Клеткалық селекция
КІРІСПЕ
НЕГІЗГІ БӨЛІМ 4
6
1. Әдебиетке шолу 6
1.1 Клеткалық селекция 6
1.2 Генетикалық өсімдік клеткаларының қолдануы немесе негізгі түрлері 7
1.3 Сомаклондық өзгергіштікке әсер ететін факторлар 10
1.4 Астық тұқымдасының соматикалық ұлпасының дақылында морфогенез және регенерация мәселелері 11
1.5 Астық тұқымдасының онтогенез кезіндегі сандық белгілерінің қалыптасуы 16
1.6 Бастапқы материалдарды сандық белгілері бойынша зерттеу 18
1.7 Өсімдік биіктігі 18
1.8 Өнімді түптілік 18
1.9 Бір өсімдіктегі дән салмағы 20
2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ 21
2.1 Зерттеу материалдары мен әдістері 21
2.2 Өсіру жағдайлары 23
2.3 Өсімдік клеткаларын in vitro жағдайында өсірудің әдістері мен жағдайлары
24
2.4 Өзгергіштік және оны статистикалық өңдеу жолдары
25
2.5 Әртүрлі күріш үлгілерінің онтогенез кезіндегі сандық белгілерінің қалыптасуы 25
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ
28
3.1 Күріштіңсоматикалықұлпасыныңкаллустүзілуі 28
3.2 Күріш Р 1 сомаклондарыныңсандықбелгілердіңтұқымқуалаушылығы
29
3.3 Күрішөсімдіктерініңселекциялықбелгілеріменсандықөзгергіштігі 32
ҚОРЫТЫНДЫ 35
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 36
НЕГІЗГІ БӨЛІМ 4
6
1. Әдебиетке шолу 6
1.1 Клеткалық селекция 6
1.2 Генетикалық өсімдік клеткаларының қолдануы немесе негізгі түрлері 7
1.3 Сомаклондық өзгергіштікке әсер ететін факторлар 10
1.4 Астық тұқымдасының соматикалық ұлпасының дақылында морфогенез және регенерация мәселелері 11
1.5 Астық тұқымдасының онтогенез кезіндегі сандық белгілерінің қалыптасуы 16
1.6 Бастапқы материалдарды сандық белгілері бойынша зерттеу 18
1.7 Өсімдік биіктігі 18
1.8 Өнімді түптілік 18
1.9 Бір өсімдіктегі дән салмағы 20
2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ 21
2.1 Зерттеу материалдары мен әдістері 21
2.2 Өсіру жағдайлары 23
2.3 Өсімдік клеткаларын in vitro жағдайында өсірудің әдістері мен жағдайлары
24
2.4 Өзгергіштік және оны статистикалық өңдеу жолдары
25
2.5 Әртүрлі күріш үлгілерінің онтогенез кезіндегі сандық белгілерінің қалыптасуы 25
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ
28
3.1 Күріштіңсоматикалықұлпасыныңкаллустүзілуі 28
3.2 Күріш Р 1 сомаклондарыныңсандықбелгілердіңтұқымқуалаушылығы
29
3.3 Күрішөсімдіктерініңселекциялықбелгілеріменсандықөзгергіштігі 32
ҚОРЫТЫНДЫ 35
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 36
Тақырыптың өзектілігі. Селекциялық жұмыстардың және оның тиімділігі әр түрлі бастапқы материалдардың болуымен және олармен селекциялық жұмыстар жүргізуіне байланысты.
Елімізде аудандастырылған сорттардың бір қатар кемшіліктері бар, мысалы қоршаған ортаның қолайсыз жағдайларына – құрғақшылық, ыстық, суық және басқа да стресс факторларына төзімсіздігі сияқты белгілері түсімнің азаюына, дәннің сапасына әсерін тигізеді. Олар едәуір түрде еліміздің экономикасы мен қор байлығын толықтыруға зиянын тигізіп бағалы ауылшаруашылық дақылдардың өнімділігін төмендетеді. Сондықтан өсімдіктердің стрестерге төзімділігін арттырудың тиімді жолдарын іздестіру және өңдеу – мемлекеттің маңызды міндеттерінің бірі болып табылады.
Елімізде аудандастырылған сорттардың бір қатар кемшіліктері бар, мысалы қоршаған ортаның қолайсыз жағдайларына – құрғақшылық, ыстық, суық және басқа да стресс факторларына төзімсіздігі сияқты белгілері түсімнің азаюына, дәннің сапасына әсерін тигізеді. Олар едәуір түрде еліміздің экономикасы мен қор байлығын толықтыруға зиянын тигізіп бағалы ауылшаруашылық дақылдардың өнімділігін төмендетеді. Сондықтан өсімдіктердің стрестерге төзімділігін арттырудың тиімді жолдарын іздестіру және өңдеу – мемлекеттің маңызды міндеттерінің бірі болып табылады.
1. Суханов В. М., Папазян Н. Д. Условия получения каллусов и регенерантов в культуре зрелых зародышей пшеницы // Апомиксис и цитоэмбриология растений. Саратов-.1983. -С. 124-130.
2. Бутенко Р.Г. Клеточные технологии в селекционном процессе// Состояние и развитие сельскохозяйственной биотехнологии: материалы Всесоюзной конференции, Москва, июнь.-1986. - С.29-38.
3. Терлецкая Н.В. Использование культуры тканей для селекции
Засухоустойчивых форм ячменя// Биотехнология. Теория и практика.- 1996.-№1. - С.64-71.
4. Берсімбаев, К.Қ. Мұхамбетжанов. “Жалпы және молекулалық Генетика”: Р.І. ІІ бөлім: Оқу құралы. Алматы: Қазақ университеті, 2005. – 264 б.
5.Сидоров В.А. Биотехнология растений: клеточная селекция. – Киев: Наукова думка. - 1990. –С. -280.
6.Тажин Т.О., Н.Л Удольская Биометрия.-2001.- С. 152-154
7.Уалиханова. Г.Ж Өсімдіктер биотехнологиясы. Алматы: Ж.Ш.С« Дәуір».-2009. С.237-3-238.
2. Бутенко Р.Г. Клеточные технологии в селекционном процессе// Состояние и развитие сельскохозяйственной биотехнологии: материалы Всесоюзной конференции, Москва, июнь.-1986. - С.29-38.
3. Терлецкая Н.В. Использование культуры тканей для селекции
Засухоустойчивых форм ячменя// Биотехнология. Теория и практика.- 1996.-№1. - С.64-71.
4. Берсімбаев, К.Қ. Мұхамбетжанов. “Жалпы және молекулалық Генетика”: Р.І. ІІ бөлім: Оқу құралы. Алматы: Қазақ университеті, 2005. – 264 б.
5.Сидоров В.А. Биотехнология растений: клеточная селекция. – Киев: Наукова думка. - 1990. –С. -280.
6.Тажин Т.О., Н.Л Удольская Биометрия.-2001.- С. 152-154
7.Уалиханова. Г.Ж Өсімдіктер биотехнологиясы. Алматы: Ж.Ш.С« Дәуір».-2009. С.237-3-238.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
НЕГІЗГІ БӨЛІМ
4
6
1.
Әдебиетке шолу
6
1.1
Клеткалық селекция
6
1.2
Генетикалық өсімдік клеткаларының қолдануы немесе негізгі түрлері
7
1.3
Сомаклондық өзгергіштікке әсер ететін факторлар
10
1.4
Астық тұқымдасының соматикалық ұлпасының дақылында морфогенез және регенерация мәселелері
11
1.5
Астық тұқымдасының онтогенез кезіндегі сандық белгілерінің қалыптасуы
16
1.6
Бастапқы материалдарды сандық белгілері бойынша зерттеу
18
1.7
Өсімдік биіктігі
18
1.8
Өнімді түптілік
18
1.9
Бір өсімдіктегі дән салмағы
20
2
ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ
21
2.1
Зерттеу материалдары мен әдістері
21
2.2
Өсіру жағдайлары
23
2.3
Өсімдік клеткаларын in vitro жағдайында өсірудің әдістері мен жағдайлары
24
2.4
Өзгергіштік және оны статистикалық өңдеу жолдары
25
2.5
Әртүрлі күріш үлгілерінің онтогенез кезіндегі сандық белгілерінің қалыптасуы
25
3
ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ
28
3.1
Күріштің соматикалық ұлпасының каллус түзілуі
28
3.2
Күріш Р 1 сомаклондарының сандық белгілердің тұқым қуалаушылығы
29
3.3
Күріш өсімдіктерінің селекциялық белгілері мен сандық өзгергіштігі
32
ҚОРЫТЫНДЫ
35
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
36
К І Р І С П Е
Тақырыптың өзектілігі. Селекциялық жұмыстардың және оның тиімділігі әр түрлі бастапқы материалдардың болуымен және олармен селекциялық жұмыстар жүргізуіне байланысты.
Елімізде аудандастырылған сорттардың бір қатар кемшіліктері бар, мысалы қоршаған ортаның қолайсыз жағдайларына - құрғақшылық, ыстық, суық және басқа да стресс факторларына төзімсіздігі сияқты белгілері түсімнің азаюына, дәннің сапасына әсерін тигізеді. Олар едәуір түрде еліміздің экономикасы мен қор байлығын толықтыруға зиянын тигізіп бағалы ауыл шаруашылық дақылдардың өнімділігін төмендетеді. Сондықтан өсімдіктердің стрестерге төзімділігін арттырудың тиімді жолдарын іздестіру және өңдеу - мемлекеттің маңызды міндеттерінің бірі болып табылады.
Қазақстандағы ауыл шаруашылық өнімдердің төмендеуіне антропогендік әсерлер мен жер бетінің климатының өзгеруі әсер етуде. Мысалы, Арал теңізінің деңгейіндегі әрдайым күшейіп бара жатқан құрғақ ауа райы және ауыл шаруашылығы үшін маңызды жерлердің шөлге айналуы мен сортаңдануы саналады. Қазіргі таңда күріш селекциясы үшін құнды белгілерін жақсатуда дәстүрлі генетикалық және селекциялық тәсілдермен қатар, биотехнологиялық әдістер де кеңінен қолданылады. Күріш Қазақстанның ауыл шаруашылық дақылдар арасында бағалылығы бойынша алдыңғы орындардың бірінде тұр [1].
Генетикалық өзгерістері бар каллус клеткаларынан регенерант өсімдігін шығару процесінде кейбір мутациялар регенеранттарға берілуі мүмкін. Сондықтан көбінесе регенерант өсімдіктердің бастапқы донорлық өсімдіктерден айырмашылығы болады. Сонымен қоректік ортаны үйлестіру арқылы жетілмеген ұрықтарды өсіріп, өміршең өсімдік алу арқылы өсімдіктің биіктігі, дәннің түсі, масақтың формасы, белоктардың электрофорездік спектрі сияқты және т.б. белгілерін өзгертуге болады.
Регенерант өсімдік сомаклондық мутант екендігін дәлелдеу үшін жыныстық жолмен көбейтетін түрлердің регенеранттарын өздігінен тозаңдандырып және тиісті будандастырулар арқылы генетикалық тексеруден өткізіледі. Әдебиеттерде сомаклондық варианттар орнына мына терминдерді қолдануға болады: клеткалық варианттар, фенотиптік варианттар. Сомаклондық өзгергіштік әр түрлерге жататын көптеген өсімдіктерде байқалған. Әсіресе қызықтыратын астық тұқымдастарының сомаклондық варианттары, себебі олар генотиптерді шығарудың қайнар көзі. Астық тұқымдастарына жататын өсімдіктердің каллустары соңғы жылдары көптеп алынып, олардан алынған регенеранттардан морфологиялық ұқсас өзгерістер зерттелінген[1,2].
Өсімдік клеткаларының дақылдары клеткалық және ұлпа деңгейінде өсімдіктің өсуі мен дамуын анықтайтын механизмдерді зерттеу қызықты модельді жүйелердің бірі болып табылады. Бұл зерттеушілерге in vitro жағдайында стресс факторларға төзімді генотиптерді зерттеуге және таңдауға мүмкіндік береді. Өсімдік генотипін дұрыс таңдау биотехнологиялық зерттеулерге қажетті болып табылады, себебі: генотип каллус түзу жиілігіне және регенерациялану процестеріне және алынатын регенеранттар санына әсер етеді. Генетикалық факторлардың көрсетуі бойынша, каллус түзу қарқындылығы және каллустан алынған регенерация өсімдігі бір-бірімен байланысты.
Ал Қазақстанға морфологиялық белгілері бойынша құнды және аурулар мен қолайсыз жағдайларға төзімді күріш сорттарын алуға бастапқы материал ретінде сомаклондарды да алуға болады. Сондықтан күріш сорттарының пісіп жетілмеген ұрықтарынан регенерантты өсімдіктер алу және олардың морфологиялық және сандық белгілеріне сипаттама беру өзекті болып табылады.
Жұмыстың мақсаты мен міндеттері:
Зерттеудің мақсаты - Қазақстанның "Маржан" және "Бақанас" күріш сорттық үлгілерінің сандық белгілерін селекциялық-генетикалық әдістермен cұрыптау.
Осы мақсатқа сәйкес зерттеулердің міндеттері төмендегідей:
1. Күріш сорттарының сомаклондық каллусты өсіру әдістері мен өсіру жағдайларын зерттеу;
2. Жетілмеген ұрықтан күріш сомаклондарын алу, оларға фенологиялық бақылау жүргізу.
3. Сорттық үлгілердің сандық белгілері бойынша өзгерістерін анықтау;
4. Регенеранттардың сандық белгілері бойынша тұқым қуалаушылық сипатын анықтау.
НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
0.1 Клеткалық селекция
Селекциялық зерттеулер өсімдік шаруашылығы мен мал шаруашылығының ыңғайына қарай дамиды. Мысалы, тұщы су тапшылығы жағдайында теңіз суымен суландырғанда жоғары өнім беретін арпаның сорты, сол сияқты құс фабрикасында тығыз орналасуына қарамастан беретін өнім ешбір төмендетпейтін тауықтың жаңа тұқымдары, экологиялық қиыншылықтарға төзімді ауылшаруашылық дақылдары сорттары мен мал тұқымдарын шығарудың ерекше маңызы бар.
Селекцияның ғылыми негізі - теориялық және тәжірибелік зерттеулерді дамыту арқылы ауыл шаруашылығының мәселелерін табысты шешу. Дәнді дақылдардың өнімділігі мен ауру түрлеріне тқрақтылығын арттыру және сапасын жоғарлату селекцияның өзекті ғылыми бағыттарының бірі болып табылады [3]. Қазіргі таңда күріш селекциясы үшін құнды белгілерін жақсартуда дәстүрлі генетикалық және селекциялық тәсілдермен қатар, биотехнологиялық әдістер де кеңінен қолданылады. Жалпы алғанда, қазір кезде кең көлемде егілетін кең тараған, ауылшаруашылығына құнды және қоршаған ортаның стресстік әсерлеріне төзімді күріш сорттарының саны онша көп емес және олар сортаралық будандастыру арқылы алынған сорттар. Сондықтан күріш сорттарының генотиптерін жақсарту және Қазақстанда өсірілетін сорт санын көбейту бағытында биотехнология саласының сомаклондарды алу әдісін қолдану селекция процесін айтарлықтай жылдамдатады. Генетикалық өзгерістері бар каллус клеткаларынан регенерант өсімдігін шығару процесінде кейбір мутациялар регенеранттарға берілуі мүмкін. Сондықтан көбінесе регенерант өсімдіктердің бастапқы донорлық өсімдіктерден айырмашылығы болады. Сонымен қоректік ортаны үйлестіру арқылы жетілмеген ұрықтарды өсіріп, өміршең өсімдік алу арқылы өсімдіктің биіктігі, қылтанақтың ұзындығы, дәннің түсі, масақтың формасы, белоктардың электрофорездік спектрі сияқты және т.б. белгілерін өзгертуге болады. Регенерант өсімдік самоклондық мутант екендігін дәлелдеу үшін жыныстық жолмен көбейтетін түрлердің регенеранттарын өздігінен тозаңдандырып және тиісті будандастырулар арқылы генетикалық тексеруден өткізіледі [4].
Клеткалық селекция - бұл клеткалардың мақсатқа бағытталған нәтижелі әдіс, яғни мутациялармен агенттер арқасында сұрыпталған.
Сұрыптау нәтижесі материал үлкен бөлінуі мүмкін, in vitro сорттарында бағаланған. Мысалы: бір қабылдаудың артынан клеткалардың әрбір жапырақтарын, бөлінген картоп генотипін тесттен өткізуге болады. Жақсы еңбек сіңірілген өсімдіктер регенерация әдістерінде, өсімдік-регенеранты тұрақты өсімдіктерден үлкен сан алуға болады. Тұрақты өсімдіктердің бастапқы өсімдіктерден айырмашылығы болады. Тұрақтылық механизмдері үшін көрсетушілер клеткалы деңгейде, өсімдіктердің тұрақтылығымен түзету керек. Шағын организмдер орта сұрыпталған агенттер, олардың өзгеруі қолданылады [5].
Пайдалы клеткалар деңгейінде каллусты, құрылымдарының эмбриогендері немесе өсімдік регенерантын алып қоюға болады. Мысалы: өсімдік регенерантты азықтарында тұрақтылығы селекция сұрыпталған, яғни селекциясына ұшырайды. Ұқсас артықшылығы болады, өсімдік клеткалары токсинге тұрақтылығына өсімдіктердің жаңа формаларын тез алуға болады. Клеткалық селекциялар түр селекциясы, гамета клеткалары, сатыларына көрсету нәтижесі көбірек болады. Гаплоидтық гамета-даму гендері тұрақтылық белгісін көрсете алады.Тозаң сұйықтық оларға бастама клетка белгілі бір төтенше факторлар төзімді келсе, одан шыққан өсімдікте көбінесе сол қасиетті сақтай алады [6, 7].
1.2 Генетикалық өсімдік клеткаларының қолдануы немесе негізгі түрілері
In vitrо морфологиялық және биологиялық қасиеттерімен құйып алады, физиологиялық немесе генетикалыққа тән. Әр түрлілік клеткалық сызықтарды немесе өсімдік регенеранты арасында вариабельділік, яғни сомаклондық деп аталады. Генетикалық өзгерістері бар каллус клеткаларынан регенерант өсімдік шығару арқылы табиғаты мене өзгермелі сомаклондардың механизмдері туралы зерттеулер аз жүргізілуде, бірақ түрлердің сомаклоны көріну тәуелділігіне айқынырақ көрінеді. Ең алдымен дене клеткалары және генетикалық гетерогендігімен эксплант негізгісі, генетика және эпигенетикалық шарттарымен in vitro өсіруінің генотипі және экспланты болып табылады [8].
Өсіріп отырған клеткалы полиморфизмі және ерекшеліктерімен деңгейімен, жеуге жарамды орта құрамы жасауымен ықпалын және жоқ болуына сәйкес келеді. Соңғы фактор бойынша қатты реттеу бұзуына бастаушы болғанын бүтін өсімдікке көрінетін in vitro клеткаларының спонттанты өзгеруіне байланысты. Әр түрлі өсімдік үзіндісі кез келген тәуелділікке ұсынады. Себебі: каллусының тіпті эксплантты калусына бір-біріне гетерогенді және айырмашылығы бар болады. Бірдейлер толық табиғатта эксплант бола алмайды, демек негізгі материал бір келкі емес, әр түрлі клеткалардың алдын алуға әбден мүмкін. Физиологиялық гетерогендік төзімді, әр түрлі физиологиялық күй жағдайында көбейеді алады [9,10]. Сондықтан оларды асинхрондылар деп аталады. Бір клеткалы цикл фазалары жүру ең жақсы өсімдіктердің көбеюін білдіреді. Себебі: клеткалардың бөлімі 2-4 пайызы қабілетіне қарай құрастырылады. Дәрежелері қайсыбірі бөлу клеткаларын сан жағдайына қарай жасайды, химиялық заттар сатыларына қарай айқындалады немесе бөлуге болады. Синхронизация қол жеткен 10-30 клетка пайызы, келесі бөлулер синхромды жоғалтады. Біркелкі шарттарды аэрациямен және сұйықтық-орта клеткалар метаболизммен байланысты. Өсіріліп отырған клетканың гетерагені эпигенетикалық және модификациялық өзгертуіне әкеледі, яғни генотипке байланысты.
Мутация хромосомалық генімен және геномымен бір деңгейде болады. Гендік немесе нүктелі клетка морфологиялық, биохимиялық және физиологиялық қасиеттеріне күшті немесе әлсіз өзгерулеріне әкеледі. ДНҚ құрылымының өзгеруі, яғни гендік болып табылады. Мутация хромосома-
лардың нәтижесінде өзгертулері хромосомалық көрінуімен мутацияларға әкеп соғады немесе хромосомалық бұрмалаумен инверсия нәтижесінде, делекция хромосомалары қайта құрылады. Сонымен қатар дупликация транслокация және транспондар мутациясы болып табылады [5].
Геномның кариотипіне хромосомалардың сан өзгеруімен байланысты. Генетикалық тор тіпті аталған барлық өзгерулердің in vitro хромосомалық ең толық зерттелгендердің және маңыздысы метаболизіміне өңделеді. Метаболизм өнімдері: 1. Негізгі орталарға алуан жинастырушылардың негізгі материалы алуан болып келеді. 2. Өсімдік эксплантымен бақылау әрекетіне генетикалық себептері мол. 3. Орта компоненттерінің жоқ болуы. 4. Гетерогендік және айқын үш клеткаларының селекциясы. Хромосомалық өзгергіштігі митозды бұзуларының нәтижесіне әкеледі. Эндомитозбен және эндоредупликация, эндомитоздық хромосомалардың спирализациясы болады, сондықтан хромосомалар аман сақталады; хромосомалардың саны өсуге алып келеді, мөлшерлері артуы мүмкін және клеткалардың түйіні үлкеюі мүмкін. Хромосомалардың түйіні бөлінуімен немесе ДНҚ түйінінде үлкейеді.
Клеткалардың деңгейімен жылдамдығымен артады, сонымен қатар оларды алуға болады. Сондай селекцияны қолайлы спонтанттық дейді, себебі ол спонтанттық арнайы әсерсіз стрестік факторлармен байланысты, және биік болуына қарай айрықша пролиферациямен мықты болып келеді. Өсіру шарттары: гетерогендік цитогенетикалық маңызды роль атқарады. Бір айда тәжірибелері жақсы көрінуі мүмкін яғни, Р.Г.Бутенко лабораториясында екі жыл ішінде мына өсімдікті меристемалық әдісімен өсіреді. Негізгі клеткалар дақылымен жұмысты Швед зерттеушісі Эриксон жасады. Жұмыс істегелі әрбір екі күн сайын жаңа дақылмен, жарамды екенін анықтап отырды және де оның 90 пайызға жететінін алдына-ала біліп отырды. Шамамен тұрақтылықты сақтады, бірақ өсіру тәсілі клеткалары көбеюіне генетикалық тұрақты бола алмайтынын, генетикалық материалды көздеді, дәл осылай генетикалық гетерогендік ие бола алады. Дифференцияланған мата көптеген өсімдіктерде мамандандырылған клетка әртүрлі болады. Жасыл жапырақ паренхималар түбірлерін дайындау мен дақылымен клеткаларымен болады. Спонтанттық немесе өсімдіктердің вариантын әртүрлі индуцирлік фактормен қандайда болмасын ауылшаруашылық дақылы бар болуына сорттардың жақсаруы үшін қолдануға болады.
Сонымен қатар өзгертулер гендердің арқасында, яғни активтенудің потенциясы болып табылады. Бұлар гендік белсенділікке әкеп соғады.
Мәдениетті жасушалы модификацияланған түрлері жатады. Бұлар өзгертулермен генетикалық құрылымдарын қозғалтпайды, олар физиологиялық бейімделулерді талапқа сай келтіреді. Генотипке шамадан тыс нормасын реакциясын арттырады. Олардың өсуін in vitro торларының гетерогендігін ұзақтығын арттырумен өседі. Әр түрлі үлгілері эмбриогенез бен морфогенезде дене немесе әр түрлі бөлінулер жүреді, генетикалық өзгерутулер және сәйкестігі фенотипіне қызмет атқарады. Тәжірбиелік анықталған клеткалы өсімдік, дене эмбриогенез маңызды болып келеді. Оргоногенез материалы ұқсас немесе ата-аналық генотипі маңызды жақынырақ болуы әбден мүмкін. Сомаклондардың түрлері болады, олар практикалық қолдану және ауылшаруашылықта тәжрибелік жұмыс атқарады. Мысалы: әртүрлі сорттары картоп сомаклоны алынған биік өнімділігіне ауруларға, жоғары тұрақтылықпен, крахмалмен және көбірек алынуы мүмкін. Сонымен қатар қолдану немесе сомаклондық болудың сорттары белгілерімен сызықтарымен белгіленеді. Оған қарамастан генетикалық тұрақтылығы бар болады және өсімдіктердің әртүрлі селекцияға қажеттіліктерімен бірге мутагендері қолданылады. Азотты және де бірнеше рет әдіспен немесе 32 хромосомалық бұрмалаудың жоғарылануы біршама артады. Штам алуға яғни нәтижесінде түсті көбірек белсенділікпен, биосин-
тетикалық биіктің салыстыруымен негізделген [6,7].
Спонттанттық және индукцияланған клетка дақылдарында мутагендердің, төзімді және протопластар өсімдігін алуға рұқсат етеді. Өсімдіктердің түрлерін жасау үшін, сыртқы орта факторларына байланысты, топырақ температуралары табиғи орта ластануы мүмкін, улағыш заттармен тигізуі мүмкін. Сұрыпталған ретінде клеткалық селекция барысында факторлар қолданған бола алады. Клетканың бүтін өсімдігіне селекциясында индукцияланған мутагенез әсіресе қосымша метаболиттерді шығаратын мол өнімді клеткалық линияларды алу үшін тиімді пайдаланылады [7].
Мутациялардың жиілік жоғарлауының артынан сондай-ақ мутагендерді әдеттегідей қолданады, олар нитрозогуадин, нитрозолитил мочевина сияқты метилметан және сульфанат. Ультракүлгін және нейрондармен сәуле түсуі сирек. Сұрыпталған агенттер антибиотиктер, нуклин қышқылдарымен синтез пурин және пиримединдік негіздері қолданылады. Тұздық және су стресі амин қышқылдарымен аналогтарымен бірге синтезделеді. Клеткалық селекция өткізуіне арналған келесі қабылдаулар қолданылады:
1. Тура селекция тек айқын ізделіп отырған мутанттарды айқындайды.
2. Селекция негізі және белсенділік емес, метаболиттік және тірі клетканың мутациялық өзгеруімен бірге теңесуі мүмкін.
3. Жаппай селекция барлығы дара клонды болып келеді.
4. Жеке сұрыптау сұрыпталмаған клетка немесе биохимиялық әдістерді қолдануы әбден мүмкін.
Көп таралған әдіс, ең жоғарғы селекция, түзу селекциялар аралары тұрақтылықпен гербицидтер және антибиотиктер немесе токсиндер, антибиотикке тұрақты болып келеді.
1.3 Сомаклондардық өзгергіштікке әсер ететін факторлар
In vitro өсіру кезінде пайда болатын өзгергіштіктің молдығына донорлық өсімдіктің генотипі әсер етеді. Мысалы, арпаның хромосомалық аномалиялары, бидайдың, таңқурайдың, бегонияның морфологиялық өзгерістердің жиілігі мен олардың әр түрлігі өсіру жағдайына емес, сорт табиғатына байланысты болған.
Сомаклондық өзгергіштіктің пайда болуы сондай-ақ қоректік ортаның құрамына да байланысты, әсіресе фитогормондарға. Гормондар құрамының өзгеруі клетка циклінің кинетикасы мен митоздың өзінің де клеткалар мен регенеранттарда өзгеруіне әкеліп соғады. Клеткаларды бүтін өсімдіктен бөліп алып, жасанды қоректік ортада өсірудің өзі олардың гормондық ортада өсірудің өзі олардың гормондың балансын өзгертеді.
Ұлпаны өсіру мерзімінің ұзақтығы хромосомалық абберациялардың көбейте түседі. Сондықтан каллустан алынған сомаклондық варианттардың арпада цитогенетикалық аномальдық өсімдіктердің пайда болу жиілілігі ұлпалардың өсіру мерзіміне байланысты болған.
Сомаклондық өзгергіштікгі зерттеу теория тұрғысынан генетикалық өзгергіштіктің механизмдерін түсіну үшін маңызды. Ал, практикалық жағынан өсірілетін клеткаларды өсімдік селекциясында кеңінен қолдану үшін қажет. Сомаклондық өзгергіштіктің селекция үшін маңызы, ол өсімдіктердің жаңа формаларын будандастыруды қолданбай-ақ генетикалық әр алуандылықты молайту мүмкіншілігі [11]. Ауыл шаруашылықтың маңызды белгілері бар күріштің, бидайдың, жүгерінің, қант қамысының, картоптың сомаклондық варианттары алынған.
Қазақстан ғалымдарының зерттеулері нәтижесінде астық тұқымдастардан мыңдаған регенерант өсімдіктері алынып, түрлі экологиялық аймақтарда селекциялық және генетикалық зерттеулер жүргізу үшін қолданылады. Егіншілік ғылыми-зерттеу Институтында сомаклондармен жұмыс істеліп, 200-ге таяу линиялар алынған. Олар изогендік линияларды жасау үшін шаруашылыққа бағалы белгілердің қайнар көзі ретінде пайдаланылады.
Сонымен, in vitro пайда болатын сомаклондық варианттар - нақты болатын құбылыс, ол маңызды ауылшаруашылық дақылдарының сорттарын жақсартуға жарайтын өзгергіштіктің тиімді көзі.
Сомаклондық өзгергіштіктің себептері
Сомаклондық өзгергіштік - бірегей құбылыс. Бұндай өзгерістері бар өсімдіктерді қазіргі таңда ешбір басқа жолымен алу мүмкін емес. Өсірілетін клеткалардағы қандай да болсын өзгергіштік тек хромосомалардың саны өзгеруімен, кейде хромосомалардың құрамындағы өзгерістермен, нүктелік мутацияларымен, цитоплазмалық гендердің өзгерістерімен байланысты деп соңғы кездерге дейін есептеліп келеді. Клетка деңгейінде өтетін өзгерістердің барлығын тек спонтандық мутация деп түсінуге болмайды, себебі сомаклондық өзгерістер спондандық мутациялардың жиілігінен шамасы 1000 есе артық кездеседі.
Сомаклондық өзгергіштік өте күрделі құбылыс, оның тек осы себептер нәтижесінде өтеді деп түсіну жеткіліксіз. Молекулалық генетикалық соңғы мәліметтері бойынша, эукариот клеткасында генетикалық материалдардың ұйымдасуы қаншама күрделі болса, in vitro өсірілген клеткаларда өтетін өзгергіштік процестерді түсіну де соншама қиын.
Сомаклондық өзгергіштікті жан-жақты зертеген австриялық ғалым. У. Скаукрофт пікірі бойынша, оның себептері кариотиптік өзгергіштігі, хромосомалық абберацияларда, гендердің амплификациясында немесе редукциясында, жылжымалы генетикалық элементтердің ауыспалылығында, дифференцировкамен байланысты гендер құрамындағы өзгерістерде және сомалық кроссинговерде. Хромосомалар құрылысындағы өзгерістер тұқым қуалайтын өзгерістерінің кең және көп түрлі класы, ол генетикалық материалдың бір бөлігінің жойылуын екі екеселенуін, ауыспалылығы 1800 айналуын бір хромосома ішінде немесе бірнеше хромосомалар арасында өтуін қамтиды [8].
Өсірілетін ұлпалардың хромосомалық аберрациялары өте жиі кездеседі, сондықтан елеуі фенотиптік өзгерістерге әкеліп соғуы әбден мүмкін. Бірақ регенерант өсімдіктер мен олардың ұрпақтары арасында хромосомалық аберрациялар сирек кездеседі, себебі даму кезінде олар элиминацияға ұшырайды. Сонымен қатар, сомаклондық варианттардың ұрпақтарында ұрықсыздыққа апаратын хромосомалық аберрациялар да болмайды.
Сомаклондық өзгергіштіктің себептерін талдау одан ары күрделінеді, егер оның негізінде генетикалық өзгергіштікке басқа тағы да эпигенетикалық өзгергіштік жатса, яғни геном құрылымы сақталып, гендер активтілігі ғана тұқым қуалай өзгерсе. Сомаклондар белгілерінің тұрақтылығы өте маңызды мәселе болып табылады.
Жұмсақ бидай (Triticum vulgare, пщеница обыкновенная). Сипаттамасы: Биіктігі 50-180 см-ге жететін бір жылдық шөптесін өсімдік.
Сабағы тік, жапырағы жалпақтау таспа тәрізді, сабақ бойыны қынап арқылы орналасады. Гүл шоғыры 4-5 гүлден тұратын масақ.
Таралуы: Қазақстан мен Сібірдің далалы аймақтарында көптен себіледі. Өнімділігі жоғары. Химиялық құрамы: негізгі құрамдық бөлігі - белок және крахмал. Одан басқа белоктық заттар, витаминдер болады. (Гапоненко А.К., Мунтян М.А) [12].
1. 4 Астық тұқымдасының соматикалық ұлпасының дақылында морфогенез және регенерация мәселелері
Соңғы кездердегі клеткалық және молекулалық өсімдіктер биологиясының жеткен жетістіктерін, өсімдіктерді жақсарту үшін биотехнология саласын кеңінен пайдалануға болатынын айтуға болады. Темекі ұлпасының, сәбіздің , петуния және басқада түрлердің культурасы болып табылатын модельді жүйеде, келесі нәтижелер ең алғаш рет қарастырылған: 1) өсімдік жекелеген клеткалардан регенерациялануы мүмкінділігі протопластардан, клеткалық культурадан керекті белгілері бар, мутантты өсімдіктер алуға болады. Протопласттардың қосылуының арқасында өсімдіктердің туыс емес түрлерінің арасында соматикалық гибридтер түзілуі мүмкін.
Бұл бірінші кезекте дәндердің басқа таксиндердан айырмашылығы морфогенез регуляциясының механизімімен байланысты. Осыған байланысты дәндердің экспериментті морфогенездегі әлі күнге дейін шешімін таппай отыр. Дәнді дақылдардың каллусты ұлпаларының жоғары гетерогенділігі мен төмен және морфогенетикалық және ұзақ дақылдану жасау кезінде регенерация қабілетін жоғалту [13].
1961 жылы Х. Стрит алды. Ең алғаш бидайдың каллусты дақылдарын Уайттың модифицирленген ортасында тамыр экспланттарынан Кейін Е. Трион әртүрлі экспланттарды қолдана отырып, эндосперм, интеркалярлы меристема, тұқым түйіндерінің сегменттерін Triticum vulgare-нің зерттеген. Бұл жұмыста байқалғаны, эндоспермді ұлпалары бірде-бір ортада каллус түзілмеген, интеркалярлы меристема ұлпаларынан каллус түзілген және жақсы өскен [1].
Қазіргі уақытта дәндердің каллусты дақылдар индукциясы ешқандай қиындық туғызбайды. Астық тұқымдасының көптеген маңызды өкілдері және каллусты ұлпаларының ұзақ уақыт дақылдануынан мысалы: арпа (Бутенко және т.б., 1986) [2].
Әртүрлі өсімдіктердің ұлпаларының генотиптері қоректік заттардың қажеттілігі, өсуін реттеу жағынан өте айрықша ерекшеленеді.
Мысалы, бидай ұрықтарын Мурасиге - Скуга ортасында дақылдау кезінд 100% экспланттар 2,4-Д-мен бірге ортада каллус түзді және тек 77% кинетин қосу арқасында ғана каллус түзді. Цитокинин дәндерінде каллус түзу кезінде кей жағдайда тежеу процесін, дәндер ұлпасындағы цитокининнің клетка ішілік концентрациясы жеткілікті болуымен түсіндіреді. Мысалы, күріштің каллусты ұлпаларында жоғары дәрежеде эндогенді цитокинин: зеатина, рибозида зеатина ( 0,7-1,7 мкгг ішкі салмағы) анықталған.
Көптеген авторлар қоректік ортаның құрамы дәндердің каллусты ұлпаларының жақсы өсуіне қолайлы деп санайды. Органикалық қоспалардың әсерінен пайда болған көрсеткіштер каллустың түзілуіне және өсуіне айтарлықтай қарама-қайшы болады. Б.А. Быховцевтің айтуы бойынша аскарбин қышқылы, глутатион, глицин, кальций пантотенаты қоспаларының бидай апекстерінің каллус түзілуіне айтарлықтай оңтайлы әсер етеді. В.М. Суханов және И. Д. Папазян (1983) "бидайдың жетілген ұрықтарынан интенсивті каллусогенез индукциясы үшін витамин С немесе гибберилин қышқылы байланысқан ашытқы экстратын ұсынады. Бидайдың гүлшоғырынан каллус түзілу үшін кокос қосылған орта қолайлы болады.
Бір жағынан, жетілмеген бидай ұрығынан пайда болған каллустың жақсы өсуі үшін сахароза немесе глюкоза концентрациясын жоғарылату тиімді болады, ал ашытқы экстраты, кокос сүті, амин қышқылын қосу каллустың өсуіне әсерін тигізген жоқ. Негізінен каллустың өсуін жақсарту үшін ауксинді табиғи фитогормондар қажет, ал кинетин, зеатин және гибберилин қышқылы оның өсуін ингибирледі. Бірақ қара бидайда каллус түзілуі үшін қолайлы болып, 2,4- Д және бензил аденині бар орталар болды. Қарапайым дән ұлпаларынан каллус алу үшін ауксин ретінде 2,4-Д қолданды.
(НУК) нафтил сірке қышқылы бар ортада бидай ұлпасының каллус түзу қарқындылығы және жиілігі бірнеше есе төмендеген, кейіннен өсе келе НСҚ ортасында мұндай каллустар ұлпалары тамыр түзуге қабілетті болды.
Әртүрлі ауксиндердің дәнді дақылдарының каллустарының бойына және индукциясына әсер етуі туралы зерттеулер жүргізілген.
Жақсы қорытындылар шыққан және басқада синтетикалық ауксиндерді қолданғанда: 2,4,5-трихлорфеноксипропион қышқылы (2,4,5 CL3 POD)- бидай ұлпасы үшін ( Eapen, Rao, 1985 б); 26465- трихлорфеноксисірке қышқылы- арпа ұлпасы үшін (Папазян, 1979); 3,6 - дихлор- анис қышқылы
(дикамба) және 4- амино-3, 5,6- трихлорпиколинді қышқылы (пиклорам)- сұлы ұлпасына жақсы әсер етеді.
Қоректік ортаның минералды құрамы органикалық заттарын, бойды реттейтін концентрациясын өсімдіктің әр түріне және дақылданған дақыл түріне арнайы таңдап қолданады.
Сол себептен дәнді дақылдардың каллус түзу процессі генотипке түр және сорттарының ерекшеліктері мен қоректік ортаның құрамына, фитогормондардың типіне және концентрациясына қандай ұлпалар эксплант қолданғанына байланысты болады.
Ауыл шаруашылық дақылының сапасын жақсарту үшін жекеленген жасушаға және ұлпаға жүргізілген әдістен бұрын жеке клеткасына және каллустан өсімдік регенерантын алу тәсілін, қарастыруымыз керек. Жоғарыда айтылғандай алқа тұқымдасына сәйкес және басқада бірқатар тұқымдастарының регенеранттың жеке жасушасына сол сияқты протопластына әр түрлі тәсілдер қолданылды. Барлық каллустың немесе суспензиялық дәнді дақылдарды алуда экзогенді фитогормондардың әсер етуімен маманданған ұлпа алынбайды.
Бұл дақылдардағы морфогенез және регенерацияның дифференциялды кезеңдері қатаң генетикалық сол сияқты эпигенетикалық бақылауда болады. Каллус түзу жиілігі және регенерация сияқты генотип таңдау қажетті фактор болып табылады. (Генетикалық факторлардың көрсетуі бойынша, каллус түзу қарқындылығы және каллустан алынған регенерация өсімдігі бір-бірімен байланысты емес (Давоян, 1987). Қатысу байланыстары сол сияқты процестерді бақылайтын, гендер арасында да көрсетіледі.
Ұлпа дақылында өсімдік регенерациясының екі жолы бар: органогенез (гемморизогенез) және соматикалық эмбриогенез (эмбриоидогенез) [14].
Өскіндердің түзілуі бүршіктердің даму жолымен немесе каллусты ұлпалардағы өркендердің de novo меристемаларының ұйымдасу жолымен түзіледі.
Өркендер кешірек тамырланып және өсімдік түзеді. Соматикалық ұрықтар морфологиялық және физиологиялық жағынан зиготикалық ұрықтармен ұқсас және бір соматиалық клетакадан түзілуі мүмкін (Haccius, 1978). Эмбриоидтардың ерекшелік белгісі биполярлық және аналық ұлпаларға байланысты емес болып табылады.
Соматикалық эмбриогенез ең алғаш сәбіз ұлпаларының дақылдарында анықталды және содан бері көптеген жабық тұқымды өсімдік түрлерінен табылды. Gramineae ұлпасы дақылдануындағы соматикалық ұрықтардың түзілуі осы уақытқа дейін дәлірек айтылмаған.
1980 жылдары көптеген жұмыстар бойынша дән ұлпаларының дақылдануындағы өсімдік регенерациясы органогенез жолымен өтті деп айтылды. Жүгері, бидай, күріш каллус дақылындағы de novo меристемасының ұйымдасуымен өркендер түзіліп отырды.
Кейбір жағдайларда әсіресе эксплант ретінде жетілген ұрықтарды, каллусты дақылдардың құрамын негізінен тамырлы примордилер құраған. Осы көптеген анықтамаларда қысқа кезең аралығында дақылдар морфогенетикалық қабілетін сақтаған, өсімдік регенерациясы тұрақсыз болған және бірнеше генотиптермен шектелген. Сонымен қатар in vivo өркеннің меристемасы және in vitro меристемасының түзілуі көп клеткалы болып келеді. Сондықтан гетерогенді клеткалық популяциядан пайда болған шығу жағынан көп клеткалы өсімдіктер көбіне генетикалық бір туысты және химерлі бола алмайды. Ең алғаш рет дән ұлпалары дақылындағы соматикалық ұрықтар туралы, К. Норстог жұмыстарында көрсетілген (K. Norstog 1970).
Дәндерге тән емес 0,1 мгл кинетині бар ортада дақылданған арпаның жетілмеген ұрық қалқанды түйінінен эмбриоидтар түзілген.
Бұл эмбриоидтарда қалқандары және түзілмегендіктен, бұлардан өсімдік алу мүмкін болмады. Сонымен қатар жүгерінің жетілмеген ұрықтарында ұрық қалқандарына ұқсайтын құрылым түзілгені байқалды, бірақ дифференциялданған эмбриоидтар түзілмеді. Тек 1980 жылдан бастап астық тұқымдасының әр түрінің өкілдерінде соматикалық эмбриогенезге морфологиялық және гистологиялық дәлелдемелер келтірілген. Соматикалық эмбриогенез жолымен жүргізілген өсімдіктер регенерациясын және эмбриогенді каллустық дақылдарынан 12 түр алынған және 70 кездейсоқ таңдалынып алынған генотиптердің қайсысы қолданылғанына тәуелсіз астық тұқымының бір түраралық буданы алынады.
Жетістіктің ең басты себебі болып, зерттеушілердің өсімдік эмбриологиясына қызығушылығы және сонымен қатар соматикалық эмбриогенездің ерте стадияларын айыра білу қабілетіне байланысты болды.
Эмброидтар жекелеген эмбриогенді клеткалық бөліну жолымен крахмал жинақтайтын және жақсы ядросы бар цитоплазмаға бай клеткалардан шағын каллусты ұлпалардан түзілген. Пісіп жетілмеген ұрықтар, жас гүлшоғырларының сегменттері және жапырақтың базальді бөліктері ең жақсы экспланттар болатыны анықталды. Көп жағдайда Мурасиге - Скуга қоректік ортасы пайдаланылды. Көптеген мәліметтер бойынша қоректік ортаға бір ғана реттегіш 2,4-Д қосылған. Әрбір үш экспланттан эмбриогенді каллустар тек арнайы ұлпалардан түзілуі мүмкін еді. Пісіп жетілмеген ұрықтан эмбриогенді каллустар қалқанның ұшындағы перифериялық клеткалардың бөлінуі жолымен дамиды [15]. Гүл шоғырларды эмбриогенді каллустар гүлдің примордилерінің меристематикалық клеткаларынан және сонымен қатар гүл шоғыр өсінділері перифериялық түтікшелер шоғын қоршайтын клеткалардан дамиды. Ал дақылданатын жапырақ сегменттерінен эмбриогенді каллустар төменгі эпидермис клеткаларынан және түтікше шоқтарының арасындағы мезофильдік ұлпалардан түзілді. Пайдаланған эксплантқа ( пісіп жетілмеген ұрықтар, гүл шоғырлар немесе жапырақтар) тәуелсіз алғашқы клеткалық бөліністер көбінесе прокамбиялық немесе өткізгіш ұлпалардың жанында басталатын клеткалар қолданылған.
Мұның себебі аталған ұлпаларда өсуді реттейтін және қоректік заттардың мөлшерінің көп болуына байланысты болуы мүмкін. Осылайша Pennisetum purpureum соматикалық эмбриогенезге қабілетті жас жапырақ ұлпаларында және олардан алынған эмбриогенді каллустық дақылда эндогенді гормондардың оның ішінде НСҚ және АБҚ концентрациясы жоғары болатыны көрсетілді.
Сонымен қатар тез өсетін эмбриогенді каллустық дақылдарды алу барысында экспланттың даму кезеңі ең маңызды фактор болатыны анықталды. Пісіп жетілмеген ұрықтың ең қолайлы даму кезеңі ұрықтанғаннан соң 10-12 күннен кейін жүретіні белгілі болды. Бұл кезеңде ұрықтың барлық негізгі бөліктері жетіліп үлгереді. Эндосперм клеткалық күйге көшеді де қоректің қор заттары жинала бастайды. Ұрықтың қоректік ортаға қалқаны жетпейтіндей етіп салу қажет. Жеке гүл мөлшерінің примордилері түзіле бастаған жетілмеген гүл шоғырлары эмбриогендік дақыл түзуге яғни индукциялауға қолайлы болып табылады.
Гүл шоғырлар алғашқы даму кезеңдерінде немесе салыстырмалы түрде кеш даму сатысында көбінесе морфогендік емес каллустар түзеді. Дәнді дақылдардың жапырақтарында базальді меристема болатыны белгілі бұл ұлпаның белсенді түрде бөлінетін клеткалары эмбриогенді каллус түзуге қабілетті болады. Осы аталған меристема клеткасының белсенділігі жапырақтың орта түзілу кезеңінде жойылады. Эмбриогенді каллустарды шамамен 2-5 - ші ең жас жапырақтардың базальді бөліктерінен алынған сегментті ұлпалар түзеді. Басқа мәліметтер бойынша клетканың ең қарқынды пролиферациясы алтыншы жапырақтың базальды сегменттік дақылдарында байқалады. Бидайдың асептикалық өнген дәндерінен алынған жас жапырақтың түпкі ұлпаларында жақсы эксплант бола алатыны анықталды.
Әдеби мәліметтерді талдаудың нәтижесінде тозаңдар дақылындағы өсімдік регенерациясы және морфогенез процесінің заңдылықтарын және дәнді дақылдардың микроспораларын зерттеуде бірқатар жетістіктер бар. Алайда, морфогенетикалық потенциалының көрініс беруіне өсіру жағдайының әсер етуіне байланысты көптеген сұрақтар жеткілікті зерттелмеген және болашақта жетілдіруді қажет етеді. Әртүрлі генотиптердің регенерациясының өте тиімді жүйелерін жасауға және морфогенетикалық қасиеттерін үйрену үшін зерттеу жұмыстарын, сонымен қатар in vitro жағдайында стреске төзімді формаларды жақсарту бойынша жұмыстарды жандандыру қажет [16,17]. Осылайша, Қазақстандағы қазіргі уақыттағы сұрыптау процестерін жақсарту үшін маңызды стреске төзімді белгілері бар in vitro жағдайында өсірілетін жасыл регенеранттардың шығуын жоғарылататын биотехнологиялық процестерді жақсарту қажет.
0.5 Астық тұқымдасының онтогенез кезіндегі сандық белгілерінің қалыптасуы
Күріштің өнімділігі өсімдіктің әртүрлі мүшелерінің онтогенез барысындағы сандық белгілерінің күрделі әрекеттесуінің нәтижесінде дамуынан туындайды. Даму сипатына және өнімділікке қатысына қарай ең маңызды деген морфологиялық, сандық белгілерді шартты түрде 3-ке бөлуге болады.
Бүршіктердің биіктігі мен жапырақтануы. Бұл өнімділіктің тікелей элементі болып табылмайтын вегетативті белгілер, алайда айтарлықтай әсер етеді. Өйткені өсімдіктің жатып қалуы, жапырақтың формасы, мөлшері, орналасуымен өсімдікте болып жатқан физиологиялық үрдістердің деңгейі анықталады. Күріште өсімдігінің биіктігі өсу орнына, отырғызу қалыптылығы мен арасының жақындағана, топырақтағы азот мөлшеріне, топырақтың су режиміне және өзге де факторларға байланысты айтарлықтай ауытқулар байқалады. Сонымен қатар күннің ұзаруы, топырақтағы азоттың көбеюі, суға батып тұру тереңдігінің үлкеюі күріш өсімдігінің интенсивті өсуіне алып келеді.
Жапырақ саны өсімдікте сорттық белгі болып табылады және әр түрде сорттың вегетативті периодының ұзақтығына байланысты 10-13 ауытқиды. Жапырақтардың түзілу жылдамдығы мен ұзақтығы орта жағдайларына байланысты [17]. Жапырақтану азот тыңайтқышының мөлшерін және қоректену аймағын үлкейткенде 1-3 жапыраққа өседі және өзге де факторларға байланысты.
Түптенуі. Өсімдіктегі бүршіктердің саны мен орналасу қатарлары кіретін белгілер тобы; өнім беретін және өнім бермейтін бүршіктредің саны, бүршік саны, ол өз кезегінде өсімдіктің түптенуінің потенцаилды мүмкіндік көрсеткіші болып табылады. Онтогенездің әртүрлі сатыларында орта жағдайларын өзгерте отырып бүршіктердің әртүрлі түп бөліктерінде түзілуін реттеуге болады.
Генеративтік мүшелердің белгілері. Негізгі және бүйірлік бүршік масақтарының сандық көрсеткіштері: ұзындығы, масақша саны, дәндердің саны мен салмағы және т.б. Дәл осы белгілер өсімдіктің өнімділігінің негізгі элементі болып табылады. Сорт ішіндегі олардың өзгеруі алғашқы екі топқа қарағанда әлдеқайда төмен. Көптеген зерттеулер көрсеткендей ең көп өнім беретін негізгі масақ болып табылады. Алайда азоттың оптимальды мөлшерін енгізе немесе қоса бере отырып бүйірлік бүршіктердің дән санын арттыруға болады. Егер азот мөлшерін артық қосатын болса бос масақтардың көбеюіне алып келеді. Масақтарды дәнденуіне бір біріне жақын тұруы да әсер етеді. Тым жақын сабақтардың орналасу кезінде масақтағы масақша саны мен дәндері аз түзіледі, дәннің абсолютті салмағы мен масақтың өзге де белгілері төмендейді. Жоғарыда айтылғандай күріштің сандық белгілеріне қоректену аймағы мен топырақтағы азот мөлшері әсер етеді.
Онтогенез кезіндегі әрбір мүшенің түзілуі мен қалыптасуы өсімдік органогензінің нақты кезеңіне сәйкес келеді. Белгілі мүше түзілетін кезеңнің ұзақтығының өзгеруі оның сандық белгілерінің көрену дәрежесінің өзгеруіне әкелу мүмкін.
Органогенез кезеңдерінің өту сипаттары көбенесе сортқа байланысты. Сонымен топырақтағы азот мөлшерінің көбеюі негізгі бүршіктегі органогенез кезеңдерінің жүруін аздап тежейді. Айта кетерлік жайт орта факторлары органогенездің бастапқы кезеңдерінің ұзақтығына көбірек әсер етеді.
Күріш бүйірлік бүршіктерінің даму деңгейіне байланысты түптерінің әртүрлілігін өсімдіктің толықтай өсуі мен дамуына әсер ететін әртүрлі факторларды зерттегенде қажет. Органогенездің әртүрлі кезеңдеріндегі бүршіктерге сол немесе одан басқа бір фактордың әсерінен бірдей емес әсер етуі мүмкін. Бұл заңдылықтарды әсіресе сандық белгілерді зерттегенде ескерген жөн.
Күріште және басқа да дәнді өсімдіктерде органогенездің ерте кезеңдерінде сабақтың биіктігі боцынша өсуі байқалады, тіпті 5-6 кезеңдерде. Ерте пісетін күріш үлгілерінде қоректену аумағынан тәуелсіз жаппай гүлденуден кейін сабақ өсуі тоқтайды, ал кеш пісетін үлгілерде жаппай гүлденуден кейін сабақ өсуі баяуласа да, органогенездің соңғы кезеңдеріне дейін жалғаса береді. Топырақтағы азот мөлшерінің артуы өсімдік биіктігінің өсуіне әсер етеді. Өсу прцесінің динамиккасына басқа да орта факторлары әсер етеді. Тіпті судың бір қалыпты беріліп тұрмауынан сабақ, жапырақ өсуі бәсеңдейді.
Күріштің жапырағы бүршік органогенезінің 2-ші кезеңінде өсіп бастайды. Ерте пісетін күріш үлгілерінде негізгі бүршікте 9-10 жапырақ қалыптасса, кеш пісетін үлгілерде 12-13 [19, 20].
0.6 Бастапқы материалдарды сандық белгілері бойынша зерттеу
Ю.А. Филипченконың (1934) жұмысында, қоршаған орта жағдайында әртүрлі сандық белгілердің тәуелділігі біркелкі еместігі көрсетілген. Осыған байланысты біздің жұмысымызда жаздық қатты бидайдың сандық белгілері Қазақстанның әртүрлі экологиялық аймақтарында зерттелді. БРӨШИ -ның топтамасынан 15 сорт үлгілері өсімдік биіктігі, өнімді түптілік, жоғарғы буынаралықтың ұзындығы, масақ ұзындығы, масақтағы масақшалар саны, масақтағы дән саны, масақтағы дән салмағы және 1000 дәннің салмағы белгілері ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ
НЕГІЗГІ БӨЛІМ
4
6
1.
Әдебиетке шолу
6
1.1
Клеткалық селекция
6
1.2
Генетикалық өсімдік клеткаларының қолдануы немесе негізгі түрлері
7
1.3
Сомаклондық өзгергіштікке әсер ететін факторлар
10
1.4
Астық тұқымдасының соматикалық ұлпасының дақылында морфогенез және регенерация мәселелері
11
1.5
Астық тұқымдасының онтогенез кезіндегі сандық белгілерінің қалыптасуы
16
1.6
Бастапқы материалдарды сандық белгілері бойынша зерттеу
18
1.7
Өсімдік биіктігі
18
1.8
Өнімді түптілік
18
1.9
Бір өсімдіктегі дән салмағы
20
2
ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ
21
2.1
Зерттеу материалдары мен әдістері
21
2.2
Өсіру жағдайлары
23
2.3
Өсімдік клеткаларын in vitro жағдайында өсірудің әдістері мен жағдайлары
24
2.4
Өзгергіштік және оны статистикалық өңдеу жолдары
25
2.5
Әртүрлі күріш үлгілерінің онтогенез кезіндегі сандық белгілерінің қалыптасуы
25
3
ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ
28
3.1
Күріштің соматикалық ұлпасының каллус түзілуі
28
3.2
Күріш Р 1 сомаклондарының сандық белгілердің тұқым қуалаушылығы
29
3.3
Күріш өсімдіктерінің селекциялық белгілері мен сандық өзгергіштігі
32
ҚОРЫТЫНДЫ
35
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
36
К І Р І С П Е
Тақырыптың өзектілігі. Селекциялық жұмыстардың және оның тиімділігі әр түрлі бастапқы материалдардың болуымен және олармен селекциялық жұмыстар жүргізуіне байланысты.
Елімізде аудандастырылған сорттардың бір қатар кемшіліктері бар, мысалы қоршаған ортаның қолайсыз жағдайларына - құрғақшылық, ыстық, суық және басқа да стресс факторларына төзімсіздігі сияқты белгілері түсімнің азаюына, дәннің сапасына әсерін тигізеді. Олар едәуір түрде еліміздің экономикасы мен қор байлығын толықтыруға зиянын тигізіп бағалы ауыл шаруашылық дақылдардың өнімділігін төмендетеді. Сондықтан өсімдіктердің стрестерге төзімділігін арттырудың тиімді жолдарын іздестіру және өңдеу - мемлекеттің маңызды міндеттерінің бірі болып табылады.
Қазақстандағы ауыл шаруашылық өнімдердің төмендеуіне антропогендік әсерлер мен жер бетінің климатының өзгеруі әсер етуде. Мысалы, Арал теңізінің деңгейіндегі әрдайым күшейіп бара жатқан құрғақ ауа райы және ауыл шаруашылығы үшін маңызды жерлердің шөлге айналуы мен сортаңдануы саналады. Қазіргі таңда күріш селекциясы үшін құнды белгілерін жақсатуда дәстүрлі генетикалық және селекциялық тәсілдермен қатар, биотехнологиялық әдістер де кеңінен қолданылады. Күріш Қазақстанның ауыл шаруашылық дақылдар арасында бағалылығы бойынша алдыңғы орындардың бірінде тұр [1].
Генетикалық өзгерістері бар каллус клеткаларынан регенерант өсімдігін шығару процесінде кейбір мутациялар регенеранттарға берілуі мүмкін. Сондықтан көбінесе регенерант өсімдіктердің бастапқы донорлық өсімдіктерден айырмашылығы болады. Сонымен қоректік ортаны үйлестіру арқылы жетілмеген ұрықтарды өсіріп, өміршең өсімдік алу арқылы өсімдіктің биіктігі, дәннің түсі, масақтың формасы, белоктардың электрофорездік спектрі сияқты және т.б. белгілерін өзгертуге болады.
Регенерант өсімдік сомаклондық мутант екендігін дәлелдеу үшін жыныстық жолмен көбейтетін түрлердің регенеранттарын өздігінен тозаңдандырып және тиісті будандастырулар арқылы генетикалық тексеруден өткізіледі. Әдебиеттерде сомаклондық варианттар орнына мына терминдерді қолдануға болады: клеткалық варианттар, фенотиптік варианттар. Сомаклондық өзгергіштік әр түрлерге жататын көптеген өсімдіктерде байқалған. Әсіресе қызықтыратын астық тұқымдастарының сомаклондық варианттары, себебі олар генотиптерді шығарудың қайнар көзі. Астық тұқымдастарына жататын өсімдіктердің каллустары соңғы жылдары көптеп алынып, олардан алынған регенеранттардан морфологиялық ұқсас өзгерістер зерттелінген[1,2].
Өсімдік клеткаларының дақылдары клеткалық және ұлпа деңгейінде өсімдіктің өсуі мен дамуын анықтайтын механизмдерді зерттеу қызықты модельді жүйелердің бірі болып табылады. Бұл зерттеушілерге in vitro жағдайында стресс факторларға төзімді генотиптерді зерттеуге және таңдауға мүмкіндік береді. Өсімдік генотипін дұрыс таңдау биотехнологиялық зерттеулерге қажетті болып табылады, себебі: генотип каллус түзу жиілігіне және регенерациялану процестеріне және алынатын регенеранттар санына әсер етеді. Генетикалық факторлардың көрсетуі бойынша, каллус түзу қарқындылығы және каллустан алынған регенерация өсімдігі бір-бірімен байланысты.
Ал Қазақстанға морфологиялық белгілері бойынша құнды және аурулар мен қолайсыз жағдайларға төзімді күріш сорттарын алуға бастапқы материал ретінде сомаклондарды да алуға болады. Сондықтан күріш сорттарының пісіп жетілмеген ұрықтарынан регенерантты өсімдіктер алу және олардың морфологиялық және сандық белгілеріне сипаттама беру өзекті болып табылады.
Жұмыстың мақсаты мен міндеттері:
Зерттеудің мақсаты - Қазақстанның "Маржан" және "Бақанас" күріш сорттық үлгілерінің сандық белгілерін селекциялық-генетикалық әдістермен cұрыптау.
Осы мақсатқа сәйкес зерттеулердің міндеттері төмендегідей:
1. Күріш сорттарының сомаклондық каллусты өсіру әдістері мен өсіру жағдайларын зерттеу;
2. Жетілмеген ұрықтан күріш сомаклондарын алу, оларға фенологиялық бақылау жүргізу.
3. Сорттық үлгілердің сандық белгілері бойынша өзгерістерін анықтау;
4. Регенеранттардың сандық белгілері бойынша тұқым қуалаушылық сипатын анықтау.
НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
0.1 Клеткалық селекция
Селекциялық зерттеулер өсімдік шаруашылығы мен мал шаруашылығының ыңғайына қарай дамиды. Мысалы, тұщы су тапшылығы жағдайында теңіз суымен суландырғанда жоғары өнім беретін арпаның сорты, сол сияқты құс фабрикасында тығыз орналасуына қарамастан беретін өнім ешбір төмендетпейтін тауықтың жаңа тұқымдары, экологиялық қиыншылықтарға төзімді ауылшаруашылық дақылдары сорттары мен мал тұқымдарын шығарудың ерекше маңызы бар.
Селекцияның ғылыми негізі - теориялық және тәжірибелік зерттеулерді дамыту арқылы ауыл шаруашылығының мәселелерін табысты шешу. Дәнді дақылдардың өнімділігі мен ауру түрлеріне тқрақтылығын арттыру және сапасын жоғарлату селекцияның өзекті ғылыми бағыттарының бірі болып табылады [3]. Қазіргі таңда күріш селекциясы үшін құнды белгілерін жақсартуда дәстүрлі генетикалық және селекциялық тәсілдермен қатар, биотехнологиялық әдістер де кеңінен қолданылады. Жалпы алғанда, қазір кезде кең көлемде егілетін кең тараған, ауылшаруашылығына құнды және қоршаған ортаның стресстік әсерлеріне төзімді күріш сорттарының саны онша көп емес және олар сортаралық будандастыру арқылы алынған сорттар. Сондықтан күріш сорттарының генотиптерін жақсарту және Қазақстанда өсірілетін сорт санын көбейту бағытында биотехнология саласының сомаклондарды алу әдісін қолдану селекция процесін айтарлықтай жылдамдатады. Генетикалық өзгерістері бар каллус клеткаларынан регенерант өсімдігін шығару процесінде кейбір мутациялар регенеранттарға берілуі мүмкін. Сондықтан көбінесе регенерант өсімдіктердің бастапқы донорлық өсімдіктерден айырмашылығы болады. Сонымен қоректік ортаны үйлестіру арқылы жетілмеген ұрықтарды өсіріп, өміршең өсімдік алу арқылы өсімдіктің биіктігі, қылтанақтың ұзындығы, дәннің түсі, масақтың формасы, белоктардың электрофорездік спектрі сияқты және т.б. белгілерін өзгертуге болады. Регенерант өсімдік самоклондық мутант екендігін дәлелдеу үшін жыныстық жолмен көбейтетін түрлердің регенеранттарын өздігінен тозаңдандырып және тиісті будандастырулар арқылы генетикалық тексеруден өткізіледі [4].
Клеткалық селекция - бұл клеткалардың мақсатқа бағытталған нәтижелі әдіс, яғни мутациялармен агенттер арқасында сұрыпталған.
Сұрыптау нәтижесі материал үлкен бөлінуі мүмкін, in vitro сорттарында бағаланған. Мысалы: бір қабылдаудың артынан клеткалардың әрбір жапырақтарын, бөлінген картоп генотипін тесттен өткізуге болады. Жақсы еңбек сіңірілген өсімдіктер регенерация әдістерінде, өсімдік-регенеранты тұрақты өсімдіктерден үлкен сан алуға болады. Тұрақты өсімдіктердің бастапқы өсімдіктерден айырмашылығы болады. Тұрақтылық механизмдері үшін көрсетушілер клеткалы деңгейде, өсімдіктердің тұрақтылығымен түзету керек. Шағын организмдер орта сұрыпталған агенттер, олардың өзгеруі қолданылады [5].
Пайдалы клеткалар деңгейінде каллусты, құрылымдарының эмбриогендері немесе өсімдік регенерантын алып қоюға болады. Мысалы: өсімдік регенерантты азықтарында тұрақтылығы селекция сұрыпталған, яғни селекциясына ұшырайды. Ұқсас артықшылығы болады, өсімдік клеткалары токсинге тұрақтылығына өсімдіктердің жаңа формаларын тез алуға болады. Клеткалық селекциялар түр селекциясы, гамета клеткалары, сатыларына көрсету нәтижесі көбірек болады. Гаплоидтық гамета-даму гендері тұрақтылық белгісін көрсете алады.Тозаң сұйықтық оларға бастама клетка белгілі бір төтенше факторлар төзімді келсе, одан шыққан өсімдікте көбінесе сол қасиетті сақтай алады [6, 7].
1.2 Генетикалық өсімдік клеткаларының қолдануы немесе негізгі түрілері
In vitrо морфологиялық және биологиялық қасиеттерімен құйып алады, физиологиялық немесе генетикалыққа тән. Әр түрлілік клеткалық сызықтарды немесе өсімдік регенеранты арасында вариабельділік, яғни сомаклондық деп аталады. Генетикалық өзгерістері бар каллус клеткаларынан регенерант өсімдік шығару арқылы табиғаты мене өзгермелі сомаклондардың механизмдері туралы зерттеулер аз жүргізілуде, бірақ түрлердің сомаклоны көріну тәуелділігіне айқынырақ көрінеді. Ең алдымен дене клеткалары және генетикалық гетерогендігімен эксплант негізгісі, генетика және эпигенетикалық шарттарымен in vitro өсіруінің генотипі және экспланты болып табылады [8].
Өсіріп отырған клеткалы полиморфизмі және ерекшеліктерімен деңгейімен, жеуге жарамды орта құрамы жасауымен ықпалын және жоқ болуына сәйкес келеді. Соңғы фактор бойынша қатты реттеу бұзуына бастаушы болғанын бүтін өсімдікке көрінетін in vitro клеткаларының спонттанты өзгеруіне байланысты. Әр түрлі өсімдік үзіндісі кез келген тәуелділікке ұсынады. Себебі: каллусының тіпті эксплантты калусына бір-біріне гетерогенді және айырмашылығы бар болады. Бірдейлер толық табиғатта эксплант бола алмайды, демек негізгі материал бір келкі емес, әр түрлі клеткалардың алдын алуға әбден мүмкін. Физиологиялық гетерогендік төзімді, әр түрлі физиологиялық күй жағдайында көбейеді алады [9,10]. Сондықтан оларды асинхрондылар деп аталады. Бір клеткалы цикл фазалары жүру ең жақсы өсімдіктердің көбеюін білдіреді. Себебі: клеткалардың бөлімі 2-4 пайызы қабілетіне қарай құрастырылады. Дәрежелері қайсыбірі бөлу клеткаларын сан жағдайына қарай жасайды, химиялық заттар сатыларына қарай айқындалады немесе бөлуге болады. Синхронизация қол жеткен 10-30 клетка пайызы, келесі бөлулер синхромды жоғалтады. Біркелкі шарттарды аэрациямен және сұйықтық-орта клеткалар метаболизммен байланысты. Өсіріліп отырған клетканың гетерагені эпигенетикалық және модификациялық өзгертуіне әкеледі, яғни генотипке байланысты.
Мутация хромосомалық генімен және геномымен бір деңгейде болады. Гендік немесе нүктелі клетка морфологиялық, биохимиялық және физиологиялық қасиеттеріне күшті немесе әлсіз өзгерулеріне әкеледі. ДНҚ құрылымының өзгеруі, яғни гендік болып табылады. Мутация хромосома-
лардың нәтижесінде өзгертулері хромосомалық көрінуімен мутацияларға әкеп соғады немесе хромосомалық бұрмалаумен инверсия нәтижесінде, делекция хромосомалары қайта құрылады. Сонымен қатар дупликация транслокация және транспондар мутациясы болып табылады [5].
Геномның кариотипіне хромосомалардың сан өзгеруімен байланысты. Генетикалық тор тіпті аталған барлық өзгерулердің in vitro хромосомалық ең толық зерттелгендердің және маңыздысы метаболизіміне өңделеді. Метаболизм өнімдері: 1. Негізгі орталарға алуан жинастырушылардың негізгі материалы алуан болып келеді. 2. Өсімдік эксплантымен бақылау әрекетіне генетикалық себептері мол. 3. Орта компоненттерінің жоқ болуы. 4. Гетерогендік және айқын үш клеткаларының селекциясы. Хромосомалық өзгергіштігі митозды бұзуларының нәтижесіне әкеледі. Эндомитозбен және эндоредупликация, эндомитоздық хромосомалардың спирализациясы болады, сондықтан хромосомалар аман сақталады; хромосомалардың саны өсуге алып келеді, мөлшерлері артуы мүмкін және клеткалардың түйіні үлкеюі мүмкін. Хромосомалардың түйіні бөлінуімен немесе ДНҚ түйінінде үлкейеді.
Клеткалардың деңгейімен жылдамдығымен артады, сонымен қатар оларды алуға болады. Сондай селекцияны қолайлы спонтанттық дейді, себебі ол спонтанттық арнайы әсерсіз стрестік факторлармен байланысты, және биік болуына қарай айрықша пролиферациямен мықты болып келеді. Өсіру шарттары: гетерогендік цитогенетикалық маңызды роль атқарады. Бір айда тәжірибелері жақсы көрінуі мүмкін яғни, Р.Г.Бутенко лабораториясында екі жыл ішінде мына өсімдікті меристемалық әдісімен өсіреді. Негізгі клеткалар дақылымен жұмысты Швед зерттеушісі Эриксон жасады. Жұмыс істегелі әрбір екі күн сайын жаңа дақылмен, жарамды екенін анықтап отырды және де оның 90 пайызға жететінін алдына-ала біліп отырды. Шамамен тұрақтылықты сақтады, бірақ өсіру тәсілі клеткалары көбеюіне генетикалық тұрақты бола алмайтынын, генетикалық материалды көздеді, дәл осылай генетикалық гетерогендік ие бола алады. Дифференцияланған мата көптеген өсімдіктерде мамандандырылған клетка әртүрлі болады. Жасыл жапырақ паренхималар түбірлерін дайындау мен дақылымен клеткаларымен болады. Спонтанттық немесе өсімдіктердің вариантын әртүрлі индуцирлік фактормен қандайда болмасын ауылшаруашылық дақылы бар болуына сорттардың жақсаруы үшін қолдануға болады.
Сонымен қатар өзгертулер гендердің арқасында, яғни активтенудің потенциясы болып табылады. Бұлар гендік белсенділікке әкеп соғады.
Мәдениетті жасушалы модификацияланған түрлері жатады. Бұлар өзгертулермен генетикалық құрылымдарын қозғалтпайды, олар физиологиялық бейімделулерді талапқа сай келтіреді. Генотипке шамадан тыс нормасын реакциясын арттырады. Олардың өсуін in vitro торларының гетерогендігін ұзақтығын арттырумен өседі. Әр түрлі үлгілері эмбриогенез бен морфогенезде дене немесе әр түрлі бөлінулер жүреді, генетикалық өзгерутулер және сәйкестігі фенотипіне қызмет атқарады. Тәжірбиелік анықталған клеткалы өсімдік, дене эмбриогенез маңызды болып келеді. Оргоногенез материалы ұқсас немесе ата-аналық генотипі маңызды жақынырақ болуы әбден мүмкін. Сомаклондардың түрлері болады, олар практикалық қолдану және ауылшаруашылықта тәжрибелік жұмыс атқарады. Мысалы: әртүрлі сорттары картоп сомаклоны алынған биік өнімділігіне ауруларға, жоғары тұрақтылықпен, крахмалмен және көбірек алынуы мүмкін. Сонымен қатар қолдану немесе сомаклондық болудың сорттары белгілерімен сызықтарымен белгіленеді. Оған қарамастан генетикалық тұрақтылығы бар болады және өсімдіктердің әртүрлі селекцияға қажеттіліктерімен бірге мутагендері қолданылады. Азотты және де бірнеше рет әдіспен немесе 32 хромосомалық бұрмалаудың жоғарылануы біршама артады. Штам алуға яғни нәтижесінде түсті көбірек белсенділікпен, биосин-
тетикалық биіктің салыстыруымен негізделген [6,7].
Спонттанттық және индукцияланған клетка дақылдарында мутагендердің, төзімді және протопластар өсімдігін алуға рұқсат етеді. Өсімдіктердің түрлерін жасау үшін, сыртқы орта факторларына байланысты, топырақ температуралары табиғи орта ластануы мүмкін, улағыш заттармен тигізуі мүмкін. Сұрыпталған ретінде клеткалық селекция барысында факторлар қолданған бола алады. Клетканың бүтін өсімдігіне селекциясында индукцияланған мутагенез әсіресе қосымша метаболиттерді шығаратын мол өнімді клеткалық линияларды алу үшін тиімді пайдаланылады [7].
Мутациялардың жиілік жоғарлауының артынан сондай-ақ мутагендерді әдеттегідей қолданады, олар нитрозогуадин, нитрозолитил мочевина сияқты метилметан және сульфанат. Ультракүлгін және нейрондармен сәуле түсуі сирек. Сұрыпталған агенттер антибиотиктер, нуклин қышқылдарымен синтез пурин және пиримединдік негіздері қолданылады. Тұздық және су стресі амин қышқылдарымен аналогтарымен бірге синтезделеді. Клеткалық селекция өткізуіне арналған келесі қабылдаулар қолданылады:
1. Тура селекция тек айқын ізделіп отырған мутанттарды айқындайды.
2. Селекция негізі және белсенділік емес, метаболиттік және тірі клетканың мутациялық өзгеруімен бірге теңесуі мүмкін.
3. Жаппай селекция барлығы дара клонды болып келеді.
4. Жеке сұрыптау сұрыпталмаған клетка немесе биохимиялық әдістерді қолдануы әбден мүмкін.
Көп таралған әдіс, ең жоғарғы селекция, түзу селекциялар аралары тұрақтылықпен гербицидтер және антибиотиктер немесе токсиндер, антибиотикке тұрақты болып келеді.
1.3 Сомаклондардық өзгергіштікке әсер ететін факторлар
In vitro өсіру кезінде пайда болатын өзгергіштіктің молдығына донорлық өсімдіктің генотипі әсер етеді. Мысалы, арпаның хромосомалық аномалиялары, бидайдың, таңқурайдың, бегонияның морфологиялық өзгерістердің жиілігі мен олардың әр түрлігі өсіру жағдайына емес, сорт табиғатына байланысты болған.
Сомаклондық өзгергіштіктің пайда болуы сондай-ақ қоректік ортаның құрамына да байланысты, әсіресе фитогормондарға. Гормондар құрамының өзгеруі клетка циклінің кинетикасы мен митоздың өзінің де клеткалар мен регенеранттарда өзгеруіне әкеліп соғады. Клеткаларды бүтін өсімдіктен бөліп алып, жасанды қоректік ортада өсірудің өзі олардың гормондық ортада өсірудің өзі олардың гормондың балансын өзгертеді.
Ұлпаны өсіру мерзімінің ұзақтығы хромосомалық абберациялардың көбейте түседі. Сондықтан каллустан алынған сомаклондық варианттардың арпада цитогенетикалық аномальдық өсімдіктердің пайда болу жиілілігі ұлпалардың өсіру мерзіміне байланысты болған.
Сомаклондық өзгергіштікгі зерттеу теория тұрғысынан генетикалық өзгергіштіктің механизмдерін түсіну үшін маңызды. Ал, практикалық жағынан өсірілетін клеткаларды өсімдік селекциясында кеңінен қолдану үшін қажет. Сомаклондық өзгергіштіктің селекция үшін маңызы, ол өсімдіктердің жаңа формаларын будандастыруды қолданбай-ақ генетикалық әр алуандылықты молайту мүмкіншілігі [11]. Ауыл шаруашылықтың маңызды белгілері бар күріштің, бидайдың, жүгерінің, қант қамысының, картоптың сомаклондық варианттары алынған.
Қазақстан ғалымдарының зерттеулері нәтижесінде астық тұқымдастардан мыңдаған регенерант өсімдіктері алынып, түрлі экологиялық аймақтарда селекциялық және генетикалық зерттеулер жүргізу үшін қолданылады. Егіншілік ғылыми-зерттеу Институтында сомаклондармен жұмыс істеліп, 200-ге таяу линиялар алынған. Олар изогендік линияларды жасау үшін шаруашылыққа бағалы белгілердің қайнар көзі ретінде пайдаланылады.
Сонымен, in vitro пайда болатын сомаклондық варианттар - нақты болатын құбылыс, ол маңызды ауылшаруашылық дақылдарының сорттарын жақсартуға жарайтын өзгергіштіктің тиімді көзі.
Сомаклондық өзгергіштіктің себептері
Сомаклондық өзгергіштік - бірегей құбылыс. Бұндай өзгерістері бар өсімдіктерді қазіргі таңда ешбір басқа жолымен алу мүмкін емес. Өсірілетін клеткалардағы қандай да болсын өзгергіштік тек хромосомалардың саны өзгеруімен, кейде хромосомалардың құрамындағы өзгерістермен, нүктелік мутацияларымен, цитоплазмалық гендердің өзгерістерімен байланысты деп соңғы кездерге дейін есептеліп келеді. Клетка деңгейінде өтетін өзгерістердің барлығын тек спонтандық мутация деп түсінуге болмайды, себебі сомаклондық өзгерістер спондандық мутациялардың жиілігінен шамасы 1000 есе артық кездеседі.
Сомаклондық өзгергіштік өте күрделі құбылыс, оның тек осы себептер нәтижесінде өтеді деп түсіну жеткіліксіз. Молекулалық генетикалық соңғы мәліметтері бойынша, эукариот клеткасында генетикалық материалдардың ұйымдасуы қаншама күрделі болса, in vitro өсірілген клеткаларда өтетін өзгергіштік процестерді түсіну де соншама қиын.
Сомаклондық өзгергіштікті жан-жақты зертеген австриялық ғалым. У. Скаукрофт пікірі бойынша, оның себептері кариотиптік өзгергіштігі, хромосомалық абберацияларда, гендердің амплификациясында немесе редукциясында, жылжымалы генетикалық элементтердің ауыспалылығында, дифференцировкамен байланысты гендер құрамындағы өзгерістерде және сомалық кроссинговерде. Хромосомалар құрылысындағы өзгерістер тұқым қуалайтын өзгерістерінің кең және көп түрлі класы, ол генетикалық материалдың бір бөлігінің жойылуын екі екеселенуін, ауыспалылығы 1800 айналуын бір хромосома ішінде немесе бірнеше хромосомалар арасында өтуін қамтиды [8].
Өсірілетін ұлпалардың хромосомалық аберрациялары өте жиі кездеседі, сондықтан елеуі фенотиптік өзгерістерге әкеліп соғуы әбден мүмкін. Бірақ регенерант өсімдіктер мен олардың ұрпақтары арасында хромосомалық аберрациялар сирек кездеседі, себебі даму кезінде олар элиминацияға ұшырайды. Сонымен қатар, сомаклондық варианттардың ұрпақтарында ұрықсыздыққа апаратын хромосомалық аберрациялар да болмайды.
Сомаклондық өзгергіштіктің себептерін талдау одан ары күрделінеді, егер оның негізінде генетикалық өзгергіштікке басқа тағы да эпигенетикалық өзгергіштік жатса, яғни геном құрылымы сақталып, гендер активтілігі ғана тұқым қуалай өзгерсе. Сомаклондар белгілерінің тұрақтылығы өте маңызды мәселе болып табылады.
Жұмсақ бидай (Triticum vulgare, пщеница обыкновенная). Сипаттамасы: Биіктігі 50-180 см-ге жететін бір жылдық шөптесін өсімдік.
Сабағы тік, жапырағы жалпақтау таспа тәрізді, сабақ бойыны қынап арқылы орналасады. Гүл шоғыры 4-5 гүлден тұратын масақ.
Таралуы: Қазақстан мен Сібірдің далалы аймақтарында көптен себіледі. Өнімділігі жоғары. Химиялық құрамы: негізгі құрамдық бөлігі - белок және крахмал. Одан басқа белоктық заттар, витаминдер болады. (Гапоненко А.К., Мунтян М.А) [12].
1. 4 Астық тұқымдасының соматикалық ұлпасының дақылында морфогенез және регенерация мәселелері
Соңғы кездердегі клеткалық және молекулалық өсімдіктер биологиясының жеткен жетістіктерін, өсімдіктерді жақсарту үшін биотехнология саласын кеңінен пайдалануға болатынын айтуға болады. Темекі ұлпасының, сәбіздің , петуния және басқада түрлердің культурасы болып табылатын модельді жүйеде, келесі нәтижелер ең алғаш рет қарастырылған: 1) өсімдік жекелеген клеткалардан регенерациялануы мүмкінділігі протопластардан, клеткалық культурадан керекті белгілері бар, мутантты өсімдіктер алуға болады. Протопласттардың қосылуының арқасында өсімдіктердің туыс емес түрлерінің арасында соматикалық гибридтер түзілуі мүмкін.
Бұл бірінші кезекте дәндердің басқа таксиндердан айырмашылығы морфогенез регуляциясының механизімімен байланысты. Осыған байланысты дәндердің экспериментті морфогенездегі әлі күнге дейін шешімін таппай отыр. Дәнді дақылдардың каллусты ұлпаларының жоғары гетерогенділігі мен төмен және морфогенетикалық және ұзақ дақылдану жасау кезінде регенерация қабілетін жоғалту [13].
1961 жылы Х. Стрит алды. Ең алғаш бидайдың каллусты дақылдарын Уайттың модифицирленген ортасында тамыр экспланттарынан Кейін Е. Трион әртүрлі экспланттарды қолдана отырып, эндосперм, интеркалярлы меристема, тұқым түйіндерінің сегменттерін Triticum vulgare-нің зерттеген. Бұл жұмыста байқалғаны, эндоспермді ұлпалары бірде-бір ортада каллус түзілмеген, интеркалярлы меристема ұлпаларынан каллус түзілген және жақсы өскен [1].
Қазіргі уақытта дәндердің каллусты дақылдар индукциясы ешқандай қиындық туғызбайды. Астық тұқымдасының көптеген маңызды өкілдері және каллусты ұлпаларының ұзақ уақыт дақылдануынан мысалы: арпа (Бутенко және т.б., 1986) [2].
Әртүрлі өсімдіктердің ұлпаларының генотиптері қоректік заттардың қажеттілігі, өсуін реттеу жағынан өте айрықша ерекшеленеді.
Мысалы, бидай ұрықтарын Мурасиге - Скуга ортасында дақылдау кезінд 100% экспланттар 2,4-Д-мен бірге ортада каллус түзді және тек 77% кинетин қосу арқасында ғана каллус түзді. Цитокинин дәндерінде каллус түзу кезінде кей жағдайда тежеу процесін, дәндер ұлпасындағы цитокининнің клетка ішілік концентрациясы жеткілікті болуымен түсіндіреді. Мысалы, күріштің каллусты ұлпаларында жоғары дәрежеде эндогенді цитокинин: зеатина, рибозида зеатина ( 0,7-1,7 мкгг ішкі салмағы) анықталған.
Көптеген авторлар қоректік ортаның құрамы дәндердің каллусты ұлпаларының жақсы өсуіне қолайлы деп санайды. Органикалық қоспалардың әсерінен пайда болған көрсеткіштер каллустың түзілуіне және өсуіне айтарлықтай қарама-қайшы болады. Б.А. Быховцевтің айтуы бойынша аскарбин қышқылы, глутатион, глицин, кальций пантотенаты қоспаларының бидай апекстерінің каллус түзілуіне айтарлықтай оңтайлы әсер етеді. В.М. Суханов және И. Д. Папазян (1983) "бидайдың жетілген ұрықтарынан интенсивті каллусогенез индукциясы үшін витамин С немесе гибберилин қышқылы байланысқан ашытқы экстратын ұсынады. Бидайдың гүлшоғырынан каллус түзілу үшін кокос қосылған орта қолайлы болады.
Бір жағынан, жетілмеген бидай ұрығынан пайда болған каллустың жақсы өсуі үшін сахароза немесе глюкоза концентрациясын жоғарылату тиімді болады, ал ашытқы экстраты, кокос сүті, амин қышқылын қосу каллустың өсуіне әсерін тигізген жоқ. Негізінен каллустың өсуін жақсарту үшін ауксинді табиғи фитогормондар қажет, ал кинетин, зеатин және гибберилин қышқылы оның өсуін ингибирледі. Бірақ қара бидайда каллус түзілуі үшін қолайлы болып, 2,4- Д және бензил аденині бар орталар болды. Қарапайым дән ұлпаларынан каллус алу үшін ауксин ретінде 2,4-Д қолданды.
(НУК) нафтил сірке қышқылы бар ортада бидай ұлпасының каллус түзу қарқындылығы және жиілігі бірнеше есе төмендеген, кейіннен өсе келе НСҚ ортасында мұндай каллустар ұлпалары тамыр түзуге қабілетті болды.
Әртүрлі ауксиндердің дәнді дақылдарының каллустарының бойына және индукциясына әсер етуі туралы зерттеулер жүргізілген.
Жақсы қорытындылар шыққан және басқада синтетикалық ауксиндерді қолданғанда: 2,4,5-трихлорфеноксипропион қышқылы (2,4,5 CL3 POD)- бидай ұлпасы үшін ( Eapen, Rao, 1985 б); 26465- трихлорфеноксисірке қышқылы- арпа ұлпасы үшін (Папазян, 1979); 3,6 - дихлор- анис қышқылы
(дикамба) және 4- амино-3, 5,6- трихлорпиколинді қышқылы (пиклорам)- сұлы ұлпасына жақсы әсер етеді.
Қоректік ортаның минералды құрамы органикалық заттарын, бойды реттейтін концентрациясын өсімдіктің әр түріне және дақылданған дақыл түріне арнайы таңдап қолданады.
Сол себептен дәнді дақылдардың каллус түзу процессі генотипке түр және сорттарының ерекшеліктері мен қоректік ортаның құрамына, фитогормондардың типіне және концентрациясына қандай ұлпалар эксплант қолданғанына байланысты болады.
Ауыл шаруашылық дақылының сапасын жақсарту үшін жекеленген жасушаға және ұлпаға жүргізілген әдістен бұрын жеке клеткасына және каллустан өсімдік регенерантын алу тәсілін, қарастыруымыз керек. Жоғарыда айтылғандай алқа тұқымдасына сәйкес және басқада бірқатар тұқымдастарының регенеранттың жеке жасушасына сол сияқты протопластына әр түрлі тәсілдер қолданылды. Барлық каллустың немесе суспензиялық дәнді дақылдарды алуда экзогенді фитогормондардың әсер етуімен маманданған ұлпа алынбайды.
Бұл дақылдардағы морфогенез және регенерацияның дифференциялды кезеңдері қатаң генетикалық сол сияқты эпигенетикалық бақылауда болады. Каллус түзу жиілігі және регенерация сияқты генотип таңдау қажетті фактор болып табылады. (Генетикалық факторлардың көрсетуі бойынша, каллус түзу қарқындылығы және каллустан алынған регенерация өсімдігі бір-бірімен байланысты емес (Давоян, 1987). Қатысу байланыстары сол сияқты процестерді бақылайтын, гендер арасында да көрсетіледі.
Ұлпа дақылында өсімдік регенерациясының екі жолы бар: органогенез (гемморизогенез) және соматикалық эмбриогенез (эмбриоидогенез) [14].
Өскіндердің түзілуі бүршіктердің даму жолымен немесе каллусты ұлпалардағы өркендердің de novo меристемаларының ұйымдасу жолымен түзіледі.
Өркендер кешірек тамырланып және өсімдік түзеді. Соматикалық ұрықтар морфологиялық және физиологиялық жағынан зиготикалық ұрықтармен ұқсас және бір соматиалық клетакадан түзілуі мүмкін (Haccius, 1978). Эмбриоидтардың ерекшелік белгісі биполярлық және аналық ұлпаларға байланысты емес болып табылады.
Соматикалық эмбриогенез ең алғаш сәбіз ұлпаларының дақылдарында анықталды және содан бері көптеген жабық тұқымды өсімдік түрлерінен табылды. Gramineae ұлпасы дақылдануындағы соматикалық ұрықтардың түзілуі осы уақытқа дейін дәлірек айтылмаған.
1980 жылдары көптеген жұмыстар бойынша дән ұлпаларының дақылдануындағы өсімдік регенерациясы органогенез жолымен өтті деп айтылды. Жүгері, бидай, күріш каллус дақылындағы de novo меристемасының ұйымдасуымен өркендер түзіліп отырды.
Кейбір жағдайларда әсіресе эксплант ретінде жетілген ұрықтарды, каллусты дақылдардың құрамын негізінен тамырлы примордилер құраған. Осы көптеген анықтамаларда қысқа кезең аралығында дақылдар морфогенетикалық қабілетін сақтаған, өсімдік регенерациясы тұрақсыз болған және бірнеше генотиптермен шектелген. Сонымен қатар in vivo өркеннің меристемасы және in vitro меристемасының түзілуі көп клеткалы болып келеді. Сондықтан гетерогенді клеткалық популяциядан пайда болған шығу жағынан көп клеткалы өсімдіктер көбіне генетикалық бір туысты және химерлі бола алмайды. Ең алғаш рет дән ұлпалары дақылындағы соматикалық ұрықтар туралы, К. Норстог жұмыстарында көрсетілген (K. Norstog 1970).
Дәндерге тән емес 0,1 мгл кинетині бар ортада дақылданған арпаның жетілмеген ұрық қалқанды түйінінен эмбриоидтар түзілген.
Бұл эмбриоидтарда қалқандары және түзілмегендіктен, бұлардан өсімдік алу мүмкін болмады. Сонымен қатар жүгерінің жетілмеген ұрықтарында ұрық қалқандарына ұқсайтын құрылым түзілгені байқалды, бірақ дифференциялданған эмбриоидтар түзілмеді. Тек 1980 жылдан бастап астық тұқымдасының әр түрінің өкілдерінде соматикалық эмбриогенезге морфологиялық және гистологиялық дәлелдемелер келтірілген. Соматикалық эмбриогенез жолымен жүргізілген өсімдіктер регенерациясын және эмбриогенді каллустық дақылдарынан 12 түр алынған және 70 кездейсоқ таңдалынып алынған генотиптердің қайсысы қолданылғанына тәуелсіз астық тұқымының бір түраралық буданы алынады.
Жетістіктің ең басты себебі болып, зерттеушілердің өсімдік эмбриологиясына қызығушылығы және сонымен қатар соматикалық эмбриогенездің ерте стадияларын айыра білу қабілетіне байланысты болды.
Эмброидтар жекелеген эмбриогенді клеткалық бөліну жолымен крахмал жинақтайтын және жақсы ядросы бар цитоплазмаға бай клеткалардан шағын каллусты ұлпалардан түзілген. Пісіп жетілмеген ұрықтар, жас гүлшоғырларының сегменттері және жапырақтың базальді бөліктері ең жақсы экспланттар болатыны анықталды. Көп жағдайда Мурасиге - Скуга қоректік ортасы пайдаланылды. Көптеген мәліметтер бойынша қоректік ортаға бір ғана реттегіш 2,4-Д қосылған. Әрбір үш экспланттан эмбриогенді каллустар тек арнайы ұлпалардан түзілуі мүмкін еді. Пісіп жетілмеген ұрықтан эмбриогенді каллустар қалқанның ұшындағы перифериялық клеткалардың бөлінуі жолымен дамиды [15]. Гүл шоғырларды эмбриогенді каллустар гүлдің примордилерінің меристематикалық клеткаларынан және сонымен қатар гүл шоғыр өсінділері перифериялық түтікшелер шоғын қоршайтын клеткалардан дамиды. Ал дақылданатын жапырақ сегменттерінен эмбриогенді каллустар төменгі эпидермис клеткаларынан және түтікше шоқтарының арасындағы мезофильдік ұлпалардан түзілді. Пайдаланған эксплантқа ( пісіп жетілмеген ұрықтар, гүл шоғырлар немесе жапырақтар) тәуелсіз алғашқы клеткалық бөліністер көбінесе прокамбиялық немесе өткізгіш ұлпалардың жанында басталатын клеткалар қолданылған.
Мұның себебі аталған ұлпаларда өсуді реттейтін және қоректік заттардың мөлшерінің көп болуына байланысты болуы мүмкін. Осылайша Pennisetum purpureum соматикалық эмбриогенезге қабілетті жас жапырақ ұлпаларында және олардан алынған эмбриогенді каллустық дақылда эндогенді гормондардың оның ішінде НСҚ және АБҚ концентрациясы жоғары болатыны көрсетілді.
Сонымен қатар тез өсетін эмбриогенді каллустық дақылдарды алу барысында экспланттың даму кезеңі ең маңызды фактор болатыны анықталды. Пісіп жетілмеген ұрықтың ең қолайлы даму кезеңі ұрықтанғаннан соң 10-12 күннен кейін жүретіні белгілі болды. Бұл кезеңде ұрықтың барлық негізгі бөліктері жетіліп үлгереді. Эндосперм клеткалық күйге көшеді де қоректің қор заттары жинала бастайды. Ұрықтың қоректік ортаға қалқаны жетпейтіндей етіп салу қажет. Жеке гүл мөлшерінің примордилері түзіле бастаған жетілмеген гүл шоғырлары эмбриогендік дақыл түзуге яғни индукциялауға қолайлы болып табылады.
Гүл шоғырлар алғашқы даму кезеңдерінде немесе салыстырмалы түрде кеш даму сатысында көбінесе морфогендік емес каллустар түзеді. Дәнді дақылдардың жапырақтарында базальді меристема болатыны белгілі бұл ұлпаның белсенді түрде бөлінетін клеткалары эмбриогенді каллус түзуге қабілетті болады. Осы аталған меристема клеткасының белсенділігі жапырақтың орта түзілу кезеңінде жойылады. Эмбриогенді каллустарды шамамен 2-5 - ші ең жас жапырақтардың базальді бөліктерінен алынған сегментті ұлпалар түзеді. Басқа мәліметтер бойынша клетканың ең қарқынды пролиферациясы алтыншы жапырақтың базальды сегменттік дақылдарында байқалады. Бидайдың асептикалық өнген дәндерінен алынған жас жапырақтың түпкі ұлпаларында жақсы эксплант бола алатыны анықталды.
Әдеби мәліметтерді талдаудың нәтижесінде тозаңдар дақылындағы өсімдік регенерациясы және морфогенез процесінің заңдылықтарын және дәнді дақылдардың микроспораларын зерттеуде бірқатар жетістіктер бар. Алайда, морфогенетикалық потенциалының көрініс беруіне өсіру жағдайының әсер етуіне байланысты көптеген сұрақтар жеткілікті зерттелмеген және болашақта жетілдіруді қажет етеді. Әртүрлі генотиптердің регенерациясының өте тиімді жүйелерін жасауға және морфогенетикалық қасиеттерін үйрену үшін зерттеу жұмыстарын, сонымен қатар in vitro жағдайында стреске төзімді формаларды жақсарту бойынша жұмыстарды жандандыру қажет [16,17]. Осылайша, Қазақстандағы қазіргі уақыттағы сұрыптау процестерін жақсарту үшін маңызды стреске төзімді белгілері бар in vitro жағдайында өсірілетін жасыл регенеранттардың шығуын жоғарылататын биотехнологиялық процестерді жақсарту қажет.
0.5 Астық тұқымдасының онтогенез кезіндегі сандық белгілерінің қалыптасуы
Күріштің өнімділігі өсімдіктің әртүрлі мүшелерінің онтогенез барысындағы сандық белгілерінің күрделі әрекеттесуінің нәтижесінде дамуынан туындайды. Даму сипатына және өнімділікке қатысына қарай ең маңызды деген морфологиялық, сандық белгілерді шартты түрде 3-ке бөлуге болады.
Бүршіктердің биіктігі мен жапырақтануы. Бұл өнімділіктің тікелей элементі болып табылмайтын вегетативті белгілер, алайда айтарлықтай әсер етеді. Өйткені өсімдіктің жатып қалуы, жапырақтың формасы, мөлшері, орналасуымен өсімдікте болып жатқан физиологиялық үрдістердің деңгейі анықталады. Күріште өсімдігінің биіктігі өсу орнына, отырғызу қалыптылығы мен арасының жақындағана, топырақтағы азот мөлшеріне, топырақтың су режиміне және өзге де факторларға байланысты айтарлықтай ауытқулар байқалады. Сонымен қатар күннің ұзаруы, топырақтағы азоттың көбеюі, суға батып тұру тереңдігінің үлкеюі күріш өсімдігінің интенсивті өсуіне алып келеді.
Жапырақ саны өсімдікте сорттық белгі болып табылады және әр түрде сорттың вегетативті периодының ұзақтығына байланысты 10-13 ауытқиды. Жапырақтардың түзілу жылдамдығы мен ұзақтығы орта жағдайларына байланысты [17]. Жапырақтану азот тыңайтқышының мөлшерін және қоректену аймағын үлкейткенде 1-3 жапыраққа өседі және өзге де факторларға байланысты.
Түптенуі. Өсімдіктегі бүршіктердің саны мен орналасу қатарлары кіретін белгілер тобы; өнім беретін және өнім бермейтін бүршіктредің саны, бүршік саны, ол өз кезегінде өсімдіктің түптенуінің потенцаилды мүмкіндік көрсеткіші болып табылады. Онтогенездің әртүрлі сатыларында орта жағдайларын өзгерте отырып бүршіктердің әртүрлі түп бөліктерінде түзілуін реттеуге болады.
Генеративтік мүшелердің белгілері. Негізгі және бүйірлік бүршік масақтарының сандық көрсеткіштері: ұзындығы, масақша саны, дәндердің саны мен салмағы және т.б. Дәл осы белгілер өсімдіктің өнімділігінің негізгі элементі болып табылады. Сорт ішіндегі олардың өзгеруі алғашқы екі топқа қарағанда әлдеқайда төмен. Көптеген зерттеулер көрсеткендей ең көп өнім беретін негізгі масақ болып табылады. Алайда азоттың оптимальды мөлшерін енгізе немесе қоса бере отырып бүйірлік бүршіктердің дән санын арттыруға болады. Егер азот мөлшерін артық қосатын болса бос масақтардың көбеюіне алып келеді. Масақтарды дәнденуіне бір біріне жақын тұруы да әсер етеді. Тым жақын сабақтардың орналасу кезінде масақтағы масақша саны мен дәндері аз түзіледі, дәннің абсолютті салмағы мен масақтың өзге де белгілері төмендейді. Жоғарыда айтылғандай күріштің сандық белгілеріне қоректену аймағы мен топырақтағы азот мөлшері әсер етеді.
Онтогенез кезіндегі әрбір мүшенің түзілуі мен қалыптасуы өсімдік органогензінің нақты кезеңіне сәйкес келеді. Белгілі мүше түзілетін кезеңнің ұзақтығының өзгеруі оның сандық белгілерінің көрену дәрежесінің өзгеруіне әкелу мүмкін.
Органогенез кезеңдерінің өту сипаттары көбенесе сортқа байланысты. Сонымен топырақтағы азот мөлшерінің көбеюі негізгі бүршіктегі органогенез кезеңдерінің жүруін аздап тежейді. Айта кетерлік жайт орта факторлары органогенездің бастапқы кезеңдерінің ұзақтығына көбірек әсер етеді.
Күріш бүйірлік бүршіктерінің даму деңгейіне байланысты түптерінің әртүрлілігін өсімдіктің толықтай өсуі мен дамуына әсер ететін әртүрлі факторларды зерттегенде қажет. Органогенездің әртүрлі кезеңдеріндегі бүршіктерге сол немесе одан басқа бір фактордың әсерінен бірдей емес әсер етуі мүмкін. Бұл заңдылықтарды әсіресе сандық белгілерді зерттегенде ескерген жөн.
Күріште және басқа да дәнді өсімдіктерде органогенездің ерте кезеңдерінде сабақтың биіктігі боцынша өсуі байқалады, тіпті 5-6 кезеңдерде. Ерте пісетін күріш үлгілерінде қоректену аумағынан тәуелсіз жаппай гүлденуден кейін сабақ өсуі тоқтайды, ал кеш пісетін үлгілерде жаппай гүлденуден кейін сабақ өсуі баяуласа да, органогенездің соңғы кезеңдеріне дейін жалғаса береді. Топырақтағы азот мөлшерінің артуы өсімдік биіктігінің өсуіне әсер етеді. Өсу прцесінің динамиккасына басқа да орта факторлары әсер етеді. Тіпті судың бір қалыпты беріліп тұрмауынан сабақ, жапырақ өсуі бәсеңдейді.
Күріштің жапырағы бүршік органогенезінің 2-ші кезеңінде өсіп бастайды. Ерте пісетін күріш үлгілерінде негізгі бүршікте 9-10 жапырақ қалыптасса, кеш пісетін үлгілерде 12-13 [19, 20].
0.6 Бастапқы материалдарды сандық белгілері бойынша зерттеу
Ю.А. Филипченконың (1934) жұмысында, қоршаған орта жағдайында әртүрлі сандық белгілердің тәуелділігі біркелкі еместігі көрсетілген. Осыған байланысты біздің жұмысымызда жаздық қатты бидайдың сандық белгілері Қазақстанның әртүрлі экологиялық аймақтарында зерттелді. БРӨШИ -ның топтамасынан 15 сорт үлгілері өсімдік биіктігі, өнімді түптілік, жоғарғы буынаралықтың ұзындығы, масақ ұзындығы, масақтағы масақшалар саны, масақтағы дән саны, масақтағы дән салмағы және 1000 дәннің салмағы белгілері ... 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