Өсімдікті өсірудің биотехнологиялық әдістері Жансая і-ші деңгейлі сұрақтар
,Морфогенез бен регенерация процестеріне әсер ететін факторларды атаңыз
жүктеу/скачать 7,02 Mb.
|
Өсімдікті өсірудің биотехнологиялық әдістері
| 18,Морфогенез бен регенерация процестеріне әсер ететін факторларды атаңыз
Өсімдіктерде Морфогенез деп, жабын, түзгіш, өткізгіш ұлпалардың, сондай-ақ, олардың органдарының (тамыр, сабақ, жапырақ, гүл, жемістің) түзілуі мен дамуын айтады. Морфогенезді зерттеу — биология, генетика, молекулалық биология және эволюциялық физиологияның дамып, тұқым қуалау заңдылықтарын ашуда маңызы зор. Регенерация (латынша: regeneration — жаңғыру) — тіннің жойылған құрылымдық элементтерінің қалпына келуі (орнының толтырылуы). Биологиялық мәні жағынан регенерация — эволюцияда қалыптасқан, барлық тірі жүйелерге тән бейімделулік үдеріс. Организмнің қандайда болмасын тіршілік әрекетін қамтамасыз ету үшін құрылыстық субстраттың шығыны мен оның орнын толтыру қажет. Сөйтіп, регенерацияда тірі материя өздігінен жаңара өнуі тіршілік әрекеттері өздігінен реттеліп, автоматизмді жүзеге асырады деген қағиданы растайды (Давыдовский И.В., 1969). Құрылымының жаңғыруы әртүрлі, яғни молекулалық, ультрақұрылымдық (субжасушалық) жасушалық, тіннік және мүшелік деңгейлерде жүзеге асуы мүмкін. Бірақ қалпына келу деп әр уақытта арнайы қызметін атқара алатын құрылымдардың қалпына келуі аталады. Регенерация — құрылым мен ол атқаратын қызметтің қалпына келуі. In vitro жағдайларында регенерацияның жылдамдығы өсімдіктер түріне байла-нысты болады,яғни генотиптің әсері күшті.Мысалы,қос жарнақты шөп текті өсім-діктер дара жарнақты және ағаш өсімдіктерге қарағанда регенерацияға қабілеті едәуір жоғары.Өсімдіктің әртүріне ең тиімді регенерация әдісі іріктеліп алынады. Экспланттан бөлініп алынатын өсімдіктер аурудан сау болуы керек.Теплицада өсірілетін болса,жапырақтарына су шашыратпай өлшеулі суару керек,ауаның ылғалдылығы төмен болуы қажет.Ең қолайлысы асептикалық ыдыстарда өсіріл-ген залалсыздандырылған өскіндер. Іс жүзінде жалпы алғанда өсімдіктің кез-келген бөлігінен регенерант алуға болады,егерде эксплант жарамды даму кезеңінде алынса.Эксплантты таңдап алу-дың маңызы өте зор.Ең жақсысы,егер эксплантта меристемалық ұлпаларымен мү-шелері пайдаланса,атап айтқанда;өркеннің ұшы,қолтық бүршігі,меристема.Олар In vitro жағдайларында жақсы өседі және тотипотенттілігі жоғары болады. Негізінде кез-келген өсімдіктің түрі белгілі тәсілдерді қолданса,каллустанда регенерант бере алады.Эксплант алынатын өсімдік неғұрлым жас болса соғұрлым одан шыққан каллустың регенерацияға қабілеті жоғары болады.Ювенильдік кезеңдегі өсімдіктерден ,яғни өскіндерден алынған каллутың морфогендік потенциялы ең жоғары болады.Экспланттың физиологиялық жасы каллуста өтетін морфогенез жолынада әсер етеді. Микрокөбейту үшін эксплант алынатын мүшенің де маңызы зор.Сонымен қатар,экспланттың морфогендік қабілетіне оның көлемі ықпал етеді.Неғұрлым эксплант кішкене болса,соғұрлым оның оргоногенезге қабылеті төмендейд.Ірі экспланттардың тұрақтылығы артады,бірақ бұл кезде олардың клеткаларында вирустар сақталып қалуы мүмкін.Сондықтан практикада экспланттың орташа көлемін іріктеп алады. Микрокөбейту технологиясында қоректік ортаның орны ерекше,әрбір өсімдік түрі үшін оның құрамы тәжірибеге сүйеніп іріктеледі.Егерде микрокөбейту қолтық бүршіктерін өсіру арқылы өсірілсе,каллустың пайда болуы ұнамсыз құбылыс болар еді.Сондықтан бұл әдіске каллус түзілуін тежейтін басқа да қоректік орталары қолайлы келеді.Микрокөбейтудің бірінші этапында қоректік ортаға антиоксиданттар жиі қосылады,олар гидролиз өткізетін ферменттердің активтелуін теэжейді,демек эксплантты сақтап қалады.Антиоксидант ретінде цистеин,глутатион,меркаптоэтанол,аскарбин қышқылы қолданылады.Тіпті экс-плант отырғызу алдында оларда осы заттардың ерітіндісімен жуады. Көптеген өсімдіктер айтарлықтай мөлшерде фенолдық заттарды синтез-дейді,олардың тотығуы салдарынан қарайып өсуі тежеледі.Бұл заттардан құтылу жолдары,ол каллустарды жиі-жиі жаңа ортаға көшіріп отыру немесе қоректік ортаға оларды өздеріне адсорбцияланатын активтелген көмірлі заттарды қосуға болады.Эксплантты өсіре бастағанда және көбейтуді өткізгенде қоректік ортаның құрамы күрделі болады,ал тамырландыру үшін қоректік ортадағы заттардың саны да,мөлшері де азайтылады.Кей кезде тамырландыруға ынталандыру үшін ауксинді ортаға қоспай өркендердің өздерін онымен өңдей-ді.Бұл тәсіл ағаштармен бұталарды микрокөбейткенде жақсы нәтиже береді.Бұл жағдайда каллус аз түзіліп,тамырлар тезірек шығады. Ең жауапты кезең,ол 4-этап өсімдіктерді топыраққа отырғызу.Кейде тамыр түтіктері жақсырақ өскендіктен,өсімдіктерді сұйық ортаға отырғызады.Бірақ бұдан кейін оларды автоклавтан өткізілген топырақ қоспасына көшіріледі.Ылғалдылықты жоғары деңгейде сақтау үшін,үстінен шыны ыдыстармен жабады. Ылғалдылығы жоғары арнайы камераларда да өсіреді.Бірақ күрделі процеду-раның барлық өсімдіктерге қажеті жоқ.Мысалы, картоп, бүлдірген,таңқурай,қара-қат,алма,шие,мамыр гүл (сирен) т.б. өсімдіктерді пробиркадан стерильденген (тіпті стерильденбегенде) топырақ,шымтезек және құмнан жасалған субстратқа көшіруге болады,кейін олар теплицада өсіріледі. Физикалық факторлардың ішінде ең маңыздылары жарық пен температу-ра.Морфогенез процестеріне өте жарық жағдайлардың керегі жоқ.Өсімдіктерді топыраққа көшіруге дайындағанда оларға 10000 лк жарық түсіріп баулиды. Көптеген өсімдіктерге ең жақсы температура шамамен 25 градус С.Бірақ әрбір түрдің табиғатта температураға талабын еске алу керек.Мысалы,пиязшықты өсімдіктер үшін табиғатта ең жақсы температура 18 градус С болса,мақта үшін-30 градус. In vitro жағдайларында құнды өсімдіктерді алу үшін су алмасудың маңызы зор.Өсімдіктерде су алмасуы бұзылғанда витрификация деген жағымсыз құбылыс орын алады.Витрификация (витра-әйнек) кезінде өсімдік клеткалары ісіне-ді,сабақтары жуандайды,жапырақтары ұзарып,майысып,суланып,әйнек тәрізді болып кетеді.Бұл морфологиялық өзгерістерге қоса жарырақтардың құрғақ массасы төмендейді,белок,хлорофилл,глюкоза мөлшері азаяды,ал калии мөлшері артады.Жапырақтардың су кеңістігі үлкейеді,ал бос газ кеңістігі кемиді.Біртіндеп мұндай өсімдіктер әлсіреп,кейін келе жойылады.Витрификация құбылысы көбі-несе сұйық ортада өсірген өсімдіктерде байқалады.Өркендер мен қаламшаларды сұйық ортада өсіргенле,су кесілген жер арқылы оңай кіріп,бос газ кеңістікке ене-ді.In vitro жағдайларында өсімдіктерде транспирация болмағандықтан артық су жиналып,олар суға аса қанық болады.Сонымен бірге су алмасу процесінің бұзылуы қоректік заттардың сіңуіне теріс әсер етеді. Х.Геринг қызметтестерімен көрсеткеніндей,егер өсімдіктер өсетін ыдыстарында салыстырмалы ылғалдылықты төмендетсе, өсімдіктерде транс-пирация қалпына келіп,нитрификация айтарлықтай азаяды.Басқа зерттеушілер пікірінше нитрификация себебі,ортаның жоғары су потенциялы емес,дұрысында қоректік ортада аммонии иондары мен цитокинин молдығы, сонымен бірге ұлпаларда этиленнің биосинтезі бролады.Бірақ Х.Геринг дәлелдегенін-дей,ортада-ғы цитокингиндердің жоғарғы концентрациясы арқасында өсімдіктерде пайда болатын морфологиялық өзгерістер мен қоса хлорофильдің мөлшерінің артуы, витрификацияда өтетін өзгерістермен бірдей емес.Ал этиленнің артық түзілуіне салсақ,ол сірә витрификацияланған өсімдіктерге тән қасиет,ал витрификацияның басты себебі емес.К.Кеверстің пікірінше ыдыстарда газ алмасуын жақсар-тып,аммонии иондарымен цитокинин мөлшері бақылауға алынып,қоректік орта жақсы алмасып тұрса,витрификациядан құтылуға болады. Сонымен,клондық микрокөбейту әдісінің тиімділігі әртүрлі факторлармен шектеледі,бірақ олардың теріс әсерлерін әдісті әбден жетілдіру арқылы жоюға болады жүктеу/скачать 7,02 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|