W ciągu ostatnich 100 lat na świecie wyginęło około 75% odmian roślin użytkowych, a szybko postępujące zmiany klimatyczne nie pozostawiają szans na przetrwanie kolejnym. Ochrona roślinnych zasobów genowych w bankach genów jest dziś często jedyną formą zachowania w stanie żywym i wolnym od patogenów wielu odmian roślin uprawnych. W Banku Genów Ziemniaka w Boninie należącym do Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – PIB w Radzikowie przechowuje się obecnie ponad 1600 odmian ziemniaków, z czego ok. 20% to oryginalne zasoby rodzime.
W wyniku zmian klimatycznych i obniżenia opłacalności, spada produkcja ziemniaków. Podczas ostatnich zbiorów w Polsce było ich o ¼ mniej niż wynosi średnia z ostatnich pięciu lat. Podobny, spadkowy trend widać w całej Europie. Rozwiązaniem problemu i szansą na zwiększenie produkcji są nowe, odporniejsze na stresy klimatyczne odmiany ziemniaków, o czym pisaliśmy tutaj. Zdaniem analityka Banku BNP Paribas Jakuba Jakubczaka, z analiz modeli produkcji i scenariuszy zmian klimatycznych wynika, że plony ziemniaków na całym świecie będą spadać o około 2% rocznie do 2050 roku. Odwrócenie trendu spadkowego może nastąpić za sprawą metod adaptacyjnych, które wymagałyby wprowadzenia na rynek nowych, bardziej odpornych na zmieniające się warunki klimatyczne odmian ziemniaka. Taki kierunek mógłby doprowadzić do wzrostu plonów o 7-18% w latach 2020-2050. Nowe odmiany mogą powstawać m.in. dzięki działalności banków genów. Z materiałów in vitro zgromadzonych w takim banku korzystają jednostki prowadzące hodowlę twórczą nowych odmian, np. Pomorsko-Mazurska Hodowla Ziemniaka. Zróżnicowany materiał genetyczny stanowi główne źródło poszukiwanych cech wprowadzanych do nowych odmian, niezbędnych dla uzyskania postępu w hodowli.
Czym są banki genów roślin?
Banki genów roślin są formą zabezpieczenia przed tzw. erozją genetyczną, czyli zanikiem różnorodności gatunkowej w drodze selekcjonowania materiału siewnego przez człowieka oraz w wyniku zmian klimatycznych. Dzięki materiałowi zgromadzonemu w takim banku można również teraz i w przyszłości odtwarzać wymarłe gatunki i odmiany roślin. Podstawowym zadaniem banku jest więc utrzymywanie ziemniaczanych zasobów w stanie żywym i ich ewentualne udostępnianie. Pierwsze banki genów in vitro (łac. ‘w szkle’) zaczęły powstawać w latach 70. XX wieku w Niemczech, Czechach i Szkocji. Dziś są one tworzone na całym świecie dla zachowania różnorodności biologicznej. Ma to szczególne znaczenie dla rolnictwa i całego systemu żywnościowego. Banki służą do przechowywania i ochrony zasobów genetycznych roślin uprawnych oraz roślin z nimi spokrewnionych. Zgromadzone odmiany są zdrowe, wolne od wirusów i przechowywane w środowisku zamkniętym.
Bank Genów Ziemniaka w Boninie – największy zbiór odmian ziemniaka w Polsce
Historia polskiego Banku Genów w Boninie należącego do Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – PIB w Radzikowie sięga lat 60-tych. Jednostka została powołana do badań poświęconych wyłącznie ziemniakowi. Dziś znajduje się tu jedyny w Polsce i jeden z największych w Europie Bank Genów Ziemniaka tetraploidalnego w formie roślin in vitro (łac. w szkle). W banku utrzymywanych jest ponad 1600 zdrowych genotypów ziemniaka pochodzących z całego świata, które stanowią bazę odmianową dla hodowców i instytutów naukowych oraz uczelni wyższych. Najstarszym genotypem utrzymywanym w postaci roślin in vitro w Boninie jest odmiana Early Rose z 1861 roku. Najstarsze polskie odmiany to Świteź z 1902 i Warszawa z 1906 roku.
Ziemniak w warunkach kontrolowanych
Bank genów w Boninie jest dziś głównym źródłem zdrowego materiału wyjściowego dla całej polskiej hodowli ziemniaka. Budynek, w którym znajduje się bank genów spełnia określone warunki. Panuje tu temperatura 10 stopni Celsjusza, mamy 16 godzin światła dziennego, osiem godzin nocy oraz odpowiedni skład podłoża dla bulw. Przed wprowadzeniem do banku wszystkie nowe odmiany przechodzą proces termoterapii, której celem jest uwolnienie roślin od patogenów chorobotwórczych. Po termoterapii z wierzchołkowych pędów roślin izolowany jest merystem, a otrzymana z niego roślina, po potwierdzeniu zdrowotności, trafia do banku genów. Genotypy ziemniaka przechowywane są w warunkach wolnego wzrostu, w tym celu stosuje się pożywki o określonym składzie, obniżoną temperaturę hodowli, zmniejszenie natężenia światła, inhibitory wzrostu lub związki o charakterze osmoticum. Dostosowana jest także odpowiednia długość dnia i nocy, tzw. fotoperiod. Wszystkie odmiany utrzymywane w banku genów są sukcesywnie poddawane identyfikacji trwałości genetycznej i odmianowej. Każda forma jest waloryzowana w warunkach szklarniowych i polowych. Regularnie wykonywany jest staranny przegląd stanu zgromadzonych roślin.
Baza odmianowa dla hodowców i jednostek naukowych
Jak informuje Dorota Michałowska, z Banku Genów Ziemniaka, polskie hodowle od 20 lat korzystają z materiałów in vitro banku genów, a dla wielu odmian jest to jedyny sposób, dzięki któremu można uzyskać zdrowy materiał wyjściowy do produkcji nasiennej. Corocznie z banku pobiera się ok. 250 genotypów, z których przygotowuje się i przekazuje placówkom hodowlanym i badawczym ok. 30 000 roślin in vitro, mikrobulw i minibulw. Każda odmiana przed przekazaniem do hodowli jest dodatkowo testowana w Centralnym Laboratorium GIORiN na obecność bakterii. Tylko zdrowy materiał genetyczny, z wydanym przez GIORiN paszportem, trafia do dalszego mikrorozmnażania. Zasoby genowe ziemniaka wykorzystywane są również przez krajowe i zagraniczne placówki naukowe w badaniach genetycznych, biochemicznych i fizjologicznych wspomagających hodowlę.
Źródło: agronomist.pl