Сомалық будандастырудың негіздері
I.Кіріспе
II.Негізгі бөлім
2.1 Сомалық будандастырудың негіздері
2.2 Алшақ түрлерді сомалық будандастыру
2.3 Сомалық будандастыруды сұрыптап алу әдістері
2.4 Сомалық будандастыруды селекцияда қолдану
III.Қорытынды
IV.Пайдаланылған әдебиеттер
II.Негізгі бөлім
2.1 Сомалық будандастырудың негіздері
2.2 Алшақ түрлерді сомалық будандастыру
2.3 Сомалық будандастыруды сұрыптап алу әдістері
2.4 Сомалық будандастыруды селекцияда қолдану
III.Қорытынды
IV.Пайдаланылған әдебиеттер
Будандастыру — тұқым қуалаушылық (нәсілдік) қасиеттерінде өзгешелігі бар екі организмді шағылыстыру арқылы будан алу. Б. з. б. 2-мыңжылдықта белгілі болған, 18 ғасырдан бастап ғылыми жолға қойылды. 1760 ж. неміс ғалымы И.Г. Кельрейтер темекінің екі сортын қолдан Будандастыру арқылы олардың буданын алған. Будандастыру өсімдіктер мен жануарлар селекциясында жиі қолданылады. Будандастырудың екі жолы (қарапайым және күрделі) бар. Қарапайым Будандастыру — екі түрді бір-бірімен шағылыстыру. Күрделі Будандастыру сатылы және қайыра (беккросс) болып екіге бөлінеді. Сатылы Будандастыру селекциялық процестерде бірнеше ата тектік формалардың қасиеттері мен белгілерін біртіндеп, буданды ұрпаққа жинақтау. Кейбір будандарда 4 — 5 ата тек формаларының қасиеттері жинақталынады. Филиппиндегі халықар. ғыл. күріш институтында жоғары өнімді ИР-52 сортын алу үшін 12 мемлекеттен күріштің 39 ата тектік формасын алып будандастырған. Саратов-29, Саратов-210, т.б. көптеген жұмсақ бидай сорттары мен Безостая №1 күздік бидайы күрделі сатылы Будандастыру жолымен алынған.Қазақстанда тек бидай селекциясында күздік бидайдың 20-дан астам, жаздық бидайдың 30-дан астам сорттары мен түр формалары шығарылып, олар Қазақстанның көпшілік облыстарында аудандастырылған.
Бірінші рет будан жасушалары 1960-шы жылдары жасушаларды in vitro өсіру әдісі жетілдірілгенде жануар жасушаларынан алынған. Өсімдіктерде бұл мүмкіншілік кешірек, протопластарды бөліп алу және оларды қосу әдістері жете зерттелгенде жүзеге асты.
Жануар сомалық жасушаларын будандастыру әдісі биология мен медицинаның теориялық мәселелерін шешуге пайдаланылады. Будан жасушалар биотехнологияда кеңінен қолданылады, мысалы, гибридомаларды пайдаланып моноклондық антиденелерлді алу үшін. Гибридома деген ол антидене түзетін жасушаның (В-лимфоциттің) ісік жасушамен қосылған будан жасушасы.
Өсімдіктердің сомалық жасушаларының протопластары құйылысып, будан жасуша құрылады, ал одан тотипотенттік қасиетке сүйене регенерация арқылы будан организм шығады. Сондықтан бұл әдіс будан өсімдіктің құрамында нендей қасиеттердің пайда болатынын білу үшін генетикалық талдау жасауға ыңғайлы болады. сомалық жасушаларды будандастыру арқылы өсімдіктерді генетикалық жағынан жақсартуға болады.
Бірінші рет будан жасушалары 1960-шы жылдары жасушаларды in vitro өсіру әдісі жетілдірілгенде жануар жасушаларынан алынған. Өсімдіктерде бұл мүмкіншілік кешірек, протопластарды бөліп алу және оларды қосу әдістері жете зерттелгенде жүзеге асты.
Жануар сомалық жасушаларын будандастыру әдісі биология мен медицинаның теориялық мәселелерін шешуге пайдаланылады. Будан жасушалар биотехнологияда кеңінен қолданылады, мысалы, гибридомаларды пайдаланып моноклондық антиденелерлді алу үшін. Гибридома деген ол антидене түзетін жасушаның (В-лимфоциттің) ісік жасушамен қосылған будан жасушасы.
Өсімдіктердің сомалық жасушаларының протопластары құйылысып, будан жасуша құрылады, ал одан тотипотенттік қасиетке сүйене регенерация арқылы будан организм шығады. Сондықтан бұл әдіс будан өсімдіктің құрамында нендей қасиеттердің пайда болатынын білу үшін генетикалық талдау жасауға ыңғайлы болады. сомалық жасушаларды будандастыру арқылы өсімдіктерді генетикалық жағынан жақсартуға болады.
1. Г.Ж.Уәлиханова«Өсімдік биотехнологиясы»
2. С.Қ.Турашева; Г.И.Ерназарова «Биотехнология негіздері:жоғары және төменгі сатыдағы өсімдітер биотехнологиясы»
3. http://ansya.ru/health/simdik-kletkalarin-oldan-siru-degenimiz-simdikti-jeke-jasushal/pg-2.html
2. С.Қ.Турашева; Г.И.Ерназарова «Биотехнология негіздері:жоғары және төменгі сатыдағы өсімдітер биотехнологиясы»
3. http://ansya.ru/health/simdik-kletkalarin-oldan-siru-degenimiz-simdikti-jeke-jasushal/pg-2.html
Жоспар:
I.Кіріспе
II.Негізгі бөлім
2.1 Сомалық будандастырудың негіздері
2.2 Алшақ түрлерді сомалық будандастыру
2.3 Сомалық будандастыруды сұрыптап алу әдістері
2.4 Сомалық будандастыруды селекцияда қолдану
III.Қорытынды
IV.Пайдаланылған әдебиеттер
I.Кіріспе
Будандастыру -- тұқым қуалаушылық (нәсілдік) қасиеттерінде өзгешелігі бар екі организмді шағылыстыру арқылы будан алу. Б. з. б. 2-мыңжылдықта белгілі болған, 18 ғасырдан бастап ғылыми жолға қойылды. 1760 ж. неміс ғалымы И.Г. Кельрейтер темекінің екі сортын қолдан Будандастыру арқылы олардың буданын алған. Будандастыру өсімдіктер мен жануарлар селекциясында жиі қолданылады. Будандастырудың екі жолы (қарапайым және күрделі) бар. Қарапайым Будандастыру -- екі түрді бір-бірімен шағылыстыру. Күрделі Будандастыру сатылы және қайыра (беккросс) болып екіге бөлінеді. Сатылы Будандастыру селекциялық процестерде бірнеше ата тектік формалардың қасиеттері мен белгілерін біртіндеп, буданды ұрпаққа жинақтау. Кейбір будандарда 4 -- 5 ата тек формаларының қасиеттері жинақталынады. Филиппиндегі халықар. ғыл. күріш институтында жоғары өнімді ИР-52 сортын алу үшін 12 мемлекеттен күріштің 39 ата тектік формасын алып будандастырған. Саратов-29, Саратов-210, т.б. көптеген жұмсақ бидай сорттары мен Безостая №1 күздік бидайы күрделі сатылы Будандастыру жолымен алынған.Қазақстанда тек бидай селекциясында күздік бидайдың 20-дан астам, жаздық бидайдың 30-дан астам сорттары мен түр формалары шығарылып, олар Қазақстанның көпшілік облыстарында аудандастырылған.
Бірінші рет будан жасушалары 1960-шы жылдары жасушаларды in vitro өсіру әдісі жетілдірілгенде жануар жасушаларынан алынған. Өсімдіктерде бұл мүмкіншілік кешірек, протопластарды бөліп алу және оларды қосу әдістері жете зерттелгенде жүзеге асты.
Жануар сомалық жасушаларын будандастыру әдісі биология мен медицинаның теориялық мәселелерін шешуге пайдаланылады. Будан жасушалар биотехнологияда кеңінен қолданылады, мысалы, гибридомаларды пайдаланып моноклондық антиденелерлді алу үшін. Гибридома деген ол антидене түзетін жасушаның (В-лимфоциттің) ісік жасушамен қосылған будан жасушасы.
Өсімдіктердің сомалық жасушаларының протопластары құйылысып, будан жасуша құрылады, ал одан тотипотенттік қасиетке сүйене регенерация арқылы будан организм шығады. Сондықтан бұл әдіс будан өсімдіктің құрамында нендей қасиеттердің пайда болатынын білу үшін генетикалық талдау жасауға ыңғайлы болады. сомалық жасушаларды будандастыру арқылы өсімдіктерді генетикалық жағынан жақсартуға болады.
Өсімдіктердің сомалық жасушаларының протопластары құйылысып, будан жасуша құрылады, ал одан тотипотенттік қасиетке сүйене регенерация арқылы будан организм шығады. Сондықтан бұл әдіс будан өсімдіктің құрамында нендей қасиеттердің пайда болатынын білу үшін генетикалық талдау жасауға ыңғайлы болады. сомалық жасушаларды будандастыру арқылы өсімдіктерді генетикалық жағынан жақсартуға болады
II.Негізгі бөлім
2.1 Сомалық будандастырудың негіздері
Сомалық будандастыру - будандастырудың жай әдісі. Оның арқасында будандастыру жыныстық процесс арқылы емес тіпті басқа жолмен сомалық клеткалардың құйылысуы арқылы өтеді. Бұндай сомалық будандастыруды таксономиялық алшақтық шектемейді. Түраралық қана емес, туыс аралық, тіпті одан да алшақ систематикалық топтарға жататын өсімдіктерді будандастыруға болады.
Сомалық будандастырудың артықшылықтары мынада:
1. Әдеттегі жыныстық жолмен будандаспайтын филогенезді түпкі тектері алыс жатқан өсімдік түрлерін будандастыру;
2. Ассимметриялық будандарды алу, оларды аналық немесе аталық әйтеуір екеуі біреуінің гендер жиынтығы толығымен болса, екіншісінің бірнеше хромосомалары болады;
3. Үшеу және одан да көп ата-аналық клеткалардың қиылысуы;
4. Ата-аналық идиотиптері толығымен болатын будандарды алу;
5. Ядродан тыс цитоплазмалық гендері бойынша гетерозиготалы алу;
6. Генеративтік жүйелерінің сыйымсыздығын жеңу;
7. Морфогенезде гаметогенездегі анаманиялар санынан жыныстық процесс өте алмайтын өсімдіктердің будандарын алу;
8. Эпигенетикалық программалары әртүрлі клеткалардың будандарын алу.
Сонымен, сомалық немесе пара сексуалдық будандастыру ядролық және цитоплазмалық гендерді тасымалдайтын бірегей әдіс. Оның көмегімен өсімдіктердің жыныстық сыйымсыздық мәселесін шешуге болады.
Екі протопласт қосылғанда, егер олардың ядролары қосылса нағыз будан клетка пайда болады. Ядролары қосылмаған будан клетка гетерокарион дер аталады. Генерекарионды ата-аналық біреуінің немесе екеуінің супротопластарының будандастыру үшін пайдалануға болады. Супротопласт - протопласттың бөлігі, цитоплазмалық мембранамен қоршалған құрамында кейбір органоидтар бар; ядросы болса ол нуклеопласт, ядросы жоқ болса - цитопласт, ядро мен цитоплазманың бөлігі болса, минипротопласт. Хлоропласттар мен митохондрияларды бір клеткалан екіншісіне көшіру үшін цитопластарды пайдалануға болады. Ата-ананың біреуінің ядросы бар және цитоплазмалық гендері екеуінен немесе біреуінен болса онда цитоплазмалық будан деп аталады. Ата-аналық біреуінен цитоплазмалық гендері иеленген будандарды цитоплазмалық гетерозиготалық будан деп атайды. Клеткада цитоплазмалық гендер хлоропласттар мен митохондрияларды болғандықтан және кейбір ядролық және цитоплазмалық гендері жойылу арқасында, сомалық будандастыру нәтижесінде будандардың 27 түріне дейін алуға болады. Оқушауланған протопласттар қоршаған ортадан макромолекулаларымен клетканың құрамындағы кішігірім бөлшектерді өздеріне сіңіре алады. Шамасы, бұл табиғи эндоцитоз құбылысы немесе олар плазмолеманың үзілген жерінен өтеді, жаңадан бөліп алынған протопластарда мемборананың бұзылған жерлері болып жатады. Будан клеткаларды өсірсе одан каллус шығады, ал каллуста морфогенез процестері өтсе будан регенерант өсімдігі шығады. Осы жолмен 1972 жылы П.Карлсон әріптестерімен жоғары сатыдағы өсімдіктің бірінші буданын алды, ол темекінің Nicotiana glauca мен N.langsdorfii түраралық буданы еді. Шыққан регенерант өсіп дамып гүлденген кәдімгі өсімдікке айналды. Бұл өсімдіктердің морфологиясы, хромосомалар саны жыныстық жолмен алынған амфидиплоидтармен бірдей болды.
1974 жылы Г.Мелхерс пен Г.Лабиб темекінің екі сортының гаплоидтық протопластардың құйып қосты. Бұл сорттардың хлоропластарының жарыққа сезімталдық кемістігі бар еді. Будан клеткадан өсіп шыққан будан өсімдіктің хлоропластарында ондай ақау болмады, осындай хлоропластар жыныстық жолмен алынған буданда да болды. 1976 жылы Д.Пауэр қызметтестерімен Petunia hybrida мен P.parodii түраралық будан алды, Д.Дудилл 1977 жылы сәбіздің Daucus carota мен D.capillifolius түраралық сомалық буданын алды. Бұл ғалымдар сомалық будандардың нағыз будан екендігін дәлелдеді және олардың жыныстық будандарымен фенотипі бірдей екендігін көрсетті.
Сөйтіп протопластарды бөліп алу, өсіру оларды қосу және оларға жеке клеткалық органоидтарды енгізу генетиктер мен селекционерлерге алынған будан өсімдіктердің әр алуандығын кеңейтуге мүмкіндік береді.
Сомалық будандастырудың генетикалық негіздері
Сомалық будандастыру әдісі табиғи емес, толығымен жасанды болғандықтан, өзіне ғалымдардың назарын аударып, гендердің бірегей тіркестерін алуға үміттендіреді, жыныстық жолмен будандаспайтын өсімдіктерден гендерінің жаңа жиынтығы бар сомалық будандар алуға жол ашады.
Сомалық будандастыру өте күрделі, нәтижесін алдынала болжауға болмайтын және тікелей көнбейтін процесс. Сомалық будандардың генотипі генетикалық өзгерістерге жеткізетін бірқатар уақиғалардың нәтижесі. Екі протопласт қиылысқан кезде, бір-біріне тәуелсіз және әр уақытта ядролар, хлоропласттар, митохондриялар өзара қосылып, генетикалық информациямен алмасулары мүмкін. Бірақ оқиға басқаша өтуі де әбден мүмкін: ядролар қосылмайды, органеллалар да қосылмайды, кейбір органоидтар тіпті бұзылып кетеді. Қосылған протопласттарды өсірген уақытта митоздың барысында ядро мен органоидтардың сегрегациясы (бөлініп шығарылуы), бірлі жарым хромосомалардың жойылуы, кейбір органоидтардың ішінара көбеюі мүмкін. Сонымен қатар бұл жағдайларға, будандастыру процесіне байланысты генетикалық тұрақсыздық пен мутациялық өзгергіштік қосылуы мүмкін.
Будан клеткалардың дұрыс түзілуіне бірқатар факторлар кедергі бола алады:
1. Қосылатын компоненттерді фюзогенмен өңдеу кезінде пайда болатын тұрақсыздық;
2. Қосылатын протопласттың бір түрінде немесе екеуінде де өсіру тығыздығы төмен;
3. Ядролардың асинхронды бөлінуі;
4. Вакуольдерге бола цитоплазманың толық қосылмауы;
5. Бірнеше митоздардан соң хромосомалардың жоғалуы.;
6. Будан клеткалардың өсіру тығыздығы төмен болғандықтан құруы.
1-сурет.Сомалық будандастыру барысында ядролық және цитоплазмалық белгілерінің тұқымқуалаушылығын көрсететін үлгісі
Сомалық клеткалардың будандастыру кезінде тағдыры көптеген факторларға байланысты, ол өкінішке орай, әлі жақсы зерттелмеген. Өсімдіктердің клеткалық клеткалық инженериясының дамуына украйн ғалымы Ю.Ю.Глева үлкен үлесін қосты. Ол жиырма бес жылдан астам уақыт онымен айналысып, сомалық будандастырудың генетикалық мәселелерін, әсіресе ата-аналық формаларының ядролық және цитоплазмалық гендерін зерттеді.
Жыныстық жолмен алынған будандарда айнымайтын сомалық буданды гаплоидтық клеткаларды қиылыстырып шығаруға болады. Жоғарыда айтқандай, бұл тәжірибені өз кезегінде Г.Мельхерс пен Г.Лабиб темекінің екі түрінің андрогендік гаплоидтардан бөліп алынған протопластары мен өткізген.
Бірақ эксперименттердің көбінде кәдімгі сомалық клеткалар пайдаланылды. Егер протопласттар ядролары қосылса, олар амфидиплоидтық болулары керек, яғни екі ядроның диплоидтық хромосомалар жиынтықтары қосылады. Бірақ түрлі өсімдіктердің зерттелген сомалық будандарында амфидиплоидтық хромосомалар жиынтығы болмаған.
2.2 Алшақ түрлерді сомалық будандастыру
Әрқилы тұқымдастар, трибалар (тұқымдас пен туыс аралығындағы жүйелеу бірлігі) және туыстар құрамына кіретін бір-біріне жат түрлер арасында жыныстық жолмен будан алу мүмкін емес. Филогенезде түпкі тектері алшақ жатқан түрлер арасынан тек сомалық буданды, олардың протопластарын қосып алуға болады. Бірақ осы кезге дейін ондай сомалық будандардан құнды ұрпақты өсімдіктер әлі алынған жоқ. Мысалы, ғалымдар мынадай тұқымдас-аралық будан клеткалардан, линиялар алған: соя мен темекінің әр түрлерінің каллус пен мезофилл протопластарын қосып; бұршақ пен темекінің; ат бұршағы мен темекінің; темекі мен пияздың және т.с.с. Осы тұқымдасаралық клеткалық будандардың клондары зерттелді. Барлығында қысқа мерзімде мезофилл клеткасының хромосомалары жойыла бастаған. Цитогенетикалық талдау мен изоферменттердің құрамын талдау көрсеткендей, хромосомалар толық жойылмаған. Тұқымдасаралық будан клеткалар арасында көпядролық немесе өте кіші клеткалар, хромосомалық қайта құру, алып хромосомалар көп байқалған. Тек темекі мен ат бұршағы арасындағы будан клеткаларда морфогенез индукциялау арқасында сабаққа ұқсас кемтар құрылымдар пайда болған. Бір тұқымдақа қарайтын түрлердің будандарын алғанда, яғни трибааралық және туысаралық будандармен өткізген тәжірибелердің нәтижесі жөндірек болған. Бұндай будандар алқа, крестгүлдер және шатыршагүлділер тұқымдастарында алынған.
1978 жывлы Ю.Ю.Глеба мен Ф.Хофман арабидопсистың каллус протопластарын турнепстың мезофилл протопластарымен қосып сомалық будан алды. Бұл өсімдіктер крестгүлділер тұқымдасының әр түрлі трибаларына жатады. Будан клеткалар линияларында цитологиялық талдау көрсеткендей, екі түрдің де хромосомалары жойылмаған, дегенмен хромосомаларда қай құру өткен. Клеткалардың екі линиясында морфогенез жүргізіліп, регенерант өсімдіктері алынған. Олар морфология жағынан арабидопсиске де, турнепске де ұқсас болған. Бірақ бұл нормалы өімдіктер емес еді, олар гүлдеген жоқ. Цитологиялық, биохимиялық және морфологиялық талдау өткізгенде, будан өсімдіктерде екі түрдің де генетикалық материалы болғаны дәлелденді. Ал арабидопсис пен турнепстің in vitro жағдайында өсірілген клеткаларынан сабақтар шыққан жоқ. Бұл өте қызық құбылыс. Будан клеткаларында морфогенез бен регенерация өткені морфогенездік қабілетінің қалпына келуін дәлелдейді.
Сомалық будандастру жолымен сасықмеңдуана мен итжидек (красавка), итжидек пен қытай темекісі, итжидек пен бежір (сныть) итжидек пен шырайгүлдің (петуния) арасында трибааралық будандар алынған. Бұл жұмыстардың маңызды нәтижесі , олар филогенезде түпкі тектері алыс өсімдіктердің будан клеткаларының морфогенездіңк активтігін көрсетеді. Сонымен бірге морфогенезге қабілеттілі ата-аналардың біреуінің генетикалық материалының жойылуымен байланыспаған.
Туысаралық сомалық будандар арасында ең қызығы картоп пен томат буданы. Оны 1978 жылы бірінші болып Г.Мелхерс шығарды, кейін басқа ғалымдар да алды. Регенерат өсімдіктерінде (помато, томафель) фдролық материалы буданды болды, бірақ олар ұрпақсыз еді.
Жапон ғалымдары үлкен табысқа жеткен, олар астық тұқымдастардың әр түрлі туыстарына жататын күріш пен тарының сомалық будандарын алған, бұл даражарнақтыларға жататын өсімдіктер.
Жоғарыла сипатталған эксперименттерде алынған барлық өсімдіктер аномальды болғандықтан олар тек теориялық тұрғыдан ғана мағыздыү филогенезде түпкі тегі алыс теориялық тұрғыдан ғана маңызды. Филогенезде түпкі тегі алыс өсімдіктер түрлерін будандастыру тіршілік негізінде жатқан процестерді зерттеуге мүмкіншілік береді. Тек қана сомалық будандастыруды пайдаланып, клетканың бөлінуі, сол кездегі генетикалық материалдың ұйымдасуы және морфогенез жөнінде бірталай мәселелерді эксперимент түрінде шешуге болады. Сонымен бірге, кейбір кезде тұқымдасаралық будандар ата-аналарының біреуінің хромосомалары түсіп қалуы арқасында симметриялық будан болып шығады. Оларды селекцияда жеке хромосомаларды немесе хромосома бөліктерін алыс туыс түрлер арасында тасымалдау үшін пайдалануға болады.
ПЭГ қайсы клеткалар қосылса да әмбебап фюзоген болғандықтан жануар клеткалары мен өсімдіктер клеткаларын қосу тәжірибелері өткізілген. Олардың құйылысқан клеткалары бірнеше күн тіршілікке икемді болған, тіпті кейде ядролары қосылып, клетка қабығы да түзілген. Мысалы, адамның ісік клеткалары Hela темекінің мезофилл протопластарымен, сәбіздің, гаплопаппус протопластарымен қосылған, адамның амфибия клеткалары сәбіз протопластарымен құйылысқан.
Сонда осы тәжірибелердің мақсаты қандай? Әрине, тек қана пайдалы будан организм алу үшін ғана емес. Бұл эксперименттердің теориялық маңызы зор. Жануарлар мен өсімдіктердің эукариот клеткаларын толығырақ зерттеуге мүмкіншілік береді, олардың будан клеткалары бөліне алатын жағдайды анықтауға, жануар клеткалардан өсімдік клеткаларына гендерді көшіру мүмкіншілігін және басқа да күрделі мәселелерді зерттеуге көмектеседі.
2.3 Сомалық будандастыруды сұрыптап алу әдістері
Жеке гетерокариондар мен будан протопластарды көптеген ата-аналық протопластардың арасынан сұрыптап алу қиын міндет. Сондықтан алғашында зерттеушілер будандарды регенераттар пайда болғанда мутациялрдың комплементарлығы негізінде іріктеген. Г.Мельхерс пен Г.Лабиб 1974 жылы алынған өсімдіктерінің нағыз сомалық будан екендігін дәлелдеу үшін генетикалық комплементтенуді қолданды. Генетикалық комплементтену - ол будан клеткаларда гендер әрекеттесу негізінде ақауы бар гендердің функциясын қалпына қайтадан келтіруі. Ата-ана ретінде Nicotiana tabacum екі сортын қолданды. Олардың жарыққа сезімтал хлоропластары болағн. Әрбір сорттың ядросында жарыққа сезімталдық беліглейтін өзінің рецессифтік гені болған. Сол гендердің салдарынан бұл өсімдіктер жарықта өскен кезде хлорофилл түзілуі кемтар болған. Осы гендер бойынша гомозиготалық өсімдіктер күшті жарықта өсіргенде, жапырақтары түссізденіп, ақырында құрыған. Ал жыныстық будандардың хлоропластары дұрыс түзіліп, жапырақтары жасыл болған, себебі мутацияға ұшыраған ақау гендер жыныстық процесс кезінде комплементтеніп кеткен. Екі сорттың гаплоидтық протопластары қосылғанда да дәл сондай нәтижеге жеткен. Бұл тәжірибе бірнеше сатыдан тұрған.
2-сурет.Темекінің жарыққа сезімтал сорттарымен өткізілген тәжірибенің үлгісі
Алдымен тозаңқаптарды өсіріп гаплоидтық өсімдіктер алынған. Бұл өсімдіктер жарықта емес, көлеңкеде өсірілген. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
I.Кіріспе
II.Негізгі бөлім
2.1 Сомалық будандастырудың негіздері
2.2 Алшақ түрлерді сомалық будандастыру
2.3 Сомалық будандастыруды сұрыптап алу әдістері
2.4 Сомалық будандастыруды селекцияда қолдану
III.Қорытынды
IV.Пайдаланылған әдебиеттер
I.Кіріспе
Будандастыру -- тұқым қуалаушылық (нәсілдік) қасиеттерінде өзгешелігі бар екі организмді шағылыстыру арқылы будан алу. Б. з. б. 2-мыңжылдықта белгілі болған, 18 ғасырдан бастап ғылыми жолға қойылды. 1760 ж. неміс ғалымы И.Г. Кельрейтер темекінің екі сортын қолдан Будандастыру арқылы олардың буданын алған. Будандастыру өсімдіктер мен жануарлар селекциясында жиі қолданылады. Будандастырудың екі жолы (қарапайым және күрделі) бар. Қарапайым Будандастыру -- екі түрді бір-бірімен шағылыстыру. Күрделі Будандастыру сатылы және қайыра (беккросс) болып екіге бөлінеді. Сатылы Будандастыру селекциялық процестерде бірнеше ата тектік формалардың қасиеттері мен белгілерін біртіндеп, буданды ұрпаққа жинақтау. Кейбір будандарда 4 -- 5 ата тек формаларының қасиеттері жинақталынады. Филиппиндегі халықар. ғыл. күріш институтында жоғары өнімді ИР-52 сортын алу үшін 12 мемлекеттен күріштің 39 ата тектік формасын алып будандастырған. Саратов-29, Саратов-210, т.б. көптеген жұмсақ бидай сорттары мен Безостая №1 күздік бидайы күрделі сатылы Будандастыру жолымен алынған.Қазақстанда тек бидай селекциясында күздік бидайдың 20-дан астам, жаздық бидайдың 30-дан астам сорттары мен түр формалары шығарылып, олар Қазақстанның көпшілік облыстарында аудандастырылған.
Бірінші рет будан жасушалары 1960-шы жылдары жасушаларды in vitro өсіру әдісі жетілдірілгенде жануар жасушаларынан алынған. Өсімдіктерде бұл мүмкіншілік кешірек, протопластарды бөліп алу және оларды қосу әдістері жете зерттелгенде жүзеге асты.
Жануар сомалық жасушаларын будандастыру әдісі биология мен медицинаның теориялық мәселелерін шешуге пайдаланылады. Будан жасушалар биотехнологияда кеңінен қолданылады, мысалы, гибридомаларды пайдаланып моноклондық антиденелерлді алу үшін. Гибридома деген ол антидене түзетін жасушаның (В-лимфоциттің) ісік жасушамен қосылған будан жасушасы.
Өсімдіктердің сомалық жасушаларының протопластары құйылысып, будан жасуша құрылады, ал одан тотипотенттік қасиетке сүйене регенерация арқылы будан организм шығады. Сондықтан бұл әдіс будан өсімдіктің құрамында нендей қасиеттердің пайда болатынын білу үшін генетикалық талдау жасауға ыңғайлы болады. сомалық жасушаларды будандастыру арқылы өсімдіктерді генетикалық жағынан жақсартуға болады.
Өсімдіктердің сомалық жасушаларының протопластары құйылысып, будан жасуша құрылады, ал одан тотипотенттік қасиетке сүйене регенерация арқылы будан организм шығады. Сондықтан бұл әдіс будан өсімдіктің құрамында нендей қасиеттердің пайда болатынын білу үшін генетикалық талдау жасауға ыңғайлы болады. сомалық жасушаларды будандастыру арқылы өсімдіктерді генетикалық жағынан жақсартуға болады
II.Негізгі бөлім
2.1 Сомалық будандастырудың негіздері
Сомалық будандастыру - будандастырудың жай әдісі. Оның арқасында будандастыру жыныстық процесс арқылы емес тіпті басқа жолмен сомалық клеткалардың құйылысуы арқылы өтеді. Бұндай сомалық будандастыруды таксономиялық алшақтық шектемейді. Түраралық қана емес, туыс аралық, тіпті одан да алшақ систематикалық топтарға жататын өсімдіктерді будандастыруға болады.
Сомалық будандастырудың артықшылықтары мынада:
1. Әдеттегі жыныстық жолмен будандаспайтын филогенезді түпкі тектері алыс жатқан өсімдік түрлерін будандастыру;
2. Ассимметриялық будандарды алу, оларды аналық немесе аталық әйтеуір екеуі біреуінің гендер жиынтығы толығымен болса, екіншісінің бірнеше хромосомалары болады;
3. Үшеу және одан да көп ата-аналық клеткалардың қиылысуы;
4. Ата-аналық идиотиптері толығымен болатын будандарды алу;
5. Ядродан тыс цитоплазмалық гендері бойынша гетерозиготалы алу;
6. Генеративтік жүйелерінің сыйымсыздығын жеңу;
7. Морфогенезде гаметогенездегі анаманиялар санынан жыныстық процесс өте алмайтын өсімдіктердің будандарын алу;
8. Эпигенетикалық программалары әртүрлі клеткалардың будандарын алу.
Сонымен, сомалық немесе пара сексуалдық будандастыру ядролық және цитоплазмалық гендерді тасымалдайтын бірегей әдіс. Оның көмегімен өсімдіктердің жыныстық сыйымсыздық мәселесін шешуге болады.
Екі протопласт қосылғанда, егер олардың ядролары қосылса нағыз будан клетка пайда болады. Ядролары қосылмаған будан клетка гетерокарион дер аталады. Генерекарионды ата-аналық біреуінің немесе екеуінің супротопластарының будандастыру үшін пайдалануға болады. Супротопласт - протопласттың бөлігі, цитоплазмалық мембранамен қоршалған құрамында кейбір органоидтар бар; ядросы болса ол нуклеопласт, ядросы жоқ болса - цитопласт, ядро мен цитоплазманың бөлігі болса, минипротопласт. Хлоропласттар мен митохондрияларды бір клеткалан екіншісіне көшіру үшін цитопластарды пайдалануға болады. Ата-ананың біреуінің ядросы бар және цитоплазмалық гендері екеуінен немесе біреуінен болса онда цитоплазмалық будан деп аталады. Ата-аналық біреуінен цитоплазмалық гендері иеленген будандарды цитоплазмалық гетерозиготалық будан деп атайды. Клеткада цитоплазмалық гендер хлоропласттар мен митохондрияларды болғандықтан және кейбір ядролық және цитоплазмалық гендері жойылу арқасында, сомалық будандастыру нәтижесінде будандардың 27 түріне дейін алуға болады. Оқушауланған протопласттар қоршаған ортадан макромолекулаларымен клетканың құрамындағы кішігірім бөлшектерді өздеріне сіңіре алады. Шамасы, бұл табиғи эндоцитоз құбылысы немесе олар плазмолеманың үзілген жерінен өтеді, жаңадан бөліп алынған протопластарда мемборананың бұзылған жерлері болып жатады. Будан клеткаларды өсірсе одан каллус шығады, ал каллуста морфогенез процестері өтсе будан регенерант өсімдігі шығады. Осы жолмен 1972 жылы П.Карлсон әріптестерімен жоғары сатыдағы өсімдіктің бірінші буданын алды, ол темекінің Nicotiana glauca мен N.langsdorfii түраралық буданы еді. Шыққан регенерант өсіп дамып гүлденген кәдімгі өсімдікке айналды. Бұл өсімдіктердің морфологиясы, хромосомалар саны жыныстық жолмен алынған амфидиплоидтармен бірдей болды.
1974 жылы Г.Мелхерс пен Г.Лабиб темекінің екі сортының гаплоидтық протопластардың құйып қосты. Бұл сорттардың хлоропластарының жарыққа сезімталдық кемістігі бар еді. Будан клеткадан өсіп шыққан будан өсімдіктің хлоропластарында ондай ақау болмады, осындай хлоропластар жыныстық жолмен алынған буданда да болды. 1976 жылы Д.Пауэр қызметтестерімен Petunia hybrida мен P.parodii түраралық будан алды, Д.Дудилл 1977 жылы сәбіздің Daucus carota мен D.capillifolius түраралық сомалық буданын алды. Бұл ғалымдар сомалық будандардың нағыз будан екендігін дәлелдеді және олардың жыныстық будандарымен фенотипі бірдей екендігін көрсетті.
Сөйтіп протопластарды бөліп алу, өсіру оларды қосу және оларға жеке клеткалық органоидтарды енгізу генетиктер мен селекционерлерге алынған будан өсімдіктердің әр алуандығын кеңейтуге мүмкіндік береді.
Сомалық будандастырудың генетикалық негіздері
Сомалық будандастыру әдісі табиғи емес, толығымен жасанды болғандықтан, өзіне ғалымдардың назарын аударып, гендердің бірегей тіркестерін алуға үміттендіреді, жыныстық жолмен будандаспайтын өсімдіктерден гендерінің жаңа жиынтығы бар сомалық будандар алуға жол ашады.
Сомалық будандастыру өте күрделі, нәтижесін алдынала болжауға болмайтын және тікелей көнбейтін процесс. Сомалық будандардың генотипі генетикалық өзгерістерге жеткізетін бірқатар уақиғалардың нәтижесі. Екі протопласт қиылысқан кезде, бір-біріне тәуелсіз және әр уақытта ядролар, хлоропласттар, митохондриялар өзара қосылып, генетикалық информациямен алмасулары мүмкін. Бірақ оқиға басқаша өтуі де әбден мүмкін: ядролар қосылмайды, органеллалар да қосылмайды, кейбір органоидтар тіпті бұзылып кетеді. Қосылған протопласттарды өсірген уақытта митоздың барысында ядро мен органоидтардың сегрегациясы (бөлініп шығарылуы), бірлі жарым хромосомалардың жойылуы, кейбір органоидтардың ішінара көбеюі мүмкін. Сонымен қатар бұл жағдайларға, будандастыру процесіне байланысты генетикалық тұрақсыздық пен мутациялық өзгергіштік қосылуы мүмкін.
Будан клеткалардың дұрыс түзілуіне бірқатар факторлар кедергі бола алады:
1. Қосылатын компоненттерді фюзогенмен өңдеу кезінде пайда болатын тұрақсыздық;
2. Қосылатын протопласттың бір түрінде немесе екеуінде де өсіру тығыздығы төмен;
3. Ядролардың асинхронды бөлінуі;
4. Вакуольдерге бола цитоплазманың толық қосылмауы;
5. Бірнеше митоздардан соң хромосомалардың жоғалуы.;
6. Будан клеткалардың өсіру тығыздығы төмен болғандықтан құруы.
1-сурет.Сомалық будандастыру барысында ядролық және цитоплазмалық белгілерінің тұқымқуалаушылығын көрсететін үлгісі
Сомалық клеткалардың будандастыру кезінде тағдыры көптеген факторларға байланысты, ол өкінішке орай, әлі жақсы зерттелмеген. Өсімдіктердің клеткалық клеткалық инженериясының дамуына украйн ғалымы Ю.Ю.Глева үлкен үлесін қосты. Ол жиырма бес жылдан астам уақыт онымен айналысып, сомалық будандастырудың генетикалық мәселелерін, әсіресе ата-аналық формаларының ядролық және цитоплазмалық гендерін зерттеді.
Жыныстық жолмен алынған будандарда айнымайтын сомалық буданды гаплоидтық клеткаларды қиылыстырып шығаруға болады. Жоғарыда айтқандай, бұл тәжірибені өз кезегінде Г.Мельхерс пен Г.Лабиб темекінің екі түрінің андрогендік гаплоидтардан бөліп алынған протопластары мен өткізген.
Бірақ эксперименттердің көбінде кәдімгі сомалық клеткалар пайдаланылды. Егер протопласттар ядролары қосылса, олар амфидиплоидтық болулары керек, яғни екі ядроның диплоидтық хромосомалар жиынтықтары қосылады. Бірақ түрлі өсімдіктердің зерттелген сомалық будандарында амфидиплоидтық хромосомалар жиынтығы болмаған.
2.2 Алшақ түрлерді сомалық будандастыру
Әрқилы тұқымдастар, трибалар (тұқымдас пен туыс аралығындағы жүйелеу бірлігі) және туыстар құрамына кіретін бір-біріне жат түрлер арасында жыныстық жолмен будан алу мүмкін емес. Филогенезде түпкі тектері алшақ жатқан түрлер арасынан тек сомалық буданды, олардың протопластарын қосып алуға болады. Бірақ осы кезге дейін ондай сомалық будандардан құнды ұрпақты өсімдіктер әлі алынған жоқ. Мысалы, ғалымдар мынадай тұқымдас-аралық будан клеткалардан, линиялар алған: соя мен темекінің әр түрлерінің каллус пен мезофилл протопластарын қосып; бұршақ пен темекінің; ат бұршағы мен темекінің; темекі мен пияздың және т.с.с. Осы тұқымдасаралық клеткалық будандардың клондары зерттелді. Барлығында қысқа мерзімде мезофилл клеткасының хромосомалары жойыла бастаған. Цитогенетикалық талдау мен изоферменттердің құрамын талдау көрсеткендей, хромосомалар толық жойылмаған. Тұқымдасаралық будан клеткалар арасында көпядролық немесе өте кіші клеткалар, хромосомалық қайта құру, алып хромосомалар көп байқалған. Тек темекі мен ат бұршағы арасындағы будан клеткаларда морфогенез индукциялау арқасында сабаққа ұқсас кемтар құрылымдар пайда болған. Бір тұқымдақа қарайтын түрлердің будандарын алғанда, яғни трибааралық және туысаралық будандармен өткізген тәжірибелердің нәтижесі жөндірек болған. Бұндай будандар алқа, крестгүлдер және шатыршагүлділер тұқымдастарында алынған.
1978 жывлы Ю.Ю.Глеба мен Ф.Хофман арабидопсистың каллус протопластарын турнепстың мезофилл протопластарымен қосып сомалық будан алды. Бұл өсімдіктер крестгүлділер тұқымдасының әр түрлі трибаларына жатады. Будан клеткалар линияларында цитологиялық талдау көрсеткендей, екі түрдің де хромосомалары жойылмаған, дегенмен хромосомаларда қай құру өткен. Клеткалардың екі линиясында морфогенез жүргізіліп, регенерант өсімдіктері алынған. Олар морфология жағынан арабидопсиске де, турнепске де ұқсас болған. Бірақ бұл нормалы өімдіктер емес еді, олар гүлдеген жоқ. Цитологиялық, биохимиялық және морфологиялық талдау өткізгенде, будан өсімдіктерде екі түрдің де генетикалық материалы болғаны дәлелденді. Ал арабидопсис пен турнепстің in vitro жағдайында өсірілген клеткаларынан сабақтар шыққан жоқ. Бұл өте қызық құбылыс. Будан клеткаларында морфогенез бен регенерация өткені морфогенездік қабілетінің қалпына келуін дәлелдейді.
Сомалық будандастру жолымен сасықмеңдуана мен итжидек (красавка), итжидек пен қытай темекісі, итжидек пен бежір (сныть) итжидек пен шырайгүлдің (петуния) арасында трибааралық будандар алынған. Бұл жұмыстардың маңызды нәтижесі , олар филогенезде түпкі тектері алыс өсімдіктердің будан клеткаларының морфогенездіңк активтігін көрсетеді. Сонымен бірге морфогенезге қабілеттілі ата-аналардың біреуінің генетикалық материалының жойылуымен байланыспаған.
Туысаралық сомалық будандар арасында ең қызығы картоп пен томат буданы. Оны 1978 жылы бірінші болып Г.Мелхерс шығарды, кейін басқа ғалымдар да алды. Регенерат өсімдіктерінде (помато, томафель) фдролық материалы буданды болды, бірақ олар ұрпақсыз еді.
Жапон ғалымдары үлкен табысқа жеткен, олар астық тұқымдастардың әр түрлі туыстарына жататын күріш пен тарының сомалық будандарын алған, бұл даражарнақтыларға жататын өсімдіктер.
Жоғарыла сипатталған эксперименттерде алынған барлық өсімдіктер аномальды болғандықтан олар тек теориялық тұрғыдан ғана мағыздыү филогенезде түпкі тегі алыс теориялық тұрғыдан ғана маңызды. Филогенезде түпкі тегі алыс өсімдіктер түрлерін будандастыру тіршілік негізінде жатқан процестерді зерттеуге мүмкіншілік береді. Тек қана сомалық будандастыруды пайдаланып, клетканың бөлінуі, сол кездегі генетикалық материалдың ұйымдасуы және морфогенез жөнінде бірталай мәселелерді эксперимент түрінде шешуге болады. Сонымен бірге, кейбір кезде тұқымдасаралық будандар ата-аналарының біреуінің хромосомалары түсіп қалуы арқасында симметриялық будан болып шығады. Оларды селекцияда жеке хромосомаларды немесе хромосома бөліктерін алыс туыс түрлер арасында тасымалдау үшін пайдалануға болады.
ПЭГ қайсы клеткалар қосылса да әмбебап фюзоген болғандықтан жануар клеткалары мен өсімдіктер клеткаларын қосу тәжірибелері өткізілген. Олардың құйылысқан клеткалары бірнеше күн тіршілікке икемді болған, тіпті кейде ядролары қосылып, клетка қабығы да түзілген. Мысалы, адамның ісік клеткалары Hela темекінің мезофилл протопластарымен, сәбіздің, гаплопаппус протопластарымен қосылған, адамның амфибия клеткалары сәбіз протопластарымен құйылысқан.
Сонда осы тәжірибелердің мақсаты қандай? Әрине, тек қана пайдалы будан организм алу үшін ғана емес. Бұл эксперименттердің теориялық маңызы зор. Жануарлар мен өсімдіктердің эукариот клеткаларын толығырақ зерттеуге мүмкіншілік береді, олардың будан клеткалары бөліне алатын жағдайды анықтауға, жануар клеткалардан өсімдік клеткаларына гендерді көшіру мүмкіншілігін және басқа да күрделі мәселелерді зерттеуге көмектеседі.
2.3 Сомалық будандастыруды сұрыптап алу әдістері
Жеке гетерокариондар мен будан протопластарды көптеген ата-аналық протопластардың арасынан сұрыптап алу қиын міндет. Сондықтан алғашында зерттеушілер будандарды регенераттар пайда болғанда мутациялрдың комплементарлығы негізінде іріктеген. Г.Мельхерс пен Г.Лабиб 1974 жылы алынған өсімдіктерінің нағыз сомалық будан екендігін дәлелдеу үшін генетикалық комплементтенуді қолданды. Генетикалық комплементтену - ол будан клеткаларда гендер әрекеттесу негізінде ақауы бар гендердің функциясын қалпына қайтадан келтіруі. Ата-ана ретінде Nicotiana tabacum екі сортын қолданды. Олардың жарыққа сезімтал хлоропластары болағн. Әрбір сорттың ядросында жарыққа сезімталдық беліглейтін өзінің рецессифтік гені болған. Сол гендердің салдарынан бұл өсімдіктер жарықта өскен кезде хлорофилл түзілуі кемтар болған. Осы гендер бойынша гомозиготалық өсімдіктер күшті жарықта өсіргенде, жапырақтары түссізденіп, ақырында құрыған. Ал жыныстық будандардың хлоропластары дұрыс түзіліп, жапырақтары жасыл болған, себебі мутацияға ұшыраған ақау гендер жыныстық процесс кезінде комплементтеніп кеткен. Екі сорттың гаплоидтық протопластары қосылғанда да дәл сондай нәтижеге жеткен. Бұл тәжірибе бірнеше сатыдан тұрған.
2-сурет.Темекінің жарыққа сезімтал сорттарымен өткізілген тәжірибенің үлгісі
Алдымен тозаңқаптарды өсіріп гаплоидтық өсімдіктер алынған. Бұл өсімдіктер жарықта емес, көлеңкеде өсірілген. ... 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