Kultūraugu gēnu banka - īpaša sēklu glabātuve
Latvijas kultūraugu gēnu banka Salaspilī, Latvijas Universitātes (LU) Bioloģijas institūta Augu ģenētikas laboratorijas paspārnē darbojas kopš 1998. gada. Tās uzdevums ir saglabāt nākamajām paaudzēm Latvijas izcelsmes kultūraugu ģenētiskos resursus, citiem vārdiem, tādus gēnus un to kombinācijas, kuri tuvākā vai tālākā nākotnē varētu būt noderīgi pētniekiem, selekcionāriem un, galu galā, arī praktiskajiem lauksaimniekiem.
Dzīvniekiem, tostarp arī cilvēkam, gēnus saglabāt nemaz nav tik viegli: jāmāk tos izdalīt no šūnas kodola ar dažādiem sarežģītiem paņēmieniem un uzglabāt ļoti specifiskos apstākļos. Vēl grūtāk pēc tam šos gēnus likt lietā, izmantot turpmākiem zinātniskajiem pētījumiem. Savukārt augiem daba ir radījusi unikālu orgānu - sēklas, kas koncentrētā veidā satur visus organisma gēnus. Adekvātos, vispiemērotākos un labvēlīgākos apstākļos tās var uzglabāties ļoti ilgstoši un no tām dabiskā ceļā ir iegūstams pilnvērtīgs indivīds. Tāpēc Latvijas kultūraugu gēnu banka būtībā ir attiecīgo sēklu glabātuve.
Lai sēklas varētu ilgstoši uzglabāt, tās ir pareizi jāapstrādā. Galvenais nosacījums - jāatbrīvo no liekā mitruma, bet tas jādara ļoti saudzīgi, īpašā kamerā ar praktiski sausu gaisu 15°-18°C temperatūrā. Izžāvētās sēklas tiek ievietotas hermētiski aizlodētās alumīnija folijas paciņās un uzglabātas saldētavās - 18°C temperatūrā. Citu augu gēnu banku pieredze rāda, ka šādā veidā sēklas nezaudē savu dīgtspēju vismaz vairākus desmitus gadu.
Kas glabājas Latvijas gēnu bankā
Pašlaik Latvijas kultūraugu gēnu bankā glabājas aptuveni 1000 paraugu, kas reprezentē 42 augu sugas. Tas ir daudz vai maz? Salīdzinot, piemēram, ar vienu no vecākajām pasaules augu gēnu bankām - N. Vavilova Augkopības institūtu Sanktpēterburgā, kur katalogā ir uzskaitīti aptuveni 300 tūkst. paraugu (daudzi gan šaubās, vai pēc visiem satricinājumiem, kas institūtu skāruši pēdējos desmit gados, tur ir saglabājušies vairāk par 100 tūkst. paraugu), tas var likties niecīgs skaitlis. Tomēr mūsu uzdevums nav saglabāt visas pasaules iespējamo ģenētisko daudzveidību, bet tikai Latvijas izcelsmes. Un no tāda skatupunkta šis skaitlis - 1000 paraugu - mūsu nelielajai valstij vairs nešķiet tik nenozīmīgs.
Pašlaik Latvijas kultūraugu gēnu bankā glabājas viss pieejamais Latvijas ģenētiskais izcelsmes materiāls tām kultūrām, kuras tiek pavairotas ar sēklām. Tas ietver kā profesionālo selekcionāru izveidotās šķirnes, tā arī tā dēvētās tautas selekcijas jeb vietējās šķirnes (to gan ir saglabājies gaužām maz) un dažas labākās selekcionāru un zinātnieku izveidotās līnijas. Šajā klāstā ir lielākā daļa no tām šķirnēm, kuras tika izveidotas apmēram 80 gadu ilgajā Latvijas profesionālās selekcijas gaitā, savukārt lielākā daļa no vietējo miežu, rudzu, linu, āboliņu un citu kultūru vecajām vietējām šķirnēm neatgriezeniski ir zudušas.
Tomēr vēl pastāv iespēja atrast Latvijas izcelsmes materiālu kādā no vecākajām pasaules gēnu bankām (šo procesu sauc par repatriāciju). Piemēram, tā jau ir atgūti atsevišķi linu, miežu un auzu paraugi. Ļoti svarīgs ir nesen noslēgtais līgums ar jau minēto N. Vavilova institūtu Krievijā, jo PSRS laikos tieši tas bija vienīgais institūts, kas nodarbojās ar augu ģenētisko resursu saglabāšanu visas lielās impērijas robežās. Šā institūta elektroniskā datu bāze uzrāda vairāk nekā 400 tādu Latvijas izcelsmes paraugu, kuru nav mūsu gēnu bankā. Cik no šiem paraugiem ir praktiski pieejami, kļūs skaidrs 2004. gada sākumā.
Kā banku papildina ekspedīcijas
Otrs svarīgs Latvijas kultūraugu gēnu bankas papildināšanas avots ir ekspedīcijas. Liela uzmanība tiek pievērsta mūsu lopbarības augu dabiskajām populācijām. Tajās var sastapt kā no kultivētajiem laukiem aizbēgušas un vietējiem apstākļiem pielāgojušās formas, tā arī kultūras formu savvaļas radiniekus. Kaut varbūt ne vienmēr ar pietiekamu ražību un apmierinošu kvalitāti, tomēr savvaļas īpatņi var būt apveltīti ar izcilu pielāgotību (slimību izturība, ziemcietība utt.) vietējiem apstākļiem, un tāpēc tie var kalpot par neaizstājamu selekcijas izejmateriālu. Šādas savvaļas formas var būt kādu negaidītu īpašību nosakošu gēnu nesējas, par kurām mēs pašlaik vēl nevaram pat iedomāties.
Ekspedīciju jomā īpaši aktīvi ir LLU Skrīveru Zinātnes centra zinātnieki, kuri pēdējos gados ir savākuši vairākus simtus paraugu - apsekojot visus Latvijas reģionus. Vākumā ir daudzas sarkanā āboliņa un arī dažādu graudzāļu savvaļas formas. Šā centra zinātnieki piedalījās arī ekspedīcijās, kuras rīkoja Igaunijas kolēģi Sāmsalā. Iespējams, ka arī kāda tur ievākta unikāla forma būs noderīga mūsu lopbarības šķirņu uzlabošanai.
Ir svarīgi, lai gēnu banka nepārvērstos tikai par muzeju, kurā savākts unikāls materiāls un kas tur droši glabājas, bet netiek tālāk izmantots. Lai tā nenotiktu, ir labi jāizpēta gēnu bankā esošie paraugi un attiecīgā informācija jāaizvada līdz potenciālajam lietotājam.
Kas ir paraugu pasportizācija
Saimniecisko un bioloģisko īpatnību izpēte tiek veikta kopā ar attiecīgo kultūru ekspertiem no selekcijas iestādēm, kuri pavairo, novērtē un analizē gēnu bankas paraugus. Jaunums gēnu bankā ir nupat iesāktā paraugu molekulārā pasportizācija. Te varētu saskatīt analoģiju ar pirkstu nospiedumu noņemšanu cilvēkam. Izmantojot molekulāro marķieru komplektu, kurš ir individuāls katram paraugam, ir iespējams noteikt genotipu pēc neliela augu fragmenta, piemēram, lapas nogriežņa, saknītes, grauda daļas, atsevišķos gadījumos var pat izmantot attiecīgo miltu iesvaru. Šķirņu pases izveidošana savukārt ļauj kontrolēt, kā tiek izmantoti mūsu ģenētiskie resursi, izšķirt strīdus, ja rodas domstarpības par jaunu šķirņu autortiesībām, noteikt jebkura tirgū vai ražošanā nonākušā parauga izcelsmi. Tas arī dos iespēju racionalizēt pašu kolekciju, lai neglabātu ģenētiski identiskus paraugus, bet atklātu ģenētiski atšķirīgās formas un pievērstu tām īpašu uzmanību.
Starptautiskā sadarbība -
arvien plašāka
Gēnu bankas darbā dažādos aspektos ļoti svarīga ir starptautiskā sadarbība. Jāteic, Latvijas kultūraugu gēnu banka ir Ziemeļu un Baltijas valstu ilggadējās sadarbības rezultāts. Pirmkārt, jau visa nepieciešamā dārgā iekārta tika iegādāta par mūsu partneru līdzekļiem. Otrkārt, daudziem Latvijas speciālistiem tika sniegta vienreizēja iespēja iepazīties ar augu ģenētisko resursu darba pieredzi Ziemeļu gēnu bankā (Alnarpa, Zviedrija) un citās ar to saistītās iestādēs.
Tomēr no nākamā gada, kad arī Latvija būs Eiropas Savienības (ES) līdztiesīga partnere, mums jākļūst šajā sadarbībā arī devējiem. Ir paredzēts, ka sadarbība notiks īpašu, augu ģenētisko resursu izpētei veltītu projektu ietvaros, kuros ar savu, tostarp arī finansiālu, ieguldījumu piedalīsies gan Ziemeļu, gan arī Baltijas valstis.
Priecīgs notikums speciālistiem, kuri iesaistīti Latvijas augu ģenētisko resursu aktivitātēs, bija fakts, ka šogad mūsu valsts pēc vairāku gadu ilgstošas vilcināšanās beidzot pievienojās Eiropas kooperatīvajai programmai augu ģenētisko resursu jomā. Šī programma apvieno būtībā visas Eiropas valstis un ir vērsta uz dziļāku sadarbības izveidi starp dalībvalstīm augu ģenētisko resursu jomā. Viens no šīs programmas darbības uzskatāmākajiem rezultātiem - kopīgas Eiropas augu ģenētisko resursu datu bāzes izveidošana. Šai datu bāzei dots skanīgs nosaukums EURISCO (sengrieķu valodā - "es atradu"). Tā ir izvietota internetā un dos iespēju izsekot meklējamā parauga atrašanās vietai jebkurā no Eiropas gēnu bankām. Šā projekta ietvaros Latvija saņēma nozīmīgu metodisku palīdzību, lai varētu izveidot savu elektronisko augu ģenētisko resursu datu bāzi.
Lai būtu drošība par banku
Lai būtu pilnīga drošība par ģenētisko resursu saglabāšanu, līdztekus galvenajā gēnu bankā uzglabātajiem paraugiem noteikti jāuzglabā dublikāti vismaz kādā citā gēnu bankā (tā dēvētā rezerves kolekcija). Latvijas kultūraugu gēnu bankai ir līgums ar Ziemeļu gēnu banku Zviedrijā, kur tiek glabāts noteikts sēklu daudzums no lielākās daļas mūsu bankas paraugu. Līgumā noteikts, ka šie paraugi ir Latvijas kultūraugu gēnu bankas īpašums un Ziemeļu gēnu banka nekādā veidā tos neizmanto un neizplata.
Latvijas kultūraugu gēnu bankā tiek uzglabāti ar sēklām pavairojamo kultūru paraugi. Savukārt veģetatīvi pavairojamos augus saglabā dzīvo augu veidā tā dēvētajās lauka kolekcijās. Stādījumi var būt daudzgadīgi kā augļu koku un ogulāju gadījumā, tā arī viengadīgi (kartupeļi, daudzas dārzeņu kultūras u. c.). Latvijā šādas kolekcijas tiek uzturētas Priekuļos (kartupeļi), Dobelē (augļkoki) un Pūrē (augļkoki un dārzeņi). Dobeles un Pūres izmēģinājumu stacijas veiksmīgi sadarbojas, veidojot rezerves kolekciju viena otrai. Savukārt Priekuļos - līdztekus lauka apstākļos veģetācijas sezonā pavairojamajiem bumbuļiem - kartupeļu paraugi visu gadu tiek uzturēti arī mēģenēs audu kultūrā.
Latvijas kultūraugu gēnu banka veģetatīvo augu gadījumā darbojas kā koordinējošais centrs. Šādi uzturētā Latvijas kultūraugu ģenētisko resursu datu bāze ietver visus ģenētisko resursu paraugus neatkarīgi no to glabāšanās vietas.
