Генный банк

Генный банк — это тип биохранилища , созданный для сохранения генетической информации . Генные банки часто используются для хранения генетического материала видов, находящихся под угрозой исчезновения или близких к исчезновению . 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 можно собирать с растений, споры можно собирать с грибов, а сперму и яйцеклетки можно собирать с животных.Водные организмы, такие как кораллы, сохраняются посредством сбора фрагментов кораллов, которые затем поддерживаются и живут в тщательно контролируемой водной среде.

Собранный материал часто хранят при температуре ниже 0 °C (32 °F). Его также можно хранить в криогенных условиях с использованием жидкого азота . Определенные банки генов основаны на непрерывном культивировании живых организмов, например, на выращивании определенных видов растений в контролируемой питательной среде или на искусственно созданных средах обитания, в которых затем появляются определенные виды.

Генные банки существуют по всему миру, преследуя разные цели и ресурсы. Одним из крупнейших является Шпицбергенское всемирное семенное хранилище . ^[1]^[2]

К базе данных крупнейших генных банков мира можно обратиться через общий веб-сайт Genesys . Ряд глобальных генных банков координируется CGIAR. Платформой генных банков

Виды генных банков

Банк семян

Семенные банки , также известные как семенные хранилища . представляют собой большие хранилища, где при отрицательных температурах хранятся семена самых разных видов. Они используются для сохранения генетического разнообразия в будущем.Температура хранения зависит от того, как долго будут храниться семена. При сроках хранения 3–5 лет (краткосрочное хранение), 10–15 лет (среднесрочное хранение) и более 50 лет (длительное хранение) температура хранения обычно составляет 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, птеридофитов, также можно хранить. Однако запасающие органы, такие как клубни корнеплодов , хранить нельзя. Также важно, чтобы при хранении семян содержание влаги в семенах и окружающей среде поддерживалось на низком уровне, иначе семена не будут жизнеспособными после длительного периода низких температур. ^[3] Крупнейшим банком семян в мире является Банк семян Миллениум, расположенный в здании Wellcome Trust Millennium Building (WTMB), расположенном на территории Уэйкхерст-Плейс в Западном Суссексе , недалеко от Лондона . ^[4]

in vitro Банк

В этом методе почки, протокорм и меристематические клетки сохраняются за счет определенных условий освещения и температуры в питательной среде, которая представляет собой гель или жидкую форму. Этот метод используется для сохранения бессемянных растений и растений, которые размножаются бесполым путем или требуют сохранения в виде клонов, таких как коммерческие сорта. ^[5]

Криобанк

В этом методе семя или эмбрион сохраняются при очень низких температурах. Обычно его хранят в жидком азоте при температуре -196 ° C (-320,8 ° F). ^[6] Замораживая семена или эмбрионы при такой температуре, они могут оставаться жизнеспособными в течение как минимум столетия. ^[3] Это полезно для сохранения видов, находящихся на грани исчезновения. ^[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 предпочтительнее заморозить эмбрионы, а не отдельные яйцеклетку и сперму, поскольку эмбрионы более устойчивы к процессу замораживания. ^[9]

Хранение пыльцы

Пыльца хранится с помощью метода криоконсервации, называемого витрификация . В этом контексте витрификация основана на замораживании пыльцевых зерен без образования кристаллов льда, которые могут сильно повредить пыльцу. ^[7] Пыльца, хранящаяся 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 этот метод 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 без образования льда или кристаллов льда, что помогает сохранить продолжительность жизни пыльцы во время ее хранения. ^[11]^[12] Идеальный уровень содержания влаги в пыльце зависит от типа растения. Пыльцу разных видов растений можно разделить на две группы. Одна из них — двуядерная пыльца с более толстой экзиной, а вторая — трехядерная пыльца с более тонкой экзиной . Двуядерная пыльца имеет более высокую продолжительность жизни при замораживании при низком уровне влажности. Однако трехядерная пыльца имеет более длительный срок службы при замораживании при высоком уровне влажности. ^[11] Уровень влажности пыльцы можно снизить, подвергая пыльцу воздействию разбавленных растворов солей, силикагеля и сухого воздуха или путем химической обработки растворами для стеклования. ^[13]

Полевые генные банки

Полевые генные банки — это генные банки, основанные на управлении живыми образцами, в отличие от банка семян , который ориентирован на создание резервных копий зародышевой плазмы , обычно в форме семян. Полевые генные банки уязвимы перед стихийными бедствиями, вредителями и болезнями. Таким образом, они обычно используются в качестве крайней меры, если вид не может быть сохранен обычными способами, например, если он не дает семян . Этот метод использует больше земли, энергии и воды, чем другие методы.

См. также

Ссылки

^ О практических и теоретических различиях между хранилищем и банком генов см. Николь К. Карафиллис (ред.): Теории живой коллекции. Растения, микробы и животные как биофакты в генных банках (на немецком языке), Фрайбург: Карл Альбер, 2018 ( Науки о жизни в диалоге , том 25) ISBN 978-3-495-48975-8
^ Лю, Рита (15 апреля 2022 г.). «Банки семян: последняя линия защиты от угрожающего глобального продовольственного кризиса» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Проверено 2 марта 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с 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 )
^ Гослинг, Ребекка (2 декабря 2020 г.). «Что такое банк семян, как он работает и почему это важно?» . Лесной трест . Проверено 11 октября 2023 г.
^ «Инвитро банк» . Cropgenebank.sgrp.cgiar.org . Проверено 20 апреля 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Криобанк» . Cropgenebank.sgrp.cgiar.org . Проверено 1 ноября 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Криоконсервация генетических ресурсов животных» (PDF) . Представитель Рим: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций . Руководство ФАО по животноводству и охране здоровья № 12. Распечатать. 2012.
^ Приско, Якопо (31 марта 2022 г.). «На краю пропасти: как «замороженные зоопарки» могут спасти вымирающие виды» . CNN . Проверено 1 ноября 2023 г.
^ «Замороженный зоопарк» . 21 мая 2010 года. Архивировано из оригинала 21 мая 2010 года . Проверено 1 ноября 2023 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
^ Коннор, Кристина Ф.; Товилл, Ли Э. (1 января 1993 г.). «Протокол обращения с пыльцой и характеристики гидратации/обезвоживания пыльцы при ее применении для длительного хранения» . Эвфитика . 68 (1): 77–84. дои : 10.1007/BF00024157 . ISSN 1573-5060 .
^ Jump up to: ^а ^б Яник, Жюль (7 апреля 2010 г.). Обзоры селекции растений, Том 13 . Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-470-65004-2 .
^ Карта (3 апреля 1985 г.). Криоконсервация растительных клеток и органов . ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8493-6102-9 .
^ Динато, Северная Каролина; Сантос, ИРИ; Винья, ББЗ; Феррейра де Паула, А.; Фаверо, AP (2020). «ПЕРСПЕКТИВА: Криоконсервация пыльцы для селекции растений и сохранения генетических ресурсов» . Крио письма . 41 (3): 115–127. ISSN 0143-2044 . ПМИД 33988640 .

Эллис, Р.Х., Т.Д. Хонг и Э.Х. Робертс (1985). Справочник по семенной технологии для генных банков Том. II: Сборник конкретной информации о прорастании и рекомендаций по испытаниям . IBPGR (ныне Bioversity International). Рим, Италия. Архивировано из оригинала 11 декабря 2008 года. {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Энгельс, Ян; Виссер, Берт, ред. (2003). Руководство по эффективному управлению коллекциями зародышевой плазмы . CABI, IFPRI, IPGRI, SGRP. Архивировано из оригинала 25 мая 2007 года . 174 стр.
Камешвара Н., Дж. Хэнсон, М. Е. Далло, К. Гош, А. Ноуэлл и М. Ларинде. (2006). Руководство по обращению с семенами в генбанках . Bioversity International, CTA (Технический центр сельскохозяйственного и сельского сотрудничества), ФАО, ILRI. Архивировано из оригинала 21 января 2008 года. {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) 147 стр.
Ку Б., Парди П.Г., Райт Б.Д.; и др. (2004). Спасение семян . CABI, IFPRI, IPGRI, SGRP. Архивировано из оригинала 11 декабря 2008 года. {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

Внешние ссылки

[1] О практических и теоретических различиях между хранилищем и банком генов см. Николь К. Карафиллис (ред.): Теории живой коллекции. Растения, микробы и животные как биофакты в генных банках (на немецком языке), Фрайбург: Карл Альбер, 2018 ( Науки о жизни в диалоге , том 25) ISBN 978-3-495-48975-8

[:0-2] Лю, Рита (15 апреля 2022 г.). «Банки семян: последняя линия защиты от угрожающего глобального продовольственного кризиса» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Проверено 2 марта 2023 г.

[:04-3] Jump up to: ^а ^б ^с 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 это важно?» . Лесной трест . Проверено 11 октября 2023 г.

[5] «Инвитро банк» . Cropgenebank.sgrp.cgiar.org . Проверено 20 апреля 2021 г.

[:2-6] Jump up to: ^а ^б «Криобанк» . Cropgenebank.sgrp.cgiar.org . Проверено 1 ноября 2023 г.

[:1-7] Jump up to: ^а ^б «Криоконсервация генетических ресурсов животных» (PDF) . Представитель Рим: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций . Руководство ФАО по животноводству и охране здоровья № 12. Распечатать. 2012.

[8] Приско, Якопо (31 марта 2022 г.). «На краю пропасти: как «замороженные зоопарки» могут спасти вымирающие виды» . CNN . Проверено 1 ноября 2023 г.

[9] «Замороженный зоопарк» . 21 мая 2010 года. Архивировано из оригинала 21 мая 2010 года . Проверено 1 ноября 2023 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )

[10] Коннор, Кристина Ф.; Товилл, Ли Э. (1 января 1993 г.). «Протокол обращения с пыльцой и характеристики гидратации/обезвоживания пыльцы при ее применении для длительного хранения» . Эвфитика . 68 (1): 77–84. дои : 10.1007/BF00024157 . ISSN 1573-5060 .

[:3-11] Jump up to: ^а ^б Яник, Жюль (7 апреля 2010 г.). Обзоры селекции растений, Том 13 . Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-470-65004-2 .

[12] Карта (3 апреля 1985 г.). Криоконсервация растительных клеток и органов . ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8493-6102-9 .

[13] Динато, Северная Каролина; Сантос, ИРИ; Винья, ББЗ; Феррейра де Паула, А.; Фаверо, AP (2020). «ПЕРСПЕКТИВА: Криоконсервация пыльцы для селекции растений и сохранения генетических ресурсов» . Крио письма . 41 (3): 115–127. ISSN 0143-2044 . ПМИД 33988640 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]