Тау-сағыз (Scorzonera tau-saghyz) өсімдігінің биологиялық ерекшеліктері. Культивирленетін өсімдік клеткаларынан каучукты(изопреноид) бөліп алу әдістері
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
1. Тау.сағыз (Scorzonera tau.saghyz) өсімдігінің биологиялық ерекшеліктері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
2. Каучук түзуші тау.сағыздың биосинтетикалық қасиеттері, изопреноид синтезі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..8
3. Тау.сағызды вегетативті және микроклонды көбейту ... ... ... ... ...11
3.1 Микроклонды көбейту әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .12
3.2 Микроклонды көбейту кезеңдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..13
4. Суспензиялы культураны алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
5. Культивирленетін өсімдік клеткаларынан каучукты(изопреноид) бөліп алу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
1. Тау.сағыз (Scorzonera tau.saghyz) өсімдігінің биологиялық ерекшеліктері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
2. Каучук түзуші тау.сағыздың биосинтетикалық қасиеттері, изопреноид синтезі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..8
3. Тау.сағызды вегетативті және микроклонды көбейту ... ... ... ... ...11
3.1 Микроклонды көбейту әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .12
3.2 Микроклонды көбейту кезеңдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..13
4. Суспензиялы культураны алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
5. Культивирленетін өсімдік клеткаларынан каучукты(изопреноид) бөліп алу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
Эндемик тау-сағыз (Scorzonera tau-saghyz, Lipsch7 et Bosse)- күрделігүлділер тұқымдасына жататын (Asteraceae), жойылып бара жатқан, Тянь-Шань және Памир Алтай ареалына жататын өте құнды техникалық өсімдік. Қоңыржай аймақтағы табиғи каучукке ең бай өсімдік. Каучук – су өткізбейтін, электроизоляциялық және созылу қасиеті (эластичность) бар табиғи немесе синтетикалық материал. 20% табиғи каучук (латекс) Гевея ағашынан Индонезия, Малайзия, Вьетнам елдерінде өндірілетіні белгілі. Өндірістік жағдайда каучукты бутадиен мен изопреннен химиялық синтез жолымен алады. Осы жолмен алынатын каучук техникалық мақсатта, мысалы, автомобиль шинасына, медицинада (хирургиялық қолғап және медициналық латекстен жасалатын заттар) ауыр және жеңіл өнеркәсіпте т.б. мақсаттарда пайдаланады. Табиғи каучук синтетикалыққа қарағанда берік, сондықтан жыл сайын табиғи каучук бағасы өсуде және бұл жаңа альтернативті көздер іздеуге себеп болды.
Қазақстанның климаттық жағдайларына сәйкес табиғи каучуктың негізгі оптималды көзі “Қызыл кітапқа” енген “тау-сагыз”өсімдігі болып табылады. [1]Тау-сағыз тамыры 40% каучуктан тұрады. Тау-сағыздың табиғи популяциясы өте көп болуына байланысты, микроклонды көбейту технологиясын Scorzonera tau-saghyz түріне жетілдіру керек. Биотехнологиялық әдіс арқылы әндемикті көп мөлшерде алу табиғи каучукты қажетті млшерде өндіруге жол ашады. Технологияның бірінші кезеңінде өсімдікті in vitro культурасына енгізу жүргізіледі, яғни материалды стерилизациядан өткізу, бөліп алу және қоректік ортада культивирлеу.
Тау-сағыз (Scorzonera tau-saghyz) - күрделігүлділер тұқымдасына жататын көпжылдық өсімдік. Көпжылдық кейде 2 жылдық шөптекті және бұта тәрізді болып келеді. 170 түрі бар. Шөлейтті өңірлерде, соның ішінде көбіне Орта Европа және Шығыс Азияда өседі. Жуандаған жер асты мүшелері жеуге жарамды түрлері кездеседі, мысалы S.turberosa, S.hispanica. Европа мен Америкаға көкөніс ретінде өсіріледі. Ең маңыздысы тау-сағыз өсімдігінің тамырында каучук болатыны анықталған. Біржылдық тау-сағыздың тамырында 5-6% каучук, 2 жылдықта 9-10% , 3 жылдық 12-15 %. Көпжылдық өсімдік тамырының диаметрі 10см –ге жетеді, ал ұзындығы 4м, биіктігі 25-40см. [2]
Сыртқы түрі жартылай бұта түріндегі қысқа, жуан тамыр сабақтан тұрады (каудекс) Каудекс соңы бір немесе бірнеше астық тұқымдас өсімдігіне ұқсас біркелкі жапырақшалармен аяқталады. 1-4 гүл тостағаншасынан тұрады. Гүл шоғыры көптеген сары күлтешелерден (30-40) тұрады. Пісіп жетілген бақбақ өсімдігіне тән шар тәрізді болып, желмен жеңіл таралады. Тұқым – цилиндрлі, қабырғалы, үстіңгі бөлігінде ұшуға қабілетті айдары бар, ақ өскіншелермен. Табиғи жағдайда өсімдік тұқыммен ғана емес, вегетативті жолмен сабақ пен тамырдың өскіндерімен көбееді.
Қазақстанның климаттық жағдайларына сәйкес табиғи каучуктың негізгі оптималды көзі “Қызыл кітапқа” енген “тау-сагыз”өсімдігі болып табылады. [1]Тау-сағыз тамыры 40% каучуктан тұрады. Тау-сағыздың табиғи популяциясы өте көп болуына байланысты, микроклонды көбейту технологиясын Scorzonera tau-saghyz түріне жетілдіру керек. Биотехнологиялық әдіс арқылы әндемикті көп мөлшерде алу табиғи каучукты қажетті млшерде өндіруге жол ашады. Технологияның бірінші кезеңінде өсімдікті in vitro культурасына енгізу жүргізіледі, яғни материалды стерилизациядан өткізу, бөліп алу және қоректік ортада культивирлеу.
Тау-сағыз (Scorzonera tau-saghyz) - күрделігүлділер тұқымдасына жататын көпжылдық өсімдік. Көпжылдық кейде 2 жылдық шөптекті және бұта тәрізді болып келеді. 170 түрі бар. Шөлейтті өңірлерде, соның ішінде көбіне Орта Европа және Шығыс Азияда өседі. Жуандаған жер асты мүшелері жеуге жарамды түрлері кездеседі, мысалы S.turberosa, S.hispanica. Европа мен Америкаға көкөніс ретінде өсіріледі. Ең маңыздысы тау-сағыз өсімдігінің тамырында каучук болатыны анықталған. Біржылдық тау-сағыздың тамырында 5-6% каучук, 2 жылдықта 9-10% , 3 жылдық 12-15 %. Көпжылдық өсімдік тамырының диаметрі 10см –ге жетеді, ал ұзындығы 4м, биіктігі 25-40см. [2]
Сыртқы түрі жартылай бұта түріндегі қысқа, жуан тамыр сабақтан тұрады (каудекс) Каудекс соңы бір немесе бірнеше астық тұқымдас өсімдігіне ұқсас біркелкі жапырақшалармен аяқталады. 1-4 гүл тостағаншасынан тұрады. Гүл шоғыры көптеген сары күлтешелерден (30-40) тұрады. Пісіп жетілген бақбақ өсімдігіне тән шар тәрізді болып, желмен жеңіл таралады. Тұқым – цилиндрлі, қабырғалы, үстіңгі бөлігінде ұшуға қабілетті айдары бар, ақ өскіншелермен. Табиғи жағдайда өсімдік тұқыммен ғана емес, вегетативті жолмен сабақ пен тамырдың өскіндерімен көбееді.
1. Қазақстанның Қызыл кітабы
2. Липщиц С.Ю., Боссе Г.Г. Скорцонера тау-сагыз ( Новое каучуконосное растение Казахстана). // Трест Каучуконос ВСНХ СССР. 1930.- №4. – С. 18-22.
3. Бондаренко, П.В.Тараканов, С.Г Тау-сагыз.-1942.- 5 бет
4. Липщиц С.Ю., Боссе Г.Г. Новый каучуконос Казахстана - Scorzonera tau-saghyz Lipschits et Bosse. // М. Тр. Всес. инст. кауч. и гуттап. – 1931.- Вып.1.- 56 с.
5. Павлов Н.В. Растительные ресурсы Южного Казахстана. – М. Изд. Московского общества испытателей природы. 1949. – 9 бет.
6. Макогон, В.Н., 1936. Проблемы натурального каучука в СССР. В книге научно-исследовательских работ "Каучук Я Kauchukonosy" (Резина и резиновые растения, на русском языке) под редакцией Б.А. Келлер,Академия наук прессы, Москва. 127-170.
7. Paterson- Jones et al., 1990; Roshchina V.V. and Roshchina V.D., 1993; Cornish “Biochemistry”, 2001
8. Бутенко Р.Г. Культура изолированных органов и физиология морфогенеза растений.- М. 1964.- 270 бет.
9. Sanadze, 1990; Jones and Rassmussen, 1995
10. Каучук и каучуконосы. Глав. ред. Б. А. Келлер, т. I, M.-Л., 1936; Культура каучуконосов в СССР (Всесоюзный научно-исследовательский ин-т каучуконосов)
11. Валиханова Г.Ж. Биотехнология растений. Алматы «Кокжиек», 1996. 126-127 бет.
12. Катаева Н. В., Бутенко Р. Г. Клональное микроразмножение растений. — М., 1983. 97 бет.
13. Мусалиев В.К., Мухамбетжанов С.К., Нам С.В., Рахимбаев И.Р. Микроклональное размножение роз. МЕтодическое руководство по организации и проведению работ.- Алматы, 2011.-64 бет.
14. Бутенко Р. Г. Биология культивируемых клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе, Монография. — Москва, ФБК-Пресс, 1999. — 159 бет.
15. Войновский А.Б., Вейнберг С., 1936 года. Развитие метода для восстановления резиновых от тау-сагыз и его практическое применение. Сборник научных работ Украинского института для резины и растений, III-IV, 40-42.
16. Калинин Ф.Л., Сарнацкая В.В., Полищук В.Е. Методы культуры тканей в физиологии и биохимии растений.- Киев, Науковая думка. 1980.- 487 с.
17. Jung-Hwan Lee, Yoon Eui-Soo, Jung Su-Jin, Bae Ki-Hwa6 Seo Jin-Wook6 Choi Yuonh-Eui Plant Regeneration and Effect of Auxin and Cytokinin on Adventitiouns Shoot Formation from Seeding Explant of Taraxacum platycarpum. Korean Jurnal Plant Biotechnology.- 2002.- Vol. 29, № 2.-pp. 111-115.
18. Культура клеток растений. / под ред. Р. Г. Бутенко. М., 1986.
19. Ковальчук И.Ю., Волгина М.А., Насибулина А.Х., Использование клонального микроразмножения в селекции плодовых и ягодных культур // Ускорение размножения посадочного материала плодовоягодных культур с использованием биотехнологических методов.- С. 6-14.
20. Ковальчук И.Ю., Мухитдинова З.Р., Турдиев Т.Т., Успанова Г.К., Чуканова Н.И. Микроклональное размножение малины, как метод сохранения биоразнообразия растений в Казахстане // Материалы II Всерос. научно-практ. конф. «Биотехнология как инструмент сохранения биоразнообразия растительного мира». Волгоград. – 2008. – С. 186-190.
21. Долгих С.Г., Карычев, Остаркова Л.В. Клональное микроразмножение и оздоровление сортов и подвоев яблони // Научные достижения в биотехнологии, виноградарстве и ягодоводстве.- С. 3-7.
22. Волкова Н.К. Сад и ягодник: Издательство Компартии Казахстана, 1988.215.
23. Pliego-Altaro F. Development of an in vitro rooting bioassay using juvenile phase stem cuttings of Persea Americana Mill // J. Hort. Sci. – 1988. – Vol. 63, N. 2. – P. 295-301.
24. Ромаданова Н.В., Мухидинова З.Р. Корнеобразование и кариологический анализ растений яблони in vitro после хранения в жидком азоте // Пробл. обеспеч. биол. Безопасности Казахстана: международная конф., посвященная 80-летию академика И.О. Байтулина. Алматы. – 2008. – С. 215-218.
25. Мухитдинова З.Р., Турдиев Т.Т., Кушнаренко С.В. Ботаникалық ресурстарды қорғаудың тиімдісі – биотехнологиялық әдістермен көбейту және сақтау // Матер. науч. конф. «Актуальные проблемы ботанического ресурсоведения». Алматы. – 2010. – С. 328-331.
26. Боровикова О.В., Янкова А.И. Микроразмножение клоновых подвоев косточковых культур // Научные достижения в биотехнологии, виноградарстве и ягодоводстве. – Алматы: Бастау, 1997. – Т. 13. – С. 19-24.
27. Уизерс Л.А. Хранение ткани при биотехнологии растений // Биотехнология сельскохозяйственных растений. – М., 1987. – С. 176-204.
28. Ковальчук И.Ю., Боровикова О.В. Клональное микроразмножение вишни и сливы // Ускорение размножения посадочного материала плодовоягодных культур с использованием биотехнологических методов.- С. 14-21.
29. , М., 1948; Промышленные каучуконосы СССР. Под общ. ред. А. А. Ничипоровича, М., 1938.
30. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 2 (Ж - К)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1951, с. 624
31. 1971 Догадкин Б.А. Химия эластомеров. М., 1981 Лепетов В.А., Юрцев Л.Н. Расчеты и конструирование резиновых изделий. Л., 1987
32. Бобков, П. 1939 года. Добыча каучука из корней кок-сагыз. Каучук и резина (резиновая
и резиновые изделия, на русском языке): 8, 67-70.
33. Эскью, Р.К., Эдвардс Г., P.W. 1946 года. Процесс восстановления резины от мясистых растений. США Патентное, № 2393035.
34. Schloman, складской варрант Младший, Карлсон, D.W., Hilton, Центральная Америка, 1988 год. Гваюла экстрагируемых: Влияние Добыча условий на выход и состав. Биомассы. 17 (4), 239-249.
35. Siler, D.J., корниш, К., 1994. Гипоаллергенность гваюлы белки частиц резиновой сравнению с Hevea латекса белков. Пром Crop Prod. 2, 307-313.
36. Бобков, П. (1937). Кок-сагыз в качестве источника спирта, латекса и резины, Spirito-vodochnaia промышленность "12:3-5.
37. Коган Л.М., (1939). Технология добычи природного каучука, Каучук и резина 8: 31-34.
2. Липщиц С.Ю., Боссе Г.Г. Скорцонера тау-сагыз ( Новое каучуконосное растение Казахстана). // Трест Каучуконос ВСНХ СССР. 1930.- №4. – С. 18-22.
3. Бондаренко, П.В.Тараканов, С.Г Тау-сагыз.-1942.- 5 бет
4. Липщиц С.Ю., Боссе Г.Г. Новый каучуконос Казахстана - Scorzonera tau-saghyz Lipschits et Bosse. // М. Тр. Всес. инст. кауч. и гуттап. – 1931.- Вып.1.- 56 с.
5. Павлов Н.В. Растительные ресурсы Южного Казахстана. – М. Изд. Московского общества испытателей природы. 1949. – 9 бет.
6. Макогон, В.Н., 1936. Проблемы натурального каучука в СССР. В книге научно-исследовательских работ "Каучук Я Kauchukonosy" (Резина и резиновые растения, на русском языке) под редакцией Б.А. Келлер,Академия наук прессы, Москва. 127-170.
7. Paterson- Jones et al., 1990; Roshchina V.V. and Roshchina V.D., 1993; Cornish “Biochemistry”, 2001
8. Бутенко Р.Г. Культура изолированных органов и физиология морфогенеза растений.- М. 1964.- 270 бет.
9. Sanadze, 1990; Jones and Rassmussen, 1995
10. Каучук и каучуконосы. Глав. ред. Б. А. Келлер, т. I, M.-Л., 1936; Культура каучуконосов в СССР (Всесоюзный научно-исследовательский ин-т каучуконосов)
11. Валиханова Г.Ж. Биотехнология растений. Алматы «Кокжиек», 1996. 126-127 бет.
12. Катаева Н. В., Бутенко Р. Г. Клональное микроразмножение растений. — М., 1983. 97 бет.
13. Мусалиев В.К., Мухамбетжанов С.К., Нам С.В., Рахимбаев И.Р. Микроклональное размножение роз. МЕтодическое руководство по организации и проведению работ.- Алматы, 2011.-64 бет.
14. Бутенко Р. Г. Биология культивируемых клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе, Монография. — Москва, ФБК-Пресс, 1999. — 159 бет.
15. Войновский А.Б., Вейнберг С., 1936 года. Развитие метода для восстановления резиновых от тау-сагыз и его практическое применение. Сборник научных работ Украинского института для резины и растений, III-IV, 40-42.
16. Калинин Ф.Л., Сарнацкая В.В., Полищук В.Е. Методы культуры тканей в физиологии и биохимии растений.- Киев, Науковая думка. 1980.- 487 с.
17. Jung-Hwan Lee, Yoon Eui-Soo, Jung Su-Jin, Bae Ki-Hwa6 Seo Jin-Wook6 Choi Yuonh-Eui Plant Regeneration and Effect of Auxin and Cytokinin on Adventitiouns Shoot Formation from Seeding Explant of Taraxacum platycarpum. Korean Jurnal Plant Biotechnology.- 2002.- Vol. 29, № 2.-pp. 111-115.
18. Культура клеток растений. / под ред. Р. Г. Бутенко. М., 1986.
19. Ковальчук И.Ю., Волгина М.А., Насибулина А.Х., Использование клонального микроразмножения в селекции плодовых и ягодных культур // Ускорение размножения посадочного материала плодовоягодных культур с использованием биотехнологических методов.- С. 6-14.
20. Ковальчук И.Ю., Мухитдинова З.Р., Турдиев Т.Т., Успанова Г.К., Чуканова Н.И. Микроклональное размножение малины, как метод сохранения биоразнообразия растений в Казахстане // Материалы II Всерос. научно-практ. конф. «Биотехнология как инструмент сохранения биоразнообразия растительного мира». Волгоград. – 2008. – С. 186-190.
21. Долгих С.Г., Карычев, Остаркова Л.В. Клональное микроразмножение и оздоровление сортов и подвоев яблони // Научные достижения в биотехнологии, виноградарстве и ягодоводстве.- С. 3-7.
22. Волкова Н.К. Сад и ягодник: Издательство Компартии Казахстана, 1988.215.
23. Pliego-Altaro F. Development of an in vitro rooting bioassay using juvenile phase stem cuttings of Persea Americana Mill // J. Hort. Sci. – 1988. – Vol. 63, N. 2. – P. 295-301.
24. Ромаданова Н.В., Мухидинова З.Р. Корнеобразование и кариологический анализ растений яблони in vitro после хранения в жидком азоте // Пробл. обеспеч. биол. Безопасности Казахстана: международная конф., посвященная 80-летию академика И.О. Байтулина. Алматы. – 2008. – С. 215-218.
25. Мухитдинова З.Р., Турдиев Т.Т., Кушнаренко С.В. Ботаникалық ресурстарды қорғаудың тиімдісі – биотехнологиялық әдістермен көбейту және сақтау // Матер. науч. конф. «Актуальные проблемы ботанического ресурсоведения». Алматы. – 2010. – С. 328-331.
26. Боровикова О.В., Янкова А.И. Микроразмножение клоновых подвоев косточковых культур // Научные достижения в биотехнологии, виноградарстве и ягодоводстве. – Алматы: Бастау, 1997. – Т. 13. – С. 19-24.
27. Уизерс Л.А. Хранение ткани при биотехнологии растений // Биотехнология сельскохозяйственных растений. – М., 1987. – С. 176-204.
28. Ковальчук И.Ю., Боровикова О.В. Клональное микроразмножение вишни и сливы // Ускорение размножения посадочного материала плодовоягодных культур с использованием биотехнологических методов.- С. 14-21.
29. , М., 1948; Промышленные каучуконосы СССР. Под общ. ред. А. А. Ничипоровича, М., 1938.
30. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 2 (Ж - К)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1951, с. 624
31. 1971 Догадкин Б.А. Химия эластомеров. М., 1981 Лепетов В.А., Юрцев Л.Н. Расчеты и конструирование резиновых изделий. Л., 1987
32. Бобков, П. 1939 года. Добыча каучука из корней кок-сагыз. Каучук и резина (резиновая
и резиновые изделия, на русском языке): 8, 67-70.
33. Эскью, Р.К., Эдвардс Г., P.W. 1946 года. Процесс восстановления резины от мясистых растений. США Патентное, № 2393035.
34. Schloman, складской варрант Младший, Карлсон, D.W., Hilton, Центральная Америка, 1988 год. Гваюла экстрагируемых: Влияние Добыча условий на выход и состав. Биомассы. 17 (4), 239-249.
35. Siler, D.J., корниш, К., 1994. Гипоаллергенность гваюлы белки частиц резиновой сравнению с Hevea латекса белков. Пром Crop Prod. 2, 307-313.
36. Бобков, П. (1937). Кок-сагыз в качестве источника спирта, латекса и резины, Spirito-vodochnaia промышленность "12:3-5.
37. Коган Л.М., (1939). Технология добычи природного каучука, Каучук и резина 8: 31-34.
Реферат:
Әдебиеттер: шет ел, отандық.
Кілтті сөздер: Тау-сағыз, микроклонды көбейту, каучук, клетка культурасы.
Зерттеу объектілері: Scorzonera tau-saghyz, 1-2 жылдық жабайы өсімдіктер.
Зерттеу әдістері: микроклонды кобейту, сомалық клеткаларды in vitro өсіру әдісі.
Өзектілігі:
Каучук - су өткізбейтін, электроизоляциялық және созылу қасиеті (эластичность) бар табиғи немесе синтетикалық материал. Арнайы әдістерді қолдану арқылы одан резина алады. Каучук авто, авиа шиналарды жасауда кең қолданылады. Қазіргі таңда каучукты материалдарға сұраныс артуына байланысты, өндірістік масштабта табиғи каучук алу жолдарын қарастыру маңызды. Табиғи каучуктың негізгі көзі "Гевея ағашы", сондай-ақ біздің елімізде кездесетін "Қызыл кітапқа" енген "тау-сагыз"өсімдігі болып табылады. Тау-сағыз тамыры 40% каучуктан тұрады. Соған байланысты микроклондық көбейту әдістерін пайдаланып, жоғары мөлшерде каучук құрамында болатын өсімдік сорттарын алу мүмкіндігі бар.
Микроклондау әдісімен көбейтілген тау-сағыз өсімдігі болашақта өндірістік масштабта табиғи каучук алу үшін қолданылады.
Мазмұны:
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
1. Тау-сағыз (Scorzonera tau-saghyz) өсімдігінің биологиялық ерекшеліктері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
2. Каучук түзуші тау-сағыздың биосинтетикалық қасиеттері, изопреноид синтезі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
3. Тау-сағызды вегетативті және микроклонды көбейту ... ... ... ... ...11
3.1 Микроклонды көбейту әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..1 2
3.2 Микроклонды көбейту кезеңдері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... 13
4. Суспензиялы культураны алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
5. Культивирленетін өсімдік клеткаларынан каучукты(изопреноид) бөліп алу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...16
Жұмыстың мақсаты: Жоғары дәрежеде табиғи каучук бар тау-сагыз өсімдігінің сорттарын алу мақсатында микроклонды көбейту әдісін жетілдіру.
Мынадай міндеттер қойылды:
1. Тау- сағыздың соматикалық клеткаларындағы каллусогенез индукциясы;
2. Тау- сағыз каллусты культурасындағы морфогенез және регенерация индукциясы;
3. Тау-сағыз каллусты клеткаларынан суспензиялық культурасын алу;
4. Өсімдік- регенеранттарды in vitro жағдайында клондау.
Зерттеу объектілері: Scorzonera tau-saghyz, 1-2 жылдық жабайы өсімдіктер.
Зерттеу әдісі: микроклонды кобейту, сомалық клеткаларды in vitro өсіру әдісі.
Кіріспе
Эндемик тау-сағыз (Scorzonera tau-saghyz, Lipsch7 et Bosse)- күрделігүлділер тұқымдасына жататын (Asteraceae), жойылып бара жатқан, Тянь-Шань және Памир Алтай ареалына жататын өте құнды техникалық өсімдік. Қоңыржай аймақтағы табиғи каучукке ең бай өсімдік. Каучук - су өткізбейтін, электроизоляциялық және созылу қасиеті (эластичность) бар табиғи немесе синтетикалық материал. 20% табиғи каучук (латекс) Гевея ағашынан Индонезия, Малайзия, Вьетнам елдерінде өндірілетіні белгілі. Өндірістік жағдайда каучукты бутадиен мен изопреннен химиялық синтез жолымен алады. Осы жолмен алынатын каучук техникалық мақсатта, мысалы, автомобиль шинасына, медицинада (хирургиялық қолғап және медициналық латекстен жасалатын заттар) ауыр және жеңіл өнеркәсіпте т.б. мақсаттарда пайдаланады. Табиғи каучук синтетикалыққа қарағанда берік, сондықтан жыл сайын табиғи каучук бағасы өсуде және бұл жаңа альтернативті көздер іздеуге себеп болды.
Қазақстанның климаттық жағдайларына сәйкес табиғи каучуктың негізгі оптималды көзі "Қызыл кітапқа" енген "тау-сагыз"өсімдігі болып табылады. [1]Тау-сағыз тамыры 40% каучуктан тұрады. Тау-сағыздың табиғи популяциясы өте көп болуына байланысты, микроклонды көбейту технологиясын Scorzonera tau-saghyz түріне жетілдіру керек. Биотехнологиялық әдіс арқылы әндемикті көп мөлшерде алу табиғи каучукты қажетті млшерде өндіруге жол ашады. Технологияның бірінші кезеңінде өсімдікті in vitro культурасына енгізу жүргізіледі, яғни материалды стерилизациядан өткізу, бөліп алу және қоректік ортада культивирлеу.
Әдебиетке шолу
Тау-сағыз өсімдігінің биологиялық ерекшеліктері:
Тау-сағыз (Scorzonera tau-saghyz) - күрделігүлділер тұқымдасына жататын көпжылдық өсімдік. Көпжылдық кейде 2 жылдық шөптекті және бұта тәрізді болып келеді. 170 түрі бар. Шөлейтті өңірлерде, соның ішінде көбіне Орта Европа және Шығыс Азияда өседі. Жуандаған жер асты мүшелері жеуге жарамды түрлері кездеседі, мысалы S.turberosa, S.hispanica. Европа мен Америкаға көкөніс ретінде өсіріледі. Ең маңыздысы тау-сағыз өсімдігінің тамырында каучук болатыны анықталған. Біржылдық тау-сағыздың тамырында 5-6% каучук, 2 жылдықта 9-10% , 3 жылдық 12-15 %. Көпжылдық өсімдік тамырының диаметрі 10см - ге жетеді, ал ұзындығы 4м, биіктігі 25-40см. [2]
Сыртқы түрі жартылай бұта түріндегі қысқа, жуан тамыр сабақтан тұрады (каудекс) Каудекс соңы бір немесе бірнеше астық тұқымдас өсімдігіне ұқсас біркелкі жапырақшалармен аяқталады. 1-4 гүл тостағаншасынан тұрады. Гүл шоғыры көптеген сары күлтешелерден (30-40) тұрады. Пісіп жетілген бақбақ өсімдігіне тән шар тәрізді болып, желмен жеңіл таралады. Тұқым - цилиндрлі, қабырғалы, үстіңгі бөлігінде ұшуға қабілетті айдары бар, ақ өскіншелермен. Табиғи жағдайда өсімдік тұқыммен ғана емес, вегетативті жолмен сабақ пен тамырдың өскіндерімен көбееді. Вегетация уақыты ұзақ емеc −3-3,5 ай. Табиғи жағдайда 3 жылы ғана гүлдейді. Гүлдеу мамыр- маусым аралығында, ал шілде - тамыз аралығында аз мөлшерде жеміс түзеді. Вегетация кезінде өсімдік биомассаны аз түзеді. Культуральды жағдайда тау-сағыз салыстырмалы тез өседі, 2 жылы гүлдей береді. Тұқымның қалыпты өсуі топырақтың 20-25°С температурасында жүзеге асады. Егер 9°С - дан төмен болса, олар өспейді және 25°С-дан жоғары температурада өсу қабілеті төмендейді. Тұқымдар өнуі үшін жылумен қатар, топырақтың беткі қабаты жақсы ылғалданған болу керек. Сондықтан суарып отыру қажет. Егер аталған жағдайлар жасалған болса, тау-сағыздың өскіндері 5-6 күннен соң шығады. Өскіндер 2 жапырақшадан тұратын ұзынша формада болады. 7-10 күнде өскінде нағыз жапырақтар пайда болады. Олардың өсуі келесі жаздың маусымы мен шілдесіне дейін жалғасады. Жаздың ыстық температурасында жапырақ өсуі тоқтатылып, ескілері шіріп кетеді, ал өсімдік жаздық тыныштыққа көшеді. Келесі жапырақ өсуі қыркүйектен басталады.
1 жылда тау-сағыз тамыры 1м дейін өседі. 1 жылдық тамырдың салмағы орташа 2,5-5 г болады. Ал каучук құрғақ салмағының 3-7 % алады.[3]
Тау-сағыздың вегетация уақыты 2 жылы көктемде басталады. 2 жылы тамырдың өсуі қарқынды жүреді және массасы 8-20г жетеді. Кей жағдайда 40-80г, ал каучук түзуі 7-12 % өседі. 3 жылы өсімдік гүлдей бастайды. Тұқымның 1 га жерден жиналғаны 15-60 кг құрайды. 1 га 30-35ц тамыр, соның ішінде 15-20% каучук құрғақ массасын құрайды, яғни 150-250 кг каучук.[4]
Каучук тамырының өзегінде және жер асты бұтақшаларында салыстырмалы көп мөлшерде болады. Табиғи каучукты алу үшін тау-сағыздың құрғақ тамырларын пайдаланады. Тамыр 40 % өнімнен тұрады. Өсімдікті 1929 жылы С.С.Зарецкий Қаратау өңірінен тапқан. Бұл өсімдік бұрыннан жергілікті тұрғындарға таныс еді. Егер тау-сағыздың тамырын бөлсе, каучуктың созылмалы жіпшелерін көруге болады. Каучук сонымен қатар тамырдан ғана емес, каудекстен және жапырақтан да анықталған. [3]
Жапырақта басқа органдарға қарағанда каучук аз мөлшерде болады. Сабақта каучук түзетін глобуллалар орналасады. Әр түрлі жастағы өсімдіктердің глобула формасы мен өлшемі әр түрлі. Өсімдік жасы өскен сайын мүшелері үлкейіп, формасы ұзарады. Соған байланысты өсімдікте өзектегі каучук мөлшері өзгереді. Егер 1 жылдықта 1-8% каучук болса, 2-3 жылдықта 8-30 % каучук мөлшері болады.
Қазіргі кезде тау-сағыз "Қызыл кітапқа" енген. Бұл антропогендік фактор әсерінен болған, яғни соғыс жылдары 14 млн. өсімдік алынып пайдаланған. Кейін оның табиғи қоры толуы үшін ұзақ уакыт керек. Себебі өсімдіктен тұқымның түзілуі 3-4 - ші жылы ғана жүреді және жас кезінде өскіндердің өлімі көп кездеседі. Тау- сағыз сол аймақта өсетін басқа өсімдіктерге қарағанда бәсекеге төмен болып табылады. [5]
Өсетін аймағын интенсивті түрде басқа өсімдіктер қамтуы тау-сағыздың жойылуына себеп болып табылады. Сырдарияның Қаратау тауларынан алғаш тау- сағыз табылған, содан бері геологиялық процестер жүргізіліп, топырақта түрлі өзгерістер болған. Бұл да өз әсерін тигізді, яғни шөл және шөлейтті аймақта өсетін өсімдіктің өсуін шектейді. Топырақ өзгеруіне байланысты көптеген өсімдіктер тау-сағыздың өсетін аймағын кішірейтуде. Төмен бәсекелестігіне байланысты тау-сағыз өсімдігі саны азаюда.[1]
Көптеген болжамдарға қарамастан табиғи каучук өндіру даму үстінде. 1963 жылы 2,17 млн. тонна, 1973- 3,45, ал 1981 жылы - 4 млн. тонна каучук өндірілді. Қазіргі таңда табиғи каучук өндіру ақталады. Төмен бағамен сатылса да, тиімді болып табылады. Табиғи каучуктың әлемдік нарықта бағасы синтетикалық полиизопренді каучуктың бағасына қарағанда төмен. Қазіргі таңда бағалы заттар өндіруде биотехнологиялық және гендік инженериялық әдістер қолдану арқылы табиғи каучукты тау-сағыз өсімдігінен өндіруге әбден болады.Клеткалық және гендік инженерия әдістері көмегімен, мысалы, тау-сағыздың каучук синтездейтін гені бақбақ өсімдігіне енгізуге болады. Бақбақ та өз алдына каучук синтездеуге қабілетті деп саналады. Бұл қол жетімді, бірақ бұл әдісті қолдану үшін тау-сағыздың барлық генетикалық әртүрлілігін және генетикалық картаны анықтау керек.
Тау-сағыз өсімдігінің таралу аймақтары: Қазақстан: Сырдария, Қаратау, Машат, Даубаба, Тәжікстан: Фан таулары, Өзбекстан: Ферғана солтүстігі, Қырғызстан: Талас Алатауы, Шатқал тауы, Түркістан қыраты, Исфир бассейні. Орта Азияның эндемик өсімдігі, Батыс Тянь-Шань, Қаратау, Тамир Алтайдың төмен немесе таулы, қыратты жерлерінде өседі.[2]
Тау-сағыз өсімдігінің саны соғыс жылдары күрт азайды, сол кезде 14 млн. өсімдік қазып алынды. Қазіргі кезде жайлап қайта қалпына келуде.Табиғи таралуының негізгі шектеуші факторы: төмен бәсекеге қабілеттілік, тұқымның ұзақ уақыт пайда болуы, геологиялық жұмыстар, малға азық болуы, каучук түзуші ретінде көп қолданылуы.
2. Каучук түзуші тау-сағыздың биосинтетикалық қасиеттері, изопреноид синтезі
Каучуктың полиизопреноидының түзілуі клетка паренхимасында жүзеге асады. Алдымен каучуктың бөлігі цитоплазмада, кейін вакуольде түзіледі. Каучуктың бастамасы қант, ацетат, пируват, мевалонат болып табылады. Каучук- эмперикалық формуласы С5Н8 , изопреннің полимердену өнімі мен молекулалық массасының алуан түрлі спектрінен тұрады. 105- 4*105 дейін, бұл 1500-60000 полимерге эквивалентті.
Изопреноид көмірсуларының атомдары пируваттың декарбоксильденуі нәтижесінде ацетаттан түзіледі. Көміртегінің екі атомы бар ацетат молекуласы ацетаттың үш молекуласының конденсациясы мен бір атом көміртегінің бөлінуінен С5 молекуланы изопренге айналдырады.
Келесі кезең үш молекула ацетаттың қосылып бұтақталған тізбек түзуі ацетил коферменті қатысымен жүреді. Келесі кезең мевалонатқа айналудан тұрады. Кейін мевалонаттың фосфорилденуі жүреді. Сол кезде пирофосфатмевалонат түзіледі.[7]
Пирофосфатмевалонат ең негізгі изопреноид метаболизмінің реакциясына қатысады. Ол изопентилпирофосфат пайда болуы. Терпендердің, сесквитерпендердің және жоғарғы изопреноидтардың изопентилпирофосфаттан түзілуі цис-1,4- полиизопентилтрансфераза көмегімен изопентилпирофосфат қалдығының ұзарған изопреноид тізбегіне қосылуы нәтижесінде пайда болады. Бұндай полимеризация әдісі изопреноид синтезінің негізі болып табылады, соның ішінде каучуктың да. (сурет 1)
Сурет 1. Каучук биосинтезі (Paterson-
Jones et al., 1990; Roshchina V.V. and Roshchina V.D., 1993; Cornish "Biochemistry", 2001)
Бұл әдіс арқылы каучук түзілуі фруктозадан 1-0-метил- L-инозитол арқылы алуға болады. Каучук синтезінің жылдамдығы көптеген жағдайларға байланысты. Мысалы, Гевея ағаш Hevea brasiliensis латексінде ол 5 мг мин-1мл-1 . Судың жеткіліксіз болуы каучук түзілуін арттырады. Каучук синтезін сонымен қоса, этилен де стимулдейді.[8]
Сүттіген шырынының кей бөліктерінде каучук емес, тритерпеноидтарды эфирлер болады. Латексте терпеноидтар және терпеноидты спирттер де болады. Бұл дезинфицирлеуге қабілеттілігін арттырады. Терпеноидтармен қатар латекстен басқа да қосылыстар анықталған. Вакуольде мекон және хелидон қышқылы, фенол болады. Сурет 2:
Сурет 2. Латекстегі хелидон (1) және мекон (2) қышқылы
Ең кең таралған амин қышқылы 3,4-диоксифенилаланин (ДОФА). Латексте ДОФА 1,7% құрайды. Қорғаныш қызметін сүттіген шырынында лизоцим белоктары атқарады. Олар бактериалды полисахаридтік байланысты гидролиздейді. Сурет 3:
Изопреннің түзілу жолы (Sanadze, 1990; Jones and Rassmussen, 1995).
3. Тау-сағызды вегетативті және микроклонды көбейту
Табиғи жағдайда тұқымға қарағанда көбінесе вегетативті жолмен көбееді. Культурада тау-сағыздың тұқым арқылы көбеюі қарастырылады. Вегетативті көбею тамыр бөлігі арқылы жүзеге асырылады. Зерттеулерге қарағанда, тау-сағыз тамырынан ұзындығы 0,5 см жаңа өсімдік түзілетіні анықталған. Академик Лысенко бұл қасиетті қолданып тау-сағыздың тез өсуін қамтамассыз ету үшін қолданған. [10]
3.1 Микроклонды көбейту әдістері:
Өсімдіктерді микроклонд көбейтудің артықшылықтары
Микроклонды көбейтудің мынадай артықшылықтырын атауға болады:
1. Көбею коэффиценті өте жоғары (шөптектес өсімдіктерде бұталарда, ағаштарда, қылқан жапырақтыларда шөптектік өсімдіктерде 105-106,бұталарда,ағаштарда 104 - 105,қылқан жапырақтыларда 104).
Мысалы, гербера, бүлдірген, бақытгүл, 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 бұтағы меристемаларын бөліп алып өсіріп жылына 50 мыңға дейін өсімдік алуға болады. Сонымен микроклоналды көбейтудің коэффиценті басқа вегетативтік көбею әдістерімен салыстырғанда мыңдаған есе артық.
2. Микроконалды көбейтумен қатар өсімдіктер вирустар мен патогендік микроорганизмдерден сауықтырылады.
3. Сұрыптау процесін жылдамдату. Жаңа сорттарды тез көбейтіп, оларды ауылшаруашылық өндірісінде пайдалану мерзімі едәуір қысқарады.
4. Вегетативтік жолмен көбейе алмайтын өсімдіктерді, мысалы, пальманы тек in vitro жағдайында ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Әдебиеттер: шет ел, отандық.
Кілтті сөздер: Тау-сағыз, микроклонды көбейту, каучук, клетка культурасы.
Зерттеу объектілері: Scorzonera tau-saghyz, 1-2 жылдық жабайы өсімдіктер.
Зерттеу әдістері: микроклонды кобейту, сомалық клеткаларды in vitro өсіру әдісі.
Өзектілігі:
Каучук - су өткізбейтін, электроизоляциялық және созылу қасиеті (эластичность) бар табиғи немесе синтетикалық материал. Арнайы әдістерді қолдану арқылы одан резина алады. Каучук авто, авиа шиналарды жасауда кең қолданылады. Қазіргі таңда каучукты материалдарға сұраныс артуына байланысты, өндірістік масштабта табиғи каучук алу жолдарын қарастыру маңызды. Табиғи каучуктың негізгі көзі "Гевея ағашы", сондай-ақ біздің елімізде кездесетін "Қызыл кітапқа" енген "тау-сагыз"өсімдігі болып табылады. Тау-сағыз тамыры 40% каучуктан тұрады. Соған байланысты микроклондық көбейту әдістерін пайдаланып, жоғары мөлшерде каучук құрамында болатын өсімдік сорттарын алу мүмкіндігі бар.
Микроклондау әдісімен көбейтілген тау-сағыз өсімдігі болашақта өндірістік масштабта табиғи каучук алу үшін қолданылады.
Мазмұны:
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
1. Тау-сағыз (Scorzonera tau-saghyz) өсімдігінің биологиялық ерекшеліктері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
2. Каучук түзуші тау-сағыздың биосинтетикалық қасиеттері, изопреноид синтезі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
3. Тау-сағызды вегетативті және микроклонды көбейту ... ... ... ... ...11
3.1 Микроклонды көбейту әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..1 2
3.2 Микроклонды көбейту кезеңдері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... 13
4. Суспензиялы культураны алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
5. Культивирленетін өсімдік клеткаларынан каучукты(изопреноид) бөліп алу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...16
Жұмыстың мақсаты: Жоғары дәрежеде табиғи каучук бар тау-сагыз өсімдігінің сорттарын алу мақсатында микроклонды көбейту әдісін жетілдіру.
Мынадай міндеттер қойылды:
1. Тау- сағыздың соматикалық клеткаларындағы каллусогенез индукциясы;
2. Тау- сағыз каллусты культурасындағы морфогенез және регенерация индукциясы;
3. Тау-сағыз каллусты клеткаларынан суспензиялық культурасын алу;
4. Өсімдік- регенеранттарды in vitro жағдайында клондау.
Зерттеу объектілері: Scorzonera tau-saghyz, 1-2 жылдық жабайы өсімдіктер.
Зерттеу әдісі: микроклонды кобейту, сомалық клеткаларды in vitro өсіру әдісі.
Кіріспе
Эндемик тау-сағыз (Scorzonera tau-saghyz, Lipsch7 et Bosse)- күрделігүлділер тұқымдасына жататын (Asteraceae), жойылып бара жатқан, Тянь-Шань және Памир Алтай ареалына жататын өте құнды техникалық өсімдік. Қоңыржай аймақтағы табиғи каучукке ең бай өсімдік. Каучук - су өткізбейтін, электроизоляциялық және созылу қасиеті (эластичность) бар табиғи немесе синтетикалық материал. 20% табиғи каучук (латекс) Гевея ағашынан Индонезия, Малайзия, Вьетнам елдерінде өндірілетіні белгілі. Өндірістік жағдайда каучукты бутадиен мен изопреннен химиялық синтез жолымен алады. Осы жолмен алынатын каучук техникалық мақсатта, мысалы, автомобиль шинасына, медицинада (хирургиялық қолғап және медициналық латекстен жасалатын заттар) ауыр және жеңіл өнеркәсіпте т.б. мақсаттарда пайдаланады. Табиғи каучук синтетикалыққа қарағанда берік, сондықтан жыл сайын табиғи каучук бағасы өсуде және бұл жаңа альтернативті көздер іздеуге себеп болды.
Қазақстанның климаттық жағдайларына сәйкес табиғи каучуктың негізгі оптималды көзі "Қызыл кітапқа" енген "тау-сагыз"өсімдігі болып табылады. [1]Тау-сағыз тамыры 40% каучуктан тұрады. Тау-сағыздың табиғи популяциясы өте көп болуына байланысты, микроклонды көбейту технологиясын Scorzonera tau-saghyz түріне жетілдіру керек. Биотехнологиялық әдіс арқылы әндемикті көп мөлшерде алу табиғи каучукты қажетті млшерде өндіруге жол ашады. Технологияның бірінші кезеңінде өсімдікті in vitro культурасына енгізу жүргізіледі, яғни материалды стерилизациядан өткізу, бөліп алу және қоректік ортада культивирлеу.
Әдебиетке шолу
Тау-сағыз өсімдігінің биологиялық ерекшеліктері:
Тау-сағыз (Scorzonera tau-saghyz) - күрделігүлділер тұқымдасына жататын көпжылдық өсімдік. Көпжылдық кейде 2 жылдық шөптекті және бұта тәрізді болып келеді. 170 түрі бар. Шөлейтті өңірлерде, соның ішінде көбіне Орта Европа және Шығыс Азияда өседі. Жуандаған жер асты мүшелері жеуге жарамды түрлері кездеседі, мысалы S.turberosa, S.hispanica. Европа мен Америкаға көкөніс ретінде өсіріледі. Ең маңыздысы тау-сағыз өсімдігінің тамырында каучук болатыны анықталған. Біржылдық тау-сағыздың тамырында 5-6% каучук, 2 жылдықта 9-10% , 3 жылдық 12-15 %. Көпжылдық өсімдік тамырының диаметрі 10см - ге жетеді, ал ұзындығы 4м, биіктігі 25-40см. [2]
Сыртқы түрі жартылай бұта түріндегі қысқа, жуан тамыр сабақтан тұрады (каудекс) Каудекс соңы бір немесе бірнеше астық тұқымдас өсімдігіне ұқсас біркелкі жапырақшалармен аяқталады. 1-4 гүл тостағаншасынан тұрады. Гүл шоғыры көптеген сары күлтешелерден (30-40) тұрады. Пісіп жетілген бақбақ өсімдігіне тән шар тәрізді болып, желмен жеңіл таралады. Тұқым - цилиндрлі, қабырғалы, үстіңгі бөлігінде ұшуға қабілетті айдары бар, ақ өскіншелермен. Табиғи жағдайда өсімдік тұқыммен ғана емес, вегетативті жолмен сабақ пен тамырдың өскіндерімен көбееді. Вегетация уақыты ұзақ емеc −3-3,5 ай. Табиғи жағдайда 3 жылы ғана гүлдейді. Гүлдеу мамыр- маусым аралығында, ал шілде - тамыз аралығында аз мөлшерде жеміс түзеді. Вегетация кезінде өсімдік биомассаны аз түзеді. Культуральды жағдайда тау-сағыз салыстырмалы тез өседі, 2 жылы гүлдей береді. Тұқымның қалыпты өсуі топырақтың 20-25°С температурасында жүзеге асады. Егер 9°С - дан төмен болса, олар өспейді және 25°С-дан жоғары температурада өсу қабілеті төмендейді. Тұқымдар өнуі үшін жылумен қатар, топырақтың беткі қабаты жақсы ылғалданған болу керек. Сондықтан суарып отыру қажет. Егер аталған жағдайлар жасалған болса, тау-сағыздың өскіндері 5-6 күннен соң шығады. Өскіндер 2 жапырақшадан тұратын ұзынша формада болады. 7-10 күнде өскінде нағыз жапырақтар пайда болады. Олардың өсуі келесі жаздың маусымы мен шілдесіне дейін жалғасады. Жаздың ыстық температурасында жапырақ өсуі тоқтатылып, ескілері шіріп кетеді, ал өсімдік жаздық тыныштыққа көшеді. Келесі жапырақ өсуі қыркүйектен басталады.
1 жылда тау-сағыз тамыры 1м дейін өседі. 1 жылдық тамырдың салмағы орташа 2,5-5 г болады. Ал каучук құрғақ салмағының 3-7 % алады.[3]
Тау-сағыздың вегетация уақыты 2 жылы көктемде басталады. 2 жылы тамырдың өсуі қарқынды жүреді және массасы 8-20г жетеді. Кей жағдайда 40-80г, ал каучук түзуі 7-12 % өседі. 3 жылы өсімдік гүлдей бастайды. Тұқымның 1 га жерден жиналғаны 15-60 кг құрайды. 1 га 30-35ц тамыр, соның ішінде 15-20% каучук құрғақ массасын құрайды, яғни 150-250 кг каучук.[4]
Каучук тамырының өзегінде және жер асты бұтақшаларында салыстырмалы көп мөлшерде болады. Табиғи каучукты алу үшін тау-сағыздың құрғақ тамырларын пайдаланады. Тамыр 40 % өнімнен тұрады. Өсімдікті 1929 жылы С.С.Зарецкий Қаратау өңірінен тапқан. Бұл өсімдік бұрыннан жергілікті тұрғындарға таныс еді. Егер тау-сағыздың тамырын бөлсе, каучуктың созылмалы жіпшелерін көруге болады. Каучук сонымен қатар тамырдан ғана емес, каудекстен және жапырақтан да анықталған. [3]
Жапырақта басқа органдарға қарағанда каучук аз мөлшерде болады. Сабақта каучук түзетін глобуллалар орналасады. Әр түрлі жастағы өсімдіктердің глобула формасы мен өлшемі әр түрлі. Өсімдік жасы өскен сайын мүшелері үлкейіп, формасы ұзарады. Соған байланысты өсімдікте өзектегі каучук мөлшері өзгереді. Егер 1 жылдықта 1-8% каучук болса, 2-3 жылдықта 8-30 % каучук мөлшері болады.
Қазіргі кезде тау-сағыз "Қызыл кітапқа" енген. Бұл антропогендік фактор әсерінен болған, яғни соғыс жылдары 14 млн. өсімдік алынып пайдаланған. Кейін оның табиғи қоры толуы үшін ұзақ уакыт керек. Себебі өсімдіктен тұқымның түзілуі 3-4 - ші жылы ғана жүреді және жас кезінде өскіндердің өлімі көп кездеседі. Тау- сағыз сол аймақта өсетін басқа өсімдіктерге қарағанда бәсекеге төмен болып табылады. [5]
Өсетін аймағын интенсивті түрде басқа өсімдіктер қамтуы тау-сағыздың жойылуына себеп болып табылады. Сырдарияның Қаратау тауларынан алғаш тау- сағыз табылған, содан бері геологиялық процестер жүргізіліп, топырақта түрлі өзгерістер болған. Бұл да өз әсерін тигізді, яғни шөл және шөлейтті аймақта өсетін өсімдіктің өсуін шектейді. Топырақ өзгеруіне байланысты көптеген өсімдіктер тау-сағыздың өсетін аймағын кішірейтуде. Төмен бәсекелестігіне байланысты тау-сағыз өсімдігі саны азаюда.[1]
Көптеген болжамдарға қарамастан табиғи каучук өндіру даму үстінде. 1963 жылы 2,17 млн. тонна, 1973- 3,45, ал 1981 жылы - 4 млн. тонна каучук өндірілді. Қазіргі таңда табиғи каучук өндіру ақталады. Төмен бағамен сатылса да, тиімді болып табылады. Табиғи каучуктың әлемдік нарықта бағасы синтетикалық полиизопренді каучуктың бағасына қарағанда төмен. Қазіргі таңда бағалы заттар өндіруде биотехнологиялық және гендік инженериялық әдістер қолдану арқылы табиғи каучукты тау-сағыз өсімдігінен өндіруге әбден болады.Клеткалық және гендік инженерия әдістері көмегімен, мысалы, тау-сағыздың каучук синтездейтін гені бақбақ өсімдігіне енгізуге болады. Бақбақ та өз алдына каучук синтездеуге қабілетті деп саналады. Бұл қол жетімді, бірақ бұл әдісті қолдану үшін тау-сағыздың барлық генетикалық әртүрлілігін және генетикалық картаны анықтау керек.
Тау-сағыз өсімдігінің таралу аймақтары: Қазақстан: Сырдария, Қаратау, Машат, Даубаба, Тәжікстан: Фан таулары, Өзбекстан: Ферғана солтүстігі, Қырғызстан: Талас Алатауы, Шатқал тауы, Түркістан қыраты, Исфир бассейні. Орта Азияның эндемик өсімдігі, Батыс Тянь-Шань, Қаратау, Тамир Алтайдың төмен немесе таулы, қыратты жерлерінде өседі.[2]
Тау-сағыз өсімдігінің саны соғыс жылдары күрт азайды, сол кезде 14 млн. өсімдік қазып алынды. Қазіргі кезде жайлап қайта қалпына келуде.Табиғи таралуының негізгі шектеуші факторы: төмен бәсекеге қабілеттілік, тұқымның ұзақ уақыт пайда болуы, геологиялық жұмыстар, малға азық болуы, каучук түзуші ретінде көп қолданылуы.
2. Каучук түзуші тау-сағыздың биосинтетикалық қасиеттері, изопреноид синтезі
Каучуктың полиизопреноидының түзілуі клетка паренхимасында жүзеге асады. Алдымен каучуктың бөлігі цитоплазмада, кейін вакуольде түзіледі. Каучуктың бастамасы қант, ацетат, пируват, мевалонат болып табылады. Каучук- эмперикалық формуласы С5Н8 , изопреннің полимердену өнімі мен молекулалық массасының алуан түрлі спектрінен тұрады. 105- 4*105 дейін, бұл 1500-60000 полимерге эквивалентті.
Изопреноид көмірсуларының атомдары пируваттың декарбоксильденуі нәтижесінде ацетаттан түзіледі. Көміртегінің екі атомы бар ацетат молекуласы ацетаттың үш молекуласының конденсациясы мен бір атом көміртегінің бөлінуінен С5 молекуланы изопренге айналдырады.
Келесі кезең үш молекула ацетаттың қосылып бұтақталған тізбек түзуі ацетил коферменті қатысымен жүреді. Келесі кезең мевалонатқа айналудан тұрады. Кейін мевалонаттың фосфорилденуі жүреді. Сол кезде пирофосфатмевалонат түзіледі.[7]
Пирофосфатмевалонат ең негізгі изопреноид метаболизмінің реакциясына қатысады. Ол изопентилпирофосфат пайда болуы. Терпендердің, сесквитерпендердің және жоғарғы изопреноидтардың изопентилпирофосфаттан түзілуі цис-1,4- полиизопентилтрансфераза көмегімен изопентилпирофосфат қалдығының ұзарған изопреноид тізбегіне қосылуы нәтижесінде пайда болады. Бұндай полимеризация әдісі изопреноид синтезінің негізі болып табылады, соның ішінде каучуктың да. (сурет 1)
Сурет 1. Каучук биосинтезі (Paterson-
Jones et al., 1990; Roshchina V.V. and Roshchina V.D., 1993; Cornish "Biochemistry", 2001)
Бұл әдіс арқылы каучук түзілуі фруктозадан 1-0-метил- L-инозитол арқылы алуға болады. Каучук синтезінің жылдамдығы көптеген жағдайларға байланысты. Мысалы, Гевея ағаш Hevea brasiliensis латексінде ол 5 мг мин-1мл-1 . Судың жеткіліксіз болуы каучук түзілуін арттырады. Каучук синтезін сонымен қоса, этилен де стимулдейді.[8]
Сүттіген шырынының кей бөліктерінде каучук емес, тритерпеноидтарды эфирлер болады. Латексте терпеноидтар және терпеноидты спирттер де болады. Бұл дезинфицирлеуге қабілеттілігін арттырады. Терпеноидтармен қатар латекстен басқа да қосылыстар анықталған. Вакуольде мекон және хелидон қышқылы, фенол болады. Сурет 2:
Сурет 2. Латекстегі хелидон (1) және мекон (2) қышқылы
Ең кең таралған амин қышқылы 3,4-диоксифенилаланин (ДОФА). Латексте ДОФА 1,7% құрайды. Қорғаныш қызметін сүттіген шырынында лизоцим белоктары атқарады. Олар бактериалды полисахаридтік байланысты гидролиздейді. Сурет 3:
Изопреннің түзілу жолы (Sanadze, 1990; Jones and Rassmussen, 1995).
3. Тау-сағызды вегетативті және микроклонды көбейту
Табиғи жағдайда тұқымға қарағанда көбінесе вегетативті жолмен көбееді. Культурада тау-сағыздың тұқым арқылы көбеюі қарастырылады. Вегетативті көбею тамыр бөлігі арқылы жүзеге асырылады. Зерттеулерге қарағанда, тау-сағыз тамырынан ұзындығы 0,5 см жаңа өсімдік түзілетіні анықталған. Академик Лысенко бұл қасиетті қолданып тау-сағыздың тез өсуін қамтамассыз ету үшін қолданған. [10]
3.1 Микроклонды көбейту әдістері:
Өсімдіктерді микроклонд көбейтудің артықшылықтары
Микроклонды көбейтудің мынадай артықшылықтырын атауға болады:
1. Көбею коэффиценті өте жоғары (шөптектес өсімдіктерде бұталарда, ағаштарда, қылқан жапырақтыларда шөптектік өсімдіктерде 105-106,бұталарда,ағаштарда 104 - 105,қылқан жапырақтыларда 104).
Мысалы, гербера, бүлдірген, бақытгүл, 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 бұтағы меристемаларын бөліп алып өсіріп жылына 50 мыңға дейін өсімдік алуға болады. Сонымен микроклоналды көбейтудің коэффиценті басқа вегетативтік көбею әдістерімен салыстырғанда мыңдаған есе артық.
2. Микроконалды көбейтумен қатар өсімдіктер вирустар мен патогендік микроорганизмдерден сауықтырылады.
3. Сұрыптау процесін жылдамдату. Жаңа сорттарды тез көбейтіп, оларды ауылшаруашылық өндірісінде пайдалану мерзімі едәуір қысқарады.
4. Вегетативтік жолмен көбейе алмайтын өсімдіктерді, мысалы, пальманы тек in vitro жағдайында ... 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