Жасушалар мен тіндерді өсіру әдістері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫҒЫ МИНСТРЛІГІ
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ ЗЕРТТЕУ УНИВЕРСИТЕТІ
КОММЕРЦИЯЛЫҚ ЕМЕС АКЦИОНЕРЛІК ҚОҒАМЫ
ТЕХНОЛОГИЯ ЖӘНЕ БИОРЕСУРСТАР ФАКУЛЬТЕТІ
ТАҒАМ ӨНІМДЕРІНІҢ ТЕХНОЛОГИЯСЫ ЖӘНЕ ҚАУІПСІЗДІГІ КАФЕДРАСЫ

СӨЖ
Тақырыбы:Өнімнің шаруашылық сапасына биотехнологиялық селекция

Қабылдаған:Тұрғанбай Г.
Орындаған:Батырғалиқызы Б.
Тобы:БТ-405к.

Алматы 2022ж
Жоспар
Кіріспе
Негізгі бөлім
2.1 Жасушалар мен тіндерді өсіру әдістері
2.2 Жасушалық деңгейде өсімдіктерді өсіру
2.3 Гаплоидтарды in vitro алу және оларды селекцияда қолдану
2.4 Өсімдіктердің микроклоналды көбеюі in vitro
2.5 Ауыл шаруашылығы дақылдарын селекциялаудағы генетикалық -биотехнологиялық әдістер
2.6 Селекциялық процесті жеделдетуге бағытталған технологиялар
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе
Өсімдіктерді өсірудегі биотехнологиялық әдістер өткен ғасырдың ортасынан бастап қолданыла бастады және олардың маңызы үнемі артып келеді, өйткені Биотехнология дәстүрлі әдістермен шешілмейтін немесе өте қиын міндеттерге байланысты. Қазірдің өзінде әсерлі нәтижелерге қол жеткізілді: әлемде миллиондаған гектар жерді жыл сайын биотехнологиялар арқылы алынған сорттар мен будандар алып жатыр.
Өсімдіктерді өсіруде қолданылатын биотехнологиялық әдістердің айрықша белгісі-in vitro манипуляция. Биотехнологияның барлық әдістерін практикалық жұмыста селекцияның жеке кезеңінде, селекционерлердің немесе биотехнологтардың міндеттері мен кооперация дәрежесіне байланысты дербес немесе толық пайдалануға болады.
Биотехнология әдістерінің көмегімен шешілетін негізгі селекциялық міндеттер мыналар: - селекция үшін Жаңа Бастапқы материал жасау; - іріктеу үшін популяцияны азайту арқылы селекциялық жұмыстардың еңбек сыйымдылығын төмендету; - гетерозды будандарды іріктеу кезінде гомозиготалы генотиптерді кесіп өткеннен немесе өздігінен тозаңданатын сызықтарды алғаннан кейін гомозиготалы генотиптерді тез алу арқылы селекциялық процесті жеделдету; - құнды генотиптерді және олардың іріктелетін селекциялық материалда болуын тұрақты бақылау.
Өсімдіктерді өсіруде биотехнологиялық әдістердің екі тобы қолданылады. Бірінші топ-жасушалар мен тіндерді өсіру әдістері.
Екінші топ-гендік инженерия әдістері.
Селекция (латынша, selection - таңдау, іріктеу) - өсімдіктер сорттарын, жануарлардың қолтұқымдарын және микроорганизмдердің адамға қажетті белгілерімент құру әдістері туралы ғылым. Мәдени өсімдіктердің сорттары немесе жануарлардың қолтұқымдары дегеніміз - адамға қажетті құнды шаруашылық және морфофункционалдық тұқым қуалайтын белгілерінің жиынтығы.
Селекцияның теориялық негізі болып генетика саналады. Селекция, сондай-ақ молекулалық биологияның, физиологияның, цитология және өзге биологиялық ғылымдардың жетістіктеріне сүйенеді. Қазіргі таңда әсіресе селекцияның дамуына клеткалық және гендік инженерияның жетістіктері, сондай-ақ биотехнологияның жетістіктері үлкен үлес қосуда.
Селекция-өсімдіктер мен жануарлар тұқымдарының жаңа сорттарын құру және бар сорттарын жақсарту туралы ғылым. Ол адамның Ауыл шаруашылығы саласындағы практикалық қызметі негізінде пайда болды. Қазіргі мәдени өсімдіктер мен Үй жануарлары - олардың жабайы ата-бабаларын адам қолға үйретудің нәтижесі. Мәдениеттер белгілі бір мақсатта адам үшін маңызды экономикалық сапаны алу үшін шығарылады.

Селекцияның ең көне әдісі-бейсаналық таңдау. Өсімдіктерді өсіруді немесе жануарларды тұқым материалы ретінде көбейтуді қалайтын адам өзі үшін ең маңызды экономикалық қасиеттері бар ең құнарлы және өміршең тұлғаларды таңдайды (мысалы, жұмыртқа өндіретін тауықтардың ішінде ол көбею үшін ең құнарлы дені сау ата-аналарды таңдайды; одан тұқым алу үшін өсімдікті таңдағанда, ол мол өнімі бар ең үлкен өсімдікті таңдайды және т. б. д.).
Ежелгі уақытта жануарлардың жаңа тұқымдары мен өсімдік сорттарын өсіру әрекеттері жасалды. Египет пен Месопотамияда жаңа дәуірден бұрын қашырларды есек пен жылқыны жасанды түрде кесіп өту арқылы өсірді, құрма пальмасын тозаңдандырды және жабайы ата-бабаларымен салыстырғанда үлкен өнім беретін алғашқы будандарды алды.
Селекция 19 ғасырда ғылым мәртебесіне ие болды. Мұның алғышарттары Ч. Дарвиннің эволюцияның қозғаушы күштері туралы еңбектері болды.
Бір кездері әлемдік өсімдік ресурстарына терең талдауды кеңестік генетик Н.И. Вавилов жүргізді. Көптеген экспедициялар көптеген мәдени өсімдіктердің шығу орталықтарын анықтауға негіз берді. Вавилов осындай 8 орталық құрды:
Үнді-күріштің, қант қамысының, цитрустың отаны;
Орта Азия-жұмсақ бидай, бұршақ, бұршақ дақылдарының отаны;
Қытай-дәнді дақылдар, тары, қарақұмық, сояның отаны;
Орталық Азия-бидай, қара бидай, жеміс ағаштарының көптеген түрлерінің отаны;
Жерорта теңізі-көптеген көкөністердің атасы;
Абиссиния (Африка) - қатты бидайдың, арпаның, кофенің отаны;
Оңтүстік Америка-жүгері, мақта, какао дисперсиясын тудырады;
Оңтүстік Мексика-әлемге картоп пен темекі берді.
Бұл орталықтарда ең көп сорттар, сорттар, мутациялар шоғырланған. Н.И. Вавилов экспедицияларының еңбектерімен бірнеше жүз мың әлемдік өсімдіктер коллекциясы жиналды, бұл жаңа сорттарды өсіруге тамаша негіз болды.
Өсімдіктерді өсіруге көрнекті селекционерлер и. в. Мичурин үлкен үлес қосты. Ол өз жұмысында өсімдік организмдеріне әсер етудің үш негізгі түрін қолданды: будандастыру, будандастыру және іріктеу.
Будандастыру-екі ата-ананың да құнды экономикалық қасиеттері бар гибридті алу үшін өсімдіктердің екі түрін кесіп өту әдісі. Әрине, табиғи жағдайда гибридтің пайда болуы мүмкін емес (табиғаттағы әртүрлі түрлер бір-бірімен қиылыспайды), сондықтан әртүрлі әдістермен (мысалы, тозаң қоспасымен пистиль стигмасын тозаңдандыру) қиылыспауды жеңуге тура келді. И.в. Мичурин Уссури жабайы алмұртын (кішкентай жемістер, бірақ қыста төзімді) және Оңтүстік сортты (жемістер үлкен, шырынды, бірақ өсімдік термофильді) кесіп өтті. Гибрид селекционерге қажетті қасиеттерге ие болды: алынған Бере қысқы сорты атмосфераның температурасына - 36 °C дейін төтеп бере алады, күзгі кезеңде үлкен жемістерден жақсы өнім береді. Бір - бірімен тығыз байланысты формаларды кесіп өтуден басқа, и.в. Мичурин қашықтан будандастыру әдісін қолданды-яғни. өсімдіктердің әртүрлі түрлері мен тұқымдарын кесіп өту. Осылайша, церападустар (шие мен құс шие будандары), қара өрік (қара өрік пен қара өрік гибриді) және басқа да қызықты будандар алынды.

Негізгі бөлім
2.1 Жасушалар мен тіндерді өсіру әдістері
Жасуша мен ұлпа мәдениетінің үш түрі бар: - каллус мәдениеті; - жасуша мәдениеті және жасуша агрегаттары; - протопласт мәдениеті.
In vitro жағдайында өсімдіктердің жасушалық селекциясы бойынша жұмыстарды жүргізу үшін зерттеу объектісі ретінде каллус, суспензия дақылдары немесе оқшауланған протопластар пайдаланылуы мүмкін. Нысанды таңдау өсімдіктердің әртүрлі түрлеріне, сондай-ақ зерттеудің түпкі мақсаттарына қатысты әзірленген технологиялардың болуына байланысты.
Каллус ұлпасы-бұл оңай қол жетімді материал, ол көбінесе жасуша өсіру үшін қолданылады. Әдетте, жұмыс бастапқы немесе трансплантацияланған каллус тінінде жүзеге асырылады, ол бірқатар субкультуралар кезінде регенерация қабілетін жоғалтпайды. Алайда, каллус дақылдарымен жұмыс істеу кезінде көптеген зерттеушілер бұл объектінің маңызды кемшіліктерін атап өтеді: тіннің баяу өсуі, селективті фактор ретінде қолданылатын улы заттардың барлық жасушалар үшін тең емес әрекеті, сондай-ақ каллус жасушаларын өсіру процесінде регенерация қабілетінің жоғалуы. Селекцияны бір жасуша деңгейінде (суспензия мәдениеті, протопласттар) жүргізген жөн. Дегенмен, өсімдіктердің көптеген түрлері үшін тиімді технологиялар мен жалғыз жасушаларды өсіру әдістері әзірленбеген. Сондықтан, каллус дақылдарын пайдаланудың жоғарыда аталған кемшіліктеріне қарамастан, селекцияның бұл әдісі өсімдіктердің кейбір түрлері үшін әзірге жалғыз болып қала береді.
Тұрақты сызықтарды алу ұзақ процесс. Әдетте, селекция оқшауланған өсімдік экспланттарынан каллус массасының жеткілікті мөлшерін алудан басталады, одан әрі селективті фактордың концентрациясын анықтау үшін қолданылады (доза қисығының құрылысы), онда каллус тінінің өсуі бір уақытта байқалады және сонымен бірге каллус колонияларының бір бөлігі өледі. Селективті фактордың таңдалған концентрациясы оңтайлы деп танылады және одан әрі эксперименттерде қолданылады. Селективті факторлары бар ортада алғашқы алынған жасуша колониялары физиологиялық бейімделу немесе жасушалардың дифференциациясының белгілі бір күйі нәтижесінде пайда болуы мүмкін және генетикалық тұрғыдан тұрақты болмағандықтан, келесі 4-6 субкультура кезінде селективті ортада алынған клондардың тұрақтылығы тексеріледі. Содан кейін олар селективті факторсыз ортаға ауыстырылады және тағы 2-3 өткел субмәдениеттеледі. Селективті жағдайларға қайта оралғаннан кейін ғана қалпына келтіретін өсімдіктер алуға тырысатын тұрақты клондар таңдалады. Алайда, жоғары тұздарға төзімді өсімдіктерді, сондай -- ақ қоздырғыш саңырауқұлақтардан оқшауланған токсиндерді алу бойынша жүргізілген жұмыстар жасуша мен өсімдіктің зерттелетін селективті факторға төзімділігі сәйкес келуі және сәйкес келмеуі мүмкін екенін көрсетті. Өсімдіктер мен жасушалардың in vitro төзімділігі арасындағы тікелей корреляция тек төмен температура, гербицидтерге төзімділік, алюминийдің жоғары концентрациясы және басқа факторлар үшін белгіленеді.
Жаңа селекциялық материал алу үшін каллусты өсіру бойынша көптеген жұмыстар бидайға, арпаға, күрішке, құмайға, сондай-ақ картопқа, қызанаққа, жоңышқаға және өте сирек ағашқа жүргізілді. NaCI немесе Na2S04 төзімді бидай, күріш, картоп өсімдіктерін алудың алғашқы оң нәтижелеріне қол жеткізілді. Жасушалар алынды, ал олардан метионинді 20 есе, триптофанды 30 есе, аминқышқылдарының улы аналогтарын өсіру ортасына қосу арқылы лизинді 5 есе синтездейтін сәбіз өсімдіктері алынды. Картоп үшін сақиналы шірікке төзімді өсімдіктер алынады. Ағашқа келетін болсақ, олар үшін бұл бағыттағы жұмыстар өте сирек кездеседі және көбінесе іздеу сипатына ие. Осылайша, каллус мәдениетін селекциялық мақсатта пайдалану адамзатқа қажетті құнды белгілері бар өсімдіктердің жаңа түрлерін құруға үлкен мүмкіндіктер ашады.
Жоғарыда аталған объектілермен қатар (каллус, суспензия мәдениеті, оқшауланған протопласттар), соматикалық немесе андрогендік эмбриоидтардың дақылдары, жапырақ сегменттері немесе өсімдіктердің әртүрлі меристемалық және сабақ бөліктері сияқты органогендік экспланттар, сондай-ақ оқшауланған эмбрион мәдениеті өсіру үшін бастапқы материал ретінде пайдаланылуы мүмкін. Мысалы, тұқымнан эмбриондарды in vitro өсіру және өсіру арқылы жақсартылған ақуыз мөлшері бар аминқышқылдарының аналогтарына төзімді арпа өсімдіктері алынады. Картоп үшін қашу мен шламды мутагенмен өңдеудің тиімді әдісі жасалды, нәтижесінде химерикалық мутанттар хлорофилл ақаулары мен антибиотиктерге төзімділік пайда болды. Саратовская-29 және Московская-35 жаздық бидайдың антерлерін өсіру кезінде соматикалық эмбриоидтар натрий хлориді тұздарының көп мөлшері бар қоректік ортада алынды, ал кейінірек тұзға төзімділігі жоғары регенерантты өсімдіктер алынды (Беккужина, 1993).
Осылайша, селекцияны жасушалық деңгейде жүргізу дәстүрлі селекция әдістерімен салыстырғанда өсімдіктердің жаңа формаларын 2-4 есе жылдам жасауға мүмкіндік береді.

2.2 Жасушалық деңгейде өсімдіктерді өсіру
Сомаклондарды алу кешенінде жасушалық селекцияны қолдану мәселесі айтарлықтай қызығушылық тудырады. Ауыл шаруашылығына арналған технологияларды құрудағы INVITRO мәдениетінің ең күшті жақтарының бірі-сомаклоналды вариациялар немесе индукцияланған мутациялар негізінде қажетті белгілермен сипатталатын қатаң селективті жағдайларда жасушаларды таңдау мүмкіндігі.
Жасушалық селекцияны жүргізу үшін келесі әдістер қолданылады:
- тікелей (позитивті) селекция, онда тек белгілі бір мутантты жасуша түрі өмір сүреді;
- жабайы типтегі бөлінетін жасушалардың селективті өліміне және метаболикалық белсенді емес жасушалардың өмір сүруіне негізделген, бірақ олардың мутациялық өзгерістерін қосымша анықтауды қажет ететін жанама (теріс) селекция;
- барлық жасушалық клондар жеке тексерілетін жалпы селекция;
- визуалды селекция және селективті емес іріктеу, мұнда вариантты сызықты жасушалардың бүкіл популяциясы арасында визуалды түрде немесе биохимиялық әдістерді қолдану арқылы анықтауға болады (жұқа қабатты немесе сұйық хроматография, радиоиммундық талдау, микроспектрофотометрия және т.б.).

2.3 Гаплоидтарды in vitro алу және оларды селекцияда қолдану
Гаплоидты өсімдіктердің селекциядағы рөлі өте үлкен. Оларды қолдану сізге қажетті комбинацияны тезірек табуға мүмкіндік береді, сортты жасау уақытын қысқартады. Гаплоидтар тұрақты гомозиготалы сызықтарды шығару үшін қолданылады. Мутагенез үшін гаплоидтарды қолдану да ыңғайлы, өйткені гаплоидты деңгейде рецессивті мутацияларды таңдау жеңілдейді.
Диплоидты өсімдіктерде мутациялар гомологиялық хромосомалардағы аллельді гендердің екеуіне де сирек әсер етеді. Жеке адам әдетте гетерозиготалы (екі ген әр түрлі), тек доминантты (бірақ рецессивті емес) геннің әрекеті көрінеді. Мутациялар доминантқа қарағанда рецессивті болғандықтан, оларды анықтау өте қиын. Гомологты хромосомалардың әрбір жұбының біреуін ғана қамтитын гаплоидты өсімдіктерде мутациялар бірден пайда болады. Гаплоидты деңгейде өсіру тек доминантты ғана емес, сонымен қатар рецессивті белгілерді де тікелей таңдауға мүмкіндік береді.
Гаплоидты адамдар стерильді, бірақ олардың хромосомаларының жиынтығын колхицинмен жасанды түрде екі есе көбейтіп, диплоидты гомозиготалы өсімдіктер алуға болады.
Гаплоидтар өздігінен пайда болуы мүмкін, бірақ олардың өздігінен пайда болу жиілігі өте аз. Жасанды түрде in vitro әдістерін қолдана отырып, гаплоидты өсімдіктердің көп мөлшерін алуға болады. Оқшауланған тіндерді өсіру әдісін қолдана отырып гаплоидтарды алудың үш әдісі бар:
андрогенез-оқшауланған антерлер мен микроспоралардан жасанды қоректік ортада гаплоидты өсімдіктерді алу.
гиногенез-оқшауланған жұмыртқа жасушаларынан жасанды қоректік ортада гаплоидты өсімдіктерді алу;
партеногенез-ата-аналардың хромосомаларының үйлесімсіздігінен әкелік хромосомалары жоғалған гибридті эмбрионнан гаплоидтарды алу.
Әке геномының хромосомаларын жою нәтижесінде пайда болған гаплоидты эмбриоидтар жасанды қоректік ортада өсіріледі және гаплоидты өсімдіктер алынады. Исток пен Одесса-15 арпасының сорттары әдеттегі 10-12 жылдың орнына төрт жыл ішінде оқшауланған ұрық дақылымен партеногенетикалық әдісті біріктіру арқылы алынды. Жұмсақ және қатты бидай сорттары мен будандарынан антерлерді өсіру әдісімен "Еділ элитасы" ҮЕҰ төрт жыл ішінде біртектілік пен тұрақтылықпен сипатталатын 2,5 мыңнан астам дигаплоидты сызықтар алынды.
Бидай, арпа, жүгері, күздік қара бидай, картоп антерлерін өсіру арқылы гаплоидтарды алу технологиясын әзірлеу жалғасуда. Антер мәдениетінде гаплоидты өсімдіктердің пайда болуының екі жолы бар. Біріншісі-тозаң дәндерінде эмбриогенез арқылы өсімдіктердің пайда болуы. Бұл жағдайда жеке тозаң дәндерінің антерлерінің ішінде эмбриоидтар пайда болады. Олар өніп, гаплоидты өсімдіктер шығарады. Екіншісі-антер жасушаларынан каллустың пайда болуы. Болашақта морфогенез нәтижесінде өсімдіктер каллус жасушаларынан қалпына келеді. Бұл жағдайда пайда болған өсімдіктер әрдайым гаплоидты бола бермейді және көбінесе плоидтылығымен ерекшеленеді. Олар полиплоидталған гаплоидты жасушалардан немесе біріктірілген жасушалардан түзілетіні толық анықталған жоқ.
In vitro алынған гаплоидтарды практикалық селекцияда ғана емес, сонымен қатар генетикалық инженерия, сондай-ақ жасушалық селекция жұмыстарында да қолдануға болады. Тозаң дәндері кейбір жағдайларда протопласттарға қарағанда генетикалық трансформация тәжірибелері үшін ыңғайлы нысандар болып табылады.

2.4 Өсімдіктердің микроклоналды көбеюі in vitro
Клондық микрокөбейту-бұл өсімдіктерді түпнұсқаға ұқсас етіп алуға мүмкіндік беретін ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.