Gromadzenie i zachowanie zasobów genowych roślin użytkowych w
Polsce – rola Krajowego Centrum Roślinnych Zasobów Genowych w
ochronie agrobioróżnorodności
XV ROLNICZY FESTIWAL NAUKI 18 - 19 PAŹDZIERNIKA 2018 r. WARSZAWA - BRWINÓW
Wiesław PodymaKrajowe Centrum Roślinnych Zasobów Genowych –
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – PIB -Radzików
Kiedy powstała idea ochrony materiału genetycznego roślin
uprawnych w Polsce?
*1907: Miczyński senior (ekotypy roślin uprawnych)
*1915: profesor Kaznowski w Puławach i Dublanach
*1940 – 1946: Miczyński junior/ Sawicki
*1971 - kolekcje roślin uprawnych stworzone przez
Kazanowskiego zostały przeniesione do Instytutu Hodowli i
Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie
Zachowanie zasobów genowych w Polsce
Zachowanie zasobów genowych roślin
w Polsce
• 1979 Porozumienie międzyresortowe dotyczące ochrony
zasobów genowych
• 1981 Przystąpienie do Europejskiego Programu
Współpracy dla Zachowania Zasobów Genowych
• 1995 Ratyfikacja Konwencji o różnorodności biologicznej
• 2001 Międzynarodowy Traktat o Roślinnych Zasobach Genowych dla Żywności i Rolnictwa
• 2010 Protokół z Nagoi o dostępie do zasobów
genetycznych oraz sprawiedliwym i równym podziale
korzyści wynikających z ich użytkowania (Protokół ABS)
• 2004 – 2020 Plan i programy rozwoju obszarów
wiejskich
Porozumienie z dnia 20 sierpnia 1979 r Ministra
Rolnictwa, Szkolnictwa Wyższego, PAN i
Techniki i Przemysłu Lekkiego
„W celu usprawnienia oraz zwiększenia
efektywności gromadzenia i zachowania
krajowych zasobów genowych roślin oraz
zapewnienia materiałów wyjściowych dla
hodowli i celów badawczych”
Krajowy Program Ochrony Zasobów Genowych
Roślin Użytkowych – Polski Bank Genów
Główne zadania w realizacji programu są następujące:
• gromadzenie populacji i odmian roślin uprawnych oraz dziko rosnących, zagrożonych erozją genetyczną,
• opis i waloryzacja zebranych materiałów,
• utrzymanie prób nasion w stanie żywym (w tym przechowywanie długoterminowe) przy zachowaniu ich czystości genetycznej,
• dokumentacja zgromadzonych materiałów oraz wymiana prób z innymi bankami genów i ogrodami botanicznymi,
• udostępnienie materiałów hodowcom odmian, placówkom badawczym i dla celów edukacyjnych.
Krajowa jednostka koordynująca
Bank genów-zbiór
-zachowanie ex situ
-dokumentacja zasobów
genowych dostarczanie
materiałów i
informacji
ekspedycje
wymiana próbek
botaniczne
kolekcje
nowe
rośliny
użytkowe
Inwentary
zacja
identyfikacja
genów
krzyżowania
markery
molekularne
Zadania banku genów oraz inne prace
prowadzone w ramach Programu
zachowanie
in situKolekcja nasion
Zielnik
W ramach programu Ochrony Zasobów Genowych Roślin Użytkowych
chronionych jest około 80 tys. genotypów roślin, z tego 74 047 próbek
nasion znajduje się w przechowalni długoterminowego Banku Genów –
IHAR.
Udostępnianie danych i zamawianie nasion
Strona internetowa
http://egiset.ihar.edu.pl
Dostępność poprzez stronę internetową
• Obiektów w bazie danych – 89 641
• Za podpisaniem SMTA (umowa) – 44 269
– 29 143 obiekty z danymi oceny
– 752 obiekty z fotografiami
• Za podpisaniem umowy HOBBY – 6 965
– 2 247 obiektów z danymi oceny
– 132 obiekty z fotografiami
Udostępnianie danych i zamawianie nasion
Strona internetowa
wyszukiwarka.ihar.edu.pl
Potrzeby użytkowników zasobów genowych
• Hodowcy – charakterystyka molekularna dla aktualnie
poszukiwanych cech, pomoc w pozyskiwaniu materiałów
z innych regionów świata
• Naukowcy – materiał dobrej jakości o wysokiej
żywotności i czystości
• Organizacje pozarządowe/Hobbyści – Starannie opisane
wybrane obiekty: agrotechnika, proponowane
zastosowanie, inne
Długoterminowe przechowywanie
zasobów genowych w banku genów
79%
19%
2%
długoterminowe
0oC i –18oC
in vivo
in vitro
Ciekły azot
Zachowanie w gospodarstwach
on-farm conservation
Schemat prowadzenia przechowalni długoterminowej (opracował G. Gryziak).
Komora przeznaczona do długoterminowego przechowywania
nasion (KCRZG ma około 70.000 obiektów): udostępnianie
według SMTA lub uproszczonego formularza
oZapis online wyników testów
żywotności przy użyciu
mobilnych kolektorów danych
oWyniki dostępne w EGISET
(nowe i z lat ubiegłych)
Monitoring żywotności
Wybudowanie komór kolekcji
bazowej
Erozja genetyczna
Udział odmian starych, materiałów hodowlanych, odmian
współczesnych i innych zdeponowanych w przechowalni KCRZG
Ekspedycje. W latach 1979-2016 zebrano 13919 próbek roślin.
20072001
1994,1998x2
1999,2000
2002,2004,2011
2014,2015
1984,1985
1986,1998x22
005,2006x2
2009,2012
1999,2004,20052
007,2009,201120
12,2013,2014201
5,2016
1986,1999,2012
20162000,2010
1995,2006,2008,2009,2012,2013,20141997,1999
2011
2011
2005,2011
2010
2002,2007
1997,2010,2011x2
1998,2010
2006
2013
2008,2009
RÓŻNORODNOŚĆ # RÓWNOWAGA
Triticum spelta „E 0893„ 5046_ozima
Zebrane podczas ekspedycji „Wielki Kaukaz” w 1981 roku.
Dawne oraz marginalne gatunki i
odmiany roślin uprawnych
Kuratorzy
Wstępny wybór, charakterystyka i
waloryzacja obiektów
Bank Genów
Radzików
Skierniewice
Opracowanie dokumentacji
Rolnicy
indywidualni rolnicy, gospodarstwa
demonstracyjne, fundacje, stowarzyszenia, zakłady
doświadczalne, skanseny
Rozmnożenia i doświadczenia
demonstracyjne
Wprowadzanie na rynek
Dla rolnictwa ekologicznego
Orkisz pszenny pszenica płaskurka
Utrzymanie wysokiego poziomu różnorodności biologicznej oraz dążenie do
produkowania szerokiej gamy produktów spożywczych i innych produktów
rolnych.
Obiekt badań•owies szorstki jest gatunkiem diploidalnym
(owies siewny – heksaploid).
• jedyne zboże, które pochodzi z Europy
• owies szorstki w czasach historycznych
był również na Podhalu i Pomorzu rośliną
uprawną.
• jego ziarno używane było jako karma dla
koni oraz mielone na mąkę, która służyła
jako karma dla świń.
• owies szorstki jest nadal uprawiany na
Hybrydach, Fair Isles i Szetlandach
(Wielka Brytania).
• niewielkie wymagania glebowe i
tolerancja na zakwaszenie gleby owsa
szorstkiego umożliwiają jego uprawę na
najsłabszych stanowiskach.
Metabolomika – dziedzina nauki zajmująca się badaniem zestawu wszystkich
metabolitów obecnych w organizmie, tkance czy komórce - metabolomu
Wyniki analizy w zakresie spektrum charakterystycznym dla tłuszczów
http://pl.wikipedia.org/wiki/Metabolithttp://pl.wikipedia.org/wiki/Organizmhttp://pl.wikipedia.org/wiki/Tkankahttp://pl.wikipedia.org/wiki/Kom%C3%B3rkahttp://pl.wikipedia.org/wiki/Metabolom
Gatunek
Białko
[%]
Popiół
[%]
Skrobia
[%]
Tłuszcz
[%]
Wilgotno
ść [%]
Włókno
[%]
średnia
A.strigosa 15,94 2,37 55,60 5,47 11,53 2,00
średnia A.sativa -
nagoziarnisty11,46 2,74 51,34 6,72 10,82
Wyniki analizy składu fizyko chemicznego kaszy
Digitalizacja zasobów – cyfrowe repozytorium
zdjęć zielników i nasion
4 100 próbek nasion przechowywanych długoterminowo. Nasiona dzikich krewniaków roślin uprawnych, dawnych odmian roślin uprawnych oraz próbki odmian lokalnych, zbieranych w czasie ekspedycji krajowych i zagranicznych
20 000 fiolek nasion różnych gatunków roślin – materiałem referencyjny wykorzystywanym przy identyfikacji gatunków roślin (np. obcych nasion występujących w materiale siewnym)
3 550 okazów kłosów zbóż pozwalających na identyfikacje unikalnych cech odmian uprawnych w fazie dojrzałości
Biobank
• Będzie przechowywał i udostępniał materiał biologiczny (DNA i tkanka
roślinna) zasobów genowych roślin użytkowych do celów naukowych.
• W pierwszym etapie tworzenia biobanku będą w nim umieszczane próby
zbiorcze reprezentujące całkowitą zmienność przechowywanych obiektów.
• Pozyskanie materiału odbywać się będzie stopniowo w miarę wykonywania
testów zdolności kiełkowania przez przechowalnię długoterminową.
• Ułatwi dostęp do materiału genetycznego do zastosowań molekularnych, ale
też umożliwi utworzenie „polisy ubezpieczeniowej” na wypadek utraty
różnorodności biologicznej.
• Zaletami biobanku są małe rozmiary przechowywanych próbek oraz
stabilność DNA w ultra niskich temperaturach.
www.news-medical.net
Nowoczesne technologie sekwencjonowania do
oceny zróżnicowania genetycznego zasobów
genowych roślin użytkowych
• Badaniami zostaną objęte kolekcje z rodzaju: Canabis, Camelina,
Fagropyron, Lathyrus, Linum, Lupinus, Nicotiana, Panicum,
Sinapsis, Trifolium i Vicia w uzgodnieniu z kuratorami
• Do oceny zróżnicowania genetycznego zostanie wykorzystana
technologia geneotypowania poprzez sekwencjonowanie techniką
DArTseq lub ddRADSeq w zależności od liczebności kolekcji
i wielkości genomu.
• Uzyskane wyniki zostaną połączone z danymi ewaluacji cech
użytkowych, opisem morfologicznym i wszelkimi innymi dostępnymi
danymi.
• Integracja danych genomowych w systemach dokumentacji banków
genów i ich połączenie z danymi taksonomicznymi, fenotypowymi
i ekologicznymi otworzy nową erę w zakresie waloryzacji roślinnych
zasobów genowych i będzie miała ogromny wpływ nie tylko na ich
ochronę, ale także na ich wykorzystanie w hodowli roślin.
Krajowy program ochrony zasobów genowych roślin
Tradycja
Wysokie standardy
przechowywania
Wykorzystanie
Unikalne materiały
Współpraca
międzynarodowa
Dziękuję za uwagę!
Antoine Watteau (1684 – 1721)
Ceres (Lato)
około 1717/1718
olej na płótnie
www.ihar.edu.pl
Top Related