Amea botanika İnstitutunun elmi əsərləri, 2012- ci IL, XXXII cild

SUMMARY 

STUDY OF THE SPECIES BELONGED TO ASTRAGALUS L. GENUS IN 

NAKHCHIVAN AUTONOMOUS REPUBLIC 

 

Ganbarov D. 

 

Works of researchers who have a contribution in study of the species to date belonging to the 

Astragalus L. Genus have been studied. That will give them a possibility of a right determination 

of our further researches’ direction by referring to them. According to the literature references 

Astragalus L. Genus includes into multyspecies row. 

According to references of published information there are 85 species that belong to the 

Astragalus L., Astracantha Podlech Genera in the region.  

 

РЕЗЮМЕ 

ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ВИДОВ  

ОТНОСЯЩИЕСЯ К РОДУ ASTRAGALUS  L.  В НАХЧЫВАНСКОЙ 

АВТОНОМНОЙ РЕСПУБЛИКИ 

 

Ганбаров Д.  

 

Наша  цель  в  представляемой  статье  выяснить  работы  исследователей,  которые 

более  или  менее  затруднились  в  изучении  видов  относящиеся  к  роду  Astragalus  L.  до 

сегодняшнего  дня,  опираться  на  них,  правильно  определять  направление  последующих  

исследовании. 

По  литературным  сведениям  в  территории  региона  имеются  85  видов,  которые 

относятся к роду Astragalus L., Astracantha Podlech.  

 

Ключевые  слова:  Растительность,  флора,  род,  вид,  астрагал,  классификация,   

экосистем, фитоценоз 

 

 

 

 Key words: vegetation, flora, genus, species, Astragalus, classification, ecosystem, phytocenosis 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                       AMEA Botanika İnstitutunun elmi əsərləri, 2012- ci il, XXXII cild 

 

 

PLANNING OF EX SITU CONSERVATION METHODS FOR SOME ENDEMIC PLANT 

SPECIES OF AZERBAIJAN 

 

Salimov R.A. 

Post-doc. researcher of Botany Institute of the ANAS 

Central Botanical Garden of the ANAS 

 

Different  methods  of  plant  genetic  diversity  conservation  in  general  and  new  methods  that  are 

intended  for  ex  situ  conservation  of  some  endemic  plant  species  in  Azerbaijan  have  been 

presented in the article.  

 

Key words: ex situ, endemic species, seed bank. 

 

Introduction 

One  of  the  critical  challenges  facing  the  world  today  is  the  conservation  of  the  biological 

diversity  and  use  of  its  components  for  the  benefit  of  humanity.  The  breadth  of  plant  diversity 

plays  a  pivotal  role  in  the  functioning  of  all  natural  ecosystems,  as  well  as  providing  direct 

benefits  in  terms  of  food  and  medicine  for  humans  and  foodstuffs  for  wild  and  domesticated 

animals. And human life depends on plants. These constitute the basis for food, supply most of 

our  needs  (including  clothes  and  shelter)  and  are  used  in  industry  for  manufacturing  fuels, 

medicines, fibres, rubber and other products.  However, the number of plants that humans use for 

food  is  minimal,  compared  with  the  number  of  species  existing  in  nature.  Conserving  genetic 

diversity  is  an  essential  component  of  sustainable  plant  management.  Genetic  diversity  is  also 

critical for artificial selection and breeding for forest products and other environmental services. 

Plants hold the genetic keys to enhanced quality of life today and will help us determine whether 

life will be worth living tomorrow. So, we have an ethical obligation to protect genetic diversity 

for  future  generations,  partly  because  we  cannot  predict  which  traits  will  be  important  in  the 

future. 

 

Azerbaijan has a rich, diverse flora of more than 4500 species. Some of these species are at risk 

of  extinction  in  the  wild  by  human  and  other  influences  (e.g.  clearing,  disease,  weed  invasion, 

habitat  loss  and  deforestation  from  urbanization,  conversion  to  agriculture,  overgrazing, 

overharvesting  without  regeneration,  and  replacement  of  native  forests  with  non-native 

plantations)  with  over  250  species  considered  to  be  rare,  threatened  or  poorly  known  and 

approximately  200  species  are  endemic  plants.  These  threats  to  plant  genetic  diversity  include 

threats to species, populations, and genetic variation within populations.  

 

In this paper, the different methods of the conservation of plant genetic diversity in general and 

present some data on the state of endemic plant species in Azerbaijan were summarized. Finally, 

how  conservation  of  these  endemic  plant  species  could  be  planned  and  improved  in  the  future 

were discussed. 

 

Materials 

The  present  work  will  be  based  on  ex  situ  conservation  of  some  endemic  plant  species  of 

Azerbaijan. The selected plant species will be collected and identified with  the help  of national 

floras and books (3). 

 

                                       AMEA Botanika İnstitutunun elmi əsərləri, 2012- ci il, XXXII cild 

 

 

Prioritization  of  species  for  ex  situ  conservation  is  based  primarily  on  the  level  of  threat  and 

economic usage. Where species are known from many populations, ex situ conservation methods 

can effectively sample flora populations over the full range of their distribution. Numerous small 

populations  may  be  challenging  to  preserve  on  site,  whereas  the  sampling  and  storage  of 

propagules over many populations of a species are reasonably easily undertaken. 

Material would be available for biochemical, physiological, and molecular research, and material 

could  be  provided  for  ex  situ  propagation  as  needed  for  recovery  programs  and  educational 

purposes. 

Methods 

As a general guideline, plant genetic diversity conservation should focus on species with current 

or  potential  economic  importance  and/or  under  immediate  threat  of  extinction.  Plants  are 

conserved  according  to  their  current  or  future  usefulness  to  humans.  A  wide  range  of  methods, 

from  protected nature reserves  to  intensive  management  of breeding populations for production 

systems, can be applied to conserve plant genetic resources. The choice of methods depends on 

the objectives of conservation, available genetic material and selected time scale. The choice of 

methods  and  subsequent  implementation  of  the  conservation  strategy  also  depends  on  the 

availability of human and financial resources. 

The intimate link between plant genetic diversity, conservation and utilization is shown below in 

Figure 1, which illustrates a detailed model for plant genetic conservation proposed by Maxted et 

al.  (8).  Within  this  model  it  can  be  seen  that  there  are  two  basic  conservation  strategies,  each 

composed  of  various  techniques.  Plant  genetic  resources  can  be  conserved  in  their  natural 

habitats (i.e. in situ), in conditions different from those of their natural habitats (i.e. ex situ) or in 

a combination of in situ and ex situ methods, that is, in complementarity.  The selection of one or 

more methods depends on needs, possibilities and targeted species. 

 There  is  an  obvious  fundamental  difference  between  these  2  strategies:  ex  situ  conservation 

involves the sampling, transfer and storage of the species (or components of biological diversity) 

away from the original location, where they are found, whereas in situ conservation involves the 

designation,  management  and  monitoring  of  species  growing  in  their  place  of  origin  or  at  the 

location,  where  they  are  currently  found.  In  other  words,  in  situ  conservation  means  the 

conservation  of  ecosystems  and  natural  habitats  and  the  maintenance  and  recovery  of  viable 

populations  of  species  in  their  natural  surroundings  and,  in  case  of  domesticates  or  cultivated 

species, in the surroundings where they have developed their distinctive properties. And one goal 

of  in  situ  conservation  is  to  allow  normal  evolutionary  processes  to  occur  (4,  6,  9).  In  situ 

conserved  material  may  require  a  time-consuming  and  costly  expedition  to  obtain  samples  of 

material before the can take place and in situ conservation in a genetic reserve or on farm alone 

cannot guarantee long-term security for a particular crop or wild species. On the other hand, one 

significant  advantages  of  ex  situ  conservation  is  that  the  genetic  material  is  always  available  to 

the plant breeder or for evaluation, such as resistance to a particular pest or disease.     

Ex  situ  conservation  strategies  have  also  several  specific  techniques  or  tools  as  indicated  in 

Figure 2.  Ex situ  tools  are numerous  and vary  widely in  their costs  and  benefits  (both financial 

and biological), and in their spheres of application (7). 

Seed banking: The collection of seed samples at one location and their transfer to a gene bank for 

storage.  The  samples  are  usually  dried  to  a  suitable  low  moisture  content  and  then  stored  in 

conditions of low moisture and temperature. Routinely used for orthodox seeds of crops and wild 

species. 

                                       AMEA Botanika İnstitutunun elmi əsərləri, 2012- ci il, XXXII cild 

 

 

Tissue culture (in vitro) storage: The collection and maintenance of explants (tissue sapmles) in a 

sterile,  pathogen-free  environment.  Somatic  tissue  stored  in  vitro  under  temperature  and  light 

conditions controlled for slow growth. 

Field gene bank: The collecting of seed or living material from one location and its transfer and 

planting  at  a  second  site.  Open-air,  extensive  planting  to  maintain  genetic  diversity  within  a 

species, often used for woody commercial species. Large numbers of accessions of a few species 

are usually conserved. 

Botanic garden or arboretum: The collecting of seed or living material from one location and its 

transfer and maintenance at a second location as living plant collectios of species in a garden or 

for free tree species an arboretum. Small numbers of accessions of a large number of species are 

usually conserved. 

Cryopreservation:  Seeds,  pollen,  or  tissue  frozen  in  liquid  nitrogen.  Used  for  the  long-term 

storage of agricultural and horticultural taxa; increasingly used for wild species. 

 

 

Figure 1. A model for plant genetic conservation (Maxted et al., 1997)  

 

                                       AMEA Botanika İnstitutunun elmi əsərləri, 2012- ci il, XXXII cild 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 2. A model for plant genetic conservation (Maxted et al., 1997)  

 

Ex situ conservation maintains specific genetic combinations, generally requires less space and is 

relatively  easy  to  control  (less  dependent).  In  the  same  time  ex  situ  conservation  often  require 

special  facilities  and  trained  personnel  and  often  involve  risk  of  disease  transmission;  does  not 

allow continuous adaptation to changes in the environment and conserve associated species in the 

ecosystem.  The  relative  advantages  and  disadvantages  of  each  of  the  ex  situ  conservation 

techniques outlined are summarised in the following table. It is clear that each technique exhibits 

advantages and disadvanteges, but which is used for which species is governed by the nature of 

the species themselves and the kind of exploitation, if any, that is to follow conservation. 

 

Relative advantages and disadvantages of the  

various ex situ conservation techniques (Maxted et al., 1997) 

Methods 

Advantages 

Disadvantages 

Seed 

banks 

Efficient and reproducible; 

Feasible for medium and long-term secure 

storage; 

Wide diversity of each target taxon 

conserved; 

Easy access for characterisation and 

evaluation; 

Easy access for utilization; 

Propagules ready for use; 

Relatively inexpensive;  

Little space required (small seeds); 

Not applicable to species with 

recalcitrant seeds not to vegetatively 

propogated species; 

Freezes evolutionary devolopment, 

especially that which is related to pest 

and disease resistance; 

Space required (large seeds); 

Genetic divesrity may be lost with 

each regeneration cycle (but 

individual cycles can be extended to 

periods of 20-50 years or more) 

Tissue 

Minimum space required; 

Sampling problems (representative 

Botanic Gardens 

Seed banks

 

In vitro tissue culture 

DNA banks

 

Field genebanks 

DNA banks 

Cryopreservation 

Pollen banks 

                                       AMEA Botanika İnstitutunun elmi əsərləri, 2012- ci il, XXXII cild 

 

 

culture 

(in vitro) 

storage 

Genetic erosion reduced if methods such 

as cryopreservation are used; 

Applicable to species with orthodox and 

recalcitrant seeds, and to vegetatively 

propogated material; 

Intra- and inter-population variation can 

be conserved provided species range 

adequately sampled; 

Aseptic conservation (minimises disease 

risk); 

Time required to produce propagules for 

use is short; 

Easy access for utilization 

individuals and within individual); 

Need to develop individual maintaince 

protocols for most species; 

Problems of somaclonal variation and 

early maturation; 

Relatively high-level technology and 

facilitity costs 

Resources prone to loss by accident, 

pests, 

diseases; 

Relatively expensive (generally not a 

preferred alternative for genotypes 

without 

actual socio-economic value) 

DNA 

storage 

Relatively easy, low-cost conservation 

Regeneration of entire plants from 

DNA cannot be envisaged at present; 

Problems with subsequent gene 

isolation, clonning and transfer 

Pollen 

storage 

Relatively easy, low-cost conservation 

Need to develop individual 

regeneration protocols to prduce 

haploid plants; further research 

needed to produce diploid plants; 

Only paternal material conserved but 

mixtures from many individuals could 

be envisaged 

Field 

gene 

bank 

Suitable for storing material of 

“recalcitrant” species; 

Easy access for characterisation and 

evaluation; 

Material can be evaluated while being 

conserved; 

Easy access for utilization; 

Material is susceptible to pests, 

diseases and vandalism; 

Involves large areas of land, but even 

then genetic diversity is likely to be 

restricted 

High maintaince cost once material is 

conserved 

Botanical 

garden 

and 

arboreta 

Applicable to species with orthodox and 

recalcitrant seeds, and to vegetatively 

propogated material; 

Freedom to focus on wild or non-

economic plants; 

Useful method for unique 

phenotypes/genotypes (eg mutants, 

variants, sterile types); 

Easy public access for conservation 

education 

Space or glass houses required, so 

genetic diversity is likely to be 

restricted; 

Resources prone to loss by accident, 

pests, 

diseases; 

High maintenance cost in glasshouse 

once conserved 

 

At the planning and collecting stage,  I will pay attention to a series of guidelines and protocols 

for collection, storage, monitoring, and documentation of germplasm that have been developed in 

Millennium  Seed  Bank  (Kew,  Royal  Botanic  Garden,  UK)  to  ensure  that  the  highest-quality 

                                       AMEA Botanika İnstitutunun elmi əsərləri, 2012- ci il, XXXII cild 

 

 

genetic  material  is  acquired  and  maintained.  These  guidelines  are  derived  from  published 

international standards (1, 2, 5, 10, 11, 12). Guidelines for quality assessment, quantification, and 

germination testing have been developed on a species-by-species basis following Hanson (5) and 

Touchell et al. (1997). There is no definitive method for sampling and handling of all species; for 

instance, defining an adequate sample will vary between populations and species and will depend 

on  the  extent  and  distribution  of  genetic  variation  within  a  species  as  well  as  the  biology, 

ecology, and longevity of the species. 

 

Result and Discussion 

As  in  any  strategic  process,  the  conservation  of  plant  genetic  resources  implies  planning  and 

decision-making.    The  first  steps  of  the  model  are  the  planning  stages,  for  example,  how  to  go 

about  selecting which species to  conserve and where to  find information  on the selected group, 

etc. So, for conservation, priorities need to be established with regard to (a) the type of material 

to  be  conserved  (‘at-risk’  species  or  those  of  interest  to  food  and  agriculture),  (b)  the  activities 

that  are  to  be  conducted  afterwards,  and  (c)  the  resources  available  for  carrying  out  these 

activities.  Priorities  may  vary  but  those  of  conservation  and  germplasm  use  are  the  most 

important objectives. A strategy should be developed for taking samples, for their handling in the 

field so that they survive the journey to the place of conservation and for their documentation as 

they  are  collected.    Likewise,  permits  must  be  requested  from  appropriate  authorities  and  the 

regulations observed of the respective countries where collecting will be done.  Once the permits 

are obtained, the logistics of the trip are prepared. 

 

In  particular,  it  is  expected  to  create  a  working  group  or  a  team,  which  will  complete  the 

information on a various endemic plants and distribution of some species from existing sources, 

to supplement the results of their field trips,  which focus on the important areas where data are 

insufficient  to  create  a  database.  Working  groups  will  be  coordinated  by  the  staff  of  the  Royal 

Botanical  Gardens,  Kew,  who  have    a  wide  experience  of  management  of  such  international 

projects  and  owning  the  modern  approaches  to  solution  of  the  problems  of  conservation.  The 

database  will  be  used  for  GIS  analysis  and  determination  of  priority  sites  and  critical  areas  of 

conservation.  It  will  allow  establishing  the  species  richness  and  concentration  of  rare  and 

endemic  species  for  special  conservation.  This  work  will  promote  expansion  of  the  efforts 

focused in the Caucasus and is important for cross-border cooperation to improve the process of 

saving the flora of the Caucasus. 

 

To implement the above objectives to conserve some endemic plant species Azerbaijan in ex situ 

conditions the following necessary steps are to be taken: 

1.

 

To  prepare  collecting  target  list  of  the  Azerbaijan’s  priority  endemic  species  (economic, 

endangered, threatened and etc.) 

2.

 

Collect at least 15 target species each year 

3.

 

Clean and assess the quality and quantity of all collections 

4.

 

Duplication of seed collections, herbarium specimens and field data to Botany Institute. 

5.

 

Designed data base and data management 

 

Specific action(s) I will take to improve the quality of my institute’s collections: 

1.

 

Especially  at  the  planning  and  collecting  stage,  pay  attention  to  protocols  and  guidelines  of 

MSB to make quality collections. 

                                       AMEA Botanika İnstitutunun elmi əsərləri, 2012- ci il, XXXII cild 

 

 

2.

 

To achieve success of seed collections of target species, during production of a target species 

list, include locations, phenology and expected seeding times.  

3.

 

To make long-term conservation collections,  available for research and use in  the future (re-

introduction  and  etc.),  I  aim  to  make  large  collections  as  much  possible  as  in  each  collection 

(simple random and even or systematic seed sampling from each of 10-50 individuals (it depends 

on available populations)) 

4.

 

Maximize the diversity within the sample by collecting as much possible seeds from different 

populations.   

 

The ex situ conservation program provides a means for investigating the reproductive biology of 

some threatened and/or endemic plant species of Azerbaijan. Research into reproductive biology 

provides a vital understanding of the nature of growth and recruitment in populations, helping to 

ensure a successful recovery. Long-term research into the physiological changes in seed viability 

during storage and germination and monitoring of that seed over time is a prerequisite for the ex 

situ  program.  And  for  some  threatened  and/or  endemic  plants,  an  ex  situ  program  is  the  key  to 

survival. 

 

This  information  will  hopefully  provide  the  main  basis  for  establishing  ex  situ  conservation 

strategies for biological conservation.