Sistema Nacional de Germoplasma Vegetal

El Sistema Nacional de Germoplasma Vegetal (NPGS) de EE. UU . Es una red de instituciones y agencias (federales, estatales y privadas) lideradas por el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del Departamento de Agricultura de EE. UU. En el esfuerzo por conservar y facilitar el uso de la genética. diversidad de plantas de importancia agrícola y sus parientes silvestres.

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Descripción general del sistema nacional de germoplasma de plantas de EE. UU., Elaborado por el USDA

Existe una tremenda variabilidad genética en las variedades locales ( razas locales ) de cultivos y sus plantas silvestres estrechamente relacionadas (parientes silvestres de cultivos). El NPGS ayuda a los fitomejoradores y otros científicos de investigación adquiriendo, conservando, evaluando, documentando y distribuyendo germoplasma (semillas y otro material propagativo) de estas plantas, así como de cultivares mejorados y líneas de reproducción. Este germoplasma diverso proporciona la materia prima genética que necesitan los fitomejoradores para desarrollar nuevas variedades de cultivos que tengan cualidades deseables y puedan resistir tensiones biológicas y ambientales en constante cambio. [1] La conservación y el uso de esta diversidad genética son fundamentales para afrontar los retos actuales y futuros de la seguridad alimentaria mundial.

Durante milenios antes de que los europeos colonizaran las Américas, los pueblos nativos domesticaron plantas indígenas como el maíz, la calabaza y los frijoles y las difundieron en nuevos entornos agrícolas. Los colonos europeos adoptaron algunos cultivos de los nativos americanos e introdujeron otros. ¿Demanda [ por quién? ] para la expansión y diversificación de la agricultura en los EE. UU. finalmente llevó al gobierno federal a adoptar un papel en la introducción y exploración de material vegetal, que anteriormente había sido encabezado por individuos y sociedades agrícolas. [2] La historia de la introducción y exploración de plantas federales en los EE. UU. Ha sido revisada en numerosas publicaciones. [2] [3] [4] [5] En 1819, el Secretario del Tesoro emitió una circular solicitando que los cónsules estacionados en otros países obtengan semillas de plantas útiles y las envíen a los EE . UU. [4] Entre 1836 y 1862 los EE. UU. La Oficina de Patentes, primero bajo el Departamento de Estado y luego bajo el Departamento del Interior, administró un programa de exploración e introducción de plantas financiado mediante asignaciones anuales. El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) se estableció en 1862 cuando el presidente Abraham Lincoln promulgó la Ley Orgánica del Departamento de Agricultura. Una de las siete responsabilidades principales del Departamento era la recolección, prueba y distribución de semillas y plantas. El Departamento estuvo dirigido por un Comisionado hasta 1889 cuando fue elevado [¿ por quién? ] al rango de Gabinete y se nombró al primer Secretario de Agricultura.

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Una película muda producida por el USDA que presenta a David Fairchild en una expedición de plantas a Ceilán, Sumatra y Java en 1925-1926

En 1898, se inició un programa formal de introducción de plantas [¿ por quién? ] con el establecimiento de la Sección de Introducción de Semillas y Plantas en el USDA bajo la dirección del destacado explorador de plantas David Fairchild . Según el Informe Anual del Secretario de Agricultura de 1900, [6] el trabajo de la Sección era "traer a este país con fines experimentales cualquier semilla y planta extranjera que pudiera prometer aumentar el valor y la variedad de nuestros recursos agrícolas". El material fue adquirido [¿ por quién? ] de varias fuentes, incluidos participantes en expediciones navales estadounidenses, funcionarios diplomáticos destacados en países extranjeros, otros gobiernos y particulares. La Sección también inició un programa intensivo de exploración de plantas mediante el empleo de exploradores agrícolas, que pasaban la mayor parte del tiempo viajando a otros países para recolectar muestras de plantas. [7] Junto con Fairchild, los primeros exploradores de plantas notables del USDA incluyeron a Frank N. Meyer , Niels E. Hansen y Palemon Howard (PH) Dorsett . Muchas de las introducciones traídas a los EE. UU. Por los exploradores de plantas del USDA llevaron al establecimiento de cultivos nuevos o mejorados en el país. El agente especial OF Cook en la Sección inició el sistema de asignación secuencial de números de Introducción de Planta (PI) a las muestras adquiridas por la Sección y emitió los Inventarios de Planta del USDA impresos que los documentaron. [8] Estos números de PI continúan asignándose al material que entra en la curación a largo plazo por parte del NPGS.

La Sección también se encargó de distribuir el material vegetal introducido para su evaluación [¿ por quién? ] y su potencial incorporación a la producción agrícola estadounidense. Inicialmente, el material introducido se envió a las Estaciones Experimentales Agrícolas del Estado u otros colaboradores confiables para realizar pruebas. La necesidad [¿ por quién? ] para que las instalaciones probaran cultivos menos conocidos y luego pusieran en cuarentena las plantas para prevenir la introducción de plagas de plantas, llevaron al establecimiento de Jardines de Introducción de Plantas Federales. [5] El primer jardín de este tipo fue establecido [¿ por quién? ] en Miami, Florida en 1898, seguido de jardines notables en Chico, California en 1904, Savannah, Georgia en 1919 y Glen Dale, Maryland en 1919. [9]  Aunque estos jardines propagaron, probaron y distribuyeron materiales vegetales prometedores, fueron no diseñado para mantenimiento a largo plazo. Al principio de su historia, la Sección también comenzó a atender solicitudes nacionales e internacionales [¿ por quién? ] para materiales vegetales curados en los EE. UU. que se necesitaban para la investigación. [10] Esta misión de distribución sigue siendo un objetivo principal del NPGS en la actualidad, con aproximadamente 250.000 muestras que se suministran anualmente a los fitomejoradores mundiales y otros científicos de investigación. A lo largo de las décadas, el intercambio de germoplasma entre países ha formado la base para colaboraciones bilaterales y multilaterales que involucran capacitación e investigación que benefician a todas las partes. [11]

Los otros elementos del NPGS se establecieron gradualmente durante muchas décadas. El Arboreto Nacional de EE . UU. Comenzó a funcionar en Washington, DC en 1927. La Colección Nacional de Granos Pequeños fue organizada oficialmente [¿ por quién? ] en 1948 en Beltsville, Maryland (luego se mudó a Aberdeen, Idaho). Creación de otros componentes del sistema [¿ por quién? ] fueron habilitados por la Ley de Investigación y Comercialización de 1946. [12] La Ley proporcionó la base legal para la cooperación federal-estatal en la gestión de los recursos genéticos agrícolas y ganaderos y la realización de investigaciones. Como resultado, se formó una asociación entre el USDA y el sistema de la Estación Experimental Agrícola Estatal (SAES) para establecer Estaciones de Introducción de Plantas en Ames, Iowa en 1948; Ginebra, Nueva York en 1948; Griffin, Georgia en 1949; y Pullman, Washington en 1952. La Estación Interregional de Introducción de Papa (ahora el Banco de Genética de Papa de los Estados Unidos) fue establecida [¿ por quién? ] en Sturgeon Bay, Wisconsin en 1949. El Laboratorio Nacional de Almacenamiento de Semillas, ahora el Laboratorio Nacional para la Preservación de Recursos Genéticos (NLGRP), en Fort Collins, Colorado fue completado [¿ por quién? ] en 1958 para proporcionar conservación de respaldo y almacenamiento a largo plazo de semillas y, más recientemente, material vegetal clonal. El NLGRP sirve como un componente clave del Programa Nacional de Recursos Genéticos de los EE. UU. Al albergar la colección de germoplasma animal y proporcionar un sitio de respaldo para las colecciones de plantas y microbios. Esta ubicación del ARS también lleva a cabo investigaciones sobre la cripreservación a largo plazo de recursos genéticos de importancia agrícola y coordina las contribuciones de los EE. UU . A la Bóveda Global de Semillas de Svalbard .

El actual NPGS surgió en 1974 como un programa nacional de germoplasma después de una reestructuración del ARS. [13] Las colecciones de germoplasma de algodón y soja se consolidaron en bancos de germoplasma en College Station, Texas y Peoria, Illinois, respectivamente, en la década de 1970, ya mediados de la década de 1980 comenzaron a operar nueve sitios adicionales de bancos de germoplasma que conservan cultivos principalmente propagados por clones. [14] Adiciones más recientes [¿ por quién? ] al NPGS son la Unidad Nacional de Recursos Genéticos de Plantas de Tierras Áridas en Parlier, California (1996) y el Centro de Germoplasma de Plantas Ornamentales en Columbus, Ohio (2001).

Los Jardines de Introducción de Plantas originales se consideraron innecesarios [¿ por quién? ] y desmantelado [¿ por quién? ] después de que se establecieran los sitios del banco de germoplasma. Se consolidaron los registros en papel y los inventarios de los bancos de genes del USDA [¿ por quién? ] en un sistema de gestión de información centralizada, la Red de Información de Recursos de Germoplasma ( GRIN ), que comenzó en la década de 1980, que se hizo públicamente accesible [¿ por quién? ] a través de Internet a partir de 1994. El marco legal general para el NPGS fue establecido [¿ por quién? ] como parte del Programa Nacional de Recursos Genéticos de los Estados Unidos, autorizado por el Congreso de los Estados Unidos a través de la Ley Agrícola de 1990. [11]

El Laboratorio Nacional de Recursos de Germoplasma del USDA-ARS en Beltsville, Maryland, es un sucesor de la Sección de Introducción de Semillas y Plantas del USDA original y administra el Programa de Exploración e Intercambio de Plantas actual, así como el sistema de gestión de información GRIN.

Actualmente, el NPGS está compuesto por bancos de germoplasma y unidades de apoyo en 20 ubicaciones en los EE . UU . Cada banco de germoplasma es responsable de una colección de un conjunto único de cultivos. Varias otras colecciones que no forman parte formalmente del NPGS también ponen a disposición material para su distribución a través de GRIN. El número de accesiones vivas y activas en el NPGS generalmente aumenta en varios miles al año y actualmente se acerca a las 600.000 . El NPGS incluye más de 15.000 especies de plantas, tanto de propagación sexual como asexual, y representa una de las colecciones vivas de plantas más grandes y diversas del mundo curada por una sola organización. [15] Se sigue añadiendo nuevo material vegetal [¿ por quién? ] del Programa de Exploración e Intercambio de Plantas del USDA en curso, [16] así como de donantes del sector público y privado en los Estados Unidos y en todo el mundo. Las distribuciones se realizan [¿ por quién? ] a los fitomejoradores y otros investigadores de todo el mundo. Los Comités de Germoplasma de Cultivos compuestos por expertos en recursos genéticos de cultivos específicos proporcionan información al NPGS sobre cuestiones de adquisición y conservación de bancos de germoplasma. [17] El NPGS es una colección científica viva en los Estados Unidos excepcionalmente importante y la piedra angular de los esfuerzos mundiales para garantizar la seguridad alimentaria frente a los desafíos importantes que plantean las amenazas a la producción de cultivos.

  1. ^ Byrne, PF, GM Volk, C. Gardner, MA Gore, PW Simon y S. Smith. 2018. Sosteniendo el futuro del fitomejoramiento: el papel fundamental del Sistema Nacional de Germoplasma de Plantas del USDA-ARS. Crop Science 58: 1-18.
  2. ^ a b Klose, N. 1950. Herencia de cultivos de Estados Unidos: la historia de la introducción de plantas extranjeras por parte del gobierno federal. Ames: Iowa State College Press.
  3. ^ White, GA, HL Shands y GR Lovell. 1989. Historia y funcionamiento del Sistema Nacional de Germoplasma Vegetal. En Janick, Jules (ed.). Revisiones de fitomejoramiento, Volumen 7. El Sistema Nacional de Germoplasma de Plantas de los Estados Unidos. Timber Press, Portland, Oregon, Estados Unidos.
  4. ^ a b Ryerson, Knowles A. 1966. La historia de la exploración e introducción de plantas en el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. En Actas del Simposio Internacional sobre Introducción de Plantas. Escuela Agrícola Panamericana, Tegucigalpa, Honduras. Pág. 1 - 19.
  5. ^ a b Hyland, H. 1984. Historia de la introducción de plantas en los Estados Unidos. Páginas. 5–14 en Recursos fitogenéticos: un imperativo de conservación, CW Yeatman, D. Kafton y G. Wilkes, eds. Boulder, Colorado: Westview Press.
  6. ^ USDA. 1900. Informes anuales del Departamento de Agricultura para el año fiscal que finalizó el 30 de junio de 1900. Oficina de Imprenta del Gobierno, Washington DC. Disponible en https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=uc1.b3043015&view=1up&seq=7
  7. ^ Fairchild, David. 1939. El mundo era mi jardín: viajes de un explorador de plantas. Hijos de Charles Scribner, Nueva York.
  8. ^ Skrdla, WH 1975. El sistema de introducción de plantas de Estados Unidos. HortSci. 10: 570-574.
  9. ^ Hodge, WHHF Loomis, LE Jolley y JL Creech. 1956. Jardines de introducción de plantas federales. Revista Nacional de Horticultura 35 (2): 86-106.
  10. ^ Hodge, WH y CO Erlanson. 1955. Introducción de la planta como servicio federal. Advances in Agronomy 7: 189–211.
  11. ^ a b Shands, Henry L. 1995. El sistema nacional de germoplasma de plantas de Estados Unidos. Lata. J. Plant Sci. 75: 9-15.
  12. ^ Burgess, Sam (ed.). 1971. Programa Nacional para la Conservación del Plasma Germinal de Cultivos (Informe de Progreso sobre la Cooperación Federal / Estatal). Departamento de Imprenta de la Universidad, Universidad de Georgia, Atenas, Georgia.  
  13. ^ Consejo Nacional de Investigación. 1991. Gestión de los recursos genéticos mundiales: el sistema nacional de germoplasma de plantas de EE. UU. National Academy Press, Washington, DC, Estados Unidos. [1]
  14. ^ Cartero, J., K. Hummer, E. Stover, R. Krueger, P. Forsline, LJ Grauke, F. Zee, T. Ayala-Silva y B. Irish. 2006. Bancos de germoplasma de frutas y nueces en el Sistema Nacional de Germoplasma de Plantas de EE. UU. HortSci. 41 (5): 1188-1194.
  15. ^ Bretting, PK 2007. El sistema nacional de germoplasma de plantas de EE. UU. En una era de normas internacionales cambiantes para el intercambio de germoplasma. Acta Hort. 760: 55-60.
  16. ^ Williams, KA 2005. Una descripción general del programa de exploración del Sistema Nacional de Germoplasma de Plantas de EE. UU. HortSci. 40 (2): 297-301.
  17. ^ Jones, Q. y S. Gillette. 1982. The NPGS: An Overview 1982. Fort Collins, Colorado, Estados Unidos. DIVERSIDAD, Laboratorio de Ciencias de la Información en Agricultura, Universidad Estatal de Colorado.