Күріш сорттарының тозаңқаптарынан гаплоидты өсімдіктер алу
Кіріспе 4
1. Әдебиеттік шолу 5
1.1 Өсімдіктердегі гаплоидия 5
1.2 Гаплоидия терминологиясы 8
1.3 Аталық гаметофитты клеткалар культурасынан гаплоидтарды
алу 9
1.4 Донорлы өсімдіктердің өсу жағдайлары 11
1.5 Гүл шоғырларын сақтау мен оларды алдын ала өндеу 11
1.6 Каллус пен эмбриоид индукциясы үшін қоректік ортаның
құрамы 13
1.7 Оқшауланған аталық гаметофит культурасындағы клеткалық бөлінуінің ерекшеліктері 14
1.8 Өсімдіктердің регенерациясына арналған қоректік ортаның құрамы 19
1.9 Гаплоидтардың хромосомды жиынтығының екі еселенуі 19
1.10 Күріштің биологиясы мен морфологиялық ерекшеліктері 21
Негізгі бөлім .
2. Зерттеу әдістері мен объектілері 23
2.1 Гаплоидты технология бойынша жұмыс істеуге қажетті
талаптар 23
2.2 Гүл түйіндерін алдын ала өңдеу 24
2.3 Күріштің гаплоидтарын алудың сатылары 24
2.4 Қоректік орта дайындау 25
2.5 Өсіру жағдайлары 27
3. Зерттеу нәтижесі талқылау
3.1 Күріштің гаплоидтарын алудың сатылары
3.2 Күріштің әртүрлі генотиптерінің каллусогенезі және
Морфогенезі
28
29
Қорытынды 34
Пайдаланылған әдебиеттер 35
1. Әдебиеттік шолу 5
1.1 Өсімдіктердегі гаплоидия 5
1.2 Гаплоидия терминологиясы 8
1.3 Аталық гаметофитты клеткалар культурасынан гаплоидтарды
алу 9
1.4 Донорлы өсімдіктердің өсу жағдайлары 11
1.5 Гүл шоғырларын сақтау мен оларды алдын ала өндеу 11
1.6 Каллус пен эмбриоид индукциясы үшін қоректік ортаның
құрамы 13
1.7 Оқшауланған аталық гаметофит культурасындағы клеткалық бөлінуінің ерекшеліктері 14
1.8 Өсімдіктердің регенерациясына арналған қоректік ортаның құрамы 19
1.9 Гаплоидтардың хромосомды жиынтығының екі еселенуі 19
1.10 Күріштің биологиясы мен морфологиялық ерекшеліктері 21
Негізгі бөлім .
2. Зерттеу әдістері мен объектілері 23
2.1 Гаплоидты технология бойынша жұмыс істеуге қажетті
талаптар 23
2.2 Гүл түйіндерін алдын ала өңдеу 24
2.3 Күріштің гаплоидтарын алудың сатылары 24
2.4 Қоректік орта дайындау 25
2.5 Өсіру жағдайлары 27
3. Зерттеу нәтижесі талқылау
3.1 Күріштің гаплоидтарын алудың сатылары
3.2 Күріштің әртүрлі генотиптерінің каллусогенезі және
Морфогенезі
28
29
Қорытынды 34
Пайдаланылған әдебиеттер 35
Селекцияның ғылыми негізі – теориялық және тәжірибелік зерттеулерді дамыту арқылы ауыл шаруашылығының мәселелерін табысты шешу. Дәнді дақылдардың өнімділігі мен ауру түрлеріне тұрақтылығын арттыру және сапасын жоғарлату селекцияның өзекті ғылыми бағыттарының бірі болып табылады. Қазіргі таңда күріш селекциясы үшін құнды белгілерін жақсартуда дәстүрлі генетикалық және селекциялық тәсілдермен қатар, биотехнологиялық әдістер де кеңінен қолданылады. Әріден будандастыру арқылы алынған будандардың гаплоидтарын шығарып, олардың дигаплоидтарынан тұрақты гомозиготалық күріш сорттарын шығару өзекті селекциялық бағыттардың бірі. Сонымен бірге гаплоидтар ауыл шаруашылық дақылдарды генетикалық сандық талдаудан өткізгенде де пайдаланады. Гаплоидтық өсімдіктерде рецессивтік гендік мутацияларды анықтау оңай, себебі олар доминанттық аллельдермен бүркелмейді. Бұл селекция процесін жылдамдатуға көмектеседі. Оңтүстік Қазақстанға тез пісіп жетілетін күріш сорттарын алу өзекті болып табылады. Әріден будандастыру арқылы алынған сорттардың гаплоидтарын алып, олардың дигаплоидтарынан тұрақты гомозиготалық сорттарын шығару маңызды болып табылады. Әріден будандастырғанда түраралық, туысаралық, тіпті буданаралық будандастыру нәтижесінде гетерозис құбылысы орын алады. Ал дигаплоидтарды алу арқылы гетерозисты сақтап қалуға болады. Осындай жұмыстар күріш сорттарын алу үшін де жүргізіледі. Екі еселенген гаплоидтардың негізінде гетерозистық будандарды алу үшін қажетті изогендік линияларын бір жылдың ішінде шығаруға болады, ал әдеттегідей инбридинг әдісімен бұған 4-6 жыл кетеді. Сондықтан гаплоидтық технологияны селекцияға қолдану аса қажетті болып табылады [26].
Жұмыстың мақсаты: аудандастырылған күріш сорттарынан гаплоидты өсімдік-регенеранттарын алу. Жұмыстың міндеттері: 1.Аталық гаметофитті (тозаңқапты) in vitro жағдайында калллусогенез процесін зерттеу. 2. Әртүрлі қоректік ортаға отырғызылған күріш сорттарының тозаңқаптарынан каллус түзу жиілігін анықтау. 3. Күріш сорттарының тозаңқаптарының әртүрлі қоректік ортадағы эмбриогенез процесін зерттеу.
Жұмыстың мақсаты: аудандастырылған күріш сорттарынан гаплоидты өсімдік-регенеранттарын алу. Жұмыстың міндеттері: 1.Аталық гаметофитті (тозаңқапты) in vitro жағдайында калллусогенез процесін зерттеу. 2. Әртүрлі қоректік ортаға отырғызылған күріш сорттарының тозаңқаптарынан каллус түзу жиілігін анықтау. 3. Күріш сорттарының тозаңқаптарының әртүрлі қоректік ортадағы эмбриогенез процесін зерттеу.
1. Рахимбаев И.Р., Ш.Тивари, Бишимбаева Н.К. и др. Биотехнология зерновых культур// Алма-Ата; Ғылым, 1992, 55-65 б.
2. Глеба Ю.Ю. Слияние протопластов и парасексуальная
(соматическая) гибридизация высших растений Биотехнология. М.Наука, 1984. 248-254 б.
3. Жамбакин К. Ж. Гаплоидная биотехнология, 2004,75 б.
4. Смолякова О.И. Экспериментальная гаплоидия картофеля Биотехнология. Теория и практика.1996, №1.38-42 б.
5. Бутенко Р.Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений. М, Наука , 1964. 348 б.
6. Смолякова О.И., Жамбакин К.Ж., Рахимбаев И.Р., Морфогенез в культуре пыльников картофеля // Материалы 7 Международной конференции'' Биология клето крастений invitro, биотехнология и сохранение генофонда''.
Москва.1997. 165-166 б.
7. В.Ницше, Г.Венцель Гаплоиды в селекции растений / Пер. с англ. Попова В.В.; М. Колос,1980. 128 б.
8. Biotechnology in Agriculture and Forestry (ed.by Y.P.S. Bajaj), Spring-Verlag, Berlin, Heidelberg. 1990. 12 volums.
9. Карпаченко Г.Д. Успехи генетики в области формооброзования // Сб. «Достижения и перпективы в области прикладной ботаники, генетики и селекции».1929.71 б.
10. Ивановская Е.В. Гаплоидное растение Solanum Tuberosum // Докл. АН СССР, 1939,245,483 б.
11. Тарасенко Н.Д.,Скварцов Е.П..Методы получения гаплоидных растений у картофеля Проблемы апомиксиса у растений животных.Наука,1972.105-116б.
12. Лебедева Н.А. Получение и изучение дигаплоидов у картофеля // Записки Ленингр.с.-х. Ин-та.1968.124,2ю - C. 25 б.
13. Паволочко П.А. Экспериментальное получение гаплоидных растений В роде Nicotiana // Труды по прикл. бот., ген. И сел.-1937, II, 7,175 б.
14. Батыгина Т.Б. Эмбиология пшеницы.-Л.:Колос,1974.-438 б.
15. Бутенко Р.Г. Культура изолированн6ых тканей и физиология морфогенеза растений.- М.: Наука, 1964.-348 б.
16. Шамина З.Б. Андрогенез и получение гаплоидов в культуре пыльников и микроспор // Культура клеток растений.-М.:Наука, 1983, 124-136 б.
17. Ермишин А.П. Генетические основы селекции картофеля на гетерозис. Минск «Технология» 1928.56 б.
18. Анапияев Б.Б. Культура микроспор и гаплоидная биотехнология пшеницы / под ред. Рахимбаева И.Р. -Алматы: Казахстан, 2001. -220б.
19. Хохлов С.С.,Тырнов В.С.,Гришина Е.В. и др. Гаплоидия и селекция. М.Наука, 1976. 221б.
20. Биотехнология растения: культура клеток // Г.П. Болвел и др., пер.с англ. Под ред. Р.Г. Бутенко. М.Агропромиздат, 1989 – 280б.
21. Глеба Ю.Ю., Сытник К.М. Клеточная инженерия растений. - Киев: Наукова думка, 1984, -159 б.
22. Бутенко Р.Г. Клеточные технологии в селекционном процессе// Состояние и развитие сельскохозяйственной биотехнологии: материалы Всесоюзной конференции, Москва, июнь 1986. 29-38 б.
23. Тоцкий В.Н., Беломыльцева Е.В. Получение солеустойчивых клеточных линий ячменя. / Сб.научн. тр. СГИ, 1992. -59-62б.
24. Сергеева Л.Е. Изучение клеточных линий табака, устойчивых к солевому и водному стрессам, и регенерантов из них: Автореф. дис. канд. - Киев, 1991.- 20 б.
25. Долгих Ю.И. Принципы скрининга клеток in vitro с целью получения устойчивых к абиотическим стрессам форм растений// 2 Рос. Симп. «Новые методы биотехнологии растений». Тез. докл. Пущино,1993,103, 337б.
26. Жамбакин К.Ж. Гаплоидная биотехнология растений. Под ред. академика Рахимбаева И.Р. Изд. центр ОФ «Интерлигал» 2000. 184 б.
27. Уәлиханова. Г.Ж. Өсімдіктер биотехнологиясы. Алматы, 2009,164-176 б.
28. Мухаметжанов Ғ.Ғ. Орысша–Қазақша сөздік. Алматы, 1978. 1,2 - том.
29. Ыбыраев Ә. Қазақстан күріші. Алматы. 2000. 209 б.
30. Әлімбетов К. Күріш өндіруді интенсивтендіру.Алматы. 2006. 189 б.
31. Утеулину К.Р., Искакова. А.Б., Бари. Г. Индукция марфогенного каллуса и регенероция растений из незрелых (oriza satival), известия НАН серия биологическаия и медицинская №3 (297) май, июль, -C. 88-91(2010)
32. Утеулину К.Р., Искакова А.Б. Бари. Г, влияние генотипа на индукцию калу сообразования и регенерацию растений в культуре зерелых зародышей казахстанская сортов риса , вестник казну серия биологическая №2 (44) 3A 2010. - C. 60-62.
2. Глеба Ю.Ю. Слияние протопластов и парасексуальная
(соматическая) гибридизация высших растений Биотехнология. М.Наука, 1984. 248-254 б.
3. Жамбакин К. Ж. Гаплоидная биотехнология, 2004,75 б.
4. Смолякова О.И. Экспериментальная гаплоидия картофеля Биотехнология. Теория и практика.1996, №1.38-42 б.
5. Бутенко Р.Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений. М, Наука , 1964. 348 б.
6. Смолякова О.И., Жамбакин К.Ж., Рахимбаев И.Р., Морфогенез в культуре пыльников картофеля // Материалы 7 Международной конференции'' Биология клето крастений invitro, биотехнология и сохранение генофонда''.
Москва.1997. 165-166 б.
7. В.Ницше, Г.Венцель Гаплоиды в селекции растений / Пер. с англ. Попова В.В.; М. Колос,1980. 128 б.
8. Biotechnology in Agriculture and Forestry (ed.by Y.P.S. Bajaj), Spring-Verlag, Berlin, Heidelberg. 1990. 12 volums.
9. Карпаченко Г.Д. Успехи генетики в области формооброзования // Сб. «Достижения и перпективы в области прикладной ботаники, генетики и селекции».1929.71 б.
10. Ивановская Е.В. Гаплоидное растение Solanum Tuberosum // Докл. АН СССР, 1939,245,483 б.
11. Тарасенко Н.Д.,Скварцов Е.П..Методы получения гаплоидных растений у картофеля Проблемы апомиксиса у растений животных.Наука,1972.105-116б.
12. Лебедева Н.А. Получение и изучение дигаплоидов у картофеля // Записки Ленингр.с.-х. Ин-та.1968.124,2ю - C. 25 б.
13. Паволочко П.А. Экспериментальное получение гаплоидных растений В роде Nicotiana // Труды по прикл. бот., ген. И сел.-1937, II, 7,175 б.
14. Батыгина Т.Б. Эмбиология пшеницы.-Л.:Колос,1974.-438 б.
15. Бутенко Р.Г. Культура изолированн6ых тканей и физиология морфогенеза растений.- М.: Наука, 1964.-348 б.
16. Шамина З.Б. Андрогенез и получение гаплоидов в культуре пыльников и микроспор // Культура клеток растений.-М.:Наука, 1983, 124-136 б.
17. Ермишин А.П. Генетические основы селекции картофеля на гетерозис. Минск «Технология» 1928.56 б.
18. Анапияев Б.Б. Культура микроспор и гаплоидная биотехнология пшеницы / под ред. Рахимбаева И.Р. -Алматы: Казахстан, 2001. -220б.
19. Хохлов С.С.,Тырнов В.С.,Гришина Е.В. и др. Гаплоидия и селекция. М.Наука, 1976. 221б.
20. Биотехнология растения: культура клеток // Г.П. Болвел и др., пер.с англ. Под ред. Р.Г. Бутенко. М.Агропромиздат, 1989 – 280б.
21. Глеба Ю.Ю., Сытник К.М. Клеточная инженерия растений. - Киев: Наукова думка, 1984, -159 б.
22. Бутенко Р.Г. Клеточные технологии в селекционном процессе// Состояние и развитие сельскохозяйственной биотехнологии: материалы Всесоюзной конференции, Москва, июнь 1986. 29-38 б.
23. Тоцкий В.Н., Беломыльцева Е.В. Получение солеустойчивых клеточных линий ячменя. / Сб.научн. тр. СГИ, 1992. -59-62б.
24. Сергеева Л.Е. Изучение клеточных линий табака, устойчивых к солевому и водному стрессам, и регенерантов из них: Автореф. дис. канд. - Киев, 1991.- 20 б.
25. Долгих Ю.И. Принципы скрининга клеток in vitro с целью получения устойчивых к абиотическим стрессам форм растений// 2 Рос. Симп. «Новые методы биотехнологии растений». Тез. докл. Пущино,1993,103, 337б.
26. Жамбакин К.Ж. Гаплоидная биотехнология растений. Под ред. академика Рахимбаева И.Р. Изд. центр ОФ «Интерлигал» 2000. 184 б.
27. Уәлиханова. Г.Ж. Өсімдіктер биотехнологиясы. Алматы, 2009,164-176 б.
28. Мухаметжанов Ғ.Ғ. Орысша–Қазақша сөздік. Алматы, 1978. 1,2 - том.
29. Ыбыраев Ә. Қазақстан күріші. Алматы. 2000. 209 б.
30. Әлімбетов К. Күріш өндіруді интенсивтендіру.Алматы. 2006. 189 б.
31. Утеулину К.Р., Искакова. А.Б., Бари. Г. Индукция марфогенного каллуса и регенероция растений из незрелых (oriza satival), известия НАН серия биологическаия и медицинская №3 (297) май, июль, -C. 88-91(2010)
32. Утеулину К.Р., Искакова А.Б. Бари. Г, влияние генотипа на индукцию калу сообразования и регенерацию растений в культуре зерелых зародышей казахстанская сортов риса , вестник казну серия биологическая №2 (44) 3A 2010. - C. 60-62.
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ӘЛ – ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Биология факультеті
Генетика және молекулалық биология кафедрасы
Бітіру жұмысы
Күріш сорттарының тозаңқаптарынан гаплоидты өсімдіктер алу
Орындаған
Бақытнұр Мөлдір
4 курс студенті ______________
(қолы, күні)
Ғылыми жетекшісі
б.ғ.к., доцент _______________ Жұмабаева
Б.А.
(қолы, күні)
Норма бақылаушы ________________ Сатылған И.Ә.
(қолы, күні)
Қорғауға жіберілді
кафедра меңгерушісі,
б.ғ.д., _______________
Айташева З.Ғ.
(қолы, күні)
Алматы, 2011 ж.
РЕФЕРАТ
Бітіру жұмыс беттен, кестеден, суреттен тұрады.
Жұмыс кіріспеден, әдебиеттік шолудан, негізгі бөлім, нәтижелермен
талқылаудан және қорытындыдан, 30 әдебиеттер тізімінен тұрады.
Кілтті сөздер: биотехнология, гаплоид, культура, in vitro, апомиксис,
селекция, төзімділік.
жұмыстың мақсаты: аудандастырылған күріш сорттарынан гаплоидты өсімдік-
регенеранттарын алу.
Жұмыстың міндеттері: 1. Аталық гаметофиттің (тозаңқаптың) in vitro
жағдайында калллусогенез процесін зерттеу. 2. Әртүрлі қоректік ортаға
отырғызылған күріш сорттарының тозаңқаптарынан каллус түзу жиілігін
анықтау. 3. Күріш сорттарының тозаңқаптарының әртүрлі қоректік ортадағы
эмбриогенез процесін зерттеу.
Қортынды: әдебиетке шолу мен зерттеу нәтижелерінен төмендегідей
қортындылар жасалынды:
1. Күріш тозаңқаптар культурасы үшін бір сатылы микроспора сатысы,
тозаңқаптар мөлшерлі 3,0-4,0 мм болғанда эмбриоидтар түзу жиілігі ең
жоғарғы көрсеткішті көрсетеді.
2. Зерттеу барысында қолданылған үш қоректік Гамборг В5, Мурасиге-Скуг
және N6 орталарының ішінде каллусогенез және эмбриогенез процесстері үшін
ең қолайлы орта N6.
3.Зерттеу нәтижелері каллусогенез және эмбриогенез процестерінің генотипке
және қоректік ортаға байланыстылығын айқын көрсетті. Зертелінген сорттар
арасында каллусогенез жиілігі бойынша ең жоғары көрсеткішті Бақанас
генотипі 23,3 % көрсетті.
4. Зерттелінуші күріш сорттарынан 37 регенерант-өсімдігі пробиркада
алынды. Олардан 8 күріш регенерант-өсімдігі алынды.
Жұмыс 2009-2011 жылдары Өсімдіктер биологиясы және биотехнологиясы
институтының клеткалық инженерия зертханасында жасалынды.
Глоссарий
In vitro-
МАЗМҰНЫ
Кіріспе 4
1. Әдебиеттік шолу 5
1.1 Өсімдіктердегі гаплоидия 5
1.2 Гаплоидия терминологиясы 8
1.3 Аталық гаметофитты клеткалар культурасынан гаплоидтарды 9
алу
1.4 Донорлы өсімдіктердің өсу жағдайлары 11
1.5 Гүл шоғырларын сақтау мен оларды алдын ала өндеу 11
1.6 Каллус пен эмбриоид индукциясы үшін қоректік ортаның 13
құрамы
1.7 Оқшауланған аталық гаметофит культурасындағы клеткалық 14
бөлінуінің ерекшеліктері
1.8 Өсімдіктердің регенерациясына арналған қоректік ортаның құрамы19
1.9 Гаплоидтардың хромосомды жиынтығының екі еселенуі 19
1.10 Күріштің биологиясы мен морфологиялық ерекшеліктері 21
Негізгі бөлім . 23
2. Зерттеу әдістері мен объектілері
2.1 Гаплоидты технология бойынша жұмыс істеуге қажетті 23
талаптар
2.2 Гүл түйіндерін алдын ала өңдеу 24
2.3 Күріштің гаплоидтарын алудың сатылары 24
2.4 Қоректік орта дайындау 25
2.5 Өсіру жағдайлары 27
3. Зерттеу нәтижесі талқылау
3.1 Күріштің гаплоидтарын алудың сатылары 28
3.2 Күріштің әртүрлі генотиптерінің каллусогенезі және
Морфогенезі
29
Қорытынды 34
Пайдаланылған әдебиеттер 35
КІРІСПЕ
Селекцияның ғылыми негізі – теориялық және тәжірибелік зерттеулерді
дамыту арқылы ауыл шаруашылығының мәселелерін табысты шешу. Дәнді
дақылдардың өнімділігі мен ауру түрлеріне тұрақтылығын арттыру және сапасын
жоғарлату селекцияның өзекті ғылыми бағыттарының бірі болып табылады.
Қазіргі таңда күріш селекциясы үшін құнды белгілерін жақсартуда дәстүрлі
генетикалық және селекциялық тәсілдермен қатар, биотехнологиялық әдістер
де кеңінен қолданылады. Әріден будандастыру арқылы алынған будандардың
гаплоидтарын шығарып, олардың дигаплоидтарынан тұрақты гомозиготалық күріш
сорттарын шығару өзекті селекциялық бағыттардың бірі. Сонымен бірге
гаплоидтар ауыл шаруашылық дақылдарды генетикалық сандық талдаудан
өткізгенде де пайдаланады. Гаплоидтық өсімдіктерде рецессивтік гендік
мутацияларды анықтау оңай, себебі олар доминанттық аллельдермен
бүркелмейді. Бұл селекция процесін жылдамдатуға көмектеседі. Оңтүстік
Қазақстанға тез пісіп жетілетін күріш сорттарын алу өзекті болып табылады.
Әріден будандастыру арқылы алынған сорттардың гаплоидтарын алып, олардың
дигаплоидтарынан тұрақты гомозиготалық сорттарын шығару маңызды болып
табылады. Әріден будандастырғанда түраралық, туысаралық, тіпті буданаралық
будандастыру нәтижесінде гетерозис құбылысы орын алады. Ал дигаплоидтарды
алу арқылы гетерозисты сақтап қалуға болады. Осындай жұмыстар күріш
сорттарын алу үшін де жүргізіледі. Екі еселенген гаплоидтардың негізінде
гетерозистық будандарды алу үшін қажетті изогендік линияларын бір жылдың
ішінде шығаруға болады, ал әдеттегідей инбридинг әдісімен бұған 4-6 жыл
кетеді. Сондықтан гаплоидтық технологияны селекцияға қолдану аса қажетті
болып табылады [26].
Жұмыстың мақсаты: аудандастырылған күріш сорттарынан гаплоидты
өсімдік-регенеранттарын алу. Жұмыстың міндеттері: 1.Аталық гаметофитті
(тозаңқапты) in vitro жағдайында калллусогенез процесін зерттеу. 2. Әртүрлі
қоректік ортаға отырғызылған күріш сорттарының тозаңқаптарынан каллус түзу
жиілігін анықтау. 3. Күріш сорттарының тозаңқаптарының әртүрлі қоректік
ортадағы эмбриогенез процесін зерттеу.
1 Әдебиеттік шолу
1.1 Өсімдіктердегі гаплоидия
Алғашқы гаплоидты өсімдікті 1922 ж. А.Ф. Блексли экспериментальды
түрде Datura Stramonium – нан алды. Бұл гаплоидия саласында келесі зерт-
теулер перспективасында ғана емес, сонымен қатар өсімдіктер селекциясын-
да практика жүзінде де қолдануға түрткі болды. Сол кездің өзінде–ақ
гаплоидтардан гомозиготалы диплоидты линия алу туралы ойлар айтылған
кейіннен Р.А. Моррисон эксперименталды жолмен алынған гаплоидты
өсімдіктен томаттың гомозиготалы линиясын алды. Осылайша, теоретикалық
болжамның дұрыстығы практикада дәлелденеді. Бұл саладағы бұдан кейінгі
зерттеулер негізінен гаплоидия құбылысын селекция жұмыстарында
бағытталды [4].
Табиғатта гаплоидтардың пайда болуы – белгілі құбылыс. Әр түрлі сис-
тематикалық топтардағы кездейсоқ гаплоидтардың кездесуін талдау олардың
әртүрлі жиілікпен қалыптасатынын көрсетті. Гаплоидтар қалыптасуының
жиілігі дәнді дақылдарда және алқалар, лалагүлдер тұқымдастықтарында
кездесетіні байқалды. Бірақ гаплоидтардың кездейсоқ қалыптасуының жиілігі
өте төмен 1х10-5– 1х10-6 осыған байланысты гаплоидтарды алу үшін әртүрлі
тәсілдерге негізделген экспериментальді әдістер қолданылады: қосарлы
ұрықтарды сұрыптау, түрарлық шағылыстыру, химиялық әдіс, in vitro
жағдайында аталық немесе аналық гаметофитті өсіру [6].
Гаплоидтарды алудың ең белгілі дәстүрлі әдісі – алшақ будандарды
қолдану. Гаплоидизация тек физиологиялық бөтен тозаңның спермиялары-ның
біреуі жұмыртқа клеткасына енген соң ары қарай дамымаған жағдайда ғана
болады. Осының салдарынан гаметалар қосылмайды, бірақ жұмыртқа
клеткасының дамуына ықпал болады. Екінші спермия әдетте, орталық ядромен
қосылып, қалыпты эндоспермаға бастау береді [1].
Гаплоидтар алшақ будандастыру нәтижесінде қалыптасуының басқа жолы, ол
тозаңдану кезінде екі спермиясының ядролары байланыста болады да, екеуі
бірдей не жұмыртқа клеткаларымен, не орталық ядромен қосылады. Бұл жол
Solanum tuberosum гаплоидтарында оны картоптың кейбір жабайы түрлерімен
тозаңдандырғанда дәлелденген. Осылайша, Р. Лэмм дигаплоидты (2n =24)
мәдени картопты S chaucha тозаңымен тозаңдандырып алған [2].
Е.В. Ивановская дигаплоидтарды Solanum tuberosum мен Аврора сортын S.
Phureja шағылыстыру жолымен алған
Дигаплоид партеногенетикалық немесе андрогенетикалық жолмен – жұмыртқа
клеткасының ядросының дегенерациясы негізінде пайда болады деп
жорамалдайды [10].
Қосарлылық тәсіл гаплоидты қосарлы ұрықтарды табу мен сұрыптауға
негізделген. Қосарлы деп бір тұқымнан өскен дербес өсімдіктер жұбын
немесе тобын атайды. Гаплоидты егіздердің шығуы туралы әртүрлі пікірлер
бар. К. Рамих әріптестерімен және С. Харланд олардың пайда болуын бір
тұқымбүршікте екі немесе бірнеше ұрықтық қалтаның қалыптасумен, екінші
біріншісінің физиологиялық әсерімен ұрықтанбай дами беретіндігімен
түсіндіреді. Басқа түсініктемеде, гаплоидты қосарлы ұрықтың синергид
немесе антиподтан қалыптасуы нәтижесінде пайда болуына байланысты
делінген. Қосарлы ұрықтың пайда болуының екі жолы да іске асатын болуы
мүмкін. Бұдан басқа, қосарлылылық бір ұрықтың эмбриогенездің бастапқы
кезеңінде 2-ге бөлінуі нәтижесінде қалыптасуы мүмкін [6].
Гаплоидтарды алудың келесі тәсілі иондаушы радиацияны пайдалану болып
таблады. Тозаңды рентгенді сәулелендіру нәтижесінде аталық гамета-лар
инактивтеленеді немесе жұмыртқа клеткаларымен қосылу қабілетінен ай-
ырылады, бірақ, оған қарамастан жұмыртқа клеткасыннан гаплоиды ұрық
қалыптастыратын бөлінуге ынталандырады. Осы тәсілді қолданып, картоп пен
пияз гаплоидтары алынған. Гаплоитарды химиялық әсерлердің көмегімен алу
мүмкіндігі де көрсетілген. Сонымен бірге, гаплоидтардың пайда болуына
жыныс клеткасына экстремалды температуралармен әсер ету де ықпал етеді.
Бұл кезде жұмыртқа клеткасының аталық гаметамен қосылмай,
партеногенетикалық дамуға қабілетті ортада темекі гаплоидын алу үшін
жоғарғы, ой дурман үшін – төменгі оң температура қажет екендігі
анықталған [4].
Гаплоидтарды алудағы үлкен жетістіктер клетканы ұлпа мен мүшені
жасанды ортада өсіру тәсілдері меңгерілген соң болды. Микроспорогенез және
макроспорогенез саласындағы зерттеулер, сонымен қатар оқшауланған ұлпалар
культурасының теоретикалық аспектілерін тағайындаудағы жетістіктер
оқшауланған аталық және аналық гаметофиттерді пайдалана отырып: тозаң
немесе микроспоралардан, ұрықтанбаған түйін және тұқымбүрлерден
эксперименталды жолмен гаплоидтарды in vitro жағдайында алудың жалпы
принциптерін тағайындауға мүмкіндік берді. Бұл жағдайда өсімдіктердің
регенерациясы гаметофиттің гаплоидты клеткалары, сыртқы орта әсерлерінің
нәтижесінде даму жолын – гаметофиттік жолдан спорофиттік жолға ауыстыруға
қабілеттілігіне негізделеді [5].
In vitro жағдайын қолдана отырып гаплоидты алудың басқа жолы ата –
ананың біреуінің хромосомаларының алшақ будандастырудан соң
(гаплопродюсер) хромосомаларды жойып жіберу қасиетіне негізделеді.
Элиминация нәтижесі болып жыныс клеткасында хромосомалардың
гаплоидты жиынтығы қалады. Бұл кезде жыныс клеткасы ұрық қалыптасқанша
дами береді. Бірақ мұндай ұрық өзінің ары қарайғы өсуі үшін қоректі
заттарды қажет етеді, себебі алшақ будандастыру кезінде, әдетте, эндосперм
қалыптаспайды. Осыған байланысты гаплоидты ұрықтарды белгілі құрамды
қоректік ортаға көшіріледі де, ары қарай жасанды(in vitro) жағдайда ересек
өсімдік алынғанша өсіреді. Гаплопродюсер болып бір туыстың өкілдері,
мәселен, пияз текті арпа (Hordeum bulbozum) мәдени арпа үшін (Hordeum
vulgare), сонымен қатар жұмсақ бидай үшін (Triticum aestivum) Африкалық
тарының (Pennisetum glaucum) әр түрлі туыстары табылады [8].
Қазіргі кезде жүгеріден индукторлары – жүгері линиялары табылған,
олармен шағылыстырғанда хромосомалары гаплоидтық жиынтықтағы тұқымдардың
жиілігі 6 – 7% –ға кейбір жағдайларда 30% –ға жетеді. Мұнда гаплоидтық
өсімдік алу in vitro жағдайында өсіру кезеңін қажет етпейді. Алынған
гаплоидты өсімдіктер генетикалық зерттеулерде кеңінен қолданылуда, әсіресе
жүгері геномын картаға түсіруде [9].
Көптеген мәдени өсімдіктер, әдетте полиплоидты болып табылады.
Сондықтан in vitro жағдайында тәжірбиелік жолмен алынған мәдени өсім-
діктердің гаплоидты регенеранттары шын мәнінде гаплоидты болып табыл-майды.
Мәселен, жұмсақ бидай (Triticum aestivum).–Аллополиплоид (2n=6x=42)–A,B
және D геномдары бірігуінің нәтижесі, ал гаплоидты жағдайында олардың
әрқайсысында жеті (х=7) хромосомадан бар. Бір геномды арпа (Hordeum
vulgare)–автотетраплоид(2n=4х=48)бо лып табылады,
Осылайша,
гаплоидия - өсімдіктер әлемі үшін көбеюдің жынысты немесе апомикті
тәсілдеріне негізделген табиғи құбылыс [1].
Анеуплоид алуға бидай сортын (Чайниз Спринг) қара бидаймен
шағылыстырғанда алынған гаплоид қолданылған. Алынған гаплоидты сол сорттың
тозаңымен тозаңдандырған. Сонда тіршілікке қабілетті 13 тұқым
түйінделді.Оның бесеуі мейоз кезінде 21n+1 түзейтін моносомиктер. Мейозда
картиналары ажыратылатын нуллисомиктер мен моносомиктер де табылған.
Моносомиктердің одан кейінгі ұрпақтарында нуллисомиктер, три-сомиктер
ұрпағында тетрасомиктер табылған. Алынған нәтижелер бидай геномын
генетикалық картаға түсіру жұмыстарына үлкен серпіліс берген [14].
Полиплоидия мәдени өсімдіктерді сұрыптау процесінде өзіндік қиындықтар
туғызады. Мәселен, хромосома сандарының өсуі көптеген локустардағы
әртүрлі аллельдердің көбеюіне акеледі. Осының салдарынан көптік аллелизм
қалыптасатын фенотиптер санының астрономиялық санға дейін өсуіне әкеледі.
Мұндай жағдайда белгілі бір генотипті табу (мысалы, барлық гендері бойынша
гомозиготалы) полиплоидтарда өте қиын мәселеге айналады. Мұның бәрі сандық
белгілердің генетикалық талдауын, әсіресе, белгілі бір белгінің қанша
генмен анықталатынын анықтауды қиындатады. Гаплоидтарды қолдану бұл күрделі
сұрақты шешуді біршама жеңілдетеді [10].
Гендердің доза эфектісін зерттеу томаттың гаплоитары мен диплоидта-рында
жүргізілген. Гаплоидтың морфологиялық белгілері бойынша ергежей-лікті, сары
қабықты, қызыл жұмсақ және тегіс салбырамаған жемісті анықтайтын гендердің
болуын анықтаған. Жемістің салбырауынан басқа барлық белгілер диплоидта да
айқындалған. Бұдан жасалған қорытынды, салбырағандықты бақылайтын бір ген
қандай да бір болмасын фенотиптік эффект бермейді [1].
1.2 Гаплоидия терминологиясы
Гаплоидияға қатысты генетика мен биотехнологияда қолданылатын
терминологияда шатасулар бар. Мәселен, генетикада андрогенез деп жұмыртқа
клеткасының, ядролық геномы аталықтікімен алмастыру процесінен түзілген
гаплоидтық өсімдіктерді айтады. Мұндай өсімдіктер алшақ будандастыру
кезінде екі жолмен қалыптасады: 1) тозаңданғаннан кейін белгілі бір
себептермен спермия мен жұмыртқа клеткасы қосылмай қалып, тек аталық жыныс
клеткалары бөлінеді, ол аналық жыныс клеткасының бөлінуі басылады; 2)
тозаңданғаннан кейін жұмыртқа клеткасы мен спермия қосылады, бірақ аналық
хромосомалар жойылып, нәтижесінде ядролық геномы аталық, ол
цитоплазматикалық геномы аналық болып табылатын өсімдік қалыптасады.
Биотехнологтар андрогенез деп – аталық гаметофитті in vitro жағдайында
өсіру процессінен түзілетін гаплоидты өсімдіктерді айтады. Бұл жағдайда
өсімдіктің ядро мен цитоплазмасы тек аталық геномнан тұрады [10,19].
Аналықтың цитоплазматикалық геномы мен аталықтың ядролық геномы
біріктіріліп дамуы түріне овулярлы андрогенез деген термин ұсынылған.
Керісінше, цитоплазма мен ядролық шығу тегі аталық болса дамудың мұндай
түрі үшін микроспоралы андрогенез термині ұсынылған [3].
С.С. Хохлов қызметкерлерімен бірге басқа классификацияны ұсына-ды.
Матроклинді гаплоидтар деп – ұрықтық қалта клеткаларынан немесе
редукцияланған жұмыртқа клеткасынан дамыған, цитоплазмасы мен ядросы
аналықтық болып келетін өсімдіктерді айтады. Мысал ретінде, ұрықтан-баған
түйнектер культурасында алынған гаплоидты өсімдіктерді келтіруге болады
[19].
Андрогенді гаплоидтар деп – жұмыртқа клеткасынан немесе ұрықтық
клеткасының басқа бір клеткасынан дамыған, бірақ өзінің хромосомасы спермия
әкелген хромосомамен ығыстырылған өсімдікті атайды. Мұндай гаплоидтардың
екі жақты табиғаты болады. Цитоплазмасы аналық дарақтан, ал ядросы аталық
дарақтан осындай гаплоидтарды алшақ гибридизация кезінде алуға болады.
Андроклинді гаплоидтар деп – аталық гаметофит клеткасынан (тозаң дәнінен)
дамыған және цитоплазмасы мен ядросы аталық дарақтан болатын өсімдіктерді
атайды. Осындай гаплоидтардың регенерациясы аталық гаметафитті in vitro
жағдайында өсіру кезінде жүреді.
Жоғарыда көрсетілген гаплоидтар типтері геномдардың саны мен сапа-сына
қарай ажыратылып, соған сәйкес екі негізгі топқа, ал топ екі топ астына
бөлінеді:1) бір геномды диплоидты дарақтардан шығатын; моноплоидтар немесе
моногаплоидтар (М) Екі немесе одан да көп бірдей (автополигаплоидтар–П1)
немесе әртүрлі (аллополигаплоидтар П2) геномдардан тұратын полиплоидты
дарақтан қалыптасқан полигаплоидтар [16].
Басқа елдерде басқа терминологияларды қолданады. Оқшауланған аталық
клеткалар мен ұлпалар культурасынан алынған гаплоидтар андрогенді деп, ал
қалпына келу (регенерация) процесін андрогенез in vitro деп атайды. in
vitro жағдайындағы гиногенез деп аналық гаметафит культурасындағы
гаплоидтардың қалпына келу (регенерация) процесін атайды. Осылайша,
берілген терминологияда андрогенез бен in vitro жағдайындағы андрогенез
ұғымдары арасындағы айырмашылықтар бар. 1-ші жағдайда ұрықтың қалыптасу
процесіне келсек, аталық ядролық геном мен аналық цитоплазматикалық геном
түзіледі. 2-ші жағдайда – ядролық та, цитоплазмалық та геном аталық геномы
болып табылатын ұрық қалыптасуының процесінен түзіледі [16,17].
1.3 Аталық гаметофитты клеткалар культурасынан гаплоидтарды алу
Алғаш рет гаплоидттық тозаңдарды өсіру әдісімен S. Guha, S.C. Maheshwari
1964жылы (сасық меңдуана) Datura іnoxia – дан алған. Содан соң Y. P.
Nitsch Nicotiana tabacum мен Nicotiana Silvestris–тің тозаңының
эмброидтарынан гаплоидты өсімдік алған. Бұл ғылыми жұмыстар тозаңдар мен
микроспоралар культурасынан гаплоидты өсімдік алудың жаңа әдістерінің
дамуына бастама болды. Аталық гаметофит культурасы бойынша зерттеулердің
дамуы мен өсімдіктердің андрогенетикалық гаплоидтарының регенерациясы
туралы мәліметтер 1990жылы жарық көрген Y.P.S. Bajaj –дың мақалалар
жиынтығында талданған. Бұдан басқа, соңғы кездері тозаңдар мен жеке
микроспораларды өсірудің, оның ішінде бидай өсірудегі табыстарға арналған
моногрофиялар да шыққан. Қазірге дейін осы әдіспен гаплоиттар 200 – ден
астам өсімдік түрлерінен алынды, соның ішінде : бидай, қара бидай, күріш,
картоп, рапс, т.б. ауыл шаруашылық дақылдарынан алынды. [27].
Аталық гаметофит жағдайында екі еселенген гаплоидтарды алу техноло-гиясы
біршама қарапайым. Өсімдіктерді жылыжайда немесе далалық жағдайда бір
ядролы микроспора стадиясына дейін өсіреді. Содан кейін гүлшоғырларын жинап
алады да аз уақытқа төмендетілген оң температурада сақтайды. Сосын
асептикалық жағдайда гүлден тозаңқаптарды оқшаулап, алдын – ала дайындалған
біріншілік қоректік ортаға егеді. Мысалға, арпа тозаңқаптарын өсіру кезінде
микроскоптан көпклеткалы тозаңдық дәндерін немесе сегіз және одан да көп
клеткалардан тұратын агрегаттарды байқауға болады. Бірнеше тәуліктен соң
отырғызылған тозаңқаптан көзге көрінетін жаңадан пайда болған түзілістер
пайда болады [20].
Тозаңқаптарды өсіру құрылымының әр түрлі типінің қалыптасуына әкеледі:
глобула, эмбриоидтар, полиэмбриоидтар, морфогенді және морфогенді емес
каллустар. Шар тәрізді эмброид зиготалы эмбриогенезге тән барлық сатыларын:
жүректәрізді, торперде тәрізді және дән жарғақты өткізеді [20].
Темекіде тозаңқаптан қалыптасатын эмбриоидтарды, сонымен қатар ұрықтан
қалыптасқан эмбриондарды салыстырмалы зерттелген. 3 – 4 апта-дан кейін
тозаңқаптың ажыраған қуысынан эмбриоидтар байқалады. Тозаңқапта
эмбриогенез асинхронды өтеді. Бір мезетте эмбрионалды дамуының барлық
стадияларын бақылауға болады. Бір тозаңдықтан жалғыз немесе ондаған, тіпті
жүздеген эмбриоид қалыптасуы мүмкін. Олар тыныштық кезеңінсіз, қалыпты гео
– және фототропикалық реакциямен өскінге дейін дамиды. Эмбрионалды даму
кезінде бұзылыстар болуы мүмкін.
Lycium halimifolium – да кейбір жағдайларда жүректәрізді мен глобу-лярлы
эмбриоидтары компактілі каллус түзеді, ол шексіз өсе беруге қабілетті
болды. Қалыптан ауытқу тұқым жарнағының пішіні, саны және боялуы бойынша
бақыланған [21].
Эмбриоидтардан өсімдіктердің тікелей жүруі немесе олар дедифферен-
цияланып, каллус қалыптастыруы мүмкін. Глобулярлы құрылымдар дедиф-
ференцияланған айнасы жоқ клеткалардың шар тәрізді тығыз шоғырлануы. Ары
қарай глобула ұлпасы өледі немесе кей кездері каллусқа айналады
Дәнді дақылдардың тозаңқаптарын өсіруде негізінен 2 типті каллустың
қалыптасуы жүреді. 1-гетерогенді клеткалардың ұйымдаспаған масасынан
тұрады; 2- дифференцировка мен регенерацияға компетентті меристемалық
клеткалардан тұрады [20] .
Картоп тозаңын өсіруде каллустың 5 типі байқалады.
1.Меристемалық ошақты каллус, ашық – қоңыр ұсақ дәнді, тығыздығы орташа.
Ары қарай өсіру кезінде мұндай каллустар морфогенезге қабілетті.
2.Ашық – сары, тығыздығы орташа, дифференциялануға қабілетті, эмбриоидқа
айналатын глобулярлы каллус.
3.Борпылдақ, суланған, тамырланған ризогенді каллус. Мұндай каллустар
тек тамыр қалыптастыра алады және гемогенезге қабілетсіз.
4.Морфогенезге қабілеті шектеулі, ұсақ дәнді тығыз ақ каллус.
5.Қара – қоңыр дәнді каллус, борпылдақ, ірі вакуольді, ал пішіні
мен
мөлшері әртүрлі клеткалары бар. Олардың көбінде ядросы жоқ. Каллустың
мұндай типінің морфогенезге қабілеттілігі төмен, бірақ қоректік ортасы
қолайлы болса өркен мен тамыр қалыптастырады [17].
Органогенез процесін жүргізу үшін эмбриоидтар мен каллустарды арнайы
құрамды қоректік ортаға көшіру қажет. Мұнда өсімдіктер регенерациясы
жүреді. Мұндай өсімдіктерде әдетте хромосома саны гаплоидты болып келеді.
Сондықтан осындай өсімдіктердің дамуының белгілі бір сатысында диплоидты
ұрықты материал алу үшін хромосомалардың санын екі еселеу процедурасын
жүргізеді. Содан соң, пробиркалы өсімдікті топыраққа ауыстырып, олардың
дәндерін жетілдіреді. Әрине, өсімдіктердің әр түрінің өзіне тән
ерекшеліктерін ескере отырып, каллусогенез бен эмбриогенез индукциялау
жағдайлары мен өсімдік регенерациясына жеке–жеке технологиялық
параметрлерді қолдануды қажет етеді [18].
1.4 Донорлы өсімдіктердің өсу жағдайлары
Андрогенездің индукциясы - өсімдік материалының өсу жағдайына тәуелді.
Жылдың маусымдық және климаттық, сонымен бірге фотопериоды циклы байқалған.
Айқындалған тәуелділік генотип – орта өсімдіктің физиологиялық жағдайында
көрінеді, ол қоршаған ортаның мына факторларына: температура, жарық,
фотопериод, ылғалдылық және тағы басқаларына байланысты болады. Сондықтан,
физологиялық факторлар өсу регуляторының синтез, транспорт пен өсу
қолайлылығын қамтамасыз етсе, өсіру жағдайлары in vitro культурасында
микроспора жетілуіне айтарлықтай әсер етеді [16].
Өсімдікті қысқа күн жағдайында өсіру эмбриогенді және абротивті то-заңдық
дәнінің концетрацияларының артуына әкелуі мүмкін. Бұл тозаңдық
культурасында каллус шығуының төмендеуінің себебі болып табылады.
Н.В. Шерердің ойы бойынша детерминделген микроспораларының спорафитті даму
индукциясы үшін табиғи жағдайға тән белгілі бір әсерлер қажет. Жылдың
қолайсыз жағдайлары өсімдік регенерантарының альбинизімін күшейтеді деп
жорамалдайды. Біздің көзқарасымыз бойынша, мұндай байланыстылық донорлы
өсімдіктердің әр түрлі биологиялық ерекшеліктерімен түсіндіріледі. Оларды
ескере отырып әр генотип үшін қолайлы жағдай жасауға болады [18].
1.5 Гүл шоғырларын сақтау мен оларды алдын ала өндеу
P.C. Nitch авторларымен бірге андрогенезді индукциялайтын жа-ғымды эффекті
– тозаңдыққа төмен температурамен (+50С) in vitro – да егу алдында әсер ету
екенін алғаш көрсетті. Бір жағдайларда кәдімгі және төмен-гі температурада
кезектесе субкультуралау болса, басқа жағдайда эмбриоитарды үнемі 12-150С
культуралау жүргізілген сонымен бірге, төмендетілген температураның қолайлы
әсері генотип пен қоректі ортаның өз ара қарым-қатынасына байланыстылығы
бір қатар жұмыстарда көрсетілген [20].
Төмендетілген температурамен қатар бидай каллаустары мен эмбриоид-
тарының шығуына алдын ала жоғары температурада (30 – 350С) культура-лаудың
оң әсері анықталған. Микроспоралардан каллустар мен эмбриоидтар түзілу
жиілігінде донорлық өсімдіктерге ықпал еткен әр түрлі физикалық және
химиялық факторлардың (төмен және жоғары температура, топырақта азоттың
жетіспеушілігі, т.б.) әсері көрсетілген. Осы факторлардың ішіндегі ең
мәндісі – температура. Донор өсімдіктерді адын–ала суықпен өңдеу арқылы
эмбриоиттардың түзілу жиілігі артады. Бірақ температура және оның ықпалының
ұзақтығы өсімдік түріне, тозаңның даму кезеңіне, оның бөлініп алынған
уақытына сәйкес болуы қажет. мұндай алдын ала өңдеулер хромо-сомалық
бұзылыстарға әкеліп, генетикалық тұрақсыз ұрпақ береді [27].
Гүл бүршіктерін суықпен 48–72 сағат бойы алдын ала өндеу микроспора
бөлінуін синхронизациялап, олардың өміршеңдігін ұзақ уақыт ұстап тұрады
деген жорамалдар да бар. Бір қатар зертеушілердің ойынша суықтық шок 1-ші
тозаңдық митоздың полярлығын өзгертуі – микроспоралардың тең бөлінуіне
ықпал етеді. Сонымен қатар, кейбір мәліметтер бойынша суықпен өндеу
микроспораларының, плазматикалық мембрананың сұйылуы мен аққыштылығына
әкеледі. Басқа мәліметтер бойынша суықтық өндеу әрекеті споралардың
морфогенді компетенция жағдайына әкеліп, микроспораның бөлінуіне тозаңдық
ашылғанша түріткі болады [18].
Суықпен әсер еткенде микроспоралардан спорофитті морфогенезді
индукциялайтын факторларды өндіріп шығарады, олар жаңа бөлінген микро-
споралар культурасының спорофитті морфогенезін реттеуге қатынасатын
клеткалардан тыс гаметофитті полипептидтердің пайда болумен қоса жүреді
[26].
Суықтың әсеріне ұшыраған микроспоралар, салыстырмалы аздап диф-
ференцияланған және спорофитті даму жолына тез түседі. N.Sunderland- тың
ойы бойынша, микроспора дамуының ерте бір ядролы кезеңінде жүргізілген
суықтың әсері микроспораның метаболитикалық белсенділігінің төмендеуінің
салдарынан клеткалық цикл жүруін синхронизациялайды. Тозаңдық
культурасындағы микроспораларды арнайы зерттеулер төменгі темпераруралармен
әсер ету тозаңның дамуын бұзып екі тең ядролы қайта бағыттануына
әкелетінін көрсетті. Мұндай аномальді микроспоралар жоғары эмбриогенді
потенциальды болып келеді. Бірақ төмен температурамен 15 тәуліктен артық
әсер ету микроспоралардың дифференцировкаға қабілеттілігін төмендетеді
[26].
Суықпен өңдеумен қатар + 5, + 100С төменгі жылдамдықпен 200g-400g 30 мин
аралығында темекінің гүлді бүршіктерін өсімдіктен бөліп алғаннан бастап
центрифугалау тозаңдық культурасында каллусогенез индукциясына оң әсер
етеді. Каллусогенез қарқындылығының ұлғаюы темекі гүлінің қауызын
тозаңдықты эксплантация алдында 25% сахороза ертіндісінде ин-кубацияланумен
бірге төменгі температурада (48 сағат бойы) өңдегенде де байқалған [16].
Одан басқа, бидайдың донорлы өсімдіктерін ( – сәулелендіру
микроспоралардың спорофитті жолмен дамуының бірінші стадиясына өтуін
түрткі беретіні көрсетілген. Мұнда ең қолайлысы 100 рад дозасы болып
табылады [21].
Андрогенетикалық қабілеттің айтарлықтай жоғарлауы гүл шоғыры мейоз
сатысында бензиладенин немесе гиббереллин ертіндісімен өңделгенде көрін-
ген. Бидай (Тriticum Аestivum L.) оқшауланған микроспоралары культура-сында
эмбриоидтардың қалыптасуының эффективті тәсілі ұсынылған. Оқшауландыру
алдында тозаңдықты ашықтыру мен жоғары температура жағдайында ұстау
бидайдың күздік формаларында эмбриогенді микроспоралардың қалыптасу
жиілігін жоғарлатқан. Әдебиеттерде төмен температураның андрогенезге теріс
әсері жөнінде де деректер кездеседі. Кейде жоғары температура да оң әсер
етеді. Мысалы, рапстың тозаңдарын 30ºC температурада өңдеу тиімді болған.
Ал қыша тозаңқаптарына алдымен төмен, одан кейін жоғары температурамен
өңдеу жақсы ықпал еткен. Жалпы алғанда, салқын температураның әсерңін былай
түсінуге болады: ол микроспоралардың дамуын тежеп, тіршілікке икемділігін
сақтайды немесе стресс ретінде микрспораның даму бағытын өзгертеді [27].
Масақтарды залалсыздандыру, әдетте тозаңдықты сұрыптаудан бұрын үстіртін
жүргізіледі. Залалсыздаушы агент ретінде 70% этанол пайдаланылады. Кейбір
жағдайларда қағазға оралған масақтарды гипохлорид натрий (1,5%) ертіндісіне
салып 20 мин бойы мезгіл – мезгіл шайқап тұрады да стерилді сумен жуып
тастайды [19].
1.6 Каллус пен эмбриоид индукциясы үшін қоректік ортаның құрамы
Өсімдіктер тозаңдықтар культурасында морфогенді құрылымдардың қалыптасу
жиілігін жоғарылату мақсатында минералды элементтердің, көмірсулардың,
органикалық қосылыстардың және гормондардың қолайлы концентрациялары мен
қатынастарын жасау үшін әр түрлі қоректік орталар қолданылады. Олар: N6,
Мурасиге және Скуг (МС) модификация, Блейдз, Гамборг В5, Nuч, сондай-ақ
Potato II орталары.
Әртүрлі өсімдіктер қоректік ортадағы азоты бар тұздардың, амин
қышқылдардың және гормоналді факторлардың әр түрлі қатынасын қажет етеді.
Соның ішінде, картоп, томат, темекі тозаңдықтары культураларында, әдетте
минералды тұздарды Nuч, N6, МС орталары қолданылады. Бұл – орталарда
нитратты және аммонийлі азоттың қолайлы қатынасының шешуші маңызы бар,
тозаңдықтарды культуралдауда біріншілік ортаның компонентті құрамы
қалыптасуы, жаңа түзілістердің дамуы мен өсімдіктің ары қарайғы
регенерациясы үшін өте маңызды роль атқарады [21].
Т.Ф. Зайкина мәлімдегеніндей,тозаңдарды сұйық ортада культура-лау
жағдайы тозаңдықтың эмбриогенез жолымен дамуында селективті артықшылығы
бар, ол эмбриоидтардың, сонымен қатар регенеранттардың пайда болу
жиілігінің ұлғаюына әкеледі. Мұндай жағдайдың түсініктемесі ретінде
қоректік ортаның компоненттерін эксплантттар қатты ортаға қарағанда сұйық
ортаны пайдаланғанда жақсы сіңіріледі деген жорамал айтылады. Бірақ мұндай
жағдайда эмбриоидтар мен каллустарды қоректік ортаға батырмау керек, себебі
анаэробты жағдайда олар ары қарай даму қабілетінен айрылып қалуы мүмкін.
Басқа зерттеулерде сұйық ортаның қатты ортадан басымдылығы байқалмаған.
Көптеген авторлар қоректік орталарды Millipore, Nalgene фирмаларының
стерильдік фильтрлерімен суық стерилизация жүргізу қажеттігін айтады [15].
Тозаңдықтың морфогенезіне оны қоректік ортаға отырғызу кезінде
бағыттының әсері байқалған. Мысалы: арпа тозаңдығы бүйірге
орналастырғанда каллусогенез индукциясы 2,4-Д және кинетин гормондарының
қатысуымен біршама артқан. Бірақ ортаға ИУК және БАП қосқанда
тозаңдықтардың әртүрлі орналасуының әсері байқалмаған [17].
Сондықтан, өсімдіктердің әрбір түріне, тіпті сортына гаплоидты
биотехнологияны өңдегенде көптеген факторларды: генотип,қоректік орта
құрамы, донорларды өсіру жағдайлары, сонымен бірге экспланттардың
стерилизация жағдайлары, алдын-ала дайындау мен культуралдау, тіпті олардың
бағытталуын да ескеру керек. Ең көрнекті мысал ретінде бидай
микроспораларын культуралау жағдайларын жақсарту нәтижесінде 105
микроспоралардан 1350 эмбриоидқа дейін алынған экспериментті айтуға болады
[8].
1.7 Оқшауланган аталық гаметофит культурасындағы клеткалық бөлінудің
ерекшеліктері
Аталық гаметофит археспориальді клеткалардың мейоздық бөліну нә-
тижесінде қалыптасады. Әр гаплоидты клетканың генетикалық жиынтығы аналық
және аталық гендердің әр түрлі қатынасының арқасында өте ерекше болуы
мүмкін. Белгілі бір организмнің жыныс клеткаларының хромосом жиынтығы
гаплоидты бола тұра, ал гендер құрамы жағынан гаметалар әртүрлі
болғандықтан тұқымқуалаушылық қасиеті де әр түрлі болуы мүмкін.
гомологиялық хромосомның конъюгациясы мен синапсисінен басқа мейоздың 1-ші
бөлінуінің профазасында өте маңызды процесс- кроссинговер жүреді,ал ол
рекомбинацияға әкеліп, оның нәтижесінде ұрпақтарда тұқым қуалайтын
ауытқушылықтар болуы мүмкін. Мысалы темекінің бір гүлінен 40 мыңға жуық
әрқайсысының гендер комбинациясы ерекшеленген тозандық дәндерін жинап алуға
болады. Сол себепті аталық гаметофит уникалды рекомбинантты алуындағы ең
қолайлы генетикалық жүйе блып саналады. Бұл факт селекцияны көптеген
спорофит белгілері бойынша тозаңдық деңгейінде жүргізуге мүмкіндік береді
[21].
In vitro жағдайындағы микроспора дамуының гаметофиттіден спорофитті
жолды бағдарламаға ауысу проблемасына арналған және одан гаплоидты өсімдік
алуға бағытталған тәжірибелер үлкен теориалық түрғыдан қызықты болып
есептелінеді. Микроспоралар ішіндегі ядролардың митотикалық бөлінуі көп
ядролы микроспораларға әкеледі, ал олар ересек өсімдіктің регенерациясына
әкелетін каллус немесе эмбриоидтарды қалыптастырады. Әр түрлерден іn vitro
жағдайында гаплоитарды алу оқшауланған микроспоралардың дамуы
микроспоралардың қалыпты іn vivo дамуынан айырықшаланатынын көрсетті. Іn
vitro жағдайларындағы микроспоралар әр түрлі болады: 1) дамудың гаметофитті
жолынан спорифитті жолға өтеді және эмбриоид қалыптастырады; 2)
дедифференцацияланды және каллус қалыптастырады; 3) гаметогенез жолымен
дамуды жалғастырады; 4) Микроспоралардың кейбіреулері деградацияланады және
өледі. Оқшауланған тозаңдықтарды культураланған кезде бір ядролы
микроспоралардың дамуының төрт негізгі жолдары бар деп болжамдайды:
1. Микроспора тең бөліну нәтижесінде спорофитті дамуға қабілетті екі
ұқсас сіңлілі клеткалар қалыптасады. Бұл жағдайда вегетативті және
генеративті клеткалардың қалыптасуы жүрмейді.
2. Микроспора тең емес бөліну нәтижесінде вегетативті жәен генеративті
клеткаларды қалыптастырады. Спорофит вегетативті клеткалардың ары қарайғы
дамуында қалыптасады, ал генеративті клетка дегенерацияланады.
3. Микроспора тең емес бөліну нәтижесінде вегетативті және генеративті
клеткаларды қалыптастырады. Спорофит тек генеративті клеткалардан
қалыптасады.
4. Микроспора тең емес бөліну нәтижесінде вегетативті және генеративті
клеткаларды қалыптастырады. Спорфит вегетативті де, генеративті де
клеткадан қалыптасады.
Осы жағдайлардың қайсысында болмасын спорофит (өсімдік-регене-рант)
тікелей эмбриоидогенез жолымен немесе каллустан органогенез жол-мен
алынады.
Іn vitro жағдайында культураланғанда ұрпақ клеткалар тағдыры аналық
клетканың интерфазасында шешіледі деп есептеледі. Ары қарай, іn vitro жағ-
дайында микроспораның ерекше мүлдем басқа даму жолы индуцияланады [5,13].
Қалыпты іn vivo жағдайында, спорофиттен гаметофитке өту тек ядролы
факторлармен ғана анықталып қоймайды, іс жүзінде бұл процесс генетикалық
потенциалды жүзеге асыру болып табылады. Микроспоралардың аналық клеткалары
мейоздық цитокинез басталмастан бұрын морфогенетикалық ақпарат алатын
сияқты. Спорофитті клетка үшін мейоз процесі кезінде жүретін цитоплазма мен
оның органеллаларының реорганизация маңызы спорофитті генерацияға тән
ақпараттан арылу және клеткада гаметофитті генерация қызметіне дайындалу
болып табылады. Органеллалардың дедифференциация редифференция циклдері тек
мейозға ғана тән емес тәрізді, оларды клетканың жаңа қалыпқа өту кезіндегі
реорганизация процесінің қайсібірінің болмасын жағдайы ретінде қарастыру
керек [15].
Іn vitro культурасын өсіруде кейбір тозаңдарында қалыпты дифферен-цациялық
бөлінудің орынында тең немесе бірдей бөліну жүреді. Бұл кезде екі
морфологиялық бірдей клетка пайда болады, ол көп жағдайда эмбриоидқа
айналады. Осы жағдайда дұрыс дифференциялық қалыпты бөлінудің орынына
(вегетативті клетка - генеративті клетка) бір ядролы микроспорасы
интерфазасы кезінде ұрық даму бағдарламасына ауысады, сол себептен
генеративті де, вегетативті де клеткалар қалыптаспайды. Екі морфологиялық
бірдей клетка пайда болып екеуі де эмбриоидтың қалыптасуына қатысады.
Қалыпты жағдайда кіші генеративті клетка конденсирленген ядромен үлкен
вегетативті клетканың цитоплазмасында болады. Кейінірек генеративтік
клетка микроспораның қабығынан алшақтайды, сөйтіп формасы өзгереді. Көп
өсімдіктердің тозаң дәндері тек вегетативті және генеративті клеткалардан
тұрады [23].
Іn vitro культурасында қоректік ортаға бір ядролық микроспораны өсіргенде
әдеттегідей өзгеше бірдей емес бөліктерден тұратын дифференциялық бөліну
байқалды. Осындай клеткалардан кейбіреулерінен эмбриоидтар дамыған. Мұндай
эмбриогенез ағымында генеративті клетка бір немесе екі рет қана бөлінеді.
Бұл жағдайда эмбриоидтар вегетативті клеткалардан дамиды. Сондықтан ұрық
түзейтін клеткаларды тану қазірге өте қиын. Кейбір зерттемелер, егер
микроспораның бөлінуінде вегетативті немесе генеративті клетка түзілсе,
онда бұл тозаң дәндерінен эмбриоидтер дамымайтынын көрсеткен. Бірақ кейбір
зерттеушілер, индукционды процесстер бірінші митоздан кейінгі процесстермен
байланысты деп санайды, себебі: микроспораның алғашқы сатысындағы
тозаңқаптарды культураға ендірген көп жағдайда генеративті және
вегетативті ядросы бар кәдімгі тозаң дәндері ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ӘЛ – ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Биология факультеті
Генетика және молекулалық биология кафедрасы
Бітіру жұмысы
Күріш сорттарының тозаңқаптарынан гаплоидты өсімдіктер алу
Орындаған
Бақытнұр Мөлдір
4 курс студенті ______________
(қолы, күні)
Ғылыми жетекшісі
б.ғ.к., доцент _______________ Жұмабаева
Б.А.
(қолы, күні)
Норма бақылаушы ________________ Сатылған И.Ә.
(қолы, күні)
Қорғауға жіберілді
кафедра меңгерушісі,
б.ғ.д., _______________
Айташева З.Ғ.
(қолы, күні)
Алматы, 2011 ж.
РЕФЕРАТ
Бітіру жұмыс беттен, кестеден, суреттен тұрады.
Жұмыс кіріспеден, әдебиеттік шолудан, негізгі бөлім, нәтижелермен
талқылаудан және қорытындыдан, 30 әдебиеттер тізімінен тұрады.
Кілтті сөздер: биотехнология, гаплоид, культура, in vitro, апомиксис,
селекция, төзімділік.
жұмыстың мақсаты: аудандастырылған күріш сорттарынан гаплоидты өсімдік-
регенеранттарын алу.
Жұмыстың міндеттері: 1. Аталық гаметофиттің (тозаңқаптың) in vitro
жағдайында калллусогенез процесін зерттеу. 2. Әртүрлі қоректік ортаға
отырғызылған күріш сорттарының тозаңқаптарынан каллус түзу жиілігін
анықтау. 3. Күріш сорттарының тозаңқаптарының әртүрлі қоректік ортадағы
эмбриогенез процесін зерттеу.
Қортынды: әдебиетке шолу мен зерттеу нәтижелерінен төмендегідей
қортындылар жасалынды:
1. Күріш тозаңқаптар культурасы үшін бір сатылы микроспора сатысы,
тозаңқаптар мөлшерлі 3,0-4,0 мм болғанда эмбриоидтар түзу жиілігі ең
жоғарғы көрсеткішті көрсетеді.
2. Зерттеу барысында қолданылған үш қоректік Гамборг В5, Мурасиге-Скуг
және N6 орталарының ішінде каллусогенез және эмбриогенез процесстері үшін
ең қолайлы орта N6.
3.Зерттеу нәтижелері каллусогенез және эмбриогенез процестерінің генотипке
және қоректік ортаға байланыстылығын айқын көрсетті. Зертелінген сорттар
арасында каллусогенез жиілігі бойынша ең жоғары көрсеткішті Бақанас
генотипі 23,3 % көрсетті.
4. Зерттелінуші күріш сорттарынан 37 регенерант-өсімдігі пробиркада
алынды. Олардан 8 күріш регенерант-өсімдігі алынды.
Жұмыс 2009-2011 жылдары Өсімдіктер биологиясы және биотехнологиясы
институтының клеткалық инженерия зертханасында жасалынды.
Глоссарий
In vitro-
МАЗМҰНЫ
Кіріспе 4
1. Әдебиеттік шолу 5
1.1 Өсімдіктердегі гаплоидия 5
1.2 Гаплоидия терминологиясы 8
1.3 Аталық гаметофитты клеткалар культурасынан гаплоидтарды 9
алу
1.4 Донорлы өсімдіктердің өсу жағдайлары 11
1.5 Гүл шоғырларын сақтау мен оларды алдын ала өндеу 11
1.6 Каллус пен эмбриоид индукциясы үшін қоректік ортаның 13
құрамы
1.7 Оқшауланған аталық гаметофит культурасындағы клеткалық 14
бөлінуінің ерекшеліктері
1.8 Өсімдіктердің регенерациясына арналған қоректік ортаның құрамы19
1.9 Гаплоидтардың хромосомды жиынтығының екі еселенуі 19
1.10 Күріштің биологиясы мен морфологиялық ерекшеліктері 21
Негізгі бөлім . 23
2. Зерттеу әдістері мен объектілері
2.1 Гаплоидты технология бойынша жұмыс істеуге қажетті 23
талаптар
2.2 Гүл түйіндерін алдын ала өңдеу 24
2.3 Күріштің гаплоидтарын алудың сатылары 24
2.4 Қоректік орта дайындау 25
2.5 Өсіру жағдайлары 27
3. Зерттеу нәтижесі талқылау
3.1 Күріштің гаплоидтарын алудың сатылары 28
3.2 Күріштің әртүрлі генотиптерінің каллусогенезі және
Морфогенезі
29
Қорытынды 34
Пайдаланылған әдебиеттер 35
КІРІСПЕ
Селекцияның ғылыми негізі – теориялық және тәжірибелік зерттеулерді
дамыту арқылы ауыл шаруашылығының мәселелерін табысты шешу. Дәнді
дақылдардың өнімділігі мен ауру түрлеріне тұрақтылығын арттыру және сапасын
жоғарлату селекцияның өзекті ғылыми бағыттарының бірі болып табылады.
Қазіргі таңда күріш селекциясы үшін құнды белгілерін жақсартуда дәстүрлі
генетикалық және селекциялық тәсілдермен қатар, биотехнологиялық әдістер
де кеңінен қолданылады. Әріден будандастыру арқылы алынған будандардың
гаплоидтарын шығарып, олардың дигаплоидтарынан тұрақты гомозиготалық күріш
сорттарын шығару өзекті селекциялық бағыттардың бірі. Сонымен бірге
гаплоидтар ауыл шаруашылық дақылдарды генетикалық сандық талдаудан
өткізгенде де пайдаланады. Гаплоидтық өсімдіктерде рецессивтік гендік
мутацияларды анықтау оңай, себебі олар доминанттық аллельдермен
бүркелмейді. Бұл селекция процесін жылдамдатуға көмектеседі. Оңтүстік
Қазақстанға тез пісіп жетілетін күріш сорттарын алу өзекті болып табылады.
Әріден будандастыру арқылы алынған сорттардың гаплоидтарын алып, олардың
дигаплоидтарынан тұрақты гомозиготалық сорттарын шығару маңызды болып
табылады. Әріден будандастырғанда түраралық, туысаралық, тіпті буданаралық
будандастыру нәтижесінде гетерозис құбылысы орын алады. Ал дигаплоидтарды
алу арқылы гетерозисты сақтап қалуға болады. Осындай жұмыстар күріш
сорттарын алу үшін де жүргізіледі. Екі еселенген гаплоидтардың негізінде
гетерозистық будандарды алу үшін қажетті изогендік линияларын бір жылдың
ішінде шығаруға болады, ал әдеттегідей инбридинг әдісімен бұған 4-6 жыл
кетеді. Сондықтан гаплоидтық технологияны селекцияға қолдану аса қажетті
болып табылады [26].
Жұмыстың мақсаты: аудандастырылған күріш сорттарынан гаплоидты
өсімдік-регенеранттарын алу. Жұмыстың міндеттері: 1.Аталық гаметофитті
(тозаңқапты) in vitro жағдайында калллусогенез процесін зерттеу. 2. Әртүрлі
қоректік ортаға отырғызылған күріш сорттарының тозаңқаптарынан каллус түзу
жиілігін анықтау. 3. Күріш сорттарының тозаңқаптарының әртүрлі қоректік
ортадағы эмбриогенез процесін зерттеу.
1 Әдебиеттік шолу
1.1 Өсімдіктердегі гаплоидия
Алғашқы гаплоидты өсімдікті 1922 ж. А.Ф. Блексли экспериментальды
түрде Datura Stramonium – нан алды. Бұл гаплоидия саласында келесі зерт-
теулер перспективасында ғана емес, сонымен қатар өсімдіктер селекциясын-
да практика жүзінде де қолдануға түрткі болды. Сол кездің өзінде–ақ
гаплоидтардан гомозиготалы диплоидты линия алу туралы ойлар айтылған
кейіннен Р.А. Моррисон эксперименталды жолмен алынған гаплоидты
өсімдіктен томаттың гомозиготалы линиясын алды. Осылайша, теоретикалық
болжамның дұрыстығы практикада дәлелденеді. Бұл саладағы бұдан кейінгі
зерттеулер негізінен гаплоидия құбылысын селекция жұмыстарында
бағытталды [4].
Табиғатта гаплоидтардың пайда болуы – белгілі құбылыс. Әр түрлі сис-
тематикалық топтардағы кездейсоқ гаплоидтардың кездесуін талдау олардың
әртүрлі жиілікпен қалыптасатынын көрсетті. Гаплоидтар қалыптасуының
жиілігі дәнді дақылдарда және алқалар, лалагүлдер тұқымдастықтарында
кездесетіні байқалды. Бірақ гаплоидтардың кездейсоқ қалыптасуының жиілігі
өте төмен 1х10-5– 1х10-6 осыған байланысты гаплоидтарды алу үшін әртүрлі
тәсілдерге негізделген экспериментальді әдістер қолданылады: қосарлы
ұрықтарды сұрыптау, түрарлық шағылыстыру, химиялық әдіс, in vitro
жағдайында аталық немесе аналық гаметофитті өсіру [6].
Гаплоидтарды алудың ең белгілі дәстүрлі әдісі – алшақ будандарды
қолдану. Гаплоидизация тек физиологиялық бөтен тозаңның спермиялары-ның
біреуі жұмыртқа клеткасына енген соң ары қарай дамымаған жағдайда ғана
болады. Осының салдарынан гаметалар қосылмайды, бірақ жұмыртқа
клеткасының дамуына ықпал болады. Екінші спермия әдетте, орталық ядромен
қосылып, қалыпты эндоспермаға бастау береді [1].
Гаплоидтар алшақ будандастыру нәтижесінде қалыптасуының басқа жолы, ол
тозаңдану кезінде екі спермиясының ядролары байланыста болады да, екеуі
бірдей не жұмыртқа клеткаларымен, не орталық ядромен қосылады. Бұл жол
Solanum tuberosum гаплоидтарында оны картоптың кейбір жабайы түрлерімен
тозаңдандырғанда дәлелденген. Осылайша, Р. Лэмм дигаплоидты (2n =24)
мәдени картопты S chaucha тозаңымен тозаңдандырып алған [2].
Е.В. Ивановская дигаплоидтарды Solanum tuberosum мен Аврора сортын S.
Phureja шағылыстыру жолымен алған
Дигаплоид партеногенетикалық немесе андрогенетикалық жолмен – жұмыртқа
клеткасының ядросының дегенерациясы негізінде пайда болады деп
жорамалдайды [10].
Қосарлылық тәсіл гаплоидты қосарлы ұрықтарды табу мен сұрыптауға
негізделген. Қосарлы деп бір тұқымнан өскен дербес өсімдіктер жұбын
немесе тобын атайды. Гаплоидты егіздердің шығуы туралы әртүрлі пікірлер
бар. К. Рамих әріптестерімен және С. Харланд олардың пайда болуын бір
тұқымбүршікте екі немесе бірнеше ұрықтық қалтаның қалыптасумен, екінші
біріншісінің физиологиялық әсерімен ұрықтанбай дами беретіндігімен
түсіндіреді. Басқа түсініктемеде, гаплоидты қосарлы ұрықтың синергид
немесе антиподтан қалыптасуы нәтижесінде пайда болуына байланысты
делінген. Қосарлы ұрықтың пайда болуының екі жолы да іске асатын болуы
мүмкін. Бұдан басқа, қосарлылылық бір ұрықтың эмбриогенездің бастапқы
кезеңінде 2-ге бөлінуі нәтижесінде қалыптасуы мүмкін [6].
Гаплоидтарды алудың келесі тәсілі иондаушы радиацияны пайдалану болып
таблады. Тозаңды рентгенді сәулелендіру нәтижесінде аталық гамета-лар
инактивтеленеді немесе жұмыртқа клеткаларымен қосылу қабілетінен ай-
ырылады, бірақ, оған қарамастан жұмыртқа клеткасыннан гаплоиды ұрық
қалыптастыратын бөлінуге ынталандырады. Осы тәсілді қолданып, картоп пен
пияз гаплоидтары алынған. Гаплоитарды химиялық әсерлердің көмегімен алу
мүмкіндігі де көрсетілген. Сонымен бірге, гаплоидтардың пайда болуына
жыныс клеткасына экстремалды температуралармен әсер ету де ықпал етеді.
Бұл кезде жұмыртқа клеткасының аталық гаметамен қосылмай,
партеногенетикалық дамуға қабілетті ортада темекі гаплоидын алу үшін
жоғарғы, ой дурман үшін – төменгі оң температура қажет екендігі
анықталған [4].
Гаплоидтарды алудағы үлкен жетістіктер клетканы ұлпа мен мүшені
жасанды ортада өсіру тәсілдері меңгерілген соң болды. Микроспорогенез және
макроспорогенез саласындағы зерттеулер, сонымен қатар оқшауланған ұлпалар
культурасының теоретикалық аспектілерін тағайындаудағы жетістіктер
оқшауланған аталық және аналық гаметофиттерді пайдалана отырып: тозаң
немесе микроспоралардан, ұрықтанбаған түйін және тұқымбүрлерден
эксперименталды жолмен гаплоидтарды in vitro жағдайында алудың жалпы
принциптерін тағайындауға мүмкіндік берді. Бұл жағдайда өсімдіктердің
регенерациясы гаметофиттің гаплоидты клеткалары, сыртқы орта әсерлерінің
нәтижесінде даму жолын – гаметофиттік жолдан спорофиттік жолға ауыстыруға
қабілеттілігіне негізделеді [5].
In vitro жағдайын қолдана отырып гаплоидты алудың басқа жолы ата –
ананың біреуінің хромосомаларының алшақ будандастырудан соң
(гаплопродюсер) хромосомаларды жойып жіберу қасиетіне негізделеді.
Элиминация нәтижесі болып жыныс клеткасында хромосомалардың
гаплоидты жиынтығы қалады. Бұл кезде жыныс клеткасы ұрық қалыптасқанша
дами береді. Бірақ мұндай ұрық өзінің ары қарайғы өсуі үшін қоректі
заттарды қажет етеді, себебі алшақ будандастыру кезінде, әдетте, эндосперм
қалыптаспайды. Осыған байланысты гаплоидты ұрықтарды белгілі құрамды
қоректік ортаға көшіріледі де, ары қарай жасанды(in vitro) жағдайда ересек
өсімдік алынғанша өсіреді. Гаплопродюсер болып бір туыстың өкілдері,
мәселен, пияз текті арпа (Hordeum bulbozum) мәдени арпа үшін (Hordeum
vulgare), сонымен қатар жұмсақ бидай үшін (Triticum aestivum) Африкалық
тарының (Pennisetum glaucum) әр түрлі туыстары табылады [8].
Қазіргі кезде жүгеріден индукторлары – жүгері линиялары табылған,
олармен шағылыстырғанда хромосомалары гаплоидтық жиынтықтағы тұқымдардың
жиілігі 6 – 7% –ға кейбір жағдайларда 30% –ға жетеді. Мұнда гаплоидтық
өсімдік алу in vitro жағдайында өсіру кезеңін қажет етпейді. Алынған
гаплоидты өсімдіктер генетикалық зерттеулерде кеңінен қолданылуда, әсіресе
жүгері геномын картаға түсіруде [9].
Көптеген мәдени өсімдіктер, әдетте полиплоидты болып табылады.
Сондықтан in vitro жағдайында тәжірбиелік жолмен алынған мәдени өсім-
діктердің гаплоидты регенеранттары шын мәнінде гаплоидты болып табыл-майды.
Мәселен, жұмсақ бидай (Triticum aestivum).–Аллополиплоид (2n=6x=42)–A,B
және D геномдары бірігуінің нәтижесі, ал гаплоидты жағдайында олардың
әрқайсысында жеті (х=7) хромосомадан бар. Бір геномды арпа (Hordeum
vulgare)–автотетраплоид(2n=4х=48)бо лып табылады,
Осылайша,
гаплоидия - өсімдіктер әлемі үшін көбеюдің жынысты немесе апомикті
тәсілдеріне негізделген табиғи құбылыс [1].
Анеуплоид алуға бидай сортын (Чайниз Спринг) қара бидаймен
шағылыстырғанда алынған гаплоид қолданылған. Алынған гаплоидты сол сорттың
тозаңымен тозаңдандырған. Сонда тіршілікке қабілетті 13 тұқым
түйінделді.Оның бесеуі мейоз кезінде 21n+1 түзейтін моносомиктер. Мейозда
картиналары ажыратылатын нуллисомиктер мен моносомиктер де табылған.
Моносомиктердің одан кейінгі ұрпақтарында нуллисомиктер, три-сомиктер
ұрпағында тетрасомиктер табылған. Алынған нәтижелер бидай геномын
генетикалық картаға түсіру жұмыстарына үлкен серпіліс берген [14].
Полиплоидия мәдени өсімдіктерді сұрыптау процесінде өзіндік қиындықтар
туғызады. Мәселен, хромосома сандарының өсуі көптеген локустардағы
әртүрлі аллельдердің көбеюіне акеледі. Осының салдарынан көптік аллелизм
қалыптасатын фенотиптер санының астрономиялық санға дейін өсуіне әкеледі.
Мұндай жағдайда белгілі бір генотипті табу (мысалы, барлық гендері бойынша
гомозиготалы) полиплоидтарда өте қиын мәселеге айналады. Мұның бәрі сандық
белгілердің генетикалық талдауын, әсіресе, белгілі бір белгінің қанша
генмен анықталатынын анықтауды қиындатады. Гаплоидтарды қолдану бұл күрделі
сұрақты шешуді біршама жеңілдетеді [10].
Гендердің доза эфектісін зерттеу томаттың гаплоитары мен диплоидта-рында
жүргізілген. Гаплоидтың морфологиялық белгілері бойынша ергежей-лікті, сары
қабықты, қызыл жұмсақ және тегіс салбырамаған жемісті анықтайтын гендердің
болуын анықтаған. Жемістің салбырауынан басқа барлық белгілер диплоидта да
айқындалған. Бұдан жасалған қорытынды, салбырағандықты бақылайтын бір ген
қандай да бір болмасын фенотиптік эффект бермейді [1].
1.2 Гаплоидия терминологиясы
Гаплоидияға қатысты генетика мен биотехнологияда қолданылатын
терминологияда шатасулар бар. Мәселен, генетикада андрогенез деп жұмыртқа
клеткасының, ядролық геномы аталықтікімен алмастыру процесінен түзілген
гаплоидтық өсімдіктерді айтады. Мұндай өсімдіктер алшақ будандастыру
кезінде екі жолмен қалыптасады: 1) тозаңданғаннан кейін белгілі бір
себептермен спермия мен жұмыртқа клеткасы қосылмай қалып, тек аталық жыныс
клеткалары бөлінеді, ол аналық жыныс клеткасының бөлінуі басылады; 2)
тозаңданғаннан кейін жұмыртқа клеткасы мен спермия қосылады, бірақ аналық
хромосомалар жойылып, нәтижесінде ядролық геномы аталық, ол
цитоплазматикалық геномы аналық болып табылатын өсімдік қалыптасады.
Биотехнологтар андрогенез деп – аталық гаметофитті in vitro жағдайында
өсіру процессінен түзілетін гаплоидты өсімдіктерді айтады. Бұл жағдайда
өсімдіктің ядро мен цитоплазмасы тек аталық геномнан тұрады [10,19].
Аналықтың цитоплазматикалық геномы мен аталықтың ядролық геномы
біріктіріліп дамуы түріне овулярлы андрогенез деген термин ұсынылған.
Керісінше, цитоплазма мен ядролық шығу тегі аталық болса дамудың мұндай
түрі үшін микроспоралы андрогенез термині ұсынылған [3].
С.С. Хохлов қызметкерлерімен бірге басқа классификацияны ұсына-ды.
Матроклинді гаплоидтар деп – ұрықтық қалта клеткаларынан немесе
редукцияланған жұмыртқа клеткасынан дамыған, цитоплазмасы мен ядросы
аналықтық болып келетін өсімдіктерді айтады. Мысал ретінде, ұрықтан-баған
түйнектер культурасында алынған гаплоидты өсімдіктерді келтіруге болады
[19].
Андрогенді гаплоидтар деп – жұмыртқа клеткасынан немесе ұрықтық
клеткасының басқа бір клеткасынан дамыған, бірақ өзінің хромосомасы спермия
әкелген хромосомамен ығыстырылған өсімдікті атайды. Мұндай гаплоидтардың
екі жақты табиғаты болады. Цитоплазмасы аналық дарақтан, ал ядросы аталық
дарақтан осындай гаплоидтарды алшақ гибридизация кезінде алуға болады.
Андроклинді гаплоидтар деп – аталық гаметофит клеткасынан (тозаң дәнінен)
дамыған және цитоплазмасы мен ядросы аталық дарақтан болатын өсімдіктерді
атайды. Осындай гаплоидтардың регенерациясы аталық гаметафитті in vitro
жағдайында өсіру кезінде жүреді.
Жоғарыда көрсетілген гаплоидтар типтері геномдардың саны мен сапа-сына
қарай ажыратылып, соған сәйкес екі негізгі топқа, ал топ екі топ астына
бөлінеді:1) бір геномды диплоидты дарақтардан шығатын; моноплоидтар немесе
моногаплоидтар (М) Екі немесе одан да көп бірдей (автополигаплоидтар–П1)
немесе әртүрлі (аллополигаплоидтар П2) геномдардан тұратын полиплоидты
дарақтан қалыптасқан полигаплоидтар [16].
Басқа елдерде басқа терминологияларды қолданады. Оқшауланған аталық
клеткалар мен ұлпалар культурасынан алынған гаплоидтар андрогенді деп, ал
қалпына келу (регенерация) процесін андрогенез in vitro деп атайды. in
vitro жағдайындағы гиногенез деп аналық гаметафит культурасындағы
гаплоидтардың қалпына келу (регенерация) процесін атайды. Осылайша,
берілген терминологияда андрогенез бен in vitro жағдайындағы андрогенез
ұғымдары арасындағы айырмашылықтар бар. 1-ші жағдайда ұрықтың қалыптасу
процесіне келсек, аталық ядролық геном мен аналық цитоплазматикалық геном
түзіледі. 2-ші жағдайда – ядролық та, цитоплазмалық та геном аталық геномы
болып табылатын ұрық қалыптасуының процесінен түзіледі [16,17].
1.3 Аталық гаметофитты клеткалар культурасынан гаплоидтарды алу
Алғаш рет гаплоидттық тозаңдарды өсіру әдісімен S. Guha, S.C. Maheshwari
1964жылы (сасық меңдуана) Datura іnoxia – дан алған. Содан соң Y. P.
Nitsch Nicotiana tabacum мен Nicotiana Silvestris–тің тозаңының
эмброидтарынан гаплоидты өсімдік алған. Бұл ғылыми жұмыстар тозаңдар мен
микроспоралар культурасынан гаплоидты өсімдік алудың жаңа әдістерінің
дамуына бастама болды. Аталық гаметофит культурасы бойынша зерттеулердің
дамуы мен өсімдіктердің андрогенетикалық гаплоидтарының регенерациясы
туралы мәліметтер 1990жылы жарық көрген Y.P.S. Bajaj –дың мақалалар
жиынтығында талданған. Бұдан басқа, соңғы кездері тозаңдар мен жеке
микроспораларды өсірудің, оның ішінде бидай өсірудегі табыстарға арналған
моногрофиялар да шыққан. Қазірге дейін осы әдіспен гаплоиттар 200 – ден
астам өсімдік түрлерінен алынды, соның ішінде : бидай, қара бидай, күріш,
картоп, рапс, т.б. ауыл шаруашылық дақылдарынан алынды. [27].
Аталық гаметофит жағдайында екі еселенген гаплоидтарды алу техноло-гиясы
біршама қарапайым. Өсімдіктерді жылыжайда немесе далалық жағдайда бір
ядролы микроспора стадиясына дейін өсіреді. Содан кейін гүлшоғырларын жинап
алады да аз уақытқа төмендетілген оң температурада сақтайды. Сосын
асептикалық жағдайда гүлден тозаңқаптарды оқшаулап, алдын – ала дайындалған
біріншілік қоректік ортаға егеді. Мысалға, арпа тозаңқаптарын өсіру кезінде
микроскоптан көпклеткалы тозаңдық дәндерін немесе сегіз және одан да көп
клеткалардан тұратын агрегаттарды байқауға болады. Бірнеше тәуліктен соң
отырғызылған тозаңқаптан көзге көрінетін жаңадан пайда болған түзілістер
пайда болады [20].
Тозаңқаптарды өсіру құрылымының әр түрлі типінің қалыптасуына әкеледі:
глобула, эмбриоидтар, полиэмбриоидтар, морфогенді және морфогенді емес
каллустар. Шар тәрізді эмброид зиготалы эмбриогенезге тән барлық сатыларын:
жүректәрізді, торперде тәрізді және дән жарғақты өткізеді [20].
Темекіде тозаңқаптан қалыптасатын эмбриоидтарды, сонымен қатар ұрықтан
қалыптасқан эмбриондарды салыстырмалы зерттелген. 3 – 4 апта-дан кейін
тозаңқаптың ажыраған қуысынан эмбриоидтар байқалады. Тозаңқапта
эмбриогенез асинхронды өтеді. Бір мезетте эмбрионалды дамуының барлық
стадияларын бақылауға болады. Бір тозаңдықтан жалғыз немесе ондаған, тіпті
жүздеген эмбриоид қалыптасуы мүмкін. Олар тыныштық кезеңінсіз, қалыпты гео
– және фототропикалық реакциямен өскінге дейін дамиды. Эмбрионалды даму
кезінде бұзылыстар болуы мүмкін.
Lycium halimifolium – да кейбір жағдайларда жүректәрізді мен глобу-лярлы
эмбриоидтары компактілі каллус түзеді, ол шексіз өсе беруге қабілетті
болды. Қалыптан ауытқу тұқым жарнағының пішіні, саны және боялуы бойынша
бақыланған [21].
Эмбриоидтардан өсімдіктердің тікелей жүруі немесе олар дедифферен-
цияланып, каллус қалыптастыруы мүмкін. Глобулярлы құрылымдар дедиф-
ференцияланған айнасы жоқ клеткалардың шар тәрізді тығыз шоғырлануы. Ары
қарай глобула ұлпасы өледі немесе кей кездері каллусқа айналады
Дәнді дақылдардың тозаңқаптарын өсіруде негізінен 2 типті каллустың
қалыптасуы жүреді. 1-гетерогенді клеткалардың ұйымдаспаған масасынан
тұрады; 2- дифференцировка мен регенерацияға компетентті меристемалық
клеткалардан тұрады [20] .
Картоп тозаңын өсіруде каллустың 5 типі байқалады.
1.Меристемалық ошақты каллус, ашық – қоңыр ұсақ дәнді, тығыздығы орташа.
Ары қарай өсіру кезінде мұндай каллустар морфогенезге қабілетті.
2.Ашық – сары, тығыздығы орташа, дифференциялануға қабілетті, эмбриоидқа
айналатын глобулярлы каллус.
3.Борпылдақ, суланған, тамырланған ризогенді каллус. Мұндай каллустар
тек тамыр қалыптастыра алады және гемогенезге қабілетсіз.
4.Морфогенезге қабілеті шектеулі, ұсақ дәнді тығыз ақ каллус.
5.Қара – қоңыр дәнді каллус, борпылдақ, ірі вакуольді, ал пішіні
мен
мөлшері әртүрлі клеткалары бар. Олардың көбінде ядросы жоқ. Каллустың
мұндай типінің морфогенезге қабілеттілігі төмен, бірақ қоректік ортасы
қолайлы болса өркен мен тамыр қалыптастырады [17].
Органогенез процесін жүргізу үшін эмбриоидтар мен каллустарды арнайы
құрамды қоректік ортаға көшіру қажет. Мұнда өсімдіктер регенерациясы
жүреді. Мұндай өсімдіктерде әдетте хромосома саны гаплоидты болып келеді.
Сондықтан осындай өсімдіктердің дамуының белгілі бір сатысында диплоидты
ұрықты материал алу үшін хромосомалардың санын екі еселеу процедурасын
жүргізеді. Содан соң, пробиркалы өсімдікті топыраққа ауыстырып, олардың
дәндерін жетілдіреді. Әрине, өсімдіктердің әр түрінің өзіне тән
ерекшеліктерін ескере отырып, каллусогенез бен эмбриогенез индукциялау
жағдайлары мен өсімдік регенерациясына жеке–жеке технологиялық
параметрлерді қолдануды қажет етеді [18].
1.4 Донорлы өсімдіктердің өсу жағдайлары
Андрогенездің индукциясы - өсімдік материалының өсу жағдайына тәуелді.
Жылдың маусымдық және климаттық, сонымен бірге фотопериоды циклы байқалған.
Айқындалған тәуелділік генотип – орта өсімдіктің физиологиялық жағдайында
көрінеді, ол қоршаған ортаның мына факторларына: температура, жарық,
фотопериод, ылғалдылық және тағы басқаларына байланысты болады. Сондықтан,
физологиялық факторлар өсу регуляторының синтез, транспорт пен өсу
қолайлылығын қамтамасыз етсе, өсіру жағдайлары in vitro культурасында
микроспора жетілуіне айтарлықтай әсер етеді [16].
Өсімдікті қысқа күн жағдайында өсіру эмбриогенді және абротивті то-заңдық
дәнінің концетрацияларының артуына әкелуі мүмкін. Бұл тозаңдық
культурасында каллус шығуының төмендеуінің себебі болып табылады.
Н.В. Шерердің ойы бойынша детерминделген микроспораларының спорафитті даму
индукциясы үшін табиғи жағдайға тән белгілі бір әсерлер қажет. Жылдың
қолайсыз жағдайлары өсімдік регенерантарының альбинизімін күшейтеді деп
жорамалдайды. Біздің көзқарасымыз бойынша, мұндай байланыстылық донорлы
өсімдіктердің әр түрлі биологиялық ерекшеліктерімен түсіндіріледі. Оларды
ескере отырып әр генотип үшін қолайлы жағдай жасауға болады [18].
1.5 Гүл шоғырларын сақтау мен оларды алдын ала өндеу
P.C. Nitch авторларымен бірге андрогенезді индукциялайтын жа-ғымды эффекті
– тозаңдыққа төмен температурамен (+50С) in vitro – да егу алдында әсер ету
екенін алғаш көрсетті. Бір жағдайларда кәдімгі және төмен-гі температурада
кезектесе субкультуралау болса, басқа жағдайда эмбриоитарды үнемі 12-150С
культуралау жүргізілген сонымен бірге, төмендетілген температураның қолайлы
әсері генотип пен қоректі ортаның өз ара қарым-қатынасына байланыстылығы
бір қатар жұмыстарда көрсетілген [20].
Төмендетілген температурамен қатар бидай каллаустары мен эмбриоид-
тарының шығуына алдын ала жоғары температурада (30 – 350С) культура-лаудың
оң әсері анықталған. Микроспоралардан каллустар мен эмбриоидтар түзілу
жиілігінде донорлық өсімдіктерге ықпал еткен әр түрлі физикалық және
химиялық факторлардың (төмен және жоғары температура, топырақта азоттың
жетіспеушілігі, т.б.) әсері көрсетілген. Осы факторлардың ішіндегі ең
мәндісі – температура. Донор өсімдіктерді адын–ала суықпен өңдеу арқылы
эмбриоиттардың түзілу жиілігі артады. Бірақ температура және оның ықпалының
ұзақтығы өсімдік түріне, тозаңның даму кезеңіне, оның бөлініп алынған
уақытына сәйкес болуы қажет. мұндай алдын ала өңдеулер хромо-сомалық
бұзылыстарға әкеліп, генетикалық тұрақсыз ұрпақ береді [27].
Гүл бүршіктерін суықпен 48–72 сағат бойы алдын ала өндеу микроспора
бөлінуін синхронизациялап, олардың өміршеңдігін ұзақ уақыт ұстап тұрады
деген жорамалдар да бар. Бір қатар зертеушілердің ойынша суықтық шок 1-ші
тозаңдық митоздың полярлығын өзгертуі – микроспоралардың тең бөлінуіне
ықпал етеді. Сонымен қатар, кейбір мәліметтер бойынша суықпен өндеу
микроспораларының, плазматикалық мембрананың сұйылуы мен аққыштылығына
әкеледі. Басқа мәліметтер бойынша суықтық өндеу әрекеті споралардың
морфогенді компетенция жағдайына әкеліп, микроспораның бөлінуіне тозаңдық
ашылғанша түріткі болады [18].
Суықпен әсер еткенде микроспоралардан спорофитті морфогенезді
индукциялайтын факторларды өндіріп шығарады, олар жаңа бөлінген микро-
споралар культурасының спорофитті морфогенезін реттеуге қатынасатын
клеткалардан тыс гаметофитті полипептидтердің пайда болумен қоса жүреді
[26].
Суықтың әсеріне ұшыраған микроспоралар, салыстырмалы аздап диф-
ференцияланған және спорофитті даму жолына тез түседі. N.Sunderland- тың
ойы бойынша, микроспора дамуының ерте бір ядролы кезеңінде жүргізілген
суықтың әсері микроспораның метаболитикалық белсенділігінің төмендеуінің
салдарынан клеткалық цикл жүруін синхронизациялайды. Тозаңдық
культурасындағы микроспораларды арнайы зерттеулер төменгі темпераруралармен
әсер ету тозаңның дамуын бұзып екі тең ядролы қайта бағыттануына
әкелетінін көрсетті. Мұндай аномальді микроспоралар жоғары эмбриогенді
потенциальды болып келеді. Бірақ төмен температурамен 15 тәуліктен артық
әсер ету микроспоралардың дифференцировкаға қабілеттілігін төмендетеді
[26].
Суықпен өңдеумен қатар + 5, + 100С төменгі жылдамдықпен 200g-400g 30 мин
аралығында темекінің гүлді бүршіктерін өсімдіктен бөліп алғаннан бастап
центрифугалау тозаңдық культурасында каллусогенез индукциясына оң әсер
етеді. Каллусогенез қарқындылығының ұлғаюы темекі гүлінің қауызын
тозаңдықты эксплантация алдында 25% сахороза ертіндісінде ин-кубацияланумен
бірге төменгі температурада (48 сағат бойы) өңдегенде де байқалған [16].
Одан басқа, бидайдың донорлы өсімдіктерін ( – сәулелендіру
микроспоралардың спорофитті жолмен дамуының бірінші стадиясына өтуін
түрткі беретіні көрсетілген. Мұнда ең қолайлысы 100 рад дозасы болып
табылады [21].
Андрогенетикалық қабілеттің айтарлықтай жоғарлауы гүл шоғыры мейоз
сатысында бензиладенин немесе гиббереллин ертіндісімен өңделгенде көрін-
ген. Бидай (Тriticum Аestivum L.) оқшауланған микроспоралары культура-сында
эмбриоидтардың қалыптасуының эффективті тәсілі ұсынылған. Оқшауландыру
алдында тозаңдықты ашықтыру мен жоғары температура жағдайында ұстау
бидайдың күздік формаларында эмбриогенді микроспоралардың қалыптасу
жиілігін жоғарлатқан. Әдебиеттерде төмен температураның андрогенезге теріс
әсері жөнінде де деректер кездеседі. Кейде жоғары температура да оң әсер
етеді. Мысалы, рапстың тозаңдарын 30ºC температурада өңдеу тиімді болған.
Ал қыша тозаңқаптарына алдымен төмен, одан кейін жоғары температурамен
өңдеу жақсы ықпал еткен. Жалпы алғанда, салқын температураның әсерңін былай
түсінуге болады: ол микроспоралардың дамуын тежеп, тіршілікке икемділігін
сақтайды немесе стресс ретінде микрспораның даму бағытын өзгертеді [27].
Масақтарды залалсыздандыру, әдетте тозаңдықты сұрыптаудан бұрын үстіртін
жүргізіледі. Залалсыздаушы агент ретінде 70% этанол пайдаланылады. Кейбір
жағдайларда қағазға оралған масақтарды гипохлорид натрий (1,5%) ертіндісіне
салып 20 мин бойы мезгіл – мезгіл шайқап тұрады да стерилді сумен жуып
тастайды [19].
1.6 Каллус пен эмбриоид индукциясы үшін қоректік ортаның құрамы
Өсімдіктер тозаңдықтар культурасында морфогенді құрылымдардың қалыптасу
жиілігін жоғарылату мақсатында минералды элементтердің, көмірсулардың,
органикалық қосылыстардың және гормондардың қолайлы концентрациялары мен
қатынастарын жасау үшін әр түрлі қоректік орталар қолданылады. Олар: N6,
Мурасиге және Скуг (МС) модификация, Блейдз, Гамборг В5, Nuч, сондай-ақ
Potato II орталары.
Әртүрлі өсімдіктер қоректік ортадағы азоты бар тұздардың, амин
қышқылдардың және гормоналді факторлардың әр түрлі қатынасын қажет етеді.
Соның ішінде, картоп, томат, темекі тозаңдықтары культураларында, әдетте
минералды тұздарды Nuч, N6, МС орталары қолданылады. Бұл – орталарда
нитратты және аммонийлі азоттың қолайлы қатынасының шешуші маңызы бар,
тозаңдықтарды культуралдауда біріншілік ортаның компонентті құрамы
қалыптасуы, жаңа түзілістердің дамуы мен өсімдіктің ары қарайғы
регенерациясы үшін өте маңызды роль атқарады [21].
Т.Ф. Зайкина мәлімдегеніндей,тозаңдарды сұйық ортада культура-лау
жағдайы тозаңдықтың эмбриогенез жолымен дамуында селективті артықшылығы
бар, ол эмбриоидтардың, сонымен қатар регенеранттардың пайда болу
жиілігінің ұлғаюына әкеледі. Мұндай жағдайдың түсініктемесі ретінде
қоректік ортаның компоненттерін эксплантттар қатты ортаға қарағанда сұйық
ортаны пайдаланғанда жақсы сіңіріледі деген жорамал айтылады. Бірақ мұндай
жағдайда эмбриоидтар мен каллустарды қоректік ортаға батырмау керек, себебі
анаэробты жағдайда олар ары қарай даму қабілетінен айрылып қалуы мүмкін.
Басқа зерттеулерде сұйық ортаның қатты ортадан басымдылығы байқалмаған.
Көптеген авторлар қоректік орталарды Millipore, Nalgene фирмаларының
стерильдік фильтрлерімен суық стерилизация жүргізу қажеттігін айтады [15].
Тозаңдықтың морфогенезіне оны қоректік ортаға отырғызу кезінде
бағыттының әсері байқалған. Мысалы: арпа тозаңдығы бүйірге
орналастырғанда каллусогенез индукциясы 2,4-Д және кинетин гормондарының
қатысуымен біршама артқан. Бірақ ортаға ИУК және БАП қосқанда
тозаңдықтардың әртүрлі орналасуының әсері байқалмаған [17].
Сондықтан, өсімдіктердің әрбір түріне, тіпті сортына гаплоидты
биотехнологияны өңдегенде көптеген факторларды: генотип,қоректік орта
құрамы, донорларды өсіру жағдайлары, сонымен бірге экспланттардың
стерилизация жағдайлары, алдын-ала дайындау мен культуралдау, тіпті олардың
бағытталуын да ескеру керек. Ең көрнекті мысал ретінде бидай
микроспораларын культуралау жағдайларын жақсарту нәтижесінде 105
микроспоралардан 1350 эмбриоидқа дейін алынған экспериментті айтуға болады
[8].
1.7 Оқшауланган аталық гаметофит культурасындағы клеткалық бөлінудің
ерекшеліктері
Аталық гаметофит археспориальді клеткалардың мейоздық бөліну нә-
тижесінде қалыптасады. Әр гаплоидты клетканың генетикалық жиынтығы аналық
және аталық гендердің әр түрлі қатынасының арқасында өте ерекше болуы
мүмкін. Белгілі бір организмнің жыныс клеткаларының хромосом жиынтығы
гаплоидты бола тұра, ал гендер құрамы жағынан гаметалар әртүрлі
болғандықтан тұқымқуалаушылық қасиеті де әр түрлі болуы мүмкін.
гомологиялық хромосомның конъюгациясы мен синапсисінен басқа мейоздың 1-ші
бөлінуінің профазасында өте маңызды процесс- кроссинговер жүреді,ал ол
рекомбинацияға әкеліп, оның нәтижесінде ұрпақтарда тұқым қуалайтын
ауытқушылықтар болуы мүмкін. Мысалы темекінің бір гүлінен 40 мыңға жуық
әрқайсысының гендер комбинациясы ерекшеленген тозандық дәндерін жинап алуға
болады. Сол себепті аталық гаметофит уникалды рекомбинантты алуындағы ең
қолайлы генетикалық жүйе блып саналады. Бұл факт селекцияны көптеген
спорофит белгілері бойынша тозаңдық деңгейінде жүргізуге мүмкіндік береді
[21].
In vitro жағдайындағы микроспора дамуының гаметофиттіден спорофитті
жолды бағдарламаға ауысу проблемасына арналған және одан гаплоидты өсімдік
алуға бағытталған тәжірибелер үлкен теориалық түрғыдан қызықты болып
есептелінеді. Микроспоралар ішіндегі ядролардың митотикалық бөлінуі көп
ядролы микроспораларға әкеледі, ал олар ересек өсімдіктің регенерациясына
әкелетін каллус немесе эмбриоидтарды қалыптастырады. Әр түрлерден іn vitro
жағдайында гаплоитарды алу оқшауланған микроспоралардың дамуы
микроспоралардың қалыпты іn vivo дамуынан айырықшаланатынын көрсетті. Іn
vitro жағдайларындағы микроспоралар әр түрлі болады: 1) дамудың гаметофитті
жолынан спорифитті жолға өтеді және эмбриоид қалыптастырады; 2)
дедифференцацияланды және каллус қалыптастырады; 3) гаметогенез жолымен
дамуды жалғастырады; 4) Микроспоралардың кейбіреулері деградацияланады және
өледі. Оқшауланған тозаңдықтарды культураланған кезде бір ядролы
микроспоралардың дамуының төрт негізгі жолдары бар деп болжамдайды:
1. Микроспора тең бөліну нәтижесінде спорофитті дамуға қабілетті екі
ұқсас сіңлілі клеткалар қалыптасады. Бұл жағдайда вегетативті және
генеративті клеткалардың қалыптасуы жүрмейді.
2. Микроспора тең емес бөліну нәтижесінде вегетативті жәен генеративті
клеткаларды қалыптастырады. Спорофит вегетативті клеткалардың ары қарайғы
дамуында қалыптасады, ал генеративті клетка дегенерацияланады.
3. Микроспора тең емес бөліну нәтижесінде вегетативті және генеративті
клеткаларды қалыптастырады. Спорофит тек генеративті клеткалардан
қалыптасады.
4. Микроспора тең емес бөліну нәтижесінде вегетативті және генеративті
клеткаларды қалыптастырады. Спорфит вегетативті де, генеративті де
клеткадан қалыптасады.
Осы жағдайлардың қайсысында болмасын спорофит (өсімдік-регене-рант)
тікелей эмбриоидогенез жолымен немесе каллустан органогенез жол-мен
алынады.
Іn vitro жағдайында культураланғанда ұрпақ клеткалар тағдыры аналық
клетканың интерфазасында шешіледі деп есептеледі. Ары қарай, іn vitro жағ-
дайында микроспораның ерекше мүлдем басқа даму жолы индуцияланады [5,13].
Қалыпты іn vivo жағдайында, спорофиттен гаметофитке өту тек ядролы
факторлармен ғана анықталып қоймайды, іс жүзінде бұл процесс генетикалық
потенциалды жүзеге асыру болып табылады. Микроспоралардың аналық клеткалары
мейоздық цитокинез басталмастан бұрын морфогенетикалық ақпарат алатын
сияқты. Спорофитті клетка үшін мейоз процесі кезінде жүретін цитоплазма мен
оның органеллаларының реорганизация маңызы спорофитті генерацияға тән
ақпараттан арылу және клеткада гаметофитті генерация қызметіне дайындалу
болып табылады. Органеллалардың дедифференциация редифференция циклдері тек
мейозға ғана тән емес тәрізді, оларды клетканың жаңа қалыпқа өту кезіндегі
реорганизация процесінің қайсібірінің болмасын жағдайы ретінде қарастыру
керек [15].
Іn vitro культурасын өсіруде кейбір тозаңдарында қалыпты дифферен-цациялық
бөлінудің орынында тең немесе бірдей бөліну жүреді. Бұл кезде екі
морфологиялық бірдей клетка пайда болады, ол көп жағдайда эмбриоидқа
айналады. Осы жағдайда дұрыс дифференциялық қалыпты бөлінудің орынына
(вегетативті клетка - генеративті клетка) бір ядролы микроспорасы
интерфазасы кезінде ұрық даму бағдарламасына ауысады, сол себептен
генеративті де, вегетативті де клеткалар қалыптаспайды. Екі морфологиялық
бірдей клетка пайда болып екеуі де эмбриоидтың қалыптасуына қатысады.
Қалыпты жағдайда кіші генеративті клетка конденсирленген ядромен үлкен
вегетативті клетканың цитоплазмасында болады. Кейінірек генеративтік
клетка микроспораның қабығынан алшақтайды, сөйтіп формасы өзгереді. Көп
өсімдіктердің тозаң дәндері тек вегетативті және генеративті клеткалардан
тұрады [23].
Іn vitro культурасында қоректік ортаға бір ядролық микроспораны өсіргенде
әдеттегідей өзгеше бірдей емес бөліктерден тұратын дифференциялық бөліну
байқалды. Осындай клеткалардан кейбіреулерінен эмбриоидтар дамыған. Мұндай
эмбриогенез ағымында генеративті клетка бір немесе екі рет қана бөлінеді.
Бұл жағдайда эмбриоидтар вегетативті клеткалардан дамиды. Сондықтан ұрық
түзейтін клеткаларды тану қазірге өте қиын. Кейбір зерттемелер, егер
микроспораның бөлінуінде вегетативті немесе генеративті клетка түзілсе,
онда бұл тозаң дәндерінен эмбриоидтер дамымайтынын көрсеткен. Бірақ кейбір
зерттеушілер, индукционды процесстер бірінші митоздан кейінгі процесстермен
байланысты деп санайды, себебі: микроспораның алғашқы сатысындағы
тозаңқаптарды культураға ендірген көп жағдайда генеративті және
вегетативті ядросы бар кәдімгі тозаң дәндері ... 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