Қолтық бүршіктерінің дамуын индукциялау

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Жоспары:

I Kipіспе

II. Heгізгі бөлім

Өсімдіктердің клондық микрокөбеюі
Өсімдіктердің микрокөбеюіне әсер ететін фактор

III. Қорытынды

VI. Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Клондау(грек. clon - ұрпақ, бұтақ) - организмдерді жыныссыз жолмен көбейту арқылы сол организмдерге ұқсас ұрпақтар алу. 20 ғ-дың 60-жылдарының басында кейбір жоғары сатыдағы өсімдіктер мен жануарларды Клондау әдістері жете зерттелді. Бұл әдістерге даму сатысын аяқтап, толық жетілген клеткалар ядросында организмнің барлық белгілері болатыны туралы ақпарат анықталғаннан кейін қол жеткізілді. Клондау кезінде клеткадағы белгілі гендер жоғалмайды (тек Клондау процесіне қосылмаған гендер ғана жойылып отырады) . Клондау туралы алғашқы мағлұматты Корнелль универстетінің (АҚШ) профессорлары жүргізген тәжірибелерден көруге болады. Олар өсуге қажетті қоректік заттар мен гормондары бар ортада сәбіз тамырының жеке клеткаларын өсіру арқылы, осы өсімдіктің жаңа формасын алды. Кейінірек Ұлыбританияның Оксфорд университетінің ғалымы Д. Гердон (1933 ж. т. ) алғаш рет жануар омыртқасын Клондауға болатынына қол жеткізді. Ол өзінің ядросы алдын ала ультракүлгін сәулелері арқылы жойылған құрбақаның жұмыртқаклеткасына, ішек клеткаларынан алынған ядроны егу (қондыру) арқылы әуелі итбалықты, соңынан сол ядро алған құрбақаға ұқсас дарабасты алды. Бұл тәжірибелер тек дифференциалданған (арнайы) клеткаларда организмнің дамуына қажетті барлық ақпараттардың болатынын дәлелдеп қана қоймай, сондай-ақ, жоғары сатыдағы организмдерді, соның ішінде адамды да, Клондауға болатынын көрсетті. Клондау арқылы өте пайдалы өсімдік сорттарын алуға және мал тұқымын асылдандыруға болады. Бірақ Клондаудың мұндай әдістері (өсімдік сорттары мен асыл тұқымды мал алатын) адамдарға қолдануға келмейді. Теориялық түрде әйелдің де, еркектің де генетикалық көшірмелерін жасауға болады. Бірақ клондалатын клетка даму сатысының барлық кезеңдерінен өтуі керек, міне, сол кезде клеткаға сыртқы ортаның қалай әсер ететіні әлі толық анықталған жоқ.

Негізгі бөлім

Маманданған ұлпаның кез келген тірі жасушалары лайықты қоректік ортада өсіргенде, өздерінің тотипотенттік қасиетін жүзеге асырып, регенерация арқылы бүтін өсімдікке айнала алады. Жеке жасушаларда сол өсімдік түріне тән барлық белгілері мен қасиетері сақталған бүтін өсімдіктің түзілуі клондық көбейту технологиясының негізін қалайды. Өсімдіктердің клондық микрокбеюі деген өсімдіктердің in vitro жағдайында жыныссыз жолмен көбеюі. Соның нәтижесінде пайда болған өсімдіктер бастапқы өсімдікпен және өзара бір-бірімен генетикалық тұрғыдан айнымастай бірдей болады.

Бұл биотехнологиялық әдістің дағдылы вегетативтік жолмен көбеюмен салыстырғанда бірталай артықшылықтары бар, атап айтқанда:

1. Көбею коэффициенті өте жоғары. Мысалы, гербера, бүлдірген, хризантема, раушанның бір өсімдігінен in vitro жағдайында бір жылдың ішінде 1 миллионнан астам клон өсімдіктер алуға болады. алма ағашының бір бүршігінен 8 айдың ішінде 60 мыңнан астам өркен шығады. Таңқурайдың бір бұтадағы меристемаларын бөліп алып өсіріп жылына 50 мыңға дейін өсімдік алуға болады. сонымен, микрокөбеюдің коэффициенті басқа вегетативтік көбею әдістерімен салыстырғанда мыңдаған есе артық.

2. Микрокөбеюмен қатар өсімдіктер вирустар мен патогендік микроорганизмдерден сауықтырылады.

3. Сұрыптау процесін жылдамдату. Жаңа сорттарды тез көбейтіп, оларды ауыл шаруашылық өндіріске пайдалану мерзімі едәуір қысқарады.

4. Вегетативтік жолмен көбейе алмайтын өсімдіктерді мысалы, пальманы тек in vitro жағдайында көбейтуге болады. Осы әдіспен өнеркәсіп деңгейінде бірқатар өсімдіктерді көбейтеді.

5. Үнемділік. Арнайы бөлмеде стеллаждарда орналасқан пробиркаларда жыл ойы мыңдаған өсімдіктерді өсіру арқылы теплицалар алаңы үнемделеді.

6. Жас өсімдіктерді алу, яғни кәрі дарақтарды жасарту.

7. Өсу процесінің жыл бойы үзбеуге болады, әсіресе бұл дамуында тыныштық кезеңі болатын өсімдіктерді көбейтуге тиімді.

Клондық микрокөбейтудің түрлі әдістерін ғалымдар ол кезде өтетін морфогенездің өзгешеліктеріне қарай жіктейді. Н. В. Катаева мен Р. Г. Бутенко былай жіктеуді ұсынады: а) бұрыннан болған меристемалардан өскен өсімдіктер; б) жаңадан пайда болған меристемалардан өскен өсімдіктер.

Бірінші типті өсімдіктер бүтін өсімдікте бұрыннан болған меристемаларды (сабақтың апексі, қолтық және бұйыққан бүршіктері) активтендіру жолымен пайда болады. Бұл меристемадан шыққан өсімдіктер генетикалық жағынан аналық өсімдікпен пара-пар, өйткені апекстерді in vitro жағдайында өсіргенде олар генетикалық тұрақтылығын сақтайды.

Екінші типті өсімдіктер in vitro жағдайында пайда болған бүршіктер мен эмбриоидтардан алынады. Бұл өсімдіктерде маманданған және каллус жасушаларынан шыққандығына байланысты генетикалық өзгергіштіктер орын алуы мүмкін. Сондықтан, шыққан клондар бастапқы өсімдіктен біршама ауытқып кете береді. Сөйтіп бұл әдісті тек каллустары тұрақты немесе регенеранттарда пайда болған өзгерістер табиғи өзгергіштіктен аспайтын өсімдіктерге пайдалануға болады. Бүршіктер мен эмбриоидтар былай пайда болады: 1) экспланттың маманданған жасушаларынан тікелей (көбейме мүшелерінің ұлпаларынан, эпидермистен, субэпидермис ұлпаларынан, жапырақ мезофилінен т. б. 2) экспланттан шыққан алғашқы каллустан; 3) көшіріп отырғызған каллустан немесе суспензиядағы жасушалардан.

Қолтық бүршіктерінің дамуын индукциялау.

Қолтық бүршіктерді оятып, олардың дамуын қоздырып, олардан шыққан қолтық өркендерді пайдалану өсімдіктерді микрокөбейтудегі ең кең тараған әдіс. Бүтін өсімдікте қолтық бүршіктердің өсуін сабақ ұшындағы апекс тежейді (апикальдық басымдылық құбылысы) . Қолтық меристемалардың өсуі сабақтың ұшын кесіп тастағанда немесе цитокининмен өңдеген соң басталады. Қоректік ортадағы цитокининдер жанама бүршіктердің жандануына әсер етеді және толып жатқан қолтық өркендердің дамуына әкеледі. Тез өсетін өркендердің шоғыры пайда болады, одан жеке өркендерді бөліп алып жаңа қоректік ортаға отырғызғанда, олар өсіп қайта шоғырланады. Бірақ барлық өркендерде тамыр пайда бола бермейді. Ал оларды цитокинині жоқ ортаға көшірсе, өзінен-өзі тамырлары өсіп шығады, әсіресе даражарнақты өсімдіктерде. Қолтық бүршіктерді ояту үшін қоректік ортадағы фитогормондардың концентрациясын дұрыс анықтау керек. Цитокинин жоғары мөлшерде қолданылғанда қолтық өркеннің дамуына мүмкіндік туғызады, бірақ өсімдіктің морфологиясына теріс әсер етіп кемістіктері бар формалар пайда болады.

Қоректік ортада ауксиннің мөлшері артық болса, каллус түзілуі мүмкін. Каллус меристеманың өсуін тежейді немесе бастапқы өсімдіктен генетикалық айырмашылықтары бар қосымша сабақ апекстерінің концентрациясын төмендетеді немесе тіпті оны қоспайды.

Сонымен қолтық бүршіктері бар сабақ кесінділерін лайықты қоректік ортада өсіріп, өркен алуға болады, ал оны құрамы басқа ортада тамырландырып бүтін өсімдікті шығарады. Көбеюді жылдамдату мақсатымен алғашқы өркенді 5-7 жапырақ шыққан соң қалемшелейді. Әрбір қалемшеде бір жапырақ болуы керек. Қадемше биіктігі 1-1, 5 см болады. оларды бір-бірден қоректік орта құйылған пробиркаларға отырғызады. Бұл тәсілді микроқалемшелеу деп атайды. Ол жүзім, картоп т. с. с. өсімдіктерге қолданылады. Микроқалемшелеуді 2-3 реттен артық пайдалануға болмайды, одан кейін өркендерді тамырландыру керек.

In vitro жағдайында қолтық бүршіктерін оятып өсіру әдісімен жеміс-жидек, әсемдік өсімдіктерді, қырыққабатты, картопты т. б. өсімдіктерді көбейтеді. Көңіл аударатын жағдай мынау: осы әдіспен меристеманың бөлінуі арқасында пайда болған регенерант өсімдіктер генетикалық біркелкі болады. себебі меристемалар генетикалық жағынан тұрақты келеді, сондықтан олардан дамыған өркендер де бастапқы өсімдіктей болады. бірақ ескерте кету керек, Т. Мурасиге пікірінше бұл микрокөбейту әдісі басқа әдістерге қарағанда бәсеңірек.

Қосалқы өркендердің экспланттан тікелей пайда болуы.

Көптеген өсімдіктерде өркендер in vitro жағдайында тікелей экспланттың маманданған ұлпадарынан пайда болады. экспланттың жеке жасушалары корреляциялық өзара әрекеттері бұзылған соң дедифференцияланады және бөліне келе меристемалық аймақтарды түзеді. Сонан соң қайтадан дедифференцияланып, өркен бүршіктері пайда болады. сол бүршіктерді тамырландырып, бүтін өсімдікті алуға болады. Бұл әдіс әсіресе шөптекті өсімдіктердің жапырақтарын, пиязшықтарын, пиязшық түйнектерін, сабақтарын, тамырсабақтарын және түйнектерін пайдаланғанда жарамды келеді. Эксплантты ауксин мен цитокининнің шамалы мөлшері бар қоректік ортада өсіргенде бір шоғыр өркендер пайда болады. оларды бір-бірінен ажыратып бөліп, әрқайсысынан жеке ыдысқа отырғызып, тағы да бір топ шоғыр өркендерді алады. Одан кейін өркендерді тамырландырып, бүтін өсімдіктерді шығарады.

Пиязшықты өсімдіктердің көптеген түрлері табиғатта өте баяу көбейеді. Пиязшықтың түрлі ұлпаларынан in vitro жағдайында қосалқы өркендерді өсіріп көбейту коэффициентін айтарлықтай арттыруға болады. Өте кішкентай экспланттарды қолданып, бір пиязшықтан көптеген біркелкі регенерант өсімдіктерді алуға болады. осы әдіспен бірқатар өсімдіктерді микрокөбейтеді, атап айтқанда: шегіргүлді, фрезияны, амариллисты, лалагүлді, петунияны, шашыратқыны, каланхоэны, цикламенді, т. б. Сонымен қатар, қосалқы өркендер жанама және қыстырмалы меристемалардан да дамуы мүмкін. Тегі меристема болғандықтан бұндай регенерант өсімдіктері бастапқы өсімдіктермен генетикалық біркелкі болады.

Регенерант өсімдіктердің каллустан пайда болуы.

Микрокөбейтудің тағы бір көп таралған әдісі ол өсімдіктерді каллустан органогенез немесе эмбриодогенез жолымен шығару. Морфогенездің басталуы қоректік ортадағы фитогормондардың ара қатысымен реттеледі. Органогенез арқылы регенерант өсімдіктерді алудың модельді жүйесі ретінде темекі бола алады. Қоректік ортада фитогормондардың концентрациясын өзгертіп отырып, каллустан немесе тікелей экспланттан өркендерді өсіруге болады. мысалы, темекінің Nicotiana tabacum мен N. оccidentalis деген екі түрін бірі мен бірін будандастырғанда, будан ұрықтар түзілген. Бірақ бұл ұрықтар табиғи жағдайда өне алмаған. Оларды in vitro өндіріп каллус алынды. Одан кейін каллуста сабақ бүршіктері мен маиырлардың пайда болуына жағдай туғызылды. Сөйтіп темекінің бағалы буданы көбейтілді. Өкінішке орай, Скуг пен Миллердің анықтаған заңдылығы ең маңызды ауыл шаруашылық дақылдарына - дәнді дақылдар мен бұршақ тұқымдастарды қамти алмайды. Демек, каллустың регенерациялық активтілігіне генотиптің тигізетін әсері күшті болуы ықтимал. Каллустың морфогенезге қабілеттілігіне басқа факторлар да әсер етеді. Олар: өсімдіктің жасы мен физиологиялық күйі, экспланттың тегі, каллустың жасы және оны өсіру жағдайлары. Микрокөбейту үшін өте онды каллус жасушалары генетика тұрғысынан тұрақты, сабақ апексінің меристема жасушаларына ұқсас және тоқтаусыз бөлінуге қабілетті болуы керек.

Өсімдіктер генетикасы - жоғары сатыдағы өсімдіктердің тұқым қуалауы және өзгергіштігі туралы ғылым; генетика саласы. Өсімдіктерді генетикалық тұрғыдан зерттеудің бірнеше әдісі бар:

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.