Forest genetic resources have important functions for ecosystems and human's community: they represent, in fact, the source of wooden commerce and play a fundamental role in soil protection against erosion. Forests also represent a refuge for many species, so increasing the level of biodiversity. Finally, the biologic diversity existing in forest's ecosystems has unique esthetic value. In spite of that, forests are actually threatened from deforestation, introduction of allochthonous pathogens and plants, pollution and climate change. Many strategies can be applied to protect forests: to preserve genetic diversity in the place where it developed (in situ conservation), or to collect living individuals, seeds or other biologic structures in specific conditions, in a place different from the original one (ex situ conservation). For ex situ conservation of forest genetics resources it is important to store at least the 95% of the alleles that have a frequency of at least 5%. It is necessary to identify many populations, distinguished by ecological characteristics of place where they grow; it is also required that the populations are autochthonous and constituted of at least 50 individuals from which seeds or other material is collected. The conservation of seeds is influenced by many factors: genetics predisposition, kind of reserve substances and the condition of seed development: temperature and humidity of conservation are also of the utmost importance. Concerning the latter aspect, it is possible to distinguished orthodox seeds and recalcitrant seeds, the latter not standing dehydration. The collected material is stored 40 days in quarantine to define his sanitary state, then, to uniform the state of maturity, it is subject to post-maturation process. After this, the internal percentage of water is measured with thermo-balance, heating a sample of accession to 103°C for 17 hours. The storage occurs by freezing the accessions at -18°C or at the temperature of liquid nitrogen (-196°C). This latter solution could be applied to recalcitrant seeds, but in this case it is necessary put in storage only the embryonic structure. Finally, the lyophilization is a technique based on the reduction of internal humidity at percentage of about 2%. At present, several structures deal with conservation of forest genetic resources: the Millenium Seeds Bank and the Royal Botanic Garden of Kew preserve all botanic species of United Kingdom and the 10% of all plant's species of the world. Also the Spain is active in this sector: a network coordinating the activities of many resources Institutes, like the Jardί Botánic de la Universidad de Valencia and the Real Jardίn Botánico de Madrid. Italy is only partial active in forest genetic resources conservation, because this sector was integrated in a major program of conservation of authocthonus plants (RIBES net). The situation in Italy has required actions to preserve many species seriously in danger, like Pinus pinaster, Abies nebrodensis, Ulmus spp. and Cupressus spp. Many problems exist since there is not a critical approach to the management of forests. For the future is necessary to use local ecotypes for the reforestation, and to adopt integrated solution for the protection of plant's populations. Another important aim to be pursued is the sensitization of the public opinion on the risks of biodiversity reduction.

La conservazione delle risorse genetiche forestali riveste un ruolo di primaria importanza. Oltre ad assicurare l'approvvigionamento dei prodotti legnosi e la protezione idrogeologica del territorio, le foreste sono ecosistemi molto ricchi di biodiversità, in quanto numerose sono le specie animali e vegetali che vi trovano rifugio. La riduzione della variabilità genetica entro le popolazioni può avere ripercussioni estremamente negative, mettendone a rischio la sopravvivenza stessa. La difesa della biodiversità può realizzarsi con la conservazione in situ, ovvero entro gli ambienti in cui le specie crescono spontaneamente, oppure fuori da questi (conservazione ex situ). In questo caso si può ricorre a collezioni individui vitali (conservazione in vivo ex situ), oppure di semi o polline. A sostegno e tutela di queste attività sono stati ratificati diversi trattati, come la ¿Conferenza interministeriale per la protezione dei boschi d'Europa¿ e la Conferenza di Rio de Janeiro del 1992. Nel 2010 l'Italia ha invece emanato la ¿Strategia Nazionale per la biodiversità¿. Procedendo alla conservazione ex situ delle risorse genetiche forestali, è necessario conservare almeno il 95% degli alleli con frequenza superiore al 5% presenti entro il popolamento da cui si preleva il materiale. È quindi necessario che i popolamenti presentino caratteristiche funzionali a questo. Il materiale prelevato presenta caratteristiche influenti sulla sua conservazione ascrivibili alla specie di appartenenza ed ai parametri ecologici necessari alla conservazione. Si distinguono, così, semi ortodossi, facilmente conservabili, e recalcitranti, la cui conservazione è impossibile con le tecniche tradizionali. Decorso il periodo di quarantena, il materiale è sottoposto a trattamenti di post maturazione, volti ad omogeneizzarne lo stato di maturazione, e di riscaldamento per determinarne il tenore di umidità interno. Sul materiale vengono poi eseguiti test per valutare la capacità germinativa, la vitalità ed il vigore. I semi ortodossi vengono poi deidratati, riducendo il tenore di umidità a valori prossimi al 5-10%. Il materiale così trattato viene poi conservato entro flaconi in vetro o sacchetti in alluminio doppio strato termosaldati sotto vuoto. Le accessioni sono quindi conservate a -18°C oppure crioconservate alla temperatura dell'azoto liquido o liofilizzate riducendo al 2% il tenore di umidità interna al seme. Per la loro conservazione sono stati realizzati diversi istituti, tra cui quelli di maggiore importanza sono la Millennium Seed Bank (Kew Garden, Regno Unito), lo Svalbard Global Seed Vault (Norvegia), operante in supporto alle banche del germoplasma del mondo, poiché conserva duplicati di accessioni presenti presso queste ultime, e la Rete delle banche spagnole del germoplasma forestale. L'Italia, dal canto suo, è attiva nella conservazione della biodiversità (Rete RIBES e Progetto GENMEDOC), ma è priva di programmi mirati alla conservazione della biodiversità forestale. Nonostante la cospicua copertura forestale presente nel paese, gli studi in campo forestale sono molto limitati. Mancano anche interventi amministrativi e selvicolturali che garantiscano la ricostituzione della naturalità dei popolamenti forestali. La salvaguardia delle risorse forestali è quindi possibile con un approccio che favorisca la diversificazione genetica dei popolamenti, importanti anche nella stabilizzazione del territorio.

Conservazione ex situ delle risorse genetiche forestali

GOSLINO, DAVIDE
2010/2011

Abstract

La conservazione delle risorse genetiche forestali riveste un ruolo di primaria importanza. Oltre ad assicurare l'approvvigionamento dei prodotti legnosi e la protezione idrogeologica del territorio, le foreste sono ecosistemi molto ricchi di biodiversità, in quanto numerose sono le specie animali e vegetali che vi trovano rifugio. La riduzione della variabilità genetica entro le popolazioni può avere ripercussioni estremamente negative, mettendone a rischio la sopravvivenza stessa. La difesa della biodiversità può realizzarsi con la conservazione in situ, ovvero entro gli ambienti in cui le specie crescono spontaneamente, oppure fuori da questi (conservazione ex situ). In questo caso si può ricorre a collezioni individui vitali (conservazione in vivo ex situ), oppure di semi o polline. A sostegno e tutela di queste attività sono stati ratificati diversi trattati, come la ¿Conferenza interministeriale per la protezione dei boschi d'Europa¿ e la Conferenza di Rio de Janeiro del 1992. Nel 2010 l'Italia ha invece emanato la ¿Strategia Nazionale per la biodiversità¿. Procedendo alla conservazione ex situ delle risorse genetiche forestali, è necessario conservare almeno il 95% degli alleli con frequenza superiore al 5% presenti entro il popolamento da cui si preleva il materiale. È quindi necessario che i popolamenti presentino caratteristiche funzionali a questo. Il materiale prelevato presenta caratteristiche influenti sulla sua conservazione ascrivibili alla specie di appartenenza ed ai parametri ecologici necessari alla conservazione. Si distinguono, così, semi ortodossi, facilmente conservabili, e recalcitranti, la cui conservazione è impossibile con le tecniche tradizionali. Decorso il periodo di quarantena, il materiale è sottoposto a trattamenti di post maturazione, volti ad omogeneizzarne lo stato di maturazione, e di riscaldamento per determinarne il tenore di umidità interno. Sul materiale vengono poi eseguiti test per valutare la capacità germinativa, la vitalità ed il vigore. I semi ortodossi vengono poi deidratati, riducendo il tenore di umidità a valori prossimi al 5-10%. Il materiale così trattato viene poi conservato entro flaconi in vetro o sacchetti in alluminio doppio strato termosaldati sotto vuoto. Le accessioni sono quindi conservate a -18°C oppure crioconservate alla temperatura dell'azoto liquido o liofilizzate riducendo al 2% il tenore di umidità interna al seme. Per la loro conservazione sono stati realizzati diversi istituti, tra cui quelli di maggiore importanza sono la Millennium Seed Bank (Kew Garden, Regno Unito), lo Svalbard Global Seed Vault (Norvegia), operante in supporto alle banche del germoplasma del mondo, poiché conserva duplicati di accessioni presenti presso queste ultime, e la Rete delle banche spagnole del germoplasma forestale. L'Italia, dal canto suo, è attiva nella conservazione della biodiversità (Rete RIBES e Progetto GENMEDOC), ma è priva di programmi mirati alla conservazione della biodiversità forestale. Nonostante la cospicua copertura forestale presente nel paese, gli studi in campo forestale sono molto limitati. Mancano anche interventi amministrativi e selvicolturali che garantiscano la ricostituzione della naturalità dei popolamenti forestali. La salvaguardia delle risorse forestali è quindi possibile con un approccio che favorisca la diversificazione genetica dei popolamenti, importanti anche nella stabilizzazione del territorio.
ITA
Forest genetic resources have important functions for ecosystems and human's community: they represent, in fact, the source of wooden commerce and play a fundamental role in soil protection against erosion. Forests also represent a refuge for many species, so increasing the level of biodiversity. Finally, the biologic diversity existing in forest's ecosystems has unique esthetic value. In spite of that, forests are actually threatened from deforestation, introduction of allochthonous pathogens and plants, pollution and climate change. Many strategies can be applied to protect forests: to preserve genetic diversity in the place where it developed (in situ conservation), or to collect living individuals, seeds or other biologic structures in specific conditions, in a place different from the original one (ex situ conservation). For ex situ conservation of forest genetics resources it is important to store at least the 95% of the alleles that have a frequency of at least 5%. It is necessary to identify many populations, distinguished by ecological characteristics of place where they grow; it is also required that the populations are autochthonous and constituted of at least 50 individuals from which seeds or other material is collected. The conservation of seeds is influenced by many factors: genetics predisposition, kind of reserve substances and the condition of seed development: temperature and humidity of conservation are also of the utmost importance. Concerning the latter aspect, it is possible to distinguished orthodox seeds and recalcitrant seeds, the latter not standing dehydration. The collected material is stored 40 days in quarantine to define his sanitary state, then, to uniform the state of maturity, it is subject to post-maturation process. After this, the internal percentage of water is measured with thermo-balance, heating a sample of accession to 103°C for 17 hours. The storage occurs by freezing the accessions at -18°C or at the temperature of liquid nitrogen (-196°C). This latter solution could be applied to recalcitrant seeds, but in this case it is necessary put in storage only the embryonic structure. Finally, the lyophilization is a technique based on the reduction of internal humidity at percentage of about 2%. At present, several structures deal with conservation of forest genetic resources: the Millenium Seeds Bank and the Royal Botanic Garden of Kew preserve all botanic species of United Kingdom and the 10% of all plant's species of the world. Also the Spain is active in this sector: a network coordinating the activities of many resources Institutes, like the Jardί Botánic de la Universidad de Valencia and the Real Jardίn Botánico de Madrid. Italy is only partial active in forest genetic resources conservation, because this sector was integrated in a major program of conservation of authocthonus plants (RIBES net). The situation in Italy has required actions to preserve many species seriously in danger, like Pinus pinaster, Abies nebrodensis, Ulmus spp. and Cupressus spp. Many problems exist since there is not a critical approach to the management of forests. For the future is necessary to use local ecotypes for the reforestation, and to adopt integrated solution for the protection of plant's populations. Another important aim to be pursued is the sensitization of the public opinion on the risks of biodiversity reduction.
IMPORT DA TESIONLINE
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
701287_tesidefinitivadavide.pdf

non disponibili

Tipologia: Altro materiale allegato
Dimensione 277.17 kB
Formato Adobe PDF
277.17 kB Adobe PDF

I documenti in UNITESI sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.14240/20011