stringtranslate.com

Генный банк

Действующий генный банк Международного научно-исследовательского института сельскохозяйственных культур для полузасушливых тропиков в Патанчеру, Индия.

Генный банк — это тип биорепозитория , который служит для сохранения генетической информации организмов. Генные банки часто используются для хранения генетического материала видов, находящихся под угрозой исчезновения или близких к вымиранию . Они также используются для сохранения основных видов и сортов сельскохозяйственных культур, чтобы сохранить разнообразие сельскохозяйственных культур .

Сохранение осуществляется путем сбора и хранения репродуктивного материала организма. Например, семена и черенки могут быть собраны с растений, споры могут быть собраны с грибов, а сперма и яйцеклетки могут быть собраны с животных. Водные организмы, такие как кораллы, сохраняются путем сбора фрагментов кораллов, которые затем поддерживаются, живут в тщательно контролируемой водной среде.

Собранный материал часто хранится при температуре ниже 0 °C (32 °F). Он также может храниться в криогенных условиях с использованием жидкого азота . Некоторые генные банки основаны на непрерывном культивировании живых организмов, например, определенные виды растений выращиваются в контролируемой питательной среде или искусственно создаются среды обитания, которые затем дают приют определенным видам.

Генные банки присутствуют во всем мире, с разными целями и ресурсами. Одним из крупнейших является Svalbard Global Seed Vault . [1] [2]

База данных крупнейших генных банков в мире может быть запрошена через общий веб-сайт Genesys . Ряд глобальных генных банков координируются CGIAR Genebank Platform

Типы генных банков

Внутри Всемирного хранилища семян на Шпицбергене

Банк семян

Семенные банки , также известные как хранилища семян , представляют собой большие хранилища, в которых семена многих различных видов хранятся при отрицательных температурах. Они используются для сохранения генетического разнообразия в будущем. Температура хранения зависит от того, как долго будут храниться семена. Сроки хранения 3–5 лет (краткосрочное хранение), 10–15 лет (среднесрочное хранение) и 50+ лет (долгосрочное хранение) обычно имеют температуру хранения от 5 до 10 °C (от 41 до 50 °F), 0 °C (32 °F) и от −18 до −20 °C (от 0 до −4 °F) соответственно. Споры , например, от папоротникообразных , также могут храниться. Однако органы хранения, такие как клубни , образованные корнеплодами , храниться не могут. Также важно, чтобы при хранении семян влажность семян и окружающей среды поддерживалась на низком уровне, в противном случае семена не будут жизнеспособными после длительных периодов при отрицательных температурах. [3] Крупнейшим банком семян в мире является Millennium Seed Bank, расположенный в здании Wellcome Trust Millennium Building (WTMB), расположенном на территории Wakehurst Place в Западном Суссексе , недалеко от Лондона . [4]

Бобы хранятся в семенном хранилище

В пробиркебанк

В этой технике почки, протокорм и меристематические клетки сохраняются с помощью особых условий освещения и температуры в питательной среде, которая представляет собой либо гель, либо жидкую форму. Эта техника используется для сохранения бессемянных растений и растений, которые размножаются бесполым путем или требуют сохранения в качестве клонов, таких как коммерческие сорта. [5]

Криобанк

В этой технике семя или эмбрион сохраняются при очень низких температурах. Обычно они сохраняются в жидком азоте при температуре −196 °C (−320,8 °F). [6] Замораживая семена или эмбрионы при этой температуре, они могут оставаться жизнеспособными по крайней мере в течение столетия. [3] Это полезно для сохранения видов, находящихся под угрозой вымирания. [6] Криобанки используются для криоконсервации генетических ресурсов животных . [7] Примером одного из крупнейших в мире криобанков животных является замороженный зоопарк , созданный зоопарком Сан-Диего в Сан-Диего, Калифорния . [8] В криобанках животных замораживание эмбрионов предпочтительнее, чем раздельное замораживание яйцеклетки и спермы, потому что эмбрионы более устойчивы к процессу замораживания. [9]

Банк генов криоконсервации Министерства сельского хозяйства США

Хранение пыльцы

Пыльца хранится с помощью метода криоконсервации, называемого витрификацией . В этом контексте витрификация основана на замораживании пыльцевых зерен без образования кристаллов льда, которые сильно повредили бы пыльцу. [7] Пыльца, которая хранится в жидком азоте , хранится при температуре от −180 до −196 °C (от −292,0 до −320,8 °F). Национальная лаборатория хранения семян в Форт-Коллинзе , штат Колорадо, в настоящее время использует эту технику для хранения пыльцы. [10] Пыльцу также можно лиофилизировать и хранить при температуре от 5 до −18 °C (от 41 до 0 °F). [3] Важным элементом, который необходимо учитывать, является уровень влажности пыльцы. Если пыльцевые зерна имеют низкое содержание влаги, это помогает увеличить продолжительность жизни пыльцы. Низкий уровень влажности помогает пыльце замерзнуть, не создавая льда или ледяных кристаллов, что помогает сохранить продолжительность жизни пыльцы во время ее хранения. [11] [12] Идеальный уровень содержания влаги, который должен быть допустим в пыльце, зависит от типа растения. Пыльцу разных видов растений можно разделить на две группы. Одна из них — двуядерная пыльца, которая имеет более толстую экзину, а вторая — трехядерная пыльца, которая имеет более тонкую экзину . Двуядерная пыльца имеет более высокую продолжительность жизни при замораживании при низком уровне влажности. Однако трехядерная пыльца имеет более высокую продолжительность жизни при замораживании при высоком уровне влажности. [11] Уровень влажности в пыльце можно снизить, подвергая пыльцу воздействию разбавленных солевых растворов, силикагеля и сухого воздуха или путем химической обработки растворами для витрификации. [13]

Полевые генные банки

Полевой генный банк в Малайзии

Полевые генные банки — это генные банки, основанные на управлении живыми образцами, в отличие от семенного банка , который сосредоточен на содействии резервному копированию зародышевой плазмы , как правило, в форме семян. Полевые генные банки уязвимы для стихийных бедствий, вредителей и болезней. Таким образом, они обычно используются как метод крайней меры, если вид не может быть сохранен обычными средствами, например, если он не производит семян . Этот метод использует больше земли, энергии и воды, чем другие методы.

Удобства

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ О практических и теоретических различиях между хранилищем и банком генов 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
  2. ^ Лю, Рита (15 апреля 2022 г.). «Семенные банки: последняя линия обороны от угрожающего глобального продовольственного кризиса». The Guardian . ISSN  0261-3077 . Получено 2 марта 2023 г.
  3. ^ abc Бабасахеб, Джиге, Сандипан (декабрь 2021 г.). «НОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В СОХРАНЕНИИ БИОРАЗНООБРАЗИЯ». www.jetir.org . Проверено 11 октября 2023 г.{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ Гослинг, Ребекка (2 декабря 2020 г.). «Что такое банк семян, как он работает и почему он важен?». Woodland Trust . Получено 11 октября 2023 г.
  5. ^ "In vitro bank". cropgenebank.sgrp.cgiar.org . Получено 20 апреля 2021 г. .
  6. ^ ab "Cryo bank". cropgenebank.sgrp.cgiar.org . Получено 1 ноября 2023 г. .
  7. ^ ab "Криоконсервация генетических ресурсов животных" (PDF) . Представительство в Риме: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций . Руководство ФАО по животноводству и охране здоровья животных № 12. Печать. 2012.
  8. ^ Приско, Якопо (31 марта 2022 г.). «Назад с края пропасти: как «замороженные зоопарки» могут спасти вымирающие виды». CNN . Получено 1 ноября 2023 г. .
  9. ^ "The Frozen Zoo". 21 мая 2010 г. Архивировано из оригинала 21 мая 2010 г. Получено 1 ноября 2023 г.{{cite web}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  10. ^ Коннор, Кристина Ф.; Тоуилл, Ли Э. (1 января 1993 г.). «Протокол обработки пыльцы и характеристики гидратации/дегидратации пыльцы для применения при длительном хранении». Euphytica . 68 (1): 77–84. doi :10.1007/BF00024157. ISSN  1573-5060.
  11. ^ ab Janick, Jules (7 апреля 2010 г.). Обзоры селекции растений, том 13. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-65004-2.
  12. ↑ Kartha (3 апреля 1985 г.). Криоконсервация растительных клеток и органов. CRC Press. ISBN 978-0-8493-6102-9.
  13. ^ Динато, Н.Б.; Сантос, ИРИ; Винья, BBZ; Феррейра де Паула, А.; Фаверо, АП (2020). «ПЕРСПЕКТИВА: Криоконсервация пыльцы для селекции растений и сохранения генетических ресурсов». Cryo Letters . 41 (3): 115–127. ISSN  0143-2044. PMID  33988640.
  14. ^ Смит, Карл. Внутри банка генов растений CePaCT в Тихом океане, последняя линия обороны от потери видов сельскохозяйственных культур, ABC News , 17 октября 2023 г. Получено 8 сентября 2024 г.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки