Criobiotecnologia comparativa per a la conservació d'especies de plantes excepcionals - CRYOCONEX

Referència del grup:

GIUV2023-544

 
Descripció de l'activitat investigadora:
La conservació de les plantes es pot dur a terme en l'entorn natural on viuen (conservació "in situ", per exemple, parcs naturals) o fora del seu entorn natural (conservació "ex situ", per exemple, jardins botànics o bancs de germoplasma). Dins de la conservació "ex situ", els bancs de llavors convencionals (que emmagatzemen llavors seques a baixes temperatures, generalment -20ºC) són l'opció més estesa, a causa de la seua demanda tècnica, relativament baixa, i el baix cost, i el potencial d'aplicació a un gran nombre d'espècies. No obstant això, s'ha estimat que entre el 20-60% de les espècies vegetals no es poden emmagatzemar a llarg termini en bancs de llavors, a causa de (1) l'absència de llavors per emmagatzemar, (2) la intolerància de les seues llavors a l'assecat i/o baixes temperatures, (3) la baixa longevitat de les llavors, o (4) la impossibilitat de la seua propagació si no és a través de plataformes de cultiu "in vitro". Aquest grup de plantes es coneixen com "espècies vegetals excepcionals" i requereixen "criobiotecnologia" per a la conservació a llarg termini. La "criobiotecnologia" és l'ús de tecnologies modernes per a entendre la resposta dels sistemes biològics a...La conservació de les plantes es pot dur a terme en l'entorn natural on viuen (conservació "in situ", per exemple, parcs naturals) o fora del seu entorn natural (conservació "ex situ", per exemple, jardins botànics o bancs de germoplasma). Dins de la conservació "ex situ", els bancs de llavors convencionals (que emmagatzemen llavors seques a baixes temperatures, generalment -20ºC) són l'opció més estesa, a causa de la seua demanda tècnica, relativament baixa, i el baix cost, i el potencial d'aplicació a un gran nombre d'espècies. No obstant això, s'ha estimat que entre el 20-60% de les espècies vegetals no es poden emmagatzemar a llarg termini en bancs de llavors, a causa de (1) l'absència de llavors per emmagatzemar, (2) la intolerància de les seues llavors a l'assecat i/o baixes temperatures, (3) la baixa longevitat de les llavors, o (4) la impossibilitat de la seua propagació si no és a través de plataformes de cultiu "in vitro". Aquest grup de plantes es coneixen com "espècies vegetals excepcionals" i requereixen "criobiotecnologia" per a la conservació a llarg termini. La "criobiotecnologia" és l'ús de tecnologies modernes per a entendre la resposta dels sistemes biològics a entorns de baixa temperatura, ja siguen naturals o imposats, que condueix a la producció de coneixements, béns i serveis, inclosa la criopreservació d'organismes, cèl·lules i teixits per al seu ús en la indústria, l'agricultura, la medicina i la conservació. Els coneixements de botànica, ecologia, evolució i disciplines es combinen per revelar els centres i les xarxes que regulen la tolerància a l'estrès i la regeneració i el creixement dels teixits "in vitro". A més, la comprensió de l'estabilitat estructural dels sistemes de cèl·lules vegetals, des de cèl·lules aïllades fins a teixits complexos, millora a mesura que accedim a poderoses tècniques biofísiques i fisicoquímiques. La crioconservació vegetal és l'emmagatzematge de material biològic a temperatures molt baixes, normalment la donada pel nitrogen líquid (-196 °C), i és la posada en pràctica dels coneixements adquirits en l'àmplia disciplina de la "criobiotecnologia". En aquest context, CRYOCONEX pretén revelar les bases fonamentals de la tolerància a l'estrès exercida per la dessecació i les baixes temperatures sobre llavors de diferent fisiologia i altres propàguls vegetals (espores, pol·len, brots de caulin, gametofits), particularment en relació amb la seua conservació a llarg termini (incloent-hi la criopreservació). A més més, a CRYOCONEX ens interessa la variació de la longevitat en els propàguls vegetals, des de les espores de falguera com a model unicel·lular fins a sistemes més complexos. Sovint, aquests estudis requereixen l'ús d'enfocaments estructurals i biofísics. Aquest enfocament multidisciplinari i únic en biologia de llavors converteix CRYOCONEX en un referent mundial.
[Llegir més][Ocultar]
 
Pàgina Web:
 
Objectius cientificotècnics:
  • Revelar las bases fundamentales de la tolerancia al estres ejercido por la desecacion y las bajas temperaturas en semillas y propagulos vegetales
  • Estudiar la variacion de la longevidad en propagulos de plantas, desde esporas de helechos como modelo unicelular hasta sistemas mas complejos
  • Mejorar la capacidad de conservacion a largo plazo (incluyendo la crio-preservacion) de los bancos de germoplasma
 
Línies d'investigació:
  • Variació i evolució de la tolerància a la dessecació i la congelació i longevitat de propàguls vegetals.El nostre objectiu és quantificar la variació de la dessecació, la tolerància a la congelació i la longevitat en els propàguls de les plantes, per entendre'n la base fonamental i com aquests trets poden haver evolucionat durant la colonització de la terra, de briòfits a embriòfits.
  • Arquitectura seca i congelada de propàguls vegetals.L'objectiu és estudiar les bases estructurals i fisicoquímiques que modulen les respostes fisiològiques que donen lloc a l'envelliment i la tolerància dels propàguls vegetals al dessecat i a temperatures sota zero. Per a això utilitzem tècniques com la criomicroscòpia, la calorimetria o la reologia.
  • Criopreservació de propàguls vegetals sensibles a la dessecació i al refredament.L'objectiu és investigar i desenvolupar protocols de criopreservació de propàguls vegetals d'espècies excepcionals, és a dir, sensibles a la dessecació i a baixes temperatures que no es poden emmagatzemar en bancs de llavors convencionals.
  • Optimització de la conservació ex situ a llarg termini dels recursos fitogenètics.Aquesta línia de recerca aplicada utilitza el coneixement obtingut de les altres línies de recerca per a suggerir canvis que donaran com a resultat l'optimització dels mètodes actuals per a la conservació "ex situ" a llarg termini dels recursos genètics de les plantes.
 
Components del grup:
Nom Caràcter de la participació Entitat Descripció
DANIEL BALLESTEROS BARGUESDirector-aUniversitat de ValènciaAjudant Doctora/Doctor
 
CNAE:
  • Investigación y desarrollo experimental en biotecnología.
  • Actividades de los jardines botánicos, parques zoológicos y reservas naturales.
 
Paraules clau:
  • semillas; esporas; polen; helechos; gimnospermas; angiospermas; briofitos; desecado; envejecimiento
  • formación de hielo; cristalización de lípidos; transición vítrea; movilidad molecular; desecado; envejecimiento
  • nitrógeno líquido; vitrificación; crioprotección; hielo
  • bancos de semillas; germoplasma; criobancos; biorrepositorios; conservación ex situ; GSPC; CBD