Түйнек бактериялары препараттарын жасау технологиясы

Кіріспе
Негізгі бөлім
1.Түйнек бактерия . Клубеньковые бактерии . Lotus pedunculatus
2.In vitro жағдайында гаплоидтерді алу технологиясы. Андрогенез, партеногенез.Өсімдік селекциясындағы гаплоидтердің маңызы
3.Псевдогамия барысында гаплоидтердің пайда болуы
4.Атмосфера азотын түйнек бактериялары сіңіруі
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер

Өсімдіктер биотехнологиясы – ғылым мен өндірістің өсімдік органдары мен оларда жүретін биологиялық процестердің негізінде түбегейлі жаңа технологиялар құрып, адамға қажетті өнімдерді алуға мүмкіндік беретін жаңа саласы.Өсімдіктер биотехнологиясы саласындағы алғашқы зерттеулерді 19 ғасырдың аяғында неміс ғалымдары К.Рехингер мен Х.Фехтинг жүргізді. Биотехнология сөзі гректің үш сөз тіркесінен құралған, яғни «bios – тіршілік, techne – шеберлік, logos – ілім» деген мағынаны білдіреді. Биотехнология ғылымы тірі ағзалардағы жəне олардың тіршілік əрекеттерін техникада кеңінен қолдануға негізделген. Алғаш рет 1917 ж. венгр нженері Карл Эрике биотехнология терминін тірі организмдерден алынатын өнімдерді белгілеу үшін қолданды. К. Эрикенің пайымдауынша «биотехнология дегеніміз – тірі ағзалар арқылы өнім өндірілетін жұмыстардың барлығы» деп түсінген. Бірақта, биотехнологияның ғылым ретінде арнайы мойындалған мерзімі, 1961 жылы шведтік ғалым-микробиолог Карл Геран Хэден, сол кезде шығарылатын «Микробиология, биохимиялық инженерия жəне технология» атты журналды, «Биотехнология жəне биоинженерия» деп атауды ұсынған кезден бастап есептелінеді. Қазіргі қалыптасқан, яғни 1981 ж. «Бүкілəлемдік теориялық жəне қолданбалы химия одағы» қабылдаған тұжырымдама бойынша: Биотехнология – қажетті өнімдерді өндіру (тамақ өнеркəсібінде, ауыл шаруашылығында, медицинада, энергетикада) жəне қоршаған ортаны қорғау мақсатында биохимия, биология, микробиология жəне техникалық химия жетістіктерін тиімді пайдалану деген мазмұнды береді. Биотехнология ғылымы өз алдына жеке ғылым саласы болып ХХ ғасырдың орта кезеңінен бастап қалыптасты. Қазіргі кезде биотехнология ғылымы биологияның іргелі салаларының біріне айналып отыр. Биотехнологияның кейбір қарапайым əдістерін адам баласы ерте кездерден бастап-ақ күнделікті тұрмыс тіршілігінде пайдалана білген. Мысалы, нан пісіру, ірімшік дайындау, шарап жасау, тері илеу жəне де басқа қажетті өнімдерді дайындауда қоданылытын үдерістерді адамзат тіршілігінде ертеден пайдаланып келеді. Биотехнология адамның өміріне маңызды əртүрлі қажетті өнімдерді, микроорганизмдердің, өсімдіктер мен жануарлардың жасушаларын өсіріп-трансплантациялауды техникалық жолмен жүзеге асыратын ғылым. Ол өнеркəсіптік микробиология, технологиялық, биохимиялық, генетикалық инженерия тағы басқа салалармен тығыз байланысты жəне осы салалардағы алынған жаңалықтар биология ғылымының жалпы жетістіктерін іс жүзінде қолданумен, əртүрлі жекелеген қолданбалы бағыттарды негіздеуге мүмкіндік береді. Өнеркəсіптік биотехнология – микробиология, генетика, биохимия, химиялық, техникалық білімдер мен жасушалық дақылдардың қасиеттерін ұштастыра отырып, өндірістік үдерістерде өз үлесін қосуда. Биотехнологиялық өндіріс – спецификалық заттардың түзілуіне мүмкіндік беретін бактерия, ашытқы саңырауқұлақтары, балдырлардың көмегімен олардың метоболизмі нəтижесінде жүзеге асатын биосинтетикалық үдерістерге негізделген. Биотехнологияның қарқынды дамуы немесе өркендеуі, тек дəстүрлі биотехнологиялық əдістерді автоматизациялау мен тиімділігін арттырумен анықталып қоймай, сонымен бірге соны үдерістерді ойлап шығарумен байланысты болады. Биотехнологиялық үдерістер – тамақ өнімдерін өндіру, ауылшаруашылық дақылдарының өнімділігін арттыру, in vitro жағдайында жоғарғы ұлпалық жасушалардың негізінде өсімдіктерді сұрыптау, медицинадағы 6 фармацевтік өнеркəсіпте, энергия көздерін толықтыруда жəне қоршаған ортаны қорғау мен тазалауда кеңінен қолданылады.

1. Аубакиров Х. Ə. Биотехнология «Дəуір», Алматы-2011
2. Г. Ж. Уәлиханова. Өсімдік биотехнологиясы - Алматы : Дәуір, 2009. - 336 б.
3. Әрінов Қ., Нағымтаев А., Ысқақов М., Серікпаев Н. «Ауылшаруашылық өсімдіктер биотехнологиясы»
4. Интернет көзі&Wikipedia;

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 20 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАННЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Семестрлік жұмыс
Тақырыбы: Түйнек бактериялары препараттарын жасау технологиясы

Орындаған: Қалисаев Қ
Қабылдаған: Есіркепов У.

Алматы-2017жыл

Жоспар
Кіріспе
Негізгі бөлім
1.Түйнек бактерия - Клубеньковые бактерии - Lotus pedunculatus
2.In vitro жағдайында гаплоидтерді алу технологиясы. Андрогенез, партеногенез.Өсімдік селекциясындағы гаплоидтердің маңызы
3.Псевдогамия барысында гаплоидтердің пайда болуы
4.Атмосфера азотын түйнек бактериялары сіңіруі
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Өсімдіктер биотехнологиясы - ғылым мен өндірістің өсімдік органдары мен оларда жүретін биологиялық процестердің негізінде түбегейлі жаңа технологиялар құрып, адамға қажетті өнімдерді алуға мүмкіндік беретін жаңа саласы.Өсімдіктер биотехнологиясы саласындағы алғашқы зерттеулерді 19 ғасырдың аяғында неміс ғалымдары К.Рехингер мен Х.Фехтинг жүргізді. Биотехнология сөзі гректің үш сөз тіркесінен құралған, яғни bios - тіршілік, techne - шеберлік, logos - ілім деген мағынаны білдіреді. Биотехнология ғылымы тірі ағзалардағы жəне олардың тіршілік əрекеттерін техникада кеңінен қолдануға негізделген. Алғаш рет 1917 ж. венгр нженері Карл Эрике биотехнология терминін тірі организмдерден алынатын өнімдерді белгілеу үшін қолданды. К. Эрикенің пайымдауынша биотехнология дегеніміз - тірі ағзалар арқылы өнім өндірілетін жұмыстардың барлығы деп түсінген. Бірақта, биотехнологияның ғылым ретінде арнайы мойындалған мерзімі, 1961 жылы шведтік ғалым-микробиолог Карл Геран Хэден, сол кезде шығарылатын Микробиология, биохимиялық инженерия жəне технология атты журналды, Биотехнология жəне биоинженерия деп атауды ұсынған кезден бастап есептелінеді. Қазіргі қалыптасқан, яғни 1981 ж. Бүкілəлемдік теориялық жəне қолданбалы химия одағы қабылдаған тұжырымдама бойынша: Биотехнология - қажетті өнімдерді өндіру (тамақ өнеркəсібінде, ауыл шаруашылығында, медицинада, энергетикада) жəне қоршаған ортаны қорғау мақсатында биохимия, биология, микробиология жəне техникалық химия жетістіктерін тиімді пайдалану деген мазмұнды береді. Биотехнология ғылымы өз алдына жеке ғылым саласы болып ХХ ғасырдың орта кезеңінен бастап қалыптасты. Қазіргі кезде биотехнология ғылымы биологияның іргелі салаларының біріне айналып отыр. Биотехнологияның кейбір қарапайым əдістерін адам баласы ерте кездерден бастап-ақ күнделікті тұрмыс тіршілігінде пайдалана білген. Мысалы, нан пісіру, ірімшік дайындау, шарап жасау, тері илеу жəне де басқа қажетті өнімдерді дайындауда қоданылытын үдерістерді адамзат тіршілігінде ертеден пайдаланып келеді. Биотехнология адамның өміріне маңызды əртүрлі қажетті өнімдерді, микроорганизмдердің, өсімдіктер мен жануарлардың жасушаларын өсіріп-трансплантациялауды техникалық жолмен жүзеге асыратын ғылым. Ол өнеркəсіптік микробиология, технологиялық, биохимиялық, генетикалық инженерия тағы басқа салалармен тығыз байланысты жəне осы салалардағы алынған жаңалықтар биология ғылымының жалпы жетістіктерін іс жүзінде қолданумен, əртүрлі жекелеген қолданбалы бағыттарды негіздеуге мүмкіндік береді. Өнеркəсіптік биотехнология - микробиология, генетика, биохимия, химиялық, техникалық білімдер мен жасушалық дақылдардың қасиеттерін ұштастыра отырып, өндірістік үдерістерде өз үлесін қосуда. Биотехнологиялық өндіріс - спецификалық заттардың түзілуіне мүмкіндік беретін бактерия, ашытқы саңырауқұлақтары, балдырлардың көмегімен олардың метоболизмі нəтижесінде жүзеге асатын биосинтетикалық үдерістерге негізделген. Биотехнологияның қарқынды дамуы немесе өркендеуі, тек дəстүрлі биотехнологиялық əдістерді автоматизациялау мен тиімділігін арттырумен анықталып қоймай, сонымен бірге соны үдерістерді ойлап шығарумен байланысты болады. Биотехнологиялық үдерістер - тамақ өнімдерін өндіру, ауылшаруашылық дақылдарының өнімділігін арттыру, in vitro жағдайында жоғарғы ұлпалық жасушалардың негізінде өсімдіктерді сұрыптау, медицинадағы 6 фармацевтік өнеркəсіпте, энергия көздерін толықтыруда жəне қоршаған ортаны қорғау мен тазалауда кеңінен қолданылады. Биотехнологияның қазіргі маңыздылығы микробиология, генетика, гендік инженерия, тағы да басқа көптеген ғылым саласының жетістіктерімен байланысты. Ашу өндірісінің дамуы - ашу үдерісінің табиғатын оны қоздыратын микроорганизмдерге тəуелді екендігін көрсеткен Л. Пастер еңбектерімен байланысты дамыды. Ашу үдерісінің əр түрлігі нəтижесінде өсімдіктер жəне басқа да бірқатар субстраттардың, көмірсулардың органикалық еріткіштері сияқты бағалы өнімдерге айналуы жүзеге асады. Мысалы, ашытқылардың массасының екі еселенуі үшін 3 сағат қажет болса, ал торай мен балапан үшін отыз күн керек. Оны чатка, метан, мұнай өндіру орны қалдықтарын жəне басқа шикізаттарды өңдеу үшін қолданады. Сұйық жəне газ күйіндегі жанар-жағар майларды (этанол, метан, пропан) түзетін микроорганизмдер - биотехнологиялық мақсатта қолданылатын құнды субстраттар болып табылады. Микроорганизмдер жоғарғы реакциялық мүмкіндіктері арқасында əртүрлі биологиялық активті заттарды синтездейді (антибиотиктер, вакциналар, дəрумендер, қышқылдар). Биотехнология бактериялардың, өсімдіктер мен жануарлардың негізгі генетикалық бағдарламасын өзгертуге мүмкіндік береді жəне ол үшін генетикалық инженерия əдісі қолданылады. Жалпы алғанда, биотехнологиялық үдерістер электроника, генетика, биохимия, химиялық технология, тамақ өнеркəсібі жəне басқа да өндіріс салаларының ғылыми негіздерін құрайды.
1.Түйнек бактерия.Клубеньковые бактерии.Lotus pedunculatus
Түйнек бактериялары ауадағы азотты өзіне сіңіріп, топырақты азотты қосылыстармен байытады, ол өз кезегінде өсімдікті азотпен қамтамасыз етеді. Бұршақ тұқымдастардың тамырындағы түйнектер. Түйнек бактерия жасушалары - азотфиксаторлармен толған. Өсімдік бактерияны оттегінен қорғайтын леггемоглобин нәруызын жасап шығарады.

1-сурет.Түйнек

Түйнек бактериялары - Rhіzobіun туысына жататын аэробты бактериялар.Түйнек бактериялары кейбір бұршақ тұқымдас өсімдіктердің тамырында түйнек түзіп және олармен селбесе даму нәтижесінде атмосферадан азот сіңіріп, өсімдікке қажетті физиол. белсенді заттар түзеді. Бұршақ тұқымдасына жататын өсімдіктердің (жоңышқа, т.б.) топырақты азотқа байытатынын алғаш рет француз химигі Ж.Б. Буссенго (1802 - 87) байқады. Егер бұршақ дақылдарының тамырында Түйнек бактериялары көп жиналса, онда бұл өсімдіктер байланысқан азоттың болмағанына қарамастан тіршілік ете береді. Жас түйнек бактериялары таза дақылдарда пішіні таяқша тәрізді, көл. 0,5 - 0,9*1,2 - - 3,0 мкм, спора түзбейді, терісграмды (Грам әдісі бойынша клеткалары боялмайтын) бактериялар. Түйнек бактериялары аммонийтұздарын,нитрит,амин қышқылдарын, тыңайтқыш құрамындағы қоректік заттарды сіңіреді, көмірсуларды, органикалық қышқылдарды, спирттерді көміртек көзі ретінде пайдаланады. Әр түрлі өсімдікке тән өзіндік арнаулы т. б. болады. Бұршақ тұқымдас өсімдіктерді алғашқы жылы өсіргенде, оның тамырында түйнек тез түзілуі үшін себілетін тұқымды нитрагин препаратымен өңдеп, бактериялармен байытады. Сонда өсімдік алғашқы жылдың өзінде-ақ жақсы өнім бере алады.
Өсімдіктерді қорғаудың биотехнологиялық әдістері. Микробтық жерді тыңайтқыш препараттар және олардың тиімділігі. Бактериялық, вирустық және саңырауқұлақтық энтомопатогендік препараттар. Энтомопатогенді препараттарды алу технологиясы. Нитрагин және ризотрофин бактериялық тыңайтқыштарын алу. Мәдени өсімдіктер түрлі зиянды шөптерден, кеміргіштерден, жәндіктерден, нематодалардан, фитопатогенді бактериялардан, саңырауқұлақтардан, климаттың жағымсыз жағдайларынан зардап шегеді. Қазіргі кезде көптеген елдерде 30-дан аса энтомопатогенді(жәндіктер үшін патогенді) препараттар өндіріледі. Олар белгілі бір жәндіктердің түрлерінің жоғарғы телімділігімен және адамға, жануарлар мен құстарға қауіпсіздігімен сипатталады.Микроорганизмдер негізінде алынатын энтомопатогенді препараттар биоценоздарда жағымсыз өзгерістерді болдырмайды және аймақтағы экологиялық жағдайды өзгертпейді.Бактериалды энтомопатогенді препараттардың маңызды көзі болып Bacillus thuriagiensis табылады(2;2,1-сурет).

2-сурет. Bacillus thuriagiensis

2.1-сурет. Bacillus thuriagiensis

Бұл топтың бактериялары бірнеше жүздеген зиянды жәндіктерге үшін, соның ішінде жапырақ жейтін жәндіктер үшін - алма, жүзім, орамжапырақ, орман ағаштарының зиянкестері үшін патогенді болып келеді. Оларға тән қасиеті - жасушада жәндіктер үшін токсикалық кристалды қоспалардың болуы. Токсин гусеница ішегінің параличін туғызып, оның эпителиінің ыдырауына әкеледі. Препараттардың өндірісінде Bac.thuringiensis-нің 4 түрінің маңызы бар: I) var.dendrolimus - дендробациллин препараты; 2) var. galleriae - энтобактерин препараты; 3) var. insectus - инсектин препараты; 4) var. alesti - алестин.

3-сурет. Var.dendrolimus - дендробациллин препараты

Микробты препараттар порошок(ұнтақ) және дуст түрінде шығарылады. Алу технологиясы негізделген: тереңдік культивирлеу: себінді материалды лабораторияда арнайы аппараттарда өсіру, ферментерде өндірістік культивирлеу, культуралды сұйықтықты концентрлеу, кептіру, дайын препаратты стандарттау және орау. Микроскопиялық саңырауқұлақтар негізіндегі препараттардың көптеген зиянды жәндіктерді жою мүмкіндігі бар, жәндіктерде микоз ауруын туғызады. Саңырауқұлақтық энтомопатогенді препараттар Beaveria саңырауқұлағын(ақ мускардина қоздырушысы) культивирлеуге негізделеді. Саңырауқұлақ жасанды орталарда оңай культивирленеді. Спораларын центрифугалайды да, толтырғышпен (тальк, бор, т.б.) араластырады. Зиянды жәндіктермен күресу үшін жәндіктердің вирустарын қолдануға болады. Жәндіктердің ауруларын туғызатын 300 вирус белгілі. Вирусты препараттарын дайындау қиынға соғады, себебі вирустар тек тірі жасушаларда ғана көбееді. Препараттар: вирин - ЭНШ (против непарного шелкопряда), вирин - ЭКС (против капустной совки) и вирин - АББ (против американской белой бабочки). Биологиялық (бактериалды) тыңайтқыштар.

4-сурет. Вирин - ЭНШ (против непарного шелкопряда)

5-сурет. Вирин-ЭКС (против капустной совки)

Нитрагин - Rhizobium туыстығының белсенді түйнек бактериялардың негізінде дайындалған бактериалды тыңайтқыш, ол бұршақ тұқымдастардың (бұршақ, фасоль, соя, клевер, люцерна, т.б.) өнімін жоғарлатуға арналған. Нитрагиннің өнеркәсіптік өндірісі асептикалық биотехнологиялық өндіріске негізделген. Культивирлеу үшін жүгері экстракты, меласса, минералды тұздар сияқты компоненттері бар қоректік ортаны қолданады.

6-сурет. Нитрагин

Азотобактерин - Azotobacter chro-ococcum микроорганизмнің культурасының негізінде алынған бактериалды тыңайтқыш. Bacillus megaterium-нан алынған фосфобактерин препараты күрделі органикалық қосылыстарды қарапайым қосылыстарға дейін ыдыратады.

7-сурет. Азотобактерин
Биотыңайтқыштар.Атмосфералық азотты фиксациялайтын микроорганизмдер өсімдіктерді азотпен байыту көзі ретінен басқа олардың өсуін ширататын гормондар түзеді, фитопатогенділерге антагонизмдік байқатады.

8-сурет. Саңырауқұлақты энтомопатогенді препарат

Жерді тынайтататын түйнек бактерияларының биомассасы бар препараттар ауыл шаруашылығында 100 жылдан астам қолданылып келеді, егінді 5-20% (соя, үрме бүршағы, бүршақ) жоғарылатады.
Келесі микроорганизмдер топтары қолданылады:
- түйнекті бактериялар туыстары - Rhizobium (жылдам өсетіндер) және Bradyrhizobium (бәсеңдеп өсетіндер); нитрагин препа - раты; бұршақ дақылдары (Rh. trifolii - жоңышқа, Rh. japonicum -соя, Rh. faseoli - үрме бұршағы, Rh. lupini- люпин және басқа);

9-сурет. Rhizobium (жылдам өсетіндер)

- Frankia, актиномицеттер, ризобий секілді ағаштар тамырла-рында және бүталарда симбиозды азотты фиксациялайды;
- Azotobacter, азотобактерин препараты, негізінен оранжерея-лык, және парниктегі өсімдіктерде кездеседі, бос күйде тіршілік ететін микроорганизмдер, симбиоздық емес азотты фиксациялайды;
- Agrobacterium, Arthrobacter, Azospirillum және басқа прока - риоттар симбиозды емес, ассоциативті азотфиксациялау жүргізеді (ризосферада, ризопланда - тамырлар бетінде). Осы топ бактерия - лар арасында фитопатогендері кездеседі, мысалы, Agrobacterium tumefaciens;
- Көк-жасыл балдырлар (цианобактериялар) Tolypothrix tennis, Anabaena cylindrica, Nostoc linckia және т.б. Вегетациялық кезең уақытында 1 га 50 кг дейін атмосфералық азот байланысады, бірақ, оларды дақылдандыру үшін өте көп су мен күн сәулесі қажет.
Биотыңайтқыштар Германияда алғашқы тыңайтқыш - нитра - гин жасалган кезде 1896 жылдан бастап ауылшаруашылығында өндіріліп, қолданыла бастады. Қазіргі уақытта егіс алқаптарында әртүрлі биотыңайтқыштар қолданылады, солардың ішінде:
- ризоторфин (Rhizobium), ақуыз және витаминдер мөлшерін көтеріп бүршақ, соя, асбүршағының және т.б. өнімдерінін шы-ғымдылығы 5-20% дейін артырады;

10-сурет. Ризоторфин

-азотобактерин (Azotobacter), жылыжайлық және парникті өсімдіктерде биотин, гетероауксин, гиббереллин, никотин және пантетен қышқылының синтезін күшейтеді;
- цианобактерияларды колдану - альголизация (азот бекітетін көкжасыл балдырлардың 130 жуық түрі) - Anabaena, Nostoc, Toly-pothrix және т.б., күріштік және суармалы eric алқаптарында.
Бактериялық тыңайтқыштарды биореакторларда ферментация нәтижесінде алады, биомассаны сепарациялайды, концентрациялайды, кептіреді және себу алдында топыраққа енгізіледі.

11-сурет.Цианобактерия

Цианобактерияларды инсоляция жагдайында арнайы бассейн-дерде дақылдандырады, 3 аптадан кейін 1 га су бетінен суарылған және күріштік егіс алқаптарында колданылатын 15 тоннаға жуық биомасса жиналады.
Егер азот бекітетін прокариоттар өсімдіктердің азотқа қажеттілігін қанағаттандырса, сондықтан топырақтагы байланысқан азот-қа тәуелді болмаса, онда саңырауқүлақтар оларға фосфор жеткі-зуді қамтамасыз етеді. Саңырауқүлақтар және өсімдіктер симбио - зы нәтижесінде микориза түзіледі. Саңырауқүлақтар тамырлық жүйеде көбейіп, оның көлемін үлғайтады және фосфаттарды өсім-діктермен жеңіл сіңірілетін ерігіш қосылыстарға ауыстыра алады.
Микроорганизмдер өсімдіктер клеткаларына дейін азот пен фосфорды жеткізуді жеңілдетумен қатар циклді қүрылыстың томен молекулалы, азотсыз қосылыстары болып табылатын өсуді реттеуші синтез жолымен өсімдіктердің өсуі мен дамуын реттейді:
- ауксиндер, саңырауқұлақтармен (Nectria galligene), бактерия-лармен (Azotobacter, Rhizobium) синтезделеді;
- гиббереллиндер, саңырауқүлақтармен (Fusarium moniliforme, Collybia conigens), актиномицеттермен (Actinomyces chromogenes, A. flavus), бактериялармен (Azotobacter, Agrobacterium, Rhizobium) синтезделінеді;
- цитокининдер, саңырауқұлақтармен (Nectria galligene, Taph-rine spp., Cytospora spp.), актиномицеттермен (Streptomyces spp.), бактериялармен (Azotobacter, Agrobacterium, Rhizobium) өндіріледі.
Арпа, күріш, бидай, қонақ жүгері (сорго) дәндерін өңдеуде инокуляторлар ретінде Azospirillum (A. brasielense, A. lipoferum) бактерияларын қолдану кезінде өнім 10-30%-ға жоғарылайды.

12-сурет.Азотобактер

Фитопатогендердің өсуі мен көбеюін тежеу субстратка бәсеке үрдісінде немесе антибиотикалық заттар өнімдерімен қамтамасыз етіледі:
- ризосфераға тақау топырак қабатында болатын, темірдін көп бөлігін ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.