Бидай селекциясында заманауи биотехнологиялық әдістерді қолдану арқылы болашақ мамандардың кәсіби құзыреттілігін арттырудың ғылыми теориялық негіздері
СЫРДАРИЯ УНИВЕРСИТЕТІ
ӘОЖ 575.222;575.222.73
Қолжазба құқығында
БАЙСАПАРОВА ДИНА ОРАЛБАЙҚЫЗЫ
БИДАЙ СЕЛЕКЦИЯСЫНЫҢ ЗАМАНАУИ БИОТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ӘДІСТЕРДІ ҮЙРЕТУДІҢ ӘДІСТЕМЕЛІК НЕГІЗДЕРІ
6М011300 - Биология мамандығы бойынша биолог ғылымының магистрі дәрежесін алу үшін дайындалған магистрлік диссертация
Жетісай, 2020
СЫРДАРИЯ УНИВЕРСИТЕТІ
Қорғауға жіберілді
_____________________________
кафедрасының меңгерушісі
___________ ___________________
(қолы) (Т.А.Ә.)
____ ______________ 2020 жыл
Магистрлік диссертация
Тақырыбы: БИДАЙ СЕЛЕКЦИЯСЫНЫҢ ЗАМАНАУИ БИОТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ӘДІСТЕРДІ ҮЙРЕТУДІҢ ӘДІСТЕМЕЛІК НЕГІЗДЕРІ
Білім беру бағдарламасы: 6М011300 - ______________________
Дайындау бағыты: ғылыми-педагогикалық
Магистрант: ____________ Байсапарова Дина Оралбайқызы
(қолы)
Ғылыми жетекшісі:
Атағы, дәрежесі ______________ аты жони
(қолы)
МАЗМҰНЫ
НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
АНЫҚТАМАЛАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
АТАУЛАР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1. Бидай селекциясында заманауи биотехнологиялық әдістерді қолдану арқылы болашақ мамандардың кәсіби құзыреттілігін арттырудың ғылыми теориялық негіздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.1 Бидай селекциясында гаплоидты технологияның маңызы мен ау әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.2 Эмбриогенездің тиімділігіне әсер ететін фактор мен донорлық өсімдігінің генотипі мен микроспоралардың даму кезеңдерін алу әдістерін пайдалану арқылы болашақ биолог мамандардың кәсібилігін арттыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.3 Микроспоралардың даму кезеңдері мен донорлық материалдарды алдын-ала өңдеу әдістерін пайдалану арқылы оқыту әдістемесі ... ... ... ... ... .
2. Болашақ мамандардың кәсіби біліктілігін бидай селекциясында заманауи биотехнологиялық әдістерін пайдалану арқылы арттыру бойынша тәжірибелік-педогогикалық жұмыс мазмұны және оның нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1. Болашақ мұғалімдердің кәсіби құзіреттілігін қалыптастырудың ғылыми-педагогиклық негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.2. Биология мамандығы студенттеріне бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістерін пайдалану арқылы оқыту әдістемесі ... ... ... ... ..
2.3.Тәжірибелік-эксперименттік жұмыстардың барысы мен нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ..
ҚОСЫМШАЛАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕР
Бұл дессертацияда келесі нормативтік құжаттарға сәйкес сілтемелер қолданылған:
Қазақстан Республикасының Білім туралы Заңы. №319-III ҚРЗ. Астана. Ақорда. 27.07.2007.
Елбасының Жаңа әлемдегі жаңа Қазақстан атты Қазақстан халқына жолдауы. - Астана, 2007.
Қазақстан Республиксы Президентінің 2010 жылғы 7 желтоқсандағы №118 Жарлығымен бекітілген Қазақстан Республикасы Білім беруді дамудың 2011- 2020 жылдарға арналған Мемлекеттік бағдарламасы. - Астана, 2011, шілде - 10.
Қазақстан Республикасының Президенті Н.Ә. Назарбаевтың Қазақстан - 2050 Стратегиясы қалыптасқан мемлекеттің жаңа саяси бағыты атты Қазақстан Халқына Жолдауы Егемен Қазақстан. - 2012, желтоқсан. - №828-831(27902).
Қазақстан Республикасының Президенті Н.Ә. Назарбаевтың Жаңа әлемдегі жаңа Қазақстан атты Қазақстан халқына Жолдауы. 27. 01. 2014ж.
Қазақстан Республикасының мемлекеттік жалпыға міндетті білім беру стандарты. 23 тамыз 2012 ж. №1080. Жоғарғы білім. Бакалавриат.
Қазақстан Республикасының Мемлекеттік жалпыға міндетті білім беру стандартты. 13 мамыр 2016 ж. №292. Жоғарғы білім. Бакалавриат.
Қазақстан Республикасында білім беруді және ғылымды дамытудың 2016-2019 жылдарға арналған мемлекеттік бағдарламасы, №205 Жарлық. Астана, 01.03.2016 ж.
АНЫҚТАМАЛАР
Білім - ол бір жеке тұлғаның және алдыға қойған мақсатқа жетуге қажетті шарт. Оқудың мақсаты - білім. Білімнің тәрбиелік мәні мақсатқа жетудің амалы.
Мақсаттылық қағидасы -мақсатқа жетудің ой тұжырымды, ұжымда нақты есеп беруді. Тәрбие берудегі дурыс жолын қарастыру керек.
Біліктілік - студенттердің білімінің тексерудегі өздерін көрсетудегі нәтижесі. Студенттер алдына қойған мақсаттарына жетудегі білімді дұрыс пайдалану құндылығы. Алған өмірдегі тәжірибелеріне, құндылығына тоқталады.
Кәсіби біліктілік - ұстаздың жеке іс сапары мен педагогикалық- теориялық білімі, кәсіби біліктілігі мен дағдысы, тәжірибенің бір арнада кездесуі.
Жаңалықтармен қамтамасыз ету - қазіргі заманғы жаңалықтар мен коммуникациялық технологияларды пайдалану, мектеп және жоғарғы оқу орындарын,ішілік БАҚ -тар, тәрбие жағындағы мәселесі бойынша баспа сөз қызметін пайдалану және т.б.
Талқылау немесе тұжырымдама (латынша concertio)- ол белгілі затты немесе құбылысты талқылау жүйесі, оның арасында басшылыққа алған ойды талқылап және оны тусіндіруге бажеңіл ететін дәлелдемелер.
Тұжырымдамалық көзқарас- талқылау кезіндегі басты идеясын біліп және оны теориялық ережелерін пайдалану.
Интерактивті мультимедия оқу ресурсы - курс бойынша және оның түрлі компоненттерін навигация жүйесі мен қамтамасыз етілген иструменталды құралдар мен ресурстар жүйесі.
Анеуплоидты деп хромосомалардың жетіспеуінен немесе артық болуынан кариотиптері дұрыс болмайтын өсімдіктерді айтады. Мынадай түрлері бар: моносомиктер - хромосоманың диплоидты жиынтықтарында бір хромосоманың жетіспеуі (2n-1); нулисомиктер - гомологты хромосома жұптарының болмауы (2n-2) және полисомиктер - соматикалық клеткаларда хромосомалар бір немесе бірнешеге көп болуы (2n+1 трисомик, 2n+2 тетрасомик, 2n+1+1 екі еселенген трисомик).
Альбинос - хлорофилі жоқ өсімдік. Ақ түсті болып келеді.
Аллель - хромосоманың белгілі бір бөлігінде орналасқан жұп геннің немесе оның альтернативті формаларының бір сыңары.
Андрогенез - оқшауланған микроспора мен тозаңқаптардан гаплоидты өсімдіктерді алу процесі. Яғни, ұрықтың жұмыртқа клеткасы ядросының қатысуынсыз тек аталық ядродан ғана дамуы.
Гаплоид - клеткаларда хромосоманың бір жиынтығы (n) болатын өсімдік түрі (сыңар хромосомалар жиынтығы).
Ген - хромосоманың белгілі бір бөлігіне орналасқан тұқым қуалағыштың негізгі бірлігі.
Геном - организмнің ата-аналарынан қабылдаған тұқым қуалау бастамаларының немесе гендердің жиынтығы. Генотипі бойынша организм не гомозиготалы, не гетерозиготалы болып келеді.
Гомозигота - деп клеткаларында белгілі бір аллель жұбының біркелкі не доминантты (АА), не рецессивті гендері (аа) бар дарақты айтады. Ондай дарақтардың гаметалары бір сортты болады және ешуақытта ажырамайды.
Диплоид - сомалық клеткадағы хромосомалардың толық жиынтығы.
Инверсия - хромосоманың екі немесе бірнеше жерден үзіліп, оның бір бөлігінің 180 градусқа бұрылып қалпын өзгертуінің нәтижесінде пайда болатын хромосома ішіндік мутация.
Микроспора - гүлді өсімдіктердің аталық тозаңы.
Морфогенез - онтогенез процесінде организм мүшелері мен белгі қасиеттерінің дамып, қалыптасуы.
Мутация - геннің хромосоманың немесе генетикалық аппараттың басқа бір элементінің өзгеруіне байланысты болатын тұқым қуалайтын өзгергіштік.
Полиморфизм - популяциядағы генетикалық тұрғыдан әртүрлі болып келетін екі немесе бірнеше форманың үйлесімді арақатынасы.
Регенерация - тірі организмдердің жойылған немесе зақымданған ұлпаларды қалпына келтіру.
Хромосомалар - клетка ядросындағы нуклеопротеидтік жіпшелерден тұратын құрылым.
Эмбриогенез - ұрықтың дамуы.
АТАУЛАР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР
БТ - Бақылау топ
ДНҚ - Дезоксирибонуклеин қышқылы
ЖОО - Жоғарғы оқу орны
ЖББ - Жалпы білім беру бағдарламалары
ҚР - Қазақстан Республикасы
ҒЗЖ - Ғылыми-зерттеу жұмысы
БТҚЖ - Биотехнологиялық құрал-жабдықтар
СОӨЖ - Студенттердің оқытушы жетекшілігімен жасайтын өзіндік жұмыстары
СӨЖ - Студенттердің өзіндік жұмысы
ЭТ - Эксперименттік топ
МС - Мурасиге-Скуг қоректік ортасы
2,4Д - 2,4-дихлорфеноксисірке қышқылы
ДНҚ - дезоксирибонуклеин қышқылы
ОМД - оқшауланған микроспора дақылы
ДГ - дигаплоид
АЛ - алшық гибридизация
МБ - мәліметтер базасы
гр - грамм
мг - миллиграмм
мкл - микролитр
мл - милилитр
млн. - миллион
КІРІСПЕ
Зерттеудің өзектілігі. Қазақстан Республикасының тәуелсіздігін алу, қоғам өмірінің барлық саласына, саяси әлеуметтік және мәдени өзгерістер білім жүйесін қайта қарауды басты мәселе болды.
Қазақстан Республикасының Білім туралы Заңында-2, Қазақстан Респуликасында Білім беруді дамытудың 2011-2020 жылдарға арналған Мемлекеттік бағдарламасында [1], Елбасының Жаңа әлемдегі жаңа Қазақстан атты Қазақстан халқына жолдауында білім беру саласында мемлекеттік саясаттың басты қағидалары ретінде жеке тұлғаның білімділігін арттыру және білім беруші ұстаздың мәселелерін біліп, басты міндет реттінде қабылданды. Н.Ә. Назарбаев Қазақстан-2050 стратегиясында: Жоғарғы қолдaнбaлы және ғылыми-зерттеушілік бөлімшелерін құруы және дaмытуын қажет. Біз академиялық автономия кепілдігін берген жоғарғы оқу орындарын, тек оқу бағдарламаларын жетілдірумен шектелмей, өздерінің ғылыми- зерттеушілік қызметін де белсенді де дамытуы тиіс - деп атап көрсетті [2, 3]. Қaзіргі кездегі әлемдік бірлестіктерді интеграциялауда бірнеше стратегиялық қадамдар жасалды. Сaяси, экономикалық, мәдени жүйенің өзгеруі әсерінен Қaзaқстaнның нарықтық экономика жaғдaйында демокрaтиялық жолмен дaмуы білім моделіне де күрелі өзгерістер енгізді. Бұл міндеттерді жүзеге асырудың бірден-бір жолы -жоғарғы педагогикалық оқу орындарында оқытудың тиімді әдіс-тәсілдер арқылы студенттердің кәсіби деңгейін көтерудің, олардың өзіндік танымдық іс-әрекеттері мен құзіреттілігін қалыптастырудың әдіснамасы мен әдістемелік жүйесін жасау болып табылады.
Қазақстан Республикасының Президенті Н.Ә. Назарбаевтің Қазақстан-2050 стратегиялық бағдарламасында: Бізге оқыту әдістемелерін жаңғырту және өңірлік мектеп орталықтарын құра отырып, білім берудің онлайн-жүйелерін ат салыса дамыту керек, барлығы үшін қашықтан оқытуды және онлайн режімінде оқытудағы отандық білім беру жүйесіне инновациялық әдістерді, құралдарды пайдалануын қарқынды енгізуге тиіспіз - елдің денсаулығын жақсарту міндеттері мен бірге жас ұрпаққа білім, тәрбие беру мәселесі атап көрсетілген [4]. Осыған орай, тәуелсіздік мемлекетімізде еңбек қор, кәсібін терең тусінетін, өзінің білімі мен іскерлі жан-жакты қолдана білетін мамандар даярлау қажеттілігі туады, себебі, мемлекеттің маңызды әлеуметтік қызметті болашақ маманың мүмкіндіктерін көрсете алуына мүмкіндік болады. Бұл мүмкіндіктер -жоғарғы оқу орындарынын алдында тұрған негізгі басты шарттар.
Болашақ мамандардың кәсіби мәнді сапарлары мен құзіреттіллігін арттыру үшін, алдымен жоғарғы оқу орындарының оқу-тәрбие процесінде тәжірбелерге түбегейлі өзгерістер енгізу қажеттілігі күн сайын артуда. Сондықтан, жоғарғы оқу орындарының мазмұны мен құрлымдары, бир қатар өзгеріс енгізу - өзекті мәселелердің бірі. Сонда ғана оқытушылар саналы түрде таңдап алған мамандықтардың мәнін терең ұғынады, өзін-өзі жетілдіру қабілеттерін қалыптастыруды, кәсібиліктеріне жетуді қамсыздандыра отырып, әрбір оқытушы жаңа белестерін көтеріп, педагогикалық еңбекті құзіреттілік деңгейге шыгаруды нәтиже ете алады.
Демек, биолог мамандардың кәсіби құзырлығы, шығармашыл болуы қамтамасыз ететін оқыту қазіргі заманауйы технологиясымен негізделіп, әуелетіне әсер ететін кәсібін шындайтын теориялық, әдіснамалық тұғырларын айқында міндеттерін алдыңғы қатарға шығаруға мүмкіндік алды. Студенттердің кәсіби деңгейін көтеру мәселесі мен үздіксіз білім жүйесіндегі тұлғалардың кәсіби дамуына ерекше назар аударылған. Жалпы және кәсіби білімді дамытуға қатысты осындай іргелі және қолданбалы зерттеулердің, педагогикалық шығармашылыққа деген жалпы қызығушылықтың болғанына қарамастан, студенттердің кәсіби құзіреттілігін қалыптастыруды шешілмеген мәселелер бар. Жоғары білім беру жүйесінде әлемдік тенденцияларды талдау барысында болашақ маманың жеке қабілетті мен педагогикалық кәсібилігі мен және жоғарғы талаптар қойылуының қажет. Шетелдегі жоғары білім беру жүйесінің пайда болу және даму тарихы Р. Оуэннің іс-әрекеттік теориясы [5], ЮНЕСКО хaлықaрaлық ұйымы [6], Э.Фора [7], A.Де Перетти [8] және т.б. ғылыми еңбектермен тығыз байланысты. Қарама-қайшылық педагогикалық теория мен практикада болашакта биология оқытушыларының кәсіби білімділігін арттыру, проблеманы тиімді шешудің педагогикалық шарттары мен тетіктері қандай деген мәселелер туындайды, оларды теориялық - әдіснамалық деңгейде қарастыруды талап етеді. Бұл зерттеу тақырыбы Бидайды селекциялауда заманауи биотехнологиялық әдістерді қолданудың әдістемелік негіздері деп алдым. Дүние жүзінде бидайдың азық-түлік ретінде алатын орны ерекше. Қазақстанда жыл сайын бидай отырғызылып, оны жинап шетелге экспортқа өткізіліп тұрады. Сондықтан біздің ел үшін бидай тек азық-түлік ретінде ғана емес, сонымен сауданың көзі болып келеді.
Егістік алқапта бидайды өсіру кезінде олардың дамуына және өсуіне көптеген абиотикалық пен биотикалық факторлар әсер етеді. Сол үшін Қазақстан ауыл шаруашылығында осы факторларға төзімді болатын жаңа сорттарды қазіргі селекциялық және биотехнологиялық әдістердің көмегімен алу маңызды орын алуда.
Өсімдіктер биотехнологиясында ерекше орын алатын, әрі селекциялық процесті тездететін тәсілдің бірі - тәжірибелік гаплоидия болып табылады. Қазіргі таңда бидайдың екі еселенген гаплоидты түрін алу үшін микроспораларды бөліп алып дақылдау ең тиімді әдістің бірі. Микроспораларды бөліп алып дақылдау арқылы тозаңнан соматикалық клеткалардан эмбриод және каллустың пайда болуын тежейді және тозаң эмбриогенездің ингибиторын болдырмайды.
Зерттеудің мақсатты: Жұмыс барысында Қазақстан бидайынан ДГ өсімдік-регенеранттарды көп мөлшерде алу мақсатын пайдалану арқылы болашақ мамандардың кәсіби білімділігін арттыруда ғылыми-әдіснамалық негіздерін анықтау арқылы жақсарту.
Магистрлік диссертация жұмысын орындау мақсатында төмендегідей зерттеу міндеттері қойылды:
жоғары білім беру жүйесінде болашақ биолог мамандардың кәсәби білімділігін арттырудың теориялық негіздерін айқындау;
- бидай селекциясында заманауи биотехнологиялық әдістерді қолданудың әдістемелік негіздерімен кәсіби білімділігін арттырудың тұжырымдамасын жасау;
- болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру да қамтамасыз ететін ғылыми-әдістемелік кешен жасау, тиімділігін эксперимент арқылы дәләлдеу және ғылыми негізделген ұсыныстар беру.
- болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттырудың құрлымдық-мазмұндық моделін жасап, компоненттерін, өлшемдері мен көрсеткіштерін анықтау
- оқшауланған микроспораларды дақылдау технологиясына модель ретінде қолданылатын жаздық жұмсақ бидайдың генотиптерін таңдау;
- микроспоралардың бір ядролы кеш фазасында немесе екі ядроның ерте фазасында болатын донор материалдарды жинау;
- регенрациялық қоректік ортада регенерациялық процеске баға беру;
- алынған гомозиготалы линиялардан дән алу.
Зерттеудің нысаны: жоғары білім беру жүйесіндегі оқу-тәрбие үдерісі.
Зерттеудің пәні: жоғарғы білім беру жүйесінде болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттырудың теориясы мен практикасы.
Зерттеудің ғылыми болжамы: егер жоғары білім беру жүйесінде болашақ биология пәні оқытушыларының кәсіби біліктілігін арттырудың тұжырымдамасы теориялық тұрғыда негізделіп, студенттердің кәсіби біліктілігін ғылыми-зерттеушілік және педогогикалық іс-әрекеттің өзін-өзі қалыптастыру, өзін-өзі жетілдіру мақсатында қолдана білсе, онда бұл мәселені шешудің нәтижелігі арта түседі. Өйткені, жоғарғы білім беру жүйесіндегі біртұтас оқу-тәрбие процесі кәсіби біліктілігін арттыруға септігін тигізіп, өнімді және белсенді шешім қабылдай білуін қамтамасыз етеді.
Зерттеудің әдіснамалық негіздерін таным теориясының жалпы ұстанымдары, педагогикалық білім және әлеует туралы ілімдер; әдіснамалық мәні бар іргелі философиялық, әлеументтану, жалпы ғылыми және педагогикалық ережелер (теориялар, тұжырымдамалар, болжамдар, педагогикалық таным әдістері туралы ілім) тар мағанадағы әдіснама биологиялық ғылыми теориялық тұжырымдар құрайды.
Теориялық негіздері зерттеу барысында мынандай теориялық тұғырлары бар:
а) болашақ биолог маманның әдіснамалық ұстанымы ретіндегі жүйелі тұғыр. Жүйе болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру негізделген обьектілердің жиынтығы реттінде қарастырылады;
ә) практикалық бағдарлы және модульді тұғыр жоғарғы педагогикалық білім беру жүйесінде кәсіби білімділікті арттырудың зерттеудің әдіснамалық ұстанымы ретінде қарастырылады: оқу әрекетті, таным әрекетті, ғылыми-зерттеу әрекеті, кәсіби әрекеті, т.б.
б) білімділіктің тұғыр негізі әдіснамалық талаптарды жүзеге асыруға мүмкіндік береді: зерттеу пәнін ашу үшін, оның мәнін, бұрыңғы пайда болу мен дамудың алғы шарттарын білу қажет.
Зерттеу әдістері: қойылған мәндеттерді шешу үшін бірқатар теориялық және эпирикалық әдістердің кешені қолданылды.
- теориялық әдістер
- эмпирикалық әдістер
- жеке эмпирикалық әдістер
- зерттеу барысында алынған нәтижелер мен қортынды мағұлматтардан математикалық-статистика әдісімен өңдеу.
Зерттеу көздері: Қазақстан Республикасының Ата Заңды Білім туралы, Қазақстан Республикасының білімді қалыптастырудың 2011-2020 жылдарға арналған мемлекеттік бағдарламасы, Қазақстан Республикасы жогары педагогикалық білім беру тұжырымдамасы, басқа да білім беру саласына қатысты заң күші бар мемлекеттік құжаттар; зерттеліп отырған мәселеге байланысты, алыс және жақын шетелдік ғалымдардың еңбекте де тәжірибесі осы жүйедегі іске асқан.
Зерттеу базасы. Ғылыми-зерттеу жұмысы Бараев атындағы Астық Шаруашылыгының Ғылыми-Өндіріс Орталығында (10-11 беттер) Экспериментті жургіздік, ғылыми тұрғыда ғылыми-әдістемелік жасалып, тиімділігі эксперимент арқылы дәлелденді.
Зерттеудің негізгі кезеңдері
Бірінші кезеңде (2018-2019 ж.ж.) қазіргі қоғамдағы қалыптасқан әлументтік-экономикалық, тарихи-педагогикалық өзгерістерге орай болашақ биолог мамандардың кәсіби құзіреттілігін арттыру мәселесінің өзектілігі айқындалып, осы мәселеге қатысты қазақстандық және шет елдік ғылыми-теориялық, әдістемелік еңбектерге, бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістерін таңдап, мәселенің зерттеуі мен жоғары білім жүйесіндегі тәжірибенің жан-күйіне талдау жасалуы барысында зерттеудің теориялық негіздері; зерттеу тақырыбы және ғылыми аппараты анықталып, тәжірибелік - эксперименттің бағдарламасы әзірленді. Зерттеудің ғылыми болжамына сәйкес жоғары білім беру жүйесінде болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттырудың тұжырымдамасы жасалды. Сапаны қалыптастырудың тиімділігін арттыратын педагогикалық жағдайлары анықталып, белгіленген зерттеу базаларында тәжірибелік-эксперименттік жұмыстарда сынықтан өткізілді. Астық тұқымдастарының селекциясы элективті пәнінің оқу бағдарламасы, Достижения и перспективы развития земледелия и растениеводство оқу-әдістемелік құралы әзірленді, зерттеу тақырыбы бойынша Получение дигаплоидов яровой пшеницы шортандинского селекционного центра - зерттеу тақырыбы бойынша жарияланымдар, әдістемелік ұсыныстар жарық көрді.
Екінші кезеңде (2019-2020 ж.ж.) зерттеу барысында болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру бағытталған технологиялары мен өзара белсенді әдістерінің практикаға ендіру жүзеге асты, жинақталған теориялық және практикалық материалдар жүйеленіп, Астық тұқымдастарының селекциясы элективті пәнінің оқу бағдарламасы, Бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістерін үйретудің әдістемелік негіздері оқу-әдістемелік құралы оқу үдерісіне енгізіп, тәжірибелік-эксперимент барысында алынған нәтижелер сарапталып, статистикалық өңделіп, дессертатция түрінде рәсімделді.
Зерттеудің ғылыми жаңалығы мен теориялық маңызы
Жоғары білім беру жүйесінде болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттырудың теориялық негіздері айқындалды;
Болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістерін үйрету арқылы арттырудың тұжырымдамасын жасалды;
Болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттырып құрылымдық- мазмұндық моделі жасалып, компоненттері, өлшемдері мен көрсеткіштері анықталды;
Болашақ биолог мамандардың кәсіби құзіреттілігін арттыруды қамтамасыз ететін ғылыми-әдістемелік кешен жасалып, тиімділігі эксперимент арқылы дәлелденді, оқу үдерісіне ендірілді және ғылыми негізделген ұсыныстар берілді.
Зерттеудің практикалық мәнділігі
Астық тұқымдастарының селекциясы элективті пәнін оқу бағдарламасы, оқу - әдістемелік кешені дайындалды және оқу сапасына қосылды;
Оқытушыларға жоғарғы білім беру жүйесінде студенттердің шығармашылығын жетілдіріп, кәсіби құзіреттілігін басшылыққа алуға көмегін тигізетін Бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістерін пайдалана отырып зертханалық сабақтар және оларды жүргізу негіздері болып оқу-әдістемелік құралы дайындалды;
Дессертатциядағы теориялық тұжырымдарды және қортындыларды, ғылыми-әдістемелік ұсыныстарды арнаулы және жоғарғы оқу орындарында, сондай-ақ, оқытушылар біліктілігін жетілдіретін салаларда пайдалануға болады.
Зерттеу нәтижелерінің дәлелділігі мен негізділігі
Зерттеу тақырыбына байланысты гылыми-теориялық қағидалары әдісі жағынан қарағанда негізімен зерттеу пәніне байланысты әдіс-тәсілді қолданып, эскеримент бағдарламасының педогогикалық мақсат пен міндет сәйкестігіне дайындық курысына дайын бағдарлама жасап, ұйымдастырып зерттеу тақырыбына эксперимент жүргізіп, тиімділігін дәлелдейді.
Зерттеу нәтижелерін сынақтан өткізу және ендіру
Десертатция материалдары бойынша жарияланған мақала саны -2, оның ҚР білім беру бағдарламасы да Қазақ егіншілік және өсімдік шаруашылығы ғылыми-зерттеу институты-да (Алмалыбақ, 2019 -144-146 бет аралығы), және де конференцияға қатыстым: Сертификат (-за активное участие в международный научно-практической конференции Достижения и переспективы развития земледелия и растениеводства, посвещенной 85-летию КазНИИЗиР, 15-16 августа 2019г. пос. Алмалыбак). Г. А. Искакова, Д. Байсапарова, Д. Райымбек, К. Ж. Жамбакин. Өсімдіктер биологиясы және биотехнология институты, Алматы, Қазақстан ДӘНДІ ДАҚЫЛДАР СЕЛЕКЦИЯСЫНДА ОҚШАУЛАНҒАН МИКРОСПОРАЛАР КУЛЬТУРАСЫН ҚОЛДАНУДЫҢ ПРОБЛЕМАЛАРЫ
Қорғауға ұсынылатын негізгі қағидалар
Болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру ушін бір-бірімен өзара байланысқан мотивациялық, іс-әрекеттік, рефлексивті бағалаушы компоненттер жиыннан тұратын тұлғалық прогрессивті өзгерудің мақсатты үздіксіз сатылы процесс. Болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру үшін бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістерін пайдалана отырып аудиториялық және аудиториядан тыс білім беру биология пәні арқылы қалыптасатын, және де оқып-үйренетін процестің теориялық-бейімдеушілік, кәсіби-әрекеттік (зерттеудің тәжірибелік нұсқасы), кәсіби-шығармашылық (зерттеудің креативті нұсқасы), кәсіби-зерттеушілік (ізденіс арқылы орындалатын нұсқасы),осы жолдармен біліктілікті артыратын білеміз;
құзіреттілік, кәсіби біліктілік, бидай селекциясының биотехнологиялық әдістері ұғымдарының инвариантты анықтамалары болашақ биолог мамандардың қабілеттілігі мен шығармашыл, ақпаратты-коммуникативті, әлуметтік-тұлғалы құзырлы, әдіснамалық, зерттеушілік, әдістемелік деңгейінің жоғарылығын сипаттайды;
Тұжырымдама жоғары білім беру жүйесінде болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру да теориялық білімін практика мен байланыстырып отыр;
Болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру процессі теориялық және құрлымдық - мазмұндық үлгіде камтылады, мотивациялық, іс-әрекеттік, өлшемдері, көрсеткіштері және деңгейі ұсынылды. Зерттеу логикасы анықталып және болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыруды қамтамасыз етеді;
Жоғары білім беру жүйесінде болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыруға бағытталған оқу-әдістемелік кешендер сынақтан өткізілуі және тәжірибелік-эксперименттік жұмыстың жоғары нәтижелері студенттердің педагогикалық шығармашылығын қалыптастыру ой мен әдістерді жинақтайды;
Дессертация құрылымы
Ғылыми зерттеу логикасына сәйкес келеді және кіріспеден, 2 тараудан, зерттеудің негізгі тұжырымдары келтірілген қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен және қосымшалардан тұрады. Дессертация мазмұнында 72 бет, 7 кесте мен 8 суретпен қорытындыланған.
Кіріспе бөлімде
Таңдалған зерттеу тақырыбының көкейкестілігі негізделді және зерттеу мәселесі педагогикалық ғылымы мен тәжірибесіндегі зерттелу деңгейіне сипаттама беріп, тақырыбы белгіленді. Зерттеу жұмысының ғылыми аппараты: мақсаты, нысаны, пәні міндеттері, ғылыми болжамы, жетекші идеясы, әдіснамалық және теориялық негіздері, әдістері мен негізгі кезеңдері беріліп, ғылыми жаңалығы, теориялық және практикалық мәнділігі, қорғауға берілген қағидалар, зерттеу нәтижелерінің дәлелділігі мен негізділігі, талқылауы және жүзеге асырылуы баяндалады.
Бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістердің үйретудің әдістемелік негіздері атты бірінші тарауда Қазақстандағы жоғары білім беру жүйесі мен дамуы мен шетелдегі жоғарғы білім беру жүйесінің тарихи-педагогикалық алғы шарттына сипаттама беріліп, құзіреттілік, кәсіби біліктілік, бидайдың селекция да қазіргі заманауи биотехнологиялық әдістерін ұғымдары арнайы педагогикалық әдебиеттер қаралды, мотивациялық, іс-әрекеттер мен рефлексивті-бағалаушы бірлігінде өлшемдері, көрсеткіштері, деңгейлері мен құрлымдық-мазмұндық үлгісі анықталып, оны жүзеге асыруда пайдалауға әдістемесін ұсынылды.
Болашақ мамандардың кәсіби біліктілігін бидай селекцияда заманауи биотехнологиялық әдістерді үйретуде пайдалана алу әдістерін пайдалану арқылы арттыру бойынша тәжірибелік-педагогикалық жұмыс мазмұны және оның нәтижелері атты екінші бөлімде болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру бағыты мен тәжірибелік-педагогикалық эксперимент жүргізіліп, оның нәтижесін талданып, қорытыланды.
Қорытындыда зерттеу жұмысының қағидалары, нәтижелері мен тұжырымдары, ғылыми-теориялық әдістемелік ұсыныстар және келешекте зерттеу бағыттары берілді.
Қосымшада ғылыми және тәжірбелік-педагогикалық эксперимент қолданылған зерттеудің нәтижелері, элективті мән бағдарламасы, әдістемелік құралдың мазмұны, ендіру акттілер, сауалнама, оқу жоспарының көшірмесі берілді.
Бидай селекциясында заманауи биотехнологиялық әдістерді қолдану арқылы болашақ мамандардың кәсіби құзыреттілігін арттырудың ғылыми теориялық негіздері
Бұрынғы кезде өзгергіштік пен тұқым қуалаушылық заңдылықтары морфологиялық талдау жүргізу арқылы зерттелетін болған. Қазіргі уақытқа дейін өсімдіктер жүйесінде мутациялық процес пен филогенетикалық байланыстарды анықтау үшін осы морфологиялық белгілеріне қарай талдау критериялары әлі қолданылып келеді. Бірақ морфологиялық белгілер кейбір жағдайларда толық мағлұмат бере алмайды. Себебі оларға қоршаған орта әсер етеді және олар көбінесе онтогенездің кеш кезеңдерінде байқалады. Сонымен қатар, селекцияның сандық белгілеріне (өнімділік, абиотикалық стрестерге төзімділігі, егіннің сапасы және т.б.) морфологиялық белгілер жеткіліксіз болып келеді [9]. Молекулалық биологияның заманауи әдістері бұл мәселелерді шешуге көмектеседі.
Ғылыми зерттеу материалдары ретінде жұмсақ бидай өсімдігі алынды. Бидай - дәнді дақылдар тобына жататын біржылдық шөптесін өсімдік. Дәнді дақылдардың ішінде ең көп өндірілетін дақыл. Бидайдың 20-ға жуық жабайы және мәдени түрлері белгілі. Жұмсақ бидайдың (Triticum aestivum) - масағы жұмсақ, дәні жұмыр және жылтыр, ал сабағы қуыс болып келеді. Бұл бидайдың түрінен көбінесе нан пісіреді және оның сапасы жоғары, әрі нәрлі болып келеді. Құрамында 16% ақуыз бен жылтырлығы 70%, дән уызы серпімді, әрі созылмалы болып келеді. Бидайдың дәнінен жарма, ұнынан нан, макарон және кеспе жасалып кондитер өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Әсіресе, Қазақстанның Батыс, Орталық және Шығыс аударданрында өсетін жұмсақ бидай өте құнды болып есептеледі.
Магистрлік диссертация жұмысын орындау барысында ҚР АШМ ҰАҒББО Коммерциялық емес акционерлік қоғамы А.И.Бараев атындағы астық шаруашылығы ғылыми-өндірістік орталығының ғылыми зерттеу институтына қарасты, Искакова Гұлнурдың бастауымен Бидайдың оқшауланған микроспора дақылы методикалық әдістемесі қолданылды [10].
Қолданылған құрылғылар мен ыдыстар. Жұмыс барысында мынадай шыны ыдыстар мен құрылғылар қолданылды: 1-2 л және 50 мл химиялық стақандар, 1 л өлшеуіш цилиндр, автоклавтауға арналған 500-1000 мл қақпағы бар бөтелке, 12 мл және 50 мл стерильденген қақпағы бар пластикалық пробиркалар, стерильді пластикалық Петри табақшалары (диаметрі 3мм, 6мм, 60мм және 90 мм), дозаторлар, Пастер пипеткасы, елеуіш (диаметрі 100uн), гомогенезатор (IKA Ultra Turrax, Tube drive және Warring блендері), лабораториялық электронды таразылар (Ohaus және Pioneer Tm), магнитті араластырғыш аппараты, пинцет пен скальпель, ламинарлы бокс, стерилизатор (Steri 350), рН-метр, термостаттар, суық камералар, микроскоп, климаттық камера.
1.1 Бидай селекциясында гаплоидты технологияның маңызы мен алу әдістері.
Алғаш Гаплоидтар - бастапқы формаға қарағанда соматикалық жасушалардың құрамында хромосомалардың жиынтығы 2 есе аз болатын қарапайым дарақтар. Әрбір гомологты хромосома жұптарының тек біреуі ғана көрсетілген. Қазіргі таңда гаплоидты (моноплоидия) технологияға көптеген селекционерлер назар аударуда. Ғылымда гаплоидты өсімдіктерді қолдану арқылы көптеген теориялық және практикалық сұрақтарға жауап табуға болады. Жоғары сатыдағы өсімдіктердің гаплоидиясы олардың генетикасы мен эволюциясын тереңінен зерттеуге мүмкіндік береді. Яғни, түрлердің геном құрамын анықтауына және олардың таксономикалық орналасуына, полиплоидты тізбектердегі геном мөлшерінің әсері, апомиксистің пайда болған жағдайын және оның генетикалық себебін түсінуге және тағы сол сияқты көптеген сұрақтарға жауабын табуға мүмкіндік береді. Осының негізінде гаплоидтардан гомозиготалы диплоидты тізбектерді алу әдістері жасалынды. рет бұл әдістерді 1929 жылы Г.Д. Карпеченко қолданған болатын [11, 12].
Гаплоидты технологияның тағы бір маңыздылығы, гаплоидты өсімдіктерді екі еселендіру (спонтанды түрде немесе колхицин көмегімен) арқылы бірден гомозиготалы тізбектерді алуға болады. Ал дәстүрлі әдісті пайдала отырып, яғни дақылдарды будандастыру арқылы гомозиготалы тізбек алу үшін оған 7-10 жылдай уақыт кетеді. Яғни, гаплоид өсімдіктерді алу технологиясы тиімдірек болып тұр.
Селекциялық жұмыстарда гаплоидты өсімдіктердің қолданылуы
Селекциялық жұмыстарда гаплоидты өсімдіктердің қолданылуы
Гаплоидты технологияның селекциядағы маңызын сызба ретінде қарастыратын болсақ (сурет 1):
Диплоидтармен гибридизациясы
Диплоидтармен гибридизациясы
Оқшауланған протопластар мен клеткалар дақылы
Оқшауланған протопластар мен клеткалар дақылы
Хромосома санының екі еселенуі
Хромосома санының екі еселенуі
Гетерозис
Гетерозис
In vitro жағдайындағы мутагенез бен селекция
In vitro жағдайындағы мутагенез бен селекция
Таза линиялар
Таза линиялар
Өсімдіктер регенерациясы
Өсімдіктер регенерациясы
Селекция үшін бастапқы формаларын таңдау
Селекция үшін бастапқы формаларын таңдау
1-сурет - Гаплоидты технологияның селекциядағы маңызы
Клеткалық инженерияда көбінесе бірінші әдіс жиі қолданылады. Ең алғашқы гаплоидты өсімдіктер 1964 жылы үндістік ғалымдардың С. Гуха мен С.Махешвари дурман тозаңын дақылдау барысында алынған болатын. Сол уақыттан бері, қазіргі кезде осы әдіс арқылы бидай, арпа, күріш, картоп және тағыда басқа дақылдардан гаплоидты өсімдіктер алынып келе жатыр [13, 14]. Бидайдың тозаңқап дақылына алғаш рет 1970 жылы Фужи ғалымы тәжірибелер жасаған болатын [15]. Қытай және француз ғалымдары бірігіп T.aestivum бидай түріне алғаш рет тозаңқап дақылы жұмыстарын сәтті жүргізді. Нәтижесінде олар 0,70% регенерант-өсімдіктерді алды [16].
Қазіргі уақытта екіеселенген гаплоидтарды бидай, арпа және рапс дақылдарында кеңінен қолданылып келеді. Көптеген ДГ лиинияларды алуына қарамастан, осы кезге дейін олардың алуына кедергі келетін факторлардың шешімі әлі толықтай шешілген жоқ. Регенерацияның нәтижелігін күшейту үшін 2003 жылы Малузянскийдің басқаруымен, 33 түрлі өсімдіктерден ДГ өсімдігінің алуының 44 протоколы жазылған жинақ шығарылды [17]. Көптеген ғалымдар да өздерінің ДГ алу және ГТ жөнінде модификацияланған әдістерін жарыққа шығарып келеді [18, 19].
Дүние жүзінде селекция мен зерттеу программаларында тозаңқаптарды дақылдау (ТД), оқшауланған микроспора дақылы (ОМД) және алшақ гибридизация (АГ) технологиялары бұрын жұмыс істеп нәтиже алу қиын болатын, бірақ қазір бұл технологияларға көптеген өзгертулер енгізіп және кеңінен қолданылудың нәтижесінде кәдімгі деген ұғымға ие болды. Көп жылдар бойы бұл технологияларға тәжірибелер жүргізуге қарамастан, кедергі келтіретін факторлардың шешімі әлі табылмады. Мысалы, мынадай факторлар: генотипке тәуелділік, альбинизм мен екі еселендірілгеннен кейін ұрықтылықтың (фертильді) төмендігі. Фертильді екі еселенген гаплоидтарды алу технологиясы қымбат болып келеді және дәндерді тез арада көбейтіп алу, көпжылдық егін алқапта сыналуы, жоғары сапалы коллекция мен аналитикалық жүйені талап етеді [20].
Қазіргі уақытта протоколдарды жақсарту мақсатында жұмыстарды күтіп жүргенде, микроспоралардың эмбриогенез механизміне енді ғана ғылыми зерттеулер жүргізіле бастады. Бидайдың андрогенез микроспорасының дамуын зерттеуге қажет маркерлерді анықтау үшін екі жолды қолдануға болады. Бірінші жағдайда эмбриогенез барысында синтезделетін гендік өнімдерді қолданады. Ал екінші жағдайда микроспораның гаметогенез бен эмбриогенез барысында гендердің экспрессиясын зерттейді [21]. Бидайдың микроспор эмбриогенезімен байланысты генетикалық, клеткалық, биохимиялық және молекулалық механизмдерін жақсы зерттеу арқылы ДГ технологияларды жетілдіруге және генофонд ауқымын кеңейтуге болады.
Қазіргі таңда технологиялар дыңдамуына байланысты тозаңқаптарды дақылдау әдісіне қарағанда ОМҚ технологиясының болашағы зор. Біріншіден, көптеген эмбриогенді микроспоралардан көп ДГ өсімдіктер алынады. Екіншіден, бірклеткалық микроспораның арқасында индукцияның процесін қадағалап тұруға болады. Сонымен қатар, эмбриогенді микроспоралардың гомогенді популяциясын бөліп алу және дақылдау мүмкіндіктерінің арқасында in vitro жағдайында эмбриогенез дамуының трансдукциясына идеалды жүйе болып табылады [22].
Эмбриогенездің тиімділігіне әсер ететін фактор мен донорлық өсімдігінің генотипі мен микроспоралардың даму кезеңдерін алу әдістерін пайдалану арқылы болашақ биолог мамандардың кәсібилігін арттыру.
Бүгінгі күнге дейін бидай дақылынан ДГ алу жағынан бірыңғай протокол жасап шығару барысында көптеген сәтсіздіктер болды. Себебі ДГ өсімдіктерді алу барысында қоректік орталар, дақылдау жағдайлары бидайдың әрбір генотиптеріне қарай сәйкестендіріледі.
Сонымен, ДГ көптеген жетістіктерге жету үшін микроспора эмбриогенезінің бүкіл процесін қадағалайтын генетикалық бақылау механизміне, молекулярлық және биохимиялық механизмдерін түсінуге бағытталу керек. Қазіргі уақытқа дейін жасалынған протоколдар мен әдістер гаплоидтылық технологияда сәтті қолданып келеді.
Көптеген ғылыми зерттеулерде микроспоралардың каллустар мен эмбриоидтар түзілу жиілігіне донорлық өсімдіктерге ықпал ететін әртүрлі физикалық және химиялық факторлар (төменгі және жоғарғы температура, топырақта азоттың жетіспеушілігі, т.б.) әсері көрсетілген. Осы факторлардың ішінде ең маңыздысы - температура болып табылады. Донор өсімдіктерді алдын ала суық температурамен өңдеу арқасында эмбриоидтардың түзілу жиілігі артады. Температура және оның ықпалының ұзақтығы өсімдіктің түріне, микроспораның даму кезеңіне, оның бөлініп алынған уақытына сәйкес ыңғайластырады. Себебі әрбір өсімдіктің түріне, тіпті бидайдың әрбір сортына қарай температура мен оның ықпалының ұзақтығы оңтайландырылады [23].
Донорлық материалдарды салқын температурмен өңдеу түрлі тәсілдермен өткізуге болады. Төменде бидай мен арпа өсімдігіне қолданылатын салқын температурамен өңдеудің 3 тәсілі көрсетілген:
Тиісті кезеңде донорлық бидай өсімдігінің 30-40 см ұзындықта басты сабағын кесіп алып, оны суға салып, температурасы 4-7оС салқын қараңғы жерде 7 куннен 21 кунге дейін ұстайды. Әрбір апта сайын суын жаңартып, ұшын кесіп отырады. Содан кейін масақтарды залалсыздандырып, ламинарлы бокста гүлдері мен тозаңқапты бөліп алады.
Асептикалық жағдайда залалсыздандырылған бидай сабағынан масақты бөліп алып, оны стерильденген Петри табақшасының ішіне салып, қасына автоклавталған дымқыл губканын кесіндісін салып қойды. Сосын Петри табақшасын дымқыл кетпейтіндей парафинмен мықтап орап 4оС суық жерге 1-4 аптаға қойып қояды.
Масақтарды МС қоректік ортасының минералды бөлігін 50-100 мл колбаға құйып, масақ пен колбаның аузын полиэтилен пленкасымен орап жауып қойды да 12оС температурада жарық жерге (20 мың лк) тиісті даму кезеңіне жеткенше дейін өсіреді. Содан кейін оны қараңғы жерде 4оС-та 14-21 тәулік бойы ұстайды.
Бидай өсімдіктерден оқшауланған микроспораларды дақылдаған кезде тек салқын температура ғана емес, сонымен ыстық температурамен әсер еткенде каллус пен эмбриоидтардың түзілуі жақсы жүретіні байқалды. Яғни, бидай масақтарын салқын температурада ұстағаннан кейн, асептикалық жағдайларда олардан тозаңқаптарды бөліп алып, арнайы сұйық қоректік ортаға салып, 33оС температурада 2-4 күндей ұстайды. Осындай әртүрлі стрестерге салу арқылы бидай өсімдігінен оқшауланған микроспораларды дақылдау арқылы гаплоидты немесе диплоидты өсімдік-регенеранттар алынды [10]. Оқу үдерісін ұйымдастырудың ғылыми негізі: оқу-әдістемелік жұмыс. Кафедраның профессор-оқытушылары өзінің кәсіптік деңгейі мен әдістемелік шеберліктерін заманауи талаптарға сай үнемі жетілдіріп отырады. Қазіргі кезеңде кафедраның негізгі оқу-әдістемелік жұмысы кредиттік инновациялық технологияның оқыту жүйесі мен әдістерін жетілдіруге бағытталған. Олар биологиялық білім мен ғылымның дамуына, ауылшаруашылық өндірісіне инновациялық жобаларды ендірумен, студенттердің практикалық дайындық деңгейін жоғарлатумен ұластырылуда.
Қазіргі уақыттағы кафедра қызметкерлері негізгі пәндер бойынша бірнеше оқулық, әдістемелік құралдарын баспадан шығарды. Олардың ішінде: егіншілік, өсімдік шаруашылығы, селекция және тұқым шаруашылығы, ауылшаруашылығының биотехнологиясы, биометрия, генетика, өсімдік шаруашылығы өнімдерін сақтау және өңдеу технологиясы, агротемеорология т.б. пәндер. Күнтізбелік-тақырыптық жоспарға сәйкес аудиториялық сабақтар арнайы компьютерлік бағдарлама, бейнефильмдер қолдану арқылы өтеді. Студенттерге өзіндік жұмыстарды орындау үшін рефераттық баяндама, семестрлік жұмыс, сөз жұмбақтар құрастыру немесе курстық жұмыс беріледі. Болашақ кәсіби мамандықтарына байланысты негізгі сабақтар кафедра филиалдарында және өндіріс орындарында өткізіледі. Студенттердің білімі аралық бақылау түрінде бақыланып отырады. Курс соңында емтихан ауызша немесе жазбаша алынады.
Оқу мемлекеттік және орыс тілдерінде жүргізіледі. Үздік бітірген студенттер магистратурада және PhD докторантурасында оқуын жалғастыруға, ал шет тілін жақсы меңгерген студенттер, магистранттар және PhD докторанттары шетелде мамандығын жетілдіруге мүмкіндік жасалған. Мамандандырылу, кәсіби магистратура және PhD докторантура негізгі пәндерді тереңдете оқыту арқылы жүзеге асады.
Оқу үрдісін ұйымдастырудағы негізгі талаптардың бірі - пән аралық байланыс. Бұл болашақ мамандар дайындауда студенттердің танымдық көзқарастарының қалыптасуына, пәндерді жүйелі түрде оқуына, толық ақпараттық кәсіби мәліметтер алуына мүмкіндік туғызады.
Оқу үрдісінің ғылыми негізін құрудың басты элементі - техникалық құралдар мен компьютерлік технологияны пайдалану. Сондықтан кафедрада көрнекті құралдарға (диапозиттер, электронды слайдтар, мультимедиялық бағдарламалар, бейнефильмдер және басқалар) көп көңіл бөлінеді. Студенттердің танымдық және ойлау қабілеттерін арттыру мақсатында кафедра оқытушылары оларды ғылыми- ізденіс жұмыстарына көптеген тартады.
Әрбір пән кредиттік, инновациялық оқыту технологиясының жүйесіне бейімделіп жасалған дәрістік материалдар, зертханалық жұмыстардың әдістеммелері, семинарлық (практикалық) сабақтардың таратылым материалдарымен толық қамтамасыз етілген.
Кредиттік технология оқыту жүйесіне көшуге байланысты барлық мемлекеттік стандарттар, типтік оқу бағдарламалары, оқытудың жұмыс бағдарламалары бакалавриатқа, магистратураға, PhD докторантураға қайта қаралып жазылды.
Кафедра оқу процесі қазіргі заман талабына сай жабдықталған аудиторияларда, озық үлгідегі оқу әдістерін пайдалана отырып мемлекеттік білім стандартына сәйкес кредиттік инновациялық технологияның оқыту жүйесіне кредиттік жүйеде жүргізіледі.
Оқу процесін ұйымдастырудағы негізгі талаптардың бірі - пән аралық байланыс. Бұл болашақ мамандар дайындауға студенттердің танымдық көзқарастарының қалыптасуына, пәндерді жүйелі түрде оқуына, толық ақпараттық кәсіби мәліметтер алуына мүмкіндік туғызады.
Оқу процесінің ғылыми негізі құрудың басты элементі-техникалық құралдар мен компьютерлік технологияны, инновациялық технологияның оқыту жүйесіне пайдалану.
Сондықтан кафедрада көрнекті құралдарға (диапозитивтер, электронды слайдтар, мультимедиялық бағдарламалар, бейнефильмдер және басқалар) көп көңіл бөлінеді. Студенттердің танымдық және ойлау қабілеттерін арттыру мақсатында кафедра оқытушылары оларды ғылыми-ізденіс жұмыстарына көптеп тартады.
1.3 Микроспоралардың даму кезеңдері мен донорлық материалдарды алдын-ала өңдеу әдістерін пайдалану арқылы оқыту әдістемесі.
Талдау нәтижесінде арпаның әртүрлі ген үлгілері талдануы, онда in vitro жағдайында жекелеп отырғызудың төзімділік әсері және одан жоғары андрогенді потенциалы бар үлгілер бөлініп алынды. Бекітілді, арпа эксплантының морфологиялық потенциалы әртүрлі in vitro жағдайында генотиптерге байланысты болды. Онда индукция процессіне қабылеттілігі, оның өту жылдамдығы, және клетка үлгілерінің регенерациялық жағдайы даму кезендері алғашқы донорлық өсімдікке байланысты. Клетка популяциясының морфогенді регенерация беру санының деңгейіне байланысты екендігі айықындады. Микроспора даму жолдарының ең қажетті кезеңдері белгіленді. Арпа генотиптерін дигаплоидтау жағдайы жеке анықталды: жаңадан пайда болу үшін ең қажетті жағдай оегенерация үшін анықталды, осы кезеңде жасыл өсімдіктің шығуы 6-7 есеге көбейді. Тозаң қапшығын және микроспораны in vitro жағдайында өсіру жасанды ортасы MS жетілдірілді, микроспораның морфогенетикалық қабылетін ұлғайту мақсатында жүргізілді. Өсімдіктердің регенерациясы үшін жасалған жасанды ортаны таңдау, оның органогенез процессін жетілдіру үшін жүргізілді. Арпаның жекелеген микроспорасына және тозаң қапшығының каллус-эмбриогенез процессіне цитологиялық бақылау жүргізілді. Эмбрионның даму қабылетіне әсер етуші уң қажетті факторлар анықталды. Микроспоралардың дамуының кезеңін анықтау. Бидай өсімдігін дақылдағанда ең тиімді кезең, бұл - мейоздың аяқталар кезеңінде микроспораның бір ядролық кеш немесе ерте екі ядролық кезеңі болып табылады. Донорлық масақтар морфологиялық белгілеріне қарай сұрыпталды. Олар: шашақты масақтың флаг жапырағының ішінен сыртқа қарай 1 см артық шықпау керек, ал шашақсыз масақтар үшін толық піспеген масақ флаг жапырағының орта жағына келгені. Стерилді жағдайда масақтан бөлініп алынған тозаңқаптың мөлшері кішкентай, ал түсі қанық жасыл түсті болу керек.
Каллустар мен спонтанды екі еселенген хромосмалардың шығу жиілігі көп болу үшін, масақтарды суық температурамен өңдейді. Қазақстанның бидай сорттарының бас сабақтарын жинап, оларды суы бар колбаға салып, +4+7оС температурада 1-4 аптадай ұстады. Әр апта сайын суын ауыстырып, ұштарын кесіп тұру керек.
Сонымен, арпа генотиптеріне in vitro жағдайында өсіру оптимизацияланды және in vitro-да өсімдіктер регенерация берді. Жүргізілген жұмыстардың негізінде арпа дақылының жекеленген микроспорасынан гаплоид алу жолдары белгіленді. Жаздық арпа сорттарының микроспоралық анықтаудың бірінші протоколы зерттелді.
Жүргізілген көптеген тәжірибелер мынаны көрсетті, талдау нәтижелері биотехнологиялық екі еселенген гаплоид алуға болатындығын анықтап оны келешектегі үлкен бағыттағы бағдарламаларға еңгізуге керектігін және әртүрлі конституциялық арпа дақылын оның будандарынаң гомозиготалы өсімдік алуға қол жеткіздік олар: күрделі және жай, турараралық және туысаралық.
Қоректік орталарды дайындау. Қазақстанның бидай сорттарынан оқшауланған микроспораларды бөліп алу барысында 2 түрлі сұйық қоректік орталар пайдаланылды (кесте 1). Біреуі микроспораларды өңдеуге, ал екіншісі дақылдауға арналған.
1 кесте
Микроспораларды өңдеуге және дақылдауға арналған қоректік орталары [10].
Компоненттің атауы
Мөлшері
В қоректік ортасы (pH = 5,8)
KCL
1490 мг
MgSO4x7H2O
250 мг
CaCl2xH2O
150 мг
Маннитол (0.3М)
56630 мг
А қоректік ортасы (рН = ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ӘОЖ 575.222;575.222.73
Қолжазба құқығында
БАЙСАПАРОВА ДИНА ОРАЛБАЙҚЫЗЫ
БИДАЙ СЕЛЕКЦИЯСЫНЫҢ ЗАМАНАУИ БИОТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ӘДІСТЕРДІ ҮЙРЕТУДІҢ ӘДІСТЕМЕЛІК НЕГІЗДЕРІ
6М011300 - Биология мамандығы бойынша биолог ғылымының магистрі дәрежесін алу үшін дайындалған магистрлік диссертация
Жетісай, 2020
СЫРДАРИЯ УНИВЕРСИТЕТІ
Қорғауға жіберілді
_____________________________
кафедрасының меңгерушісі
___________ ___________________
(қолы) (Т.А.Ә.)
____ ______________ 2020 жыл
Магистрлік диссертация
Тақырыбы: БИДАЙ СЕЛЕКЦИЯСЫНЫҢ ЗАМАНАУИ БИОТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ӘДІСТЕРДІ ҮЙРЕТУДІҢ ӘДІСТЕМЕЛІК НЕГІЗДЕРІ
Білім беру бағдарламасы: 6М011300 - ______________________
Дайындау бағыты: ғылыми-педагогикалық
Магистрант: ____________ Байсапарова Дина Оралбайқызы
(қолы)
Ғылыми жетекшісі:
Атағы, дәрежесі ______________ аты жони
(қолы)
МАЗМҰНЫ
НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
АНЫҚТАМАЛАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
АТАУЛАР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1. Бидай селекциясында заманауи биотехнологиялық әдістерді қолдану арқылы болашақ мамандардың кәсіби құзыреттілігін арттырудың ғылыми теориялық негіздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.1 Бидай селекциясында гаплоидты технологияның маңызы мен ау әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.2 Эмбриогенездің тиімділігіне әсер ететін фактор мен донорлық өсімдігінің генотипі мен микроспоралардың даму кезеңдерін алу әдістерін пайдалану арқылы болашақ биолог мамандардың кәсібилігін арттыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.3 Микроспоралардың даму кезеңдері мен донорлық материалдарды алдын-ала өңдеу әдістерін пайдалану арқылы оқыту әдістемесі ... ... ... ... ... .
2. Болашақ мамандардың кәсіби біліктілігін бидай селекциясында заманауи биотехнологиялық әдістерін пайдалану арқылы арттыру бойынша тәжірибелік-педогогикалық жұмыс мазмұны және оның нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1. Болашақ мұғалімдердің кәсіби құзіреттілігін қалыптастырудың ғылыми-педагогиклық негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.2. Биология мамандығы студенттеріне бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістерін пайдалану арқылы оқыту әдістемесі ... ... ... ... ..
2.3.Тәжірибелік-эксперименттік жұмыстардың барысы мен нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ..
ҚОСЫМШАЛАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕР
Бұл дессертацияда келесі нормативтік құжаттарға сәйкес сілтемелер қолданылған:
Қазақстан Республикасының Білім туралы Заңы. №319-III ҚРЗ. Астана. Ақорда. 27.07.2007.
Елбасының Жаңа әлемдегі жаңа Қазақстан атты Қазақстан халқына жолдауы. - Астана, 2007.
Қазақстан Республиксы Президентінің 2010 жылғы 7 желтоқсандағы №118 Жарлығымен бекітілген Қазақстан Республикасы Білім беруді дамудың 2011- 2020 жылдарға арналған Мемлекеттік бағдарламасы. - Астана, 2011, шілде - 10.
Қазақстан Республикасының Президенті Н.Ә. Назарбаевтың Қазақстан - 2050 Стратегиясы қалыптасқан мемлекеттің жаңа саяси бағыты атты Қазақстан Халқына Жолдауы Егемен Қазақстан. - 2012, желтоқсан. - №828-831(27902).
Қазақстан Республикасының Президенті Н.Ә. Назарбаевтың Жаңа әлемдегі жаңа Қазақстан атты Қазақстан халқына Жолдауы. 27. 01. 2014ж.
Қазақстан Республикасының мемлекеттік жалпыға міндетті білім беру стандарты. 23 тамыз 2012 ж. №1080. Жоғарғы білім. Бакалавриат.
Қазақстан Республикасының Мемлекеттік жалпыға міндетті білім беру стандартты. 13 мамыр 2016 ж. №292. Жоғарғы білім. Бакалавриат.
Қазақстан Республикасында білім беруді және ғылымды дамытудың 2016-2019 жылдарға арналған мемлекеттік бағдарламасы, №205 Жарлық. Астана, 01.03.2016 ж.
АНЫҚТАМАЛАР
Білім - ол бір жеке тұлғаның және алдыға қойған мақсатқа жетуге қажетті шарт. Оқудың мақсаты - білім. Білімнің тәрбиелік мәні мақсатқа жетудің амалы.
Мақсаттылық қағидасы -мақсатқа жетудің ой тұжырымды, ұжымда нақты есеп беруді. Тәрбие берудегі дурыс жолын қарастыру керек.
Біліктілік - студенттердің білімінің тексерудегі өздерін көрсетудегі нәтижесі. Студенттер алдына қойған мақсаттарына жетудегі білімді дұрыс пайдалану құндылығы. Алған өмірдегі тәжірибелеріне, құндылығына тоқталады.
Кәсіби біліктілік - ұстаздың жеке іс сапары мен педагогикалық- теориялық білімі, кәсіби біліктілігі мен дағдысы, тәжірибенің бір арнада кездесуі.
Жаңалықтармен қамтамасыз ету - қазіргі заманғы жаңалықтар мен коммуникациялық технологияларды пайдалану, мектеп және жоғарғы оқу орындарын,ішілік БАҚ -тар, тәрбие жағындағы мәселесі бойынша баспа сөз қызметін пайдалану және т.б.
Талқылау немесе тұжырымдама (латынша concertio)- ол белгілі затты немесе құбылысты талқылау жүйесі, оның арасында басшылыққа алған ойды талқылап және оны тусіндіруге бажеңіл ететін дәлелдемелер.
Тұжырымдамалық көзқарас- талқылау кезіндегі басты идеясын біліп және оны теориялық ережелерін пайдалану.
Интерактивті мультимедия оқу ресурсы - курс бойынша және оның түрлі компоненттерін навигация жүйесі мен қамтамасыз етілген иструменталды құралдар мен ресурстар жүйесі.
Анеуплоидты деп хромосомалардың жетіспеуінен немесе артық болуынан кариотиптері дұрыс болмайтын өсімдіктерді айтады. Мынадай түрлері бар: моносомиктер - хромосоманың диплоидты жиынтықтарында бір хромосоманың жетіспеуі (2n-1); нулисомиктер - гомологты хромосома жұптарының болмауы (2n-2) және полисомиктер - соматикалық клеткаларда хромосомалар бір немесе бірнешеге көп болуы (2n+1 трисомик, 2n+2 тетрасомик, 2n+1+1 екі еселенген трисомик).
Альбинос - хлорофилі жоқ өсімдік. Ақ түсті болып келеді.
Аллель - хромосоманың белгілі бір бөлігінде орналасқан жұп геннің немесе оның альтернативті формаларының бір сыңары.
Андрогенез - оқшауланған микроспора мен тозаңқаптардан гаплоидты өсімдіктерді алу процесі. Яғни, ұрықтың жұмыртқа клеткасы ядросының қатысуынсыз тек аталық ядродан ғана дамуы.
Гаплоид - клеткаларда хромосоманың бір жиынтығы (n) болатын өсімдік түрі (сыңар хромосомалар жиынтығы).
Ген - хромосоманың белгілі бір бөлігіне орналасқан тұқым қуалағыштың негізгі бірлігі.
Геном - организмнің ата-аналарынан қабылдаған тұқым қуалау бастамаларының немесе гендердің жиынтығы. Генотипі бойынша организм не гомозиготалы, не гетерозиготалы болып келеді.
Гомозигота - деп клеткаларында белгілі бір аллель жұбының біркелкі не доминантты (АА), не рецессивті гендері (аа) бар дарақты айтады. Ондай дарақтардың гаметалары бір сортты болады және ешуақытта ажырамайды.
Диплоид - сомалық клеткадағы хромосомалардың толық жиынтығы.
Инверсия - хромосоманың екі немесе бірнеше жерден үзіліп, оның бір бөлігінің 180 градусқа бұрылып қалпын өзгертуінің нәтижесінде пайда болатын хромосома ішіндік мутация.
Микроспора - гүлді өсімдіктердің аталық тозаңы.
Морфогенез - онтогенез процесінде организм мүшелері мен белгі қасиеттерінің дамып, қалыптасуы.
Мутация - геннің хромосоманың немесе генетикалық аппараттың басқа бір элементінің өзгеруіне байланысты болатын тұқым қуалайтын өзгергіштік.
Полиморфизм - популяциядағы генетикалық тұрғыдан әртүрлі болып келетін екі немесе бірнеше форманың үйлесімді арақатынасы.
Регенерация - тірі организмдердің жойылған немесе зақымданған ұлпаларды қалпына келтіру.
Хромосомалар - клетка ядросындағы нуклеопротеидтік жіпшелерден тұратын құрылым.
Эмбриогенез - ұрықтың дамуы.
АТАУЛАР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР
БТ - Бақылау топ
ДНҚ - Дезоксирибонуклеин қышқылы
ЖОО - Жоғарғы оқу орны
ЖББ - Жалпы білім беру бағдарламалары
ҚР - Қазақстан Республикасы
ҒЗЖ - Ғылыми-зерттеу жұмысы
БТҚЖ - Биотехнологиялық құрал-жабдықтар
СОӨЖ - Студенттердің оқытушы жетекшілігімен жасайтын өзіндік жұмыстары
СӨЖ - Студенттердің өзіндік жұмысы
ЭТ - Эксперименттік топ
МС - Мурасиге-Скуг қоректік ортасы
2,4Д - 2,4-дихлорфеноксисірке қышқылы
ДНҚ - дезоксирибонуклеин қышқылы
ОМД - оқшауланған микроспора дақылы
ДГ - дигаплоид
АЛ - алшық гибридизация
МБ - мәліметтер базасы
гр - грамм
мг - миллиграмм
мкл - микролитр
мл - милилитр
млн. - миллион
КІРІСПЕ
Зерттеудің өзектілігі. Қазақстан Республикасының тәуелсіздігін алу, қоғам өмірінің барлық саласына, саяси әлеуметтік және мәдени өзгерістер білім жүйесін қайта қарауды басты мәселе болды.
Қазақстан Республикасының Білім туралы Заңында-2, Қазақстан Респуликасында Білім беруді дамытудың 2011-2020 жылдарға арналған Мемлекеттік бағдарламасында [1], Елбасының Жаңа әлемдегі жаңа Қазақстан атты Қазақстан халқына жолдауында білім беру саласында мемлекеттік саясаттың басты қағидалары ретінде жеке тұлғаның білімділігін арттыру және білім беруші ұстаздың мәселелерін біліп, басты міндет реттінде қабылданды. Н.Ә. Назарбаев Қазақстан-2050 стратегиясында: Жоғарғы қолдaнбaлы және ғылыми-зерттеушілік бөлімшелерін құруы және дaмытуын қажет. Біз академиялық автономия кепілдігін берген жоғарғы оқу орындарын, тек оқу бағдарламаларын жетілдірумен шектелмей, өздерінің ғылыми- зерттеушілік қызметін де белсенді де дамытуы тиіс - деп атап көрсетті [2, 3]. Қaзіргі кездегі әлемдік бірлестіктерді интеграциялауда бірнеше стратегиялық қадамдар жасалды. Сaяси, экономикалық, мәдени жүйенің өзгеруі әсерінен Қaзaқстaнның нарықтық экономика жaғдaйында демокрaтиялық жолмен дaмуы білім моделіне де күрелі өзгерістер енгізді. Бұл міндеттерді жүзеге асырудың бірден-бір жолы -жоғарғы педагогикалық оқу орындарында оқытудың тиімді әдіс-тәсілдер арқылы студенттердің кәсіби деңгейін көтерудің, олардың өзіндік танымдық іс-әрекеттері мен құзіреттілігін қалыптастырудың әдіснамасы мен әдістемелік жүйесін жасау болып табылады.
Қазақстан Республикасының Президенті Н.Ә. Назарбаевтің Қазақстан-2050 стратегиялық бағдарламасында: Бізге оқыту әдістемелерін жаңғырту және өңірлік мектеп орталықтарын құра отырып, білім берудің онлайн-жүйелерін ат салыса дамыту керек, барлығы үшін қашықтан оқытуды және онлайн режімінде оқытудағы отандық білім беру жүйесіне инновациялық әдістерді, құралдарды пайдалануын қарқынды енгізуге тиіспіз - елдің денсаулығын жақсарту міндеттері мен бірге жас ұрпаққа білім, тәрбие беру мәселесі атап көрсетілген [4]. Осыған орай, тәуелсіздік мемлекетімізде еңбек қор, кәсібін терең тусінетін, өзінің білімі мен іскерлі жан-жакты қолдана білетін мамандар даярлау қажеттілігі туады, себебі, мемлекеттің маңызды әлеуметтік қызметті болашақ маманың мүмкіндіктерін көрсете алуына мүмкіндік болады. Бұл мүмкіндіктер -жоғарғы оқу орындарынын алдында тұрған негізгі басты шарттар.
Болашақ мамандардың кәсіби мәнді сапарлары мен құзіреттіллігін арттыру үшін, алдымен жоғарғы оқу орындарының оқу-тәрбие процесінде тәжірбелерге түбегейлі өзгерістер енгізу қажеттілігі күн сайын артуда. Сондықтан, жоғарғы оқу орындарының мазмұны мен құрлымдары, бир қатар өзгеріс енгізу - өзекті мәселелердің бірі. Сонда ғана оқытушылар саналы түрде таңдап алған мамандықтардың мәнін терең ұғынады, өзін-өзі жетілдіру қабілеттерін қалыптастыруды, кәсібиліктеріне жетуді қамсыздандыра отырып, әрбір оқытушы жаңа белестерін көтеріп, педагогикалық еңбекті құзіреттілік деңгейге шыгаруды нәтиже ете алады.
Демек, биолог мамандардың кәсіби құзырлығы, шығармашыл болуы қамтамасыз ететін оқыту қазіргі заманауйы технологиясымен негізделіп, әуелетіне әсер ететін кәсібін шындайтын теориялық, әдіснамалық тұғырларын айқында міндеттерін алдыңғы қатарға шығаруға мүмкіндік алды. Студенттердің кәсіби деңгейін көтеру мәселесі мен үздіксіз білім жүйесіндегі тұлғалардың кәсіби дамуына ерекше назар аударылған. Жалпы және кәсіби білімді дамытуға қатысты осындай іргелі және қолданбалы зерттеулердің, педагогикалық шығармашылыққа деген жалпы қызығушылықтың болғанына қарамастан, студенттердің кәсіби құзіреттілігін қалыптастыруды шешілмеген мәселелер бар. Жоғары білім беру жүйесінде әлемдік тенденцияларды талдау барысында болашақ маманың жеке қабілетті мен педагогикалық кәсібилігі мен және жоғарғы талаптар қойылуының қажет. Шетелдегі жоғары білім беру жүйесінің пайда болу және даму тарихы Р. Оуэннің іс-әрекеттік теориясы [5], ЮНЕСКО хaлықaрaлық ұйымы [6], Э.Фора [7], A.Де Перетти [8] және т.б. ғылыми еңбектермен тығыз байланысты. Қарама-қайшылық педагогикалық теория мен практикада болашакта биология оқытушыларының кәсіби білімділігін арттыру, проблеманы тиімді шешудің педагогикалық шарттары мен тетіктері қандай деген мәселелер туындайды, оларды теориялық - әдіснамалық деңгейде қарастыруды талап етеді. Бұл зерттеу тақырыбы Бидайды селекциялауда заманауи биотехнологиялық әдістерді қолданудың әдістемелік негіздері деп алдым. Дүние жүзінде бидайдың азық-түлік ретінде алатын орны ерекше. Қазақстанда жыл сайын бидай отырғызылып, оны жинап шетелге экспортқа өткізіліп тұрады. Сондықтан біздің ел үшін бидай тек азық-түлік ретінде ғана емес, сонымен сауданың көзі болып келеді.
Егістік алқапта бидайды өсіру кезінде олардың дамуына және өсуіне көптеген абиотикалық пен биотикалық факторлар әсер етеді. Сол үшін Қазақстан ауыл шаруашылығында осы факторларға төзімді болатын жаңа сорттарды қазіргі селекциялық және биотехнологиялық әдістердің көмегімен алу маңызды орын алуда.
Өсімдіктер биотехнологиясында ерекше орын алатын, әрі селекциялық процесті тездететін тәсілдің бірі - тәжірибелік гаплоидия болып табылады. Қазіргі таңда бидайдың екі еселенген гаплоидты түрін алу үшін микроспораларды бөліп алып дақылдау ең тиімді әдістің бірі. Микроспораларды бөліп алып дақылдау арқылы тозаңнан соматикалық клеткалардан эмбриод және каллустың пайда болуын тежейді және тозаң эмбриогенездің ингибиторын болдырмайды.
Зерттеудің мақсатты: Жұмыс барысында Қазақстан бидайынан ДГ өсімдік-регенеранттарды көп мөлшерде алу мақсатын пайдалану арқылы болашақ мамандардың кәсіби білімділігін арттыруда ғылыми-әдіснамалық негіздерін анықтау арқылы жақсарту.
Магистрлік диссертация жұмысын орындау мақсатында төмендегідей зерттеу міндеттері қойылды:
жоғары білім беру жүйесінде болашақ биолог мамандардың кәсәби білімділігін арттырудың теориялық негіздерін айқындау;
- бидай селекциясында заманауи биотехнологиялық әдістерді қолданудың әдістемелік негіздерімен кәсіби білімділігін арттырудың тұжырымдамасын жасау;
- болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру да қамтамасыз ететін ғылыми-әдістемелік кешен жасау, тиімділігін эксперимент арқылы дәләлдеу және ғылыми негізделген ұсыныстар беру.
- болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттырудың құрлымдық-мазмұндық моделін жасап, компоненттерін, өлшемдері мен көрсеткіштерін анықтау
- оқшауланған микроспораларды дақылдау технологиясына модель ретінде қолданылатын жаздық жұмсақ бидайдың генотиптерін таңдау;
- микроспоралардың бір ядролы кеш фазасында немесе екі ядроның ерте фазасында болатын донор материалдарды жинау;
- регенрациялық қоректік ортада регенерациялық процеске баға беру;
- алынған гомозиготалы линиялардан дән алу.
Зерттеудің нысаны: жоғары білім беру жүйесіндегі оқу-тәрбие үдерісі.
Зерттеудің пәні: жоғарғы білім беру жүйесінде болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттырудың теориясы мен практикасы.
Зерттеудің ғылыми болжамы: егер жоғары білім беру жүйесінде болашақ биология пәні оқытушыларының кәсіби біліктілігін арттырудың тұжырымдамасы теориялық тұрғыда негізделіп, студенттердің кәсіби біліктілігін ғылыми-зерттеушілік және педогогикалық іс-әрекеттің өзін-өзі қалыптастыру, өзін-өзі жетілдіру мақсатында қолдана білсе, онда бұл мәселені шешудің нәтижелігі арта түседі. Өйткені, жоғарғы білім беру жүйесіндегі біртұтас оқу-тәрбие процесі кәсіби біліктілігін арттыруға септігін тигізіп, өнімді және белсенді шешім қабылдай білуін қамтамасыз етеді.
Зерттеудің әдіснамалық негіздерін таным теориясының жалпы ұстанымдары, педагогикалық білім және әлеует туралы ілімдер; әдіснамалық мәні бар іргелі философиялық, әлеументтану, жалпы ғылыми және педагогикалық ережелер (теориялар, тұжырымдамалар, болжамдар, педагогикалық таным әдістері туралы ілім) тар мағанадағы әдіснама биологиялық ғылыми теориялық тұжырымдар құрайды.
Теориялық негіздері зерттеу барысында мынандай теориялық тұғырлары бар:
а) болашақ биолог маманның әдіснамалық ұстанымы ретіндегі жүйелі тұғыр. Жүйе болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру негізделген обьектілердің жиынтығы реттінде қарастырылады;
ә) практикалық бағдарлы және модульді тұғыр жоғарғы педагогикалық білім беру жүйесінде кәсіби білімділікті арттырудың зерттеудің әдіснамалық ұстанымы ретінде қарастырылады: оқу әрекетті, таным әрекетті, ғылыми-зерттеу әрекеті, кәсіби әрекеті, т.б.
б) білімділіктің тұғыр негізі әдіснамалық талаптарды жүзеге асыруға мүмкіндік береді: зерттеу пәнін ашу үшін, оның мәнін, бұрыңғы пайда болу мен дамудың алғы шарттарын білу қажет.
Зерттеу әдістері: қойылған мәндеттерді шешу үшін бірқатар теориялық және эпирикалық әдістердің кешені қолданылды.
- теориялық әдістер
- эмпирикалық әдістер
- жеке эмпирикалық әдістер
- зерттеу барысында алынған нәтижелер мен қортынды мағұлматтардан математикалық-статистика әдісімен өңдеу.
Зерттеу көздері: Қазақстан Республикасының Ата Заңды Білім туралы, Қазақстан Республикасының білімді қалыптастырудың 2011-2020 жылдарға арналған мемлекеттік бағдарламасы, Қазақстан Республикасы жогары педагогикалық білім беру тұжырымдамасы, басқа да білім беру саласына қатысты заң күші бар мемлекеттік құжаттар; зерттеліп отырған мәселеге байланысты, алыс және жақын шетелдік ғалымдардың еңбекте де тәжірибесі осы жүйедегі іске асқан.
Зерттеу базасы. Ғылыми-зерттеу жұмысы Бараев атындағы Астық Шаруашылыгының Ғылыми-Өндіріс Орталығында (10-11 беттер) Экспериментті жургіздік, ғылыми тұрғыда ғылыми-әдістемелік жасалып, тиімділігі эксперимент арқылы дәлелденді.
Зерттеудің негізгі кезеңдері
Бірінші кезеңде (2018-2019 ж.ж.) қазіргі қоғамдағы қалыптасқан әлументтік-экономикалық, тарихи-педагогикалық өзгерістерге орай болашақ биолог мамандардың кәсіби құзіреттілігін арттыру мәселесінің өзектілігі айқындалып, осы мәселеге қатысты қазақстандық және шет елдік ғылыми-теориялық, әдістемелік еңбектерге, бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістерін таңдап, мәселенің зерттеуі мен жоғары білім жүйесіндегі тәжірибенің жан-күйіне талдау жасалуы барысында зерттеудің теориялық негіздері; зерттеу тақырыбы және ғылыми аппараты анықталып, тәжірибелік - эксперименттің бағдарламасы әзірленді. Зерттеудің ғылыми болжамына сәйкес жоғары білім беру жүйесінде болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттырудың тұжырымдамасы жасалды. Сапаны қалыптастырудың тиімділігін арттыратын педагогикалық жағдайлары анықталып, белгіленген зерттеу базаларында тәжірибелік-эксперименттік жұмыстарда сынықтан өткізілді. Астық тұқымдастарының селекциясы элективті пәнінің оқу бағдарламасы, Достижения и перспективы развития земледелия и растениеводство оқу-әдістемелік құралы әзірленді, зерттеу тақырыбы бойынша Получение дигаплоидов яровой пшеницы шортандинского селекционного центра - зерттеу тақырыбы бойынша жарияланымдар, әдістемелік ұсыныстар жарық көрді.
Екінші кезеңде (2019-2020 ж.ж.) зерттеу барысында болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру бағытталған технологиялары мен өзара белсенді әдістерінің практикаға ендіру жүзеге асты, жинақталған теориялық және практикалық материалдар жүйеленіп, Астық тұқымдастарының селекциясы элективті пәнінің оқу бағдарламасы, Бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістерін үйретудің әдістемелік негіздері оқу-әдістемелік құралы оқу үдерісіне енгізіп, тәжірибелік-эксперимент барысында алынған нәтижелер сарапталып, статистикалық өңделіп, дессертатция түрінде рәсімделді.
Зерттеудің ғылыми жаңалығы мен теориялық маңызы
Жоғары білім беру жүйесінде болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттырудың теориялық негіздері айқындалды;
Болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістерін үйрету арқылы арттырудың тұжырымдамасын жасалды;
Болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттырып құрылымдық- мазмұндық моделі жасалып, компоненттері, өлшемдері мен көрсеткіштері анықталды;
Болашақ биолог мамандардың кәсіби құзіреттілігін арттыруды қамтамасыз ететін ғылыми-әдістемелік кешен жасалып, тиімділігі эксперимент арқылы дәлелденді, оқу үдерісіне ендірілді және ғылыми негізделген ұсыныстар берілді.
Зерттеудің практикалық мәнділігі
Астық тұқымдастарының селекциясы элективті пәнін оқу бағдарламасы, оқу - әдістемелік кешені дайындалды және оқу сапасына қосылды;
Оқытушыларға жоғарғы білім беру жүйесінде студенттердің шығармашылығын жетілдіріп, кәсіби құзіреттілігін басшылыққа алуға көмегін тигізетін Бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістерін пайдалана отырып зертханалық сабақтар және оларды жүргізу негіздері болып оқу-әдістемелік құралы дайындалды;
Дессертатциядағы теориялық тұжырымдарды және қортындыларды, ғылыми-әдістемелік ұсыныстарды арнаулы және жоғарғы оқу орындарында, сондай-ақ, оқытушылар біліктілігін жетілдіретін салаларда пайдалануға болады.
Зерттеу нәтижелерінің дәлелділігі мен негізділігі
Зерттеу тақырыбына байланысты гылыми-теориялық қағидалары әдісі жағынан қарағанда негізімен зерттеу пәніне байланысты әдіс-тәсілді қолданып, эскеримент бағдарламасының педогогикалық мақсат пен міндет сәйкестігіне дайындық курысына дайын бағдарлама жасап, ұйымдастырып зерттеу тақырыбына эксперимент жүргізіп, тиімділігін дәлелдейді.
Зерттеу нәтижелерін сынақтан өткізу және ендіру
Десертатция материалдары бойынша жарияланған мақала саны -2, оның ҚР білім беру бағдарламасы да Қазақ егіншілік және өсімдік шаруашылығы ғылыми-зерттеу институты-да (Алмалыбақ, 2019 -144-146 бет аралығы), және де конференцияға қатыстым: Сертификат (-за активное участие в международный научно-практической конференции Достижения и переспективы развития земледелия и растениеводства, посвещенной 85-летию КазНИИЗиР, 15-16 августа 2019г. пос. Алмалыбак). Г. А. Искакова, Д. Байсапарова, Д. Райымбек, К. Ж. Жамбакин. Өсімдіктер биологиясы және биотехнология институты, Алматы, Қазақстан ДӘНДІ ДАҚЫЛДАР СЕЛЕКЦИЯСЫНДА ОҚШАУЛАНҒАН МИКРОСПОРАЛАР КУЛЬТУРАСЫН ҚОЛДАНУДЫҢ ПРОБЛЕМАЛАРЫ
Қорғауға ұсынылатын негізгі қағидалар
Болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру ушін бір-бірімен өзара байланысқан мотивациялық, іс-әрекеттік, рефлексивті бағалаушы компоненттер жиыннан тұратын тұлғалық прогрессивті өзгерудің мақсатты үздіксіз сатылы процесс. Болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру үшін бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістерін пайдалана отырып аудиториялық және аудиториядан тыс білім беру биология пәні арқылы қалыптасатын, және де оқып-үйренетін процестің теориялық-бейімдеушілік, кәсіби-әрекеттік (зерттеудің тәжірибелік нұсқасы), кәсіби-шығармашылық (зерттеудің креативті нұсқасы), кәсіби-зерттеушілік (ізденіс арқылы орындалатын нұсқасы),осы жолдармен біліктілікті артыратын білеміз;
құзіреттілік, кәсіби біліктілік, бидай селекциясының биотехнологиялық әдістері ұғымдарының инвариантты анықтамалары болашақ биолог мамандардың қабілеттілігі мен шығармашыл, ақпаратты-коммуникативті, әлуметтік-тұлғалы құзырлы, әдіснамалық, зерттеушілік, әдістемелік деңгейінің жоғарылығын сипаттайды;
Тұжырымдама жоғары білім беру жүйесінде болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру да теориялық білімін практика мен байланыстырып отыр;
Болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру процессі теориялық және құрлымдық - мазмұндық үлгіде камтылады, мотивациялық, іс-әрекеттік, өлшемдері, көрсеткіштері және деңгейі ұсынылды. Зерттеу логикасы анықталып және болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыруды қамтамасыз етеді;
Жоғары білім беру жүйесінде болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыруға бағытталған оқу-әдістемелік кешендер сынақтан өткізілуі және тәжірибелік-эксперименттік жұмыстың жоғары нәтижелері студенттердің педагогикалық шығармашылығын қалыптастыру ой мен әдістерді жинақтайды;
Дессертация құрылымы
Ғылыми зерттеу логикасына сәйкес келеді және кіріспеден, 2 тараудан, зерттеудің негізгі тұжырымдары келтірілген қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен және қосымшалардан тұрады. Дессертация мазмұнында 72 бет, 7 кесте мен 8 суретпен қорытындыланған.
Кіріспе бөлімде
Таңдалған зерттеу тақырыбының көкейкестілігі негізделді және зерттеу мәселесі педагогикалық ғылымы мен тәжірибесіндегі зерттелу деңгейіне сипаттама беріп, тақырыбы белгіленді. Зерттеу жұмысының ғылыми аппараты: мақсаты, нысаны, пәні міндеттері, ғылыми болжамы, жетекші идеясы, әдіснамалық және теориялық негіздері, әдістері мен негізгі кезеңдері беріліп, ғылыми жаңалығы, теориялық және практикалық мәнділігі, қорғауға берілген қағидалар, зерттеу нәтижелерінің дәлелділігі мен негізділігі, талқылауы және жүзеге асырылуы баяндалады.
Бидай селекциясының заманауи биотехнологиялық әдістердің үйретудің әдістемелік негіздері атты бірінші тарауда Қазақстандағы жоғары білім беру жүйесі мен дамуы мен шетелдегі жоғарғы білім беру жүйесінің тарихи-педагогикалық алғы шарттына сипаттама беріліп, құзіреттілік, кәсіби біліктілік, бидайдың селекция да қазіргі заманауи биотехнологиялық әдістерін ұғымдары арнайы педагогикалық әдебиеттер қаралды, мотивациялық, іс-әрекеттер мен рефлексивті-бағалаушы бірлігінде өлшемдері, көрсеткіштері, деңгейлері мен құрлымдық-мазмұндық үлгісі анықталып, оны жүзеге асыруда пайдалауға әдістемесін ұсынылды.
Болашақ мамандардың кәсіби біліктілігін бидай селекцияда заманауи биотехнологиялық әдістерді үйретуде пайдалана алу әдістерін пайдалану арқылы арттыру бойынша тәжірибелік-педагогикалық жұмыс мазмұны және оның нәтижелері атты екінші бөлімде болашақ биолог мамандардың кәсіби біліктілігін арттыру бағыты мен тәжірибелік-педагогикалық эксперимент жүргізіліп, оның нәтижесін талданып, қорытыланды.
Қорытындыда зерттеу жұмысының қағидалары, нәтижелері мен тұжырымдары, ғылыми-теориялық әдістемелік ұсыныстар және келешекте зерттеу бағыттары берілді.
Қосымшада ғылыми және тәжірбелік-педагогикалық эксперимент қолданылған зерттеудің нәтижелері, элективті мән бағдарламасы, әдістемелік құралдың мазмұны, ендіру акттілер, сауалнама, оқу жоспарының көшірмесі берілді.
Бидай селекциясында заманауи биотехнологиялық әдістерді қолдану арқылы болашақ мамандардың кәсіби құзыреттілігін арттырудың ғылыми теориялық негіздері
Бұрынғы кезде өзгергіштік пен тұқым қуалаушылық заңдылықтары морфологиялық талдау жүргізу арқылы зерттелетін болған. Қазіргі уақытқа дейін өсімдіктер жүйесінде мутациялық процес пен филогенетикалық байланыстарды анықтау үшін осы морфологиялық белгілеріне қарай талдау критериялары әлі қолданылып келеді. Бірақ морфологиялық белгілер кейбір жағдайларда толық мағлұмат бере алмайды. Себебі оларға қоршаған орта әсер етеді және олар көбінесе онтогенездің кеш кезеңдерінде байқалады. Сонымен қатар, селекцияның сандық белгілеріне (өнімділік, абиотикалық стрестерге төзімділігі, егіннің сапасы және т.б.) морфологиялық белгілер жеткіліксіз болып келеді [9]. Молекулалық биологияның заманауи әдістері бұл мәселелерді шешуге көмектеседі.
Ғылыми зерттеу материалдары ретінде жұмсақ бидай өсімдігі алынды. Бидай - дәнді дақылдар тобына жататын біржылдық шөптесін өсімдік. Дәнді дақылдардың ішінде ең көп өндірілетін дақыл. Бидайдың 20-ға жуық жабайы және мәдени түрлері белгілі. Жұмсақ бидайдың (Triticum aestivum) - масағы жұмсақ, дәні жұмыр және жылтыр, ал сабағы қуыс болып келеді. Бұл бидайдың түрінен көбінесе нан пісіреді және оның сапасы жоғары, әрі нәрлі болып келеді. Құрамында 16% ақуыз бен жылтырлығы 70%, дән уызы серпімді, әрі созылмалы болып келеді. Бидайдың дәнінен жарма, ұнынан нан, макарон және кеспе жасалып кондитер өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Әсіресе, Қазақстанның Батыс, Орталық және Шығыс аударданрында өсетін жұмсақ бидай өте құнды болып есептеледі.
Магистрлік диссертация жұмысын орындау барысында ҚР АШМ ҰАҒББО Коммерциялық емес акционерлік қоғамы А.И.Бараев атындағы астық шаруашылығы ғылыми-өндірістік орталығының ғылыми зерттеу институтына қарасты, Искакова Гұлнурдың бастауымен Бидайдың оқшауланған микроспора дақылы методикалық әдістемесі қолданылды [10].
Қолданылған құрылғылар мен ыдыстар. Жұмыс барысында мынадай шыны ыдыстар мен құрылғылар қолданылды: 1-2 л және 50 мл химиялық стақандар, 1 л өлшеуіш цилиндр, автоклавтауға арналған 500-1000 мл қақпағы бар бөтелке, 12 мл және 50 мл стерильденген қақпағы бар пластикалық пробиркалар, стерильді пластикалық Петри табақшалары (диаметрі 3мм, 6мм, 60мм және 90 мм), дозаторлар, Пастер пипеткасы, елеуіш (диаметрі 100uн), гомогенезатор (IKA Ultra Turrax, Tube drive және Warring блендері), лабораториялық электронды таразылар (Ohaus және Pioneer Tm), магнитті араластырғыш аппараты, пинцет пен скальпель, ламинарлы бокс, стерилизатор (Steri 350), рН-метр, термостаттар, суық камералар, микроскоп, климаттық камера.
1.1 Бидай селекциясында гаплоидты технологияның маңызы мен алу әдістері.
Алғаш Гаплоидтар - бастапқы формаға қарағанда соматикалық жасушалардың құрамында хромосомалардың жиынтығы 2 есе аз болатын қарапайым дарақтар. Әрбір гомологты хромосома жұптарының тек біреуі ғана көрсетілген. Қазіргі таңда гаплоидты (моноплоидия) технологияға көптеген селекционерлер назар аударуда. Ғылымда гаплоидты өсімдіктерді қолдану арқылы көптеген теориялық және практикалық сұрақтарға жауап табуға болады. Жоғары сатыдағы өсімдіктердің гаплоидиясы олардың генетикасы мен эволюциясын тереңінен зерттеуге мүмкіндік береді. Яғни, түрлердің геном құрамын анықтауына және олардың таксономикалық орналасуына, полиплоидты тізбектердегі геном мөлшерінің әсері, апомиксистің пайда болған жағдайын және оның генетикалық себебін түсінуге және тағы сол сияқты көптеген сұрақтарға жауабын табуға мүмкіндік береді. Осының негізінде гаплоидтардан гомозиготалы диплоидты тізбектерді алу әдістері жасалынды. рет бұл әдістерді 1929 жылы Г.Д. Карпеченко қолданған болатын [11, 12].
Гаплоидты технологияның тағы бір маңыздылығы, гаплоидты өсімдіктерді екі еселендіру (спонтанды түрде немесе колхицин көмегімен) арқылы бірден гомозиготалы тізбектерді алуға болады. Ал дәстүрлі әдісті пайдала отырып, яғни дақылдарды будандастыру арқылы гомозиготалы тізбек алу үшін оған 7-10 жылдай уақыт кетеді. Яғни, гаплоид өсімдіктерді алу технологиясы тиімдірек болып тұр.
Селекциялық жұмыстарда гаплоидты өсімдіктердің қолданылуы
Селекциялық жұмыстарда гаплоидты өсімдіктердің қолданылуы
Гаплоидты технологияның селекциядағы маңызын сызба ретінде қарастыратын болсақ (сурет 1):
Диплоидтармен гибридизациясы
Диплоидтармен гибридизациясы
Оқшауланған протопластар мен клеткалар дақылы
Оқшауланған протопластар мен клеткалар дақылы
Хромосома санының екі еселенуі
Хромосома санының екі еселенуі
Гетерозис
Гетерозис
In vitro жағдайындағы мутагенез бен селекция
In vitro жағдайындағы мутагенез бен селекция
Таза линиялар
Таза линиялар
Өсімдіктер регенерациясы
Өсімдіктер регенерациясы
Селекция үшін бастапқы формаларын таңдау
Селекция үшін бастапқы формаларын таңдау
1-сурет - Гаплоидты технологияның селекциядағы маңызы
Клеткалық инженерияда көбінесе бірінші әдіс жиі қолданылады. Ең алғашқы гаплоидты өсімдіктер 1964 жылы үндістік ғалымдардың С. Гуха мен С.Махешвари дурман тозаңын дақылдау барысында алынған болатын. Сол уақыттан бері, қазіргі кезде осы әдіс арқылы бидай, арпа, күріш, картоп және тағыда басқа дақылдардан гаплоидты өсімдіктер алынып келе жатыр [13, 14]. Бидайдың тозаңқап дақылына алғаш рет 1970 жылы Фужи ғалымы тәжірибелер жасаған болатын [15]. Қытай және француз ғалымдары бірігіп T.aestivum бидай түріне алғаш рет тозаңқап дақылы жұмыстарын сәтті жүргізді. Нәтижесінде олар 0,70% регенерант-өсімдіктерді алды [16].
Қазіргі уақытта екіеселенген гаплоидтарды бидай, арпа және рапс дақылдарында кеңінен қолданылып келеді. Көптеген ДГ лиинияларды алуына қарамастан, осы кезге дейін олардың алуына кедергі келетін факторлардың шешімі әлі толықтай шешілген жоқ. Регенерацияның нәтижелігін күшейту үшін 2003 жылы Малузянскийдің басқаруымен, 33 түрлі өсімдіктерден ДГ өсімдігінің алуының 44 протоколы жазылған жинақ шығарылды [17]. Көптеген ғалымдар да өздерінің ДГ алу және ГТ жөнінде модификацияланған әдістерін жарыққа шығарып келеді [18, 19].
Дүние жүзінде селекция мен зерттеу программаларында тозаңқаптарды дақылдау (ТД), оқшауланған микроспора дақылы (ОМД) және алшақ гибридизация (АГ) технологиялары бұрын жұмыс істеп нәтиже алу қиын болатын, бірақ қазір бұл технологияларға көптеген өзгертулер енгізіп және кеңінен қолданылудың нәтижесінде кәдімгі деген ұғымға ие болды. Көп жылдар бойы бұл технологияларға тәжірибелер жүргізуге қарамастан, кедергі келтіретін факторлардың шешімі әлі табылмады. Мысалы, мынадай факторлар: генотипке тәуелділік, альбинизм мен екі еселендірілгеннен кейін ұрықтылықтың (фертильді) төмендігі. Фертильді екі еселенген гаплоидтарды алу технологиясы қымбат болып келеді және дәндерді тез арада көбейтіп алу, көпжылдық егін алқапта сыналуы, жоғары сапалы коллекция мен аналитикалық жүйені талап етеді [20].
Қазіргі уақытта протоколдарды жақсарту мақсатында жұмыстарды күтіп жүргенде, микроспоралардың эмбриогенез механизміне енді ғана ғылыми зерттеулер жүргізіле бастады. Бидайдың андрогенез микроспорасының дамуын зерттеуге қажет маркерлерді анықтау үшін екі жолды қолдануға болады. Бірінші жағдайда эмбриогенез барысында синтезделетін гендік өнімдерді қолданады. Ал екінші жағдайда микроспораның гаметогенез бен эмбриогенез барысында гендердің экспрессиясын зерттейді [21]. Бидайдың микроспор эмбриогенезімен байланысты генетикалық, клеткалық, биохимиялық және молекулалық механизмдерін жақсы зерттеу арқылы ДГ технологияларды жетілдіруге және генофонд ауқымын кеңейтуге болады.
Қазіргі таңда технологиялар дыңдамуына байланысты тозаңқаптарды дақылдау әдісіне қарағанда ОМҚ технологиясының болашағы зор. Біріншіден, көптеген эмбриогенді микроспоралардан көп ДГ өсімдіктер алынады. Екіншіден, бірклеткалық микроспораның арқасында индукцияның процесін қадағалап тұруға болады. Сонымен қатар, эмбриогенді микроспоралардың гомогенді популяциясын бөліп алу және дақылдау мүмкіндіктерінің арқасында in vitro жағдайында эмбриогенез дамуының трансдукциясына идеалды жүйе болып табылады [22].
Эмбриогенездің тиімділігіне әсер ететін фактор мен донорлық өсімдігінің генотипі мен микроспоралардың даму кезеңдерін алу әдістерін пайдалану арқылы болашақ биолог мамандардың кәсібилігін арттыру.
Бүгінгі күнге дейін бидай дақылынан ДГ алу жағынан бірыңғай протокол жасап шығару барысында көптеген сәтсіздіктер болды. Себебі ДГ өсімдіктерді алу барысында қоректік орталар, дақылдау жағдайлары бидайдың әрбір генотиптеріне қарай сәйкестендіріледі.
Сонымен, ДГ көптеген жетістіктерге жету үшін микроспора эмбриогенезінің бүкіл процесін қадағалайтын генетикалық бақылау механизміне, молекулярлық және биохимиялық механизмдерін түсінуге бағытталу керек. Қазіргі уақытқа дейін жасалынған протоколдар мен әдістер гаплоидтылық технологияда сәтті қолданып келеді.
Көптеген ғылыми зерттеулерде микроспоралардың каллустар мен эмбриоидтар түзілу жиілігіне донорлық өсімдіктерге ықпал ететін әртүрлі физикалық және химиялық факторлар (төменгі және жоғарғы температура, топырақта азоттың жетіспеушілігі, т.б.) әсері көрсетілген. Осы факторлардың ішінде ең маңыздысы - температура болып табылады. Донор өсімдіктерді алдын ала суық температурамен өңдеу арқасында эмбриоидтардың түзілу жиілігі артады. Температура және оның ықпалының ұзақтығы өсімдіктің түріне, микроспораның даму кезеңіне, оның бөлініп алынған уақытына сәйкес ыңғайластырады. Себебі әрбір өсімдіктің түріне, тіпті бидайдың әрбір сортына қарай температура мен оның ықпалының ұзақтығы оңтайландырылады [23].
Донорлық материалдарды салқын температурмен өңдеу түрлі тәсілдермен өткізуге болады. Төменде бидай мен арпа өсімдігіне қолданылатын салқын температурамен өңдеудің 3 тәсілі көрсетілген:
Тиісті кезеңде донорлық бидай өсімдігінің 30-40 см ұзындықта басты сабағын кесіп алып, оны суға салып, температурасы 4-7оС салқын қараңғы жерде 7 куннен 21 кунге дейін ұстайды. Әрбір апта сайын суын жаңартып, ұшын кесіп отырады. Содан кейін масақтарды залалсыздандырып, ламинарлы бокста гүлдері мен тозаңқапты бөліп алады.
Асептикалық жағдайда залалсыздандырылған бидай сабағынан масақты бөліп алып, оны стерильденген Петри табақшасының ішіне салып, қасына автоклавталған дымқыл губканын кесіндісін салып қойды. Сосын Петри табақшасын дымқыл кетпейтіндей парафинмен мықтап орап 4оС суық жерге 1-4 аптаға қойып қояды.
Масақтарды МС қоректік ортасының минералды бөлігін 50-100 мл колбаға құйып, масақ пен колбаның аузын полиэтилен пленкасымен орап жауып қойды да 12оС температурада жарық жерге (20 мың лк) тиісті даму кезеңіне жеткенше дейін өсіреді. Содан кейін оны қараңғы жерде 4оС-та 14-21 тәулік бойы ұстайды.
Бидай өсімдіктерден оқшауланған микроспораларды дақылдаған кезде тек салқын температура ғана емес, сонымен ыстық температурамен әсер еткенде каллус пен эмбриоидтардың түзілуі жақсы жүретіні байқалды. Яғни, бидай масақтарын салқын температурада ұстағаннан кейн, асептикалық жағдайларда олардан тозаңқаптарды бөліп алып, арнайы сұйық қоректік ортаға салып, 33оС температурада 2-4 күндей ұстайды. Осындай әртүрлі стрестерге салу арқылы бидай өсімдігінен оқшауланған микроспораларды дақылдау арқылы гаплоидты немесе диплоидты өсімдік-регенеранттар алынды [10]. Оқу үдерісін ұйымдастырудың ғылыми негізі: оқу-әдістемелік жұмыс. Кафедраның профессор-оқытушылары өзінің кәсіптік деңгейі мен әдістемелік шеберліктерін заманауи талаптарға сай үнемі жетілдіріп отырады. Қазіргі кезеңде кафедраның негізгі оқу-әдістемелік жұмысы кредиттік инновациялық технологияның оқыту жүйесі мен әдістерін жетілдіруге бағытталған. Олар биологиялық білім мен ғылымның дамуына, ауылшаруашылық өндірісіне инновациялық жобаларды ендірумен, студенттердің практикалық дайындық деңгейін жоғарлатумен ұластырылуда.
Қазіргі уақыттағы кафедра қызметкерлері негізгі пәндер бойынша бірнеше оқулық, әдістемелік құралдарын баспадан шығарды. Олардың ішінде: егіншілік, өсімдік шаруашылығы, селекция және тұқым шаруашылығы, ауылшаруашылығының биотехнологиясы, биометрия, генетика, өсімдік шаруашылығы өнімдерін сақтау және өңдеу технологиясы, агротемеорология т.б. пәндер. Күнтізбелік-тақырыптық жоспарға сәйкес аудиториялық сабақтар арнайы компьютерлік бағдарлама, бейнефильмдер қолдану арқылы өтеді. Студенттерге өзіндік жұмыстарды орындау үшін рефераттық баяндама, семестрлік жұмыс, сөз жұмбақтар құрастыру немесе курстық жұмыс беріледі. Болашақ кәсіби мамандықтарына байланысты негізгі сабақтар кафедра филиалдарында және өндіріс орындарында өткізіледі. Студенттердің білімі аралық бақылау түрінде бақыланып отырады. Курс соңында емтихан ауызша немесе жазбаша алынады.
Оқу мемлекеттік және орыс тілдерінде жүргізіледі. Үздік бітірген студенттер магистратурада және PhD докторантурасында оқуын жалғастыруға, ал шет тілін жақсы меңгерген студенттер, магистранттар және PhD докторанттары шетелде мамандығын жетілдіруге мүмкіндік жасалған. Мамандандырылу, кәсіби магистратура және PhD докторантура негізгі пәндерді тереңдете оқыту арқылы жүзеге асады.
Оқу үрдісін ұйымдастырудағы негізгі талаптардың бірі - пән аралық байланыс. Бұл болашақ мамандар дайындауда студенттердің танымдық көзқарастарының қалыптасуына, пәндерді жүйелі түрде оқуына, толық ақпараттық кәсіби мәліметтер алуына мүмкіндік туғызады.
Оқу үрдісінің ғылыми негізін құрудың басты элементі - техникалық құралдар мен компьютерлік технологияны пайдалану. Сондықтан кафедрада көрнекті құралдарға (диапозиттер, электронды слайдтар, мультимедиялық бағдарламалар, бейнефильмдер және басқалар) көп көңіл бөлінеді. Студенттердің танымдық және ойлау қабілеттерін арттыру мақсатында кафедра оқытушылары оларды ғылыми- ізденіс жұмыстарына көптеген тартады.
Әрбір пән кредиттік, инновациялық оқыту технологиясының жүйесіне бейімделіп жасалған дәрістік материалдар, зертханалық жұмыстардың әдістеммелері, семинарлық (практикалық) сабақтардың таратылым материалдарымен толық қамтамасыз етілген.
Кредиттік технология оқыту жүйесіне көшуге байланысты барлық мемлекеттік стандарттар, типтік оқу бағдарламалары, оқытудың жұмыс бағдарламалары бакалавриатқа, магистратураға, PhD докторантураға қайта қаралып жазылды.
Кафедра оқу процесі қазіргі заман талабына сай жабдықталған аудиторияларда, озық үлгідегі оқу әдістерін пайдалана отырып мемлекеттік білім стандартына сәйкес кредиттік инновациялық технологияның оқыту жүйесіне кредиттік жүйеде жүргізіледі.
Оқу процесін ұйымдастырудағы негізгі талаптардың бірі - пән аралық байланыс. Бұл болашақ мамандар дайындауға студенттердің танымдық көзқарастарының қалыптасуына, пәндерді жүйелі түрде оқуына, толық ақпараттық кәсіби мәліметтер алуына мүмкіндік туғызады.
Оқу процесінің ғылыми негізі құрудың басты элементі-техникалық құралдар мен компьютерлік технологияны, инновациялық технологияның оқыту жүйесіне пайдалану.
Сондықтан кафедрада көрнекті құралдарға (диапозитивтер, электронды слайдтар, мультимедиялық бағдарламалар, бейнефильмдер және басқалар) көп көңіл бөлінеді. Студенттердің танымдық және ойлау қабілеттерін арттыру мақсатында кафедра оқытушылары оларды ғылыми-ізденіс жұмыстарына көптеп тартады.
1.3 Микроспоралардың даму кезеңдері мен донорлық материалдарды алдын-ала өңдеу әдістерін пайдалану арқылы оқыту әдістемесі.
Талдау нәтижесінде арпаның әртүрлі ген үлгілері талдануы, онда in vitro жағдайында жекелеп отырғызудың төзімділік әсері және одан жоғары андрогенді потенциалы бар үлгілер бөлініп алынды. Бекітілді, арпа эксплантының морфологиялық потенциалы әртүрлі in vitro жағдайында генотиптерге байланысты болды. Онда индукция процессіне қабылеттілігі, оның өту жылдамдығы, және клетка үлгілерінің регенерациялық жағдайы даму кезендері алғашқы донорлық өсімдікке байланысты. Клетка популяциясының морфогенді регенерация беру санының деңгейіне байланысты екендігі айықындады. Микроспора даму жолдарының ең қажетті кезеңдері белгіленді. Арпа генотиптерін дигаплоидтау жағдайы жеке анықталды: жаңадан пайда болу үшін ең қажетті жағдай оегенерация үшін анықталды, осы кезеңде жасыл өсімдіктің шығуы 6-7 есеге көбейді. Тозаң қапшығын және микроспораны in vitro жағдайында өсіру жасанды ортасы MS жетілдірілді, микроспораның морфогенетикалық қабылетін ұлғайту мақсатында жүргізілді. Өсімдіктердің регенерациясы үшін жасалған жасанды ортаны таңдау, оның органогенез процессін жетілдіру үшін жүргізілді. Арпаның жекелеген микроспорасына және тозаң қапшығының каллус-эмбриогенез процессіне цитологиялық бақылау жүргізілді. Эмбрионның даму қабылетіне әсер етуші уң қажетті факторлар анықталды. Микроспоралардың дамуының кезеңін анықтау. Бидай өсімдігін дақылдағанда ең тиімді кезең, бұл - мейоздың аяқталар кезеңінде микроспораның бір ядролық кеш немесе ерте екі ядролық кезеңі болып табылады. Донорлық масақтар морфологиялық белгілеріне қарай сұрыпталды. Олар: шашақты масақтың флаг жапырағының ішінен сыртқа қарай 1 см артық шықпау керек, ал шашақсыз масақтар үшін толық піспеген масақ флаг жапырағының орта жағына келгені. Стерилді жағдайда масақтан бөлініп алынған тозаңқаптың мөлшері кішкентай, ал түсі қанық жасыл түсті болу керек.
Каллустар мен спонтанды екі еселенген хромосмалардың шығу жиілігі көп болу үшін, масақтарды суық температурамен өңдейді. Қазақстанның бидай сорттарының бас сабақтарын жинап, оларды суы бар колбаға салып, +4+7оС температурада 1-4 аптадай ұстады. Әр апта сайын суын ауыстырып, ұштарын кесіп тұру керек.
Сонымен, арпа генотиптеріне in vitro жағдайында өсіру оптимизацияланды және in vitro-да өсімдіктер регенерация берді. Жүргізілген жұмыстардың негізінде арпа дақылының жекеленген микроспорасынан гаплоид алу жолдары белгіленді. Жаздық арпа сорттарының микроспоралық анықтаудың бірінші протоколы зерттелді.
Жүргізілген көптеген тәжірибелер мынаны көрсетті, талдау нәтижелері биотехнологиялық екі еселенген гаплоид алуға болатындығын анықтап оны келешектегі үлкен бағыттағы бағдарламаларға еңгізуге керектігін және әртүрлі конституциялық арпа дақылын оның будандарынаң гомозиготалы өсімдік алуға қол жеткіздік олар: күрделі және жай, турараралық және туысаралық.
Қоректік орталарды дайындау. Қазақстанның бидай сорттарынан оқшауланған микроспораларды бөліп алу барысында 2 түрлі сұйық қоректік орталар пайдаланылды (кесте 1). Біреуі микроспораларды өңдеуге, ал екіншісі дақылдауға арналған.
1 кесте
Микроспораларды өңдеуге және дақылдауға арналған қоректік орталары [10].
Компоненттің атауы
Мөлшері
В қоректік ортасы (pH = 5,8)
KCL
1490 мг
MgSO4x7H2O
250 мг
CaCl2xH2O
150 мг
Маннитол (0.3М)
56630 мг
А қоректік ортасы (рН = ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz