CC BY
49УДК 633.15.631.527 http://dx.doi.org/10.21498/2518-1017.4(33).2016.88669
Банки ДНК рослин
для збереження генетичних ресурсов (огляд)
Н. Е. Волкова
Селекцтйно-генетичний институт - Нац'ональний центр нааннезнавства та сортовивчення, вул. 0в1дюпольська дорога, 3, м. Одеса, 65036, Украина, e-mail: natavotki@ukr.net
Мета. Огляд Л1'тератури щодо сучасноУ стратепУ збереження генетичних ресурс'в рослин - створення банк'в ДНК. Результати. Пpоаналiзовано стан збереження генетичних ресурс'в рослин за умови загрози генетичноУ epозiУ. Показано важливкть створення банк1'в ДНК, функц1'я яких полягае у збереженн1' зразк1'в ДНК i асоц1'йованих продукт1'в та Ух поширент для науково-досл1'дних ц1'лей. Наведено опис основних банк'в ДНК у свт, а також Республ1'канського банку ДНК людини, тварин, рослин i м1'кроорган1'зм1'в в 1нститут1' генетики i цитолоп'У НАН Б1'лорус1*. Розглянуто етапи банкування ДНК: збирання тканин (як правило, з листя), руйнування кл1тин, екстракц'я ДНК, збер^ання ДНК. Зд^снено пор1вняння р1зних мeтодiв збирання тканин, екстракц'У та збepiгання ДНК. Порушено питання про необх^т'сть створення банку ДНК рослин в УкраУт. Висновки. КолекфУ ДНК е важливим ресурсом у рамках глобальних зусиль з подо-лання кризи у сфер! бiоpiзноманiття, yпpавлiння генетичними ресурсами у свт та максимального зб^ьшення Ухнього потeнцiалy.
Ключов! слова: генетична ерозiя, бiорiзноманiття, генетичнi ресурси, банк ДНК рослин.
Вступ
Генетична р1зномаштн1сть рослин перебу-вае щд загрозою «генетично! ерозй» - термш, уведений вченими для позначення втрати дея-ких гешв i комбшацш гешв, наприклад, тих, як виявлено в адаптованих до мкцевих умов сортах. Основною причиною генетично! ерозй е замiна мiсцевих рiзновидiв сучасними, це означае, що не ви гени, наявнi в давнiх сортах, ммтяться в нових. Kрiм того, шль-кiсть сортiв часто зменшуеться, коли комер-цiйнi сорти штродукують у традицiйну систему землеробства. ^mi причини генетично! ерозй' - поява нових шщдниюв, бур'янiв i захворювань, деградацiя навколишнього се-редовища, урбашзащя й розчищення земель шляхом дефорестаци та лiсових пожеж.
Традицшш зусилля в боротьбi з генетич-ною ерозieю в основному полягали у збере-женнi насiння в генетичних банках иль-ськогосподарських культур (ex situ). Сьо-годнi стало зрозум^им, що найкраща стра-теия об'еднуе в собi збереження як ex situ, так i in situ, тобто фермерами в агроекосис-темах, а також захист дикорослих родичiв культурних рослин, наприклад, в районах, як охороняють у зв'язку з ¿хньою еколопч-ною цшшстю. Такi способи запобiгання втратi генетичного рiзноманiття рослин е життево необх1дними, але не менш важливим е й стале використання рослинних генетичних ресурив. Генетичне рiзноманiття рослин
Natatiia Votkova
http://orcid.org/0000-0002-9333-4872
зб^ьшуе можливосп вибору й забезпечуе захист ввд майбутнiх несприятливих умов, таких, зокрема, як екстремальне й мшливе навколишне середовище.
У 1983 р. Продовольча та с1льськогосподар-ська органiзацiя ООН (Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO) створила Ком^ю з генетичних ресурив для виробництва продовольства й ведення ыль-ського господарства - орган, який виршуе конкретш питання щодо рослинних генетичних ресурив, зокрема допомагае координува-ти й спрямовувати ряд важливих мiжнарод-них iнiцiатив, шдвищуючи обiзнанiсть м:1ж-народного спiвтовариства про стрiмке зрос-тання генетично! ерозй' та оргашзовуючи на полiтичному рiвнi узгодженi зусилля зi збереження генетичного рiзноманiття. Kомiсiя розробила Стандарти генних бан^в i М:1ж-народний кодекс збору та передачi зародко-во! плазми рослин, якi допомагають звести до мiнiмуму втрату генетичного рiзноманiття в колекцiях насiння й керувати м^ями зi збирання генетичних ресурив рослин. У 1990-х рр. Ком^я координувала роботу з оцшки та подання звiтiв про стан свггових генетичних ресурсiв рослин для виробництва продовольства й ведення сшьського господарства у б^ьш шж 100 крашах. У 1996 р. 150 краш погодили розроблений Ком^ею Глобальний план дiй з метою збереження та сталого використання рослинних генетичних ресурив для виробництва продовольства й ведення сшьського господарства - першу програму, в якш вдалося об'еднати дiяль-нiсть зi збереження та використання ресур-
ciB. У 2011 р. Рада FAO прийняла узгодже-ний KoMiciero другий Глобальний план дiй у côepi генетичних pecypciâ рослин для вироб-ництва пpoдoвoльcтва й ведення c^bcbKoro гocпoдаpcтва. В 2016 р. Koмiciя презентувала пpoeкт Cтpатeгiчнoгo плану на 2018-2027 pp. Одна з цлей KoMiciï - забезпечити дo 2020 р. збереження гeнeтичнoгo piзнoманiття наин-ня та кyльтивoваних pocлин, зoкpeма й шля-xom належгого утримання piзнoманiтних банкiв наciння й pocлин на нацioнальнoмy, peгioнальнoмy та мiжнаpoднoмy piвнях. 3 yciма матepiалами ФАО Mornnd oзнайoмити-cя на il oфiцiйнoмy cайтi [1].
Таким чигом, гeнeтичнi банки (генбанки) з дoбpe налагoджeним yпpавлiнням надiйнo збер^ають генетичне piзнoманiття й забез-печують йoгo дocтyпнicть для ceлeкцioнepiв. У cвiтi налiчyють близькo 1800 генбанкв pocлин, в яких збepiгаютьcя 7,5 млн зразшв. 3дeбiльшoгo вoни представляють культури, ùo е ocнoвними джерелами пpoдyктiв хар-чування для людини i кopмiв для тварин. Серед них - не пльки цшш дикopocлi poди-чi культурних pocлин i давнi мicцeвi copти, а й культури, ùo мають мгсцеве значення, та види, якi малo викopиcтoвyють.
Украша е члeнoм мiжнаpoднoï cиcтeми генетичних pecypciв pocлин. Cтвopeнo Нацю-нальний центр генетичних pecypciв pocлин Украши, вiднeceний дo наyкoвих oб'eктiв, ùo cтанoвлять нацюнальне надбання [2]. Вiн е oдним з 10 найб1льших гeнбанкiв cвiтy.
Мета роботи - узагальнити даш ùoдo cтвopeння банкiв ДНК як cyчаcнoï стратеги збереження генетичних pecyp^ та приверну-ти увагу пpoфiльних opганiзацiй Украши (ce-лeкцiйних устагов, бoтанiчних cадiв, цeнтpiв генетичних pecyp^ та is.) дo завдання cтвo-рення банку ДНК pocлин у нашш дepжавi.
Результати досл1'джень
Отобливим типoм гeнeтичнoгo банку е банк ДНК. Функщя таких банкiв голягае в збepeжeннi зpазкiв ДНК та аcoцiйoваних пpoдyктiв (гeнoмнoï, мiтoхoндpiальнoï та хлopoплаcтнoï ДНК; бiблioтeк (клoнoтeк) кДНК, EST (expressed sequence tags - мар-кepнi eкcпpecoванi пocлiдoвнocтi), BAC (Bacterial artificial chromosomes - штучш xpoMo-coми бактepiй), YAC (Yeast Artificial Chromosomes - штучш хpoмocoми дpiжджiв), PAC (p1-derived artificial chromosomes); век-тopiв; зoндiв; пpаймepiв. Такoж банк ДНК Moœe мicтити матepiал, зiбpаний для вид^ лення ДНК. Банки ДНК Moœy^ бути дoпoв-ненням дo традицшних кoлeкцiй гермплазм i гербарив.
Банкування ДНК - це не тшьки дoдаткoва cтpатeгiя збереження генетичних pecypciв. Банк ДНК е центральним peпoзитopieм для збepiгання, eфeктивнoгo пoшиpeння та o6-мiнy генетичним матepiалoм з багатьoх дже-рел, oпepативнoгo забезпечення зразками ДНК для дocлiджeнь з e^^ecH гeнiв, гего-типування, poзpoблeння маpкepiв, oцiнки piз-нoманiтнocтi, фiлoгeнeтики. ^лекци ДНК нeoбхiднi для poзpoблeння cтpатeгiй управ-лiння cвiтoвoю ^^oro бiopiзнoманiття, збереження та управлшня кoлeкцiями генетичних pecypciв, забезпечення зразками ДНК для дocлiджeнь iз cиcтeматики - вiд видiв дo цаpcтв, oцiнки мicцeвoгo poзмаïття, на-дання iнфopмацiï пpo гени й генетичш меха-нiзми для ceлeкцioнepiв pocлин i мoжyть бути резервними cхoвиùами гeнeтичнoï iн-фopмацiï для вимерлих opганiзмiв [3].
Рoзpoблeнo мoдeль opганiзацiï банку ДНК для pocлин, ùo збepiгаютьcя в генбанках, якими управляють Miжнаpoднi центри ciль-cькoгocпoдаpcьких дocлiджeнь, зocepeдив-ши увагу на 35 культурах i ciльcькoгocпo-дар^ких кoмплeкcах, пepepахoваних в Дo-датку 1 дo Miжнаpoднoгo дoгoвopy ^o гене-тичнi pecypcи pocлин для виpoбництва пpo-дoвoльcтва й ведення ciльcькoгo гocпoдаp-cтва [4]. Xoч це cтocyвалocя oбмeжeнoï кiль-^cri культур, банк мае пoшиpюватиcя на ви opганiзми, ùo6 задoвoльнити готреби шиpoкoгo кoла наyкoвцiв, а не пльки нап-рям збереження генетичних pecypciв.
Такoж е нeoбхiднicть у cтвopeннi Mepeœi банкiв гeнoмних ДНК pocлин, iдeю якoï вперше запpoпoнyвав Адамc у 1988 р. шд назвoю «DNA Bank-Net»; 40 уста^в 25 кра-ïн пpoявили imepec дo цieï Mepeœi [5]. 1дея пoлягала в тoмy, ùo6 збирати pocлини, eкc-трагувати й зберп'ати ДНК (абo ДНК-зба-гачeнi тканини для тpивалoгo збepiгання як резервгого в piзних мicцях) та гоширювати зразки ДНК. Для цьoгo нeoбхiднo мати аco-цiйoваний гepбаpiй i poзвинeнy iнфpаcтpyк-туру для збереження гарантованих зpазкiв, баз даних i заcoбiв для видiлeння, збepiган-ня й poзпoдiлy зpазкiв. Для того, ùo6 мiнi-мiзyвати витрати, матepiали будуть збирати наcампepeд вiд ycтанoв, якi peгyляpнo ви-кoнyють Miciro збирання, наприклад, бoта-нiчнi cади, в яких зразки тканин будуть зiб-pанi oднoчаcнo з вiдпoвiдними зразками для гepбаpiro.
У 2013 р. у Сент-Лу'Ы (США) бyлo пpoвe-дeнo ceмiнаp з ДНК-банкування [6]. Éoro мета пoлягала в тому, ùo6 зiбpати pазoм представнишв ocнoвних ДHK-банкiвcьких ycтанoв, пpeдcтавникiв устагов з пpиpoдни-
5kme icTopn^HHMH Koae^iaMH pocaHH, a Ta-ko® i3 raay3i iH^opMa^HHHX TexHoaorin, m;o6 oSroBopHTH nzTaHHa onTHMaatHHX MeTo-fliB po6oTH 6aHKiB ^HK, 3B'a3KiB Mi® cxobh-^aMH, o^iKyBaHHX Man6yTHix noTpe6 cniat-hoth 6ioaoriB. 3a pe3yatTaTaMH po6oTH ceMi-Hapy niflroToBaeHo peKoMeHfla^i, 3oKpeMa m;oflo Toro, m;o6 3i6paTH b cxoBHm;ax yci Biflo-Mi TaKcoHH. Cy^acHHH po3BHToK Koae^in ic-totho 3aae®HTt Bifl Toro, 3 aKoro TaKcoHy 3pa3oK. TaK, cyflHHHi pocaHHH h xpe6eTHi TBa-pHHH BiflHocHo flo6pe npeflcTaBaeHi (xo^ flo ^oro ^acy TiatKH ^acTKoro icHyro^Hx BHfliB), Tofli aK iHmi BeaHKi TaKcoHoMi^Hi rpynH, 3o-KpeMa rpH6H Ta MiKpocKoni^Hi tpyHToBi h BoflHi opraHi3MH, - fly®e caa6Ko.
Ha ^n ^ac y 6araTtox ycTaHoBax cTBopeHo 6aHKH ^HK. Ochobhhmh cBiToBHMH 6aHKaMH ^HK pocaHH e: BaHK ^HK KopoaiBctKHx 6o-TaHi^HHx cafliB, BeaHKa BpHTaHia (Royal Botanic Gardens, Kew), akhh Haaraye 40 thc. 3pa3KiB [7], BaHK ^HK pocaHH Kopei (Plant DNA Bank in Korea) [8], BaHK ftHK BoTaHi^-Horo cafly Htro-HopKa, CfflA (The New York Botanical Garden DNA Bank) [9], ABcTpaain-cbkhh 6aHK ^HK pocaHH (The Australian Plant DNA Bank), akhh cne^aai3yeTtca Ha мicцeвнx pocaHHax [10], BaHK ^HK BoTaHi^-Horo cafly Miccypi, C0A (DNA Bank at the Missouri Botanical Garden), akhh Mae npefl-cTaBHHKiB 364 TaKcoHiB [11], BaHK ^HK Hay-KoBo-flocaiflHoro iicTHTyTy BoTaHi^Horo cafly Pio-fle-^aHenpo, Bpa3Haia (DNA Bank Brazilian Flora Species), m;o cne^aai3yeTtca Tiat-kh Ha $aopi Bpa3Haii Ta MicTHTt npeflcTaBHH-KiB 40 ciMencTB [12], BaHK ^HK niBfleHHo-a^pHKaHctKoro Ha^oHaatHoro iicTHTyTy 6io-pi3HoMaHiTTa (DNA Bank at Kirstenbosch) 3 4900 3pa3KaMH 2200 BHfliB kbmkobhx pocaHH niBfleHHoi a^phkh [13], BaHK ^HK Ha^o-HaatHoro iHcTHTyTy arpo6ioaori^HHx HayK, HnoHia (DNA Bank of the National Institute of Biological Sciences), b aKoMy 36epiraroTt He reHoMHy ^HK, a TiatKH KaoHH KflHK, n^PO-MapKepH, KaoHH PAC, BAC, YAC [14].
y noat^i 3 iH^iaTHBH n'aTH HayKoBHx iHc-THTyTiB cTBopeHo Ha^oHaatHHn 6aHK ^HK pocaHH, rpH6iB Ta TBapHH. BaHKH pocaHHHoi ^HK e b ABcTpinctKoMy TexHoaori^HoMy iHc-THTyTi (Austrian Institute of Technology), y C0A b BoTaHi^HoMy cafly Htro-HopKa (New York Botanical Garden), My3ei npHpoflo3HaB-cTBa iM. Oiafla (Field Museum of Natural History), TaBanctKoMy yHiBepcHTeTi (University of Hawaii), BoTaHi^HoMy cafly h 6oTaHi^-HoMy My3ei HiMe^^HHH (Botanic Garden and Botanical Museum) Ta 6araTtox iHmHx ycTa-HoBax.
B 1нститут1 генетики i цитоаоги HAH Bi-aopyci створено Pеспубаiкaнський банк ДНК аюдини, тварин, росаин i мiкpoopгaнiзмiв [15]. Станом на 1 червня 2016 р., вГн нааГчу-вав 9608 зразкГв i мicтить iнфopмaцiю про бГаьшГсть opгaнiзмiв у кра'шГ. Банк вкаючае чотири poздiaи: банк ДНК аюдини, банк ДНК тварин, банк ДНК росаин, банк ДНК мiкpoopгaнiзмiв, кожний з яких представае-ний коаекщями зpaзкiв дая тривааого зберГ-гання та дая наукових щаей. У 2016 р. Рес-пубашанський банк ДНК огоаошено нащо-нааьним надбанням Респубаши Бiaopycь.
Банкування ДНК скаадаеться з чотирьох етaпiв: збирання тканин (як правиао, з аис-тя), руйнування камин, екcтpaкцiя ДНК, зберГгання ДНК.
I етап. Надамо переаш основних метoдiв збирання зразкГв тканин дая екстракци ДНК - вГд кращих, аае часовитратних i дорогих, до бiaьш швидких i простих: 1) збирання й пoдpiбнення тканин у редкому азо-тГ; 2) збирання на аГд. Hеoбхiднicть екстра-гування протягом кГаькох годин. B обох ви-падках отримують високояксну ДНК; 3) збирання в пакети Гз сиашагеаем; 4) збирання й збереження в 95% етаноаГ; 5) збирання й збереження в розчиш насиченого NaCl/CTAB; 6) збирання й зберГгання на картах FTA (Flinders Technology Associates), а також ai-зис камин, денатуращя проте'шГв i захист нукаешових кисаот вГд руйнування та по-шкодження.
II етап. Руйнування камин може бути здшснено рГзними способами, наприкаад по-дрГбненням у ступщ товкачем або струшу-ванням тканини в контейнер: з метааевими або скаяними куаьками. Якщо тканина буаа заморожена або висушена, то в процесГ подрГбнення, до вмщення у буфер дая екс-тракци ДНК, вона мае зааишатися заморо-женою або сухою. ЦГ процедури захищають ДНК вГд руйнування ДНКазами.
III етап. Дая екcтpaкцГi ДНК е веаика кГаькГсть методик, в яких враховують спе-цифГчнГсть тканини (наприкаад, воаокнистг або шкГрястГ аистя), наявнгсть певних речо-вин (вториннг феноаи, смоаи, каейкГ речо-вини, поаГсахариди, поаГфеноаи) дая забезпечення достатнього кiaькicнoгo виходу ви-сокояшсно! ДНК [16]. Також е комерцшш набори дая видiaення ДНК з можаив^тю роботизувати процес у paзi веaикoi' кiaькoc-тГ зpaзкiв [17].
IV етап. ЗберГгання ДНК може бути «хо-аодним» або «сухим». У першому варГантГ ДНК зберГгають у рГдкому азотГ або заморо-жують за температури -80 °C. Перевагами
такого збер!гання е збереження якост! ДНК протягом тривалого часу (сотн! рок!в); мож-лив!сть збереження висококонцентрованих ДНК та/або велико! к!лькост! ДНК у невеликому об'ем!. Серед недол!к!в - потреба у по-ст!йн!й наявност! редкого азоту, дороге спец!-ал!зоване устаткування та забезпечення обо-в'язкового захисту в!д техногенних або сти-х!йних лих.
Перевагами сухого збер!гання при к!мнат-н!й температур! (менше н!ж 40% в!дносно'1 вологост!) е невелика площа для збер!гання, хоч для дуже тривалого збер!гання може знадобитися камера низько! вологост!. Вста-новлено, що атмосферна вода й кисень е шк!дливими для збереження ДНК при к!м-натн!й температур!, але якщо збезводнена ДНК захищена в!д води й кисню, вона збе-р!гае свою первинну структуру протягом дуже тривалого часу [18]. Р!зн! компани (IntegenX, GenTegra Qiagen, BioMatrica та !н.) пропонують продукц!ю для стаб!л!заци, збер!гання, розсилки зразк!в ДНК, РНК та !нших б!олог!чних зразк!в, використання яких дае можлив!сть позбавитися залежнос-т! в!д морозильник!в, забезпечуючи при цьому чудову стаб!льн!сть зразка. К!льк!сть ДНК, варт!сть ! терм!ни збер!гання зразка вар!юють залежно в!д формату збер!гання (проб!рка, 96- або 384-лунковий формат): 0,05-30 мкг, 0,25-3,58 $, 6-30 рок!в.
Оск!льки сиквенування стае дедал! прост!-шою й дешевшою процедурою та найпопу-лярн!шим методом, у той час як п!дтриман-ня польово! колекц!! ускладнюеться й до-рожчае, придбання зразк!в ДНК е актуаль-ним п!дходом для виконання широкого кола досл!джень. Варто зазначити, що стартова к!льк!сть ДНК для сиквенування мае стано-вити 0,1-20,0 мкг (компани Illumina, ABI SOLiD, Ion Torrent, Roche, Pacific Biosciences). ДНК може бути деградованою, але вих!дна як!сть ДНК визначае к!льк!сть отриманих даних. Це потребуе узгодження методу збер!-гання ДНК ! метод!в подальшого анал!зу.
Докладн!ше орган!зац!ю банк!в ДНК та ¿хню д!яльн!сть, процедури вид!лення та збе-р!гання ДНК, б!о!нформатичн! системи збе-р!гання й пошуку, а також юридичн! питан-ня, що стосуються збирання та обм!ну ДНК, розглянуто в р!зних оглядах [19-21]. Необ-х!дною е м!жнародна координац!я зусиль з вир!шення таких питань, як глобальна стан-дартизац!я банкування ДНК, збер!гання да-них ! управл!ння ними, забезпечення якост! та контроль, дотримання м!жнародних норм регуляци доступу й передач! зразк!в трет!м особам для проведення досл!джень.
Отже, створення банкiв ДНК е пошире-ною у свгп стратегieю збереження генетич-ного рiзноманiття рослин. Створення Нащо-нального банку ДНК рослин в Укра'1'ш е дуже актуальним та стратегiчно важливим завданням для збереження генетично! ш-формаци про флору нашо'1 краши, дикорос-лi й культивованi види, зокрема рвдкгст та такi, що мають економiчне значення.
Висновки
Банки ДНК е важливим способом збереження рiзноманiтного генетичного матерiалу протягом багатьох ромв. Бiорiзноманiття в усьому свт перебувае пiд серйозною загро-зою через такi чинники, як штенсивне ыль-ське господарство, збшьшення територiй про-живання людини, змша клiмату, вплив за-бруднення навколишнього середовища й ма-сового туризму. Kрiм того, для генетичних ресурив рослин основних i малопоширених свмових культур характерною е генетична ерозiя. Отже, необхiдно постiйно оновлювати та описувати генетичш ресурси рослин. У зв'язку з цим колекци ДНК стали важливи-ми ресурсами в рамках глобальних зусиль з подолання кризи в галузi бiорiзноманiття, управлiння генетичними ресурсами у свгп й максимального зб^ьшення 1хнього потенцiа-лу. Створення такого банку ДНК рослин в Украiнi е стратепчно важливим напрямом збереження бiорiзноманiття.
Використана литература
1. Food and Agriculture Organization of the United Nations [Елек-тронний ресурс]. - Режим доступу : http://www.fao.org
2. National Centre for Plant Genetic Resources of Ukraine [Елек-тронний ресурс]. - Режим доступу : http://www.yuriev.com. ua/index.php?option= com_content&view= article&id= 270&I temid=47&lang=en
3. Stierschneider M. A DNA repository platform for germplasm collections / M. Stierschneider, E. M. Sehr // Plant Breeding: the Art of Bringing Science to Life : Abstracts of the 20th EUCARPIA General Congress (29 Aug - 1 Sept 2016, Zurich, Switzerland) / R. Kolliker, B. Boller (eds). - Zurich : Agroscope, 2016. - Р. 61.
4. Graner A. A model for DNA banking to enhance the management, distribution and use of ex situ stored PGR / A. Graner, M. S. An-dersson, M. C. de Vicente // DNA Banks - Providing novel options for Genebanks? Topical reviews in agricultural biodiversity / M. C. de Vicente, M. S. Andersson (eds) ; International Plant Genetic Resources Institute. - Rome : IPGRI, 2006. - P. 69-76.
5. Adams R. P. DNA Bank-Net - An overview / R. P. Adams // Conservation of Plant Genes II: Utilization of Ancient and Modern DNA / R. P. Adams, J. S. Miller, E. M. Golderberg, J. E. Adams (eds). -St. Louis, Мо. : Missouri Botanical Garden, 1994. - Р. 1-13.
6. DNA Banking for the 21st Century : Proceedings of the U.S. Workshop on DNA Banking / W. L. Applequist, L. M. Campbell (eds). - [St. Louis, Мо.] : [Missouri Botanical Garden], 2014. -187 р.
7. Royal Botanic Gardens Kew [Електронний ресурс]. - Режим доступу : http://data.kew.org/dnabank/homepage.html
8. Plant DNA Bank in Korea [Електронний ресурс]. - Режим доступу : http://pdbk.korea.ac.kr/
9. The New York Botanical Garden DNA Bank [Електронний ресурс]. - Режим доступу : http://sciweb.nybg.org/Science2/ DNABank.asp
10. The Australian Plant DNA Bank [Електронний ресурс]. - Режим доступу : https://www.dnabank.com.au/
11. DNA Bank at the Missouri Botanical Garden [Електронний ресурс]. - Режим доступу : http://www.wlbcenter.org/dna_ banking.htm
12. DNA Bank Brazilian Flora Species [Електронний ресурс]. -Режим доступу : http://www.jbrj.gov.br/pesquisa/div_mo-lecular/bancodna/ sobre_ing.htm
13. DNA Bank at Kirstenbosch [Електронний ресурс]. - Режим доступу : http://www.sanbi.org/research/dnabank.htm
14. DNA Bank of the National Institute of Biological Sciences [Електронний ресурс]. - Режим доступу : http://www.dna.affrc.go.jp
15. Institute of Genetics and Cytology of the National Academy of Sciences of Belarus [Електронний ресурс]. - Режим доступу : http://gens.by
16. Protocol online [Електронний ресурс] - Режим доступу : http://www.protocol-online.org/prot/Molecular_Biology/ DNA/DNA_Extraction_Purification/DNA_Extraction_from_ Plants/
17. DNA Extraction and Purification [Електронний ресурс]. -Режим доступу : https://www.labome.com/method/DNA-Extraction-and-Purification.html
18. Chain and conformation stability of solid-state DNA: implications for room temperature storage / J. Bonnet, M. Colotte, D. Coudy [et al.] // Nucleic Adds Res. - 2010. - Vol. 38, Iss. 5. - P. 1531-1546.
19. DNA and tissue banking for biodiversity and conservation: theory, practice and uses / V. Savolainen, M. P. Powell, K. Davis [et al.] (eds). - Kew : Kew Publishing, 2006. - 168 с.
20. DNA banking for plant breeding, biotechnology and biodiversity evaluation / T. R. Hodkinson, S. Waldren, J. A. Parnell [et al.] // J. Plant Res. - 2007. - Vol. 120, Iss. 1. - P. 17-29. doi: 10.1007/s10265-006-0059-7
21. Organizing specimen and tissue preservation in the field for subsequent molecular analyses / B. Gemeinholzer, I. Rey, K. Weising [et al.] // ABC-Taxa. Vol. 8 : Manual on field recording techniques and protocols for all taxa biodiversity inventories / J. Eymann, J. Degreef, C. Hauser [et al.] (eds). - Brussels : Belgian Development Cooperation, 2010. - P. 129-157.
References
1. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Retrieved from http://www.fao.org
2. National Centre for Plant Genetic Resources of Ukraine. Retrieved from http://www.yuriev.com.ua/index.php7option-com_cont ent&view= article&id= 270&Itemid= 47&lang= en
3. Stierschneider, M., & Sehr, Е. M. (2016). A DNA repository platform for germplasm collection. In R. Kolliker, & B. Boller (Eds.), Plant Breeding: the Art of Bringing Science to Life : Abstracts of the 20th EUCARPIA General Congress (pp. 61). 29 Aug -1 Sept 2016, Zurich, Switzerland.
4 Graner, A., Andersson, M. S., & de Vicente, M. C. (2006). A model for DNA banking to enhance the management, distribution and use of ex situ stored PGR. In M. C. de Vicente, & M. S. Andersson (Eds.), DNA Banks - Providing novel options for Genebanks? Topical reviews in agricultural biodiversity (pp. 69-76). Rome: IPGRI.
5. Adams, R. P. (1994). DNA Bank-Net - An overview. In R. P. Adams, J. S. Miller, E. M. Golderberg, & J. E. Adams (Eds.), Conservation of Plant Genes II: Utilization of Ancient and Modern DNA (pp. 1-13). St. Louis, Mo.: Missouri Botanical Garden.
6. Applequist, W. L., & Campbell, L. M. (Eds.). DNA Banking for the 21st Century: Proceedings of the U.S. Workshop on DNA Banking. (2014). St. Louis, Mo.: Missouri Botanical Garden.
7. Royal Botanic Gardens Kew. Retrieved from http://data.kew.org/ dnabank/homepage.html
8. Plant DNA Bank in Korea. Retrieved from http://pdbk.korea. ac.kr/.
9. The New York Botanical Garden DNA Bank. Retrieved from http:// sciweb.nybg.org/Science2/DNABank.asp
10. The Australian Plant DNA Bank. Retrieved from https://www. dnabank.com.au
11. DNA Bank at the Missouri Botanical Garden. Retrieved from http://www.wlbcenter.org/dna_banking.htm
12. DNA Bank Brazilian Flora Species. Retrieved from http://www. jbrj.gov.br/pesquisa/div_molecular/bancodna/sobre_ing.htm
13. DNA Bank at Kirstenbosch. Retrieved from http://www.sanbi. org/research/dnabank.htm
14. DNA Bank of the National Institute of Biological Sciences. Retrieved from http://www.dna.affrc.go.jp
15. Institute of Genetics and Cytology of the National Academy of Sciences of Belarus. Retrieved from http://gens.by
16. Protocol online. Retrieved from http://www.protocol-online.org/ prot/Molecular_Biology/DNA/DNA_Extraction_Purification/ DNA_Extraction_from_Plants/
17. DNA Extraction and Purification. Retrieved from https://www. labome.com/method/DNA-Extraction-and-Purification.html
18. Bonnet, J., Colotte, M., Coudy, D., Couallier, V., Portier, J., Morin, B., & Tuffet, S. (2010). Chain and conformation stability of solidstate DNA: implications for room temperature storage. Nucleic Acids Res., 38(5), 1531-1546. doi: 10.1093/nar/gkp1060
19. Savolainen, V., Powell, M. P., Davis, K., Reves, G., & Corthals, A. (Eds.). (2006). DNA and tissue banking for biodiversity and conservation: theory, practice and uses. Kew: Kew Publishing.
20. Hodkinson, T. R., Waldren, S., Parnell, J. A., Kelleher, C. T., Salamin, K., & Salamin, N. (2007). DNA banking for plant breeding, biotechnology and biodiversity evaluation. J. Plant Res., 120(1), 17-29. doi: 10.1007/s10265-006-0059-7
21. Gemeinholzer, B., Rey, I., Weising, K., Grundmann, M., Muellner, A. N., Zetzsche, H., ... Weigt L. (2010). Organizing specimen and tissue preservation in the field for subsequent molecular analyses. In J. Eymann, J. Degreef, C. Häuser, J. Monje, Y. Samyn, & D. Van den Spiegel (Eds.), ABC-Taxa (Vol. 8: Manual on field recording techniques and protocols for all taxa biodiversity inventories, pp. 129-157). Brussels: Belgian Development Cooperation.
УДК 633.15.631.527
Волкова H. Э. Банки ДНК растений для сохранения генетических ресурсов (обзор) // Сортовивчення та охо-рона прав на сорти рослин. - 2016. - № 4. - С. 33-38. http://dx.doi.org/10.21498/2518-1017.4(33).2016.88669
Селекционно-генетический институт - Национальный центр семеноведения и сортоизучения, ул. Овидиопольская дорога, 3, Одесса, 65036, Украина, e-mail: natavolki@ukr.net
Цель. Обзор литературы по современной стратегии сохранения генетических ресурсов растений - создание банков ДНК. Результаты. Проанализировано состояние сохранения генетических ресурсов растений при условии угрозы генетической эрозии. Показана важность создания банков ДНК, функция которых заключается в сохранении образцов ДНК и ассоциированных продук-
тов и их распространении для научно-исследовательских целей. Представлено описание главных банков ДНК в мире, а также Республиканского банка ДНК человека, животных, растений и микроорганизмов в Институте генетики и цитологии НАН Беларуси. Рассмотрены этапы банкирования ДНК: сбор тканей (как правило, из листьев), разрушение клеток, экстракция ДНК, хране-
ние ДНК. Осуществлено сравнение различных методов сбора тканей, экстракции и хранения ДНК. Поставлен вопрос о необходимости создания банка ДНК растений в Украине. Выводы. Коллекции ДНК являются важным ресурсом в рамках глобальных усилий по преодолению
кризиса в сфере биоразнообразия, управления генетическими ресурсами в мире и максимального увеличения их потенциала.
Ключевые слова: генетическая эрозия, биоразнообразие, генетические ресурсы, банк ДНК растений.
UDC 633.15.631.527
Volkova, N. E. (2016). Plant DNA banks for genetic resources conservation (review). Sortovivcenna ohor. pravsorti roslin [Plant Varieties Studying and Protection], 4,33-38. http://dx.doi.org/10.21498/2518-1017.4(33).2016.88669
Plant Breeding and Genetics Institute - National Center of Seed and Cultivar Investigation, 3 Ovidiopolska Doroha Str., Odesa, 65036, Ukraine, e-mail: natavolki@ukr.net
Purpose. Literature review of DNA banks creation as the current strategy of plant genetic resources conservation. Results. The current state of plant genetic resources conservation was analyzed in the context of the threat of genetic erosion. The importance of DNA banks was shown which function is to store DNA samples and associated products and disseminate them for research purposes. The main DNA banks in the world were described, including the Republican DNA Bank of Human, Animals, Plants and Microorganisms at the Institute of Genetics and Cytology of the National Academy of Sciences of Belarus. Stages of DNA banking were
considered: tissue sampling (usually from leaves), cell destruction, DNA extraction, DNA storage. Different methods of tissue sampling, extraction and DNA storage were compared. The need for Plant DNA Bank creation in Ukraine was highlighted. Conclusions. DNA collections is an important resource in the global effort to overcome the crisis in biodiversity, for managing world genetic resources and maximizing their potential.
Keywords: genetic erosion, biodiversity, genetic resources, plant DNA bank.
Hadiuwa 15.11.2016
