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CRIOCONSERVAZIONE

Nell'ultimo decennio sono state sviluppate tecniche in vitro in grado di contribuire alla conservazione delle risorse genetiche (conservazione di tessuti vegetali, plantule o propaguli su substrati sterili e in condizioni controllate) attraverso metodologie innovative. Si tratta di sistemi di conservazione che sfruttano la bassa temperatura per operare una conservazione in grado di interrompere l'accrescimento degli organismi vegetali senza, con questo, influenzarne negativamente la funzionalità biologica. Tali tecniche si sono diffuse con l'obiettivo di poter disporre di sistemi in grado di conservare molto materiale in uno spazio più limitato, contenendo, così, le notevoli spese di gestione delle collezioni in vivo.

Lo svantaggio principale della tecnica in vitro è la breve durata della conservazione e la grande mole di lavoro richiesta, resa necessaria dalla frequenza dei trasferimenti periodici del materiale ad un mezzo di conservazione fresco.

coltura fresco. Inoltre sono necessari laboratori appositamente equipaggiati e personale con un elevato livello di specializzazione. Per superare, almeno in parte, queste problematiche, sono state sviluppate metodiche che consentono condizioni di crescita lenta, che riducono la necessità di trasferimento allungando i tempi tra le singole operazioni. Il vantaggio rispetto alla conservazione in campo è la maggiore efficienza di conservazione, intesa come numero di campioni per unità di spazio. Questo sistema di conservazione, quindi, consente di conservare una ragionevole variabilità entro popolazioni (Gagliano et al., 2008). Uno dei problemi che può affliggere le accessioni conservate in vitro, è l'insorgenza di varianti somaclonali, ovvero di modificazioni su base genetica (mutazioni) o epigenetica che sono trasmesse alle generazioni successive, alterando la struttura genetica della varietà/accessione. Un altro problema è legato alla

La sanità delle colture è fondamentale per evitare l'inquinamento e la perdita del campione. Recentemente sono stati sviluppati sistemi di conservazione in vitro chiamati "crescita rallentata" (slow growth tissue storage). Questi sistemi prevedono la conservazione di espianti vegetali a basse temperature (~ 4°C) e al buio per un periodo di tempo variabile da pochi mesi a un paio di anni, a seconda della specie. Una volta ripristinate le condizioni di crescita in vitro, gli espianti riprendono l'attività di proliferazione e possono essere moltiplicati e acclimatati.

Tuttavia, queste tecniche presentano alcuni limiti. Da un lato, c'è il rischio di mutagenesi, anche se ridotto, che potrebbe alterare il materiale vegetale conservato. Inoltre, la conservazione in vitro richiede un'attenta gestione delle condizioni ambientali, come la temperatura e l'illuminazione, per garantire la sopravvivenza e la crescita degli espianti.

della crioconservazione consiste nel congelare i campioni biologici utilizzando azoto liquido a temperature estremamente basse. Questo permette di preservare le cellule, i tessuti o gli organi per lunghi periodi di tempo, mantenendo intatte le loro caratteristiche biologiche. La crioconservazione è particolarmente utilizzata nel campo della ricerca scientifica e della conservazione della biodiversità. Ad esempio, permette di conservare campioni di sperma, oociti e embrioni di animali per preservare la loro linea genetica o per scopi riproduttivi. Nelle piante, la crioconservazione può essere utilizzata per conservare campioni di semi, tessuti o cellule vegetali, al fine di preservare specie rare o minacciate. Questa tecnica richiede l'utilizzo di attrezzature specializzate, come contenitori criogenici e strumenti per la manipolazione dei campioni. Inoltre, è necessario seguire protocolli specifici per garantire la corretta conservazione dei campioni. La crioconservazione rappresenta un importante strumento per la conservazione della biodiversità e per la ricerca scientifica. Grazie a questa tecnica, è possibile preservare e studiare campioni biologici anche a distanza di anni o decenni dalla loro raccolta, consentendo così di approfondire le conoscenze sulle diverse specie e di sviluppare nuove strategie per la loro conservazione.consiste nel prelievo di espianti vegetali dalle accessioni da conservare e, dopo opportuni trattamenti con sostanze crio-protettive, nell'immersione degli stessi in azoto liquido con interruzione delle funzioni vitali che potranno essere riprese una volta che le condizioni di crescita dovessero essere ristabilite. Per alcune culture (aglio, menta, patata, ecc.) le tecniche di crioconservazione hanno consentito di ottenere ottimi risultati. Il maggior limite di questa tecnica è la necessità di avere sempre disponibili buone riserve di azoto liquido. Piccole collezioni di propaguli in crioconservazione sono già presenti anche in Italia, ma, al momento, non sono in grado di sostituire le collezioni in campo. Rientrano nel settore della crioconservazione anche: Banche di DNA. Un metodo per conservare materiale genetico è quello di mantenere il DNA estratto dalle piante. È un metodo alternativo a quelli classici, perché non consente di rigenerare il materiale vegetale, ma permette di conservare l'informazione genetica delle piante. Le banche di DNA sono importanti per la conservazione della diversità genetica delle specie vegetali e per la ricerca scientifica.materiale di partenza, ma si propone come un sistema complementare per meglio comprendere le informazioni contenute nei genomi delle piante conservate. Inoltre, questa metodica consente di conservare sequenze di DNA di riferimento in grado di certificare le varietà. Questa possibilità è di grande interesse soprattutto per la protezione da frodi commerciali, soprattutto nel caso di prodotti certificati e protetti da un marchio di tutela ed in eventuali programmi di miglioramento genetico. I campioni di DNA, congelati in azoto liquido (-196°C circa), sono successivamente conservati a -80°C in appositi congelatori. Banche di polline. È possibile conservare il polline, che però permette la conservazione del solo corredo aploide paterno. Similmente alla banca del seme animale, la tecnica si basa sulla conservazione del genotipo paterno da usare per fecondare piante madri, da cui recuperare genotipi che portano anche i geni del genitore maschile. Il pollineè facilmente congelabile senza eccessive precauzioni, se non quella di evitare la formazione di cristalli di ghiaccio nella cellula pollinica, e viene conservato a -80°C come il DNA. Il vantaggio di questa forma di conservazione è che pochi milligrammi di polline contengono migliaia di granuli pollinici e, potenzialmente, possono generare centinaia di individui, per cui è il sistema a più elevata densità di conservazione. Inoltre ha costi di gestione relativamente bassi. Banche di tessuti. Alcune specie vegetali, in determinate condizioni colturali, possono produrre strutture simili agli embrioni, definite "embrioni somatici" in relazione alla loro origine. Da questi organi possono essere ottenuti - attraverso opportune condizioni - cloni delle piante che li hanno generati. Anche gli apici vegetativi, o meglio le loro poche centinaia di micron apicali, ed altri tessuti meristematici della pianta possono essere utilizzati per rigenerare una.

La pianta identica a quella da cui sono stati prelevati i tessuti è in genere formata da poche decine di cellule e deve essere preservata dalla morte per disidratazione e/o carenza di elementi nutritivi. Si ricorre quindi ad un profondo congelamento in azoto liquido, previo trattamento con agenti che impediscano la formazione di ghiaccio intracellulare. Fra le diverse tecniche utilizzate si sta oggi affermando l'incapsulamento in alginato di sodio, che ha dato buoni risultati con numerose specie e consente una buona percentuale di recupero dopo conservazione in azoto liquido. Si sta sperimentando anche la conservazione di semi ultra-secchi in azoto liquido per allungarne il periodo di conservazione.

LA SVALBARD GLOBAL SEED VAULT

La Seed Vault è gestita in partnership dal governo della Norvegia, dal Nordic Genetic Resource Center (NordGen) e dalla Global Crop Diversity Trust (Trust). NordGen è un istituto regionale pubblico sostenuto dai governi dei paesi

nordici e la Trust è un'organizzazione internazionale indipendente con sede a Bonn.

Il ministero norvegese dell'agricoltura e degli alimenti è l'autorità legale responsabile della Seed Vault e la sua attività è sorvegliata da un consiglio consultivo internazionale costituito da esperti tecnici e politici internazionali che rappresentano, tra l'altro, la FAO, le genebanks nazionali, la CGIAR e la direzione Corpo del Trattato Internazionale sulle Risorse Fitogenetiche per l'Alimentazione e l'Agricoltura (ITPGRFA).

La Seed Vault fornisce gratuitamente, a lungo termine, l'archiviazione di duplicati da banche del germoplasma in tutto il mondo e lavora come polizza assicurativa contro la perdita incrementale o catastrofica delle collezioni originali. Al suo quinto anniversario nel febbraio 2013, la raccolta era pari a 774.601 campioni di sementi, provenienti dal 95% degli stati membri dell'ONU.

La Svalbard Global Seed Vault

È stata creata con l'obiettivo di fornire una rete di sicurezza per il sistema internazionale di conservazione delle Risorse Genetiche Vegetali e contribuire a garantire la massima quantità di diversità genetica vegetale di importanza per l'umanità a lungo termine in modo conforme alle ultime conoscenze scientifiche e alle tecniche più appropriate.

Svalbard è considerato per molti versi una posizione unica, ideale per una struttura globale. Svalbard ha il clima e la geologia perfetti per lo stoccaggio a freddo sotterraneo. A causa del permafrost, la temperatura naturale non supera i -4 °C; l'arenaria è stabile ai fini della costruzione ed ha un basso contenuto di radiazioni. Inoltre, le isole Svalbard sono dotate di ottime infrastrutture in termini di strade e di energia elettrica, così si è sostenuto che sia la costruzione del deposito di sementi e il suo mantenimento non dovrebbe porre grossi problemi.

La Seed

Vault ha la capacità di contenere semi per un totale di 4,5 milioni di varietà. Ogni varietà contiene in media 500 semi, pertanto possono essere conservati un massimo di 2,5 miliardi di semi. Attualmente, la Seed Vault possiede più di 880.000 campioni, provenienti da quasi tutti i paesi del mondo. A partire da varietà uniche di principali prodotti alimentari africani e asiatici come il mais, il riso, il frumento e il sorgo, alle varietà europee e sudamericane di melanzane, lattuga, orzo e patate. Infatti, la Seed Vault possiede già la più diversificata raccolta di semi di colture alimentari nel mondo. L'obiettivo del Seed Vault è salvaguardare il maggior numero possibile di materiali genetici, evitando inutili duplicazioni. Per una panoramica completa dei campioni memorizzati nella Seed Vault, si può visitare il database pubblico online di NordGen. Il sistema di raffreddamento assicura una temperatura di -18 °C per

Una conservazione ottimale dei semi, che vengono immagazzinati e sigillati in pacchetti, è fondamentale per garantire la loro freschezza e vitalità nel tempo.