Генетика, селекция және тұҚым шаруашылығЫ (оқулық) алматы 2007
жүктеу/скачать 11,93 Mb.
|
|
Гиногенез әдісімен алынған гаплоидтық өсімдіктерде альбинос болмайды жэне олар аналықбелгілерімен тұқым куалайды. Аналық гаметофиттің in vitro жағдайында дамуына эсер ететін негізгі факторлар: өсімдіктің генотипі, -ұрық қапшығының даму кезеңі, қоректік ортаның құрамы, өсіру жағдайы. Өсімдіктер физиологиясы, генетикасы және биоинженерия институтында С.Мұқамбетжанов бидайдың ұрықтанбаған 26 генотипінің түйіндерін өсіріп зерттегенде, тек 1 үлгі Саратовская 29, морфогенезге жоғары қабілетті көрсеткен. Аналық гаметофиттің даму кезеңін анықтау, аталықпен салыстырғанда киын. Өте күрделі, тұрақты парафинделген препараттарды дайындауды қажет етеді. Сол себепті аналық гаметофиттің даму кезеңі жанама жолмен немесе микроспораньщың даму кезеңімен жэне өсімдіктің фенол огиялық даму кезеңіне карал анықгайды. Г.Жасыбаева өзінің әріптестерімен басты пияздың ұрықтанбаған түйінін in vitro жағдайында өсіргенде, морфогенезге жоғары қабілеттілік, түйіннің ерте даму, алғашқы археспориальды клетка кезеңінде болатынын аныктады, бұл микроспораньщ бір ядролық кезеңіне сәйкес келеді. Гаплоидтық өсімдіктерді in vitro жағдайында өсіргенде көбінесе Мурасиге-Скуга, Миллер, Нич, іб қоректік орталары қолданылады. Бірақ қоректік ортаның құрамы, әсіресе биологиялық активті заттар эмпириалық жолмен әрбір өсімдік түрлеріне жеке анықталады. Кейде аналық белгілері бар гаплоидтық өсімдіктерді гаплоидтық партеногенездід бір түрі псевдогамия, яғни жалған ұрықтану әдісімен алынады. Себебі алшақ будандастырғанда аталық немесе аналықтың хромосомалары ұрықтың ерте даму кезеңінде селективті жойылып кетеді. Мысалы арпаның епке түрін (Hordeum vulgare)Kon жылдық диплоидтық жабайы пиязшық түріне (Horodeum bulbosum) будандастырғаңда арпаның екпе түріне тән гаплоидтьік хромосомалар жиынтығы бар өсімдік пайда болады, ал жабайы пиязшық түрінің хромосомалары жойылып кетеді. Ә.Р.Ыскақов бульбозум тәсілімен арпаның гаплоидты және дигаплоидтьі өсімдіктерін алу ерекшеліктерін зерттеп, будандастыру кезінде бастапқы өсімдіктерді өсірудің температуралық режимі, аналық формалардың генотипі және оқшауланған масақтардың культурасы үлкен рол аткаратынын анықтады. Жабайы арпаның түрін аналықта, аталықта ретінде пайдаланың, гаплоидты өсімдіктер альщынды. Өсімдік клеткалары in vitro жагдайында өсіргенде өзгерістерге ұшырайды. Әр түрлі мутагендермен эсер ету арқылы клеткалардың өзгергіштігін арттыруға болады. Өзгерген регенерант өсімдіктерді самоклондык варианттар деп атайды. In vitro жагдайында өсіргеңде өзгеріске ұшырап, пайдалы қасиетке ие болған клеткаларды көбейтіп сұрыптап алуды клеткалык селекция деп атайды. Ол үшін арнайы селективтік орта қолданылады. Сұрьштау арқылы төзімді клеткалардан төзімді регенеранттар алу тәжірибелік селекция үшін маңызы зор. Клеткалық селекция өдісімен құрғақшылыққа, топырақ тұздылығына төзімді бидай, арпа картоп дақылдарының линиялары алынды. Молекулалық биология мен биохимия институтында М.Қ.Қарабаев қызметтестерімен септориоз ауруына төзімді бидайдың қлинияларын алды. Казак, картоп және көкөніс шаруашылыгы гылыми зерттеу институтында ГЛигай әріптестерімен топырақ тұздылығына төзімді, Арал өңірінде өсіруге арналган, картоп дақылының "Арал" сортын шығарды. Aran өткен мекемеде, ғарыш факторларьгның әсерінен сомаклонды өзгергіш нәтижесінде пайда болтан линиядан, еліміздің тұңгыш гарьшжері Токтар Әбукірұлының атымен аталган картоптың "Тоқтар" сорты шьіғарьілдьі. Клеткалык инженерия - клеткаларды кайта курастыру арқылы жаңа клетканы жасау. Клеткаларды жасаңды жолмен будандастырғанда будан геномы түзіледі. Протопласт - ферменттердің өсері арқылы немесе механикалық жолдармен қабығынан айырылған клетка. Клетка кабығын еріту кезінде клетканың ішкі құрамына зақым тигізбеу үшін, клеткада плазмолизді жүргізеді, ягни клетканы сусыздандырады, сол кезде протопласт жиырылып кішірейеді де қабықтан ажырайды. Осмотик ретінде сазароза, маннит, сорбит пайдаланылады. Клетка қабығы қайтадан қалпына келгенде протопластарды қараңғыда немесе ала көленкеде бөліп алады. содан кейін оларды жуып ферменттерден тазалайды. Бөліп алынған протопластардан пайда болтан клеткалардың әрі қарай дамуы мынадай негізгі факторларға байланысты: 1) өсімдіктің түр ерекшелігі, физиологиялық жайы, бастапкы ұлпаның шьгғу тегі; 2) протопластарда бөліп алу жағдайы мен өдістері; 3) отырғызылатын клеткалардың тығыздығы; 4) қоректік ортаның кұрамы; 5) өсіру жағдайлары. Көптеген дақылдардың протопластарын бөліп алып олардан регенерант өсімдіктерді өсіру мүмкіңдіктері. Р.Турпанова картоп дақылының бастапқы селекциялық материалын алуда протопласт культурасын қолдану мүмкіндігін зерттей келе, жапырак мезофилласына қарағанда каллустан алынган протопластар тіршілікке икемді келетінін айта кетіп, осмотик ретіңде КС1 және глицирин ферментінің қоспасын пайдалануды ұсынды. Молекулалық биология мен биохимия институттық ғалымдары астық тұқымдас бидай мен жүгерінің, алка тұқымдас картоптың протопластарьш алды. Сонымен бірге, клеткалардың бөлінуі мен дифференциялануын (мамандануын) реттейпн факторлар әлі толық зерттелмеген. Сомалық клеткалардан алдын ала протопластарды бөліп альш өсіріп, оларды қосқаңда сомалық будан клетка, кейін будан өсімдік алынады. Протопластарды косу аркылы будандастыру- сомалық немесе парасексуальды будандастыру деп аталады. Бұл жыныс клеткаларынсыз будандастыру. Осы әдіспен тұраралық пен туысараяықкана емес, өте алшак систематикалық топтарға жататын өсімдіктерді будандастыруға болады. Будаңдастырғанда протопластардың ядролары қосылса ядролық будан, немесе натыз будан, ал ядролары қосылмаса будан клетка гетерокарион деп аталады. Ата-ананың біреуінің ядросы бар, цитоплазмалық гендері екеуінен немесе біреуінен болса, ол цитоплазмалык будан деп аталады. Будан клеткаларды өсіріп каллус, одан кейін регенерант өсімдігін алуға болады. Алайда бұл өте күрделі процесс, себебі алдын-ала қандай нәтиже шығатының болжау қиын және тікелей басқаруға көнбейді. Сомалық будандастыруда ядролық және цитоплазмалық геңдерінің тағдыры көп факторларға байланысты және толық зерттелмеген. Тәжірибелік селекция үшін сомалық будандастыру әдісі жаңа технология және өте маңызды. Белгілі қаситеттері бар генетикалық материалдарды in vitro жағдайында алдын-ала құрастырып, оларды тірі клетката енгізіп, көбейтіп, зат алмасу процесін өзгеше жұргізу - гендік инженерия деп аталады, ятни жеке гендерді бір организмнен бөліп алып, баска организмге көшіріп орналыстыру. Ол үшін бір ДНқ молекуласынан қажетті ген бөлініп алынып, басқа ДНҚ молекуласынын үзінділерімен құрастырылып жаңа буын ДНқ жасалады да, оны тірі клеткага енгізеді. Соңда клетка осы ген белгілейтін белокты синтездейді. Осы әдіспен жаңа организмді алуға болады. Бұндай организмді трансгендік организм деп атайды. Генетикалық трансформация үшін сомалык. клеткалардан баска жыныс гаметалары, тозаң клеткаларымен жұмыртқа клеткасы да қолданылады. Геңдік инженерияның мақсаты - құнды сортың белгілерін одан әрі жаксарту үшін дербес құрылымдық геңді енгізу. Алайда кейбір маңызды белгілер тек бір генде емес, көптеген геңдерде жазылған. Сол себепті жеке геңдерді теңестіру өте киын жұмыс. қазіргі кезде геңдік инженерия тек бір белгі жазылған карапайым гендермен айналысады. Қажетті ген иретін хромосоманы бүтін куйіңде жабайы түрден мәдени өсімдікке енгізу аркылы аддына қойған мақсатқа сәйкес будан алуға болады. Ол үшін аддьгя ала мәдени өсімдіктің моносомалық линияларын жасайды. Осы діспен Р.Ройм жұмсақ бидайға эгилопстың сары тат ауруын бақылайтын бір хромосомасын қосып сорғыш шығарды. Болашақта парасексуальды будандастыруды басқару мүмкіндігі туғаңда осы әдістің тожірибелік селекция үшін маңызы зор. Ауруларга төзімді тұрақты генді бөліп алып өсімдіктердін белгілі бір вирус, саңырауқұлақ ауруларына төзімді линияларып алуға, сірестік факторларға, гербицидтерге төзімді және дән қорының сапасы жақсартылған, тіпті табигатга жоқ жанд формаларды шығаруға болады. Сирек кездесетін және жоғалып бара жатқан түрлер мен селекцияльіқ құнды материаддарды in vitro жагғдайында сақтап, гендер қорын жасау қазіргі заманда маңызды мәселелердің бірі. Өсірілетін клеткаларды сактаудың екі әдісі бар: клеткалардың өсуін барынша бәсендету; клеткаларды мұздатып сақтау немесе криосактау. Клеткалардың өсуін қаншама бәсендетсе де өсуді мүлдем тоқтату мүмкін емес, ал қазіргі кезде өсуді толық тоқгатуды тек клеткаларды мұздату әдісімен жүзеге асыруға болады. Мұздатып сактау - клеткаларды қатты мұздатып алып төмен температурада сақтау. Бірақ өсімдік клеткаларының көлемі үлкен, құрамында суы көп болғандыктан мұздату және еріту кезеңдерінде қатты зақымдалады. Сондықтан клеткалар суспензиясын дайындағанда, оның концентрациясын көтеру яғни оны қойылту керек, клетканы механикалық және осмостық бұлінуден қорғау үшін криопротектор қосады. Ол клетканьщ мұндап кату нүктесін төмендетіп, клетка ішіндегі суды байланыстырады. Сонымен баяу (бағдарламасы) мұздату арқылы клетка ішіндегі судың кристаллдануын боддьфмау керек. Себебі біртіңдеп мұздатқанда байланыспаған су клеткадан шығып үлгереді. Мұздатып сақталған клеткаларды еріткен кезде ампуланы жылы суға салып тез еріту қажет, баяу ерітсе қайтадан мұз пайда болып клеткалар закымдануы мүмкін. Клеткалар мұздатылып, сұйықазотга сақталуынан кейін, олар бұрынғыдай өсіп, өздерінің морфогендік, биосинтездік касиетгерін сақтап қалып, биотехникалық жұмыстарға жарамды болады. Казіргі заманда осындай криосактау әдісі гендік қорды сактаудьщ ең тиімді және ыңғайлы жолы болып саналады. Өсімдіктерді клондық микро көбейту Селекция мен өсімдік шаруашылығында құнды элиталық өсімдіктерді көбейту үшін клоңдық микрокөбейтудің маңызы зор. Өсімдіктердің клондық микрокөбеюі - in vitro жагдайында өсімдіктің жыныссыз жолмен көбеюі. Клондық микрокөбею әдісімен алынған өсімдіктер генетикалық тұрғыдан бастапқы өсімдікпен ұқсас болады. Осы әдістің дағдылы вегетативтік көбею жолымен салыстьгрғанда көптеген артықшылықтары бар, оның ішінде ең негізгілері: 1) Жылдам көбею мүмкіншілігі, яғни көбею коэффициентінің өте жоғарылығы. Мысалы картоп дақылының бір өсімдігінен жағдайында 7-8 айдың ішінде 30-40 мың түйнек немесе клон өсімдіктер алуға болады. 2) Сұрыптау процесін. 3) Өсімдіктерді вирустар мен патогендік микроорганизмдерден сауьіқгыру. 4) Үнемділігі. 5) Өсу процесін үздіксіз жүргізуге мүмкінділігі. Микро-көбейтудегі ең көп тараған әдіс қолтьгқ бүршіктегі қолтық өркендерді пайдалану. Қолтық меристемалардың өсуі сабактың ұшын кесіп тастағанда немесе цитокининмен өңдеген соң басталады. Одан тез өсетін қолтық өркеңдерінің шогьфы пайда болады. Оларды бөліп алып жаңа қоректік ортаға отырғызса, қайтадан шоғырлар пайда болады. Өркендерді құрамы баскд қоректік ортада тамырландырып бүтін өсімдік алуға болады. кейін оларды 5-7 жапырақ шыққанда микро көлемшелейді. Қоректік ортада фитогормондардың концентрациясьш реттей отырып, каллустан немесе тікелей экспланттан өркеңдерді өсіруге болады. Каллус немесе экспланттың маманданган клеткаларынан пайда болған өсімдіктерде геномдық мутациялар болуы мүмкін. Соңдықтан каллус арқылы көбейтуде тек жас мүшелерден алынған каллусты пайдалану керек. Микрокөбейту процесі 4 кезеңнен өтеді. 1. Эксплантты in vitro жағдайында өсіру. Жұмыстың тиімділігі эксплантты дұрыс тандап алуға байланысты. 2. Микрокөбейту 3. Өркеңдерді тамырландыру және сақтау. Ол үшін қоректік ортаға ауксин қосылады. 4. Өсімдіктерді топыракка отырғызу. Өсімдіктердің клондық микро көбейуіне олардың генотипі, жасы, эксплагатың көлемі, қоректік ортаның құрамы және өсіру жағдайлары әсер етеді. Ауылшаруашылық дақылдарының көбі вирус, бактерия, саңырауқұлақ қоздыратын ауруларға шалдығады. Егер өсімдіктерді бактериялық және саңырауқұлақ патогендерден химиялык әдістермен сауықтыруға болатын болса, вирус қоздыратын аурулармен күресуде, аурудан таза, сауықтьгырылған көшет алу. Казіргі кезде вирусы жоқ картоп және басқа вегетативтік жолмен көбейетін өсімдіктерді вирус ауруынан тазартудың нетізгі жолдары: термотерапия, жоғары жылулықта қыздыру, жоғары апикальды меристема клеткаларды бөліп алып, жасанды қоректік ортада өсіру. Картоптың вируссыз көшетін алу технологиясы түйнектерді +36°С жылулықга термостатта 20-25 күн бойы ұстап өндеуден басталады. Осындай өндеуден кейін казақстандағы ең зиянды вирус L тіршілік ету айрылады. Алайда жоғары температурада көп ұсталған түйнектер өзінің өнгішлігін жоғалтады. Сондықтан түйнектерді 2-3 сағат бойы +38°С ұстап, содан кейін 50-60 күн бойы +25 +27°С жылулықта қыздырады. Ал мозаика ауруларын қоздыратын вирустармен (X, М, Ү, S) күресте бұл әдіс тиімсіз. Мозаика ауруын қоздыратын вирустармен күресу үшін жоғары меристема бөлшегін бөліп альт, жасанды ортада өсіреді. Меристемаларды бөліп алу үшін көгерген өркендерден ұзындығы 0, 5-0, 7 см өскіндерді бөліп алып 0, 1 % ерітіндісінде стерильдейді. Содан кейін үш кайтара стерильді сумен шаяды. Меристима көлемі 100-200 мк болу керек, одан үлкен болса вирустар өтіп кетуі мүмкін, кіші болса, өнбей қалуы мүмкін. Меристеманы агар қосылған жасанды қоректік ортаға отырғызады да, арнайы камерада (фитотрон) өсіреді. Фитотронда температура +25°С, ылғалдылық 70% шамасында болып, жарық 16 сағат бойы 10-12 мың люкстен кем болмауы керек, ұзындығы 0, 3-0, 5 см өркеңдер пайда болған соң, оларды одан да жақсы осу және тамырлану үшін жаңа қоректік ортаға көшіреді, 5-7жапырағы шықкан соң, өсімдіктерді көлемшелеп, өрқайсысын құрамы алғашқыдай қоректік ортаға отырғызады. жүктеу/скачать 11,93 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|