Национальная система зародышевой плазмы растений - National Plant Germplasm System

США Национальная идиоплазмы система растений (NPGS) представляет собой сеть учреждений и учреждений (федеральные, государственные и частные) во главе с Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) о Департаменте сельского хозяйства США в целях экономии и облегчения использования генетического разнообразие важных для сельского хозяйства растений и их диких сородичей.

Вступление

Обзор Национальной системы зародышевой плазмы растений США, разработанной Министерством сельского хозяйства США.

Огромное генетическое разнообразие существует у местных разновидностей ( староместных сортов ) сельскохозяйственных культур и их близкородственных дикорастущих растений (диких родственников сельскохозяйственных культур). NPGS помогает селекционерам растений и другим ученым-исследователям приобретать, сохранять, оценивать, документировать и распространять зародышевую плазму (семена и другой семенной материал) этих растений, а также улучшенных сортов и селекционных линий. Эта разнообразная зародышевая плазма обеспечивает генетическое сырье, необходимое селекционерам для создания новых сортов сельскохозяйственных культур, которые обладают желаемыми качествами и могут выдерживать постоянно меняющиеся биологические и экологические нагрузки. Сохранение и использование этого генетического разнообразия имеют решающее значение для решения текущих и будущих вызовов глобальной продовольственной безопасности .

История

До того, как Америка была колонизирована европейцами, коренные жители одомашнили местные растения, включая кукурузу, тыкву и бобы, и распространили их в новых сельскохозяйственных средах. Европейские колонисты переняли некоторые культуры у коренных американцев и представили другие. Поскольку спрос со стороны фермеров и любителей на расширение и диверсификацию сельского хозяйства в США в конечном итоге привел к тому, что федеральное правительство приняло на себя роль во внедрении и разведке растительного материала, которые ранее возглавлялись отдельными лицами и сельскохозяйственными сообществами. История внедрения и освоения федеральных заводов в США была рассмотрена в многочисленных публикациях. В 1819 году министр финансов выпустил циркуляр с просьбой, чтобы консулы, находящиеся в других странах, получали семена полезных растений и отправляли их в США. Между 1836 и 1862 годами Патентное бюро США сначала находилось в ведении Государственного департамента, а затем - в ведении Департамента Министерства иностранных дел США. Отделение внутренних дел руководило программой исследования и внедрения растений, финансируемой из годовых ассигнований. Министерство сельского хозяйства США (USDA) было создано в 1862 году, когда президент Авраам Линкольн подписал Закон об органическом сельском хозяйстве. Одной из семи основных обязанностей Департамента был сбор, тестирование и распространение семян и растений. Департамент возглавлял комиссар до 1889 года, когда он был возведен в ранг кабинета министров и был назначен первый секретарь сельского хозяйства.

Немой фильм, созданный Министерством сельского хозяйства США, в котором Дэвид Фэйрчайлд во время экспедиции на Цейлон, Суматру и Яву в 1925-1926 гг.

В 1898 году была инициирована официальная программа интродукции растений с учреждением Секции семян и интродукции растений в Министерстве сельского хозяйства США под руководством известного исследователя растений Дэвида Фэйрчайлда . Согласно годовому отчету министра сельского хозяйства за 1900 год, работа Секции заключалась в том, чтобы «ввозить в эту страну для экспериментальных целей любые иностранные семена и растения, которые могли бы способствовать увеличению ценности и разнообразия наших сельскохозяйственных ресурсов». Материал был получен из нескольких источников, включая участников военно-морских экспедиций США, дипломатических чиновников, находящихся в зарубежных странах, других правительств и частных лиц. Секция также начала интенсивную программу исследования растений, нанимая исследователей сельского хозяйства, которые большую часть своего времени проводили в поездках в другие страны для сбора образцов растений. Наряду с Фэйрчайлдом, среди первых известных исследователей растений Министерства сельского хозяйства США были Фрэнк Н. Мейер , Нильс Э. Хансен и Пэйлмон Ховард (PH) Дорсетт . Многие из интродукций, привезенных в США исследователями растений Министерства сельского хозяйства США, привели к созданию в стране новых или улучшенных сельскохозяйственных культур. Специальный агент Кука в Секции инициировал систему присвоения последовательных номеров заводов (PI) пробам, полученным Секцией, и выпуска распечатанных инвентаризаций растений Министерства сельского хозяйства США, которые их документировали. Эти числа PI по-прежнему присваиваются материалу, который подвергается долгосрочному курированию со стороны NPGS.

Секция также отвечала за распространение внедренного растительного материала для оценки и потенциального использования в сельскохозяйственном производстве США. Первоначально внедренный материал отправлялся для тестирования на Государственные сельскохозяйственные опытные станции или в другие надежные партнеры. Необходимость в помещениях для тестирования менее известных культур, а затем и для карантина растений для предотвращения заноса вредителей растений привела к созданию Федеральных садов интродукции растений. Первый такой сад был создан в Майами, штат Флорида, в 1898 году, за ним последовали известные сады в Чико, штат Калифорния, в 1904 году, в Саванне, штат Джорджия, в 1919 году, и в Глен-Дейле, штат Мэриленд, в 1919 году. Хотя в этих садах размножались, тестировались и распространялись многообещающие растительные материалы, они не предназначались для длительного обслуживания. В начале своей истории Секция также начала выполнять зарубежные и внутренние запросы на выращивание растительных материалов, необходимых для исследований в США. Эта миссия по распространению остается основной задачей NPGS сегодня, при этом около 250 000 образцов ежегодно поставляются селекционерам растений и другим ученым-исследователям. На протяжении десятилетий обмен зародышевой плазмой между странами сформировал основу для двустороннего и многостороннего сотрудничества, включающего обучение и исследования, приносящие пользу всем сторонам.

Другие элементы NPGS создавались постепенно в течение многих десятилетий. Национальный дендрарий США начал работу в Вашингтоне, округ Колумбия, в 1927 году. Национальная коллекция мелкого зерна была официально организована в 1948 году в Белтсвилле, штат Мэриленд (позже переехала в Абердин, штат Айдахо). Создание других компонентов системы было разрешено Законом о исследованиях и маркетинге 1946 года. Закон обеспечил правовую основу для сотрудничества между федеральными и государственными органами в управлении генетическими ресурсами сельскохозяйственных культур и домашнего скота и проведении исследований. В результате было сформировано партнерство между Министерством сельского хозяйства США и Государственной сельскохозяйственной экспериментальной станцией (SAES) для создания станций интродукции растений в Эймсе, штат Айова, в 1948 году; Женева, Нью-Йорк, 1948 г .; Гриффин, Джорджия, 1949 год; и Пуллман, Вашингтон, в 1952 году. Межрегиональная станция интродукции картофеля (ныне Генбанк картофеля США) была создана в Стерджен-Бей, штат Висконсин, в 1949 году. Национальная лаборатория хранения семян, ныне Национальная лаборатория сохранения генетических ресурсов (NLGRP), в Форт-Коллинз, штат Колорадо, был завершен в 1958 году для обеспечения резервного сохранения и длительного хранения семян, а в последнее время и клонального растительного материала. NLGRP служит ключевым компонентом Национальной программы генетических ресурсов США, размещая коллекции зародышевой плазмы животных и обеспечивая резервный сайт для коллекций растений и микробов. В этом месте ARS также проводятся исследования по долгосрочному криосохранению важных для сельского хозяйства генетических ресурсов и координируется вклад США в Глобальное хранилище семян на Свальбарде .

Настоящая NPGS возникла в 1974 году как национальная программа по гермоплазме после реструктуризации ARS. Коллекции зародышевой плазмы хлопка и сои были объединены в генобанки в Колледж-Стейшн, штат Техас и Пеория, штат Иллинойс, соответственно, в 1970-х годах, а девять дополнительных участков генобанков, выращивающих в основном клонально размножаемые культуры, начали работу в середине 1980-х годов. Более поздние дополнения к NPGS - это Национальное подразделение генетических ресурсов растений засушливых земель в Парлье, Калифорния (1996) и Центр зародышевой плазмы декоративных растений в Колумбусе, Огайо (2001).

Первоначальные сады интродукции растений были сочтены ненужными и выведены из эксплуатации после создания участков генного банка. Бумажные записи и инвентаризация генобанков Министерства сельского хозяйства США были объединены в централизованную систему управления информацией, Информационную сеть по ресурсам зародышевой плазмы ( GRIN ), начиная с 1980-х годов, которая стала общедоступной через Интернет, начиная с 1994 года. Общая правовая база для NPGS была учреждена в рамках Национальной программы США по генетическим ресурсам, утвержденной Конгрессом США на основании Закона о сельском хозяйстве 1990 года.

Национальная лаборатория ресурсов зародышевой плазмы Министерства сельского хозяйства США-ARS в Белтсвилле, штат Мэриленд, является преемником первоначального раздела Министерства сельского хозяйства США по семеноводству и внедрению растений и управляет текущей Программой исследования растений и обмена, а также системой управления информацией GRIN.

В настоящее время

В настоящее время NPGS состоит из генобанков и вспомогательных подразделений в 20 населенных пунктах США . Каждый генобанк отвечает за сбор уникального набора культур. Некоторые другие коллекции, которые формально не являются частью NPGS, также предоставляют материалы для распространения через GRIN. Число живых, активных присоединений в NPGS обычно увеличивается на несколько тысяч ежегодно и в настоящее время приближается к 600 000 . NPGS включает более 15 000 видов растений, размножаемых как половым, так и бесполым путем, и представляет собой одну из крупнейших и самых разнообразных коллекций живых растений в мире, которые курирует одна организация. Новый растительный материал продолжает добавляться из продолжающейся программы USDA по исследованию и обмену растений, а также от государственных и частных доноров в США и во всем мире. Распространяется среди селекционеров растений и других исследователей по всему миру. Комитеты по зародышевой плазме сельскохозяйственных культур, состоящие из экспертов по генетическим ресурсам конкретных культур, вносят свой вклад в NPGS по вопросам приобретения и курирования генного банка. NPGS является исключительно важным научным сборником в США и краеугольным камнем глобальных усилий по обеспечению продовольственной безопасности перед лицом серьезных проблем, связанных с угрозами растениеводству.

Смотрите также

Внешние ссылки

Рекомендации

  1. ^ Бирн, П. Ф., Г. М. Волк, К. Гарднер, М. А. Гор, П. У. Саймон и С. Смит. 2018. Поддержание будущего селекции растений: критическая роль Национальной системы зародышевой плазмы растений USDA-ARS. Наука о растениеводстве 58: 1-18.
  2. ^ a b Клозе, Н. 1950. Американское культурное наследие: история интродукции иностранных растений федеральным правительством. Эймс: Издательство Государственного колледжа Айовы.
  3. ^ White, GA, HL Shands и GR Ловелл. 1989. История и функционирование Национальной системы зародышевой плазмы растений. В Янике, Джулс (ред.). Обзоры селекции растений, том 7. Национальная система зародышевой плазмы растений США. Timber Press, Портленд, Орегон, США.
  4. ^ a b Райерсон, Ноулз А. 1966. История исследования и внедрения растений в Министерстве сельского хозяйства США. В материалах Международного симпозиума по интродукции растений. Escuela Agricola Panamericana, Тегусигальпа, Гондурас. С. 1 - 19.
  5. ^ a b Хайленд, Х. 1984. История интродукции растений в США. Стр. 5–14 в книге «Генетические ресурсы растений: необходимость сохранения», CW Yeatman, D. Kafton, and G. Wilkes, eds. Боулдер, Колорадо: Westview Press.
  6. ^ USDA. 1900. Годовые отчеты Министерства сельского хозяйства за финансовый год, закончившийся 30 июня 1900 года. Правительственная типография, Вашингтон, округ Колумбия. Доступно на https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=uc1.b3043015&view=1up&seq=7
  7. ^ Fairchild, Дэвид. 1939. Мир был моим садом: Путешествие исследователя растений. Сыновья Чарльза Скрибнера, Нью-Йорк.
  8. ^ Skrdla, WH 1975. Система интродукции растений США. HortSci. 10: 570-574.
  9. ^ Ходж, WHHF Лумис, LE Джолли и JL Крич. 1956. Федеральный завод Интродукционный сад. Национальный садоводческий журнал 35 (2): 86-106.
  10. ^ Ходж, WH, и CO Эрлансон. 1955 г. Внедрение растений как федеральная услуга. Успехи в агрономии 7: 189–211.
  11. ^ a b Shands, Генри Л. 1995. Национальная система зародышевой плазмы растений США. Может. J. Plant Sci. 75: 9 - 15.
  12. ^ Берджесс, Сэм (ред.). 1971. Национальная программа по сохранению плазмы зародышей сельскохозяйственных культур (Отчет о ходе сотрудничества на федеральном уровне и уровне штата). Университетский факультет печати, Университет Джорджии, Афины, Джорджия.  
  13. ^ Национальный исследовательский совет. 1991. Управление глобальными генетическими ресурсами: Национальная система зародышевой плазмы растений США. Национальная академия прессы, Вашингтон, округ Колумбия, США. [1]
  14. ^ Почтальон, Дж., К. Хаммер, Э. Стовер, Р. Крюгер, П. Форслайн, Л. Дж. Граук, Ф. Зи, Т. Айяла-Силва и Б. Айриш. 2006. Генные банки фруктов и орехов в Национальной системе зародышевой плазмы растений США. HortSci. 41 (5): 1188-1194.
  15. ^ Bretting, PK 2007. Американский Национальный завод идиоплазмы системы в эпоху перехода международных норм генплазмы обмена. Acta Hort. 760: 55-60.
  16. ^ Уильямс, KA 2005. Обзор исследовательской программы Национальной системы зародышевой плазмы растений США. HortSci. 40 (2): 297-301.
  17. Перейти ↑ Jones, Q., and S. Gillette. 1982. NPGS: Обзор 1982. Форт-Коллинз, Колорадо, США. РАЗНООБРАЗИЕ, Лаборатория информатики в сельском хозяйстве, Государственный университет Колорадо.