Po co nam Bank Genów?

Transkrypt

1 Po co nam Bank Genów? Zofia Bulińska-Radomska Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin - PIB Dzień Otwartych Drzwi IHAR-PIB, 29 maja 2015 r., Radzików

2 Plan prezentacji Rośliny uprawne i ich znaczenie dla wyżywienia, rolnictwa i gospodarki Czym są i jakie są zadania Banków Genów Światowe i europejskie Banki Genów i ich zasoby Kolekcje roślin krajowego Banku Genów ich znaczenie dla hodowli i bezpieczeństwa żywnościowego, i innych działów gospodarki państwa

3 Pochodzenie energii, białka i tłuszczu w diecie człowieka Żywność Roślinna Zwierzęca Energia Białko Tłuszcz Kcal % Kcal % Kcal % Razem Źródło: FAO

4 Liczba roślin użytkowanych rolniczo oraz do wyżywienia człowieka Ważnych w skali krajowej Dostarcza 90 % energii pochodzenia roślinnego w diecie człowieka Użytkowanych rolniczo i do wyżywienia Źródło: FAO

5 Rośliny uprawne stanowiące główne źródło energii w diecie człowieka Ziemniak 2% Rośliny cukrowe 11% Soja 3% Inne rośliny oleiste 3% Maniok 2% Proso i sorgo 3% Pszenica 25% Pozostałe rośliny 13% Kukurydza 7% Ryż 25% Źródło: FAO

6 Roczny przyrost (%) Konsumpcja zbóż Afryka Subsaharyjska Azja Południowa Azja Wschodnia i Ocean Spokojny Środkowy Wschód i Północna Afryka Europa i Azja środkowa Ameryka Łacińska i Karaiby Źródło: Rosegrant and others 2006

7 Europa Regionalne znaczenie podstawowych roślin uprawnych w zaspokojeniu potrzeb żywnościowych człowieka Pszenica Ryż Kukury- Proso Słod. Ziem - Maniok Rośl. Fasola Orzech Bana- Soja Inne Pozostałe dza Sorgo Ziemniak niak cukrowe ziem. nowiec olej. Afryka Płn. Azja Cen-Wsch. Afryka Zach. Afryka Cent. Afryka Płd. Afryka Wsch. Region Indyjski Azja Płd. Azja Wsch. Reg. Pacyfiku Ameryka Płd. Ameryka Cent. Karaiby Ameryka Płn.

8 Zależność produkcji żywności w różnych regionach świata od roślin uprawnych pochodzących spoza regionu Zależność (%) Azja Cen.- Zach. Azja Płn. Ameryka Łac. Azja Płn.-Wsch. Azja Wsch. Afryka Europa Reg. Śród. Ameryka Płn. Australia Żródło USA-PZG

9 Czym są Banki Genów Bank genów kolekcja nasion roślin użytkowych wartościowych dla hodowli, badań naukowych oraz dla gospodarki. Standardy przechowywania nasion w banku określa FAO. W Polsce koordynacją programu ochrony zasobów genowych roślin użytkowych zajmuje się Krajowe Centrum Ochrony Roślinnych Zasobów Genowych w IHAR. Źródło: Bank genów - kolekcje żywego materiału genetycznego (gatunki, odmiany, linie populacje etc) będące stabilnym źródłem zróżnicowanego, o poznanej przydatności i jakości, materiału wyjściowego do hodowli oraz materiału rozmnożeniowego do uprawy (np. jako rośliny regionalne, w produkcji ekologicznej, w gatunkowym i odmianowym poszerzaniu i restytucji upraw, w realizacji celów ekologicznych i gospodarczych np. biopaliwa, rekultywacja terenów zdewastowanych). Zbiory/Kolekcje są strategicznym dla gospodarki kraju dobrem narodowym nadzorowanym i chronionym przez państwo

10 Międzynarodowy Traktat o Zasobach Genetycznych Roślin dla Wyżywienia i Rolnictwa Przyjęty na 31 sesji Konferencji FAO 3 listopada 2001 r. Ratyfikowany przez 132 kraje, w tym UE. Polska Dziennik Ustaw z dnia 6 września 2006 nr 159, - poz publikacja Międzynarodowego Traktatu, poz Oświadczenie Rządowe w sprawie mocy obowiązującej Międzynarodowego Traktatu. Podaje się niniejszym do wiadomości, że dnia 15 października 2004 r. Prezydent Rzeczypospolitej Polskiej ratyfikował Międzynarodowy traktat, który wszedł w życie w stosunku do Rzeczypospolitej Polskiej dnia 8 maja 2005 r. Instrumenty Traktatu Wielostronny System dostępu i podziału korzyści (MLS) zapewniający rolnikom, hodowcom i naukowcom ułatwiony dostęp do materiałów genetycznych roślin, w oparciu o Standardową Umowę Przekazania Materiału (SMTA) zawierającą zobowiązanie do podziału korzyści. Strategia finansowania i Fundusz Podziału Korzyści - gwarancja, że odbiorcy materiałów dzielą się korzyściami uzyskanymi z ich wykorzystania z krajami, z których te zasoby pochodziły (kr. rozwijające się) jeśli powstałe odmiany-produkty nie są dostępne do dalszych prac hodowlanych.

11 Cel i zadania Banków Genów Cel główny: zachowanie w stanie żywym materiału genetycznego roślin użytkowych oraz innych gatunków roślin o potencjalnym znaczeniu dla zabezpieczenia potrzeb wyżywienia i rolnictwa i o strategicznym znaczeniu dla gospodarki państwa. Zadania: Gromadzenie zmienności w ramach pul genowych rodzaju/gatunków; przede wszystkim roślin o strategicznym znaczeniu dla kraju gospodarki: ekspedycje, wymiana materiałów Charakteryzowanie i ocenianie pod względem użytkowym i genetycznym; zgodnie z uzgodnioną i standardową metodyką i przy udziale interesariuszy Dokumentowane; informacje gromadzone w bazach danych o ułatwionym dostępie do informacji przez użytkowników (EURISCO, roślinne bazy danych ECPGR, EGISET, inne) Utrzymanie ich w stanie żywym zgodnie ze standardami gwarantującymi zachowanie genetycznej integralności/czystości i jakości materiału rozmnożeniowego. Udostępnianie materiałów i informacji użytkownikom - do celów badawczych, tworzenia i udoskonalania odmian i do innych celów.

12 Kolekcje Banków Genów na świecie KONTYNENTY EUROPA 1,750 banków genów/kolekcji około 625 banków genów/kolekcji około 7 mln obiektów szacunkowo 2 miliony - unikalnych około 2 mln obiektów 30-40% - unikalnych około 34, 000 obiektów w 45 bankach genów w 31 państwach (źródło: SoW Report II) (źródło: EURISCO, 2011).

13 Liczba obiektów chronionych w Bankach Genów w regionach i subregionach (z wyłączeniem międzynarodowych i regionalnych banków) Źródło: WIEWS 2009 i krajowe raporty

14 Lokalizacja największych zbiorów zasobów genetycznych i dziesięć największych kolekcji ex situ roślin uprawnych 0rganizacje o największych zbiorach obiektów Roślina uprawna/liczba obiektów NCGRP USA ICGR Chiny NBPGR Indie VIR Rosja NIAS Japonia CIMMYT Meksyk IPK Niemcy ICARDA Syria IHAR Polska Pszenica Ryż Jęczmień Kukurydza Fasola Sorgo Soja Owies Orzech ziemny Bawełna

15 Struktura światowych zbiorów ex situ Źródło: 31 genebanks of the NPGS of USDA (source: GRIN, 2008); 234 genebanks from Europe (source: EURISCO, 2008); 12 genebanks from SADC (source: SDIS, 2007); NGBK (Kenya) (source: dir. info., 2008); INIAP/DENAREF (Ecuador) (source: dir. info., 2008); NBPGR (India) (source: dir. info., 2008); IRRI, ICARDA, ICRISAT and AVRDC (source: dir. info., 2008); CIP, CIMMYT, ICRAF, IITA, IlRI, WARDA (source: SINGER, 2008).

16 Wzrost wartości zasobów genetycznych w wyniku prac badawczych, liczba wymaganych obiektów oraz ryzyko wykorzystania zasobów genetycznych począwszy od dzikich krewniaków do linii rodzicielskich w procesie hodowli Wartość ekonomiczna zasobów genetycznych = możliwość zysku bezpośrednie użycie uprawa hodowla - nowa odmiana, źródło informacji w procesie hodowli badania podstawowe potencjalne przyszłe wykorzystanie wiedza o chronionych zasobach Źródło:Crop Sci Źródlo: The use of plant genetic resources in plant breeding; Proceedings of the Second world seed conference 2009

17 Wyzwania dla hodowli roślin uprawnych Wzrastająca liczba ludności Malejąca powierzchnia gruntów uprawnych Zmiana czynników środowiska niekorzystne czynniki abiotyczne - susza, pojawianie się nowych patogenów, szkodników, zmiany klimatyczne Bezpieczeństwo żywnościowe fizyczny i ekonomiczny (ceny, dochody) dostęp do żywności w ilości i o jakości zaspokajającej potrzeby i preferencje żywnościowe całej ludności, niezbędne do prowadzenia zdrowego i aktywnego trybu życia.

18 Kierunki udoskonalania roślin uprawnych - odmiany przyjazne człowiekowi i środowisku Wysokość i stabilność plonowania Jakość plonu - odpowiednia zawartość substancji żywieniowych lub antyżywieniowych związków o znaczeniu technologicznym (żywność funkcjonalna) Odporność na choroby, stresy środowiskowe (susza, niskie nawożenie, zmiany klimatu) Cechy przystosowujące rośliny do nowoczesnych technologii uprawy

19 Krajowe kolekcje Banku Genów Liczba obiektów chronionych długoterminowo Długoterminowa przechowalnia pozostałe - drzewa owocowe, chmiel, ziemniak, zielarskie - kolekcje polowe; ziemniak, burak pastewny - in vitro; drzewa owocowe, ziemniak - kriokonserwacja Grupa użytkowa Liczba obiektów % udział Liczba obiektów % udział Zboża Trawy użytkowe Motylkowate grubonasienne Warzywne Oleiste i przemysłowe Motylkowate drobnonasienne Inne Ogółem Bez danych IO, SGGW - rośliny aromatyczne, Towarzystwo Przyjaciół Dolnej Wisły PHR Tulce, Uniwersytet Przyrodniczy - Poznań

20 Procentowy udział obiektów Banku Genów pochodzących z różnych regionów świata

21 Stare polskie materiały w kolekcji Banku Genów Lata Z 725 znanych odmian przechowywanych jest 318 Lata Z znanych odmian przechowywanych jest 942 Liczba obiektów grupa roślin 210 zboża 58 okopowe motylkowate 18 grubonasienne 15 trawy motylkowate 9 drobnonasienne 4 oleiste 2 warzywa 2 włóknodajne 318 SUMA Liczba obiektów grupa roślin 316 zboża 198 okopowe motylkowate 170 grubonasienne 116 trawy 69 oleiste

22 Usprawnione pozyskiwanie informacji o obiektach kolekcyjnych w Banku Genów Nowy system informatyczny EGISET, gromadzi i udostępnia dane umożliwia szybkie elektroniczne zamawianie materiału rozmnożeniowego z długoterminowej przechowalni i z innych form kolekcji ex situ. Zgromadzono dane paszportowe dla obiektów oraz informacje o cechach użytkowych i charakteryzacyjnych dla obiektów. Zautomatyzowano zamawianie materiałów z Banku Genów - Standardowa Umowa o Transferze Materiału..

23 Elektroniczny System zamawiania obiektów BG Zachowanie zasobów genetycznych w rolnictwie szansą na osiągnięcie bezpieczeństwa żywnościowego i przeciwdziałanie zmianie klimatu. Seminarium dla szerokiego grona ekspertów, doradców rolnośrodowiskowych i hodowców listopada 2014 r. Warszawa

24 Elektroniczny System zamawiania obiektów BG Zachowanie zasobów genetycznych w rolnictwie szansą na osiągnięcie bezpieczeństwa żywnościowego i przeciwdziałanie zmianie klimatu. Seminarium dla szerokiego grona ekspertów, doradców rolnośrodowiskowych i hodowców listopada 2014 r. Warszawa

25 Elektroniczny System zamawiania obiektów BG Zachowanie zasobów genetycznych w rolnictwie szansą na osiągnięcie bezpieczeństwa żywnościowego i przeciwdziałanie zmianie klimatu. Seminarium dla szerokiego grona ekspertów, doradców rolnośrodowiskowych i hodowców listopada 2014 r. Warszawa

26 Liczba prób obiektów przekazanych do krajowych grup użytkowników w latach Podmioty krajowe Rok Podmioty Krajowe i zagraniczne Krajowe razem Hodowla Rolnicy (odbiorcy indywidual ni Uczlnie Jednostk. Naukowe i innym Banki Genów Ogrody Botanicze Samorządy Org. rolnicze

27 Materiały udostępniane ( ) z przechowalni i bezpośrednio z kolekcji Łącznie: obiekty w tym: Liczba obiektów w BG Liczba prób Grupa roślin Okopowe (głównie ziemniak) Zboża (pszenica, jęczmień, owies, pszenżyto, żyto) Motylkowate grubonasienne (łubin, groch, fasola, groszek) 818 Włóknodajne (len i konopie) 803 Trawy (życica, kostrzewa, stokłosa) 422 Owocowe (jabłonie) 372 Przemysłowe (tytoń i chmiel) 359 Aromatyczne/lecznicze (naparstnica, hyzop, bylica) 225 Oleiste (mak, lnicznik, rzepak) 134 Warzywa (cebula, czosnek, marchew, ogórek, dynia, pomidor, pasternak, pietruszka) 102 Rekultywacyjne 72 Motylkowate drobnonasienne (koniczyna, lucerna, nostrzyk) 15 Towarzyszące (mniszek, prawoślaz) 250 Inne SUMA

28 Wykorzystanie materiałów kolekcyjnych poszerzanie różnorodności upraw Historyczne gatunki pszenicy: współpraca z rolnikami Orkisz T. spelta - 5 odmian, 3 zarejestrowane i uprawiane, jare smaczniejsze Samopsza T. monococcum 1 odmiana ozima uprawiana na ok 100 ha. 2 odmiany jare - obecnie namnażane. Wysoka zawartość substancji bioaktywnych żywność funkcjonalna, a nawet prozdrowotna. Płaskurka T.dicoccum - starsza niż orkisz o cennych właściwościach odżywczych. 1 odmiana ozima, uprawiana w 5 gospodarstwach k. Brodnicy, warmińsko-mazurskim - 15 ha Stare odmiany pszenicy zwyczajnej: np. Rokicka, Biała Dama - warmińsko-mazurskim Jęczmień nagi: odm Orkisz, Owies - Udycz żółty

29 Wykorzystanie materiałów kolekcyjnych Poszerzanie różnorodności - reintrodukcja Małopolskie 5, świętokrzyskie 1, podkarpackie 1 - Stryczowice, Tenczyn, Sułkowice, Wolica, Wysokie i Łętownia Rośliny warzywne - cebula, fasola, dynia, koper, pomidor, karpiel, soja, głąbiki krakowskie, ogórek, czosnek, szalotka, sałata, szczypiorki, bób, rzodkiewka, burak ćwikłowy, groch, gorczyca, pomidor, pietruszka, chrzan. Stare odmiany drzew owocowych - głównie jabłonie Rekultywacja terenów zdewastowanych, biopaliwa Zidentyfikowane w ramach Banku Genów gatunki roślin do rekultywacji terenów zdewastowanych wykorzystane zostały przez Kopalnię Siarki Jeziórko S.A. koło Tarnobrzega. Łącznie w latach korzystając z wyników badań zrekultywowano 120 ha. Źródło: Teresa Kotlinska Instytut Ogrodnictwa, IHAR

30 Działania dla zwiększania różnorodności upraw reintrodukcja odmian 34 odmiany/populacje 5 gatunków zbóż 14 ziemniaka

31 Podsumowanie Kolekcje zasobów genetycznych są stabilnym źródłem zróżnicowanych, o poznanej przydatności i jakości, materiałów wyjściowych do hodowli oraz materiału rozmnożeniowego do uprawy do reintrodukcji jako rośliny regionalne, nowych upraw, w produkcji ekologicznej, w gatunkowym i odmianowym poszerzaniu upraw. Są w wysokim stopniu wykorzystywane; generują wielorakie korzyści dla użytkowników; ekonomiczne i gospodarcze, społeczne, zdrowotne i żywieniowe oraz środowiskowe. Stanowią ważne źródło materiałów badawczych - zwiększają ich wartość i przydatność w hodowli i zapewniają bezpieczeństwo żywnościowe. Gatunki dzikie oraz odmiany lokalne w kolekcjach ex situ stanowią szczególnie cenne i ważnie źródła genetyczne do hodowli roślin odpornych/tolerancyjnych na czynniki biotyczne oraz inne wartościowe cechy.

32 Dziękuję za uwagę