Национальная система зародышевой плазмы растений

США Национальная система зародышевой плазмы растений ( NPGS ) — это сеть учреждений и агентств (федеральных, государственных и частных), возглавляемая Службой сельскохозяйственных исследований (ARS) Министерства сельского хозяйства США , целью которой является сохранение и облегчение использования генетической разнообразие сельскохозяйственно важных растений и их диких сородичей.

Введение

Обзор Национальной системы зародышевой плазмы растений США, подготовленный Министерством сельского хозяйства США.

Огромная генетическая изменчивость существует у местных сортов ( староместных сортов ) сельскохозяйственных культур и их близкородственных диких растений (диких родственников сельскохозяйственных культур). NPGS помогает селекционерам растений и другим ученым-исследователям путем приобретения, сохранения, оценки, документирования и распространения зародышевой плазмы (семена и другой материал для размножения) этих растений, а также улучшенных сортов и селекционных линий. Эта разнообразная зародышевая плазма обеспечивает генетическое сырье, необходимое селекционерам для выведения новых сортов сельскохозяйственных культур, обладающих желаемыми качествами и способных противостоять постоянно меняющимся биологическим и экологическим стрессам. Сохранение и использование этого генетического разнообразия имеют решающее значение для решения нынешних и будущих проблем глобальной продовольственной безопасности .

История

До того, как Америка была колонизирована европейцами, коренные народы одомашнили местные растения, включая кукурузу, тыкву и фасоль, и распространили их в новых сельскохозяйственных условиях. Европейские колонисты переняли некоторые культуры у коренных американцев и завезли другие. Поскольку спрос фермеров и любителей на расширение и диверсификацию сельского хозяйства в США в конечном итоге привел к тому, что федеральное правительство взяло на себя роль в внедрении и разведке растительного материала, которую ранее возглавляли отдельные люди и сельскохозяйственные общества. История внедрения и исследования растений на федеральном уровне в США рассмотрена во многих публикациях. В 1819 году министр финансов издал циркуляр с просьбой к консулам, находящимся в других странах, получать семена полезных растений и отправлять их в США. Между 1836 и 1862 годами Патентное ведомство США, сначала при Государственном департаменте, а затем при Министерстве внутренних дел, руководило программой исследования и внедрения растений, финансируемой за счет ежегодных ассигнований. Министерство сельского хозяйства США (USDA) было создано в 1862 году, когда президент Авраам Линкольн подписал органический закон Министерства сельского хозяйства. Одной из семи основных обязанностей Департамента был сбор, тестирование и распространение семян и растений. Департамент возглавлял комиссар до 1889 года, когда он был повышен был присвоен ранг кабинета министров и был назначен первый министр сельского хозяйства.

Duration: 21 minutes and 7 seconds.21:07

Немой фильм Министерства сельского хозяйства США с участием Дэвида Фэйрчайлда во время экспедиции на Цейлон, Суматру и Яву в 1925–1926 годах.

В 1898 году была начата официальная программа интродукции растений. с созданием отдела интродукции семян и растений в Министерстве сельского хозяйства США под руководством известного исследователя растений Дэвида Фэйрчайлда . Согласно годовому отчету министра сельского хозяйства за 1900 год, Задача секции заключалась в том, чтобы «привозить в эту страну в экспериментальных целях любые иностранные семена и растения, которые могли бы обещать увеличение ценности и разнообразия наших сельскохозяйственных ресурсов». Материал был приобретен из нескольких источников, включая участников военно-морских экспедиций США, дипломатических чиновников, находящихся в зарубежных странах, правительств других стран и частных лиц. Секция также начала интенсивную программу исследования растений, наняв исследователей-агрономов, которые большую часть своего времени проводили в поездках в другие страны для сбора образцов растений. Наряду с Фэйрчайлдом, среди первых известных исследователей растений Министерства сельского хозяйства США были Фрэнк Н. Мейер , Нильс Э. Хансен и Палемон Ховард (PH) Дорсетт . Многие из интродукций, привезенных в США исследователями растений Министерства сельского хозяйства США, привели к созданию в стране новых или улучшенных культур. Специальный агент О. Ф. Кука в Секции инициировал систему присвоения последовательных номеров интродукции растений (PI) образцам, приобретенным Секцией, и выпуск печатных инвентаризаций растений Министерства сельского хозяйства США, которые их документировали. Эти номера PI по-прежнему присваиваются материалам, которые находятся на долгосрочном хранении в NPGS.

Секция также отвечала за распространение завезенного растительного материала для оценки. и потенциальное включение в сельскохозяйственное производство США. Первоначально внесенный материал направлялся на испытания в Государственные сельскохозяйственные опытные станции или другим надежным организациям. Необходимость создание объектов для тестирования менее известных культур, а затем и карантина растений для предотвращения заноса вредителей растений, привело к созданию Федеральных садов по интродукции растений. Первый такой сад был заложен в Майами, штат Флорида, в 1898 году, за ним последовали известные сады в Чико, штат Калифорния, в 1904 году, в Саванне, штат Джорджия, в 1919 году, и в Глен-Дейле, штат Мэриленд, в 1919 году. Хотя в этих садах размножали, тестировали и распространяли многообещающие растительные материалы, они не были предназначены для длительного содержания. В начале своей истории Секция также начала выполнять иностранные и внутренние запросы. для растительных материалов, курируемых в США, которые были необходимы для исследований. Эта миссия по распространению остается основной целью NPGS сегодня: около 250 000 образцов ежегодно поставляются селекционерам растений и другим ученым-исследователям по всему миру. На протяжении десятилетий обмен зародышевой плазмой между странами сформировал основу для двустороннего и многостороннего сотрудничества, включающего обучение и исследования, которые приносят пользу всем сторонам.

Остальные элементы NPGS формировались постепенно, в течение многих десятилетий. Национальный дендрарий США начал работу в Вашингтоне, округ Колумбия, в 1927 году. Была официально организована Национальная коллекция мелких зерен. в 1948 году в Белтсвилле, штат Мэриленд (позже переехал в Абердин, штат Айдахо). Создание других компонентов системы были разрешены Законом об исследованиях и маркетинге 1946 года. Закон обеспечил правовую основу для сотрудничества федеральных штатов в управлении генетическими ресурсами сельскохозяйственных культур и животноводства и проведении исследований. В результате было сформировано партнерство между Министерством сельского хозяйства США и системой Государственной сельскохозяйственной экспериментальной станции (SAES) для создания станций по интродукции растений в Эймсе, штат Айова, в 1948 году; Женева, Нью-Йорк, 1948 год; Гриффин, Джорджия, 1949 год; и Пуллман, Вашингтон, в 1952 году. Была создана Межрегиональная интродукционная станция картофеля (ныне Генный банк картофеля США). в Стерджен-Бей, штат Висконсин, в 1949 году. В Форт-Коллинзе, штат Колорадо, было завершено строительство Национальной лаборатории по хранению семян, ныне Национальной лаборатории сохранения генетических ресурсов (NLGRP). в 1958 году для обеспечения резервной консервации и долгосрочного хранения семян, а в последнее время и клонированного растительного материала. NLGRP служит ключевым компонентом Национальной программы генетических ресурсов США, размещая коллекцию зародышевой плазмы животных и обеспечивая резервную площадку для коллекций растений и микробов. Это отделение ARS также проводит исследования по долгосрочному криоконсервированию важных для сельского хозяйства генетических ресурсов и координирует вклад США в Глобальное семенное хранилище Шпицбергена .

Нынешняя NPGS возникла в 1974 году как национальная программа по зародышевой плазме после реструктуризации ARS. Коллекции зародышевой плазмы хлопка и сои были объединены в генные банки в Колледж-Стейшене, штат Техас, и в Пеории, штат Иллинойс, соответственно, в 1970-х годах, а в середине 1980-х годов начали работу девять дополнительных участков генных банков, курирующих преимущественно клонально размножаемые культуры. Более поздние дополнения К NPGS относятся Национальное подразделение генетических ресурсов растений засушливых земель в Парлиере, Калифорния (1996 г.) и Центр зародышевой плазмы декоративных растений в Колумбусе, Огайо (2001 г.).

Первоначальные сады для интродукции растений были сочтены ненужными. и выведен из эксплуатации после создания сайтов генных банков. Бумажные записи и реестры генных банков Министерства сельского хозяйства США были консолидированы. в централизованную систему управления информацией, Информационную сеть по ресурсам зародышевой плазмы ( GRIN ), начиная с 1980-х годов, которая стала общедоступной. через Интернет, начиная с 1994 года. Была создана общая правовая база для NPGS. в рамках Национальной программы генетических ресурсов США, утвержденной Конгрессом США Законом о фермерских хозяйствах 1990 года.

Министерства сельского хозяйства США-ARS Национальная лаборатория ресурсов зародышевой плазмы в Белтсвилле, штат Мэриленд, является преемником первоначальной секции Министерства сельского хозяйства США по интродукции семян и растений и управляет текущей программой исследования и обмена растениями, а также системой управления информацией GRIN.

Текущая деятельность

В настоящее время NPGS состоит из генных банков и вспомогательных подразделений в 20 местах по всей территории США. Каждый генбанк отвечает за коллекцию уникального набора сельскохозяйственных культур. Несколько других коллекций, которые формально не являются частью NPGS, также предоставляют материалы для распространения через GRIN. Число живых и активных образцов в NPGS обычно увеличивается на несколько тысяч ежегодно и в настоящее время приближается к 600 000. NPGS включает более 15 000 видов растений, размножаемых как половым, так и бесполым путем, и представляет собой одну из крупнейших и самых разнообразных в мире коллекций живых растений, курируемых одной организацией. Продолжается добавление нового растительного материала. в рамках продолжающейся программы Министерства сельского хозяйства США по исследованию растений и обмену, а также от доноров государственного и частного сектора в США и во всем мире. Раздачи сделаны селекционерам и другим исследователям по всему миру. Комитеты по гермоплазме сельскохозяйственных культур, состоящие из экспертов по генетическим ресурсам конкретных сельскохозяйственных культур, вносят в NPGS информацию по вопросам приобретения и курирования генных банков. NPGS — это важная живая научная коллекция США и краеугольный камень глобальных усилий по обеспечению продовольственной безопасности перед лицом серьезных проблем, связанных с угрозой растениеводству.

См. также

• Служба сельскохозяйственных исследований
• Информационная сеть по ресурсам зародышевой плазмы

Внешние ссылки

• Министерства сельского хозяйства США-ARS, Выставка Национальной сельскохозяйственной библиотеки посвященная восточной экспедиции Дорсетта-Морса 1929–1932 годов.
• Интродукционные сады Министерства сельского хозяйства , статья из Сельскохозяйственного ежегодника, 1916 г.
• Бизнес по внедрению и распространению семян и растений , статья из Сельскохозяйственного ежегодника, 1905 г.
• Национальная система зародышевой плазмы растений США. Анализ NPGS из National Academies Press, 1991 г.
• Семена для нашего будущего: Национальная система зародышевой плазмы США , Министерство сельского хозяйства США, 1990 г.