instagram
fb
en
Polska Akademia Nauk Ogród Botaniczny
Centrum Zachowania Różnorodności Biologicznej w Powsinie
Polska Akademia Nauk Ogród Botaniczny
Centrum Zachowania Różnorodności Biologicznej w Powsinie

Zakład oceny i ochrony różnorodności roślin

Kierownik zakładu - prof. dr hab. Jerzy Puchalski, profesor zwyczajny


Pracownia Banku Nasion

Bank Nasion i Tkanek PAN OB-CZRB w Powsinie został założony na początku lat 90. XX wieku. Działania podejmowane w Banku stanowią praktyczne wypełnienie międzynarodowych zobowiązań Polski w zakresie czynnej ochrony przyrody ex situ. Jednym z celów Planu Strategicznego dla Różnorodności Biologicznej na lata 2011–2020, przyjętego podczas Dziesiątego Posiedzenia Konferencji Stron Konwencji o różnorodności biologicznej (CBD COP10) (Aichi Targets), jest zapobieganie wyginięciu gatunków zagrożonych. Ambitnie zakłada się, że do roku 2020 zapobiegnie się wyginięciu znanych gatunków zagrożonych, a ich status ochrony, zwłaszcza gatunków najbardziej zmniejszających swoją liczebność, zostanie polepszony i zrównoważony. „Globalna Strategia Ochrony Roślin” na lata 2011–2020 w sformułowanych zadaniach precyzuje, że 75% zagrożonych gatunków roślin powinno znaleźć się w kolekcjach ex situ ogrodów botanicznych i banków nasion, a 20% spośród nich powinno zostać objętych programem restytucji do naturalnego środowiska.

Jako metodę długotrwałego przechowywania nasion w Banku wybrano przechowywanie w niskich temperaturach (-20oC) oraz nasion i tkanek - kriokonserwację – zabezpieczenie w ciekłym azocie w temperaturach od –160°C do –196°C.

Do przygotowania nasion do długoterminowego przechowywania stosuje się metodykę wypracowaną w Royal Botanic Gardens Kew (UK), opisaną w „Zaleceniach i Protokołach Banków Nasion” (http://ensconet.maich.gr/PDF/Curation_protocol_Polish.pdf) oraz wewnętrzne procedury Banku Nasion.

Najważniejszym etapem prac jest suszenie nasion. Jest to najbardziej krytyczny, etap przygotowania nasion do zabezpieczenia w banku. Obniżenie pierwotnego poziomu wilgotności próbki do poziomu ok. 6–8% jest niezbędne ze względu na niskie temperatury, w jakich nasiona zostaną zdeponowane. Proces ten przeprowadzany jest w specjalnej komorze, w której nasiona podlegają powolnemu suszeniu w temp. +20°C i przy 20% wilgotności względnej. Następnie prowadzone są testy kiełkowania. Jeśli próbka okaże się żywotna – poddaje się ją dalszym etapom przygotowującym do zamrożenia.

Próbki nasion po wyczyszczeniu, wysuszeniu i ocenie żywotności oceniane są pod kątem odporności na mrożenie. Głównym zagrożeniem wynikającym z procesu zamrażania jest krystalizacja wody zawartej w nasionach. Wzrost kryształów lodu może powodować uszkodzenia mechaniczne mrożonego materiału. Jednak dzięki wcześniejszemu obniżeniu zawartości wody w nasionach, możliwe jest bezpieczne zamrożenie nasion.


Pracownia Genetyki i Zasobów Genowych Roślin

  • dr Wiesław Podyma - kierownik pracowni
  • mgr inż. Wiesław Łuczak
  • mgr inż. Konrad Woliński
  • mgr Małgorzata Paśnik
  • Alicja Matyjasiak
  • Lidia Latoszek

Ocena i ochrona różnorodności genetycznej roślin użytkowych
Badania nad długotrwałym przechowywaniem zasobów genowych żyta

W Ogrodzie Botanicznym od ponad 20 lat prowadzone są badania nad długotrwałym przechowywaniem zasobów genowych żyta, które pozwoliły na zgromadzenie próbek ziarniaków o wyraźnie zróżnicowanej żywotności będącej efektem procesu ich naturalnego starzenia się. Analizy zmian genetycznych wywołanych naturalnym starzeniem się ziarniaków żyta wykonane z zastosowaniem technik molekularnych pozwoliły na precyzyjną ocenę struktury genetycznej populacji żyta ze względu na generowanie dużej liczby polimorficznych markerów.

Poszukiwanie i lokalizacja genów wśród zasobów genowych żyta

Żyto jest jedną z ważniejszych roślin zbożowych, uprawianych w Polsce na powierzchni ok. 1,5 mln hektarów. Spowodowane jest to niskimi wymaganiami glebowo-klimatycznymi (w Polsce jest 70% gleb słabych), jak również znaczną odpornością na choroby i szkodniki. Jednak ze względu na obcopylność i silną heterozygotyczność oraz obecność mechanizmu samoniezgodności, żyto jest bardzo trudnym obiektem badań genetyczno-hodowlanych. Liczne prace mające na celu identyfikacji nowych genów żyta, koncentrują się na selekcji homozygotycznych materiałów wyjściowych, jakimi są linie wsobne.

W tym celu wyselekcjonowano ponad 1000 linii wsobnych żyta o wsobności od S7 do S31, w trakcie samozapylania i selekcji odmian i form hodowlanych żyta uprawnego. Po wyeliminowaniu podobnych genotypów obecnie w kolekcji Secale w Ogrodzie Botanicznym-Centrum Zachowania Bioróżnorodności Biologicznej PAN znajduje się ponad 300 linii wsobnych żyta. Linie te są zróżnicowanie pod względem cech morfologicznych (długość źdźbła i kłosa oraz jego kształt, ości liściaste, wielkość i ułożenie liści względem źdźbła, liście zrośnięte, wielkość ziarniaków i ich liczba w kłosie, jednoźdźbłowość, żeńskość, długość pręcików i ich barwa, obecność antocyjanu i omszenia dokłosia itd.); fizjologicznych (różne wzory przebarwień liści i ich kształt, aktywność fotosyntetyczna, zawartość chlorofilu i karotenoidów), czy biochemicznych (zawartość białka i poszczególnych aminokwasów, alkilorezorcynoli).

Otrzymano również wiele mutacji dotyczących typu wzrostu, wielkości i kształtu kłosa i liści, przebarwienia liści i słomy, zwiększonej liczby liści oraz międzywęźli itd. Większość mutantów była podobna genetycznie do uzyskanych po samozapyleniu, np liście cebulowato-zrośnięte i żeńskość. Dysponując tak bogatym materiałem zidentyfikowano i oznaczono wiele nowych genów po raz pierwszy w literaturze oraz opisano ich ekspresję (mp, bs1, bs2, lo, chl1, ch12, ch13, ds1, ds2, sl, yg, mc, la, cs, mn2 and pc).

Od szeregu lat prowadzi się badania nad poszukiwaniem potencjalnych markerów ALFP sprzężonych z cechą karłowatości uwarunkowaną recesywnym genem ds1 lub genami przywracania płodności oraz utrzymania męskiej sterylności pyłku żyta.


Pracownia Biologii Molekularnej Roślin

  • kierownik pracowni - vacat
  • mgr inż. Małgorzata Targońska-Karasek

Działalność badawcza związana jest wykorzystaniem technik biologii molekularnej do oceny i ochrony różnorodności świata roślin na poziomie genetycznym i gatunkowym. Prowadzone badania obejmują charakterystykę genetycznej struktury populacji gatunków roślin dziko rosnących oraz uprawnych.

Szczególnie interesująca nas problematyka dotyczy monitoringu dynamiki zmienności genetycznej populacji ex situ, czyli poza miejscem jej naturalnego występowania lub powstania, oraz czynników ją kształtujących. Wiedza ta ma charakter aplikacyjny w formułowaniu wytycznych konserwatorskich oraz tworzeniu programów ochrony gatunkowej. Obiektem badań są gatunki świadczące o unikatowym charakterze rodzimej flory Polski, więc przede wszystkim gatunki chronione, zagrożone, reliktowe, endemiczne, osiągające na terenie naszego kraju kres zasięgu występowania. Gatunki tego typu reprezentowane są często przez populacje o niskich liczebnościach, nierzadko noszących znamiona wycofywania się i kurczenia, co czyni je szczególnie narażonymi na wymarcie w warunkach naturalnych. Jako jednostka wdrażająca założenia Globalnej Strategii Ochrony Świata Roślin (Global Strategy for Plant Conservation) dokładamy starań, aby jak najskuteczniej prowadzić ochronę ex situ różnorodności gatunków zagrożonych i chronionych flory Polski. Wykorzystując narzędzia biologii molekularnej oceniamy poziom zmienności genetycznej populacji naturalnych w celu opracowania planów ochrony poszczególnych gatunków, w tym dla scharakteryzowania parametrów do utworzenia populacji w warunkach ex situ. Prowadzimy prace mające na celu molekularną ocenę skuteczności tego typu ochrony czynnej w aspekcie zabezpieczenia różnorodności genetycznej populacji wyjściowej (naturalnej). Dotychczas w oparciu o markery molekularne ISSR, SAMPL i ALFP przeprowadziliśmy porównawczą charakterystykę genetycznej struktury populacji naturalnych (in situ) i kolekcji botanicznych (ex situ) warzuchy polskiej (Cochlearia polonica), złocienia Zawadzkiego (Dendtranthema zawadzkii) pszonaka pienińskiego (Erysimum pieninicum), kokoryczy drobnej (Corydalis pumila) i dzwonecznika wonnego (Adenophora lilifolia).

W ramach badań związanych z genetyką molekularną roślin użytkowych prowadzimy obecnie badania związane z tymi zagadnieniami u żyta. Do analiz włączone zostały akcesje żyta, które nie były dotychczas uwzględniane w analizach zróżnicowania genetycznego, a których nasiona zgromadzone są w banku nasion Ogrodu Botanicznego PAN. Dla dokładnego zobrazowania relacji filogenetycznych między badanymi formami żyta wykorzystywane są markery mikrosatelitarne SSR (Simple Sequence Repeats) oraz markery SNP (Single Nucleotide Polymorphism) z obszaru genów ScBx, kodujących enzymy biorące udział w biosyntezie kwasów hydroksamowych. Wyniki analiz genotypowania pozwolą również na określenie wielkości i składu populacji rdzeniowej. Wytypowanie takiej populacji ma istotne znaczenie dla działań konserwatorskich banku nasion.

 

PLAN OGRODU    drukuj

Aby przejść do opisu wybranych kolekcji roślin, kliknij interesujący Cię obszar na planie.