Zvyšování konkurenceschopnosti studentů oboru botanika a učitelství biologie CZ.1.07/2.2.00/15.0316
Konzervační strategie – struktura přednášky
Strategie ochrany fytogenofondu zemědělských plodin: - mezinárodní organizace - mezinárodní smlouvy - ochrana genových zdrojů v ČR - genové banky - technologie GB
pěstované druhy
Ochrana fytogenofondu (obecně)
Ochrana fytogenofondu ex situ (položky v genofondových kolekcích) Genové banky Botanické zahrady a arboreta Záchranné kultivace
Ochrana fytogenofondu in situ Přírodní rezervace a chráněná naleziště Chráněné krajinné celky a regiony „On farm“
Parky Chráněné stromy
Konzervační strategie in situ – Ochrana planých rostlin v místě jejich přirozeného výskytu. - Hlavní metoda ochrany planých druhů. ex situ – Záchova genofondu v náhradních stanovištích. Využívá se především u kriticky ohrožených druhů, kterým hrozí reálné nebezpečí vyhubení. - V užším smyslu ex situ znamená vytvoření náhradní populace na stanovištích blízkých původním on farm – Záchova genofondu tradičních, primitivních a tedy méně výnosných zemědělských plodin, obvykle v oblastech původu dané odrůdy. Výjimečně též pěstování ohrožených druhů zemědělsky významných planých rostlin (léčivky, pícniny). in garden – Záchova genofondu odrůd okrasných rostlin či zahradnicky a sadovnicky významných ohrožených druhů v zahradách a veřejné zeleni. Poskytují nový, náhradní prostor za úbytek lokalit ve volné přírodě.
in vitro – Záchova genofondu rostlin pomocí laboratorních metod (in vitro ve skle). Především zemědělské plodiny (brambory).
Konzervační strategie „ex situ“
Výhody: choroby a škůdci pod kontrolou dokonalé vyzrávání dostupnost
Nevýhody: nároky na pozemky a zahradnickou technologii nároky na izolátory (technické vybavení zabraňující cizosprášení)
nároky na lidskou práci Největší nevýhoda ex situ genových bank: - Jakmile dojde k převodu semen do režimu dlouhodobého uchování , tak jsou rostliny vlastně vyňaty z evolučních procesů, kterým by byly vystaveny v přírodě. - Absence měnících se přírodních podmínek nebo soutěžení o zdroje
Ochrana fytogenofondu Instituce zabývající se ochranou fytogenofondu: Vládní instituce: • výzkumné ústavy • univerzity • botanické zahrady a arboreta • správy rezervací a chráněných oblastí Nevládní instituce (NGO): • nevládní a neziskové organizace • zájmová a občanská sdružení Nadnárodní instituce: FAO, IPGRI – Biodiversity International mezinárodní sítě genových bank úmluvy: CITES (1973), CBC (Convetion of Biological Diversity) (1992)
Mezinárodní organizace Oblast GZ rostlin významných pro výživu a zemědělství „the story“:
1950 – FAO – první genobanky – nutnost konzervace dosud vytvořených sbírek
60. léta 20. st. – první snahy o organizaci a rozvoj mezinárodní spolupráce při jejich ochraně a využívání 1956 – EUCARPIA (European Association for Research on Plant Breeding – Section Genetic Resources) – Evropské sdružení pro šlechtitelský výzkum 1960 – EUCARPIA konference – založena Genová banka EUCARPIA Vytvoření vědeckých předpokladů a systému spolupráce při konzervaci a využívání GZ; budování národních GB (mandát na konzervaci genofondů) 1971-90 – spolupráce v rámci RVHP – „Vědecko-technická rada států RVHP pro kolekce planých a kulturních zdrojů rostlin“ 9 států (1971) koncem roku 1990 asi 800 tisíc položek včetně duplicit
1974 – založena Mezinárodní rada pro genetické zdroje rostlin (IBPGR – International Board for Plant Genetic Resources) Nástupnická organizace IPGRI = Mezinárodní ústav pro rostlinné genetické zdroje v Římě = měl statut jednoho z center Poradní skupiny pro mezinár. zemědělský výzkum CGIAR = od roku 2006 Biodiversity International Pro Evropu má mimořádný význam regionální program ECP/GR (zal. 1980) (European Cooperative Programme for Crop Genetic Resources Networks) 1983 – Československo – započetí spolupráce s ECP/GR 1983 – Na konferenci FAO byl ustavena „Komise pro genetické zdroje rostlin“ (CPGR), po přijetí „Úmluvy o biologické rozmanitosti“ přejmenována na Komisi pro genetické zdroje rostlin pro výživu a zemědělství (CPGRFA) Rezoluce č. 8/83 „International Undertaking on Plant Genetic Resources“ připravena FAO, ratifikovala ji většina států; platforma pro mezinár. spolupráci, konzervaci, dokumentaci, studium a využívání GZ rostlin až do r. 2001 2001 - Mezinárodní smlouva o genetických zdrojích rostlin pro výživu a zemědělství
Mezinárodní organizace Oblast GZ rostlin významných pro výživu a zemědělství:
FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations, Organizace OSN pro výživu a zemědělství
činnost zahájila 1945, mezivládní organizace se sídlem v Římě Hlavní program: Světový plán akcí uchovávání a trvalého využívání produktů zemědělství, lesního hospodářství a rybolovu ochrana přírodních zdrojů poskytování technické pomoci monitoruje rozvoj zemědělství ve světě, zvl. problémové oblasti třetího světa, boj proti hladu podporuje činnost organizací na ochranu genofondu
1950 – první genobanky spadající pod FAO
nutnost konzervace dosud vytvořených sbírek
Od roku 1983 byla ustanovena „Komise pro GZ pro výživu a zemědělství“ v souvislosti s přijetím „Mezinárodní dohody o využívání genových zdrojů rostlin“
Mezinárodní organizace Oblast GZ rostlin významných pro výživu a zemědělství:
IPGRI – International Plant Genetic Resources Institute, (Roma, Italy) Mezinárodní ústav pro GZ rostlin (1974)
Od r. 2006: Biodiversity International
péče o rostlinné genové zdroje zemědělských plodin koordinace gen. bank Evropy, také Afriky, Asie, Austrálie využití genetické variability rostlin k trvale udržitelnému zemědělství a lesnictví výživa, prosperita a zlepšení zdravotního stavu obyvatelstva spolupráce s FAO a CBD
správa mezinárodních databází zemědělských plodin Spíš poradní orgán bez možnosti přímé podpory GB
http://www.croptrust.org
Nezávislá mezinárodní organizaci, podporující ochranu a dostupnost GZ hospodářsky významných plodin Je podporována vládami konkrétních států, fondy, firmami a jedinci. Díky tomu může přímo podporovat aktivity institucí pracujícími s genovými zdroji. Pro rok 2013 disponuje 350 mil EUR
Mezinárodní organizace Oblast GZ rostlin významných pro výživu a zemědělství:
EUCARPIA – European Association for Research on Plant Breeding
Od 1956
Evropské sdružení pro šlechtitelský výzkum
Zajišťuje systém spolupráce při konzervaci a využívání GZ
Propojuje výzkum, šlechtění, genobanky
budování národních GB (mandát na konzervaci genofondů)
ECP/GR – European Cooperative Programme for Crop Genetic Resources Networks (od 1980, Evropský program pro GZ)
ECP/GR je regionální program Biodiv. International (IPGRI) týkající se využití GZ v Evropě podpora in situ a ex situ kolekcí plánování společných aktivit a posilování spolupráce v Evropě podpora veřejného povědomí o využívání a ochraně GZ rostlin Zájmové skupiny: obiloviny; pícniny; plody; cukrové, škrobnaté a vláknodárné plodiny; zeleniny, aromatické a kořeninové rostliny; dokumentace a informace; in situ a on farm konzervace, spolupráce Pracovní skupiny: Avena, Barley, Wheat, Malus, Prunus, Vitis, Allium, Brassica, Cucurbita, Solanaceae, Umbelliferae, Leafy Vegetables
Genové banky v Evropě
Mnoho zemí, mnoho sbírek, mnoho uchovávaných položek Řízeny víceméně nezávisle AEGIS Projekt virtuální Evropské banky pod hlavičkou ECP/GR Cíle
Zlepšení koordinace GB Sdílení odpovědnosti za uchovávané GZ
Princip
Virtuální Evropská kolekce Uchovávání položek, které jsou unikátní a důležité pro Evropu Uchovávání položek podle mezinárodních standardů Zajištění dostupnosti GZ pro výzkum a šlechtění
http://aegis.cgiar.org/
- Virtuální Evropská genová banka - členem se může stát každá země, která podepíše Memorandum of Understanding (MoU) - Zavazuje se k plnění cílů AEGIS
- partneři se zavazují, že vytipované položky budou přístupné dalším partnerům = zavazují se poskytovat kvalitní osivo, v dostatečném množstvím, standardně uskladněné - především by se zde měly ukládat typické položky pro danou zemi (krajové odrůdy) - členské země od r 2009 vybírají položky, které by se sem měly uložit - ČR zde má prozatím uloženo 82 položek česneku - položky evidovány v databázi Eurisco - The European Genetic Resources Search Catalogue (EURISCO)
Mezinárodní smlouvy Nakládání s GZ v tradičním zemědělství ……………… nic se neregulovalo
Farmáři prováděli zároveň šlechtění
Kdo byl vlastníkem a nositelem práv?
Předvýběr vhodných linií
Nákupem, výměnou, sběrem a produkcí osiva získal kdokoliv plné právo s osivem nakládat bez jakýchkoliv omezení
Výsledek:
Neomezená výměna genových zdrojů Neomezené využívání genových zdrojů pro zlepšování vlastností plodin Nekontrolovaný trh
Tradiční nakládání s genovými zdroji IP & TP
Farmář B
Farmář A
IP & TP
IP = Intelectual Property = duševní vlastnictví TP = Tangible property = hmotné vlastnictví
Od 20. století: - genové banky - šlechtitelské firmy - semenářské firmy
GZ v období 1960s-1980s Od 20. století dílčí změna vztahů v souvislosti s využívání GZ - genové banky - šlechtitelské firmy - semenářské firmy
Rozvoj celosvětové spolupráce na konzervaci a využívání GZ
Sdílení představy o významu GZ pro zmírnění chudoby a záchranu biodiverzity Založeno na spolupráci a sdílení společných výsledků GZ byly vnímány jako celosvětové dědictví Volná výměna GZ, informací a technologií, sběr a uchovávání GZ neregulováno
1973, Washington: CITES „ Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora“ „ Úmluva o mezinárodním obchodu s ohroženými druhy volně žijících živočichů a planě rostoucích rostlin “
cílem je ochrana ohrožených druhů živočichů a rostlin před hrozbou vyhubení v přírodě z důvodu nadměrného využívání pro komerční účely. reguluje zejména obchod s exempláři ohrožených druhů získaných z volné přírody, kontroluje však i obchod s živočichy odchovanými v zajetí nebo člověkem vypěstovanými rostlinami druhů, které jsou v přírodě ohroženy Počet smluvních stran: 179 zemí, ČR od 1993
1983: Rezoluce FAO 8/83 „IUPGRFA“ „International Undertaking on Plant Genetic Resources “ „Mezinárodní dohoda o využívání genových zdrojů rostlin“
Jeden z prvních dokumentů zabývající se dostupností GZ Počet smluvních stran: 113 zemí Uvádí, že genetické zdroje rostlin jsou dědictvím všeho lidstva a jsou volně dostupné pro šlechtění, výzkum a vzdělávání. Signatářské státy přijaly mimo jiné povinnost uchovávat toto bohatství pro příští generace.
Sdílení výnosů z užívání GZ před rokem 1993 - narůstající problém s využíváním GZ, zvláště GZ pocházejících z rozvojových zemí - GZ využívají šlech. a semen. firmy produkující zisky, které se prakticky ani z části nevracejí zemí původu GZ
Genebank Tradiční variety s nízkými výnosy získané genovou bankou od farmářů
Farmář Farmář nakupuje moderní variety s vysokými výnosy
Šlechtitel + semenářská firma
Zisk ze zvýšených výnosů představují pro farmáře zlomek zisku nově vytvořené odrůdy
Každý stát má právo na spravedlivé a rovnocenné rozdělení přínosů z užívání GZ
Stát A má genový zdroj
Germplasm transferred
Stát B využívá genový zdroj
Pokud Stát B profituje, pak Stát A má právo na sdílení výnosů z užívání GZ
Convention on Biological Diversity Úmluva o biologické rozmanitosti (CBD: 1993)
Klíčová mezinárodní úmluva měnící koncepci využívání biodiverzity
Podepsalo 188 národů
Všechny státy kromě 7 (např. USA, Somálsko, Irák..) Mezinárodní dohoda přijatá největším počtem států
Úmluva si klade tři základní cíle:
ochranu biologické rozmanitosti,
která je chápána jako rozmanitost všech živých organismů a systémů, jejichž jsou součástí
udržitelné využívání jejích složek a zajištění spravedlivého a rovnocenného rozdělení přínosů plynoucích z využívání GZ (včetně zajištění
přístupu ke GZ a předávání technologií při respektování suverénních práv na tyto zdroje a technologie a zajištění vhodného financování)
Skretariát CBD
Nezávislá organizace spadající organizačně pod OSN Zabývá se:
plněním cílů CBD organizací konferencí signatářů Úmluvy koordinací činností s dalšími partnery
Sídlo: Montreal (Kanada), 70 zaměstnanců
Každý stát má právo rozhodovat o svých genových zdrojích
Pro jakýkoliv organismus (GZ) vyskytující se na území daného státu má jeho vláda právo rozhodovat o tom:
Kdo jej může vlastnit Kdo jej může používat Kdo z něj může profitovat Jakým způsobem k tomu dojde K jakým účelům bude použit Jak může být chráněn
Ochrana vlastního GZ (organismu) Ochrana duševního vlastnictví benefitů získaných v souvislosti s užívání GZ
Mezinárodní smlouvy Oblast GZ rostlin významných pro výživu a zemědělství:
CBD – „Úmluva o biologické rozmanitosti“ podrobněji
Jeden ze stěžejních cílů:
Zajištění přístupu ke GZ a spravedlivé sdílení přínosů z užívání
Nástrojem pro plnění tohoto cíle je Článek 15 Úmluvy: definuje 3 základní body, na kterých se musí dohodnout poskytovatel a uživatel GZ
„předběžný souhlas“
„vzájemně dohodnuté podmínky“
Prior Informed Consent, PIC
Mutually Agreed Terms, MAT
„rozdělování přínosů“ (většinou ve spojení „přístup a…)
Access and Benefit Sharing, ABS
Mezinárodní smlouvy Oblast GZ rostlin významných pro výživu a zemědělství:
CBD – „Úmluva o biologické rozmanitosti“ podrobněji
“předběžný souhlas“ (Prior Informed Consent, PIC) Právnická terminologie Člověk má právo, pokud je vystaven určitému riziku, být informován o možných důsledcích, aby se mohl rozhodnout, zda dané riziko podstoupí nebo ne. GZ: Pokud daná země poskytuje GZ, tak kompetentní orgány musí být informovány o jejich způsobu využití. Legislativa státu pak může určit další instituce, které se k žádosti vyjádří.
Mezinárodní smlouvy Oblast GZ rostlin významných pro výživu a zemědělství:
CBD – „Úmluva o biologické rozmanitosti“ podrobněji
„Vzájemně dohodnuté podmínky“(Mutually Agreed Terms, MAT) Pravidla mezi poskytovatelem a uživatelem GZ tj. podmínky přístupu ke GZ a udělení práva na jejich využití
„Princip spravedlivého a rovného rozdělování přínosů“ (Access and Benefit Sharing, ABS) Zaručuje, že poskytovatel (země původu GZ) se bude podílet na přínosech z nich – finančně, nebo ziskem nové technologie, vzdělávání odborníků, vědeckou spoluprací …(záleží na dohodě)
Prvotní výsledek CBD na využití GZ
Problémy s dohodami o vzájemném sdílení Omezení funkčnosti dosavadního systému výměny GZ
Výměna GZ se prakticky zastavila kooperace, sdílení a důvěra byla nahrazena soutěžením o GZ, vlastnictvím GZ a nedůvěrou Zpomalení využívání GZ v zemědělství
Další mezinárodní dohody vytvářející prostředí pro plnění cílů CBD
2002 – „Bonnská směrnice“
2004 – „Mezinárodní smlouva o genetických zdrojích rostlin pro výživu a zemědělství“
Významná pomůcka pro objasnění pojmů a cílů souvisejících s ochranou a využíváním GZ
International Treaty of Plant Genetic Resources for Food and Agriculture; ITPGRFA
Podpora výměny GZ na mezinárodní úrovni Podpora plnění cílů CBD
2006 – „Standardní dohoda o poskytování GZ“
Standart Material Transfer Agreement; SMTA
„Vzor“ smlouvy mezi poskytovatelem a příjemcem GZ
2011 – „Nagojský protokol o přístupu ke GZ a spravedlivém a rovnocenném rozdělení přínosů z jejich užívání“
Vytváří předpoklady pro zvýšení právní jistoty mezi poskytovateli a příjemci (uživateli GZ)
Genetické zdroje ČR opatření na jejich ochranu a využívání
Uchovávání GZ pro zemědělství je v ČR zajišťováno prostřednictvím programu:
„Národní program konzervace a využívání GZ rostlin, zvířat a mikroorganismů významných pro výživu a zemědělství“
byl přijat 2011 MZe ČR pro léta 2012-2016 jako společná platforma pro konzervaci a využívání genetických zdrojů a sdružuje 3 samostatné Národní programy
Národní program Je legislativně ukotven zákonem č. 148/2003 Sb., o konzervaci a využívání GZ rostlin a mikroorganismů a související vyhlášky č. 458/2003 Sb.
Vychází z mezinárodních dohody, kterými je ČR vázána:
CBD - Úmluva o biologické rozmanitosti, ITPGRFA - Mezinárodní dohoda o genetických zdrojích rostlin pro výživu a zemědělství, SMTA - Standardní dohoda o poskytování GZ
MZe pověřuje vybrané, jím zřízené organizace tj. „pověřenou osobu", resp. „určenou osobu“, pro zajištění koordinačních činností samostatných programů
Genetické zdroje ČR „Národní program….“ Národní program je vytvořen z těchto podprogramů: Dle zákona č. 148/2003 Sb., o konzervaci a využívání genetických zdrojů rostlin a mikroorganismů významných pro výživu a zemědělství a o změně zákona č. 368/1992 Sb., o správních poplatcích ve znění pozdějších předpisů (zákon o genetických zdrojích rostlin a mikroorganismů):
Národní program konzervace a využívání genetických zdrojů rostlin a agro-biodiversity (dále jen „Národní program rostlin“)
1.
Pověřená osoba: Výzkumný ústav rostlinné výroby, Praha 6, Ruzyně
Koordinátor NP GZR: Ing. Ladislav Dotlačil, CSc.
Národní program konzervace a využívání genetických zdrojů mikroorganismů a drobných živočichů hospodářského významu (dále jen „Národní program mikroorganismů“)
2.
Pověřená osoba: Výzkumný ústav rostlinné výroby, Praha 6 – Ruzyně
Dle zákona 154/2000 Sb., o šlechtění, plemenitbě a evidenci hospodářských zvířat a o změně některých souvisejících zákonů (plemenářský zákon), ve znění pozdějších předpisů:
Národní program ochrany a využití genetických zdrojů hospodářských zvířat a dalších živočichů využívaných pro výživu a zemědělství (dále jen „Národní program zvířat“)
3.
Pověřená osoba: Výzkumný ústav živočišné výroby, Praha 14 Uhříněves
Genetické zdroje v ČR „Národní program rostlin“ Poradní orgán Národního programu je Rada genetických zdrojů rostlin (RGZ):
Předseda RGZ, koordinátor NP: Ing. Ladislav DOTLAČIL,CSc. RGZ má cca 50 členů z různých institucí působících v ČR
RGZ je odborným konzultačním a poradním orgánem „Pověřené osoby“ a účastníků „Národního programu konzervace a využívání genetických zdrojů rostlin a agrobiodiversity“.
RGZ plní rovněž funkci expertní skupiny pro potřeby MZe a pro potřeby Českého výboru pro spolupráci s FAO;
Vyjadřuje se ke spolupráci s mezinárodními organizacemi (zejména FAO a IPGRI) a k mezinárodní spolupráci účastníků NP
Stanoviska RGZ mají charakter doporučení
Genetické zdroje ČR Cíle Národního programu rostlin • Shromažďování • Zkoušení • Popis • Uchování • Evidence • Regenerace GZ • Poskytují služby uživatelům • Zajišťují plnění mezinár. závazků
Tedy: organizační a věcné zabezpečení uchování a setrvalého využívání genetických zdrojů rostlin, zvířat a mikroorganismů významných pro výživu a zemědělství, které se nacházejí na území ČR
Tradice práce s GZ v ČR
Tradice sahající do počátku minulého století, kdy šlechtitelské a výzkumné stanice začala shromažďovat domácí i zahraniční materiály.
Tyto sbírky převzaly později zemské ústavy v Čechách a na Moravě,
od nich potom v padesátých létech nově zakládaní zemědělské výzkumné ústavy, které zajišťují tyto činnosti i dnes, v rámci NP.
V roce 2012 se na řešení NP podílelo 12 organizací v ČR, v jejichž kolekcích je shromážděno 52,6 tis. GZ.
Převládající podíl obilnin, zelenin, pícnin, luskovin a ovocných rostlin.
Na vegetativně množené kolekce připadá 18,6% GZ. 4 ústavy s funkcí kryobanky
302 položek z toho 113 položek česneku další: vinná réva, ovocné dřeviny
Genetické zdroje ČR Národní program rostlin
Genetické zdroje ČR Národní program rostlin Spoluřešitelská pracoviště: VÚRV, v.v.i. Praha-Ruzyně, oddělení genové banky VÚRV, v.v.i. – oddělení zelenin a speciálních plodin Olomouc VÚRV, v.v.i. – Výzkumná stanice vinařská, pracoviště Karlštejn Zemědělský výzkumný ústav, s.r.o. Kroměříž AGRITEC, s.r.o. Šumperk OSEVA PRO, s.r.o. Výzkumná stanice travinářská Zubří OSEVA PRO, s.r.o. Výzkumný ústav olejnin Opava Výzkumný a šlechtitelský ústav ovocnářský, s.r.o. Holovousy Mendelova univerzita Brno, Zahradnická fakulta Lednice na Moravě Výzkumný ústav pícninářský, s.r.o. Troubsko Výzkumný ústav bramborářský, s.r.o. Havlíčkův Brod Chmelařský Institut, s.r.o. Žatec Výzkumný ústav Silva Taroucy pro krajinu a okrasné zahradnictví, v.v.i. Průhonice AMPELOS, a.s. Znojmo-Vrbovec Botanický ústav AV ČR, v.v.i. Průhonice
Genetické zdroje ČR Národní program rostlin
Databáze na serveru VÚRV:
ECP/GR European Wheat Database (EWDB)- Evropská databáze pšenice (http://genbank.vurv.cz/ewdb/)
ECP/GR European Arrhenatherum and Trisetum Database - Evropská databáze ovsíku a trojštětu (http://genbank.vurv.cz/arrh_tri/)
Webová stránka Národního programu - Důležité dokumenty a (odkazy http://genbank.vurv.cz/genetic/nar_prog/default.htm)
Databáze EVIGEZ = evidence genových zdrojů
Databáze EVIGEZ = evidence genových zdrojů
Databáze EVIGEZ = evidence genových zdrojů
Technologie genových bank - databáze
Genové banky Evidence GZ
Označení genových zdrojů se řídí národním evidenčním číslem (ECN) ve tvaru 99X9999999 řešitelské pracoviště skupina plodin druh plodiny genový zdroj v rámci druhové kolekce
Př: Lactuca serriola 09H5801242 09 = kód pracoviště VURV Olomouc H58 = H skupina plodin „zelenina“ 58 plané druhy Lactuca spp. např. H57 = pouze Lactuca sativa 01242 = pořadové číslo položky v kolekci
Shromažďování GZ
Odrůdy
Nové odrůdy – výměnou, případně darem od majitelů z tuzemska i zahraničí Staré odrůdy – repatriací ze zahraničních genových bank a jejich regenerace
Plané formy, ekotypy a příbuzné druhy
Individuální sběry v přírodě Sběrové expedice: tuzemské i zahraniční
Genové banky Instituce, kde se dlouhodobě uchovávají genofondové kolekce Celosvětově 1300 genových bank; 6,1 milionu položek (1/2 duplicity) Nejvýznamější Evropské banky:
CGN – Center for Genetic Resources, The Netherlands HRI – Hoticultural Research International, Wellesbourne, UK Nordic Gene Bank – Malmő VIR – Všesvazový Institut rostlinné výroby Petrohrad
http://www.fao.org/docrep/004/v1430e/V1430E02.htm#ch1
Typy kolekcí GZ - základní - jaderná - aktivní - pracovní - polní - záložní
Typy kolekcí GZ
pracovní (working collection)
Např. sběrové semenné vzorky, které nepodléhají distribuci = bez Evigezových čísel (národní evidenční číslo)…. . před zařazením do řádných kolekce např. universita – pracovní kolekce rodu Lactuca ze sběrových expedic sloužící pro vědecké účely
základní (basic collection)
Základní archiv semen dlouhodobě uchovávaný „pro příští generace“ Měla by obsahovat celkovou genetickou variabilita zájmového druhu, planých příbuzných druhů, krajových odrůd, kultivarů Velikost položek:
samosprašné druhy 4 tisíce semen cizosprašné druhy 10-12 tisíc semen druhy s malými semeny 2-5 g
Uchovávání semen při teplotě -18°C Položky uchovávané v ZK nejsou určeny k volné distribuci, pouze k regeneraci Přesevy až po ztrátě klíčivosti – provádí se pravidelný monitoring, pokud klíčivost klesne – regenerace v Aktivní k.
Typy kolekcí GZ
jaderná (core collection)
aktivní (active collection)
okamžitá přístupnost ke vzorkům, slouží pro regeneraci, distribuci a dalšímu užití položek Protože se s položkami pracuje častěji, tak jsou uchovávány v režimu střednědobého užívání - podmínky, při kterých je zajištěna min. 65% klíčivost semen po dobu 10-15 let Velikost položek není dána, záleží na četnosti užívání – často distribuované vzorky musí být představovány větším množstvím Např. podzemnice olejná až 1,5 kg
polní kolekce – pro nepohlavně se rozmnožující druhy
kolekce celé variabilita plodiny na co nejmenším množství položek odvozuje se od základní kolekce (10-20% položek základní kolekce)
Např. brambory, česnek
bezpečnostní duplikace (security backup)
Přesunuje se sem (podle uvážení kurátora) část základní nebo aktivní kolekce Kolekce části genových zdrojů ČR je uložena ve Slovenské genové bance v Piešťanech.
39 Lactuca sativa cultivars (České odrůdy Lednický, Safír, Smaragd, Kamýk, Valašský ...)
Verfication of taxonomic status of Lactuca spp. accesions from official germplasm collections Taxonomic status of a set of 95 Lactuca spp. accessions representing 12 species received from six main world gene banks (Czech Republic, Germany, the Netherlands, the UK, the USA)
14
14 35
31 31
15 15
35
1) taxonomic status declared by passport data confirmed for 35 accs. 2) taxonomic status of 15 accs. of L. serriola completed by determination of a lower taxonomic unit (f. serriola, f. integrifolia) 3) taxonomic status of 31 accs. re-determined 4) 14 acc. represented by mixtures of L. serriola forms, different Lactuca species or Lactuca interspecific hybrids
Technologie genových bank – Techniky dlouhodobého uchovávání Eberhart et al. 1991. Strategies for long-term management of germplasm collections In: Falk, Holsinger (eds.) Genetic and conservation of rare plants. Oxford University Press. New York- Oxford
Skladování semen PŘI NÍZKÉ TEPLOTĚ…..standardní teplota –20°C. vysušená, zabalená a označená semena pracovní (aktivní) kolekce - dlouhodobé skladování při teplotě 0 až –5°C základní : –20°C velikost skladovaných položek: - samosprašné druhy 4 tisíce semen - cizosprašné druhy 10-12 tisíc semen Použití vhodných obalů 1) papírové obaly velmi špatné, nehodí se 2) laminované (nejsou zcela bezpečné, odpařuje se voda) vhodné vzhledem k využití prostoru 3) hermetické nádoby s Twist-Of uzávěry
Technologie genových bank – Techniky dlouhodobého uchovávání Semena rozdělujeme do dvou skupin: • Ortodoxní • snášejí vysušení na 5-10% obsahu vlhkosti, aniž ztrácejí vitalitu • uskladňují se při –20°C • většina zemědělských plodin – obilniny, proso, luskoviny, olejniny a zeleniny, (kromě plodin trop. pásma) • Př.: obilky ječmene ztratí pouhých 5% klíčivosti za 3000 let pokud jsou skladovány při –20°C a 5% vlhkosti • •
Neortodoxní (rekalcitrantní) • Vysušení pouze na 12-30% vlhkosti (= často mikrobiální kontaminace) • Citlivost na chlad • uchování: pouze týdny – měsíce = lepší uchování v polních kolekcích • Př. ekonomicky významné rostliny pěstované na plantážích: • kokosový ořech, kakaovník, mango, muškátový ořech, kaučukovník a semena některých stromů – kaštan, dub, buk, ořešák
Technologie genových bank – Techniky dlouhodobého uchovávání Další techniky dlouhodobého uchování In vitro prezervace – meristémy z kořenových špiček, pupenů, množí se dělením Klonální prezervace – v polních kolekcích GB - vegetativně množené druhy a druhy s neortodoxními semeny - nevýhoda: prostor, choroby, škůdci, prořezávání…..živelné pohromy Kryoprezervace – meristémy z kořen. špiček, pupenů - uchovávání v podmínkách tekutého dusíku (–196°C) – zastaven metabolismus (mikrooganismy, semena, pylová a somatická embrya, prašníky a pyl) Uchovávání pylu – užitečné pro rostliny, které nemají ortodoxní semena, vysušení a uchovávání pylu při nízkých teplotách nebo uchování pylu pro opylování v jinou dobu, než je doba kvetení DNA banky– izolovaná genomická DNA, avšak takto se neuchovává genetická diverzita v životaschopné formě
Potato multiplication in the field www.ipk-gatersleben.de
Rice regeneration Rice accessions growing in the field (photo: Roel C. Rabara/PhilRice)
‘Cryopreserving’ samples or placing samples into a state of suspended animation in liquid nitrogen (photo: Bioversity)
Vegetatively propagated (In vitro) materials (photo: IITA)
Production of robust, rooted in vitro plants of banana cv. ‘Williams’. (photo: KULeuven/Bioversity)
in vitro culture of cultivated potatoes
www.ipk-gatersleben.de
DNA banky
Vials used to store DNA samples at low temperature. (photo: Bioversity/ILRI)
Package of 50 paper discs with 10ug of DNA each. RDA genebank, National Agrobiodiversity Center, Suwon, Republic of Korea
http://pdbk.korea.ac.kr/
Špicberské globální úložiště semen
Účel: zachování genetické rozmanitosti uchovávané semenech rostlin Předcházení ztráty GZ např. v souvislosti s nebezpečím zničení genových bank: Např: International Center for Agriculture in Dry Areas, Sýrie, Aleppo, Institute for Cereal Crop Improvement (ICCI) v Tel Avivu, Israel )
- oficiálně otevřeno 26. února 2008. - počítá se s maximální kapacitou 2,25 miliardy semen (4,5 mil položek po 500 semenech) - K 11.7.2010 zde bylo uloženo 716 523 vzorků semen ……… 19.11.2013: 798190 položek (+81667). -Úložiště je umístěno 130 m n. m. v pískovcovém masivu. -Mezi hlavní výhody umístění patří: - tektonická stabilita - nadmořská výška zajišťující, že úložiště nebude zatopeno, ani kdyby všechen sníh na pólech roztál, - snadná dopravní dostupnost - stabilní teplota podloží -3°C. (I pokud by generátory vypadly, potrvá několik týdnů, než se teplota zvýší na původní -3°C.
Špicberské globální úložiště semen
photo: Mari Tefre/Svalbard Global Seed Vault
Díky za pozornost!
Capsicum peppers in their centre of origin, Peru
A vegetable stall in Cochabamba, Bolivia, boasts a striking display of potato diversity.
