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Conservación Ex Situde Recursos Fitogenéticos
Material producido con apoyo delInstituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria de España
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Material de Apoyo a la Capacitación enConservación Ex Situ de Recursos Fitogenéticos
Sildana Jaramillo y Margarita Baena
Instituto Internacional de Recursos Fitogenéticos (IPGRI)Grupo Américas
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I. Objetivos
II. Introducción
III. Conservación ex situ de los recursos fitogenéticos
IV. Etapas de la conservación ex situ de losrecursos fitogenéticos
V. Manejo de bancos y colecciones
VI. Consideraciones finales
Contenido
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4 I. Objetivos 3
II. Introducción
III. Conservación ex situ de los recursos fitogenéticos
IV. Etapas de la conservación ex situ de losrecursos fitogenéticos
V. Manejo de bancos y colecciones
VI. Consideraciones finales
Contenido
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Estudiar las alternativas y métodos paraconservar recursos fitogenéticos ex situ
I. Objetivos
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I. Objetivos
4 II. Introducción 3
III. Conservación ex situ de los recursos fitogenéticos
IV. Etapas de la conservación ex situ de losrecursos fitogenéticos
V. Manejo de bancos y colecciones
VI. Consideraciones finales
Contenido
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Los recursos fitogenéticos
• son el conjunto de combinaciones degenes resultante de la evolución delas especies
• constituyen la base de la seguridadalimentaria mundial
• tienen potencial de uso agrícolaactual o futuro
II. Introducción
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ayudan a incrementar la productividadagrícola pero se pueden erodar
Los recursos fitogenéticos
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Los recursos fitogenéticos se conservan
• por su utilidad actual o futura
• dentro o fuera de su hábitat natural
• idealmente de manera complementaria
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• planificación y continuidad
• conocer las especies objetivo ycómo conservarlas
• recursos suficientes y constantes
• apoyo institucional continuo
La conservación requiere
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I. ObjetivosII. Introducción
4 III. Conservación ex situ de los recursosfitogenéticos 3
IV. Etapas de la conservación ex situ de losrecursos fitogenéticos
V. Manejo de bancos y coleccionesVI. Consideraciones finales
Contenido
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III. Conservación ex situde los recursos fitogenéticos
MEX-031BOL-034COL-012
Conservación de geneso genotipos de plantas
fuera de su hábitat natural
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Cualquier especie que podamosmultiplicar
Principalmente materiales de usoagrícola, incluyendo
• especies silvestres y formas regresivas• variedades tradicionales y mejoradas• productos de biotecnología e
ingeniería genética
Qué se puede conservar ex situ ?
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Contenido
I. ObjetivosII. Introducción
III. Conservación ex situ de los recursos fitogenéticos
4 IV. Etapas de la conservación ex situ de losrecursos fitogenéticos 3
V. Manejo de bancos y coleccionesVI. Consideraciones finales
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• Adquisición del germoplasma
• Multiplicación preliminar
• Almacenamiento de muestras
• Manejo del germoplasma conservado
IV. Etapas de la conservación ex situde recursos fitogenéticos
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IV. Etapas de la conservación ex situde recursos fitogenéticos
4Adquisición del germoplasma 3
• Multiplicación preliminar
• Almacenamiento de muestras
• Manejo del germoplasma conservado
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El germoplasma se adquiere• por colecta, intercambio
o donación• para protegerlo, utilizarlo
o completar colecciones
Adquisición del germoplasma
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Certificado
Fitosanitario
MEX-2365
Requisitos del material adquirido
Las muestras deben serrepresentativas, estar sanas y
documentadas, y haber cumplidola legislación pertinente
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El germoplasma adquiridopor intercambio o donación
• se obtiene de institucionesy/o investigadores
• está sujeto a legislaciónnacional e internacional
Certificadofitosanitario
A cue rdo det rans ferencia dege rm oplasm a
Adquisición por intercambio o donación
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El germoplasma adquiridopor exploración y colecta
• se busca en los sitiosde distribución
• debe responder a unobjetivo de conservación
Adquisición mediante exploración y colecta
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• Definir especies objetivo y sitiosde recolección
• Recopilar información sobreespecies y sitios
• Determinar estrategia de muestreo
• Cumplir requisitos legales
• Preparar logística
Planificación de la colecta
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Se basa en el valor de uso ,determinado por una gamade variables. Las especies
seleccionadas debenresponder a un objetivo
de conservación
Selección de especies objetivo
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Reunir y analizar informaciónsobre las especies objetivoy los sitios donde habitan
Documentación previa a la colecta
Muestra No. 8Colector
BotánicaSistemática Fisiología
BotánicaSistemática Fisiología
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• Ubicación geográfica
• Topografía
• Clima
• Tipo de vegetación
• Vías de acceso
• Asentamientos humanos
• Ambiente social y político
Información sobre los hábitat
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• Distribución
• Taxonomía
• Morfología
• Anatomía
• Fisiología
• Composición genética
• Estrategia reproductiva
Información sobre las especies objetivo
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Planificar cómo conseguirla máxima variabilidad
en el menor tiempo
Estrategia de muestreo
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VEN-7315
COL-1895
MEX-8216
VEN-7315
COL-1895
MEX-8216
• Muestras sanas, viablesy frescas
• Igual número depropágulos por planta
Toma de muestras
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• Mantener las muestras viableshasta llegar al sitio de conservación
• Incluye limpieza, desecación/humidificación,almacenamiento temporal
Acondicionamiento durante la colecta
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• Extracción, siembra ytransporte in vitro detejidos vegetales
• Se indica para conservarespecies difíciles de manejar
La colecta in vitro
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• Tomar datos de pasaporte, derecolección y otros relevantes
• Etiquetar el material
• Tomar muestras de herbario
Documentación durante la colecta
VEN-8596
COL-7321
BOL-6632
VEN-8596
COL-7321
BOL-6632
Datos de Passaporte
Ficha de colecta
Datos de Passaporte
Ficha de colecta
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• Proteger las poblaciones vege-tales, los hábitat, el personaly el equipo de colecta
• Respetar las comunidadesque habitan la zona
Cuidados durante la colecta
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• Sujeto a legislación paraevitar riesgos fitosanitarios
• Por convenio entre laspartes interesadas
Frágil Frágil
Movimiento de germoplasma
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Certificadofitosanitario
APROBADO
• Medida gubernamental deinspección fitosanitaria
• Incluye inspección, tratamiento,certificación, liberación odestrucción del material
La Cuarentena
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• Adquisición del germoplasma
4Multiplicación preliminar 3
• Almacenamiento de muestras
• Manejo del germoplasma conservado
IV. Etapas de la conservación ex situde recursos fitogenéticos
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Multiplicación preliminar
Incremento inicial de la muestrapara alcanzar tamaño y viabilidad óptimos
COL-2356
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Se multiplican en campoen invernaderos o in vitro
VEN-526
Material vegetativo y semillas no ortodoxas
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Se basa en pruebasde germinación
Viabilidad inicial
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• Adquisición del germoplasma
• Multiplicación preliminar
4Almacenamiento de muestras 3
• Manejo del germoplasma conservado
IV. Etapas de la conservación ex situde recursos fitogenéticos
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• Objetivo: Materiales viables ygenéticamente íntegros
• Medio: Control de condicionesde almacenamiento
Almacenamiento y conservacióndel germoplasma
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El germoplasma conservado se almacenacomo semilla, en campo e in vitro
VEN-526
Alternativas para almacenary conservar el germoplasma
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Incluye
• acondicionamiento
• empaque
• almacenamiento
BOL-1255
Almacenamiento como semilla
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Contenido de humedaddeterminado directao indirectamente o
mediante humidímetros
Acondicionamiento de semilla
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• Inicia en la colecta
• Requiere precisión
Acondicionamiento de semillas - Desecación
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Envases que garanticen lasupervivencia de las muestras
MEX-2365
MEX-2365
Empaque
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• Variedad de formas, materialesy tamaños
• Deben ser herméticos y acordes conlas características de las semillas
BOL-1569
COL-7562
Envases – Semillas ortodoxas
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Temperatura Humedad
Controladas y acordes con la especie,el objetivo de conservación y el plazo
Condiciones de almacenamiento –Semillas ortodoxas
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• Especies que no se puedenconservar como semilla
• Incluye acondicionar, multiplicary sembrar los materiales
COL-2569
Conservación en campo – Material vegetativo
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Propagación inmediata, lavado odesinfección, dependiendo
del material
Acondicionamiento y propagaciónde material vegetativo
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El sitio de conservación en campodebe favorecer el desarrollo
de las plantas
Conservación en campo –Selección y preparación del sitio
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• Evitar que las plantas intercambien polen
• Registrar en mapas e identificar las plantas en el campo
Siembra de material en el campo
VEN-8547
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Controlar el crecimiento de explantesviables manipulando el medio y/o
las condiciones de almacenamiento
Conservación in vitro
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• Crecimiento lento o crioconservación
• Incluye acondicionamiento, siembrain vitro y almacenamiento
Conservación in vitro
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• el medio de cultivo- potencial osmótico, inhibidoresde crecimiento, nutrientes
• las condiciones de almacenamiento- envase, presión parcial deoxígeno, luz y temperatura
Reducir el crecimiento del explantemodificando
20ºC
InhibidoresC y N
Crecimiento lento
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• Detener crecimiento medianteinmersión en nitrógeno líquido
• Depende de la reacciónde la especie al congelamiento
Crioconservación
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• Permite mantener muchas especies endiversidad de muestras y en poco espacio
• Facilita el intercambio de germoplasma
• Depende aún del desarrollo dela tecnología
• Requiere recursos considerables
Conservación in vitro
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• Adquisición del germoplasma
• Multiplicación preliminar
• Almacenamiento de muestras
4 Manejo del germoplasma conservado 3- Caracterización y evaluación- Multiplicación y regeneración- Información y documentación- Utilización del germoplasma
IV. Etapas de la conservación ex situde recursos fitogenéticos
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4Caracterización y evaluación 3
- Multiplicación y regeneración- Información y documentación- Utilización del germoplasma
Manejo del germoplasma conservado
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• Describen los atributos que permiten diferenciarlas accesiones y determinar su utilidad potencial
• Son complementarias y se basan en el registrode datos
EC-8956
Caracterización y evaluación
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Descripción sistemática a partirde un conjunto de caracteres
cualitativos (descriptores)
MEX-5489
DESCRIPTORESPARA MAIZDESCRIPTORSFOR MAIZEDESCRIPTEURSPOUR LE MAIS
Caracterización
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• población representativa
• lista de descriptores
• instrumentos de medición/registro
BOL-4879
Descriptores paraCapsicum(Capsicum spp.)
Componentes de la caracterización
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Descripción de característicasagronómicas en el máximo
posible de ambientes
Localidad 2MEX-1248
Localidad 1MEX-1248
Evaluación
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• Población representativa• Descriptores• Repeticiones en el tiempo• Manejo homogéneo de parcelas
Phaseolus vulgarisDescriptors
COL-2368
Componentes de la evaluación
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• Registro, análisis, conclusionese información a los usuarios
• Variedad de métodos
Caracterización
Morfoagronómica
CaracterizaciónMolecularEvaluación
Caracterización
Molecular
Manejo de datosde caracterización y evaluación
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- Caracterización y evaluación4Multiplicación y regeneración 3- Información y documentación- Utilización del germoplasma
Manejo del germoplasma conservado
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Recuperar cantidad y viabilidad del germoplasmaperdidas en almacenamiento
• Multiplicación para recuperar tamaño
• Regeneración para optimizar viabilidad
VEN-4512
Multiplicación y regeneración
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Monitoreo de tamaño y viabilidad por• conteo de muestras• pruebas de germinación
Cuándo multiplicar o regenerar?
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• Determinan el porcentaje de viabilidad
• Están sujetas a normas ISTA
Pruebas de germinación
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• Las plantas se establecenen condiciones óptimaspara la especie
• Puede hacerse en campo,invernaderos, casas demalla o in vitro
MEX-2154
Cómo multiplicar/regenerar
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Para evitar
• intercambio de polen
• mezclas mecánicas
• ataques de plagasy patógenos
Control del ambiente en colecciones de campo
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Ubicación de plantas, surcos y parcelasen el sitio y en un mapa
VEN-8974
Identificación de las muestras
BOL-2364COL-1247 VEN-8974
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Las muestras regeneradas se sometena pruebas de viabilidad y se acondicionan
para almacenamiento
COL-5296
Viabilidad para monitoreo y acondicionamiento
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- Caracterización y evaluación- Multiplicación y regeneración4Información y documentación 3
- Utilización del germoplasma
Manejo del germoplasma conservado
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Registro y manejo de datossobre el germoplasma conservado
que incrementa su valor de uso
Información y documentación
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Datos de pasaporte,sitio de colecta, caracterización,
evaluación y manejo
Datos deCaracterización
Datos dePassaporte
Datos que se documentan
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• Identifican el material y el sitio de colecta
• Pueden incluir conocimiento tradicional
Datos de pasaporte y recolección
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• Atributos físicos y agronómicos del germoplasma
• Permiten diferenciar accesiones y determinarutilidad potencial
COL-1256 VEN-1321
Datos de caracterización y evaluación
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Libreta de campo 123
Resultan de las actividadesde conservación y permitenevaluar la efectividad de ésta
Datos de manejo
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Sistemas de documentación enmedios funcionales y seguros
Registro y almacenamiento de la información
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• Exactitud
• Organización y funcionalidad
• Flexibilidad
• Facilidad de manejo
Sistemas de documentación – Características
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• Registro
• Análisis
• Conclusiones
• Decisiones de manejo
• Divulgación para
estimular uso
Manejo de datos sobre el germoplasma
C atá logo d e
ger m opl asm a
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Manejo del germoplasma conservado
- Caracterización y evaluación- Multiplicación y regeneración- Información y documentación4Utilización del germoplasma 3
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• El germoplasma se puede usaren su forma original o mejorado
• El uso depende del conocimientoy la disponibilidad
Utilización del germoplasma
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Utilización directa
• Introducción o reintroducciónde materiales
• Ofrece ventajas inmediataspero puede reducir base genética
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Fitomejoramiento: Introducción de genes de unosmateriales en otros para mejorar calidad o productividad
Utilización indirecta
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Modificando la frecuencia de alelos o el genotipo
Cómo se mejora el germoplasma?
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Selección sucesiva de genotiposcon base en características deseadas
Cambios en la frecuencia de los alelos
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Transferencia de genes de un material a otropor hibridación, retrocruzamiento y premejoramiento
==++
Modificación del genotipo
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Transferencia de genes o fragmentos de ADNmediante biotecnología e ingeniería genética
Microesferasrecubiertas de ADN
Células vegetales
Modificación directa del genoma
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I. Objetivos
II. Introducción
III. Conservación ex situ de los recursos fitogenéticos
IV. Etapas de la conservación ex situ de losrecursos fitogenéticos
4 V. Manejo de bancos y colecciones 3
VI. Consideraciones finales
Contenido
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Colecciones y bancos de germoplasma
Las muestras se agrupan en coleccionescuyo manejo, distribución y promociónpara uso se realiza en los bancos
V. Manejo de bancos y colecciones
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son congregaciones deaccesiones que representan lavariabilidad genética objetivo
COL-1121 COL-1122
COL-1123 COL-1124
COL-1125 COL-1126
COL-1127 COL-1128
Las colecciones de germoplasma
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• Agrupa la variabilidad genética posiblede las especies de interés
• Se usa para conservar y recuperar accesiones
COL-1121 COL-1122
COL-1123 COL-1124
COL-1125 COL-1126
COL-1127 COL-1128
Colección base
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• Duplicado de la colección base
• Se usa para manejar ydistribuir accesiones
Colección activaFrágil
Frágil
COL-1121 COL-1122
COL-1123 COL-1124
COL-1125 COL-1126
COL-1127 COL-1128
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• Mayor variabilidad genética en el menornúmero de muestras de una especie
• Se establece para manejo y utilización
Colección núcleo
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• Accesiones con característicasde interés para el mejoramiento
• Proveer germoplasmaa mejoradores
VEN-5678
Colección de trabajo
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Se establecen para cumplir objetivos de conservaciónde instituciones, países o regiones
Los bancos de germoplasma
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• tipo de muestra
• número de especiesque conservan
• mandato institucional
Los bancos se clasifican por el
Inst itucional
N acional
R eg ional
In ternaciona l
Inst itucional
N acional
R eg ional
In ternaciona l
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hay bancos
• de semilla
• de campo
• in vitro
Según el tipo de muestra
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los bancos son mono, oligoy poliespecíficos
Según el número de especies
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• institucionales
• regionales
• internacionales
Según el mandato son
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I. Objetivos
II. Introducción
III. Conservación ex situ de los recursos fitogenéticos
IV. Etapas de la conservación ex situ de losrecursos fitogenéticos
V. Manejo de bancos y colecciones
4 VI. Consideraciones finales 3
Contenido
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VI. Consideraciones finales
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• congrega variabilidad genética
• mantiene el germoplasma estable,seguro y disponible
• interrumpe producción denueva diversidad
La conservación ex situ
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• Combina metodologíaex situ e in situ
• Compensa desventajasde una metodología conventajas de otra
• Más efectiva, segura,duradera, flexible y sostenible
Conservación complementaria
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Conservar y utilizar la diversidadsin lesionar ambientes naturales