Biodiversity

 

 

 

Denumiri populare: podbal de munte, carul padurilor (zanelor).

 

 

Ecologie.
Planta microterma spre mezoterma. Cerinte mici spre mijlocii fata de caldura, intre izotermele anuale 4-7,5°C. Prefera climatul temperat, racoros si umed. Creste in soluri reavene pana la reavan-jilave, cu un pH cuprins intre 5,5-7,2.

 

                                                 

               

 

 

 

 

 Băncile de gene sunt instituții în care se realizează conservarea germoplasmei în laborator (încaperi speciale), sub formă de semințe, polen și culturi „in vitro”, sau direct în câmp (IPGRI, 1999). Băncile de gene mai sunt numite și „centre de resurse genetice la plante”.

Un compartiment relativ nou în cadrul majoritatii bancilor de gene este cel de regenerare a probelor. Pana in prezent, acesta a fost mai mult sau mai putin de sine statator, dar rolul lui s-a dovedit de mare importanta pentru asigurarea viabilitatii genotipurilor pe perioade lungi de timp. Între atribuțiile comportimentului intră și distribuirea semințelor către alte bănci de gene sau utilizatori. De asemenea, în cadrul băncilor de gene se impune necesitatea efectuării unor studii referitoare la influența factorilor genetici și de mediu asupra viabilității semințelor, găsirea și a altor metode de conservare genetică, stabilirea intervalelor de reinmulțire a semințelor, calitatea materialului colectat din punct de vedere chimic, fiziologic, citologic, genetic, etc.

                Conservarea genetică a plantelor (realizată în special prin semințe) impune crearea acelor condiții necesare menținerii viabilității semințelor într-o proportie de cel puțin 85%. În cadrul acestei activități trebuie avute in vedere atât evitarea costurilor ridicate, a complicațiilor și a riscurilor atunci când plantele se pastrează prin inmulțire in câmp la intervale obligate cât și reducerea la minimum a deteriorarilor genetice.

 

Unele din produsele vii și care la rându-i produce viața, este sămânța, care reprezintă factorul de bază al agriculturii. Valoarea semințelor este dată nu numai de faptul că asigură omenirea cu produse agricole necesare, ci și de faptul ca ele încorporează într-un spațiu atât de redus, un volum uriaș de informație genetică. (Cristea M., 2006).

Depozitarea în vederea conservării semințelor a fost utilizată mai întâi de catre Vavilov, cu puțin timp înainte începerii celui de-al doilea război mondial, în Rusia.

Ulterior, și îndeosebi în ultimele două decenii, activitatea a luat amploare, astfel că, în prezent, există peste 1300 de colecții naționale și regionale pentru conservarea germoplasmei. Dintre acestea în numai 397 de colecții se depozitează semințe pe termen lung sau mediu. (Ghidra V. si colab., 2004).

Conservarea se realizează pe o durată diferită de timp în funcție de scopul urmărit și de însușirile fiziologice ale semințelor dupa cum urmează:

1.            Termen lung, la temperaturi cuprinse intre -1⁰C…+4⁰C (±1⁰C), umiditatea relativă a aerului de 30-45% și umiditatea semințelor de 3-7 % (cele uleioase) sau de 8-10 % cu asigurarea unei variabilități de 85-90%.  Se realizează în încăperi speciale amenajate denumite celule de conservare .

2.            Termen foarte lung, la temperaturi de -10⁰C, -20⁰C sau chiar mai reduse, umiditatea relativă a aerului de 30% și umiditatea semințelor între 3 și 10%.

3.            Termen mediu are înțelesul de depozitare pe o perioadă mai  redusă decât pe termenul lung ( aproximativ 3-5 ani). Conservarea pe termen mediu se aplică, de regulă, pentru semințele destinate procesului de ameliorare, sau pentru distribuție în alte bănci de gene sau grădini botanice.

4.            Termen scurt se aplică la semințele „ortodoxe” păstrate direct în câmp pe perioade de timp 1-3 ani .

În funcție de particularitățile specifice ale semințelor, prin care ele au o anumita reacție și comportament față de reducerea umidității și temperaturii, există diferite categorii de semințe:

·               Seminte „ortodoxe” (clasice)- se caracterizează prin capacitatea de a suporta uscarea până la realizarea unor procente reduse de umiditate (exemplu: porumb, grâu, secaăa, ceapa, morcov, ardei, castraveți, soia, bumbac, tomate, vinete, spanac, varza, etc).

·               Semințe „intermediare”- prezintă o capacitate de suportare a uscării fapt ce le face vulnerabile și la temperaturile foarte scăzute. Semințele din aceasta categorie se pastreazș la temperaturi cuprinse între +5⁰C și -10⁰C și se întălnesc la specii precum Citrus limon, Carica papaya etc.

·               Semințe „recalcitrante” – sunt cele care nu tolerează scăderea umidității și temperaturii sub anumite limite. Pentru păstrarea semințelor din aceasta categorie, trebuie să se recurgă la metode alternative de conservare, pe termen lung (exemple de specii: Araucaria sp., Castanea sp., Havea brasiliensis, Juglans sp., Quesrcus sp., Caffea sp. etc).

 În anul 1994, în cadrul Organizației pentru Agricultură și Alimentație (FAO) si Institutul Internațional pentru Resurse Genetice (IPGRI) s-au elaborat și publicat standardele tehnologice ce trebuie respectate pentru păstrarea semințelor „ortodoxe” ( Tabelul 1).

 

Tabelul nr.1Tehnologia de conservare “ex situ” a semintelor in conformitate cu standardele FAO-IPGRI(1994)

 

 

Nr. Crt.	Tehnologia de pastrare	Tipul	Scopul (destinatia)
1.	Seminte uscate la temperaturi scazute (-180C) si continut in umiditate de 3-7 %	Seminte ortodoxe	Conservarea pe termen lung (colectii de baza); rezerva de accesiuni pentru uz curent (colectii active)
2.	Seminte uscate, la temperaturi scazute (65% viablitate prin conservare timp de 10-20 ani)	Seminte ortodoxe	Conservare pe termen mediu (colectii de baza); rezerva de accesiuni pentru colectii active si de lucru
3.	Seminte ultra uscate la temperatura camerei	Seminte ortodoxe	Conservare pe termen mediu pana la lung
4.	Pastrarea la temperatura camerei a semintelor uscate	Seminte ortodoxe la specii de viata mai lunga	Rezervă pentru colectii active
5.	Cultivarea plantelor intregi in banci de gene, pe camp	Specii cu inmultire vegetativa si altele cu seminte recalcitrante	Conservare pe termen scurt si termen mediu ( colectii de baza); rezerva pentru colectii active
6.	Crestere inceata, in succesiune, prin inmultire „in vitro”	Specii cu inmultire vegetativa si unele specii cu seminte recalcitrante	Conservare pe termen mediu si rezerva pentru colectii active
7.	Cryoconservare la -1960C in azot lichid, sau la -1540C, -1960C in vapori de N2	Seminte, polen, tesuturi, celule, embrioni de la specii capabile de regenerare dupa cryoconservare	Conservare pe termen lung si foarte lung
8.	Inghetarea semintelor uscate sau a țesuturilor	Seminte si tesuturi de plante	Conservarea pe termen mediu si lung  in functie de specie

 

Înregistrarea resurselor genetice- pentru fiecare accesiune (respectiv probele, eșantioanele sau genotipurile) se alocă un număr unic evitându-se riscul unor greșeli de înregistrare sau de impurificare a materialului biologic. Fiecare accesiune va fi insoțită de informații relevante, cât se poate de amănunțite, primite sau colectate odată cu eșantionul respectiv. Odată cu înregistrarea, semințele se supun unor teste fitosanitare preliminare.

Pregatirea semințelor- Semințele din fiecare probă trebuie sa fie autentice și să se prezinte ăntr-o stare biologică normală. Se acționează pentru îndepartarea semințelor străine, a celor seci, a semințelor infectate sau infestate, a corpurilor străine, a semințelor atipice, a spărturilor, etc.

În funcție de specie și de particularitățile semințelor sau  necesitățile care se impun, ordinea în care se execută principalele operații este urmatoarea: separarea semințelor de pulpă, uscarea, trierea, curățarea, analiza purității. Conservarea semințelor este o procedură de rutină practicată în unele bănci de gene. In vederea conservării, numărul minim de seminte pentru o accesiune, solicitat de băncile de gene, este de 1000 (pentru populații omogene) și respectiv 12000 ( pentru populații heterogene). Operațiunea de curățare este înregistrată pe baza unor descriptori (numărul accesiunii, data efectuării operațiunii de curățare, metoda folosită,  estimarea numărului de semințe, proporția de semințe seci, tratamentul fitosanitar si pesticidele folosite, operatorul sau persoana care a executat operația).

Uscarea semintelor svantarea) – este operația de reducere a umiditătii semințelor in vederea stocării , până la nivelurile corespunzatoare conservării fără a fi afectată viabilitatea lor. Umiditatea semințelor se determină pe eșantioane, alcătuite din 1000 semințe (la speciile cu semințe mici), respectiv 100 semințe ( la speciile cu semințe mari). În final, se efectuează inregistrarea descriptorilor, notându-se: numărul accesiunii, procentul final de umiditate, data la care s-a determinat umiditatea, masa totală a semințelor uscate și masa a 1000 de semințe.

Testarea viabilității semințelor. Metodele cele mai cunoscute constau în germinarea semințelor pe hârtie absorbantă umectată sau în nisip. De regulă, pentru siguranță, se fac analiza în 2-3 repetiții pentru fiecare test, evitându-se eventualele erori care ar putea distruge proba. În urma executării testului de viabilitate se înregistrează: numărul accesiunii, tipul colecției din care provine proba, metoda folosită pentru determinarea viabilității, data testării, viabilitatea (%) și numele operatorului.

·   Factorii care influențează viabilitatea semințelor. În depozit, semințele suferă influența unor factori legați de caracteristicile seminței sau de condițiile de depozitare, care trebuie cunoscuți, în vederea asigurării unei cât mai bune viabilități (Justice și Bass, 1978).

1.            Factorii genetici. Între specii există diferențe genetice in ceea ce priveste viabilitatea semințelor. Astfel, semințele cu invelișul exterior deosebit de tare, pot supraviețui pe perioade foarte mari de timp. După Harrington (1972), cele mai longevive semințe aparțin următoarelor genuri: Cassia (158 ani), Albizia (147 ani), Goodia (105 ani) și Trifolium (100 ani).

2.            Factorii anteriori recoltării. Evoluția condițiilor climatice dinaintea recoltării, influențează viabilitatea semințelor în depozit. Mackay și Tonkin (1967), folosind un număr mare de probe înmulțite în Anglia, într-o perioada de 26 de ani, au stabilit corelații pozitive între calitatea acestor condiții în timpul masurării si recoltării ovăzului, orzului și grâului și numărul de ani necesari pentru ca sămânța respectivă să se deterioreze în proporție de sub 80%, sau sub 50% din punctul de vedere al germinației.

3.            Structura și compoziția semințelor. Invelișurile care protejează sămânța influențează viabilitatea acesteia. S-a găsit că semințele de orz și timoftică au avut o durata mai lungă de viață atunci când au fost depozitate cu glume, în comparație cu semințele decorticate.

4.            Conținutul în umiditate al semințelor. Cel mai important factor care afectează longevitatea semințelor este conținutul în umiditate al acestora. Experiențele efectuate de Bass (1953) dovedesc pierderea viabilității semințelor de iarbă albastră de Kentucky proaspăt recoltate este corelată cu conținutul în umiditate al semințelor și cu durata menținerii lor la o temperatura dată. Astfel, semințele cu 54% conținut în umiditate, depozitate la 30⁰C timp de 45 ore, au pierdut 45% din facultatea germinativă; semințele cu 44 % conținut în umiditate, depozitate la 45⁰C timp de 36 de ore, nu au înregistrat pierderi de viabilitate; semințele cu conținut în umiditate de 22 și 11 %, depozitate la 50⁰C, timp de 45 de ore nu au pierderi de viabilitate.

5.            Deteriorările mecanice. Cercetările efectuate au evidențiat că semințele cu leziuni mecanice au o longevitate mai redusă. Semințele de lucernă cu leziuni provocate prin frecarea lor cu glass-papier și depozitate au supraviețuit numai 14 ani. Testarea semințelor din același lot, dar fără leziuni evidențiau, după aceeași perioadă, 23% semințe vii. De aici, necesitatea că semințele care urmează a fi supuse conservării sa fie cu atenție recoltate, încât să evite deteriorile mecanice.

6.            Vigoarea. Loturile de semințe cu vigoare mare au un potențial de viață mai ridicat decât loturile de semințe cu vigoare scăzută . Viteza cu care scad vigoarea și viabilitatea semințelor depinde de mai mulți factori, incluzând constituția genetică a speciei sau a soiului, starea semințelor, condițiilor de depozitare, uniformitatea lotului, etc.

7.            Condițiile de depozitare

8.             Temperatura de depozitare. Într-un experiment, Barton (1966) a depozitat semințe de pyrethrum la diferite temperaturi, în containere ermetic inchise și în containere deschise, pe o perioada de 15 ani (tabel nr. 2).

Tabel nr.2

Efectele diferitelor temperaturi asupra semintelor de pyrethrum, depozitate in containere inchise si deschise dupa diferite perioade de timp (Barton,1966)

  

Temperatura (0C)	Germinația (%) în depozitarea închisă după anii:			Germinația (%) în depozitarea deschisă după anii:
	3	13	15	3	13	15
5	61	53	47	44	44	29
10	53	37	28	38	8	…
20	46	10	6	47	1	…
30
1	…	…	0	…	…

9.            Lumina. Cercetările efectuate de Harrington (1972) stabilesc ca razele ultraviolete ale soarelui au influențe negative asupra semințelor din depozite.

10.        Respirația semințelor. Pe masură ce respirația progresează, rezervele de hrană din semințe se consumă din ce in ce mai mult. Sunt utilizate substanțele hidrocarbonate din endosperm înaintea celor din embrion, iar zaharurile și amidonul sunt digerate ănaintea lipidelor și a proteinelor.

Ambalarea semințelor (foto 4). Înainte de trecerea semintțlor la păstrare se procedează la ambalarea acestora. Operațiunea se efectuează cu scopul de a evita absorbția apei din atmosferă de către semințe, prevenirea contaminării semințelor conservate cu boli și dăunători și menținerea autenticității probelor. Ambalarea se face în ambalaje etanșe, de regulă pungi din  aluminiu, containere de sticle atent etichetate. Se impune ca pe durata păstrarii să se țină o evidență strictă a probelor, inclusiv modul lor de amplasare si respectiv locul fiecarei probe în camerele de păstrare, rafturi sau sertare. In cazul păstrarii pe termen lung, se folosesc sticle standard (tip Bordeaux), cu capacitate de 37,5 cl., 75 cl. si 150 cl. la colecțiile de siguranță, se pot folosi pentru păstrare ampule din sticla de tip pyrex (10-200 ml). La păstrarea pe termen mediu se pot folosi borcane sau pungi din folie de aluminiu sigilate, iar la păstrarea pe termen scurt se folosesc pungi de plastic închise ermetic.

Conservarea semințelor în băncile de gene reprezintă un proces complex care presupune menținerea semințelor pe o perioadă mai lungă sau mai scurtă de timp, cu pastrarea viabilității și structurii ereditare a accesiunilor. Durata de conservare a semințelor și comportarea semințelor la păstrare depind puternic de factorul genetic, respectiv genotipul stocat (specie, cultivar, etc.). indiferent de durata de conservare avută în vedere, semințele trebuie aduse la un anumit nivel de umiditate, optim premizelor unei păstrari corespunzatoare, si unei viabilități bune la finalul păstrarii.

Cercetarile privind viabilitatea semințelor conservate au dus la obținerea unor informații foarte utile, referitoare la condițiile ce trebuie asigurate pentru prelungirea duratei de păstrare, diferențele existente între specii, momentul în care se poate impune „reînoirea semințelor”. Deoarece conservarea semințelor pe perioade diferite de timp este specifică pentru anumite grupe de semințe și specii, asigurarea celor mai adecvate condiții trebuie axată pe cercetări judicioase. Întrucât nu se pot aplica aceleași condiții de păstrare pentru toate accesiunile aflate în conservare, păstrarea semințelor devine mai dificilă pe masură ce crește perioada lor de păstrare.

Regenerarea accesiunilor dintr-o baza de date

Regenerarea accesiunilor dintr-o bancă de gene este o acțiune complexă, bine monitorizată, care are drept scop reînoirea, asigurarea supraviețuirii și perpetuării resurselor genetice conservate, regenerarea se impune atunci când se ajunge la limita scopului datorită schimbărilor genetice, sau când apare pericolul pierderii materialului biologic. Regenerarea se execută atunci când viabilitatea scade sub 85% în timp ce multiplicarea are loc în momentul epuizării stocurilor – semințele colectate în câmp sunt insuficiente pentru necesarul de conservare, pentru utilizarea de ameliorator și pentru schimb (pe termen mediu și lung); pentru a fi suficiente sunt necesare cinci generații de multiplicare (Cristea M., 1985) . Repetarea celor două operații, la intervale scurte de timp, prezintă riscul pierderii integrității genetice a probei inițiale, ca rezultat al erorilor de execuție sau al acțiunii driftului genetic. În timpul acțiunii de regenerare a accesiunilor se utilizează urmatorii descriptori: numărul accesiunii, tipul de colectare, locul regenerarii, amplasarea locului de multiplicare, data semănatului, data transplantarii, densitatea la semănat, procentul de germinare în câmp, practicile culturale, diferite observații asupra plantelor în procesul creșterii și fructificărilor, etc.

Bibliografie:

 

Cristea M., 1985, Conservarea genetică a plantelor și agricultura; Editura Academiei  Republicii Socialiste România, București

 

Cristea M. D.; 2006, Biodiversitatea, Editura Ceres, București

 

FAO/IPGRI, 1994, Genebank Standards. Rome, Food and Agriculture Organization of the United Nations/ International Plant Genetic Resources Institute

 

Ghidra V., Botu M., Sestras R., Botu I, 2004, Biodiversitate și Bioconservare; Editura AcademicPres, Cluj Napoca

 

Harrington, J.F., 1972, Seed storage and longevity, En: Seed Biology, Vol.3 (T.T. Kozlowsky, ed.). Academic Press, Reino Unido

 

Justice, O.L. and Bass, L.N., 1978,  Principles and Practices of Seed Storage. Agriculture Handbook No. 506. Washington, D.C., US Government Printing Office.

http://www.svgenebank.ro/

 

 http://www.bioversityinternational.org/scientific_information/themes/genebanks/overview/

 

 

 

                      

 

 

 

Bine ai venit pe EcoSapiens. cesta este primul tau post. Editeaza-l sau sterge-l, apoi creeaza altele!