Banco de genes
Instalación que conserva material genético

El banco de genes activo del Instituto Internacional de Investigación de Cultivos para los Trópicos Semiáridos en Patancheru, India.

Un banco de genes es un tipo de biorepositorio que sirve para preservar la información genética de los organismos. Los bancos de genes se utilizan a menudo para almacenar el material genético de especies en peligro de extinción o cercanas a la extinción . También se utilizan para la conservación de las principales especies y cultivares de cultivos, con el fin de preservar la diversidad de los mismos .

La conservación se lleva a cabo mediante la recolección y el almacenamiento de material reproductivo de un organismo. Por ejemplo, se pueden recolectar semillas y esquejes de plantas, esporas de hongos y espermatozoides y óvulos de animales. Los organismos acuáticos, como los corales , se conservan mediante la recolección de fragmentos de coral que luego se mantienen vivos en un entorno acuático cuidadosamente controlado.

El material recolectado se suele almacenar a una temperatura inferior a 0 °C (32 °F). También se puede almacenar en condiciones criogénicas utilizando nitrógeno líquido . Algunos bancos de genes se basan en el cultivo continuo de organismos vivos, como ciertas especies de plantas que se crían en un medio nutritivo controlado o hábitats creados artificialmente que luego albergan ciertas especies.

Los bancos de genes están presentes en todo el mundo, con diferentes objetivos y recursos. Uno de los más grandes es el Banco Mundial de Semillas de Svalbard . [1] [2]

La base de datos de los bancos de genes más grandes del mundo se puede consultar a través de un sitio web común, Genesys . Varios bancos de genes mundiales están coordinados por la Plataforma de bancos de genes del CGIAR

Tipos de bancos de genes

Dentro del depósito mundial de semillas de Svalbard

Banco de semillas

Los bancos de semillas , también conocidos como bóvedas de semillas , son grandes depósitos donde se almacenan semillas de muchas especies diferentes a temperaturas de congelación. Se utilizan para preservar la diversidad genética para el futuro. La temperatura de almacenamiento depende de cuánto tiempo se conservarán las semillas. Las duraciones de 3 a 5 años (almacenamiento a corto plazo), 10 a 15 años (almacenamiento a mediano plazo) y 50 años o más (almacenamiento a largo plazo) normalmente tendrán temperaturas de almacenamiento de 5 a 10 °C (41 a 50 °F), 0 °C (32 °F) y −18 a −20 °C (0 a −4 °F) respectivamente. Las esporas , como las de las pteridofitas , también se pueden almacenar. Sin embargo, los órganos de almacenamiento, como los tubérculos producidos por las hortalizas de raíz , no se pueden almacenar. También es importante que cuando se almacenen semillas, el contenido de humedad de las semillas y del medio circundante se mantenga bajo, de lo contrario, las semillas no serán viables después de largos períodos a temperaturas de congelación. [3] El banco de semillas más grande del mundo es el Millennium Seed Bank , ubicado en el Wellcome Trust Millennium Building (WTMB), en los terrenos de Wakehurst Place en West Sussex , cerca de Londres . [4]

Frijoles almacenados en un almacén de semillas

In vitrobanco

En esta técnica, las yemas, el protocormo y las células meristemáticas se conservan mediante condiciones particulares de luz y temperatura en un medio nutritivo, que puede ser un gel o líquido. Esta técnica se utiliza para conservar plantas sin semillas y plantas que se reproducen asexualmente o que requieren conservación como clones, como los cultivares comerciales. [5]

Banco criogénico

En esta técnica, una semilla o embrión se conserva a temperaturas muy bajas. Por lo general, se conserva en nitrógeno líquido a −196 °C (−320,8 °F). [6] Al congelar las semillas o embriones a esta temperatura, pueden permanecer viables durante al menos un siglo. [3] Esto es útil para la conservación de especies que enfrentan la extinción. [6] Los criobancos se utilizan para la crioconservación de recursos genéticos animales . [7] Un ejemplo de uno de los criobancos de animales más grandes del mundo es el zoológico congelado creado por el Zoológico de San Diego , en San Diego, California . [8] Con los criobancos de animales, se prefiere congelar embriones en lugar de los óvulos y espermatozoides por separado porque los embriones son más resistentes al proceso de congelación. [9]

Banco de genes criopreservados del USDA

Almacenamiento de polen

El polen se almacena mediante una técnica de criopreservación llamada vitrificación . La vitrificación en este contexto se basa en la congelación de los granos de polen sin la formación de cristales de hielo, que dañarían gravemente el polen. [7] El polen, que se almacena en nitrógeno líquido , se mantiene a temperaturas de −180 a −196 °C (−292,0 a −320,8 °F). El Laboratorio Nacional de Almacenamiento de Semillas en Fort Collins , Colorado, utiliza actualmente esta técnica para almacenar polen. [10] El polen también se puede liofilizar y almacenar a temperaturas de 5 a −18 °C (41 a 0 °F). [3] Un elemento importante que debe considerarse son los niveles de humedad en el polen. Si los granos de polen tienen un bajo contenido de humedad, ayuda a aumentar la duración de la vida del polen. Los niveles bajos de humedad ayudan a que el polen se congele sin crear hielo o cristales de hielo, lo que ayuda a preservar la vida útil del polen mientras se almacena. [11] [12] Los niveles ideales de contenido de humedad que se deben permitir en el polen dependen del tipo de planta. El polen de diferentes especies de plantas se puede dividir en dos grupos. Uno es el polen binucleado , que tiene una exina más gruesa y el segundo es el polen trinucleado , que tiene una exina más fina . El polen binucleado tiene una mayor vida útil cuando se congela a un nivel de humedad bajo. El polen trinucleado, sin embargo, tiene una mayor vida útil cuando se congela a un nivel de humedad alto. [11] El nivel de humedad en el polen se puede reducir exponiendo el polen a soluciones salinas diluidas, gel de sílice y aire seco o mediante un tratamiento químico con soluciones de vitrificación. [13]

Bancos de genes de campo

Banco de genes de campo en Malasia

Los bancos de genes de campo son bancos de genes basados ​​en la gestión de especímenes vivos, en contraste con un banco de semillas que se centra en la facilitación de copias de seguridad de germoplasma , generalmente en forma de semillas. Los bancos de genes de campo son vulnerables a desastres naturales, plagas y enfermedades. Como tal, generalmente se utilizan como un método de último recurso si una especie no se puede preservar por medios normales, como si no produjera semillas . Este método utiliza más tierra, energía y agua que otros métodos.

Instalaciones

  • El banco de genes de plantas del Centro de Cultivos y Árboles del Pacífico (CePaCT) en Suva , Fiji, se centra en la propagación (y repropagación) de plántulas de plantas (utilizando esquejes y cultivo de tejidos , en lugar de semillas), para preservar la diversidad genética de las variedades más importantes de cultivos alimentarios de la región del Pacífico, como el banano, el taro, el árbol del pan y el ñame. [14]

Véase también

Referencias

  1. ^ Sobre las diferencias prácticas y teóricas entre un almacenamiento y un banco de genes, consulte Nicole C. Karafyllis (ed.): Theorien der Lebendsammlung. Pflanzen, Mikroben und Tiere als Biofakte in Genbanken (en alemán), Friburgo: Karl Alber 2018 ( Lebenswissenschaften im Dialog Vol.25) ISBN  978-3-495-48975-8
  2. ^ Liu, Rita (15 de abril de 2022). «Bancos de semillas: la última línea de defensa contra una crisis alimentaria mundial que amenaza». The Guardian . ISSN  0261-3077 . Consultado el 2 de marzo de 2023 .
  3. ^ abc Babasaheb, Jige, Sandipan (diciembre de 2021). "'NUEVAS TENDENCIAS EN LA CONSERVACIÓN DE LA BIODIVERSIDAD'". www.jetir.org . Consultado el 11 de octubre de 2023 .{{cite web}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  4. ^ Gosling, Rebecca (2 de diciembre de 2020). "¿Qué es un banco de semillas, cómo funciona y por qué es importante?". Woodland Trust . Consultado el 11 de octubre de 2023 .
  5. ^ "Banco in vitro". cropgenebank.sgrp.cgiar.org . Consultado el 20 de abril de 2021 .
  6. ^ ab "Cryo bank". cropgenebank.sgrp.cgiar.org . Consultado el 1 de noviembre de 2023 .
  7. ^ ab "Crioconservación de los recursos genéticos animales" (PDF) . Rep. Roma: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación . FAO, Directrices sobre producción y sanidad animal n.º 12. Impreso. 2012.
  8. ^ Prisco, Jacopo (31 de marzo de 2022). "De vuelta del abismo: cómo los 'zoológicos congelados' podrían salvar especies en peligro de extinción". CNN . Consultado el 1 de noviembre de 2023 .
  9. ^ "El zoológico congelado". 21 de mayo de 2010. Archivado desde el original el 21 de mayo de 2010. Consultado el 1 de noviembre de 2023 .{{cite web}}: CS1 maint: bot: estado de URL original desconocido ( enlace )
  10. ^ Connor, Kristina F.; Towill, Leigh E. (1 de enero de 1993). "Protocolo de manejo de polen y características de hidratación/deshidratación del polen para su aplicación en el almacenamiento a largo plazo". Euphytica . 68 (1): 77–84. doi :10.1007/BF00024157. ISSN  1573-5060.
  11. ^ de Janick, Jules (7 de abril de 2010). Plant Breeding Reviews, volumen 13. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-65004-2.
  12. ^ Kartha (3 de abril de 1985). Criopreservación de células y órganos vegetales. CRC Press. ISBN 978-0-8493-6102-9.
  13. ^ Dinato, NB; Santos, IRI; Vigna, BBZ; Ferreira de Paula, A.; Favero, AP (2020). "PERSPECTIVA: criopreservación de polen para el mejoramiento de plantas y la conservación de recursos genéticos". Cryo Letters . 41 (3): 115–127. ISSN  0143-2044. PMID  33988640.
  14. ^ Smith, Carl. Inside the Pacific's CePaCT plant gene bank, a last line of defense for cropspecies loss, ABC News , 17 de octubre de 2023. Consultado el 8 de septiembre de 2024.

Lectura adicional

  • Ellis, RH, TD Hong y EH Roberts (1985). Handbook of Seed Technology for Genebanks Vol. II: Compendium of Specific Germination Information and Test Recommendations. IBPGR (ahora Bioversity International). Roma, Italia. Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2008.{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  • Engels, Jan; Visser, Bert, eds. (2003). Guía para la gestión eficaz de colecciones de germoplasma. CABI, IFPRI, IPGRI, SGRP. Archivado desde el original el 25 de mayo de 2007.174 pág.
  • Kameswara, N., J. Hanson, ME Dulloo, K. Ghosh, A. Nowell y M. Larinde. (2006). Manual de manejo de semillas en bancos de genes. Bioversity International, CTA (Centro Técnico para la Cooperación Agrícola y Rural), FAO, ILRI. Archivado desde el original el 21 de enero de 2008.{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )147 pág.
  • Koo, B., Pardey, PG, Wright, BD; et al. (2004). Saving Seeds. CABI, IFPRI, IPGRI, SGRP. Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2008.{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  • AEGIS Un sistema integrado de bancos de genes europeos
  • Base de conocimientos del banco de genes de cultivos
  • Bancos de genes
  • Génesis
  • DAD-IS: Sistema de información sobre la diversidad de los animales domésticos
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