En genbank er en type biodepot, hvori genetisk materiale opbevares . Materialet kan bevares i mange former, men den mest almindelige konserveringsmetode i moderne genbanker er kryokonserveringsmetoden . Ved hurtig nedfrysning med flydende nitrogen ved -196°C er det muligt at bevare det genetiske materiale fra celler af forskellig oprindelse til yderligere eksperimenter. Når materialet afrimes, kan der opstå visse mekaniske skader på cellematerialet, men metoden med frysning ved lave temperaturer bruges stadig som hovedmetoden inden for materialekonservering. Der er også andre, mindre langsigtede måder at bevare materialet på med valg af optimale forhold og opbevaring uden frysning. Så fragmenter tages fra koraller, som derefter opbevares i vandtanke under menneskekontrollerede forhold.
Metoden til konservering af cellulært materiale og lagring af celler i genbanker bruges i botanik , zoologi , patologisk fysiologi , medicin samt landbrug og dets branche- dyrehold .
Plantegenebanker opbevarer frosne prøver af forskellige plantevæv, høstede frø eller indsamlet plantepollen . For dyr er det muligt at nedfryse sæd og æg i zoologiske frysere. I planter er det muligt at optø materialet og fordele det fra frø , pollen eller individuelle celler , men hos dyr er der brug for en levende hun til kunstig befrugtning og genopretning af en levende organisme fra det materiale, der er lagret i banken. Selvom det kan være svært at bruge frosset dyresperm og æg, er der mange eksempler på vellykkede forsøg af denne art.
For at bevare landbrugets biodiversitet bruges genbanker til at bevare plantegenetiske ressourcer fra større landbrugsafgrøder og deres vilde slægtninge.
Frøbanken holder tørre frø ved en meget lav temperatur. Sporer og pteridofytter bevares i frøbanker, men andre frøløse planter, såsom knolde , kan ikke bevares på denne måde.
Der er mange genbanker rundt om i verden, men den måske mest kendte er World Seed Vault på Svalbard , der blev oprettet på initiativ af FN i 2006. En af de første vigtige genbanker var VIR-plantefrøsamlingen (250 tusind prøver fra 1940), indsamlet af den sovjetiske botaniker N. I. Vavilov og hans kolleger som et resultat af 110 botaniske og agronomiske ekspeditioner rundt om i verden. Den største frøbank, målt efter antal individuelle tiltrædelser, i verden er International Rice Research Institute i Manila . I 2007 begyndte Israel Seed Bank også sit arbejde , hvis formål er at indsamle og bevare frø og genetisk materiale fra palæstinensiske planter for at bevare floraen fra territoriet, som konstant er udsat for menneskeskabte påvirkninger, der kan ødelægge artsdiversiteten . Denne tendens kan fortsætte i fremtiden: forskellige lande vil skabe deres egne frøbanker, klassificeret efter de økosystemer , hvori planter vokser.
Ifølge denne teknik bevares knopperne og meristemcellerne under et bestemt lys- og temperaturregime i et næringsmedium. Denne metode bruges til at bevare frøløse planter og planter, der formerer sig ukønnet.
Metoden til vævskonservering bruges hovedsageligt inden for medicin . I øjeblikket er den mest effektive tilgang til at bevare humant væv til kliniske formål at opbevare de indsamlede prøver ved lave temperaturer.
Vævsprøver udtages fra menneskelige kadavere inden for 12 timer, hvis kroppen opbevares under ikke-kølede forhold, eller inden for 24 timer, hvis kroppen opbevares i køleskab. Blod tages fra lårbensvenen. Tynde vævsprøver fra huden adskilles ved hjælp af et elektrodermatom . De opsamlede vævsprøver vaskes i en natriumchloridopløsning . Prøver til opbevaring i vævsbanken skal have en størrelse på 1-2 cm 2 . Alle indsamlede prøver skal mærkes korrekt og sendes til vævslevedygtighedsanalyse. Prøverne, der har bestået denne analyse, opbevares ved 4°C i et køleskab.
I de fleste tilfælde bruges lårbenshovedet til at indsamle knogleprøver . [en]
Kryokonservering er en vigtig måde at bevare plantekimplasma på, især vedligeholdelse af materiale, der kan bruges til vegetativ plantefornyelse. Dette giver dig mulighed for at gemme materialet af plantearter, der er på randen af udryddelse . Ved hjælp af denne teknik bevares plantefrøet eller kimen ved meget lave temperaturer. Typisk opbevares det i flydende nitrogen ved -196 ° C. Metoden til kryokonservering af genetisk materiale er effektiv til langvarig aldring. Naturligvis kan metoden til frysning i flydende nitrogen kun anvendes på arter kendt for deres kolde hårdførhed. [2]
I 2015 blev der udviklet en metode til kryokonservering af apikale celler adskilt fra planter på aluminiumsplader (D-kryo-plademetoden). Under denne metode anbringes prøver af apikale celler med en samlet længde på ca. 1 mm på en kryoplade og dehydreres til efterfølgende frysning. Selve pladen er præpareret og beskytter de faste prøver mod potentielle osmotiske effekter. Frysning udføres ved at placere kryoplader i åbne eppendorfs nedsænket i flydende nitrogen. [3]
Kryokonserveringsmetoden bruges til at bevare kønsceller fra kvæg og er en vigtig del af moderne kunstig avl af heste og får af visse racer. Samtidig praktiseres kryokonservering af animalske somatiske celler.
Denne metode bruges til opbevaring af pollenkorn .
Fordele ved at bruge pollenbanken:
Ulemper ved at bruge pollen:
For langtidsbevaring af pollenprøver i en krukke tyr de til dens dehydrering (fjernelse af al fugt). Pollen opbevares i køleskabe ved temperaturer fra -20° C til 4° C. Pollen bevares bedst ved at opbevare det ved -80° C eller i flydende nitrogen (-196° C).
Der skal tages visse forholdsregler ved rehydrering af fingerfrø for ikke at reducere vækstpotentialet. Opbevaring ved for lave temperaturer kan også forringe pollenkorns levedygtighed og vækstpotentiale. [fire]
Dette er en metode til at plante planter for at bevare gener, som økosystemer er bygget kunstigt til. De der. det er levende planter plantet under særlige forhold, så forskerne har adgang til frisk genetisk materiale. Med denne metode er det muligt at sammenligne plantegenomer fra forskellige arter og studere disse genomer i detaljer. Denne opbevaringsmetode har også en væsentlig fordel i forhold til bevarelse af pollen eller frø: mens det i begge andre tilfælde tager tid at genoprette en levende organisme fra det konserverede materiale, opbevares materialet til forskning i et levende, der vokser under forhold tæt på naturlig, form.
En væsentlig ulempe ved denne metode til at bevare genetisk materiale (i levende planter) er, at denne metode kræver flere hektar jord, kvalitetsjord mv. Derfor kræver denne metode til at vedligeholde genetisk materiale en stor indsats og penge. Den anden vigtige ulempe er sårbarheden fra naturkatastrofer i plantebeskyttelsesområdet. [5]
Hver af de talrige botaniske haver og reservater under konstant tilsyn af videnskabsmænd kan tages som en feltgenpulje. Tropiske orkidédrivhuse og haver er et godt eksempel på en feltgenpulje, hvor der løbende forskes og avles nye typer blomster. Over 42.000 sorter af ris er konserveret ved hjælp af denne metode på Central Rice Research Institute i den indiske delstat Orissa .