Aplikovaná botanika ZS 2010/2011

Transkript

1 Aplikovaná botanika ZS 2010/2011 Přednáška 2: Biodiverzita, rostliny planě rostoucí, rostliny pěstované, vzájemné vztahy, ochrana instituce, zákony Univerzita Palackého v Olomouci Přírodovědecká fakulta Katedra botaniky Botanická zahrada

2 Biologická diverzita (biodiverzita) = biologická rozmanitost Označuje všechny varianty a variabilitu, existující mezi živými organizmy uvnitř ekosystémů, v nichž tyto organizmy žijí. Diverzitu lze definovat jako počet všech existujících variant a jejich relativní četnost. Biologická diverzita zahrnuje všechny úrovně projevů života od ekosystémů až po chemické struktury na molekulární úrovni dědičnosti. Technology Assessment (U.S.Congress, Office of Technology Assessment, 1987)

3 Biologická diverzita zahrnuje tři různé aspekty: diverzitu uvnitř druhu diverzitu druhů (počet různých druhů) diverzitu ekosystémů Rostliny, živočichové a mikroorganismy se účastní množství procesů v přírodním prostředí, bez nichž by ani člověk nemohl existovat. Ztrátu biologické diverzity na úrovni dědičnosti označujeme pojmem genetická eroze.

4 Z hlediska hospodářského významu biodiverzita v případě rostlin zahrnuje: rostliny pěstované rostliny planě rostoucí (zvláštní skupina: planě rostoucí příbuzné druhy) vzájemné přechody, vzájemná podmíněnost (rostliny zplaněné, plevele)

5 Zemědělské plodiny Planě rostoucí rostliny plevele pěstované rostliny Domestikace Předzemědělské období (8000 let př.kr.) Primární plodiny Sekundární plodiny Zemědělské období Plané druhy Plevele Primární plevele Sekundární plevele Industrializace (po r.1900) Genetická eroze Vymírání Genetická eroze Zplaňování Genetická eroze Vymizení

6 Příklady: zplanělé (např. Cucurbita spp., Echinocystis lobata) planě rostoucí druhy, příbuzné s pěstovanými: - využití ve šlechtění (např. Lactuca spp., u nás Lactuca serriola) - nežádoucí Daucus carota subsp. carota (mrkvous) blízko Daucus carota subsp. sativus plevelné (invazivní plevele, expanzivní plevele) plevelné nové alternativní plodiny (např. šrucha zelná - Portulaca oleracea, kozlíček polníček Valerianella locusta) plevelné minoritní obilniny (nebo také dříve u nás pěstované, nyní znovuobjevelé) bér vlašský (Setaria italica), Sorghum (čirok), Echinochloa frumentacea (ježatka), Digitaria sanguinea (rosička krvavá), Fagopyrum (pohanka)

7 Genová centra vzniku kulturních rostlin Nejstarší kulturní rostliny pocházejí z původních planých druhů. Člověk svou činností (sklizní rostlin, postupnou částečnou péčí o plané rostliny tj. výběrem, doséváním, odstraňováním konkurenčních rostlin) plané druhy a pozdější polokultury ovlivňoval. Vznik kulturních rostlin je spjat s vývojem člověka zemědělce, tj. člověka usídleného v blízkosti využívaných kultur. Zemědělská revoluce umožnila vznik sídlišť, měst, států a následně moderní kultury.

8 vlivy zemědělské revoluce

9 Genová centra vzniku kulturních rostlin N.I. Vavilov ( ) Botanik, genetik a šlechtitel. Organizoval a vedl vědecké expedice do mnoha oblastí - Středomoří, Írán, Afgánistán, Etiopie, Japonsko, Korea, území Severní, Střed. a Jižní Ameriky v letech Založil světovou sbírku sortimentu kulturních rostlin ( vzorků). Formuloval zákon homologických řad dědičné proměnlivosti. Homologická řada je tvořena skupinou příbuzných rostlinných druhů, u nichž došlo z genetických příčin a vlivem dlouhodobého vývoje v určitém prostředí k vytvoření obdobných (homologických) znaků a vlastností (tvorba určitých obsahových látek, způsob opylování, výskyt určitých typů rezistence či mutací, určitý způsob rozmnožování). Z poznatků o HŘ lze usuzovat na výskyt určitých vlastností v rámci širšího okruhu rodů a usnadnit tak vyhledávání vhodných genetických zdrojů pro šlechtění. Integrující (syntetické) znaky znaky společné výchozím formám kulturních i planých druhů (fylogeneticky starým) a druhům, které z nich vznikly. Centra původu kulturních rostlin (1926), Zákon homologických řad dědičné proměnlivosti (1920), Vědecké základy šlechtění pšenice (1935), Sebrané spisy, genetika a šlechtění (1966). Vytvořil sovětskou školu pěstitelů rostlin, genetiků, a šlechtitelů..

10

11 Centra původu kulturních rostlin (Vavilov 1926) genové centrum = geografická oblast vzniku určitého rostlinného druhu, kde je velká fenotypová rozmanitost forem, podložená rozmanitostí alel původní druhy a variety nerostou rovnoměrně po zeměkouli, ale v určitých oblastech: území vnitrozemská, vysokohorská, náhorní roviny tropů, subtropů a mírného pásma velké výkyvy teplot, silné ultrafialové záření vznik samovolných mutací a hybridů různorodé podmínky v takových územích neumožňují jednostrannou selekci na určité znaky primární gencentrum: oblast, kde se kulturní druh oddělil od planých forem sekundární gencentrum: oblast, kde u kulturního druhu proběhl nebo probíhá proces utváření nových forem (poddruhy, kultivary) a nemusí se zde vyskytovat jeho plané formy

12 vznik a vývoj zemědělských plodin genová centra Nikolaj Ivanovič Vavilov Východní Asie Indie, Indomalajsie Centrální Asie Přední Asie Středozemí Etiopie Jižní Mexiko a Střední Amerika Jižní Amerika - Peru, Ekvádor, Bolívie, ostrov Chiloe, Brazílie, Paraguay

13 Užitkové druhy rostlin vykazují v určitých oblastech světa vysokou genetickou variabilitu, a to nejčastěji tam, kde byl druh poprvé domestikován nebo je stále pěstován v tradičních zemědělských podmínkách (Primack et al. 2001)

14 Vavilovská teorie gencenter Kulturní formy vznikly většinou z většího počtu předchůdců - polyfyletický původ. Stěhování druhů z primárních gencenter do sekundárních; stěhování z Nového světa do Starého světa. Rozdíly ve formách v sek. gencentrech souvisí s různými podmínkami výběru člověka. U některých kulturních druhů existují jen sekundární gencentra. Geografická poloha gencentra. Oddělené areály: geneticky a fenotypicky různé populace. V primárních gencentrech jsou přítomny i plané druhy, spontánním zpětným křížením vznikají nové formy. Mimo gencentra je populace kulturního druhu chudá na formy, díky genetickému driftu. Určité % cizosprašnosti u samosprašných druhů umožní vznik nových rekombinací nových forem.

15 Nové pojetí genových center (J.R. Harlan, 50. léta 20.stol.) Agriculture origins: Centers and non-centers (1971) Centra: Blízký Východ, severní Čína, Mesoamerika (mírný pás) staré zemědělské oblasti x Ne-centra: Afrika, jihovýchodní Asie a Jižní Amerika (tropický pás) mnohem větší, pravá centra domestikace, ale nevíme, v kterých částech přesně domestikace proběhla Gencentra nemusí být shodná s centry diversity, ke změnám genetické diversity dochází v souvislosti s migrací a výměnou informací, tj. s tokem genů Jack R. Harlan ( ) paleobotanik, šlechtitel, genetik

16 Mechanismy evoluce zemědělských plodin Introgrese Vnesení genů jednoho druhu do genomu jiného mezidruhovým a následným zpětným křížením, periodicky se opakující spontánní pronikání genetického materiálu z jednoho druhu do druhého přes úplnou izolační bariéru. Genetický drift Neřízené změny v četnosti alel určité populace. Mohou se projevit u menší populace poklesem velikosti nebo rozložením populace v menší. Působil při introdukci kulturních rostlin. Týká se i nových vlastností vzniklých mutací (ředkvička, růžičková kapusta). Primitivní zemědělská kultura a s tím související nepatrná nebo žádná selekce člověkem. Další mechanismy evoluce pěst. plodin: selekce, hybridizace, šlechtění

17 Klasifikace plodin podle rozšíření v gencentrech Endemité - (Solanum andigenum, Panicum sonorum), centrum původu a centrum variability totožné Semiendemité - (Oxalis tuberosa), centrum variability jasné, domestikace v rámci kontinentu Monocentristé - kávovník, kakaovník; centrum původu a centrum variability totožné, široká domestikace, víme kde vznikly a jak se šířily, ale nemají sekundární genová centra Oligocentristé - pšenice, oves, ječmen, vedle hlavního mají ještě 1-2 sekundární gencentra Polycentristé - sekundární gencentra vznikají tam, kde se člověk usadil a vznikl velký tok genů (Brassica)

18 Plodiny pocházející z Brassica oleracea subsp. oleracea var. botrytis var. asparagoides var. capitata var. gemmifera var. gongylodes var. acephala

19 Vznik zánik druhů Teorie přírodního výběru se opírá o předpoklad, že nové formy a posléze i nové druhy vznikají a udržují se díky nějakým vlastnostem, které je zvýhodní oproti druhům, s nimiž si konkurují; z toho plyne, že hůře přizpůsobené formy téměř nevyhnutelně vymírají. Ch. Darwin (O původu druhů, 1859) především o vzniku druhů poslední doba poznatky o vymírání (extinkci) druhů, způsobených zejména činností člověka

20 Množství ohrožených druhů: taxonomické hledisko (definice a pojetí taxonů) World Conservation Monitoring Centre (WCMC) Cambridge mapy, databáze ohrožených druhů (cca ) International Union for Conservation of Nature and Natural Resources (IUCN): Červená kniha ohrožených druhů rostlin, živočichů a oblastí Poznámka: Conference on Crop Wild Relatives Conservation and Use, Agrigento, Sicily, September 2005: Pokud chceme chránit, musíme poznat taxon.

21 Příčiny ohrožení biodiverzity: činnost člověka ničení, degradace a fragmentace biotopů např. vliv fragmentace prostředí malé populace méně životaschopné - ohroženy (výpočty MVP minimální velikosti populace) např. deštné pralesy 40% všech druhů rostlin a živočichů světa exploatace přírodních zdrojů (také sportovní a komerční lov) transfer nepůvodních druhů rostlin, a živočichů, včetně jejich škůdců expanzivní rostliny (v ČR aktuální např. křídlatka, bolševník, ambrózie, netýkavka žláznatá Impatiens glandulifera) znečištění prostředí (komplex) růst lidské populace nároky na ornou půdu změna pěstitelských technologií (např. sečené louky) likvidace škůdců pěstovaných rostlin likvidace predátorů

22 netýkavka žláznatá Impatiens glandulifera bolševník velkolepý Heracleum mantegazzianum křídlatka sachalinská Reynoutria sachalinensis

23 ambrózie peřenolistá Ambrosia artemisifolia L. Asteraceae Area: General Height: 1-5 feet Frequency: High Blooms: Late Summer

24 Pěstované rostliny - historicky první v centru pozornosti člověka - projev negativních důsledků činnosti člověka - přijetí opatření

25 Pěstované rostliny a jejich rozmanitost Rostlinná diverzita (rozmanitost) = klíčová složka jakéhokoliv zemědělského výrobního systému, dokonce jakéhokoliv ekosystému cévnaté rostliny cca druhů užitkové rostliny : stol. 300 druhů ½ 20. stol druhů druhů druhů druhů z toho jako potrava asi druhů 20 druhů 90% světové produkce potravin Pokud je ohrožena planě rostoucí flóra, je ohrožena i ta, kterou člověk přímo bezprostředně (vědomě) využívá ke svému prospěchu.

26 30 plodin nejdůležitějších pro lidskou výživu: 1. pšenice 2. rýže 3. kukuřice 50% produkce 4. brambory 5. ječmen 6. batáty Ipomoea batatas 7. cassava (maniok) - Manihot esculenta 8. hrozny (ovoce, víno) 9. sója 10. oves 11. čirok (Sorghum sp.) 12. cukrová třtina 13. proso (Panicum miliaceum) 14. banány 15. rajčata 16. cukrová řepa 17. žito 18. pomeranče 19. kokosový ořech 20. bavlník (semena) 21. jablka 22. yam (Dioscorea) 23. arašídy 24. vodní melouny 25. zelí 26. cibule 27. fazole 28. hrách 29. slunečnice 30. mango

27 Šlechtění rostlin: tvůrčí proces směřující k zlepšování genetického základu rostlin tak, aby se zvýšila jejich hospodářská hodnota Odrůda: skupina organismů, které v rámci určitého rostlinného druhu tvoří vyhraněnou skupinu v mezích dané biologické proměnlivosti Odrůda (mezinárodní definice): záměrně pěstovaný porost vyznačující a odlišující se od jiné odrůdy závažnými morfologickými, fyziologickými, cytologickými, chemickými, hospodářskými nebo jinými znaky a vlastnostmi, které jsou pro něj typické a které se při (pohlavním) rozmnožování zachovávají. DUS distinctness uniformity - stability

28 Vývoj šlechtitelských metod: počátky vzniku užitkových rostlin neuvědomělý výběr primitivní empirický výběr bez vědeckých základů 2. pol. 18. stol. průmyslová a vědecká revoluce: šlechtění hosp. zvířat (B. Bakewell, ) hybridizace rostlin (T.A. Knight, ) individuální výběr (L.L. de Vilmorin, ) J.G. Mendel ( ) 20. stol. - rozvoj šlechtitelských metod: základní metoda: křížení a výběr (morfologické, výnosové znaky) zkoušení rozvoj biotechnologií: vzdálená hybridizace (interspecifická, intergenerická) metody překonání nekřižitelnosti: metoda mostu kultivace embryí in-vitro somatická hybridizace (= fůze protoplastů) mutační šlechtění genové manipulace - (GMO) transgenní rostliny

29 Důsledek šlechtitelského procesu genetický základ šlechtění se zužuje efekt nálevky zemědělské velkovýrobní technologie požadavky na vlastnosti odrůd krajové formy (landraces) + exotické genotypy úspěšná šlechtění a dobře adaptované hlavní odrůdy DNA fragmenty 2000? jednotlivé geny růst produktivity odrůd

30 Důsledky zužování genetického základu pěstovaných rostlinných odrůd (druhů): snížení plasticity odrůd (vhodnost pouze pro specifické podmínky) zranitelnost (nestabilita) choroby a škůdci (např. Irsko úrody brambor zničeny plísní hladomor; zemřelo přes milion lidí a ještě více jich emigrovalo do Spojených států; počet obyvatel Irska tak klesl na polovinu) - abiotické vlivy (např. Česká republika zima vymrzání ozimů - zejména zahraničních nevhodně zvolených odrůd pšenice, řepky)

31 ochrana genofondu úmluvy Uchování genofondu rostlin v Evropě - historické mezníky 1890 Vienna - International Agriculture and Forestry Congress Emmanuel Ritter von Proskowetz a Frans Schindler význam krajových odrůd (landraces) pro šlechtění, potřeba poznání genových center, sběru, dokumentace a hodnocení gen. zdrojů 1914 Baur (Německo) varování před genetickou erozí v důsledku rozvoje šlechtění a zemědělské výroby 1920s N.I. Vavilov (VIR, Leningrad) 1950 FAO seznamy genových zásob různých plodin, rozvoj aktivit k jejich využití a introdukci

32 ochrana genofondu úmluvy Uchování genofondu rostlin v Evropě - historické mezníky 1950 FAO seznamy genových zásob různých plodin, rozvoj aktivit k jejich využití a introdukci 1956 EUCARPIA (European Association for Research on Plant Breeding) také Section of Genetic Resources konference FAO rezoluce o významu gen. zdrojů a o nebezpečí genetické eroze 1960 EUCARPIA konference ustavení genové banky brambor 1960 ustavení CGIAR - Consultative Group on International Agricultural Research 1961 Technical Meeting on Plant Exploration and Introduction (Sir Otto Frankel a další) první mezinárodní akční plán návrh na ustavení regionálních center výzkumu genetické diverzity 1964 Izmir (Turecko)

33 1967 FAO/IBPGR Technical Conference on the Exploration, Utilization and Conservation of Plant Genetic Resources (PGR) 1968 ustavení FAO Crop Ecology and Genetic Resources Unit 1968 ustavení EUCARPIA Genebank Committee návrh na ustavení čtyř regionálních genových bank: (1964 Izmir), 1969 Bari, 1970 Braunschweig, 1979 Nordic GB 1974 IBPGR International Board for Plant Genetic Resources (ustaveno CGIAR) 1981 přijetí ECP/GR European Cooperative Programme on Plant Genetic Resources 1983 Československo přistoupení k ECP/GR 1982 ustavení FAO Commission on PGR rezoluce FAO 8/83 International Undertaking on PGR (ratifikace 133 zeměmi) = vypracování globální strategie konzervace a využívání gen. zdrojů (FAO + IPGRI) 1. princip volného sdílení gen. zdrojů farmáři, vzájemná nezávislost zemí a komunit + potřeba spolupráce při ochraně gen. zdrojů 2. vyváženost ochrany prostřednictvím Plant Breeders Rights a možnosti využití odrůd jako gen. zdrojů

34 Zákonné normy pro ochranu biodiverzity zejména planě rostoucích druhů: 1973 Endangered Species Act (USA) ochrana ohrožených druhů v USA i zahraničí, zákaz obchodu s těmito druhy 1980 The World Conservation Strategy formulován IUCN International Union for Conservation of Nature and Natural Resources a WWF a United Nations Environment Program účast téměř 90 států světa

35 UNCED United Nations Conference on Environment and Development Rio de Janeiro Agenda 21 Convention on Biological Diversity = mezinárodní zásady ochrany biodiverzity jako základního a nenahraditelného přírodního zdroje, podmiňujícího život člověka a jeho kvalitu - předmět ujednání: konzervování biologické rozmanitosti, setrvalé užívání jejich složek, spravedlivé rozdělování prospěchu z využívání biologické rozmanitosti - základní principy: zachování národní suverenity států nad přírodními zdroji na jejich území, zajištění uživatelské dostupnosti těchto zdrojů ostatními smluvními partnery, finanční a technologická pomoc rozvojovým zemím chapter 14: Promoting sustainable agriculture and rural development chapter 15: Conservation of biological diversity

36 1993 podpis úmluvy Českou republikou 3. března 1994 přistoupení vstoupilo v platnost (text úmluvy Sbírka zákonů 134/1999)

37 shromažďování a ochrana gen. zdrojů rostlin instituce a systém Convention on Biological Diversity (CBD) (1992) 1. globální dohoda o ochraně biodiverzity a volném a rovném využívání z ní plynoucích výhod Trade Related Aspects of Intellectual Property Rights (TRIPS) World Trade Organization (WTO) ekonomické zájmy vlastnictví a přístup nahradily uchování International Union for the Protection of New Varieties of Plants (UPOV)

38 Cesty jak zmírnit úbytek biodiverzity : podporovat veřejné povědomí o výhodách a nezbytnosti biodiverzity podporovat vědecké a výzkumné projekty na uchování biodiverzity podpora vzdělávacích programů organizace mezinárodního systému parků (měly by pokrývat minimálně 10% zemské rozlohy) kontrola znečištění životního prostředí poskytnout ekonomickou podporu státům (národům) v tropických oblastech omezit nemírnou spotřebu ve vyspělých zemích moderní je dobrovolná skromnost jedna z cest: podpora local food

39 Instituce, zabývající se ochranou fytogenofondu: Vládní instituce (soukromé či státní): výzkumné ústavy univerzity botanické zahrady a arboreta správy rezervací a chráněných oblastí Nevládní instituce (NGO): nevládní a neziskové organizace, zájmová a občanská sdružení Jejich činnost je rozvíjena na regionální, národní nebo mezinárodní úrovni: organizace: např. FAO, IPGRI úmluvy: CITES (Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora) (1973) Convention on Biological Diversity (CBD) (1992)

40 Uchování volně rostoucích (V) i pěstovaných (P) rostlin: in-situ = v místě jejich přirozeného (původního) výskytu ochrana oblastí jejich přirozeného výskytu (V) obnova poškozených nebo zničeních oblastí (V) on farm conservation (P,v) ex-situ = mimo místo jejich přirozeného (původního) výskytu botanické zahrady a arboreta (V,P) banky semen (P,V)

41 Způsob ochrany fytogenofondu: ex situ (položky v genofondových kolekcích) Botanické zahrady a arboreta především planě rostoucí druhy především pěstované druhy in situ Chráněné krajinné celky a regiony Parky Přírodní rezervace a chráněná naleziště Chráněné stromy Genové banky On farm

42 Způsob ochrany fytogenofondu: ex situ (položky v genofondových kolekcích) Botanické zahrady a arboreta především planě rostoucí druhy především pěstované druhy in situ Chráněné krajinné celky a regiony Parky Přírodní rezervace a chráněná naleziště Chráněné stromy Genové banky On farm

43 Ochrana biodiverzity in-situ Organizace pro ochranu přírody příklad ČR Agentura ochrany přírody a krajiny České republiky Olomouc, Lafayettova 13 časopis Ochrana přírody Zákon 114/1992 Sb. o ochraně přírody a krajiny: Ochrana krajiny Ochrana území Druhová ochrana

44 Červené seznamy V současnosti se připravují nové Červené seznamy pro jednotlivé skupiny organismů vyskytujících se v ČR podle kritérií Světového svazu ochrany přírody (IUCN) z roku Tato kritéria byla vytvořena tak, aby mohla být použita pro hodnocení rozdílných taxonomických skupin, pro některé skupiny však byla mírně modifikována (cévnaté rostliny, mechorosty). Kritéria IUCN zohledňují ohrožení druhů v současnosti i perspektivy do budoucna, možnost dalšího ovlivnění, variabilitu a populační dynamiku i úroveň jejich poznání. Podle těchto kritérií jsou jednotlivé taxony zařazeny do kategorií určujících stupeň ohrožení.

45 Pro cévnaté rostliny jsou používány modifikované kategorie a kritéria A Vyhynulé taxony: A1 Vyhynulé (EX) A2 Nezvěstné (missing) A3 Nejasné případy (missing) C Ohrožené taxony: C1 Kriticky ohrožené (CR) C2 Silně ohrožené (E) C3 Ohrožené (VU) potenciálně ohrožené (LR) C4 Vzácnější taxony vyžadující pozornost Taxony, o nichž jsou nedostatečné údaje (DD) Literatura: IUCN (1994): IUCN Red List categories. IUCN Gland Switzerland, 21 pp.iucn (1994): IUCN Red List categories and criteria as adopted by IUCN Council. IUCN Gland Switzerland, 16 pp. Kontaktní osoba: Mgr. Karel Chobot, karel_chobot@nature.cz

46 Natura 2000 v České republice Natura 2000 je soustava lokalit chránících nejvíce ohrožené druhy rostlin, živočichů a přírodní stanoviště (např. rašeliniště, skalní stepi nebo horské smrčiny apod.) na území EU.

47 Cíle soustavy Natura 2000 Ochrana biologické rozmanitosti prostřednictvím zachování nejhodnotnějších přírodních lokalit na území Evropské unie. Ochrana nejvíce ohrožených druhů rostlin, živočichů a přírodních stanovišť v rámci Evropské unie. Zachování, popř. zlepšení celkového stavu přírodních stanovišť a druhů rostlin a živočichů na území České republiky. Sladění zájmů ochrany přírody s šetrným hospodařením v příslušných lokalitách. Začlenění cenných přírodních lokalit v České republice do celoevropského přírodního dědictví.

48 Kdo odpovídá za vytvoření soustavy Natura 2000 v České republice? Za celkovou přípravu soustavy Natura 2000 v České republice odpovídá Ministerstvo životního prostředí, které pověřilo přípravou odborných podkladů Agenturu ochrany přírody a krajiny České republiky. Kde získáte další informace? Další informace a kontakty získáte na internetové adrese: infolinka Ministerstvo životního prostředí České republiky, Vršovická 65, Praha 10, tel: Správa CHKO České republiky, Kaplanova 1931, Praha 4, tel: Agentura ochrany přírody a krajiny ČR, Kališnická 4-6, P. O. Box 85, Praha 3, tel:

49 Způsob ochrany fytogenofondu: ex situ in situ (položky v genofondových kolekcích) Botanické zahrady a arboreta především planě rostoucí druhy Chráněné krajinné celky a regiony Parky Přírodní rezervace a chráněná naleziště Chráněné stromy především pěstované druhy Genové banky On farm

50 Genové banky IPGRI (1974) International Plant Genetic Resources Institute (Rome, Italy), nyní Bioversity International člen CGIAR poslání: podpora uchování a využití genových zdrojů rostlin struktura: rada Řím (Itálie) regionální skupiny: Americas Asia, Pacific, Oceania Europe Sub-Sahara Africa West Asia and North Africa tématické skupiny: Genetic Diversity Germplasm Maintenance and Use Documentation, Information and Training projekty networks: např. ECP/GR working groups: 1. cereals: Avena, Barley, Wheat 2. forages: Forages 3. fruits: Malus Pyrus, Prunus, Vitis 4. oil and protein crops: grain legumes 5. sugar, starch, fibre crops: Beta, fibre crops (flax, hemp), potato 6. vegetables, MAP: Allium, Brassica, Cucurbits, Leafy Vegetables, Medicinal and Aromatic Plants Solanaceae, Umbelifer crops informace: ročenky, publikace, databáze kolekcí, výukový materiál Vavilov-Frankel Fellowship

51 Národní program konzervace genofondu rostlin v České republice ECP/GR vyhlášen v roce 1980 od 1983 přistoupení Československa UNCED United Nations Conference on Environment and Development Rio de Janeiro Agenda 21 Convention on Biological Diversity 1993 podpis úmluvy Českou republikou 3. března 1994 přistoupení vstoupilo v platnost (text úmluvy Sbírka zákonů 134/1999) Národní program konzervace genofondu rostlin využitelných v zemědělství v České republice Ministerstvo zemědělství ČR Výzkumný ústav rostlinné výroby v Praze Ruzyni role národního koordinátora, pracoviště Olomouc, Karlštejn účast 10 státních i soukromých institucí: Kroměříž, Šumperk, Zubří, Opava, Holovousy, Lednice na Moravě, Troubsko, Havlíčkův Brod, Žatec, Průhonice EVIGEZ evidence cca položek všech běžně pěstovaných zemědělských plodin každá instituce (smlouvy s MZe ČR prostřednictvím VÚRV): sběr, introdukce, regenerace, popis, uložení, poskytování vzorků Zákon 148/2003 Sb. o konzervaci a využívání genetických zdrojů rostlin a mikroorganismů významných pro výživu a zemědělství

52 Národní genová banka ve VÚRV Praha-Ruzyně (1988) Zajišťuje střednědobé a dlouhodobé uchování veškerých semeny množených genetických zdrojů z českých plodinových kolekcí a zprostředkovává jejich výměnu s podobnými pracovišti v zahraničí. Kapacita 93 tisíc vzorků a jsou zde uskladněny i vzorky z jiných pracovišť. Je zde uloženo asi vzorků semen popsaných informačním systémem EVIGEZ. Vzorky semen jsou skladovány ve dvou teplotních režimech a to 18 C pro základní kolekci a 5 C pro aktivní kolekci. Základní kolekce je uchovávána jako dlouhodobá rezerva pro budoucnost; z aktivní kolekce jsou vzorky distribuovány uživatelům. Vzorky semen a odpovídající informace jsou poskytovány na základě žádostí a jsou určeny k výzkumnému, šlechtitelskému nebo výukovému použití. Na Slovensku je to genová banka v Piešťanech otevřená v 1997 (rovněž vzorků). V naší republice je shromážděno asi vzorků na 14 pracovištích.

53 Evidence genetických zdrojů rostlin Český informační systém Výzkumný ústavu rostlinné výroby v Praze - speciální uživatelský program pro GZR v bývalém Československu využíván v České republice v síti 11 spolupracujících institucí (lokalizovaných na 14 pracovištích) v rámci Národního programu konzervace a využití genetických zdrojů rostlin Pasportní data - základní informace o genetickém zdroji Popisná data - charakterizace a vlastní hodnocení (podrobné hodnocení morfologických, fenologických, biologických a hospodářských znaků ve stupních 1-9, na základě národních klasifikátorů, které jsou v současnosti vypracovány pro 28 plodin) Skladová dokumentace genové banky VÚRV - centrální dokumentace genetických zdrojů rostlin (GZR) českých kolekcích

54 Ochrana fytogenofondu zemědělských plodin v České republice

55 Sortiment genofondu kulturních rostlin v České republice VÚRV Praha-Ruzyně Obiloviny včetně kukuřice, alternativní obilniny Mezinárodní kolekce slunečnice ECP/GR Evropská databáze pšenice (EWDB ) Genová banka VÚRV v Olomouci Zeleniny; kořeninové, aromatické a léčivé rostliny Mezinárodní kolekce česneku (Allium sp.) Výzkumná stanice vinařská Karlštejn Polní GB - réva vinná Zemědělský VÚ Kroměříž Jarní ječmen, oves, žito, pracovní kolekce pšenice Agritec Šumperk Luskoviny, len a další technické plodiny Mezinárodní databáze lnu (ESCORENA) Výzkumná stanice travinářská Zubří Trávy včetně planých ekotypů, ECP/GR Evropská databáze - Trisetum flavescens, Arrhenatherum elatius

56 Sortiment genofondu kulturních rostlin v České republice VÚ olejnin Opava Řepka, hořčice, mák VÚ ovocných dřevin Holovousy Ovocné dřeviny a další drobné bobulovité ovoce MZLU-ZF Lednice Meruňky, broskve, mandloně, réva vinná VÚ bramborářský Havlíčků Brod Brambor včetně planých a příbuzných druhů) - in vitro kolekce bramboru VÚ pícninářský Troubsko Pícniny včetně perspektivních planých druhů - mimo trav Chmelařský institut Žatec Chmel, polní kolekce chmele VÚ okrasného zahradnicví Průhonice Okrasné rostliny, in vitro kolekce Rhododendron Vinařská stanice Znojmo Réva vinná, polní kolekce

57 Databáze na serveru VÚRV: ECP/GR European Wheat Database (EWDB)- Evropská databáze pšenice ( ECP/GR European Arrhenatherum and Trisetum Database - Evropská databáze ovsíku a trojštětu ( Webová stránka Národního programu - Důležité dokumenty a (odkazy

58 Botanické zahrady - současnost: instituce: soukromé, státní (Museum of Natural History), města, university poslání: výuka, podpora výzkumných aktivit, osvěta (propagace), výchova, ochrana rostlin, výstupy: Index Seminum a katalogy botanických zahrad, výstavy, expertní činnost Mezinárodní síť botanických zahrad: International Association of Botany Gardens, Botanic Gardens Conservation International Botanické zahrady v České republice

59 Unie botanických zahrad České republiky 2005 Průhonice občanské sdružení sídlo Bot. zahrada hl.m. Prahy v Troji Stanovy kontakt na BGCI

60 Nevládní organizace Non-governmental organizations (NGOs) kolekce starých odrůd, krajových odrůd pěstování, výměna, výstavy, propagace obvykle spojeno s hobby- gardeners (zahrádkáři) s organickým zemědělstvím příklady: UK: Heritage Seed Library Austria: Arche Noah Eire: Irish Seed Savers Association Finland: SESAM,Grandmother s Plants France: Ecomusée de la Corneuve, Plantes et Fruits Brayons Terre Vivante, Club Memoire Verte Centre Régional de Resources Génétiques The Netherlands: Stichting het Hof van Eden Switzerland: Pro Species Rara USA: Seed Savers Exchange Czech Republic: PRO-BIO

61 Crop wild relatives planě rostoucí druhy, příbuzné druhům pěstovaným PGR Forum, projekt EC - 5th Framework Programme workshop a konference září 2005 Agrigento, Sicílie: 1. vytvoření mezinárodní platformy ochrany CWR, které tvoří asi 70% všech druhů rostlin 2. vytvoření mezinárodního akčního plánu 3. vznik databáze CWR, jejich výskytu, zastoupení v kolekcích ex-situ 4. strategie ochrany CWR in-situ 5. nutnost (dočasného) uchovávání některých CWR ex-situ

62 Doporučená literatura: Briggs D., Walters S.M., Proměnlivost a evoluce rostlin. Z originálu vydaného Cambridge University Press (1984, 1997) překlad Havránek P., Rybka V., Konvička O., Univerzita Palackého, Olomouc, Domin K., Užitkové rostliny. Dotlačil L., Stehno Z., Fáberová I., Holubec V. (eds.) Rámcová metodika Národního programu konzervace a využívání genetických zdrojů rostlin a agro-biodiverzity. Genetické zdroje č. 90, Výzkumný ústav rostlinné výroby Praha (available on the )Global Strategy for Plant Conservation Secretarial of the Comnvention on Biological Diversity. International Agenda for Botanical gardens in Conservation, published by Botanical Gardens Conservation International, Raven P.H., Berg L.R., Johnson G.B., Environment. Saunders College Publishing, USA. Schwanitz F.,1969. Vývoj kulturních rostlin, SZN Praha. Materiály CWR, PGR Forum.