Генные банки: сохранение генетического материала растений, животных и кораллов. Методы: заморозка, in vitro, семенные хранилища. Важно для биоразнообразия!
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Сооружение, предназначенное для сохранения генетического материала. Сохранение генетического материала.
Facility that preserves genetic material
preservation of genetic material
Генные банки – это тип биорепозиториев, сохраняющих генетический материал. Для растений это осуществляется посредством хранения in vitro, замораживания черенков или хранения семян (например, в банке семян). Для животных – путем замораживания спермы и яйцеклеток в криобанках для животных до момента необходимости. В случае кораллов отбирают фрагменты и хранят их в аквариумах с контролируемыми условиями. Генетический материал в "генном банке" сохраняется различными способами, такими как замораживание при температуре -196 °C в жидком азоте, помещение в искусственные экосистемы или в контролируемые питательные среды. В отношении растений возможно размораживание материала и его дальнейшее размножение. Однако для искусственного осеменения животных требуется живая самка. Несмотря на то, что использование замороженной спермы и яйцеклеток животных часто представляет сложность, существует множество успешных примеров применения этого метода. В целях сохранения сельскохозяйственного биоразнообразия генные банки используются для хранения и сохранения растительных генетических ресурсов основных сельскохозяйственных культур и их диких сородичей. В мире существует множество генных банков, наиболее известным из которых является Глобальный сейф семян на Шпицбергене. Доступ к базе данных крупнейших генных банков мира можно получить через общий веб-сайт Genesys. Ряд глобальных генных банков координируется Платформой генных банков CGIAR.
Gene banks are a type of biorepository that preserves genetic material. For plants, this is done by in vitro storage, freezing cuttings from the plant, or stocking the seeds (e. g. in a seedbank). For animals, this is done by the freezing of sperm and eggs in zoological freezers until further need. With corals, fragments are taken and stored in water tanks under controlled conditions. Genetic material in a 'gene bank' is preserved in a variety of ways, such as freezing at 196 °C in liquid nitrogen, being placed in artificial ecosystems, or put in controlled nutrient media. In plants, it is possible to thaw the material and propagate it. However, in animals, a living female is required for artificial insemination. While it is often difficult to use frozen animal sperm and eggs, there are many examples of it being done successfully. In an effort to conserve agricultural biodiversity, gene banks are used to store and conserve the plant genetic resources of major crop plants and their crop wild relatives. There are many gene banks all over the world, with the Svalbard Global Seed Vault being considered the most famous one. The database of the largest gene banks in the world can be queried via a common website, Genesys. A number of global gene banks are coordinated by the CGIAR Genebank Platform
Банк семян
Банк семян – это место, где семена многих различных видов растений хранятся при очень низких температурах, чтобы обеспечить сохранение генетического разнообразия для будущего. Температура зависит от срока хранения семян в замороженном состоянии. Температура для краткосрочного хранения (3–5 лет) составляет от -18°C до -20°C. Температура для среднесрочного хранения (10–15 лет) составляет около -20°C. Температура для долгосрочного хранения (50 и более лет) составляет от -20°C до -30°C. Семена могут оставаться в состоянии покоя в течение многих лет, поэтому нет необходимости в их постоянном пополнении. В этих банках также могут храниться споры и папоротникообразные (птеридофиты). Клубнеплоды, тип растений, не размножающихся семенами, нельзя замораживать и хранить. Важно также, чтобы при хранении семян поддерживалось постоянное низкое содержание влаги, чтобы они оставались жизнеспособными при низких температурах. Семена с высоким содержанием влаги погибнут. Крупнейший в мире банк семян – это Банк семян тысячелетия, расположенный в здании Wellcome Trust Millennium Building (WTMB) на территории поместья Wakehurst Place в Западном Сассексе, недалеко от Лондона. Самый большой в мире хранилище семян – это Глобальный хранилище семян на Шпицбергене. Расположенное на острове Шпицберген в Норвегии, это хранилище было создано для сохранения генетического разнообразия в случае вымирания или потери каких-либо растений.
A seed bank is where seeds of many different species of plants are stored at freezing temperatures so that we have a way of preserving genetic diversity for the future. The temperature depends on how long the seeds are kept frozen. Temperature for short term storage (3–5 years) is between Temperature for medium term storage (10–15 years) is at Temperature for long term storage (50 or more years) is between Seeds can remain dormant for many years so there is no need to keep restocking. Other parts of a plant that can be stored in these banks are spores and pteridophytes. Tuber crops, a type of seedless plant, cannot be frozen and stored. It is also important that when seeds are stored, they have a constant low moisture content to keep them viable at freezing temperatures. Seeds with a high moisture content will perish. The largest seed bank in the world is the Millennium Seed Bank housed at the Wellcome Trust Millennium Building (WTMB), located in the grounds of Wakehurst Place in West Sussex, near London. The world’s largest seed vault is the Svalbard Global Seed Vault. Located in Spitsbergen, Norway, this seed vault was made to preserve genetic diversity in case there would ever be extinction or loss of any and all plants.
Криобанк
При этом методе семя или эмбрион сохраняется при очень низких температурах. Обычно его сохраняют в жидком азоте при температуре 196 °C. Замораживая семена или эмбрионы при этой температуре, можно сохранить их жизнеспособность на протяжении как минимум столетия. Примером одного из крупнейших в мире криобанков животных является "замороженный зоопарк", созданный зоопарком Сан-Диего в штате Калифорния. В криобанках животных предпочтительнее замораживать эмбрионы, а не отдельные яйцеклетки и сперматозоиды, поскольку эмбрионы более устойчивы к процессу замораживания.
In this technique, a seed or embryo is preserved at very low temperatures. It is usually preserved in liquid nitrogen at 196 °C. By freezing the seeds or embryos at this temperature they can stay viable for at least a century. An example of one of the world’s largest animal cryobanks is the frozen zoo made by the San Diego Zoo, in San Diego California. With animal cryobanks freezing embryos is preferred instead of the separate egg and sperm because the embryos are more resistant to the freezing process.
Хранение пыльцы
Хранение пыльцы осуществляется посредством криоконсервации, а именно методом витрификации. Витрификация – это процесс замораживания пыльцевых зерен без образования льда или кристаллов льда. Пыльцу также можно лиофилизировать и хранить при температуре от 5 °C до 18 °C. Оптимальный уровень влажности пыльцы зависит от вида растения. Пыльцу разных видов растений можно разделить на две группы: бинуклеатную пыльцу с более толстым эксином и тринуклеатную пыльцу с более тонким эксином. Бинуклеатная пыльца сохраняет жизнеспособность дольше при замораживании с низким содержанием влаги, в то время как тринуклеатная пыльца – меньше.
The storage of pollen is where pollen grains are stored through a cryopreservation technique called vitrification. Vitrification is the prosses where pollen grains are frozen but no ice or ice crystals form. Pollen can also be freeze dried and stored at temperatures of 5 °C to 18 °C. Ideal levels of moisture content in the pollen depends on the type of plant. The pollen from different plant species can be put into two groups. One is Binucleate pollen, which has a thicker exine and the second is Trinucleate pollen, which has a thinner exine. Binucleate pollen has a higher lifespan when frozen at a low moisture level. Trinucleate pollen, however, has a lower lifespan when frozen at a low moisture level.
Полевой генный банк
Это метод посева растений для сохранения генов. С этой целью искусственно создается экосистема. Этот метод позволяет сравнивать различия между растениями разных видов и детально их изучать. Для его реализации требуется большая площадь земли, подходящая почва, благоприятные погодные условия и т.д. С помощью этого метода сохраняется генный фонд важных сельскохозяйственных культур. В Центральном исследовательском институте риса в штате Орисса сохранено 42 000 сортов риса.
This is a method of sowing plants for the conservation of genes. For this purpose, an ecosystem is created artificially. Through this method, one can compare the differences among plants of different species and can study them in detail. It needs more land, adequate soil, weather, etc. Germplasm of important crops are conserved through this method. 42,000 varieties of rice are conserved in the Central Rice Research Institute in Orissa.