Жаздық жұмсақ бидай сорттарының тиімді будан сорттарын таңдау
С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті
Молдагалиев А.Е.
Жаздық жұмсақ бидай будандарының эмбриогендік қабілеті
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
5В070100 - Биотехнология мамандығы
Нұр-Сұлтан 2022
С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті
Қорғауға жіберілді
Кафедра меңгерушісі
_______________ А.Б. Бегенова
____ _____________ 2022 ж.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Жаздық жұмсақ бидай будандарының эмбриогендік қабілеті
5В070100 - Биотехнология мамандығы бойынша
Орындаған А.Е. Молдагалиев
Ғылыми жетекшісі
б.ғ.д., доцент С.С. Беккужина
Нұр-Сұлтан 2022
С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті АҚ
Факультет: Ветеринария және мал шаруашылығы технологиясы
Кафедра: Микробиология және биотехнологиясы
Мамандығы: 5В070100 - Биотехнология
Бекітемін
Кафедра меңгерушісі
___________ А.Б. Бегенова
____ ____________ 2022 ж.
(күні, айы, жылы)
тапсырма
дипломдық жұмысты (жобаны) орындау бойынша
студентке ____________Молдагалиев Алмас ___________________________
(тегі, аты, әкесінің аты)
Жобаның (жұмыстың) тақырыбы __ Жаздық жұмсақ бидай будандарының эмбриогендік қабілеті _________________________________
______________20___ж. № _____ бұйрықпен бекітілді
Студент бітірген жобаның тапсыру мерзімі ____________________________
Жобаға бастапқы деректер ___________________________________ _____
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
Есептік - түсіндірме жазбаның мазмұны (əзірленетін мəселелер тізбесі)
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
Графикалық материалдың тізімі (міндетті сызбаларды дəл көрсете отырып) ___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
Ұсынылған негізгі әдебиеттер ___________________________________ _____
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
Жоба бойынша консультанттар (жобаның тиісті бөлімдерін көрсете отырып)
Бөлім
Кеңесші
Бақылау
мерзімі
Қолы
Тапсырманың берілген күні ___________________________________ _______
Жоба жетекшісі ___________________________________ _____________
(Қолы, аты-жөні, лауазымы)
Тапсырманы студент орындауға қабылдады _____________________________ (студенттің қолы аты-жөні )
Мазмұны
Нормативтік сілтемелер
6
Анықтамалар
7
Белгілер мен қысқартылған сөздер
8
Кіріспе
9
1
Негізгі бөлім
10
1.1
Бидай - ең маңызды ауыл шаруашылығы дақылы
10
1.2
Жаздық жұмсақ бидайлардың ботаникалық сипаттамасы мен биологиялық ерекшеліктері
11
1.3
Жаздық жұмсақ бидайлардың будандарын қалыптастыру әдістері
13
1.4
Жаздық жұмсақ бидайдың будандарының эмбриогендік кабілетіне асер ету факторлары
16
1.5
Зерттеуге пайдаланылған материалдар мен әдістер
22
1.5.1
Ауылшаруашылық биотехнология ғылыми-зерттеу платформасына (АБҒЗП) сипаттама
22
1.5.2
Зерттеу нысаны болып табылатын Triticum aestivum будандарына сипаттама
23
1.5.3
Triticum aestivum экспланттарын стерилизациялаушы агентті таңдау
25
1.5.4
Жаздық жұмсақ бидай будандарының эмбриогендік қабілеті белсенді болатын қоректік ортаны даярлау
27
1.6
Зерттеу нәтижелері
29
1.6.1
Жұмсақ жаздық бидайдың эмбриогенді қасиетін белсенді көрсететін стерилиздеуші агентін анықтау
29
1.6.2
Жұмсақ жаздық бидайдың эмбриогенді қасиетін белсенді көрсететін қоректік орта компоненттерінің концентрациясын анықтау
31
2
Экономикалық тиімділігі
36
3
Қоршаған ортаны қорғау
37
4
Еңбек қорғау
39
Қорытынды
41
Ұсыныстар
42
Пайдаланған әдебиеттер тізімі
44
A қосымшасы
Нормативтік сілтемелер
Бұл дипломдық жұмыста келесі стандарттарға сілтемелер жасалды:
МЕМСТ 12038-84. Ауыл шаруашылығы дақылдарының тұқымдары.
МЕМСТ 10842-89. 1000 дәннің массасын анықтауға арналған стандарт.
МЕМСТ 26312.1-84. Жарма. Қабылдау ережелері мен сынамаларды іріктеу әдістері.
МЕМСТ 7.1-2003. Библиографиялық жазба. Библиографиялық сипаттама.
Жалпы құрастыру талаптары мен ережелері.
МЕМСТ 7.32-2001 Ғылыми-зерттеу жұмысының есебі. Құрылымы және рәсімдеу тәртібі.
МЕМСТ 12042 - 80 Ауыл шаруашылығы дақылдарының тұқымдары. 1000
дән массасын анықтау әдістері.
Анықтамалар
Бұл дипломдық жұмыста келесі терминдерге сәйкес анықтамалар қолданылды:
Бидай
дәнді-дақылдар тобына жататын, негізгі азық-түліктік дақыл.
Гормон
(фитогормон)
аз мөлшерде түзілетін және белгілі бір өсу немесе пішіндеу әсерін тудыратын физиологиялық белсенді қосылыс.
Дақылдық сұйықтық
бұл продуцент штаммының жасушаларынан, тұтынылмаған қоректік компоненттердің ерітіндісінен және ортада жинақталған биосинтез өнімдерінен тұратын күрделі қоспа.
Жұмсақ бидай
Poaceae астық тұқымдасы, Triticum туыстасына жататын мәдени өсімдік түрі (T. Aestivum L.).
Зиготикалық эмбриогенез
аталық және аналық жыныс жасушаларының қосылуынан пайда болған эмбрионның даму
Индукция
жасушадағы, ұлпалардағы және организмдегі индуктор - осы процестерді ынталандыратын заттың әсерінен болатын процестер.
Каллузогенез
in vitro
бұл in vitro дақылында эксплант жасушаларынан каллус түзілу процесі.
Каллус
бастапқыда in vitro дақылында морфогенездің әртүрлі жолдары арқылы жүзеге асырылатын морфогенетикалық потенциалы бар меристемалық, содан кейін сараланған жасушалар топтарынан тұратын гетерогенді ұлпа.
Меристема
белсенді бөлінетін дифференциацияланбаған жасушалары бар тәрбиелік ұлпа, олардан барлық тұрақты өсімдік ұлпалары түзіледі.
Сорт
тұқым қуалау арқылы берілген белгілі бір морфологиялық, биологиялық және шаруашылықтық құнды белгілері мен қасиеттері бар, селекция жолымен алынған мәдени өсімдіктердің жиынтығы.
Эксплант
өсімдіктен бөлінген мүше немесе мүшенің (тіннің) фрагментінен in vitro жағдайында өздігінен өсірілетін немесе біріншілік каллус алу үшін.
Эмбриоид
in vitro дақылында жыныссыз жолмен түзілген организмнің рудименті.
Белгілер мен қысқартулар
Бұл дипломдық жұмыста келесі белгілер мен қысқартулар қолданылды:
%
- процент
АБК
- абсциз қышқылы
г
НСҚ
2,4- Д
- грамм
- нафтил
- дихлорфеноксисірке қышқылы
кг
- килограмм
ҚР
- Қазақстан Республикасы
мм
- миллиметр
см
- сантиметр
n
- саны
Кіріспе
In vitro өсірілетін тіндерді ғылыми зерттеулерде және практикалық жұмыстарда белсенді қолданылады. Жасуша дақылдары генетикалық әртүрлілікті, жасуша селекциясын арттыру үшін қолданылады. Көптеген гендік инженерия технологиялары in vitro тіндерді өсіру қадамын қамтиды. Селекцияда жасуша дақылдарын кеңінен қолданудың негізгі кедергісі көптеген линиялар мен сорттардың эмбриогендік қабілетінің төмендігі болып табылады.
Ең аса маңызды дәнді дақылдың бірі - бидай жасанды жағдайда өсіруге оңай нысан емес. Каллус жетілмеген гүл шоғырларынан, тозаңдылардан, ал кейбір жағдайларда жас жапырақтардан индукциялануы мүмкін, бірақ тек эмбриондар мәдени тіндердің сенімді көзі болып табылады.
Эмбриогендік (өсімдік регенерациясына қабілетті) каллус ұлпаларының үлесі генотипке және өсіру жағдайына байланысты 0-ден 100%-ға дейін өзгереді, бірақ тауарлық сорттарда ол сирек жоғары болады [1].
Жаздық жұмсақ бидай (Triticum aestivum) жаздық, күздік, екі сапты және бірқатар өтпелі формалармен ұсынылған. Биіктігі 0,3-1,2 м болатын бір жылдық тік дәнді өсімдік. Өсімдіктің тіршілігінде маңызды рөл атқаратын 3 - 6 ұрық тамыры өніп шығатын тұқымдарымен көбейеді. Жер асты түйіннен 4 - 5 жапырақ пайда болғанда екінші реттік тамыр жүйесі (түйін тамырлар) қалыптаса бастайды. Ол талшықты, тар, кейде жеке тамырлар 1 м немесе одан да көп тереңдікке енеді. Бүйірлік өскіндер тораптық түйіннен түйіндік тамырларға қарағанда біршама ертерек - 3-ші жапырақтың пайда болуы кезінде пайда болады. Жаздық жұмсақ бидай Қазақстан Республикасының солтүстік облыстарында жетекші дәнді дақыл болып табылады, оның егіс көлемі соңғы мәліметтер бойынша 13,5 млн га құрайды. Мәдени сорттар әлемдік стандарттардан кем түспейтін жоғары астық сапасымен ерекшеленеді. [2].
Дипломдық жұмыстың мақсаты: Қазақстан Республикасында басты дақылдың бірі болып табылатын жаздық жұмсақ бидай будандарының эмбриогендік қасиеттерін зерттей отырып, олардың биотехнологиялық потенциалын анықтау.
Дипломдық жұмыстың мақсатын орында үшін қойылған міндеттер:
Triticum aestivum будандарының экспланттарын зарарсыздандырушы оңтайлы агентті анықтау;
Жаздық жұмсақ бидай сорттарының тиімді будан сорттарын таңдау;
Triticum aestivum будандарының эмбриогендік қасиеттерін белсенді көрсететін қоректік ортаны анықау;
Тәжірибелік жұмыс Ауылшаруашылық биотехнология ғылыми зерттеу платформасында (АБҒЗП) жүргізіліп, зерттеу объектісі ретінде жаздық жұмсақ бидайдың Акмолинка 2, жақсартылған Шортандинская 95, Астана будандары алынды.
1 Негізгі бөлім
1.1 Бидай - ең маңызды ауыл шаруашылығы дақылы
Тек қосжарнақты және даражарнақты өсімдіктер эволюциясы негізінде П.М. Жуковский, адамзат пен оның мәдениетінің дамуы орын алуы мүмкін деген болжам жасаған. Қазіргі уақытта бүкіл жер бетінің оннан бір бөлігін мәдени өсімдіктер, ал оның ішінде дәнді дақылдар алып жатыр. Гүлді өсімдіктердің барлық тұқымдастары арасында дәнді дақылдар ерекше орын алады, бұл олардың жоғары экономикалық құндылығымен ғана емес, сонымен қатар шөптесін өсімдіктер топтары - шалғындар, далалар, прерилер, пампалар және саванналар құрамындағы маңызды рөлімен анықталады [3].
Азық-түлік көзі ретінде пайдалануға болатын 3000-ға жуық өсімдік түрлерінің тек 20-30-ға жуығы ғана бүкіл адамзат үшін негізгі азық-түлік дақылдары ретінде қызмет етеді, олардың ішінде негізгі дақылдар бидай, күріш және жүгері болып табылады. Қазіргі уақытта мәдени өсімдіктер адамдар пайдаланатын мүшелер мен олардың бөліктерінің ерекше алуан түрлілігімен ерекшеленеді. Бұл өзгерістер ұжымдық түрде доместикация синдромы деп аталды [4].
Бидай Monocotyledoneae класына, Poales отрядына, астық тұқымдасына Poaceae, Triticum тұқымдасына жатады. Бидай түрлерінің саны 20 - 27-ге жетеді, олардың басым көпшілігі тек өсіруде ғана белгілі. Бидайдың шығу тегінің жалпы қабылданған схемасының болмауы Triticum тұқымдасының жеке топтарының (бөлімдерінің) ата-бабаларын ғана емес, сонымен қатар бүкіл тұқымды дәл анықтауды қиындатады.
Бидай өзінің бірқатар ерекшеліктеріне байланысты ақырында негізгі мәдени дақылға айналды және Антарктидадан басқа барлық континенттерді алып жатты. Тек тропиктік белдеу бидайдың үздіксіз аймағын екі жарты шардың қалыпты климаттық аймақтарымен шектеп, екі бөлікке бөледі. Жұмсақ бидайдың басқа түрлерінен басым болуы оның экологиялық икемділігімен - төмен және жоғары температураға, ылғалдың артық және жетіспеуіне, әртүрлі аурулар мен зиянкестерге төзімділігіне байланысты. Қазіргі уақытта ол климат пен топырақ оған кедергі келтірмейтін жерде өсіріледі және жер шары тұрғындарының шамамен үштен бірі үшін негізгі азық-түлік дақылдарының бірі болып табылады [5].
Жаздық жұмсақ бидай (Triticum aestivum) жаздық, күздік, екі сапты және бірқатар өтпелі формалармен ұсынылған. Биіктігі 0,3-1,2 м болатын бір жылдық тік дәнді өсімдік. Өсімдіктің тіршілігінде маңызды рөл атқаратын 3 - 6 ұрық тамыры өніп шығатын тұқымдарымен көбейеді. Жер асты түйіннен 4 - 5 жапырақ пайда болғанда екінші реттік тамыр жүйесі (түйін тамырлар) қалыптаса бастайды. Ол талшықты, тар, кейде жеке тамырлар 1 м немесе одан да көп тереңдікке енеді. Бүйірлік өскіндер тораптық түйіннен түйіндік тамырларға қарағанда біршама ертерек - 3-ші жапырақтың пайда болуы кезінде пайда болады. Көгалдандыру процесінде барлығы 1-ден 6-ға дейін өркен қалыптасады. Өсінді (сабағы) түйіндер арқылы түйін аралықтарына (4 - 7) бөлінген, ұзындығы сабақты жоғары қарай үлкейтетін қуыс сабан. Төменнен буын аралықтары жапырақ қабықтарымен тығыз жабылған, олар жоғарыдан бөлініп, ені 1-2 см, ұзындығы 20-дан 37 см-ге дейін еркін шығып тұратын тегіс, сызықты жапырақ тақталарына өтеді. Сабақтану процесінде гүлшоғыры (масақ) сабақ бойымен көтеріліп, үстіңгі жапырақтың қабығынан шығады.
Бидай - өсімдік, жел арқылы тозаңданады, бірақ өздігінен тозаңдану басым. Гүлденудің басталуымен сабақтың өсуі тоқтайды. Ұрықтанғаннан кейін ұрықтың қалыптасуы, толтырылуы және жетілуі (пісу кезеңі) басталады. 1000 дәннің массасы 30 - 50 г [6].
Бидай - жылу, жарық және топырақ жағдайында өсіруге болатын аз ғана дақылдардың бірі. Қоңыржай белдеуде ыстық далалық аймақтардан солтүстіктің суық аймақтарына дейін өсіріледі. Мұнда күздік дақылдардың ерте пісетін суыққа төзімді сорттары (қоңыржай аймақтың барлық аудандарының шамамен 34 бөлігі) және жаздық бидай басым. Оларға 12 - 14 ° C температурада тұқымдарды өніп, көшеттерді дамыту жеткілікті, ал көшеттер қысқа мерзімді аязға төтеп береді. Егістік кезінде жаздық бидай да жылуға талапсыз. Генеративті фазалардың өтуі үшін (сабақтану, масақтану, гүлдену, пісу) бидай орташа тәуліктік температураны 18-ден 28 ° C-қа дейін тұрақты арттыруды талап етеді [7].
Бидай әртүрлі топырақтарда өсе алады, бірақ ең жақсы топырақ бейтарап, құнарлы, тыныс алатын және жақсы суды ұстай алады. Жаздық бидай, күздік бидайға қарағанда ерте пісетіндіктен, топырақтағы қоректік заттарды қажет етеді. Олардың қажеттілігі өсімдіктердің жасына байланысты. Мысалы, азот сабақтың интенсивті өсуінен тұқым толтыра бастағанға дейінгі кезеңде, фосфор - өркеннің қалыптасуы кезінде, калий - бүршіктен толтырылғанға дейін қажет. Бидайдың әрбір түрі сорттарға бөлінеді. Түрлердің сорттарға бөлінуі масақ пен дәннің морфологиялық тұрақты белгілеріне ғана негізделген. Бұл жіктеу біржақты: ол формалардың биологиялық табиғаты туралы түсінік бермейді, оларды экология және географиямен байланыстырмайды.
Әрбір сорт бір-бірінен морфологиялық белгілері бойынша (әрдайым емес), бірақ негізінен биологиялық және өндірістік белгілері бойынша ерекшеленетін бірқатар сорттарды қамтиды. Жұмсақ бидай сорттарының көпшілігі эритросперма, ферругин, лютесцен, милтурум сорттарына жатады [8].
1.2 Жаздық жұмсақ бидайлардың ботаникалық сипаттамасы мен биологиялық ерекшеліктері
Жаздық бидай астық тұқымдасына (Graminaea Jass) жатады. Бұрынғы Кеңес Одағының аумағында жаздық бидайдың алуан түрлерінің арасында екі түрі кең таралған: жұмсақ бидай (T.aestivum L.) және қатты бидай (T. durum). Бидайдың бұл түрлерінің ішінде негізгі алқаптарды лютесцен, эритросперма және альбидум сорттарымен ұсынылған жаздық жұмсақ бидай алып жатыр [9].
Солтүстік Қазақстан жағдайында негізінен жұмсақ жаздық бидай өсіріледі. Жұмсақ бидай сорттары жоғары ақуыздық, жоғары технологиялық және нан пісіру өнімділігі арқасында күшті бидай жақсартқыштары ретінде сыртқы нарықта бәсекеге қабілетті бірнеше сорттардың бірі болып табылады. Еліміздің негізгі азық-түлік дақылы ретінде ол адамның тағамдық балансының құнды құрамдас бөлігі болып табылады, оның құрамында белок 8-ден 20% дейін, талшық 2% жуық, май 1,4-1,7% құрайды [10].
Нағыз T. аestivum subsp. spelta посткеңестік кеңістік үшін өте сирек кездесетін кіші түр болып табылады. Бұл гексаплоидты бидайдың бірегейлігі даусыз, оның құрамында белгілі бір ақуыз компоненттері бар, ол аллергияға қарсы бағалы дақыл болып табылады. Полба-cпельта Швейцарияда үлкен аумақтарда өсіріледі және оның қарапайымдылығымен ерекшеленеді, биік таулы жерлерде де егін түзу мүмкіндігі бар. Швейцария мен Германия сияқты елдерде спельта иммунитетті көтеретін органикалық өнім ретінде өсіреді, одан нан мен макарон жасайды.
Алынған өнімдер бірінші кезекте балалар мен денсаулық сақтау мекемелеріне бағытталған. Оның ботқа мәдениеті ретіндегі рөлі баға жетпес. Селекционерлер тобы С.К. Темірбекова, П.Кунц, Л.М. Медведева Ресейде қысқы спельтаның Алкоран сортын өсірді. Бұл сорт жоғары өнімді, ұнтақты көгеруге төзімді, сынғыш масағы жоқ, жоғары нығайтылған, аллергенге қарсы қасиеті жоғары болып табылады. Оны нан, кондитерлік, макарон өнімдерін өндіруде және тері және сүйек ауруларына, бауыр ауруларына және сколиозға қарсы медицинада қолдануға болады [11].
Кептірілген дәннің тағамдық қасиеті бар, сондықтан мұндай бидайдан алынған жарма мен нан қант диабетімен және жүрек-қан тамырлары ауруларымен ауыратын адамдар үшін құнды [12].
Қарапайым бидай соматикалық жасушаларында 42 хромосома бар гексаплоидты бидайлар тобына жатады. Тамыр жүйесі талшықты, 1,5 метр немесе одан да көп тереңдікке енеді, жоғары өнім алуда үлкен рөл атқаратын бастапқы ұрық тамырлары мен түйіндік тамырлардан тұрады. Жаздық жұмсақ бидайдың ұрық тамырлары өсімдіктің бүкіл вегетациялық кезеңінде қоректенуін қамтамасыз ете алады. Сабағы сабан (0,5-2 м), іші қуыс, 5-8 түйін аралық болуы мүмкін. Бидай жапырақтары қарапайым, сызықты, жапырақ қабығы мен жапырақ тақтасымен бейнеленген. Жапырақ қабығы сабақты жиі кірпікшелермен қамтамасыз етілген құлақтардың көмегімен жабады. Жапырақ қабықшасының жапырақ тақтасына түйіскен жерінде орналасқан түссіз қабықша - лигула да бар. Бидайдың кейбір түрлерінде масақ және лигула байқалмайды [13].
Бидай - масақ гүлшоғыры. Масақ таяқшасының жиектерінде сегменттер бар, олардың әрқайсысында екі қабыршақтан тұратын бір көп гүлді масақ бар. Жұмсақ бидайдың жемісі - кариопсис, айқын шоқтығымен сипатталады. Кариопсис эндоспермнен, эмбрионнан тұрады және қабықпен жабылған [14].
Температураға қойылатын талап. Жаздық жұмсақ бидай суыққа жеткілікті төзімді дақыл, ең төменгі өну температурасы 1-2[0]С. Дамудың бастапқы кезеңінде, үшінші жапырақты қопсыту кезеңінде, мәдениет -10°C дейін қысқа мерзімді аязға шыдай алады. Бұл факт осы кезеңдегі өсу нүктесінің жер астында орналасуымен байланысты, ал өңдеу түйіні осы уақытқа дейін айтарлықтай үлкен және күшті болады [15].
Бірақ генеративті дамуға өту кезінде гүлдену кезеңінен бастап өсімдіктер төменгі температураға өте сезімтал болады. Бұл даму кезеңінде -1-2°С аяз мәдениетке зиян тигізуі мүмкін. Егіс-түсіру кезеңінде басым болған температура режимі ылғалдылықпен бірге көшеттердің шығуын анықтаушы фактор болып табылады және қолайлы жағдайда 7 күннен 14-16°С, топырақ температурасы болса 20 күнге дейін және одан да көп болуы мүмкін. 5-8 см тереңдікте 6°С [16,17].
1.3 Жаздық жұмсақ бидайлардың будандарын қалыптастыру әдістері
Іріктеу генетикалық ресурстарға негізделген. Дегенмен, дәстүрлі өсіру әдістері будандастыру үшін алыс генотиптерді пайдалануға мүмкіндік бермейді. Сонымен қатар жабайы өсімдік түрлері бағалы ауылшаруашылық белгілерінің доноры екені белгілі, бірақ ата-анасының физиологиялық және генетикалық сәйкес келмеуіне байланысты сорттарды жабайы туыстармен алыс будандастыру жолында қиындықтар туындайды. Эмбриондарды өсіру және соматикалық будандастыру әдістері ата-аналық формалардың үйлесімсіздігін жеңуге мүмкіндік береді. Үйлесімсіздік - бір қалыпты жұмыс істейтін жүйеге биологиялық құрылымдардың бірігуіне кедергі жасайтын механизмдердің әрекетінің нәтижесі. Гибридизацияға табиғи кедергілер ұрықтануға дейін немесе одан кейін пайда болуы мүмкін. Сәйкесінше, прогамдық және постгамдық сәйкессіздіктер бар. Прогамның үйлесімсіздігі аталық гаметофит пен пистилдің қиылысу кезінде әрекеттесуі кезінде көрінеді, постгамдық үйлесімсіздік эмбрионның, эндоспермнің, тұқымның, ұрықтың қалыптасуының бұзылуымен байланысты. Бұл құбылысты эмбрион-эндосперм жүйесіндегі қалыпты генетикалық тепе-теңдіктен ауытқу нәтижесі ретінде немесе гибридті эмбрион мен гибридті эносперм арасындағы сәйкессіздік ретінде сипаттауға болады. Кейбір түраралық айқастардың комбинацияларындағы эмбриондардың аз ғана бөлігі тұқым себілген кезде жетілген күйге жетіп, көшет беруге қабілетті [18].
Эмбрионды өсіру әдісі - тұқымның ұлпаларынан бөлініп алынған жетілмеген эмбриондарды жасанды қоректік ортада өсіру. Мұны алғаш рет Ганнинг, Кохлеария мен Рафанус тұқымдарынан бөлініп алынған жетілген эмбриондарды өсіруде көрсетті. Содан бері эмбрион мәдениеті дамып келе жатқан эмбриондардың дифференциациялану және морфогенез жолдарын зерттеудің үлгісі ретінде, сонымен қатар алыстан будандастыру кезінде үйлесімсіздікті жеңудің, тұқымдардың тыныштық кезеңін жоюдың және вегетациялық кезеңді қысқартудың қолданбалы әдісі ретінде пайдаланылды. Эмбриокультураны екі үлкен бөлімшеге бөлуге болады: салыстырмалы түрде жетілген дифференциацияланған эмбриондар мәдениеті және дамудың ерте кезеңдеріндегі жетілмеген эмбриондар мәдениеті (әдетте, бұл глобулярлы және жүрек тәрізді кезеңдері) немесе проэмбриондар. Мұндай бөлу эмбриондарды тамақтандырудың әртүрлі әдістеріне негізделген, өйткені жетілген эмбриондар тамақтанудың автотрофты түрімен сипатталады, ал дифференциацияланбаған эмбриондар гетеротрофты, эмбрион ана тіндерінен келетін қоректік заттарға толығымен тәуелді болған кезде. Осының негізінде эмбриондарды өсіруге арналған орталарды таңдау эмбрионның өзінің де, әр кезеңде өзіне тән ерекшеліктері бар қоршаған тіндердің де даму кезеңдерін ескере отырып жүргізілуі керек [19].
Сондықтан проэмбриондарды өсіру үшін келесі әдістерді қолдану арқылы қол жеткізуге болатын ерекше жағдайлар қажет:
1. Өсіру ортасына кокос сүті, қызанақ шырыны, люпин жапырағы диффузаттары, эмбрион қапшығы жасушаларының шырыны, тамыр сығындысы сияқты табиғи өсімдік сығындыларын қосу.
2. Протеин препараттарын енгізу, мысалы, казеин гидролизаты және ашытқы сығындысы. Аморфты сұйық эндоспермге тән ортаның осмостылығын арттыру.
3. Гормондардың енгізілуі.
4. Сұйық немесе аз агар ортасын қолдану[20].
Кейбір жағдайларда аналық фактордың жетіспеушілігін эндоспермдік тінінің мәдениетін немесе тіпті каллус тінін қолдану арқылы ауыстыруға болады. Эмбрионның дифференциациясы эмбрион-орта жүйесінде жүретіндіктен, эмбрионның аналық өсімдіктің ұлпаларымен байланысын, олардың дербестік (автономия) қалыптасу механизмдерін зерттеудің маңызы аз емес.
Автономия - эмбриогенездің ең маңызды кезеңі, осыдан бастап эмбрион салыстырмалы түрде дербес даму жолына көшеді. Эмбрион автономиясы түсінігі оның қоршаған тіндерден тәуелсіздігін көрсететін және аналық организмнен тыс қалыпты эмбриогенезді аяқтап, қалыпты өсімдікке айналу қабілетінде көрінетін ерекше құрылымдық және функционалдық жағдай ретінде түсініледі. Толық автономияны бөлу, онда эмбрион өскіндер ана денесінің тіндеріне (ол өну және өскіннің қалыптасуы аяқталғаннан кейін қол жеткізіледі) және аналық организмнің салыстырмалы спецификалық факторларына - гормондарға және басқа физиологиялық белсенді қосылыстарға, көмірсуларға, т.б. тәуелді емес
Әртүрлі түрлердегі эмбрион мәдениетіндегі өсімдіктердің дамуы эмбрион экзогендік гормондардан тәуелсіз болған кезеңнен басталады. Осы уақытқа дейін оның құрамында басқа заттармен бірге эмбрионның әрі қарай қалыпты дифференциациясын және оның өнуін қамтамасыз ететін эндогендік өсу реттегіштерінің белгілі бір деңгейі болады. көмірсулар және т.б. Әртүрлі түрлердегі эмбрион мәдениетіндегі өсімдіктердің дамуы эмбрион экзогендік гормондардан тәуелсіз болған кезеңнен басталады, яғни. Осы уақытқа дейін оның құрамында басқа заттармен бірге эмбрионның әрі қарай қалыпты дифференциациясын және оның өнуін қамтамасыз ететін эндогендік өсу реттегіштерінің белгілі бір деңгейі болады. көмірсулар және т.б. Әртүрлі түрлердегі эмбрион мәдениетіндегі өсімдіктердің дамуы эмбрион экзогендік гормондардан тәуелсіз болған кезеңнен басталады, яғни. Осы уақытқа дейін оның құрамында басқа заттармен бірге эмбрионның әрі қарай қалыпты дифференциациясын және оның өнуін қамтамасыз ететін эндогендік өсу реттегіштерінің белгілі бір деңгейі болады [21].
Типтік қосжарнақты эмбрион соңғы сатысында автотрофты болады және айтарлықтай тәуелсіз болады, дәннің жарнағы дамуы басталып, кейіннен ішкі дифференциацияға қол жеткізіледі. Автономия кезеңін in vitro культура әдісімен - эмбрионның қалыпты эмбриогенезді аяқтау және гормондарсыз минералды-сахарозалық ортада қалыпты өсімдік беру қабілетімен анықтауға болады. Бұл тәсілді қателіксіз деп санауға болмайды, өйткені эмбриондардың дамуы азоттың болуы мен көлемі, сондай-ақ қоршаған ортаның жалпы тұздык құрамы сияқты қоршаған орта параметрлеріне байланысты өзгеруі мумкін. Оқшауланған эмбрионның эмбриогенезді аяқтай алуы кез келген түрге тән емес, яғни спецификалық қасиет болып табылады.
Әдетте, постгамдық үйлесімсіздікпен гибридті эмбриондар эмбрион қапшығында өледі, сондықтан табысты әрі қарай дамуы үшін оларды эмбрион қапшығынан шығарып, жасанды ортаға отырғызу керек. Эмбрионның автономия кезеңін анықтау алыстан будандастыру кезінде эмбриондарды in vitro өсіру техникасының маңызды элементі болып табылады, өйткені эмбрионды автономия сатысында оқшаулау оның кейіннен қалыпты өсімдікке айналуын қамтамасыз етеді [22].
Эмбрион культивирлеу әдісін қолданатын алғашқы түр аралық будандарды 1925 жылы Лайбах алды. Гибридті зығыр эмбриондарын пайдалану үшін сахароза ерітіндісіне малынған мақта жүнін пайдаланды. Эмбриондарды өсіру техникасын жетілдіру гибридті өсімдіктердің өнімінің тиімділігін арттыруға мүмкіндік берді. Атап айтқанда, қоректік ортада өсірілген ата-аналық түрлердің бірінің оқшауланған эндоспермінде гибридті эмбриондарды өсіру кезінде жақсы нәтижелер алынды. Бұл әдісті қолдану арқылы арпа мен бидайды шағылыстыру арқылы алынған будан эмбриондардың 70% өнуіне қол жеткізуге мүмкіндік туды. Қазіргі уақытта ұрық культурасының негізінде көптеген маңызды ауыл шаруашылығы өсімдіктерінен түр аралық будандар алынды: арпа, қызанақ, картоп, бұршақ, күнбағыс, мақта, дәнді жемістер және т.б.
Эмбриондарды өсіру әдістерін қолдану тас жемістер арасындағы алыстағы кресттерден гибридті ұрпақ алуға мүмкіндік берді. Айта кету керек, дистанциялық будандастыру әдісін қолданатын селекциялық жұмыстарды жүргізу кезінде кейде өміршең емес будандар пайда болады, олар дамудың өте ерте кезеңдерінде өледі, тіпті арнайы қоректік орталарда да өсе алмайды. Бұл жағдайда тіндерді өсіру әдісі көмекке келуі мүмкін. Осылайша, темекінің мәдени сорттары бар Nicotiana ocidentalis будандарының көшеттері әдетте тамыр құрмай, котиледон кезеңінде өледі. Осы көшеттерден алынған каллуста жақсы тамыр жайып, топырақта өсетін регенеранттардың пайда болуына себеп болды. Эмбриондардан каллус индукциясы гибридті өсімдіктердің көп санын алудың жақсы тәсілі болуы мүмкін тұқымдардың түзілуі шектеулі немесе олардың өну пайызы өте төмен болғанда. Бұл тәсіл орхидеялар индустриясында өте тиімді болып шықты, 1430-дан астам орхидея гибридтері шығарылды [23].
1.4 Жаздық жұмсақ бидайдың будандарының эмбриогендік кабілетіне асер ету факторлары
Эксплантты таңдау. Эксплант таңдауда ең алдымен келесі факторларды ескеру қажет: эксплант алынған мүше; осы мүшенің физиологиялық және онтогенетикалық жасы, эксплантты алу уақыты (маусымы), сондай-ақ өсімдіктің - эксплант донорының жалпы жағдайы және оның генотиптік ерекшеліктері. Өсімдіктің іс жүзінде кез келген бөлігін каллус түзілуін индукциялау үшін пайдалануға болады. Дегенмен, көптеген түрлер үшін өсімдіктердің кейінгі регенерациясы үшін белгілі бір ұлпадан алынған экспланттар тиімді. Сонымен, мысалы, лалагүлдер үшін экспланттың көзі өсімдіктердің регенерациясына әсер етпесе (экспланттар пияздың, сабақтың, жапырақтың сегменттері, сонымен қатар гүлшоғырлар, тұқымдар болуы мүмкін), онда көптеген дәнді дақылдар үшін (бидай, арпа, құмай, қант қамысы) идеалды бастапқы эксплант - жас ұлпалар (эмбриондар, жас гүлшоғырлар, өскіндер)[24].
Өсімдіктегі ұлпаның даму кезеңі культураны бастау үшін маңызды фактор болып табылады және мәдени тіндердің морфогенетикалық қасиеттеріне әсер етеді. Мысалы, органогенез ортасындағы Citrus grandis жапырағы мен сабақ сегменттерінен бастау алған каллус дақылдары бүршік түзетіні, ал аналық без ұлпасы сияқты репродуктивті бөліктерден алынған дақылдар соматикалық эмбриоидтарды түзетіні көрсетілген. Бір мүшенің тіндері морфогенезге әр түрлі қабілет көрсететіні анықталды. Сәбіз түбірінің экспланттарын өсіру кезінде флоэма текті ұлпалардың тамыр, бірдей жағдайда ұлпалар беретіні анықталды. Жетілмеген қарақұмық эмбриондарының культурасында эмбриогендік каллус тұқымдастардан, ал бүршік және тамыр түзуші каллус олардың гипокотил ұлпаларынан пайда болады [25].
Пісіп жетілмеген арпа эмбриондарынан каллузогенез процесін зерттеу эмбриогендік каллустың қабықтың эпидермис жасушаларынан түзілетінін көрсетті. Лилия шамдарының жіңішке кесінділері үлкен жапырақ фрагменттерімен салыстырғанда үлкен морфогендік қабілетке ие және органогенез мен эмбриогенезден бұрын болатын құрылымдардың пайда болуына оңай өтеді. Пролиферацияның бұл өсуін қоршаған жасушалардың әлсіреген диктаты нәтижесі ретінде түсіндіруге болады. Каллус инициациясы үшін жыл мезгілінің де маңызы зор. Бұл эндогендік гормондардың концентрациясының маусымдық өзгеруіне байланысты болуы мүмкін. Мысалы, арпада, жазғы егістік өсімдіктерде 40 - 50% жиілікпен морфогенді каллус түзілсе, қысқы жылыжай материалында морфогенді калл түзілу жиілігі айтарлықтай төмен (16 - 25%) болды [26].
Экспланттың мөлшері мен пішіні маңызды болуы мүмкін. Мысалы, сәбіз түбірі мен артишок түйнегі үшін оңтайлы эксплантта 20 000-25 000 жасуша болады. Генотип - экспланттың каллузогенезге де, эмбриоидогенез немесе геммогенез арқылы өсімдіктердің кейінгі көбеюіне де қабілеттілігін анықтайтын маңызды фактор. Органогенез арқылы регенерация дамыған, бірақ эмбриоидогенез жолымен дамуы сипатталмаған қос жарнақтылардың түрлері бар. Керісінше, регенерация тек эмбриоидогенез жолында ғана жүретін түрлер бар. Кейбір жағдайларда тіпті сортаралық айырмашылықтар in vitro морфогенез түріне әсер етуі мүмкін. Сонымен жүгерінің бірнеше сорттарының морфогенетикалық потенциалын зерттегенде культурада тек 3 сорттың органогенез арқылы өсімдіктерді көбейтуге қабілетті екендігі және бір сорттың эмбриоидтарды түзетіні анықталды [27].
Өсімдіктердің регенерациясы цито- және гистодифференциацияны, морфогендік құрылымдардың, өркендердің, тамырлардың түзілуін қамтитын көп сатылы процесс. Регенерацияның интегралдық сипаты қабілеттілігі оны полигендік бақылауы бар күрделі сандық қасиет ретінде қарастыруға негіз береді. Каллустардың түзілу қарқындылығын және өсімдік регенерациясын анықтайтын генетикалық факторлардың бір-бірімен байланысты еместігі және, ең алдымен, әртүрлі генетикалық механизмдермен басқарылатыны көрсетілген. Каллузогенезге қабілеттілігі жоғары экспланттар морфогендік дақылдарды алу үшін әрқашан оңтайлы бола бермейді. Калекау зерттеулерінде моносомды сызықтар мен хромосомалардың сортаралық орынбасуы бар сызықтар дақылында каллустардың өсуі мен өркен түзілу жиілігіне Қытай көктемгі хромосомаларының 2-ші тобы әсер ететіні анықталды. Екінші жағынан, каллус дақылдарының индукциясы мен өсуіне айтарлықтай өзара әсерлер атап өтілді. Бұл каллус пролиферациясына жауапты гендердің экспрессиясына цитоплазмалық әсер етуді көрсетуі мүмкін. Бір түрдің геномы және басқа түрдің цитоплазмасы бар сызықтар бұл мәселені зерттеуге ыңғайлы объект болып табылады. Кәдімгі бидайда каллус индукциясы мен өсу белгілерінің көрінуіне бөгде цитоплазманың әсері анықталды, кейбір жағдайларда каллус индукциясы 40%-ға, ал жаңа салмақтың жиналуы 2 есеге артқан. Гибридтердің регенеративті белсенділігінің көрінуіне аналық сорттар айтарлықтай әсер етеді, бұл да морфогенездегі цитоплазмалық гендердің маңызды рөлін көрсетеді.
Қоректік ортаны таңдау түсінігі өсірілген ұлпада морфогендік құрылымдардың пайда болуына ықпал ететін қоректік ортаның химиялық параметрлерінің диапазонын анықтайды. Гормоналды құрамы алынған ұйымның түрін анықтауда маңызды фактор болып табылады. Мурасиге мен Скуг ұсынған белгілі тұжырымдама барлық жағдайлар үшін жарамды емес және өте жуық схема ретінде қарастырылуы мүмкін. Бірінші түсініктемені Стюард және т.б., өсуді ынталандыратын әртүрлі заттарды дұрыс мөлшерде ғана емес, сонымен қатар дұрыс ретпен және белгілі бір мәдениет жағдайларына сәйкес қосу керек екенін көрсетті [28].
Кейбір жағдайларда морфогендік жауап алу үшін тек ауксинді немесе цитокининді қолдану жеткілікті екені белгілі болды. Сонымен қатар, олардың әсері тікелей қарама-қарсы болуы мүмкін. Осылайша, жаздық жұмсақ бидайдың каллус дақылын ауксині бар ортада өсіру сабақтың түзілуіне ықпал ететіні, ал цитокининді қосу оны тежейтіні көрсетілді.
Бір қызығы, тек ауксиндер мен цитокининдер ғана емес, реттеуші белсенділікке ие, сонымен қатар олардың аналогтары - пуриндер, пиримидиндер, мочевина және т.б. Ауксин антагонистері мен оның тасымалдау тежегіштері морфогенез барысына белсенді әсер етеді. Ауксиндер мен цитокининдермен салыстырғанда өсудің басқа реттегіштері in vitro морфогенезді реттеуде азырақ рөл атқарады [29].
Эмбриоидогенез, органогенезден айырмашылығы, өсу реттегіштерімен ынталандырудан гөрі тежеледі. Эмбриоидогенезді индукциялау хаттамалары әдетте екі дәйекті ортаны қолдануды қамтиды: ауксині бар бастапқы орта (әдетте 2,4-D), бұл инициацияны және қолдауды жеңілдетеді. Культура және өсу реттегіштері жоқ екінші қоректік орта, бұл эмбриоидтардың дамуына және олардың зиготикалық эмбрионға тән дамудың барлық кезеңдерінен ересек өсімдік сатысына дейін өтуіне ықпал етеді. Эмбриоидтар бастапқы культурада клондалған болуы мүмкін, бірақ ауксиннің болуы олардың жетілуіне жол бермейді. Цитокининдердің бірқатар түрлерде эмбриоидогенезді индукциялау үшін маңызы зор. Олар көбінесе бастапқы ортаға кіреді, бірақ олар әсіресе эмбриоидтардың жетілуі және тығыздығы төмен мәдениеттерді сақтау үшін маңызды.
Каллус дақылдарына бастама беру және қолдау үшін құрамында минералды компоненттері бар орталар қолданылады. Тұзды ортаны таңдау in vitro морфогенезінің жүруіне де, каллус дақылдарының морфогенетикалық потенциалының сақталуына да әсер етуі мүмкін. Күшті ерітінділер (мысалы, B5, SH, MS) эмбриоидтардың жақсы өсуіне, ал әлсіз ерітінділер (мысалы, WH) суспензиялардың эмбриогендік потенциалының ұзақ сақталуына ықпал ететіні анықталды. Жеке макротұздар морфогенез процестеріне әсер етуі мүмкін. Мысалы, CaCl2 төмен концентрациясында (9 мМ дейін) ғана Hevea brasiliensis-те эмбриогендік каллустың ең жоғары өнімін алуға болады. Азот иондары морфогенез процестеріне айтарлықтай ынталандырушы әсер етеді. Мысалы, қоректік ортада NH4 болуы морфогенездің индукциясы үшін қажет болса, NO3 - немесе NO3 - және NH4+ қоспасы ұрықтың әрі қарай дамуы үшін маңызды болады. Ұрықтанған аналық жұмыртқаларды өсіру кезінде зиготаның бөлінуіне ықпал ететін ортаның қажетті компоненті NH4+ болып табылады [30].
Редукцияланған азоттың көзі аммоний тұздарынан басқа казеин гидролизаты немесе кейбір аминқышқылдары болуы мүмкін. Мысалы, аммоний иондары мен казеин гидролизатының төмен концентрациясы жабайы сәбіз түрлерінде эмбриоидогенезді күшейтсе, триптофанның жоғары концентрациясы күріште эмбриогендік каллус түзілу пайызын арттырады. Триптофанның каллус дақылдарының инициациясына және эмбриоидогенезді қолдауға оң әсері триптофанның ИСҚ прекурсоры болуымен және оның ортаға экзогендік енуі осы гормонның синтезін күшейтетіндігімен байланысты. Кейбір өсімдік түрлері үшін микроэлементтер эмбриоидогенезге әсер ететін факторлар болып табылады. Мысалы, мыс иондары арпа каллысында өсімдіктердің регенерациялану жиілігін арттырды [31].
Сахароза қоректік ортада ең көп қолданылатын көмірсулар энергиясының көзі болып табылады. Әдетте, органогенезді индукциялау үшін қолданылатын сахарозаның концентрациясы 2-3% құрайды. Бидайда, жүгеріде және басқа да дақылдарда эмбриоидтардың оңтайлы дамуы үшін сахарозаның жоғары деңгейі, 6-12% қажет, бұл тұқым тіндерінің ішіндегі эмбриондардың даму шарттарын модельдеумен байланысты болуы мүмкін. Кейбір жағдайларда көмірсулардың көзі морфогенездің жүруіне ерекше әсер етуі мүмкін. Осылайша, қалпына келтіру қабілеті төмен жоңышқа генотиптерінің культурасындағы эмбриоидтардың өнімділігіне мальтозаның, мальториоздың және еритін крахмалдың ынталандырушы әсері көрсетілді. Спаржа жасушасының қоректік ортасына мальтозаның қосылуы эмбриоидогенезді ынталандырды. Сонымен қатар, мальтозасы бар ортада соматикалық эмбриондар сахароза бар ортада өсірумен салыстырғанда өну жылдамдығы жоғары болды.
Қосымша ретінде қоректік ортада витаминдер бар. Мысалы, тиамин өсімдіктердің өсуіне қажет, Е витамині жасушалардың агрегациясын реттейді, Д витамині тамыр түзілуін арттырады және т.б. Қоректік ортаның маңызды параметрлері рН, осмостық және оның физикалық күйі болып табылады. Ортаның осмостылығының жоғарылауы кейбір жағдайларда трансплантацияланған дақылдардың регенеративті потенциалының ұзақ уақыт сақталуына ықпал етеді.
Физикалық факторлардың әсері. Температура, ылғалдылық, жарық қарқындылығы мен сапасы, қоршаған ортаның физикалық жағдайы, тіпті өсірілетін ыдыстың түрі сияқты көптеген физикалық факторлар in vitro морфогенезіне әсер етеді. Жарық қарқындылығы кейбір жағдайларда ұйымдасқан дамудың детерминанты болуы мүмкін. Мысалы, Asparagus officinalis каллус дақылдары шамамен 1000 люкс жарық қарқындылығында бүршік пен тамыр түзудің максимумына ие [32].
Жарық қарқындылығының төмендеуі мүшелердің түзілуін төмендетеді, ал жоғарылау органогенезді басады және хлорозды тудырады. Эмбриоидогенездің бастапқы кезеңдері, әдетте, қараңғыда өтеді, өйткені жарықтандыру эмбриоидтардың ерте өнуін тудырады. Жарықтың спектрлік құрамы органогенездің жүруіне айтарлықтай әсер етеді, ал әртүрлі толқын ұзындығы органогенездің белгілі бір кезеңдерінде белсендірек болуы мүмкін. Спектрдің көгілдір бөлігімен жарықтандыру темекі каллусында өскіндердің пайда болуына ықпал етеді, ал топинамбурда тамырлардың инициациясы қызыл жарықта қарқынды жүреді. Түрлер in vitro жағдайында олардың өсуі мен морфогенезіне қажетті оңтайлы температуралар тұрғысынан ерекшеленеді. Органогендік құрылымдар мен эмбриоидтардың дамуын ынталандыратын салқын алдын ала өңдеулер туралы деректер ерекше қызықтырады.
Төмен температуралық стресс антерлік дақылда андрогенезді күшейтетіні, ал Heloniopsis orientalis сабағының және жапырақ экспланттарын 15-180С температурада алдын ала өсіру оңтайлы температурада одан әрі өсіру кезінде тамырлар мен бүршіктердің түзілуін күшейтетіні көрсетілген. Кейбір жағдайларда стресс факторлары морфогенезді ынталандыратыны көрсетілген. Бидай каллусын өсіру кезінде қоректік ортаға 0,5% NaCl қосу өсімдіктердің морфогенезін және регенерациясын арттырады. Морфогенез процесін стресс факторларының көмегімен ынталандыруды апаттардың математикалық теориясын пайдалана отырып түсіндіруге болады. Стресс жағдайында жасушалар осы дифференциация бағдарламасының реакциясының нормасынан асып түседі және өсімдік жасушаларында бар бағдарламалардың біріне ауыса алады, соның ішінде. морфогенез бағдарламасы үшін [33].
Эмбриоидогенез және органогенез процестері үшін өсіру әдісінің маңызы аз емес. Бидай тамырының экспланттарын сұйық ортада өсіру вегетативтік бүршіктердің пайда болуына ықпал ететіні, ал агар ортада өсіру гүл бүршіктерінің пайда болуына ықпал ететіні көрсетілген. Қарақұмық каллысында эмбриоидогенезді индукциялау үшін агар ортасын қолдану тиімсіз әдіс болып шықты: морфологиялық қалыпты өскіндердің өнімі үлкен болмады. Эмбриоидтарды сұйық ортада өсіру эмбриондық культураның дамуын салыстырмалы түрде синхрондау және көшеттер алуға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, агар ортасын қолданумен салыстырғанда көшеттердің өнімділігі 8-10 есеге артатындығы дәлелденген [35].
Даму биологиясының ең күрделі іргелі мәселесі морфогенез болып қала береді. Бұл құбылысты зерттеу кезінде жүйелік көзқарасқа көп көңіл бөлінеді, бұл организмдердің қызметін толығырақ яғни, оның элементтерінің қарапайым қосындысы ретінде түсінуге мүмкіндік береді [36]. Жүйелі тәсілді қолдану табиғи жағдайларда in vivo да , in situ және in vitro тәжірибелік жағдайларда да морфогенез жолдарының әмбебаптығын анықтады [37].
Морфогенез жолдарының әмбебаптығы өсімдіктердегі морфогенетикалық процестердің заңдылықтары мен ерекшеліктерін зерттеу үшін бүкіл организмнен гөрі қолайлы модельді таңдауға мүмкіндік береді. Зерттеудің осы саласындағы перспективалы модельдік жүйелер in vitro каллус дақылдары . Жапырақтың мезофилді сегменттерінен каллус алуға және in vitro морфогенездің жолы ретінде каллусогенезді зерттеуге арналған алғашқы еңбектер 19 ғасырдың аяғы мен 20 ғасырдың басында пайда болды [38]. Дегенмен, каллус ұғымының бір мәнді анықтамасы әлі ұсынылмаған ([39] сәйкес).
Көптеген тәжірибелік деректер каллус түзілу индукциясы көбінесе қоректік ортаға егу кезіндегі экспланттың физиологиялық жағдайымен, сондай-ақ өсіру жағдайларымен анықталады, олардың ең маңыздысы фитогормондардың оңтайлы концентрациясы болып табылады. Фитогормондардың оңтайлы концентрациясы экспланттарда каллузогенезден басқа, in vitro морфогенез жолдарының индукциясын анықтайтын ең маңызды фактор ретінде қарастырылатынын атап өтеміз [40].
Астық тұқымдастар экспланттардың, негізінен эмбриондарының in vitro дақылында каллус түзілу индукциясы әсерін зерттеу бойынша жеткілікті тәжірибелік материалдар жинақталған . Индукциялық ортада in vitro өсіру кезінде экспланттың бастапқы маманданған немесе меристематикалық жасушаларының дифференциациялануы олардың каллус жасушаларына айналуымен жүретіні анықталды. Бұл процесс бастапқы жасушалардың құрылымдық қайта орналасуымен және оларда соңғы жасуша пролиферациясымен бірізді бөліну қабілетінің индукциясымен байланысты. Жалпы, каллус жасушаларын қайта бағдарламалау мәселесі дедіфференциялану және in vitro жағдайында каллус түзілу кезіндегі геномның өзгергіштігінің жалпы мәселесі контекстінде шешіледі [41].
In vitro морфогенездің әртүрлі жолдары анықталды : эмбриоидогенез (эмбриоидты - ұрық тәрізді құрылымның түзілуі), гемогенез түрлері бойынша органогенез (бүйрек түзілу), ризогенез (тамыр түзілуі), геморгизогенез (түзілу). бүршіктердің де, тамырлардың да), сонымен қатар гистогенез (әртүрлі ұлпалардың түзілуі. In vitro органогенез жағдайында геморризогенез өсімдіктердің түзілуіне, кейбір жағдайларда сол каллуста ризогенездің фитогормональды индукциясынан кейін геммогенезге әкелетіні анықталды, ал ризогенез морфогенездің тұйық шегі болып табылады.
Жасушалардың эмбриогенезі процесінде фитогормонтардың маңызың табуға әрекет жасаған зерттеушілердің бірі 1957 жылы Ф.Скуг пен К.Миллер [42], темекі сабағының өзек паренхимасынан алынған каллустың морфогенезіне экзогендік фитогормондардың әсерін зерттей келе, тіндер мен мүшелердің морфогенетикалық реакциялары ауксин мен цитокинин концентрациясының қатынасы бойынша реттелетін тұжырымдаманы ұсынды.
Дегенмен, классикалыққа айналған Скуг - Миллер концепциясын бірқатар авторлар ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Молдагалиев А.Е.
Жаздық жұмсақ бидай будандарының эмбриогендік қабілеті
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
5В070100 - Биотехнология мамандығы
Нұр-Сұлтан 2022
С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті
Қорғауға жіберілді
Кафедра меңгерушісі
_______________ А.Б. Бегенова
____ _____________ 2022 ж.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Жаздық жұмсақ бидай будандарының эмбриогендік қабілеті
5В070100 - Биотехнология мамандығы бойынша
Орындаған А.Е. Молдагалиев
Ғылыми жетекшісі
б.ғ.д., доцент С.С. Беккужина
Нұр-Сұлтан 2022
С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті АҚ
Факультет: Ветеринария және мал шаруашылығы технологиясы
Кафедра: Микробиология және биотехнологиясы
Мамандығы: 5В070100 - Биотехнология
Бекітемін
Кафедра меңгерушісі
___________ А.Б. Бегенова
____ ____________ 2022 ж.
(күні, айы, жылы)
тапсырма
дипломдық жұмысты (жобаны) орындау бойынша
студентке ____________Молдагалиев Алмас ___________________________
(тегі, аты, әкесінің аты)
Жобаның (жұмыстың) тақырыбы __ Жаздық жұмсақ бидай будандарының эмбриогендік қабілеті _________________________________
______________20___ж. № _____ бұйрықпен бекітілді
Студент бітірген жобаның тапсыру мерзімі ____________________________
Жобаға бастапқы деректер ___________________________________ _____
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
Есептік - түсіндірме жазбаның мазмұны (əзірленетін мəселелер тізбесі)
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
Графикалық материалдың тізімі (міндетті сызбаларды дəл көрсете отырып) ___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
Ұсынылған негізгі әдебиеттер ___________________________________ _____
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
Жоба бойынша консультанттар (жобаның тиісті бөлімдерін көрсете отырып)
Бөлім
Кеңесші
Бақылау
мерзімі
Қолы
Тапсырманың берілген күні ___________________________________ _______
Жоба жетекшісі ___________________________________ _____________
(Қолы, аты-жөні, лауазымы)
Тапсырманы студент орындауға қабылдады _____________________________ (студенттің қолы аты-жөні )
Мазмұны
Нормативтік сілтемелер
6
Анықтамалар
7
Белгілер мен қысқартылған сөздер
8
Кіріспе
9
1
Негізгі бөлім
10
1.1
Бидай - ең маңызды ауыл шаруашылығы дақылы
10
1.2
Жаздық жұмсақ бидайлардың ботаникалық сипаттамасы мен биологиялық ерекшеліктері
11
1.3
Жаздық жұмсақ бидайлардың будандарын қалыптастыру әдістері
13
1.4
Жаздық жұмсақ бидайдың будандарының эмбриогендік кабілетіне асер ету факторлары
16
1.5
Зерттеуге пайдаланылған материалдар мен әдістер
22
1.5.1
Ауылшаруашылық биотехнология ғылыми-зерттеу платформасына (АБҒЗП) сипаттама
22
1.5.2
Зерттеу нысаны болып табылатын Triticum aestivum будандарына сипаттама
23
1.5.3
Triticum aestivum экспланттарын стерилизациялаушы агентті таңдау
25
1.5.4
Жаздық жұмсақ бидай будандарының эмбриогендік қабілеті белсенді болатын қоректік ортаны даярлау
27
1.6
Зерттеу нәтижелері
29
1.6.1
Жұмсақ жаздық бидайдың эмбриогенді қасиетін белсенді көрсететін стерилиздеуші агентін анықтау
29
1.6.2
Жұмсақ жаздық бидайдың эмбриогенді қасиетін белсенді көрсететін қоректік орта компоненттерінің концентрациясын анықтау
31
2
Экономикалық тиімділігі
36
3
Қоршаған ортаны қорғау
37
4
Еңбек қорғау
39
Қорытынды
41
Ұсыныстар
42
Пайдаланған әдебиеттер тізімі
44
A қосымшасы
Нормативтік сілтемелер
Бұл дипломдық жұмыста келесі стандарттарға сілтемелер жасалды:
МЕМСТ 12038-84. Ауыл шаруашылығы дақылдарының тұқымдары.
МЕМСТ 10842-89. 1000 дәннің массасын анықтауға арналған стандарт.
МЕМСТ 26312.1-84. Жарма. Қабылдау ережелері мен сынамаларды іріктеу әдістері.
МЕМСТ 7.1-2003. Библиографиялық жазба. Библиографиялық сипаттама.
Жалпы құрастыру талаптары мен ережелері.
МЕМСТ 7.32-2001 Ғылыми-зерттеу жұмысының есебі. Құрылымы және рәсімдеу тәртібі.
МЕМСТ 12042 - 80 Ауыл шаруашылығы дақылдарының тұқымдары. 1000
дән массасын анықтау әдістері.
Анықтамалар
Бұл дипломдық жұмыста келесі терминдерге сәйкес анықтамалар қолданылды:
Бидай
дәнді-дақылдар тобына жататын, негізгі азық-түліктік дақыл.
Гормон
(фитогормон)
аз мөлшерде түзілетін және белгілі бір өсу немесе пішіндеу әсерін тудыратын физиологиялық белсенді қосылыс.
Дақылдық сұйықтық
бұл продуцент штаммының жасушаларынан, тұтынылмаған қоректік компоненттердің ерітіндісінен және ортада жинақталған биосинтез өнімдерінен тұратын күрделі қоспа.
Жұмсақ бидай
Poaceae астық тұқымдасы, Triticum туыстасына жататын мәдени өсімдік түрі (T. Aestivum L.).
Зиготикалық эмбриогенез
аталық және аналық жыныс жасушаларының қосылуынан пайда болған эмбрионның даму
Индукция
жасушадағы, ұлпалардағы және организмдегі индуктор - осы процестерді ынталандыратын заттың әсерінен болатын процестер.
Каллузогенез
in vitro
бұл in vitro дақылында эксплант жасушаларынан каллус түзілу процесі.
Каллус
бастапқыда in vitro дақылында морфогенездің әртүрлі жолдары арқылы жүзеге асырылатын морфогенетикалық потенциалы бар меристемалық, содан кейін сараланған жасушалар топтарынан тұратын гетерогенді ұлпа.
Меристема
белсенді бөлінетін дифференциацияланбаған жасушалары бар тәрбиелік ұлпа, олардан барлық тұрақты өсімдік ұлпалары түзіледі.
Сорт
тұқым қуалау арқылы берілген белгілі бір морфологиялық, биологиялық және шаруашылықтық құнды белгілері мен қасиеттері бар, селекция жолымен алынған мәдени өсімдіктердің жиынтығы.
Эксплант
өсімдіктен бөлінген мүше немесе мүшенің (тіннің) фрагментінен in vitro жағдайында өздігінен өсірілетін немесе біріншілік каллус алу үшін.
Эмбриоид
in vitro дақылында жыныссыз жолмен түзілген организмнің рудименті.
Белгілер мен қысқартулар
Бұл дипломдық жұмыста келесі белгілер мен қысқартулар қолданылды:
%
- процент
АБК
- абсциз қышқылы
г
НСҚ
2,4- Д
- грамм
- нафтил
- дихлорфеноксисірке қышқылы
кг
- килограмм
ҚР
- Қазақстан Республикасы
мм
- миллиметр
см
- сантиметр
n
- саны
Кіріспе
In vitro өсірілетін тіндерді ғылыми зерттеулерде және практикалық жұмыстарда белсенді қолданылады. Жасуша дақылдары генетикалық әртүрлілікті, жасуша селекциясын арттыру үшін қолданылады. Көптеген гендік инженерия технологиялары in vitro тіндерді өсіру қадамын қамтиды. Селекцияда жасуша дақылдарын кеңінен қолданудың негізгі кедергісі көптеген линиялар мен сорттардың эмбриогендік қабілетінің төмендігі болып табылады.
Ең аса маңызды дәнді дақылдың бірі - бидай жасанды жағдайда өсіруге оңай нысан емес. Каллус жетілмеген гүл шоғырларынан, тозаңдылардан, ал кейбір жағдайларда жас жапырақтардан индукциялануы мүмкін, бірақ тек эмбриондар мәдени тіндердің сенімді көзі болып табылады.
Эмбриогендік (өсімдік регенерациясына қабілетті) каллус ұлпаларының үлесі генотипке және өсіру жағдайына байланысты 0-ден 100%-ға дейін өзгереді, бірақ тауарлық сорттарда ол сирек жоғары болады [1].
Жаздық жұмсақ бидай (Triticum aestivum) жаздық, күздік, екі сапты және бірқатар өтпелі формалармен ұсынылған. Биіктігі 0,3-1,2 м болатын бір жылдық тік дәнді өсімдік. Өсімдіктің тіршілігінде маңызды рөл атқаратын 3 - 6 ұрық тамыры өніп шығатын тұқымдарымен көбейеді. Жер асты түйіннен 4 - 5 жапырақ пайда болғанда екінші реттік тамыр жүйесі (түйін тамырлар) қалыптаса бастайды. Ол талшықты, тар, кейде жеке тамырлар 1 м немесе одан да көп тереңдікке енеді. Бүйірлік өскіндер тораптық түйіннен түйіндік тамырларға қарағанда біршама ертерек - 3-ші жапырақтың пайда болуы кезінде пайда болады. Жаздық жұмсақ бидай Қазақстан Республикасының солтүстік облыстарында жетекші дәнді дақыл болып табылады, оның егіс көлемі соңғы мәліметтер бойынша 13,5 млн га құрайды. Мәдени сорттар әлемдік стандарттардан кем түспейтін жоғары астық сапасымен ерекшеленеді. [2].
Дипломдық жұмыстың мақсаты: Қазақстан Республикасында басты дақылдың бірі болып табылатын жаздық жұмсақ бидай будандарының эмбриогендік қасиеттерін зерттей отырып, олардың биотехнологиялық потенциалын анықтау.
Дипломдық жұмыстың мақсатын орында үшін қойылған міндеттер:
Triticum aestivum будандарының экспланттарын зарарсыздандырушы оңтайлы агентті анықтау;
Жаздық жұмсақ бидай сорттарының тиімді будан сорттарын таңдау;
Triticum aestivum будандарының эмбриогендік қасиеттерін белсенді көрсететін қоректік ортаны анықау;
Тәжірибелік жұмыс Ауылшаруашылық биотехнология ғылыми зерттеу платформасында (АБҒЗП) жүргізіліп, зерттеу объектісі ретінде жаздық жұмсақ бидайдың Акмолинка 2, жақсартылған Шортандинская 95, Астана будандары алынды.
1 Негізгі бөлім
1.1 Бидай - ең маңызды ауыл шаруашылығы дақылы
Тек қосжарнақты және даражарнақты өсімдіктер эволюциясы негізінде П.М. Жуковский, адамзат пен оның мәдениетінің дамуы орын алуы мүмкін деген болжам жасаған. Қазіргі уақытта бүкіл жер бетінің оннан бір бөлігін мәдени өсімдіктер, ал оның ішінде дәнді дақылдар алып жатыр. Гүлді өсімдіктердің барлық тұқымдастары арасында дәнді дақылдар ерекше орын алады, бұл олардың жоғары экономикалық құндылығымен ғана емес, сонымен қатар шөптесін өсімдіктер топтары - шалғындар, далалар, прерилер, пампалар және саванналар құрамындағы маңызды рөлімен анықталады [3].
Азық-түлік көзі ретінде пайдалануға болатын 3000-ға жуық өсімдік түрлерінің тек 20-30-ға жуығы ғана бүкіл адамзат үшін негізгі азық-түлік дақылдары ретінде қызмет етеді, олардың ішінде негізгі дақылдар бидай, күріш және жүгері болып табылады. Қазіргі уақытта мәдени өсімдіктер адамдар пайдаланатын мүшелер мен олардың бөліктерінің ерекше алуан түрлілігімен ерекшеленеді. Бұл өзгерістер ұжымдық түрде доместикация синдромы деп аталды [4].
Бидай Monocotyledoneae класына, Poales отрядына, астық тұқымдасына Poaceae, Triticum тұқымдасына жатады. Бидай түрлерінің саны 20 - 27-ге жетеді, олардың басым көпшілігі тек өсіруде ғана белгілі. Бидайдың шығу тегінің жалпы қабылданған схемасының болмауы Triticum тұқымдасының жеке топтарының (бөлімдерінің) ата-бабаларын ғана емес, сонымен қатар бүкіл тұқымды дәл анықтауды қиындатады.
Бидай өзінің бірқатар ерекшеліктеріне байланысты ақырында негізгі мәдени дақылға айналды және Антарктидадан басқа барлық континенттерді алып жатты. Тек тропиктік белдеу бидайдың үздіксіз аймағын екі жарты шардың қалыпты климаттық аймақтарымен шектеп, екі бөлікке бөледі. Жұмсақ бидайдың басқа түрлерінен басым болуы оның экологиялық икемділігімен - төмен және жоғары температураға, ылғалдың артық және жетіспеуіне, әртүрлі аурулар мен зиянкестерге төзімділігіне байланысты. Қазіргі уақытта ол климат пен топырақ оған кедергі келтірмейтін жерде өсіріледі және жер шары тұрғындарының шамамен үштен бірі үшін негізгі азық-түлік дақылдарының бірі болып табылады [5].
Жаздық жұмсақ бидай (Triticum aestivum) жаздық, күздік, екі сапты және бірқатар өтпелі формалармен ұсынылған. Биіктігі 0,3-1,2 м болатын бір жылдық тік дәнді өсімдік. Өсімдіктің тіршілігінде маңызды рөл атқаратын 3 - 6 ұрық тамыры өніп шығатын тұқымдарымен көбейеді. Жер асты түйіннен 4 - 5 жапырақ пайда болғанда екінші реттік тамыр жүйесі (түйін тамырлар) қалыптаса бастайды. Ол талшықты, тар, кейде жеке тамырлар 1 м немесе одан да көп тереңдікке енеді. Бүйірлік өскіндер тораптық түйіннен түйіндік тамырларға қарағанда біршама ертерек - 3-ші жапырақтың пайда болуы кезінде пайда болады. Көгалдандыру процесінде барлығы 1-ден 6-ға дейін өркен қалыптасады. Өсінді (сабағы) түйіндер арқылы түйін аралықтарына (4 - 7) бөлінген, ұзындығы сабақты жоғары қарай үлкейтетін қуыс сабан. Төменнен буын аралықтары жапырақ қабықтарымен тығыз жабылған, олар жоғарыдан бөлініп, ені 1-2 см, ұзындығы 20-дан 37 см-ге дейін еркін шығып тұратын тегіс, сызықты жапырақ тақталарына өтеді. Сабақтану процесінде гүлшоғыры (масақ) сабақ бойымен көтеріліп, үстіңгі жапырақтың қабығынан шығады.
Бидай - өсімдік, жел арқылы тозаңданады, бірақ өздігінен тозаңдану басым. Гүлденудің басталуымен сабақтың өсуі тоқтайды. Ұрықтанғаннан кейін ұрықтың қалыптасуы, толтырылуы және жетілуі (пісу кезеңі) басталады. 1000 дәннің массасы 30 - 50 г [6].
Бидай - жылу, жарық және топырақ жағдайында өсіруге болатын аз ғана дақылдардың бірі. Қоңыржай белдеуде ыстық далалық аймақтардан солтүстіктің суық аймақтарына дейін өсіріледі. Мұнда күздік дақылдардың ерте пісетін суыққа төзімді сорттары (қоңыржай аймақтың барлық аудандарының шамамен 34 бөлігі) және жаздық бидай басым. Оларға 12 - 14 ° C температурада тұқымдарды өніп, көшеттерді дамыту жеткілікті, ал көшеттер қысқа мерзімді аязға төтеп береді. Егістік кезінде жаздық бидай да жылуға талапсыз. Генеративті фазалардың өтуі үшін (сабақтану, масақтану, гүлдену, пісу) бидай орташа тәуліктік температураны 18-ден 28 ° C-қа дейін тұрақты арттыруды талап етеді [7].
Бидай әртүрлі топырақтарда өсе алады, бірақ ең жақсы топырақ бейтарап, құнарлы, тыныс алатын және жақсы суды ұстай алады. Жаздық бидай, күздік бидайға қарағанда ерте пісетіндіктен, топырақтағы қоректік заттарды қажет етеді. Олардың қажеттілігі өсімдіктердің жасына байланысты. Мысалы, азот сабақтың интенсивті өсуінен тұқым толтыра бастағанға дейінгі кезеңде, фосфор - өркеннің қалыптасуы кезінде, калий - бүршіктен толтырылғанға дейін қажет. Бидайдың әрбір түрі сорттарға бөлінеді. Түрлердің сорттарға бөлінуі масақ пен дәннің морфологиялық тұрақты белгілеріне ғана негізделген. Бұл жіктеу біржақты: ол формалардың биологиялық табиғаты туралы түсінік бермейді, оларды экология және географиямен байланыстырмайды.
Әрбір сорт бір-бірінен морфологиялық белгілері бойынша (әрдайым емес), бірақ негізінен биологиялық және өндірістік белгілері бойынша ерекшеленетін бірқатар сорттарды қамтиды. Жұмсақ бидай сорттарының көпшілігі эритросперма, ферругин, лютесцен, милтурум сорттарына жатады [8].
1.2 Жаздық жұмсақ бидайлардың ботаникалық сипаттамасы мен биологиялық ерекшеліктері
Жаздық бидай астық тұқымдасына (Graminaea Jass) жатады. Бұрынғы Кеңес Одағының аумағында жаздық бидайдың алуан түрлерінің арасында екі түрі кең таралған: жұмсақ бидай (T.aestivum L.) және қатты бидай (T. durum). Бидайдың бұл түрлерінің ішінде негізгі алқаптарды лютесцен, эритросперма және альбидум сорттарымен ұсынылған жаздық жұмсақ бидай алып жатыр [9].
Солтүстік Қазақстан жағдайында негізінен жұмсақ жаздық бидай өсіріледі. Жұмсақ бидай сорттары жоғары ақуыздық, жоғары технологиялық және нан пісіру өнімділігі арқасында күшті бидай жақсартқыштары ретінде сыртқы нарықта бәсекеге қабілетті бірнеше сорттардың бірі болып табылады. Еліміздің негізгі азық-түлік дақылы ретінде ол адамның тағамдық балансының құнды құрамдас бөлігі болып табылады, оның құрамында белок 8-ден 20% дейін, талшық 2% жуық, май 1,4-1,7% құрайды [10].
Нағыз T. аestivum subsp. spelta посткеңестік кеңістік үшін өте сирек кездесетін кіші түр болып табылады. Бұл гексаплоидты бидайдың бірегейлігі даусыз, оның құрамында белгілі бір ақуыз компоненттері бар, ол аллергияға қарсы бағалы дақыл болып табылады. Полба-cпельта Швейцарияда үлкен аумақтарда өсіріледі және оның қарапайымдылығымен ерекшеленеді, биік таулы жерлерде де егін түзу мүмкіндігі бар. Швейцария мен Германия сияқты елдерде спельта иммунитетті көтеретін органикалық өнім ретінде өсіреді, одан нан мен макарон жасайды.
Алынған өнімдер бірінші кезекте балалар мен денсаулық сақтау мекемелеріне бағытталған. Оның ботқа мәдениеті ретіндегі рөлі баға жетпес. Селекционерлер тобы С.К. Темірбекова, П.Кунц, Л.М. Медведева Ресейде қысқы спельтаның Алкоран сортын өсірді. Бұл сорт жоғары өнімді, ұнтақты көгеруге төзімді, сынғыш масағы жоқ, жоғары нығайтылған, аллергенге қарсы қасиеті жоғары болып табылады. Оны нан, кондитерлік, макарон өнімдерін өндіруде және тері және сүйек ауруларына, бауыр ауруларына және сколиозға қарсы медицинада қолдануға болады [11].
Кептірілген дәннің тағамдық қасиеті бар, сондықтан мұндай бидайдан алынған жарма мен нан қант диабетімен және жүрек-қан тамырлары ауруларымен ауыратын адамдар үшін құнды [12].
Қарапайым бидай соматикалық жасушаларында 42 хромосома бар гексаплоидты бидайлар тобына жатады. Тамыр жүйесі талшықты, 1,5 метр немесе одан да көп тереңдікке енеді, жоғары өнім алуда үлкен рөл атқаратын бастапқы ұрық тамырлары мен түйіндік тамырлардан тұрады. Жаздық жұмсақ бидайдың ұрық тамырлары өсімдіктің бүкіл вегетациялық кезеңінде қоректенуін қамтамасыз ете алады. Сабағы сабан (0,5-2 м), іші қуыс, 5-8 түйін аралық болуы мүмкін. Бидай жапырақтары қарапайым, сызықты, жапырақ қабығы мен жапырақ тақтасымен бейнеленген. Жапырақ қабығы сабақты жиі кірпікшелермен қамтамасыз етілген құлақтардың көмегімен жабады. Жапырақ қабықшасының жапырақ тақтасына түйіскен жерінде орналасқан түссіз қабықша - лигула да бар. Бидайдың кейбір түрлерінде масақ және лигула байқалмайды [13].
Бидай - масақ гүлшоғыры. Масақ таяқшасының жиектерінде сегменттер бар, олардың әрқайсысында екі қабыршақтан тұратын бір көп гүлді масақ бар. Жұмсақ бидайдың жемісі - кариопсис, айқын шоқтығымен сипатталады. Кариопсис эндоспермнен, эмбрионнан тұрады және қабықпен жабылған [14].
Температураға қойылатын талап. Жаздық жұмсақ бидай суыққа жеткілікті төзімді дақыл, ең төменгі өну температурасы 1-2[0]С. Дамудың бастапқы кезеңінде, үшінші жапырақты қопсыту кезеңінде, мәдениет -10°C дейін қысқа мерзімді аязға шыдай алады. Бұл факт осы кезеңдегі өсу нүктесінің жер астында орналасуымен байланысты, ал өңдеу түйіні осы уақытқа дейін айтарлықтай үлкен және күшті болады [15].
Бірақ генеративті дамуға өту кезінде гүлдену кезеңінен бастап өсімдіктер төменгі температураға өте сезімтал болады. Бұл даму кезеңінде -1-2°С аяз мәдениетке зиян тигізуі мүмкін. Егіс-түсіру кезеңінде басым болған температура режимі ылғалдылықпен бірге көшеттердің шығуын анықтаушы фактор болып табылады және қолайлы жағдайда 7 күннен 14-16°С, топырақ температурасы болса 20 күнге дейін және одан да көп болуы мүмкін. 5-8 см тереңдікте 6°С [16,17].
1.3 Жаздық жұмсақ бидайлардың будандарын қалыптастыру әдістері
Іріктеу генетикалық ресурстарға негізделген. Дегенмен, дәстүрлі өсіру әдістері будандастыру үшін алыс генотиптерді пайдалануға мүмкіндік бермейді. Сонымен қатар жабайы өсімдік түрлері бағалы ауылшаруашылық белгілерінің доноры екені белгілі, бірақ ата-анасының физиологиялық және генетикалық сәйкес келмеуіне байланысты сорттарды жабайы туыстармен алыс будандастыру жолында қиындықтар туындайды. Эмбриондарды өсіру және соматикалық будандастыру әдістері ата-аналық формалардың үйлесімсіздігін жеңуге мүмкіндік береді. Үйлесімсіздік - бір қалыпты жұмыс істейтін жүйеге биологиялық құрылымдардың бірігуіне кедергі жасайтын механизмдердің әрекетінің нәтижесі. Гибридизацияға табиғи кедергілер ұрықтануға дейін немесе одан кейін пайда болуы мүмкін. Сәйкесінше, прогамдық және постгамдық сәйкессіздіктер бар. Прогамның үйлесімсіздігі аталық гаметофит пен пистилдің қиылысу кезінде әрекеттесуі кезінде көрінеді, постгамдық үйлесімсіздік эмбрионның, эндоспермнің, тұқымның, ұрықтың қалыптасуының бұзылуымен байланысты. Бұл құбылысты эмбрион-эндосперм жүйесіндегі қалыпты генетикалық тепе-теңдіктен ауытқу нәтижесі ретінде немесе гибридті эмбрион мен гибридті эносперм арасындағы сәйкессіздік ретінде сипаттауға болады. Кейбір түраралық айқастардың комбинацияларындағы эмбриондардың аз ғана бөлігі тұқым себілген кезде жетілген күйге жетіп, көшет беруге қабілетті [18].
Эмбрионды өсіру әдісі - тұқымның ұлпаларынан бөлініп алынған жетілмеген эмбриондарды жасанды қоректік ортада өсіру. Мұны алғаш рет Ганнинг, Кохлеария мен Рафанус тұқымдарынан бөлініп алынған жетілген эмбриондарды өсіруде көрсетті. Содан бері эмбрион мәдениеті дамып келе жатқан эмбриондардың дифференциациялану және морфогенез жолдарын зерттеудің үлгісі ретінде, сонымен қатар алыстан будандастыру кезінде үйлесімсіздікті жеңудің, тұқымдардың тыныштық кезеңін жоюдың және вегетациялық кезеңді қысқартудың қолданбалы әдісі ретінде пайдаланылды. Эмбриокультураны екі үлкен бөлімшеге бөлуге болады: салыстырмалы түрде жетілген дифференциацияланған эмбриондар мәдениеті және дамудың ерте кезеңдеріндегі жетілмеген эмбриондар мәдениеті (әдетте, бұл глобулярлы және жүрек тәрізді кезеңдері) немесе проэмбриондар. Мұндай бөлу эмбриондарды тамақтандырудың әртүрлі әдістеріне негізделген, өйткені жетілген эмбриондар тамақтанудың автотрофты түрімен сипатталады, ал дифференциацияланбаған эмбриондар гетеротрофты, эмбрион ана тіндерінен келетін қоректік заттарға толығымен тәуелді болған кезде. Осының негізінде эмбриондарды өсіруге арналған орталарды таңдау эмбрионның өзінің де, әр кезеңде өзіне тән ерекшеліктері бар қоршаған тіндердің де даму кезеңдерін ескере отырып жүргізілуі керек [19].
Сондықтан проэмбриондарды өсіру үшін келесі әдістерді қолдану арқылы қол жеткізуге болатын ерекше жағдайлар қажет:
1. Өсіру ортасына кокос сүті, қызанақ шырыны, люпин жапырағы диффузаттары, эмбрион қапшығы жасушаларының шырыны, тамыр сығындысы сияқты табиғи өсімдік сығындыларын қосу.
2. Протеин препараттарын енгізу, мысалы, казеин гидролизаты және ашытқы сығындысы. Аморфты сұйық эндоспермге тән ортаның осмостылығын арттыру.
3. Гормондардың енгізілуі.
4. Сұйық немесе аз агар ортасын қолдану[20].
Кейбір жағдайларда аналық фактордың жетіспеушілігін эндоспермдік тінінің мәдениетін немесе тіпті каллус тінін қолдану арқылы ауыстыруға болады. Эмбрионның дифференциациясы эмбрион-орта жүйесінде жүретіндіктен, эмбрионның аналық өсімдіктің ұлпаларымен байланысын, олардың дербестік (автономия) қалыптасу механизмдерін зерттеудің маңызы аз емес.
Автономия - эмбриогенездің ең маңызды кезеңі, осыдан бастап эмбрион салыстырмалы түрде дербес даму жолына көшеді. Эмбрион автономиясы түсінігі оның қоршаған тіндерден тәуелсіздігін көрсететін және аналық организмнен тыс қалыпты эмбриогенезді аяқтап, қалыпты өсімдікке айналу қабілетінде көрінетін ерекше құрылымдық және функционалдық жағдай ретінде түсініледі. Толық автономияны бөлу, онда эмбрион өскіндер ана денесінің тіндеріне (ол өну және өскіннің қалыптасуы аяқталғаннан кейін қол жеткізіледі) және аналық организмнің салыстырмалы спецификалық факторларына - гормондарға және басқа физиологиялық белсенді қосылыстарға, көмірсуларға, т.б. тәуелді емес
Әртүрлі түрлердегі эмбрион мәдениетіндегі өсімдіктердің дамуы эмбрион экзогендік гормондардан тәуелсіз болған кезеңнен басталады. Осы уақытқа дейін оның құрамында басқа заттармен бірге эмбрионның әрі қарай қалыпты дифференциациясын және оның өнуін қамтамасыз ететін эндогендік өсу реттегіштерінің белгілі бір деңгейі болады. көмірсулар және т.б. Әртүрлі түрлердегі эмбрион мәдениетіндегі өсімдіктердің дамуы эмбрион экзогендік гормондардан тәуелсіз болған кезеңнен басталады, яғни. Осы уақытқа дейін оның құрамында басқа заттармен бірге эмбрионның әрі қарай қалыпты дифференциациясын және оның өнуін қамтамасыз ететін эндогендік өсу реттегіштерінің белгілі бір деңгейі болады. көмірсулар және т.б. Әртүрлі түрлердегі эмбрион мәдениетіндегі өсімдіктердің дамуы эмбрион экзогендік гормондардан тәуелсіз болған кезеңнен басталады, яғни. Осы уақытқа дейін оның құрамында басқа заттармен бірге эмбрионның әрі қарай қалыпты дифференциациясын және оның өнуін қамтамасыз ететін эндогендік өсу реттегіштерінің белгілі бір деңгейі болады [21].
Типтік қосжарнақты эмбрион соңғы сатысында автотрофты болады және айтарлықтай тәуелсіз болады, дәннің жарнағы дамуы басталып, кейіннен ішкі дифференциацияға қол жеткізіледі. Автономия кезеңін in vitro культура әдісімен - эмбрионның қалыпты эмбриогенезді аяқтау және гормондарсыз минералды-сахарозалық ортада қалыпты өсімдік беру қабілетімен анықтауға болады. Бұл тәсілді қателіксіз деп санауға болмайды, өйткені эмбриондардың дамуы азоттың болуы мен көлемі, сондай-ақ қоршаған ортаның жалпы тұздык құрамы сияқты қоршаған орта параметрлеріне байланысты өзгеруі мумкін. Оқшауланған эмбрионның эмбриогенезді аяқтай алуы кез келген түрге тән емес, яғни спецификалық қасиет болып табылады.
Әдетте, постгамдық үйлесімсіздікпен гибридті эмбриондар эмбрион қапшығында өледі, сондықтан табысты әрі қарай дамуы үшін оларды эмбрион қапшығынан шығарып, жасанды ортаға отырғызу керек. Эмбрионның автономия кезеңін анықтау алыстан будандастыру кезінде эмбриондарды in vitro өсіру техникасының маңызды элементі болып табылады, өйткені эмбрионды автономия сатысында оқшаулау оның кейіннен қалыпты өсімдікке айналуын қамтамасыз етеді [22].
Эмбрион культивирлеу әдісін қолданатын алғашқы түр аралық будандарды 1925 жылы Лайбах алды. Гибридті зығыр эмбриондарын пайдалану үшін сахароза ерітіндісіне малынған мақта жүнін пайдаланды. Эмбриондарды өсіру техникасын жетілдіру гибридті өсімдіктердің өнімінің тиімділігін арттыруға мүмкіндік берді. Атап айтқанда, қоректік ортада өсірілген ата-аналық түрлердің бірінің оқшауланған эндоспермінде гибридті эмбриондарды өсіру кезінде жақсы нәтижелер алынды. Бұл әдісті қолдану арқылы арпа мен бидайды шағылыстыру арқылы алынған будан эмбриондардың 70% өнуіне қол жеткізуге мүмкіндік туды. Қазіргі уақытта ұрық культурасының негізінде көптеген маңызды ауыл шаруашылығы өсімдіктерінен түр аралық будандар алынды: арпа, қызанақ, картоп, бұршақ, күнбағыс, мақта, дәнді жемістер және т.б.
Эмбриондарды өсіру әдістерін қолдану тас жемістер арасындағы алыстағы кресттерден гибридті ұрпақ алуға мүмкіндік берді. Айта кету керек, дистанциялық будандастыру әдісін қолданатын селекциялық жұмыстарды жүргізу кезінде кейде өміршең емес будандар пайда болады, олар дамудың өте ерте кезеңдерінде өледі, тіпті арнайы қоректік орталарда да өсе алмайды. Бұл жағдайда тіндерді өсіру әдісі көмекке келуі мүмкін. Осылайша, темекінің мәдени сорттары бар Nicotiana ocidentalis будандарының көшеттері әдетте тамыр құрмай, котиледон кезеңінде өледі. Осы көшеттерден алынған каллуста жақсы тамыр жайып, топырақта өсетін регенеранттардың пайда болуына себеп болды. Эмбриондардан каллус индукциясы гибридті өсімдіктердің көп санын алудың жақсы тәсілі болуы мүмкін тұқымдардың түзілуі шектеулі немесе олардың өну пайызы өте төмен болғанда. Бұл тәсіл орхидеялар индустриясында өте тиімді болып шықты, 1430-дан астам орхидея гибридтері шығарылды [23].
1.4 Жаздық жұмсақ бидайдың будандарының эмбриогендік кабілетіне асер ету факторлары
Эксплантты таңдау. Эксплант таңдауда ең алдымен келесі факторларды ескеру қажет: эксплант алынған мүше; осы мүшенің физиологиялық және онтогенетикалық жасы, эксплантты алу уақыты (маусымы), сондай-ақ өсімдіктің - эксплант донорының жалпы жағдайы және оның генотиптік ерекшеліктері. Өсімдіктің іс жүзінде кез келген бөлігін каллус түзілуін индукциялау үшін пайдалануға болады. Дегенмен, көптеген түрлер үшін өсімдіктердің кейінгі регенерациясы үшін белгілі бір ұлпадан алынған экспланттар тиімді. Сонымен, мысалы, лалагүлдер үшін экспланттың көзі өсімдіктердің регенерациясына әсер етпесе (экспланттар пияздың, сабақтың, жапырақтың сегменттері, сонымен қатар гүлшоғырлар, тұқымдар болуы мүмкін), онда көптеген дәнді дақылдар үшін (бидай, арпа, құмай, қант қамысы) идеалды бастапқы эксплант - жас ұлпалар (эмбриондар, жас гүлшоғырлар, өскіндер)[24].
Өсімдіктегі ұлпаның даму кезеңі культураны бастау үшін маңызды фактор болып табылады және мәдени тіндердің морфогенетикалық қасиеттеріне әсер етеді. Мысалы, органогенез ортасындағы Citrus grandis жапырағы мен сабақ сегменттерінен бастау алған каллус дақылдары бүршік түзетіні, ал аналық без ұлпасы сияқты репродуктивті бөліктерден алынған дақылдар соматикалық эмбриоидтарды түзетіні көрсетілген. Бір мүшенің тіндері морфогенезге әр түрлі қабілет көрсететіні анықталды. Сәбіз түбірінің экспланттарын өсіру кезінде флоэма текті ұлпалардың тамыр, бірдей жағдайда ұлпалар беретіні анықталды. Жетілмеген қарақұмық эмбриондарының культурасында эмбриогендік каллус тұқымдастардан, ал бүршік және тамыр түзуші каллус олардың гипокотил ұлпаларынан пайда болады [25].
Пісіп жетілмеген арпа эмбриондарынан каллузогенез процесін зерттеу эмбриогендік каллустың қабықтың эпидермис жасушаларынан түзілетінін көрсетті. Лилия шамдарының жіңішке кесінділері үлкен жапырақ фрагменттерімен салыстырғанда үлкен морфогендік қабілетке ие және органогенез мен эмбриогенезден бұрын болатын құрылымдардың пайда болуына оңай өтеді. Пролиферацияның бұл өсуін қоршаған жасушалардың әлсіреген диктаты нәтижесі ретінде түсіндіруге болады. Каллус инициациясы үшін жыл мезгілінің де маңызы зор. Бұл эндогендік гормондардың концентрациясының маусымдық өзгеруіне байланысты болуы мүмкін. Мысалы, арпада, жазғы егістік өсімдіктерде 40 - 50% жиілікпен морфогенді каллус түзілсе, қысқы жылыжай материалында морфогенді калл түзілу жиілігі айтарлықтай төмен (16 - 25%) болды [26].
Экспланттың мөлшері мен пішіні маңызды болуы мүмкін. Мысалы, сәбіз түбірі мен артишок түйнегі үшін оңтайлы эксплантта 20 000-25 000 жасуша болады. Генотип - экспланттың каллузогенезге де, эмбриоидогенез немесе геммогенез арқылы өсімдіктердің кейінгі көбеюіне де қабілеттілігін анықтайтын маңызды фактор. Органогенез арқылы регенерация дамыған, бірақ эмбриоидогенез жолымен дамуы сипатталмаған қос жарнақтылардың түрлері бар. Керісінше, регенерация тек эмбриоидогенез жолында ғана жүретін түрлер бар. Кейбір жағдайларда тіпті сортаралық айырмашылықтар in vitro морфогенез түріне әсер етуі мүмкін. Сонымен жүгерінің бірнеше сорттарының морфогенетикалық потенциалын зерттегенде культурада тек 3 сорттың органогенез арқылы өсімдіктерді көбейтуге қабілетті екендігі және бір сорттың эмбриоидтарды түзетіні анықталды [27].
Өсімдіктердің регенерациясы цито- және гистодифференциацияны, морфогендік құрылымдардың, өркендердің, тамырлардың түзілуін қамтитын көп сатылы процесс. Регенерацияның интегралдық сипаты қабілеттілігі оны полигендік бақылауы бар күрделі сандық қасиет ретінде қарастыруға негіз береді. Каллустардың түзілу қарқындылығын және өсімдік регенерациясын анықтайтын генетикалық факторлардың бір-бірімен байланысты еместігі және, ең алдымен, әртүрлі генетикалық механизмдермен басқарылатыны көрсетілген. Каллузогенезге қабілеттілігі жоғары экспланттар морфогендік дақылдарды алу үшін әрқашан оңтайлы бола бермейді. Калекау зерттеулерінде моносомды сызықтар мен хромосомалардың сортаралық орынбасуы бар сызықтар дақылында каллустардың өсуі мен өркен түзілу жиілігіне Қытай көктемгі хромосомаларының 2-ші тобы әсер ететіні анықталды. Екінші жағынан, каллус дақылдарының индукциясы мен өсуіне айтарлықтай өзара әсерлер атап өтілді. Бұл каллус пролиферациясына жауапты гендердің экспрессиясына цитоплазмалық әсер етуді көрсетуі мүмкін. Бір түрдің геномы және басқа түрдің цитоплазмасы бар сызықтар бұл мәселені зерттеуге ыңғайлы объект болып табылады. Кәдімгі бидайда каллус индукциясы мен өсу белгілерінің көрінуіне бөгде цитоплазманың әсері анықталды, кейбір жағдайларда каллус индукциясы 40%-ға, ал жаңа салмақтың жиналуы 2 есеге артқан. Гибридтердің регенеративті белсенділігінің көрінуіне аналық сорттар айтарлықтай әсер етеді, бұл да морфогенездегі цитоплазмалық гендердің маңызды рөлін көрсетеді.
Қоректік ортаны таңдау түсінігі өсірілген ұлпада морфогендік құрылымдардың пайда болуына ықпал ететін қоректік ортаның химиялық параметрлерінің диапазонын анықтайды. Гормоналды құрамы алынған ұйымның түрін анықтауда маңызды фактор болып табылады. Мурасиге мен Скуг ұсынған белгілі тұжырымдама барлық жағдайлар үшін жарамды емес және өте жуық схема ретінде қарастырылуы мүмкін. Бірінші түсініктемені Стюард және т.б., өсуді ынталандыратын әртүрлі заттарды дұрыс мөлшерде ғана емес, сонымен қатар дұрыс ретпен және белгілі бір мәдениет жағдайларына сәйкес қосу керек екенін көрсетті [28].
Кейбір жағдайларда морфогендік жауап алу үшін тек ауксинді немесе цитокининді қолдану жеткілікті екені белгілі болды. Сонымен қатар, олардың әсері тікелей қарама-қарсы болуы мүмкін. Осылайша, жаздық жұмсақ бидайдың каллус дақылын ауксині бар ортада өсіру сабақтың түзілуіне ықпал ететіні, ал цитокининді қосу оны тежейтіні көрсетілді.
Бір қызығы, тек ауксиндер мен цитокининдер ғана емес, реттеуші белсенділікке ие, сонымен қатар олардың аналогтары - пуриндер, пиримидиндер, мочевина және т.б. Ауксин антагонистері мен оның тасымалдау тежегіштері морфогенез барысына белсенді әсер етеді. Ауксиндер мен цитокининдермен салыстырғанда өсудің басқа реттегіштері in vitro морфогенезді реттеуде азырақ рөл атқарады [29].
Эмбриоидогенез, органогенезден айырмашылығы, өсу реттегіштерімен ынталандырудан гөрі тежеледі. Эмбриоидогенезді индукциялау хаттамалары әдетте екі дәйекті ортаны қолдануды қамтиды: ауксині бар бастапқы орта (әдетте 2,4-D), бұл инициацияны және қолдауды жеңілдетеді. Культура және өсу реттегіштері жоқ екінші қоректік орта, бұл эмбриоидтардың дамуына және олардың зиготикалық эмбрионға тән дамудың барлық кезеңдерінен ересек өсімдік сатысына дейін өтуіне ықпал етеді. Эмбриоидтар бастапқы культурада клондалған болуы мүмкін, бірақ ауксиннің болуы олардың жетілуіне жол бермейді. Цитокининдердің бірқатар түрлерде эмбриоидогенезді индукциялау үшін маңызы зор. Олар көбінесе бастапқы ортаға кіреді, бірақ олар әсіресе эмбриоидтардың жетілуі және тығыздығы төмен мәдениеттерді сақтау үшін маңызды.
Каллус дақылдарына бастама беру және қолдау үшін құрамында минералды компоненттері бар орталар қолданылады. Тұзды ортаны таңдау in vitro морфогенезінің жүруіне де, каллус дақылдарының морфогенетикалық потенциалының сақталуына да әсер етуі мүмкін. Күшті ерітінділер (мысалы, B5, SH, MS) эмбриоидтардың жақсы өсуіне, ал әлсіз ерітінділер (мысалы, WH) суспензиялардың эмбриогендік потенциалының ұзақ сақталуына ықпал ететіні анықталды. Жеке макротұздар морфогенез процестеріне әсер етуі мүмкін. Мысалы, CaCl2 төмен концентрациясында (9 мМ дейін) ғана Hevea brasiliensis-те эмбриогендік каллустың ең жоғары өнімін алуға болады. Азот иондары морфогенез процестеріне айтарлықтай ынталандырушы әсер етеді. Мысалы, қоректік ортада NH4 болуы морфогенездің индукциясы үшін қажет болса, NO3 - немесе NO3 - және NH4+ қоспасы ұрықтың әрі қарай дамуы үшін маңызды болады. Ұрықтанған аналық жұмыртқаларды өсіру кезінде зиготаның бөлінуіне ықпал ететін ортаның қажетті компоненті NH4+ болып табылады [30].
Редукцияланған азоттың көзі аммоний тұздарынан басқа казеин гидролизаты немесе кейбір аминқышқылдары болуы мүмкін. Мысалы, аммоний иондары мен казеин гидролизатының төмен концентрациясы жабайы сәбіз түрлерінде эмбриоидогенезді күшейтсе, триптофанның жоғары концентрациясы күріште эмбриогендік каллус түзілу пайызын арттырады. Триптофанның каллус дақылдарының инициациясына және эмбриоидогенезді қолдауға оң әсері триптофанның ИСҚ прекурсоры болуымен және оның ортаға экзогендік енуі осы гормонның синтезін күшейтетіндігімен байланысты. Кейбір өсімдік түрлері үшін микроэлементтер эмбриоидогенезге әсер ететін факторлар болып табылады. Мысалы, мыс иондары арпа каллысында өсімдіктердің регенерациялану жиілігін арттырды [31].
Сахароза қоректік ортада ең көп қолданылатын көмірсулар энергиясының көзі болып табылады. Әдетте, органогенезді индукциялау үшін қолданылатын сахарозаның концентрациясы 2-3% құрайды. Бидайда, жүгеріде және басқа да дақылдарда эмбриоидтардың оңтайлы дамуы үшін сахарозаның жоғары деңгейі, 6-12% қажет, бұл тұқым тіндерінің ішіндегі эмбриондардың даму шарттарын модельдеумен байланысты болуы мүмкін. Кейбір жағдайларда көмірсулардың көзі морфогенездің жүруіне ерекше әсер етуі мүмкін. Осылайша, қалпына келтіру қабілеті төмен жоңышқа генотиптерінің культурасындағы эмбриоидтардың өнімділігіне мальтозаның, мальториоздың және еритін крахмалдың ынталандырушы әсері көрсетілді. Спаржа жасушасының қоректік ортасына мальтозаның қосылуы эмбриоидогенезді ынталандырды. Сонымен қатар, мальтозасы бар ортада соматикалық эмбриондар сахароза бар ортада өсірумен салыстырғанда өну жылдамдығы жоғары болды.
Қосымша ретінде қоректік ортада витаминдер бар. Мысалы, тиамин өсімдіктердің өсуіне қажет, Е витамині жасушалардың агрегациясын реттейді, Д витамині тамыр түзілуін арттырады және т.б. Қоректік ортаның маңызды параметрлері рН, осмостық және оның физикалық күйі болып табылады. Ортаның осмостылығының жоғарылауы кейбір жағдайларда трансплантацияланған дақылдардың регенеративті потенциалының ұзақ уақыт сақталуына ықпал етеді.
Физикалық факторлардың әсері. Температура, ылғалдылық, жарық қарқындылығы мен сапасы, қоршаған ортаның физикалық жағдайы, тіпті өсірілетін ыдыстың түрі сияқты көптеген физикалық факторлар in vitro морфогенезіне әсер етеді. Жарық қарқындылығы кейбір жағдайларда ұйымдасқан дамудың детерминанты болуы мүмкін. Мысалы, Asparagus officinalis каллус дақылдары шамамен 1000 люкс жарық қарқындылығында бүршік пен тамыр түзудің максимумына ие [32].
Жарық қарқындылығының төмендеуі мүшелердің түзілуін төмендетеді, ал жоғарылау органогенезді басады және хлорозды тудырады. Эмбриоидогенездің бастапқы кезеңдері, әдетте, қараңғыда өтеді, өйткені жарықтандыру эмбриоидтардың ерте өнуін тудырады. Жарықтың спектрлік құрамы органогенездің жүруіне айтарлықтай әсер етеді, ал әртүрлі толқын ұзындығы органогенездің белгілі бір кезеңдерінде белсендірек болуы мүмкін. Спектрдің көгілдір бөлігімен жарықтандыру темекі каллусында өскіндердің пайда болуына ықпал етеді, ал топинамбурда тамырлардың инициациясы қызыл жарықта қарқынды жүреді. Түрлер in vitro жағдайында олардың өсуі мен морфогенезіне қажетті оңтайлы температуралар тұрғысынан ерекшеленеді. Органогендік құрылымдар мен эмбриоидтардың дамуын ынталандыратын салқын алдын ала өңдеулер туралы деректер ерекше қызықтырады.
Төмен температуралық стресс антерлік дақылда андрогенезді күшейтетіні, ал Heloniopsis orientalis сабағының және жапырақ экспланттарын 15-180С температурада алдын ала өсіру оңтайлы температурада одан әрі өсіру кезінде тамырлар мен бүршіктердің түзілуін күшейтетіні көрсетілген. Кейбір жағдайларда стресс факторлары морфогенезді ынталандыратыны көрсетілген. Бидай каллусын өсіру кезінде қоректік ортаға 0,5% NaCl қосу өсімдіктердің морфогенезін және регенерациясын арттырады. Морфогенез процесін стресс факторларының көмегімен ынталандыруды апаттардың математикалық теориясын пайдалана отырып түсіндіруге болады. Стресс жағдайында жасушалар осы дифференциация бағдарламасының реакциясының нормасынан асып түседі және өсімдік жасушаларында бар бағдарламалардың біріне ауыса алады, соның ішінде. морфогенез бағдарламасы үшін [33].
Эмбриоидогенез және органогенез процестері үшін өсіру әдісінің маңызы аз емес. Бидай тамырының экспланттарын сұйық ортада өсіру вегетативтік бүршіктердің пайда болуына ықпал ететіні, ал агар ортада өсіру гүл бүршіктерінің пайда болуына ықпал ететіні көрсетілген. Қарақұмық каллысында эмбриоидогенезді индукциялау үшін агар ортасын қолдану тиімсіз әдіс болып шықты: морфологиялық қалыпты өскіндердің өнімі үлкен болмады. Эмбриоидтарды сұйық ортада өсіру эмбриондық культураның дамуын салыстырмалы түрде синхрондау және көшеттер алуға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, агар ортасын қолданумен салыстырғанда көшеттердің өнімділігі 8-10 есеге артатындығы дәлелденген [35].
Даму биологиясының ең күрделі іргелі мәселесі морфогенез болып қала береді. Бұл құбылысты зерттеу кезінде жүйелік көзқарасқа көп көңіл бөлінеді, бұл организмдердің қызметін толығырақ яғни, оның элементтерінің қарапайым қосындысы ретінде түсінуге мүмкіндік береді [36]. Жүйелі тәсілді қолдану табиғи жағдайларда in vivo да , in situ және in vitro тәжірибелік жағдайларда да морфогенез жолдарының әмбебаптығын анықтады [37].
Морфогенез жолдарының әмбебаптығы өсімдіктердегі морфогенетикалық процестердің заңдылықтары мен ерекшеліктерін зерттеу үшін бүкіл организмнен гөрі қолайлы модельді таңдауға мүмкіндік береді. Зерттеудің осы саласындағы перспективалы модельдік жүйелер in vitro каллус дақылдары . Жапырақтың мезофилді сегменттерінен каллус алуға және in vitro морфогенездің жолы ретінде каллусогенезді зерттеуге арналған алғашқы еңбектер 19 ғасырдың аяғы мен 20 ғасырдың басында пайда болды [38]. Дегенмен, каллус ұғымының бір мәнді анықтамасы әлі ұсынылмаған ([39] сәйкес).
Көптеген тәжірибелік деректер каллус түзілу индукциясы көбінесе қоректік ортаға егу кезіндегі экспланттың физиологиялық жағдайымен, сондай-ақ өсіру жағдайларымен анықталады, олардың ең маңыздысы фитогормондардың оңтайлы концентрациясы болып табылады. Фитогормондардың оңтайлы концентрациясы экспланттарда каллузогенезден басқа, in vitro морфогенез жолдарының индукциясын анықтайтын ең маңызды фактор ретінде қарастырылатынын атап өтеміз [40].
Астық тұқымдастар экспланттардың, негізінен эмбриондарының in vitro дақылында каллус түзілу индукциясы әсерін зерттеу бойынша жеткілікті тәжірибелік материалдар жинақталған . Индукциялық ортада in vitro өсіру кезінде экспланттың бастапқы маманданған немесе меристематикалық жасушаларының дифференциациялануы олардың каллус жасушаларына айналуымен жүретіні анықталды. Бұл процесс бастапқы жасушалардың құрылымдық қайта орналасуымен және оларда соңғы жасуша пролиферациясымен бірізді бөліну қабілетінің индукциясымен байланысты. Жалпы, каллус жасушаларын қайта бағдарламалау мәселесі дедіфференциялану және in vitro жағдайында каллус түзілу кезіндегі геномның өзгергіштігінің жалпы мәселесі контекстінде шешіледі [41].
In vitro морфогенездің әртүрлі жолдары анықталды : эмбриоидогенез (эмбриоидты - ұрық тәрізді құрылымның түзілуі), гемогенез түрлері бойынша органогенез (бүйрек түзілу), ризогенез (тамыр түзілуі), геморгизогенез (түзілу). бүршіктердің де, тамырлардың да), сонымен қатар гистогенез (әртүрлі ұлпалардың түзілуі. In vitro органогенез жағдайында геморризогенез өсімдіктердің түзілуіне, кейбір жағдайларда сол каллуста ризогенездің фитогормональды индукциясынан кейін геммогенезге әкелетіні анықталды, ал ризогенез морфогенездің тұйық шегі болып табылады.
Жасушалардың эмбриогенезі процесінде фитогормонтардың маңызың табуға әрекет жасаған зерттеушілердің бірі 1957 жылы Ф.Скуг пен К.Миллер [42], темекі сабағының өзек паренхимасынан алынған каллустың морфогенезіне экзогендік фитогормондардың әсерін зерттей келе, тіндер мен мүшелердің морфогенетикалық реакциялары ауксин мен цитокинин концентрациясының қатынасы бойынша реттелетін тұжырымдаманы ұсынды.
Дегенмен, классикалыққа айналған Скуг - Миллер концепциясын бірқатар авторлар ... 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