Генетика, селекция және тұҚым шаруашылығЫ (оқулық) алматы 2007

ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Т.Н. НҰРҒАСЕНОВ, Ә.Х. ҚАЛИЕВ

ББК 41.3Я7

Қ26

Рецензенттер:

Оқулық.-Алматы: КазҰАУ, "Агроуниверситет" баспасы, 2007.-288 б.

Оқулық жоғары оку орындарының "Агрономия", "Селекция және тұқым шаруашылығы" мамандықтарының студенттеріне, ғылыми қызметкерлерге, аспиранттарға, магистранттарға және орта буындағы агрономдарға арналған.

Оқулық алғаш рет жарық көріл отыр.
ISBN 9965-821-42-9

© Нұрғасенов Т.Н., Калиев Ә.Х., 2007

© "Агроуниверситет" баспасы, 2007
МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ
I тарау. Организм белгілерінің тұқым қуалауы және өзгергіштігі, селекция тәжірибесіндегі көрінісі

1.1 Генетика негіздері

2. 
   Клетканың құрылысы және атқаратын қызметі
   
3. 
   Организмдердің көбею жолдары
   

2. 
   Тұқым қуалаушылыктың молекулалық негіздері
   
3. 
   Тіршілік будандастыру. Тұқым қуалаушылық заңдылықтары..
   
4. 
   Тұқым қуалаушылықтың хромосомалық теориясы
   
5. 
   Цитоплазмалық тұқым қуалау, хромитип және плазматиптері
   

6.2. Полиплоидия және оны селекциялык, тәжірибеде пайдалану

2.2. Мәдени дақылдардың эколого-географиялық систематикасы

2.3.Мәдени өсімдіктердің шығу орталығы және қалыптасуы

III тарау. Сұрыптау

3.1. Сұрыптаудың әдістік жолдары

3.3. Аутогамды популяциядағы сұрыптау

3.7. Аллогамды популяциядағы сұрыптау

3.8.Будандастыру

3.9.Гетерозис, оны өсімдіктер селекциясы тәжірибесінде пайдалану жолдары

3.10.Селеқциялық, материалдарды бағалау тәсілдері

4.3. Ауыл шаруашылығы дақылдарының тұқым сапасын анықтау әдісі мен техникасы

Цитология ғылымы белгілердің тұқым қуалауы ұрпақтан ұрпаққа сперматозоидтармен аналық жұмыртқа арқылы беріледі деп дәлелдеген.

Дегенмен де XX ғасырдың басында ғалымдар тұқым қуалау заңының және оны анықтайтын механизмнің қажет екендігін түсінді.

Осыған орай, алғашқы рет 1866 жылы қазіргі замандағы генетиканың негізі болып саналатын тұқым қуалау зандылығын жариялаған Грегор Мендель болды.

Ауылшаруашылығы дақылдарының сорттарын жетілдіруде, олардың генетиппен бақыланатын өнімін анықтауда, жеке ұрпақты және популяцияны генетикалық бағалау тәсілдерін көрсетуде генетика селекцияның теориялық негізі болып саналады

Белгілердің тұқым қуалауы мен өзгергіштік заңдылықтарын игеру аурулар мен зиянкестерге және ортаның қолайсыз жағдайларына төзімді сорттарды шығаруда селекциялық процесті жетілдіреді.

Ауылшаруашылығы дақылдарының селекциясында полиплоидияны, мутагенезді және будандастыруды кеңінен қолданады.

Ауылшаруашылық өндірісінің тиімділігін арттыруда селекция және тұқым шаруашылығының маңызы өте зор. Жергілікті жағдайға бейімделген жоғары өнімді сорттар мен будандарды өсірудің нәтижесінде өндіретін дақылдардың өнімділігін 40-50 және одан да жоғары процентке көтеруге болады.

Селекция (латын тілінен аударғанда selectio - сұрыптау немесе іріктеу) - жаңа сорттар мен будандарды шығарумен айналысатын ғылым.

Алғашқы кезде жаңа сорттар шығаруда тек сұрыптау әдісі қолданылған.

Қазіргі кезде селекцияда сұрыптаумен қатар: будандастыру, полиплоидия, мутагенез, биотехнология сияқты басқа да әдістер кеңінен қолданылуда. Селекционердің жоғарғы мамандықтарын қажет ететін генді инженерия, гаплоидты селекция сияқгы әдістерді пайдалану қазіргі күні басты бағытқа айналуда.

Сондыктан селекционерлер клетканың ішкі құрылысын (цитологияны), тұқым қуалаушылық пен өзгергіштікті (генетиканы), өсімдікте болатын ішкі құбылыстарды (физиологияны), аурулар мен зиянкестерді (фитопатология, энтомологияны), өнімді сақтау, өңдеу технологиясын жақсы білумен қатар, математиканы, химияны, өндіріс экономикасы мен ұйымдастыру негіздерін білулері қажет.

Селекция жұмысының ғылыми-теориялық негізі тұқым куалаушылық пен өзгергішті зерттейтін ғылым генетика болғанымен, селекция өз алдына дербес (жеке) ғыльгм.

Ол жаңа организмдерді шығаруға келетін ерекше әдістерге (жүктенеді) сүйенеді.

Ертеден, оның ішінде ғылыми селекция кезеңінен бастап, адамзат: қысқа, суыққа, қуаңшылыққа, аурулар мен зиянкестерге төзімді шаруашылыққа құнды белгілері бар жаңа сортгарды шьгғару және өндіріске енгізуте өте көп көңіл бөлген.

Қазіргі уақытта бүкіл дүние жүзіндегі егістік алқабының 100% - жуығы селекционерлердің еңбегінің арқасында алынған сорттармен себілген. Ауыл шаруашылығы министрлігінің мәліметі бойынша, 2001 жылы Казақстан Республикасында күздік бидай мен арпаның 70%, жаздық бидайдың 54%, картоптың 38% сорттары аудандас-тырылуда.

I ТАРАУ

Тірі организмдердің барлығы - микроорганизмдер, өсімдіктер және жануарлар клеткадан тұрады. Олардьщ ішінде бір клеткалы және көп клеткалы түрлері кездеседі. Сонғыларында клеткалардың саны миллионнан миллиардка жетуі мүмкін.

Организмдердің өсіп көбеюі, әртүрлі заттарды сіңіруімен бөліп шығаруы клеткамен байланысты.

Цитология (грек тілінен аударғанда, цитос-клетка, логос- ғылым) - тірі организмдердің клеткаларының құрылысы мен қызметін зерттейтін ғылым.

Клетканы зерттеуде қолданылып жүрген тәсілдер алуан түрлі. Олардың мезгілерінің бірі микроскопиялық тәсіл. Бұл тәсілмен жұмыс істеуде оптикалық микроскоп үлкен рөл атқарып келеді, оның казіргі кездегі модельдері объектіні 2 мың есеге дейін үлкейтіп көрсетеді

Бірақта жарықтың табиғатына байланысты оптикалық микроскоптың мүмкінділігі шектеулі болады.

Электронды микроскоп объектіні 200-300 мың есе, тіпті одан да көп етіп үлкейтіп көрсете алады. Мулесінің орнына, үлкен жылдамдылықпен келе жатқан электрондардың ағыны пайдаланылады.

Электронды микроскоп аркылы мөлшері 1, 5-мм¹⁰-дай болатын құрылымды көруге болады.

1.2. Клетканың құрылысы және атқаратын қызметі.

Тірі организмдердің барлығы - прокариоттар мен эукариоттар оз тірішліктерін бір клеткадан бастап, бір клеткалылар - көк жасыл балдырлар және көп клеткалылар - өсімдіктер, жануарлар және адамдар болып бөлінеді. Организмдердің осіп көбеюі, әр түрлі затгарды сіңіріп, бөліп шығаруы осы клетканың тіршілігімен байланысты болады.

Клеткалардың формасы мен мөлшері организм мүшелерінің атқаратын қызметіне тікелей байланысты. Мысалы, бұлшық ет клеткалары жіп тәрізді, жүйке клеткалары жұлдызша пішінді, ал жұмыртқа клеткалары дөңгелек-шар тәріздес болады.

(латынша "епего"- тудырамьш) жыныс клеткалары (гаметалар) болып бөлінеді.

Олардың ортақ белгілері: цитоплазмадан ядро қабықшасы арқылы бөлінген және генетикалық материал (ДНК) орналасқан ядролары. Генетикалық материал (ДНК) мен белоктар күрделі хроматин тұзіп, ал ол клетканың бөлінуі кезінде жақсы көрінетін құрылымдар хромосомалар тузеді.

Барлық тіршілік иелері клеткаларының құрылысына қарай айқын құралған ядросы мен хромосомалары бар эукариоттар (грекше "карион" - ядро) және прокариоттар - ядроға дейінгі организмдер болып бөлінеді.

Мембраналар аса маңызды қызмет атқарады: олар зат алмасу процестерін қамтамасыз етеді және клеткада түрлі заттардың тасымалдануын (ферменттер есебінен) реттейді. Тандап өткізу қасиетіне қарай олар бір заттарды ішке "өткізгіш", басқа біреулерін сыртқа "шығарады". Сонымен бірге мембраналар клетка формасының сақгалуында маңызды роль атқарады, әрі оны зақымданудан қорғайды.

Плазмалемма және топопласт. Плазмалемма клетканың сырткы ортамен зат алмасуын реттейді, сонымен бірге заттардың синтезделуіне катысады. Тонопласт цитоплазманы вакуольден бөліп тұрады. Оның атқаратын қызметі плазмалемамен бірдей.

Гиалоплазма. Гиалоплазманың атқаратын қызметі организмдердің өзара қатынасын қамтамасыз етіп, зат алмасуға, клеткадағы заттарды тасымалдауға қатысады.

Эндоплазматикалык тор.

Тордың екі формасы - гранулярлы (кедір-бұдырлы) және агранулярлы (жылтыр) болады. Гранулярлы тор клеткада өте маңызды қызметтер атқарады: ферменттерді синтездейді, клетка ішіндегі заттарды тасымалдайды, жақын жатқан клеткалармен байланысты қамтамасыз етеді, жаңа мембраналардың, вокульдердің және кейбір организмдердін пайда болуын қамтамасыз етеді. (1 — сурет).

Тіршілік процестерінің барысында цитоплазмадағы және ядродағы белоктар үнемі алмастырылып, жаңартылып отырады, сондықтаңда рибосомсыз клетка өмір сүре алмайды.

Лейкопластардың негізгі атқаратын қызметі артық қоректік заттарды, бірінші кезекте крахмадды, кейде белокты, сиректеу майды синтездеу және жинау болып табылады.

Онтогенезде пластидтердің барлық түрлері бір-біріне ауысып отырады. Тек хромопластар табиғи жағдайда баска пластидтерге айналмайды.

Ядроның формасы алуан түрлі болады, бірақ ол әдетте клетканың формасына сәйкес келеді: паренхималық клеткаларда ядро көп жағдайда шар тәрізді, ол прозенхималық клеткаларда линза тәрізді немесе ұршық тәрізді болып келеді. Онтогенез процесінің барысында ядроның формасы, мөлшері және кпеткада орналасқан жері өзгеріп отыруы мүмкін.

Ядроның құрылысының жалпы жоспары барлық клеткаларда (өсімдіктердің де, жануарлардың да) бірдей болады. Ол мынадай органелдерден: ядро қабықшасынан, нуклеоплазмалардан, хромосомдардан, ядрошықтан тұрады.

Ядро қабықшасы ядро ішіндегі заттарды цитоплазмадан бөліп түрады. Ол екі қабат мембранадан тұрады. Ядро қабықшасы ядромен цитоплазманың арасындагы зат алмасуды реттеп отырады және белоктар мен липидтерді синтездеуге кабілетті.

Нуклеоплазма ядроның органелдерінің арасындағы байланыстарды гана реттеп қоймайды, сонымен бірге олар арқылы өтетін заттарды тасымалдайды.

Хромосомалар тек электронды микроскоппен көрінетін өте жіңішке (10 нм) жіп тәрізді құрылымдар. Химиялық құрамы жағынан хромосом ДНҚ-нан және белоктан тұратын нуклепротеид. Нуклеотидтің үш компоненті болады - фосфор кышқылының қалдығы, кант дезоксирибоза және терт азоттық негіздердің бірі: аденин, гуанин, тимин, цитозин. Нуклеотидтер кез-келген реттегі ұзын тізбекке бірігеді (2-сурет). ДНҚ-ның молекул асы осындай аса ұзын екі тізбектен тұрады, олар өзара азоттық негіздермен байланыскан. ДНҚ-ның молекуласының ең қажетті кзсиетінің бірі- репликация (өздігінен екі еселенуі). Бұл жағдайда екі қатар тізбек ажырап кетеді, олардың әрқайсысы жоғалткан бөлігін кайта түзеді. Клеткаға кажетті ерекше белоктың синтезделуін камтамасыз ететін ДНҚ-ның молекуласының бөлігін геном деп атайды. Әрбір организмге тен, ДНҚ-ның молекуласындағы нуклеотидтердің орналасу жүйелілігін генетикалық код деп атайды. Өсімдіктің әрбір түрінің клеткаларындағы хромосомдардың саны едетте тұрақты болады. Сомалық клеткаларда бұл сан жұп болады (2 л). Ол хромосома саны тақ болып келетін (п) екі жыныс клеткасының қосылуының нетижесінде пайда болады.

Ядрошық - сфера тәрізді денешік. Ол негізінен белоктан және РНҚ-нан тұрады. Ядрошық әдетте хромосомның екінші реттік тартылған бөлімен байланыста болады. Сондыктан да бұл бөлікті ядрошықты ұйымдастырушы (түзуші) деп атайды, онда

рибосомдық РНҚ-ның матрицалық синтезі түзіледі.