Антер мәдениетінде арпаның гаплоидты өсімдіктерін алу әдісі

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан республикасы Ауыл шаруашылығы министрлігі
Қазақ Ұлттық Аграрлық Зерттеу Университеті
Өсімдік қорғау және карантин кафедрасы

Реферат

Тақырыбы: Арпаның бастапқы материалын гаплопродюсер әдісімен алу

Орындаған:
Қабылдаған:

Алматы 2021 жыл
Жоспар
Кіріспе
Негізгі бөлім
1.Гаплоидтық технология
2. Арпаның бастапқы материалын гаплопродюсер әдісімен алу
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер тізімі

Кіріспе
Гаплоидтар ауыл шаруашылық дақылдарды генетикалық сандық талдаудан өткізгенде де пайдаланады. Гаплоидтық өсімдіктерде рецессивтік гендік мутацияларды анықтау оңай, себебі олар доминанттық аллельдермен бүркелмейді. Бұл селекция процесін жылдамдатуға көмектеседі. Солтүстік Қазақстанға тез пісіп жетілетін бидай сорттарын алу актуалды болып табылады. Әріден будандастыру арқылы алынған тез пісіп жетілетін бидай будандардың гаплоидтарын алып, олардың дигаплоидтарынан тұрақты гомозиготалық сорттарды шығару маңызды болып табылады.Әріден будандастырғанда түраралық, туысаралық, тіпті буданаралық будандастыру нәтижесінде гетерозис құбылысы орын алады. Ал дигаплоидтарды алу арқылы гетерозисты сақтап қалуға болады. Осындай жұмыстар Шортандыдағы Ғылыми Өндірістік Орталықтың жаздық бидай бөлімінде бидайдың тез жетілетін сорттарын алу үшін жүргізілген. Екі еселенген гаплоидтардың негізінде гетерозистық будандарды алу үшін қажетті изогендік линияларын бір жылдың ішінде шығаруға болады, ал әдеттегідей инбридинг әдісімен бұған 4-6 жыл кетеді.
Сондықтан жұмыстың мақсаты болып тез жетілетін бидайдың гетерозистық будандарынан гаплоидтық өсімдік регенеранттарын алу.
Жұмыстың міндеттері: 1. Аталық гаметофиттерінің клеткалар культурасынан гаплоидтарды алу туралы әдебиеттік шолу жасау.
Өсімдіктердегі гаплоидия
Алғашқы гаплоидты өсімдікті 1922 ж. А.Ф. Блексли экспериментальды түрде Datura Stramonium - нан алды. Бұл гаплоидия саласында келесі зерт-теулер перспективасында ғана емес, сонымен қатар өсімдіктер селекциясын-да практика жүзінде де қолдануға түрткі болды. Сол кездің өзінде - ақ гаплоидтардан гомозиготалы диплоидты линия алу туралы ойлар айтылған [5] кейіннен Р.А. Моррисон экспериментальді жолмен алынған гаплоидты өсімдіктен томаттың гомозиготалы линиясын алды. Осылайша, теоретикалық болжамның дұрыстығы практикада дәлелденеді. Бұл саладағы бұдан кейінгі зерттеулер негізінен гаплоидия құбылысын селекция жұмыстарында бағытталды.
Табиғатта гаплоидтардың пайда болуы - белгілі құбылыс. Әр түрлі сис-тематикалық топтардағы кездейсоқ гаплоидтардың кездесуін талдау олардың әр түрлі жиілікпен қалыптасатынын көрсетті. Гаплоидтар қалыптасуының жиілігі дәнді дақылдарда және алқалар, лалагүлдер тұқымдастықтарында кездесетіні байқалды. Бірақ гаплоидтардың кездейсоқ қалыптасуының жиілігі өте төмен 1х10-5 - 1х10-6 . Осыған байланысты гаплоидтарды алу үшін әртүрлі тәсілдерге негізделген экспериментальді әдістер қолданылады: қосарлы ұрықтарды сұрыптау, түрарлық шағылыстыру, химиялық әдіс, in vitro жағдайында аталық немесе аналық гаметофитті өсіру.
Гаплоидтарды алудың ең белгілі дәстүрлі әдісі - алшақ будандарды қолдану. Гаплоидизация тек физиологиялық бөтен тозаңның спермиялары-ның біреуі жұмыртқа клеткасына енген соң ары қарай дамымаған жағдайда ғана болады. Осының салдарынан гаметалар қосылмайды, бірақ жұмыртқа клеткасының дамуына ықпал болады.

Негізгі бөлім
Гаплоидтық технология
Гаплоидтық организмнің сомалық жасушаларында сыңар хромосомалар жиынтығы (n) болады, яғни толық жиынтықтың (2n) тең жартысы. Гаплоидтарды дағдылы селекция әдістерімен шығару (түрішілік және түраралық тозаңдану, рентген сәулесін түсіру және басқа стресс факторлармен ықпал ету) оңай емес және көп уақытты талап етеді. Ал аталық және аналық гаметофиттерді in vitro жағдайында өсіріп гаплоидтарды тез шығарып, селекция процесін жеңілдетуге болады. Бұл әдістер апомиксис процесіне негізделген. Апомиксис - организмдердің жыныссыз жолмен көбеюі.

Тозаңдар культурасы
Аталық гаметофитті (тозаңқаптар мен тозаң) in vitro жағдайында өсіріп, гаплоидтық өсімдіктерді алу андрогенез деп аталады. Аналық гаметофитті (ұрық бүршіктер) өсіру арқылы гаплоидтық өсімдік алу гиногенез деп талады. Сонымен қатар гаплоидтарды, аталық немесе аналық хромосомалары жойылып кететін будан ұрықты in vitro жағдайында өсіріп алуға болады. кейде гаплоидтық өсімдік псевдогамия арқасында пайда болады, яғни ұрықтанбаған жұмыртқа жасушасынан ұрық дамиды.

Бірінші рет сасық меңдуананың тозаңқаптарын in vitro жағдайында өсіріп, Индияда С.Гуха мен С.Махешвари 1964 жылы гаплоидтық өсімдіктерді алады. Содан кейін осы тәжірибені француз ғалымы К.Нич 1967 жылы темеккінің тозаңқаптарын өсіріп қайталады. Содан бері осы әдіспен гаплоидтар 200-ден астам өсімдік түрлерінен алынды, соның ішінде: бидай, арпа, қара бидай, күріш, картоп, рапс, т.б. ауыл шаруашылық дақылдары.
Микроспоралардың in vitro жағдайында дамуы бірнеше жолмен қамтамасыз етілуі мүмкін. Бірлі-жарымы гаметофиттік даму жолынан ауысып эмбриоидты түзеді. Басқалары дедифференцияланып, каллусқа айналады. Тағы біреулері микроспорогенез бен гаметогенез жолын жалғастырады, яғни пісіп жетілген тозаңға айналады. Ал тағы бір тобы біртіндеп ыдырап құриды. Н.Сандерленд сасық сеңдуананың микроспораларын in vitro өсіріп, олардың бастапқы кездегі даму жолдарын зерттеп, табиғаттағы in vivo даму жолынан айырмашылығын көрсеткен.

Тозаңның in vivo дамуы

Микроспоралардың эмбриоидтарды түзіп немесе каллусты түзіп in vitro жағдайында спорофиттік жолмен дамуы

В.Ананд қызметтестерімен темекінің (Nicotiana tabacum) тозаңқаптарын өсіргенде, эмбриоидтардың үш түрі пайда болғанын байқаған. Олар вегетативтік жасушаның, генеративтік жасушаның және ол екеуінің де бірге бөлінуінен түзілген. Осы эмбриоидтардан гаплоидтық өсімдіктер алып, оларды топыраққа көшіріп, гүлденуге дейін өсірген. Олардың жапырақтары мен гүлдерінің морфологиялық құрылысын зерттегенде, бұл өсімдіктер де бір-бірінен айырмашылықтары бар үш типке бөлінген.
Тозаңқаптар мен микроспораларлы өсіргенде, каллустың екі типі пайда болатыны көрсетілген: біріншісі - әр түрлі гетерогендік жасушаларынан тұрған, екіншісінің құрамында меристемалық жасушалар ошағы болған.
Микроспорадан түзілген көпжасушалық құрылым дами келе эмбриоидқа айналса, одан шыққан регенерант өсімдік тікелей андрогенездің нәтижесінде пайда болады. Ал егерде көпжасушалық құрылым каллусқа айналса, одан шыққан регенерант өсімдік жанама андрогенез нәтижесінде пайда болады.

Микроспоралар культурасы

2.Арпаның бастапқы материалын гаплопродюсер әдісімен алу
Арпа- өте маңызды ауылшаруашылық дақылдары. Арпа дәні азық-түлік, техникалық және жемдік мақсаттарда кеңінен қолданылады. Бұл мәдениеттің өндірістік процеске үлкен қатысуы оны таңдаудың негізгі міндеттерін қалыптастырады, олар әр түрлі топырақ-климаттық аймақтар үшін жоғары өнімді және қолайсыз экологиялық факторларға төзімді күздік және жаздық сорттарды құру болып табылады. Генетикалық біртектілік сонымен қатар әлемнің көптеген елдерінде жаңа сорттарды тіркеудің қажетті талабы болып табылады. Мұндай біркелкілікке әдетте ұрпақтар үшін гомозиготалы сызықтарды инбридинг және таңдау арқылы қол жеткізіледі. Популяцияда кез-келген экономикалық құнды белгіні бекіту үшін сегізден астам бағытталған кресттер қажет, бұл жылдық өсімдіктерде жұмыс істеген жағдайда кем дегенде сегіз жылға созылады. Екі еселенген гаплоидтарды алу әдістерін қолдану бір ұрпақта гомозиготалыққа қол жеткізуге мүмкіндік береді, сондықтан жаңа сорттарды таңдауда бірнеше ұрпақты уақытты үнемдейді
Екі еселенген гаплоидтер-бірдей хромосомалардың Қос жиынтығы бар гомозиготалы организмдер. Мұндай генетикалық ұйым хромосомада дәл локализациялауға және тек басым белгілерді ғана емес, сонымен қатар гетерозиготалы өсімдіктерде жасырылатын рецессивті белгілерді де сипаттауға мүмкіндік береді (мысалы, арпа өсіру үшін өте маңызды-ерлердің стерильділігі гендері, олар рецессивті және тек гомозиготалы өсімдіктерде анықталуы мүмкін) . Дигаплоидтарды қолдану кезінде генетикалық бөліну аз қиын, бұл салыстырмалы түрде аз популяцияларды гендердің белгілі бір комбинациясын оқшаулау үшін пайдалануға мүмкіндік береді
Генетикалық біркелкілігіне байланысты екі есе гаплоидтар молекулалық маркерлерді іздеуде кеңінен қолданылады. Мысалы, арпада генетикалық карталардың көпшілігі осы технологияны қолдана отырып салынған. Арпаның (және басқа дақылдардың) гаплоидты және екі еселенген гаплоидты сызықтары және оларды алу әдістері генетикалық зерттеулер, мутагенез, жасуша селекциясы, генетикалық трансформация және Андроид пен эмбриогенезді зерттеу үшін кеңінен қолданылады.
Арпаның алғашқы гаплоидты өсімдіктері 1970 жылы баданалы арпамен (H. bulbosum) қарапайым арпаны (H. vulgare) будандастыру әдісін қолдана отырып алынды. In vitro мәдениетінде алғашқы гаплоидты өсімдіктер 1973 жылы антериялардан, содан кейін 1976 жылы жұмыртқадан және 1991 жылы оқшауланған микроспоралардан алынды.

Бүгінгі таңда әлемде арпаның екі еселенген гаплоидтарының жүздеген, тіпті мыңдаған түрлері тіркелген. Өкінішке орай, олардың толық тізімі әлі жоқ. Алайда, COST 851 сайтында арпаның кейбір көктемгі және қысқы сорттарының тізімі берілген. Жыл сайын жаңа екі еселенген гаплоидтер бүкіл әлемде тіркеледі (көбінесе Еуропада, Канадада, АҚШ-та, Австралияда). Сомаклональды өзгергіштіктің пайда болуымен, генетикалық әртүрліліктің жоғалуымен және белгілердің тұрақтылығының аздығымен байланысты екі еселенген in vitro гаплоидтарын алуға дәстүрлі қарсылықтар әлі де кеңінен талқылануда. Алайда, гаплоидияны қолдануға негізделген көбірек селекциялық бағдарламалар бар.
Гаплоидтарды қолдану жалпы іріктеу бағдарламасындағы шағын техникалық қадам екенін есте ұстаған жөн. Жаңа сорттарды құруда екі еселенген гаплоидтарды қолданудың сәттілігі зертханада биотехнологиялық жұмысты және далалық селекциялық әдістерді біріктірудің нәтижесі болып табылады. Будандастыруды және жалпы бағдарламаны жоспарлаудағы зияткерлік шығындар, маркетинг саласындағы Білім және далалық тәжірибелердегі сәттілік арпа мен басқа да экономикалық құнды дақылдардың жаңа өнімді және зиянкестерге төзімді сорттарын құру бойынша жобалардың сәттілігінің қажетті құрамдас бөлігі болып табылады .
Хромосомаларды жою арқылы арпаның гаплоидты өсімдіктерін алу әдісі
Бұл әдіс эмбриогенездің алғашқы кезеңдерінде гибридті арпа жасушаларында хромосомалардың жартысын жою құбылысына негізделген. Бұл процесті арпаны (H. vulgare) пияз арпасымен (H. bulbosum) кесіп өту кезінде байқауға болады, онда H. bulbosum хромосомалары жойылады. Бұл әдіс бірнеше жылдар бойы жетілдірілді, бұл оны тиімді етті. Қазіргі уақытта хромосомаларды жою әдісі көптеген гаплоидты және дигаплоидты сызықтарды алуға мүмкіндік берді және гаплоидты формаларды алудың басқа әдістеріне төзімділікті көрсететін генотиптермен жұмыс жасау кезінде селекциялық бағдарламаларда қолданылады
Антер мәдениетінде арпаның гаплоидты өсімдіктерін алу әдісі
Оқшауланған микроспора культурасының әдістері және антер культурасы-қазіргі уақытта өсімдіктерде гаплоидтарды алу үшін кеңінен қолданылатын жүйелер. Антерде ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.