необходимо предпринять срочные экстренные меры. Эта работа, по его оценке, потребует серьезных вложений и будет длительной.

Справка «Известий»

Научно систематизированный генетический банк сельскохозяйственных растений существует во Всероссийском институте генетических ресурсов растений им Н.И.Вавилова РАН более 100 лет. Он является первым и самым ценным в мире, несмотря на то, что коллекции США, Китая и Индии являются более крупными по числу образцов.

Здесь поддерживают в живом виде и активно изучают более 320 тыс. образцов коллекции культивируемых растений и их диких родичей. Сохранение и использование коллекции обеспечивается сложным инструментально-методическим и инфраструктурным комплексом, распределенным на территории девяти регионов России от Заполярья до Северного Кавказа и Дальнего Востока.

Работы с коллекцией ведут в соответствии с «Международными стандартами генных банков для генетических ресурсов растений для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства». Разработка этих стандартов на международном уровне была заложена в ВИР выдающимся отечественным ученым Николаем Вавиловым.

Именно он и его соратники провели 180 экспедиций по всем континентам, собрав к началу Великой Отечественной войны 250 тыс. образцов. Военные утраты были небольшими и восполнялись в послевоенные годы. После распада СССР число образцов в коллекции уменьшилось, так как часть подразделений ВИРа осталась за пределами России, а некоторые филиалы получили самостоятельность.

Выполняя функции центра коллективного пользования, ВИР обеспечивает генетическими ресурсами растений отечественные государственные селекционные программы и приоритетные научно-исследовательские проекты страны.

Генетические банки растений: многолетняя гарантия от современных рисков

Практически всю историю существования сельского хозяйства фермеры сберегали семена растений, чтобы высаживать их в следующем году в случае непредвиденного неурожая. Генетические банки растений вносят современные технологии в эту многолетнюю практику, чтобы обеспечить стабильность наших пищевых ресурсов.

Генетические банки, в которых сберегаются и семена, и саженцы, сохраняют генетическое разнообразие растений, повышают вероятность восстановления культур после глобальных катастроф и предоставляют важный источник материалов для ученых. Библиотеки образцов можно использовать для выведения более продуктивных культур и видов, стойких к болезнетворным организмам и изменениям климата.

Как работает генетический банк

Генетические банки сберегают ткани семян и растений в защищенных местах по всему миру. Образцы хранятся при температуре -18°C в холодильниках или -196°C в жидком азоте, где они могут выживать в течение долгих периодов времени, а некоторые и до сотни лет. Но все ткани периодически обновляются путем высаживания и сбора новых образцов.

В мире существует более 1400 генетических банков. Некоторые работают для сохранения местных растений, в то время как другие действуют на всемирном уровне. Консультативная группа по международным исследованиям в сельском хозяйстве, основанная в 1971 году, включает 47 стран-членов и 11 генетических банков, сберегающих 650000 образцов.

Почему нам нужны генетические банки

Генетическое разнообразие очень важно для любых групп организмов. Если бы все были идентичны, один болезнетворный организм или экологическое явление могло бы уничтожить сразу все.

У генетически разнообразных популяций больше шансов иметь особей, способных выжить и передать свою особенность следующим поколениям.

Однако в современном мире усилия, направленные на улучшение зерновых культур, привели к образованию монокультур, где один определенный вид отдельного растения стал широко распространенным.

На протяжении истории сельского хозяйства более 7000 видов растений использовались как продовольственные культуры, но сегодня в существенных объемах представлено лишь 150 видов.

Из них лишь девять – рис, кукуруза, пшеница, картофель, батат/ямс, ячмень, сорго/пшено, сахарный тростник и соя – производят 75% растительных пищевых продуктов, а 30 культур обеспечивают 95% от общих объемов.

Хотя эти растения представлены многими видами (существует более 100000 видов риса), многие мировые растительные пищевые продукты обеспечиваются лишь несколькими культурами.

В то время как фермеры заменяют местные растения видами, которые доказали свою продуктивность, кратковременное преимущество достигается ценой риска возможной будущей катастрофы.

Болезни и насекомые-вредители имеют возможность распространяться по миру гораздо быстрее, изменения климата повлияют и на условия выращивания, периодически появляются новые болезнетворные организмы.

Без генетического разнообразия растения будут с трудом адаптироваться к этим изменениям и выживать.

Более старые варианты культур, а также их дикие сородичи все еще ценятся. Растения, стойкие к болезням, засухе и негативным условиям, были выведены путем скрещивания культурного растения с диким сородичем, обладающим природными свойствами сопротивляемости.

Например, растения дикого картофеля, невосприимчивого к болезни, вызвавшей острую нехватку картофеля, использовались для восстановления урожайности, и в 1970-х годах схожий способ использовался для противодействия болезнетворным организмам, убивавшим рис в Азии и кукурузу в США.

Если эти дикие сородичи будут утеряны, станет недоступным ценный источник борьбы с возможными эпидемиями в будущем.

Где расположен самый крупный генетический банк

Свалбардский глобальный банк семенных фондов, или Хранилище судного дня, создан для сохранения важнейших образцов растений на случай глобальной катастрофы. Он начал работать в 2008 году и может сберегать 4,5 миллиона различных семян, прежде всего пищевых культур.

Шпицберген – отдаленный архипелаг на северном побережье Норвегии – выбран как местонахождение благодаря возможности перенести большинство природных или антропогенных катастроф. Хранилище состоит из трех больших камер, расположенных в 120-метровых туннелях, которые проложены в вечной мерзлоте на стороне горы.

Благодаря этому температура в хранилище никогда не поднимается выше -3.5°C, и оно сможет противостоять возможному подъему уровня моря или повышению глобальной температуры.

Современный мир несет различные угрозы всем растениям, включая те, что крайне важны для наших пищевых ресурсов.

Вневременная практика сохранения семян, которая продолжается в виде генетических банков растений, дает возможность восстановления ключевых видов после катастроф, сберегает разнообразие в царстве растений, а также обеспечивает безопасность одного из наиценнейших запасов планеты – того, что предоставляет человеку возможность существования.

facepla.net / Ecohearth

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector