Цифровой каталог генофонда растений в Болгарии

В последние годы все больше осознается важность растительного генофонда для процветания селекции, сельского хозяйства и экологии. Растительные генетические ресурсы являются фактором, способствующим ограничению экологической эрозии, и служат источником полезных признаков для адаптации сельскохозяйственных культур к растущему негативному воздействию изменения климата.

Институт в Садово, входящий в состав Аграрной академии, является преемником богатой истории и традиций в области сельскохозяйственной науки. Институт генетических ресурсов растений (ИГРР) является национальным координатором всех мероприятий, связанных с сохранением и управлением растительными генетическими ресурсами (РГР) в Болгарии, и представляет нашу страну в Европейской кооперативной программе по РГР (ECPGR) https://www.ecpgr.cgiar.org/.

Основными задачами исследовательского процесса являются: пополнение новыми образцами РГР; характеристика и оценка РГР согласно международным дескрипторам; поддержание РГР; хранение в генном банке в контролируемых условиях; документация РГР; использование растительного генофонда в селекции и практике.

Этапы развития документации растительных генетических ресурсов в ИГРР-Садово:

Этап I: До 1982 г. – Полевые журналы; отсутствие цифровизации.

Этап II: 1982-2000 гг. – Информационно-документационный центр – бумажные данные и электронная база данных на одном компьютере; документация в отдельных файлах; паспортные данные согласно гармонизированному международному дескриптору; информация по характеристике и оценке согласно классификаторам UPOV.

Этап III: 2000-2021 гг. – Электронный каталог Phyto 2000 в формате MS Access – база паспортных данных; информация по характеристике и оценке согласно классификаторам UPOV, дескрипторам IBPGR и ECPGR в MS Excel.

Электронная база данных Phyto 2000 относится к типу «реестр» и содержит следующие наборы паспортных данных:

5. таксономическое описание
5. номер образца
5. дата регистрации
5. страна происхождения
5. донор образца
5. экологические и географические характеристики района происхождения
5. биологический статус

Номер образца обеспечивает идентификацию образца на различных уровнях хранения: долгосрочном, среднесрочном, краткосрочном, in vitro и/или полевой коллекции, в ботаническом саду.

Этап VI: С 2021 г. – Разработка и интеграция интеллектуальной информационной системы для управления ex situ коллекциями.

Информационная система для документации растительных генетических ресурсов

В период 2021-2023 гг. в рамках проекта BGPLANTNET, финансируемого Национальным научным фондом, была разработана интеллектуальная информационная система «Genebank» для управления документацией растительных генетических ресурсов в Болгарии http://delc.space/genbank/. Была реализована реляционная база данных, и большая часть данных из Phyto 2000 была перенесена в нее с помощью созданных для этой цели скриптов.

Были разработаны система хранения и управления растительными генетическими ресурсами – GenBankSystem – и современный интерфейс. Система позволяет осуществлять экспорт для автоматической передачи данных в международные системы растительных генетических ресурсов.

Состояние Национальной коллекции растительных генетических ресурсов (1982-2024)

Существующий генофонд ежегодно пополняется, контролируется его сохранность и он предоставляется национальным и международным исследовательским центрам. Расширение генетической базы коллекций достигается за счет экспедиций в конкретные регионы, в соответствии с задачами текущих проектов, а также посредством международного безденежного обмена.

• Таксономические описания: 3 723
• Количество зарегистрированных: 54 175 образцов
• Ботанические семейства: 122
• Местные сорта и популяции: 11 063 образца
• Сорта и селекционные линии: 6 221 образец
• Ввезено посредством международного безденежного обмена: 36 891 образец
• Иностранные партнеры: 203

Коллекция, поддерживаемая в Национальном генном банке, представлена зародышевой плазмой, разнообразной по ботаническому составу и биологическому статусу. Она включает диких родичей, местные образцы и примитивные сорта, а также селекционные линии и сорта, созданные для удовлетворения конкретных экономических критериев. Коллекция включает образцы зерновых культур (62%), зернобобовых (16%), кормовых (3%), технических (8%), овощных культур (10%) и 1% составляют лекарственные и декоративные растения. База данных была преобразована в формат Международного стандарта документации РГР ФАО/Bioversity International (2017).

Международные информационные сети по растительным генетическим ресурсам

Национальный генный банк был назначен координационным центром для Болгарии в Европейском каталоге РГР – EURISCO (http://eurisco.ecpgr.org/). Через EURISCO информация о коллекции РГР находится в открытом доступе в других международных базах данных, таких как AEGIS, FAO WIEWS, GENESYS и др. Болгарская коллекция РГР является седьмой по величине национальной коллекцией в Европе с 70 834 образцами, распределенными по 532 родам и 1 927 видам растений. Рода, характеризующиеся наибольшим количеством образцов: Triticum, Hordeum, Zea, Phaseolus, Avena, Capsicum, Pisum, Arachis.

Дублирование для безопасности болгарской коллекции РГР

Меморандум о сотрудничестве между ИГРР-Садово и Центром генетических ресурсов в Вагенингене, Нидерланды, был подписан в 2008 году, и 762 образца 4 культур (дыни, тыквы, огурцы, арбузы) были отправлены для дублирования безопасности в их генный банк.

В соответствии с соглашением между ИГРР-Садово и Министерством сельского хозяйства и продовольствия Королевства Норвегия, подписанным в 2014 году, 2 119 местных болгарских образцов были отправлены для дублирования безопасности во Всемирное семенохранилище на Шпицбергене:

• 2014 г. – 933 образца (мягкая пшеница, твердая пшеница, ячмень, кукуруза, сорго, рожь, овес, фасоль обыкновенная, нут, чечевица, конские бобы, горох, чина и салат);
• 2022 г. – 1 186 образцов 32 видов растений.

Сохранение местного растительного генофонда

Болгария является традиционным производителем широкого разнообразия сельскохозяйственных культур, характеризующихся очень хорошим вкусом и высокой биологической ценностью продукции. Томаты, перец, фасоль обыкновенная и многие другие овощи и зернобобовые широко представлены в нашей национальной кухне и в блюдах балканских стран. Экспедиции проводятся в разных географических регионах страны, и собираются ценные местные сорта, популяции и дикие родичи. Развитые в результате длительного отбора внутри популяций по ценным признакам и качествам и адаптированные к специфическим условиям района, где они выращиваются, местные сорта являются уникальным исходным материалом для селекции в условиях изменения климата и для восстановления традиционного вкуса на практике.

Цифровой каталог местных растительных генетических ресурсов

В рамках Национальной научной программы «Здоровые продукты для сильной биоэкономики и качества жизни» Министерства образования и науки была создана электронная платформа для местных РГР (https://plantsdigcatalog.agriacad.bg/). Цифровой каталог включает паспортные данные и информацию по характеристике для местных образцов культур, имеющих экономическое значение и традиционных для Болгарии: кукуруза, фасоль обыкновенная, вигна, нут, конские бобы, перец, томаты, баклажан, тыквенные, чеснок, лекарственные и декоративные виды.

Будущие приоритеты для улучшения работы по документации растительных генетических ресурсов:

• Оптимизация, повышение качества и эффективности системы документации генного банка и использование информации РГР во взаимодействии с международными стандартами сохранения растительного генофонда.
• Пополнение существующих коллекций местными РГР и дикими родичами культурных растений для их устойчивого сохранения.
• Свободное распространение, обмен и использование национального генофонда в селекции и возвращение традиционных культур и сортов в практику.
• Укрепление сотрудничества и создание исследовательских сетей в области РГР через новые проекты и с различными заинтересованными сторонами на международ