A génbank egyfajta biorepozitórium, amelyben genetikai anyagot tárolnak . Az anyag sokféle formában tartósítható, de a modern génbankokban a legelterjedtebb megőrzési mód a krioprezervációs módszer . Folyékony nitrogénnel -196°C-on történő gyorsfagyasztással lehetőség nyílik a különböző eredetű sejtek genetikai anyagának megőrzésére további kísérletekhez. Az anyag leolvasztásakor bizonyos mechanikai sérülések léphetnek fel a sejtes anyagon, de az anyagmegőrzés területén továbbra is az alacsony hőmérsékleten történő fagyasztás módszere a fő módszer. Az anyag tartósításának más, kevésbé hosszú távú módjai is vannak az optimális körülmények megválasztásával és a fagyasztás nélküli tárolással. Tehát töredékeket vesznek ki a korallokból, amelyeket aztán víztartályokban tárolnak, ember által ellenőrzött körülmények között.
A sejtanyag megőrzésének és a sejtek génbankokban való tárolásának módszerét a botanika , az állattan , a kórélettan , az orvostudomány , valamint a mezőgazdaság és annak ágazati állattenyésztése alkalmazza .
A növényi génbankok különféle növényi szövetek fagyasztott mintáit, betakarított magvakat vagy begyűjtött növényi polleneket tárolnak . Állatok esetében lehetőség van a spermiumok és petesejtek zoológiai fagyasztóiban történő lefagyasztására. Növényekben lehetőség van az anyag felolvasztására és magvakból , pollenből vagy egyes sejtekből történő szétosztására , állatoknál azonban élő nőstény szükséges a mesterséges megtermékenyítéshez és az élő szervezet helyreállításához a bankban tárolt anyagból. Bár a fagyasztott állati spermiumok és petesejtek használata nehézkes lehet , számos példa van az ilyen jellegű sikeres kísérletekre.
A mezőgazdasági biodiverzitás megőrzése érdekében génbankokat használnak a főbb mezőgazdasági termények és vadon élő rokonaik növényi genetikai erőforrásainak megőrzésére.
A magbank nagyon alacsony hőmérsékleten tartja a száraz magvakat . A spórákat és a pteridofitonokat a magbankokban tárolják , de más mag nélküli növényeket, például gumókat , nem lehet ilyen módon megőrizni.
Számos génbank létezik szerte a világon, de talán a legismertebb a Svalbardon található World Seed Vault , amelyet az ENSZ kezdeményezésére állítottak fel 2006-ban. Az egyik első fontos génbank a VIR növényi maggyűjtemény volt (1940-ben 250 ezer minta), amelyet N. I. Vavilov szovjet botanikus és munkatársai gyűjtöttek 110 botanikai és agronómiai expedíció eredményeként világszerte. Az egyéni csatlakozások számát tekintve a világ legnagyobb magbankja a manilai Nemzetközi Rizskutató Intézet . 2007-ben megkezdte munkáját az Israel Seed Bank is , melynek célja a palesztinai növények magjainak és genetikai anyagának gyűjtése és megőrzése , hogy megóvja a területről a növényzetet, amely folyamatosan ki van téve a fajok sokféleségét tönkretevő antropogén hatásoknak. . Ez a tendencia a jövőben is folytatódhat: a különböző országok saját magbankokat hoznak létre , amelyeket a növények növekedési ökoszisztémái szerint osztályoznak.
Ennek a technikának megfelelően a rügyek és a merisztémasejtek egy bizonyos fény- és hőmérsékleti viszonyok között megőrződnek tápközegben. Ezt a módszert a mag nélküli növények és az ivartalanul szaporodó növények konzerválására használják.
A szövetmegőrzés módszerét elsősorban az orvostudomány alkalmazza . Jelenleg az emberi szövetek klinikai célú megőrzésének leghatékonyabb módja az összegyűjtött minták alacsony hőmérsékleten történő tárolása.
Az emberi tetemekből 12 órán belül gyűjtik a szövetmintákat, ha a testet nem hűtött helyen tárolják, vagy 24 órán belül, ha a testet hűtőszekrényben tárolják. A vért a combcsont vénából veszik. A vékony szövetmintákat a bőrből elektrodermatómával választják el . Az összegyűjtött szövetmintákat nátrium-klorid oldatban mossuk . A szövetbankban tárolandó minták mérete 1-2 cm 2 legyen . Minden begyűjtött mintát megfelelően fel kell címkézni, és el kell küldeni a szövetek életképességének elemzésére. Az elemzésen átesett mintákat 4 °C-on hűtőszekrényben tároljuk.
A legtöbb esetben a combcsont fejét használják csontminták gyűjtésére . [egy]
A mélyhűtés a növényi csíraplazma megőrzésének fontos módja, különösen a vegetatív növényregenerációhoz felhasználható anyagok karbantartása. Ez lehetővé teszi a kihalás szélén álló növényfajok anyagának megmentését . Ezzel a technikával a növény magja vagy csírája nagyon alacsony hőmérsékleten tartósítható. Jellemzően folyékony nitrogénben -196 ° C-on tárolják.A genetikai anyag mélyhűtésének módszere hatékony a hosszú távú öregedés érdekében. Természetesen a folyékony nitrogénben történő fagyasztás módszere csak a hidegállóságukról ismert fajoknál alkalmazható. [2]
2015-ben kidolgozták a növényekről leválasztott csúcsi sejtek alumíniumlemezeken történő mélyhűtésére szolgáló módszert (D-cryo-plates módszer). E módszer során körülbelül 1 mm teljes hosszúságú apikális sejtmintákat helyeznek egy kriolemezre, és dehidratálják a későbbi fagyasztás céljából. Maga a lemez előre előkészített, megvédi a rögzített mintákat az esetleges ozmotikus hatásoktól. A fagyasztást úgy végezzük, hogy a kriolemezeket folyékony nitrogénbe merített nyitott eppendorfokba helyezzük. [3]
A krioprezervációs módszert a szarvasmarhák csírasejtjeinek megőrzésére alkalmazzák, és fontos részét képezi bizonyos fajtájú lovak és juhok modern mesterséges tenyésztésének. Ugyanakkor gyakorolják az állati szomatikus sejtek mélyhűtését.
Ezt a módszert pollenszemek tárolására használják .
A Pollen Bank használatának előnyei:
A pollen használatának hátrányai:
A pollenminták tégelyben való hosszú távú megőrzéséhez annak kiszárítását (minden nedvesség eltávolítását) veszik igénybe. A virágport hűtőszekrényben, -20°C és 4°C közötti hőmérsékleten tárolják. A virágport legjobban -80°C-on vagy folyékony nitrogénben (-196°C) tárolva tárolják.
Bizonyos óvintézkedéseket kell tenni az ujjmagok rehidratálásakor , hogy ne csökkenjen a növekedési potenciál. A túl alacsony hőmérsékleten történő tárolás szintén ronthatja a pollenszemek életképességét és növekedési potenciálját. [négy]
Ez egy módszer a növények ültetésére a gének megőrzése érdekében, amelyhez mesterségesen építenek ökoszisztémákat . Azok. ezek különleges körülmények között ültetett élő növények, hogy a tudósok hozzáférhessenek a friss genetikai anyaghoz. Ezzel a módszerrel lehetővé válik a különböző fajok növényi genomjainak összehasonlítása és ezeknek a genomoknak a részletes vizsgálata. Ennek a tárolási módnak jelentős előnye is van a pollen vagy magvak konzerválásával szemben: míg mindkét esetben időbe telik az élő szervezet helyreállítása a megőrzött anyagból, addig ebben az esetben a kutatáshoz szükséges anyagot egy élő, termő alatti helyen tárolják. természetközeli körülmények, forma.
Jelentős hátránya ennek a genetikai anyag megőrzési módszernek (élő növényekben), hogy ehhez több hektár földre, minőségi talajra stb. Ezért a genetikai anyag fenntartásának ez a módszere sok erőfeszítést és pénzt igényel. A második fontos hátrány a természeti katasztrófákkal szembeni sebezhetőség a növényvédelem területén. [5]
A tudósok állandó felügyelete alatt álló számos botanikus kert és rezervátum mindegyike terepi génállománynak tekinthető. A trópusi orchidea üvegházak és kertek jó példái a szántóföldi génállománynak, ahol folyamatosan kutatják és nemesítik az új típusú virágokat. Az indiai Orissa államban található Központi Rizskutató Intézetben több mint 42 000 rizsfajtát őriznek meg ezzel a módszerrel .