Түйнек бактериялары препараттарын жасау технологиясы

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 препараты; 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 прокариоттар симбиозды емес, ассоциативті азотфиксациялау жүргізеді (ризосферада, ризопланда - тамырлар бетінде) . Осы топ бактериялар 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 - нитрагин 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 симбиозы 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 байланыстыратын сидерофорлар синтезі. Фитопатогендер сонымен қатар сидерофорларды синтездейді, бірақ ризосфералық бактерияларға қарағанда темірге байланғыштығы төмен. Ризосфералық бактериялар субстратқа бәсекеден тыс қалады;

-фитопатогендердің өсуі мен көбеюін тежейтін антибиотиктердің өндірілуі. Мысалы, псевдомонадалар, агробактериялар және т. б. фитопатогендерді тежейтін агроциндер, гербиколин, оомицин, феназин, пирролнитриндерді синтездейді.

13-сурет. Псевдомонадалар

Кейбір микроорганизмдер (псевдомонадалар, энтеробактериялар және т. б. ) патогенді саңырауқұлақтардың клетка қабырғасын бұзатын ферменттерді (липазалар, хитиназалар, протеазалар) синтездейді.

2. In vitro жағдайында гаплоидтерді алу технологиясы. Андрогенез, партеногенез. Өсімдік селекциясындағы гаплоидтердің маңызы.

1. Гаплоидтық өсімдіктердің жасушаларында хромосомалар жиынтығының жартысы ғана болады. Оларды гомозиготалық изогендік линиялар алу үшін пайдаланады.

2. Гомозиготалық изогендік линиялар хромосомалар саны екі еселенген кезде пайда болады да, гетерозистік будандар алу үшін қолданылады.

3. Изогендік линияларды гаплоидтерді екі еселеу арқылы бір жыл ішінде алуға болады, ал оны дәстүрлі инбридинг тәсілімен алу үшін 4-6 жыл кажет.

4. Айқас тозаңданатын өсімдіктерде гаплоидтік хромосома саны екі еселену арқылы өзіндік құндылығы бар таза линиялар алынады. Мысалы, осы тәсілмен алынған жүгері линиясының тұрақтылығы өте жоғары, инбридинг депрессиясы төмен.

5. Гаплоидтік жасушалар мен өсімдіктер рецессивті мутацияларды тез ажыратуға мүмкіндік береді. Мутагендерді пайдаланған соң, гаплоид ішінде рецессивті мутациялар анықталады, одан кейін бағалы мутанттық белгілері бар тұрақты линиялар алынады.

6. Гаплоидтік жасушалар мен өсімдіктерде рецессивтік мутациялармен бірге, гендердің сирек кездесетін рекомбинацияларын және енгізілген бөгде генетикалық материалдардың экспрессиясын тез арада анықтауға болады. Олар қалыпты диплоидтік өсімдіктерде тек екінші ұрпақта ажырау барысында айқындалады.

7. Гаплоидтарды протопласт пен жасуша өсінділеріне ауыстыру арқылы және кейіннен мутагенез, гендік инженерия және in vitro селекциясы көмегімен өсімдіктердің бағалы белгілерін арттыру мақсатында пайдаланады. Осының барлығы жаңа сортты 2-3 есе жылдам шығаруға мүмкіндік береді.

8. Гаплоидтерді диплоидтік түрлермен будандастыру арқылы: біріншіден, моногаплоидтер алынады, оларды кейбір хромосомалардың жойылуына байланысты моносомдық генетикалық талдауда қолданады. Екіншіден, гетерозистің триплоидтік түрлері алынады.

9. Гаплоидтерді аласа және басқа пішіндегі сәндік өсімдіктер алу үшін пайдаланады.

10. Гаплоидтерді алшақ будандастыру үшін қолданады. Мысалы, 2n-48 тетраплоид болып табылатын мәдени картоп жабайы диплоид түрлерімен нашар будандастырылады. Буданның диплоид түрін алғаннан кейін оны қайтадан тетраплоидтік түріне ауыстырады.

Гаплоидтерді алу тәcілдері. Табиғатта гаплоидтер апогамия, гиногенез немесе андрогенез нәтижесінде мейоздың редукциялық бөліну барысында аталық немесе аналық жыныс жасушаларынан пайда болады. Редукцияланған апогамия - ұрықтың синергидтер немесе антиподтардан пайда болуы.

Гиногенез /аналық партеногенез/ - спермий тозаңдану кезінде жұмыртқа жасушасына енген соң әрі қарай дамымайды, нәтижесінде ұрықтануға дайын, бірақ ұрықтанбаған жұмыртқа жасушасы гаплоидтік ұрықты түзеді.

Андрогенез /аталық партеногенез/ - спермий жұмыртқа жасушасына еніп, оның ядросын жарамсыз етеді. Спермий ядросы жұмыртқа цитоплазмасымен бірге бөліне бастайды, оның нәтижесінде аталық хромосомалар жиынтығы бар гаплоидтік ұрық пайда болады.

Өсімдіктерді химиялық заттармен, иондаушы сәулемен және температураны күрт өзгертіп өңдеу, сәулелендірілген тозаңмен тозаңдандыру, алшақ будандастыруды қолдану - осының бәрі гаплоид алу үшін жасалғанымен, оның пайда болу дәрежесі өте төмен. Сондықтан бұл тәсілдер гаплоидті тұрақты түрде алуға мүмкіндік бермейді.

Қазіргі кезде гаплоидтерді алу үшін мынандай тәсілдерді қолданады:

1) Псевдогамия - жұмыртқа жасушасын бөтен тозаңмен тозаңдандырған соң ол ұрықтанбайды, оның нәтижесінде гаплоидтік ұрық пайда болады.

2) Гаплопродюсер тәсілі - будан ұрығында ата-аналар хромосомаларының бір жиынтығы іріктеліп жойылады.

3) Андрогенез және гиногенез in vitro тәсілдері - микроспоралар мен тозаңқапты (андрогенез), тұқымбүршік пен ұрық қалтасын (гиногенез) қоректік ортада өсіру арқылы гаплоидті өсімдігін алу.

3. Псевдогамия барысында гаплоидтердің пайда болуы

Түраралық будандастырудың кейбір тіркесімдері құйылысу барысында ұрық пен тұқым ұрықтанбаған аналық гаметадан түзілуі мүмкін. Сонымен қатар псевдогамия сәулемен өңделген тозаңды қолданғанда немесе әр түрлі плоидтық деңгейдегі түрлерді будандастырғанда жүзеге асады. Гиногенезге ұшырататын будандастырудың нәтижесінде түзілетін ұрықтанбаған қызылша тұқымбүршіктерін зерттеген кезде, гиногенетикалық ұрықтардың жұмыртқа жасушасынан немесе антиподтан дамитындығы анықталды. Синергидтер көбінесе жойылады. Өсірілген 1000 тұқымбүршіктен 2 гаплоидті өсімдік алуға болады. Колхицинмен өңдеу арқылы гомозиготалық дигаплоидті өсімдік алынып, танаптық жағдайында зерттелді. Гаплопродюсер тәсілі (Бульбозум тәсілі) . Кейбір алшақ түрлерді будандастырған кезде ұрықтың алғашқы даму кезінде ата-анасының біреуінің хромосомалар жиынтығы жойылатындығы анықталды. Бұл тәсіл селекция жұмысында арпаның жабайы Hordeum bulbosum түрімен будандастыруда кеңінен пайдаланылады. Hordeum vulgare жұмыртқа жасушасын Hordeum bulbosum тозаңымен ұрықтандырғанда генетикалық сәйкессіздікке байланысты аталық хромосомасы жоғалады да, гаплоидті ұрық дами бастайды. Оны зиготаның алғашқы бөліну кезінде байқауға болады. Бұл Hordeum bulbosum геномында хромосоманың митотикалық ұршық жіпшелеріне жалғасу механизмнің болмауы деген болжау бар. Аналық өсімдікте ұрықтың қалыпты өсуі тежеледі, сондықтан оны оқшаулап, қоректік ортада өсіріп жетілдіреді. Одан кейін гаплоидті өскіндерді хромосома санын екі еселеу және гомозиготалық изогендік линиялар алу үшін колхицинмен өңдейді. Осы тәсілмен Канадада арпаның Минго және Родео сорттары шығарылды. Бүкілодақтық селекция, генетика институтында гаплоидтік селекция негізінде, қысқа мерзім ішінде (8-10 жыл орнына 4-5 жыл ішінде) арпаның Исток, Одесский-15 сорттары шығарылды. Олар жоғары өнімді, жатып қалуға және қаракүйеге төзімді. Элита Поволжья деп аталатын ғылыми кәсіподақ осы тәсілдерді қолдана отырып, қуаңшылыққа төзімді 700-ден астам арпа линияларын алды. Оңтүстік-Шығыс ауылшаруашылық ғылыми-зерттеу институтында көптеген жаздық бидай мен арпа линиялары алынды. Бүкілодақты қауылшаруашылық биотехнологиясының ғылыми-зерттеу институтында (НИИСХБ) болашағы бар бидайдың андрогендік линиялары алынды.

In vitro жағдайында қоздырылған андрогенез . Жекелеген тозаңқаптарды өсірген кезде олардың тозаңдарының қалыпты гаметофит арқылы даму жолы тежеліп, спорофиттік жолға көшкен кезде гаплоидтік өсімдік пайда болады. Қазіргі кезде осы тәсіл бойынша 200-ден астам өсімдік түрі алынды. Әсіресе, бұл тәсілмен Қытай селекционерлері нәтижелі жұмыс істеді. Олар жаңа жоғары өнімді әрі төзімді күріш пен бидай сорттарын шығарды. Бүгінгі таңда сол күріш 17 га, бидай 7 га алқапта өсіріледі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.