CGN Plantaardige Genetische Bronnen

De CGN-collecties maken deel uit van het publieke domein, maar worden aan gebruikers beschikbaar gesteld onder vastgestelde voorwaarden. Afhankelijk van de juridische status van het materiaal gelden verschillende ABS-regelingen. Genetische bronnen van gewassen die zijn opgenomen in Bijlage I (Annex I) van het ITPGRFA maken deel uit van het Multilaterale Systeem voor toegang en voordeelverdeling en worden verstrekt onder de Standard Material Transfer Agreement (SMTA).

Genetische bronnen die niet in Bijlage I zijn opgenomen en die door CGN zijn verworven na de inwerkingtreding van het CBD op 1 januari 1994, vallen onder de nationale soevereiniteit van het land van herkomst. Toegang tot dit materiaal is gebonden aan de voorwaarden die door dat land zijn gesteld en kan plaatsvinden via een aangepaste SMTA waarin aanvullende voorwaarden zijn opgenomen, mits deze in overeenstemming zijn met internationale afspraken.

Genetische bronnen die niet in Bijlage I zijn opgenomen en die vóór 1 januari 1994 door CGN zijn verworven, vallen niet onder een specifiek internationaal ABS-kader. In principe stelt CGN dit materiaal beschikbaar onder voorwaarden die gelijkwaardig zijn aan die van de SMTA, waarbij zoveel mogelijk wordt aangesloten bij de regels van het Multilaterale Systeem van het ITPGRFA.

Door de grote omvang van veel genenbankcollecties en het vaak beperkte detailniveau van de beschikbare informatie is het voor gebruikers niet altijd eenvoudig om geschikt materiaal te selecteren. Kerncollecties zijn ontwikkeld om dit te vereenvoudigen door een beperkte set accessies samen te stellen die samen een zo groot mogelijke genetische diversiteit vertegenwoordigen. Het concept werd in 1984 geïntroduceerd door Otto Frankel en is bedoeld om beter om te gaan met collecties die historisch zijn gegroeid en daardoor soms een onevenwichtige samenstelling hebben. Door te werken met een overzichtelijke selectie wordt de toegankelijkheid vergroot en kan gerichter kennis worden opgebouwd over een kleiner aantal goed gekozen accessies.

Naast vaste kerncollecties wordt ook gewerkt met kernselecties, die worden samengesteld als antwoord op een specifieke vraag van een gebruiker. Daarbij bepaalt de gebruiker het domein en de gewenste omvang van de selectie. Het materiaal wordt gestructureerd ingedeeld in groepen op basis van beschikbare informatie, zoals herkomst, taxonomie of genetische kenmerken, waarna per groep een evenwichtige selectie wordt gemaakt. CGN is sinds de jaren negentig actief betrokken bij de ontwikkeling en toepassing van deze methoden en gebruikt kerncollecties en kernselecties om het gebruik van materiaal uit de collectie te verbeteren en beter aan te laten sluiten bij de behoeften van onderzoek en veredeling. Deze kernselecties kunnen voor verschillende gewassen direct worden gebruikt bij het bestellen van zaden via de bestelservice.

Regeneratie is het vernieuwen van een zaadmonster door een representatieve selectie van zaden te zaaien en de nieuw gevormde zaden te oogsten, waarbij de genetische kenmerken van de oorspronkelijke populatie behouden blijven. Regeneratie wordt uitgevoerd wanneer de hoeveelheid zaden onvoldoende is of wanneer het kiempercentage onder acceptabele niveaus daalt—doorgaans 80% voor gecultiveerd materiaal en 60% voor wild materiaal. De genetische integriteit wordt gewaarborgd door selectie te minimaliseren, contaminatie te voorkomen, voldoende grote populaties te gebruiken en de regeneratiefrequentie zo laag mogelijk te houden. Regeneratiestrategieën houden rekening met het voortplantingssysteem van het gewas; kruisbestuivende soorten vereisen strengere isolatie en grotere populaties dan zelfbestuivende soorten. Gewasspecifieke regeneratiestrategieën worden beschreven op de  gewascollectiepagina's.

Zaadkwaliteit, gezondheid en bestuiving

Het produceren van gezond en vitaal zaad is een belangrijk doel van regeneratie. Regeneraties onder glas leveren over het algemeen zaad van hogere kwaliteit op dan regeneraties in het veld. Al het materiaal wordt zorgvuldig gecontroleerd op zaadoverdraagbare ziekten en plagen, en gewassen worden tijdens de regeneratie geïnspecteerd om te voldoen aan strenge fytosanitaire normen. Voor kruisbestuivende soorten worden gecontroleerde bestuivingsmethoden toegepast, waaronder honingbijen, bromvliegen en in sommige gevallen hommels, vaak binnen isolatiekooien om ongewenste kruisbestuiving te voorkomen.

Na oogst worden zaadmonsters zorgvuldig verwerkt om ze geschikt te maken voor langdurige opslag. Dit begint met het schoonmaken van de zaden, waarbij onzuiverheden zoals stof, plantresten, lege of beschadigde zaden worden verwijderd. Afhankelijk van het gewas gebeurt dit machinaal of handmatig, waarbij speciale procedures gelden voor vruchtgroenten zoals tomaat, paprika, komkommer en aubergine. Na reiniging worden de zaden gedroogd onder gecontroleerde omstandigheden totdat een laag en stabiel vochtgehalte is bereikt. Vervolgens worden de zaden verpakt in luchtdichte, gelamineerde aluminium zakken die bescherming bieden tegen vocht en mechanische schade. Per accessie worden meerdere typen monsters aangemaakt, zoals gebruikersmonsters, kiemmonsters, regeneratiemonsters en veiligheidsduplicaten, die elk een specifieke functie hebben binnen het collectiebeheer.

Zaadhoeveelheid, -kwaliteit en -levensvatbaarheid

Bij binnenkomst in de opslagfaciliteit wordt eerst vastgesteld of een zaadmonster voldoet aan minimale eisen voor hoeveelheid en kwaliteit, die per gewas verschillen. De zuiverheid van het monster wordt visueel gecontroleerd en waar nodig gecorrigeerd. De levensvatbaarheid van de zaden wordt bepaald met kiemproeven volgens internationale ISTA-richtlijnen, meestal op basis van steekproeven. Voor opname in de collectie geldt doorgaans een minimumkiempercentage van 80% voor rassen en landrassen en 60% voor wilde soorten. Tijdens opslag worden accessies periodiek opnieuw getest, waarbij de frequentie afhangt van de verwachte bewaartijd van het gewas. Als de kiemkracht of zaadhoeveelheid onder de norm zakt, wordt regeneratie uitgevoerd.

Zaadopslag en monitoring

De verpakte zaadmonsters worden opgeslagen in speciaal ingerichte opslagfaciliteiten voor lange termijnbewaring, bij een constante temperatuur van −20°C. De totale zaadhoeveelheid van een accessie wordt verdeeld over verschillende monstertypen: gebruikersmonsters en regeneratie-, kiem- en restmonsters. Alle zakken zijn opgeborgen in genummerde dozen die per gewas worden gegroepeerd en op vaste locaties in rekken worden geplaatst; deze locaties worden nauwkeurig vastgelegd in het informatiesysteem om volledige traceerbaarheid te garanderen. De zaadverwerking en -opslag vinden plaats in een apart, geïsoleerd gebouw met gescheiden compartimenten voor invriezen, koelen, drogen en werken, elk met strikt gecontroleerde temperatuur- en luchtvochtigheidscondities. De vries- en koelinstallaties zijn uitgevoerd met meerdere compressoreenheden die elkaar kunnen overnemen bij storingen, zodat de opslagcondities continu gehandhaafd blijven. De droogruimte is uitgerust met een absorptiedroger om een lage en stabiele relatieve luchtvochtigheid te waarborgen. Daarnaast zijn veiligheidsvoorzieningen getroffen, zoals man-downalarmen voor personeel en automatische brandblussystemen, om zowel mens als collectie te beschermen. Door deze combinatie van gecontroleerde opslag, technische back-ups en systematische monitoring blijft de kwaliteit en levensvatbaarheid van de zaden op lange termijn behouden.

Genenbankcollecties kunnen door onverwachte omstandigheden, zoals technische problemen, natuurrampen of maatschappelijke onrust, risico lopen. Om te voorkomen dat waardevol genetisch materiaal verloren gaat, is het belangrijk om zaden op meerdere, onafhankelijke locaties te bewaren. De  Svalbard Global Seed Vault speelt hierin een belangrijke rol als internationale veiligheidsopslag voor genenbanken. Voor CGN maakt deze back-up deel uit van een gelaagde aanpak: van vrijwel alle accessies zijn veiligheidsduplicaten aangelegd die volgens het ‘black box’-principe bij collegagenenbanken worden bewaard, zonder dat deze instellingen het materiaal kunnen gebruiken. Daarnaast is ongeveer 90% van de CGN-accessies extra veiliggesteld in Svalbard als veiligheidstriplicaat. CGN bewaart ook veiligheidsduplicaten van andere collectiehouders, momenteel zo’n 7.300 accessies uit meer dan 20 collecties uit 13 landen. Door deze combinatie van opslag op verschillende plekken blijft de genetische diversiteit behouden en beschikbaar voor toekomstig onderzoek en veredeling.

Crop Wild Relatives (CWR)

Cultuurgewassen hebben voortdurend nieuwe eigenschappen nodig om zich aan te passen aan een veranderend klimaat, nieuwe ziekten en plagen, en veranderende consumentenwensen. Wilde plantensoorten die verwant zijn aan onze gewassen – aangeduid als Crop Wild Relatives (CWR) – vormen een essentiële bron van deze eigenschappen. Het behoud van CWR is daarom van groot belang voor de toekomstige veredeling en voedselzekerheid. Door factoren zoals verstedelijking, milieuvervuiling en klimaatverandering staan veel wilde soorten echter onder druk. Om gerichte beschermingsmaatregelen te kunnen nemen, is het noodzakelijk te weten welke CWR in Nederland voorkomen. CGN heeft daarom een inventarisatie gemaakt van alle Nederlandse CWR, die beschikbaar is via de website CWRnl.nl.

Niche modelling

Om inzicht te krijgen in de huidige en toekomstige verspreiding van crop wild relatives maakt CGN gebruik van niche modelling. Deze methode koppelt geografische vindplaatsen van soorten – afkomstig uit genenbank- en herbariummateriaal – aan omgevingsgegevens zoals klimaat- en bodemvariabelen. Met behulp van statistische en machine-learningmodellen, zoals Maxent en Random Forest, wordt de kans berekend dat een soort voorkomt in nog niet onderzochte gebieden en hoe die verspreiding kan veranderen onder verschillende klimaatscenario’s. Deze modellen ondersteunen onder andere het plannen van verzamelexpedities, het identificeren van hiaten in collecties en het onderbouwen van beleid voor in situ en ex situ behoud. Onderzoek van CGN laat zien dat klimaatverandering waarschijnlijk zal leiden tot verschuivingen en verkleining van verspreidingsgebieden van veel CWR, waarbij aanwezigheid in natuurgebieden niet automatisch garant staat voor toekomstig voortbestaan. De resultaten van niche modelling worden daarom actief gebruikt om prioriteiten te stellen voor het behoud van crop wild relatives in Nederland.