Бидай мутанттары және оларды селекцияда пайдалану

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 32 бет
Таңдаулыға:

ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

БИОЛОГИЯ ФАКУЛЬТЕТІНІҢ БАКАЛАВРИАТЫ

Генетика және молекулалық биология кафедрасы

БІТІРУ ЖҰМЫСЫ

Бидай мутанттарының сапалық белгілерінің тұқым қуалауын зерттеу

АЛМАТЫ, 2010
РЕФЕРАТ

Бітіру жұмысы 39-беттен, 4-кестеден, 12-суреттен және 27
пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
Жұмыстағы негізгі терминдік сөздер: генотип, фенотип, сорттар,
түктілік, бұзылыстар, өзгергіштік, мутация, мутантты линиялар.
Тәжірбиеге обьект ретінде: жергілікті жұмсақ бидай сорттары қолданылды
Казахстанская 3 және Шағала сорттарынан алынған мутантты линиялар
қолданылды.
Зерттеу жұмысының мақсаты: бидайдың мутантты формаларының сапалы
белгілердің генетикасын зерттеу болып табылады.
Зерттеу әдістемелері: фенологиялық бақылау, түктілікті есептеу,
гибридологиялық және статистикалық талдаулар.
Зерттеу жұмысының міндеттері:
1. Хлорлы кадымий әсерінен өзгерген жұмсақ бидайдың мутанттарына
цитологиялық талдау.
2. Хлорлы кадымий әсерінен алынған мутанттарың сапалық белгілеріне
генетикалық және статистикалық талдау.
Зерттеу жұмысының нәтижесі:
1. Жұмсақ бидайда хлорлы кадмийдің 0,01 % ертіндісінің әсері
зерттелген 10 сорттың ішінен төртеуінде өзгергіштік шегін кеңейтетін
тиімді мөлшер екендігі анықталды. Хлорлы кадмийдің әсерінен белгілердің
өзгеруі зерттелген сорттардың генотипіне тәуелді.
2. Хлорлы кадмиймен өңделген Казахстанская 3 және Шағала сорттарының
дәндерінің өніп - жетілуі бақылаумен салыстырғанда М1-М2 ұрпақтарында 1-2
аптаға тежелсе, ал М3 - М4 ұрпақтарында 3-4 күнге тежелді. Осыдан, бидай
дәнінің өнуі мен өсіп - жетілуі генотиптің ерекшелігіне және орта жағдайына
бағынышты екендігі көрінеді.
3. Тәжірибеде, Л1 мутантты линиясының масағының қабықшасы мен дәнінің
ұзындығы бойынша бақылаумен салыстырғандағы көрсеткіштерінің сенімді
айырымы және бұл белгілердің бір - бірімен байланысын табатын
корреляциялық коэффициенті анықталды. Казахстанская 3 сортының Л1
линиясында масақ қабықшасы мен дәнінің ұзындығы арасындағы коореляциялық
коэффициент (0,86Ғ0,05) жоғары болса, ал осы сорттың Л2 түрінде жартылай
коореляциялық байланыс (0,51Ғ0,2) табылды.
Жұмыс әл- Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университетінің биология
факультетінің генетика және молекулалық биология кафедрасының Өсімдіктер
генетикасы мен селекциясың лабораториясында және КазАгроИнновация Ғылыми
Өндірістік Орталығының егістігінде жүргізілді.

ҚЫСҚАРТЫЛҒАН СӨЗДЕР МЕН МӘНДЕР

CdCl2 – Хлорлы кадмий
ZnCl2 - Хлорлы цинк
Каз.3 - Казахстанская 3 сорты
Каз.4 - Казахстанская 4 сорты
Лют.32 - Лютесценс 32 сорты
М1 - Мутант - бірінші ұрпақ
М2 - Мутант - екінші ұрпақ
М3 - Мутант - үшінші ұрпақ
М4 - Мутант - төртінші ұрпақ
М15 – М24 – мутантты өсімдіктердің номерленуі
Б - Бақылау
Т - Тәжірбие
Л1 - Казахстанская 3 сортынан алынған мутантты линия 1
Л2 - Казахстанская 3 сортынан алынған мутантты линия 2

Л3 - Шағала сортынан алынған мутантты линия 3

МІ - 1- ші метафаза
AІ - 1- ші анафаза
ВС1 – Бекросс бірінші ұрпақ

МАЗМҰНЫ:

беті
РЕФЕРАТ 2
ҚЫСҚАРТЫЛҒАН СӨЗДЕР МЕН МӘНДЕР 3
КІРІСПЕ 5
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 6
1.1 ӨСІМДІКТЕРДЕГІ МУТАНТТАРДЫҢ ШЫҒУ ТАРИХЫ 6
1.2 БИДАЙ МУТАНТТАРЫ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ СЕЛЕКЦИЯДА ПАЙДАЛАНУ 8
1.3 ӨСІМДІКТЕРДЕГІ МИКРОМУТАЦИЯЛАР 10
2 МАТЕРИАЛДАР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ 13
2.1 ЖҰМЫСТЫҢ ӨТІЛУ ЖАҒДАЙЫ 13
2.2 ЗЕРТТЕУГЕ АЛЫНҒАН БАСТАПҚЫ МАТЕРИАЛДАРҒА СИПАТТАМА 13
2.3 ЖҰМСАҚ БИДАЙ СОРТТАРЫНДАҒЫ КАДМИЙ ТҰЗЫНЫҢ ӘСЕРІНЕ БАЙЛАНЫСТЫ 14
ӨЗГЕРГІШТІКТІ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ МЕН ТАЛҚЫЛАУЛАР 17
3.1 ХЛОРЛЫ КАДМИЙДІҢ ӘРТҮРЛІ ЕРІТІНДІСІНІҢ ӘСЕРІНЕН БИДАЙДЫҢ 17
МЕРИСТЕМАЛЫҚ КЛЕТКАЛАРЫНЫҢ БӨЛІНУ БЕЛСЕНДІЛІГІ
3.1.1 ХЛОРЛЫ КАДМИЙДІҢ ӘСЕРІНЕН ЖҰМСАҚ БИДАЙ СОРТТАРЫНАН АЛЫНҒАН 19
М1-М4 ҰРПАҚТАРЫНЫҢ ОНТОГЕНЕЗІНДЕГІ ӨЗГЕРІСТЕРІН ЗЕРТТЕУ
3.2 ХЛОРЛЫ КАДМИЙ ӘСЕРІНЕН ӨЗГЕРГЕН М1-М4 ҰРПАҚТАРЫНДАҒЫ 21
БЕЛГІЛЕРДІҢ МОРФОЛОГИЯЛЫҚ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ
ҚОРЫТЫНДЫ 33
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 34

КІРІСПЕ

ТҰҚЫМ ҚУАЛАУШЫЛЫҚТЫ ЗЕРТТЕУ МАҚСАТЫНДА ЖӘНЕ СЕЛЕКЦИЯ ТҰРҒЫСЫНАН
ҚАРАҒАНДА, ӨСІМДІКТЕРДІҢ ЖАСАНДЫ, МУТАГЕНЕЗІМЕН АЙНАЛЫСАТЫН ЗЕРТТЕУШІЛЕРДІҢ
АЛДЫНДА МАҢЫЗДЫ МІНДЕТ ТҰР, ОЛ – БАҒЫТТАЛҒАН МУТАЦИЯЛАРДЫ АЛУ [1]. БҰНДАЙ
МӘСЕЛЕНІҢ ШЕШІМІН ТАБУҒА БОЛАДЫ, ОЛ ӘРТҮРЛІ МУТАГЕНДЕРДІҢ ЖӘНЕ ҚОСЫМША
ФАКТОРЛАРДЫҢ ӘСЕР ЕТУ ЕРЕКШЕЛІГІ АРҚАСЫНДА МУТАГЕНДЕРДІҢ ГЕНЕТИКАЛЫҚ
МОДИФИКАЦИЯЛАНУЫМЕН ДӘЛЕЛДЕНЕДІ.
Жасанды жолмен алынған мутанттар селекционерді қызықтыратын дақыл
формаларының әртүрлілігін жоғарылатады және келешекте сұрыптау мен
гибридизация үшін кең жол ашады [2].
Бір сортта белгілі өндірістік, технологиялық және тұтынушылық
қасиеттердің бірге қабысуы жұмсақ бидай селекциясының негізгі және шешімі
қиын міндеттерінің бірі. Сондықтан, шаруашылықта құнды белгілері бар
формалар алу үшін бидайдың өсуі мен дамуына әртүрлі мутагендердің әсерін
зерттеу белгілі бір қызығушылық тудырады. Сонымен қатар, генетикалық
әсерлерді зерттеу мәселесі, әсіресе химиялық қосылыстардың әсерінен
туындайтын мутацияларды зерттеу маңызды. Ұзақ уақыт бойы жасанды
мутагенезбен жұмыс жасаған зерттеушілердің күш жігері селекцияда негізінен
нақты фенотиптік сипатқа ие әртүрлі мутациялар алуға бағытталған болатын.
Бірақ, көптеген макромутанттардың тіршілік қабілеті төмен, ал керісінше,
кіші мутациялар жиі кездеседі және олардың өміршеңдігі жоғары болады [3-4].
Кіші мутацияларға әлсіз фенотиптік көрінісімен сипатталатын полимерлі
гендердің мутациялары жатады. Полимерлі гендер немесе полигендер әдетте,
сапалық белгілердің: өсімдіктің биіктігі, жапырақтардың мөлшері және
масақтардың, масақшалардың, дәндердің, бүйір сабақтарының санына, белок пен
май мөлшеріне, өнімділігіне, ерте пісу мен дамуына және т.б. белгілердің
көрінуіне әсер етеді [5-8]. Осының әсерінен туындайтын мутациялар
спецификасы үлкен маңызға ие.
ӘЛЕМДІК СЕЛЕКЦИЯ ТӘЖІРИБЕСІНДЕ ХИМИЯЛЫҚ ҚОСЫЛЫСТАРДЫҢ, АТАП АЙТҚАНДА,
АЛКИЛЬДІ ҚОСЫЛЫСТАРДЫҢ ДӘНДІ ДАҚЫЛДАРҒА ӘСЕРІ, КӨБІНЕСЕ, ҚҰНДЫЛЫҒЫ ТӨМЕН,
ТЕК МОРФОЛОГИЯЛЫҚ ӨЗГЕРГІШТІККЕ ЖӘНЕ ӨСІМДІКТІҢ ХЛОРОЗҒА ҰШЫРАУЫНА ЖИІ
ӘКЕЛЕТІНДІГІ БЕЛГІЛІ. СОНДЫҚТАН, ӨСІМДІКТІҢ ӨСІП – ДАМУЫНА УЛЫ ӘСЕРІН
ТИГІЗБЕЙТІН, ЖҰМСАҚ БИДАЙ СОРТТАРЫНЫҢ АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫҒЫНА ҚҰНДЫ
БЕЛГІЛЕРІНІҢ (ӨНІМДІЛІГІ, САПАСЫ, ТАТ ЖӘНЕ ҚАРА КҮЙЕ АУРУЛАРЫНА ТӨЗІМДІЛІГІ
Т.Б.) ӨЗГЕРГІШТІК ШЕГІН ҰЛҒАЙТАТЫН ӘЛСІЗ МУТАГЕН ІЗДЕУ ҚАЖЕТ БОЛДЫ.
ӘДЕБИ МӘЛІМЕТТЕРДЕ КАДМИЙДІҢ ТОКСИНДІЛІГІ, МУТАГЕНДІЛІГІ ЖӘНЕ ӨСІМДІКТІҢ
ӨСУІН ТЕЖЕЙТІНДІГІ ТУРАЛЫ КЕҢІНЕН ТАЛҚЫЛАНҒАН ЕҢБЕКТЕР КЕЗДЕСЕДІ [1],
БІРАҚ, ХЛОРЛЫ КАДМИЙДІҢ 0,01 ПАЙЫЗДЫҚ ЕРТІНДІСІНІҢ БИДАЙ ДӘНІНЕ ӘСЕРІНЕН
ТУЫНДАҒАН ТҰҚЫМ ҚУАЛАЙТЫН ҚҰНДЫ БЕЛГІЛЕРІМЕН АЛҒАШҚЫ МАТЕРИАЛДЫ АЛУ ЖАЙЛЫ
ЖҮРГІЗІЛГЕН ЗЕРТТЕУ ЖҰМЫСТАРЫ КЕЗДЕСКЕН ЖОҚ.

1 .ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ

1. Өсімдіктердегі мутанттардың шығу тарихы

Қазіргі уақытта химиялық заттар өсімдіктер селекциясында теориялық және
практикалық мәселелерді шешу үшін кең қолданылуда. Мутаген ретінде
қолданылатын рентген сәулелері клеткаларға жоғары ену қабілетіне және
гендерге әсер етуімен хромосомалардың күйін өзгерту қасиеттеріне ие болу
керек [9-12].
Химиялық және физикалық заттардың әсерінен кешеуілдеуші мутациялардың
да болатындығы анықталған. Химиялық және физикалық мутагендер (иприт,
формальдегид, уретон және рентген) әсерінен пайда болатын мутациялар кейде
келесі ұрпақтарда мозайкалар түрінде көрінеді. Мутагендердің көмегімен
өсімдіктердің тұқым қуалаушылығын өзгертуге, өнімділігі жоғары
ауылшаруашылық дақылдарының жаңа сорттарын, құнды белгілері бар
өсімдіктерді алуға болады. Жалпы мутагендерді қолдану арқылы шығарылған
негізгі ауылшаруашылық дақылдарының бірнеше ондаған жаңа сорттары
шығарылған [13-15]. Өсімдіктерде көп мөлшерде өзгеріс туғызған
мутагендердің алғашқысы – этиленимин болды. Бидай өсімдігінде этилениминді
сынауда Н.К. Шкварников қызықты нәтижелерге қол жеткізген [16].
Ғалымдар арпа мен бұршақта этилениминнің жоғары мутагендік активтілігін
дәлелдегеннен кейін, 50-ші жылдардың аяғында көптеген әлем елдерінде
химиялық мутагендерді өсімдіктер селекциясында кеңінен қолдана бастады [17-
19]. Одан кейін, И.А. Рапопорт қазіргі кезде жалпыға танымал мутагендерді –
нитрозаметилмочевина, 1,4 – диазоацетилбутан және т.б ашты [20].
Б. Шарманың жұмыстарында бұршақтағы белгілі бір типтегі мутацияларды
индукциялауда этиленимин мен нитрозометилмочевинаның әсерінің өзгешелігі
дәлелденген [21]. Этилениминнің компактоидты, ерте пісетін формалардың
пайда болуын туғызатындығы анықталған.
Көптеген ғалымдардың мәліметтері бойынша, бұршақ пен басқа дақылдарды
нитрозометилмочевинамен әсер ету нәтижесінде ең көп және болашағы зор
мутациялар алынған. Жұмсақ бидайға осы мутагенмен әсер ету арқылы 80%
дейін өзгергіштік алынған және этилениминмен салыстырғанда мутация туғызу
әсері 2–3 есеге жоғары болған [22-24].
И.А. Рапопорт және басқа ғалымдар N – нитрозо – N – алкилуретан т.б.
супермутагендермен зерттеулер жүргізіп, кеңес ғалымдарының алған
нәтижелерін практикалық жағынан көрсетті [25].
Қазақстанда микроорганизмдердің, өсімдіктердің, жануарлардың
мутациясымен шұғылданған М.Х. Шигаева, Н.Б. Ахматуллина және А.М. Ғаббасов
сияқты әйгілі ғалымдардың мутациялық теория мен методикалық құнды
тәжірибелерінен алған мәліметтері кеңінен қолданылады. Олардың зерттеулері
нәтижесінде, селекция тәжрибесіне қажетті мутантты микроорганизмдер және
дәнді дақылдар формалары алынған [24-26].
Жоғарыда атап өткен химиялық қосылыстардың дәнді дақылдарға әсері,
көбінесе, селекция үшін құндылығы жоқ морфологиялық өзгергіштікке және
өсімдіктің хлорофиль дәндерінің түзілмеуіне әкеледі [25]. Сондықтан,
өсімдіктің өзгергіштік шегін ғана ұлғайтып, өніміне улы әсерін тигізбейтін
химиялық қосылыстардың әлсіз ертіндісін іздеу керек. Мутация мәселесіне
қызығушылық және орасан көп орындалған жұмыстарға қарамастан,
өзгергіштіктің генетикалық табиғаты мен механизмі әліде болса жеткілікті
зерттеуді қажет етеді.
Күшті химиялық мутагендердің бірқатары алкилдеуші қосылыстарға жатады.
Олардың қасиеттері алкилдеуші топтың құрылымына және тұтас молекуланың
құрылысына тәуелді [25]. Алкилдеуші қосылыстардың ішінде аса танымалдары
эпоксидтер, диметилсульфат, диэтилсульфат және т.б. Бұл агенттер алғашқы
және тиімді химиялық мутагендерге жатады. И.А. Рапопорт оларды анықтап және
өндіріске енгізді [24]. Кейінірек, В.И. Сичкар, П.К. Шкварников, В.Ф.
Марьюшкин жұмыстарымен дәлелденді. Алкилдеуші қосылыстардың ішінде
хромосомалық ауытқулардың екі түрін (хромосомды және хроматидті)
индуциялайтын заттар бар. Алкилдеуші қосылыстар ДНК жіпшесінің қандай күйде
тұрғанына қарамастан тікелей онымен реакцияға түседі. Бұл химиялық заттар
клеткалық циклдің кез-келген сатысында белгілі деңгейдегі жиілікпен
хромосомалық мутациялар туғызады [24].
Мутагендердің өсімдіктерге әсерін анықтау үшін, әртүрлі дақылдардың
оларды қабылдау ерекшеліктерін білу қажет. Бір дақылдың әртүрлі сорттары
мутагендерге әртүрлі сезімталдық көрсетеді және мутацияның әртүрлі көріну
жиілігін береді. Мутациялар жиілігі көбінесе мутагендік факторға тәуелді
болса, мутациялардың көрінуі генотипке байланысты.
Мутагендер әсерінің ерекшелігі туралы алғашқы мәліметтер В.В. Сахаровтың
еңбектерінде кездеседі. Бұл өзекті мәселеге содан бері көп көңіл аударылып
келеді [23].
Түраралық будандастыру нәтижесінде алған кең ауқымды селекциялық
материалдың шығуы мен морфологиялық белгілерінің көрінуі, Н.И. Вавиловтың
гомологиялық қатар заңына сәйкес мутациялық процесс әртүрлі деңгейде
өтетіндігін және әртүрлі нәтижелер беретіндігін дәлелдейді. Генетикалық
тұрғыда түрлердің гомологиялық қатарлары неғұрлым жақын орналасса, соғұрлым
олардың өзгергіштік қатарында ұқсастық көбірек болады. Қазіргі уақытта шығу
тегі ортақ туыс түрлерде ұқсас мутациялар туындайды деп айтуға толық негіз
бар. Көптеген зерттеушілер, таза линиялық сорттарға қарағанда, буданды
сорттарда мутациялық өзгергіштік ауқымы кеңірек, өйткені пайда болатын
өзгерістердің жиілігі мен әртүрлілігі будандылық деңгейіне біршама әсер
етедідеп көрсетеді. Алайда, Н.Н. Зоз, Т.Б. Сальникова, В.В. Малченко бұл
пікірді қолдамайды [22-25].
Өсімдіктердің мутагенге сезімталдығына және мутациялардың көріну
жиілігіне клеткалардың плоидтылық деңгейі де әсер етеді. Гексаплоидты
бидайға қарағанда сұлының диплоидты және тетраплоидты формаларында мутация
сирек жүреді [21]. А.М. Садықов керісінше, тетраплоидты бидайда
гексаплоидтыға қарағанда мутагендер жиілігі жоғары екендігін айтады [20].
Ол Dommergues, глодиолус гүлдерінің тетраплоидты және диплоидты туыстарына
химиялық мутагендердің әсерін зерттегенде, диплоидты түрлердің мутагендерге
сезімталдығының жоғары екенін анықтаған. L.І. Stadler және басқалары
бидайдағы мутациялар жиілігі плоидтылыққа тәуелді деген қорытындыға
қосылады, яғни плоидтылық жоғары болған сайын мутациялар жиілігі төмен
болады. Бидай мен арпаның күздік типін жаздық формаларымен салыстырғанда,
олардағы мутацияның шығу жиілігі төмен болады [5-12].

2. Бидай мутанттары және оларды селекцияда пайдалану

Тұқым қуалаушылықты зерттеу мақсатында және селекция тұрғысынан
қарағанда, өсімдіктердің жасанды, мутагенезімен айналысатын зерттеушілердің
алдында маңызды міндет тұр, ол – бағытталған мутацияларды алу [8]. Бұндай
мәселенің шешімін табуға болады, ол әртүрлі мутагендердің және қосымша
факторлардың әсер ету ерекшелігі арқасында мутагендердің генетикалық
модификациялануымен дәлелденеді.
Жасанды жолмен алынған мутанттар селекционерді қызықтыратын дақыл
формаларының әртүрлілігін жоғарылатады және келешекте сұрыптау мен
гибридизация үшін кең жол ашады [15].
Бір сортта белгілі өндірістік, технологиялық және тұтынушылық
қасиеттердің бірге қабысуы жұмсақ бидай селекциясының негізгі және шешімі
қиын міндеттерінің бірі. Сондықтан, шаруашылықта құнды белгілері бар
формалар алу үшін бидайдың өсуі мен дамуына әртүрлі мутагендердің әсерін
зерттеу белгілі бір қызығушылық тудырады. Сонымен қатар, генетикалық
әсерлерді зерттеу мәселесі, әсіресе химиялық қосылыстардың әсерінен
туындайтын мутацияларды зерттеу маңызды. Ұзақ уақыт бойы жасанды
мутагенезбен жұмыс жасаған зерттеушілердің күш жігері селекцияда негізінен
нақты фенотиптік сипатқа ие әртүрлі мутациялар алуға бағытталған болатын.
Бірақ, көптеген макромутанттардың тіршілік қабілеті төмен, ал керісінше,
кіші мутациялар жиі кездеседі және олардың өміршеңдігі жоғары болады [1-5].
Кіші мутацияларға әлсіз фенотиптік көрінісімен сипатталатын полимерлі
гендердің мутациялары жатады. Полимерлі гендер немесе полигендер әдетте,
сапалық белгілердің: өсімдіктің биіктігі, жапырақтардың мөлшері және
масақтардың, масақшалардың, дәндердің, бүйір сабақтарының санына, белок пен
май мөлшеріне, өнімділігіне, ерте пісу мен дамуына және т.б. белгілердің
көрінуіне әсер етеді [5-8]. Осының әсерінен туындайтын мутациялар
спецификасы үлкен маңызға ие.
Д. Гриффит пен Ф. Джонсон және т.б зерттеушілердің ойынша, мутациялық
селекция әлемдік айналымда жоқ, тек жасанды мутагенез бере алатын гендер
мутациясын алуға мүмкіндік береді деген пікірді қуаттайды [25].
Сонымен, мутагенез, гибридизация және сұрыптауды комбинациялау арқылы
неғұрлым қоршаған ортаға бейімделген және пайдалы генотиптер алуға болады.
Н.П. Калинина және К.К. Сидорова көпжылдық зерттеулер нәтижесінде, бұршақ
мутанттарының цитогенетикалық табиғаты және физиологиялық ерекшеліктерімен
және бастапқы формалардан ажыратылатын, тек мутанттарға тән ерекшеліктерді
анықтап, мутанттарда жекелеген морфологиялық белгілер арасындағы
коррелятивті байланыстардың бұзылатындығын байқаған. Бұл жағдайды авторлар,
мутантты гендердің кең таралған плейотропты әсерімен түсіндіреді [22].
Г.А. Романов және Н.В. Обручева, химиялық мутагендерді кейбір өсімдік
гормондарымен және басқа амалдармен бірге қолдану нәтижесінде
өсімдіктердегі мутациялар жиілігін жоғарылатуға болатындығын айтады. Бұл
зерттеуде өсімдіктерде көп мөлшерде мутациялар алу жайлы сұрақтың шешімі
табылғандығын көруге болады. Бірақ, белгілі бір гендердегі пайдалы
мутацияларды индукциялау немесе экспериментальды мутагенезде селекционерге
қажетті – ауруларға, жатағандыққа төзімді, жоғары сапалы формалар алу,
яғни мутагенездің өзіндік қасиетін білу өте маңызды мәселенің бірі.
Келешекте осы бағытта ғылыми істер қажет [18].
Көптеген ғалымдар селекцияда ауылшаруашылық дақылдарының индуцияланған
мутанттарын тиімді пайдалану үшін олардың генетикалық табиғатын білу
маңызды. Себебі, олардың келесі жағдайларға байланысты арнаулы
ерекшеліктері бар:
– М2-де сұрыпталатын, бірдей фенотипті мутанттар анеуплоидия нәтижесінде
немесе ірі хромосомалық абберациялар (дупликациялар, транслокациялар)
салдарынан туындайтын әртүрлі гендердің өзгеруінен пайда болуы мүмкін;
– Мутанттар бастапқы формадан белгілер жиынтығы бойынша ерекшеленеді.
Егер, осы жиынтық гендердің плейотропты әсерінен туындаса, онда жағымды
белгілерді жағымсыз белгілерден гибридизация жолымен ажыратып алу мүмкін
емес. Егер бұл бірнеше гендердің мутациялары болса, бұндай мутантты
шағылыстыру арқылы селекционерге қажетті үйлестегі формалар алуға мүмкіндік
мол [13-15].
Индуцияланған тұқым қуалайтын өзгерістер, яғни физикалық және химиялық
мутагендердің әсерінен туындайтын мутациялар – кездейсоқ және
бағытталмаған. Қандайда бір мутагендік фактор әртүрлі локустарда әртүрлі
мутацияларды индуциялайды. Ертеректе жүргізілген бағытталған тұқым
қуалайтын өзгерістердің (өсімдік экстракттарын инъекциялау жолымен
индуцияланған өсімдіктердегі өзгерістерге және бактериялардағы
трансформацияларды зерттеуге) генетикалық маңыздылығы дұрыс бағаланбады [16-
18].
Бағытталған өзгергіштік саласында күтпеген нәтижелерге, жекелеп
айтқанда, А. Дорранттың зығырға тыңайтқыштармен әсер етуінің және Е.Д.
Богданованың бидай тұқымдарын никотин қышқылының сулы ерітінділерімен (0,1-
0,001%) өңдеу тәжірибелерінің арқасында қол жетті. Никотин қышқылы бидайда
екінші ұрпақта және өңдеуден кейінгі ұрпақтарда мықты және биік, дәні ірі,
бастапқы сорттан бірқатар сандық және сапалық белгілері бойынша
ерекшеленетін өсімдіктер тұқым қуалайтын эпигенетикалық өзгерістерді
индуциялаған. Бұндай өсімдіктерді өзара шағылыстырғанда сабақтардың
антоцианды боялуы және жапырақтардың түктілігі сияқты маркерлік белгілердің
F2 – F4 ұрпақтарда ажырауы байқалмайды. Авторлар, өзгерген белгілерді
бақылайтын гендер осы өсімдіктерде бірдей эпигенетикалық күйде болады деп
есептейді [15-19].
Өзгергіштіктің жасанды агенттерін пайдаланғанға дейін, спонтанды тұқым
қуалайтын өзгерістер жаңа сорттар шығару үшін шектеуші ғана материал
берді. Қазіргі уақытта, мутагенді селекцияның жаңа пайдалы белгілерді көп
мөлшерде алуға мүмкіндігі мол. Мутациялық селекцияда химиялық мутагендер
тірі организмдерде мүлде жаңа ресурстар шығаратын плейотропты макромутация
мен физиологиялық микромутациялар ретінде көрінетін селекциялық тұрғыдан
пайдалы және бұрын белгісіз қасиеттердің жиынтығын индукциялайды. Олар
басқа агенттермен салыстырғанда, өзгергіштіктің ауқымын кеңейтіп және жаңа
ауытқуларды тудырады. Генетикалық тәжірибелерде табылған химиялық
мутагендер өзгергіштікті кең көлемде шығаруының арқасында селекциялық
практикада орны зор [12-15].

Өсімдіктердегі микромутатциялар

Қазіргі уақыттағы селекциялық жұмыстарда химиялық мутагендер арасында
нуклеотид тәрізділер класына жатпайтын әртүрлі құрылысты органикалық
қосылыстарды пайдаланады. Бұндай заттар өте күшті, бірақ тұқым қуалаушылық
пен өзгергіштікке жұмсақ әсер етуші фактор болып табылады. Олардың тұқым
қуалайтын материалға әсері таңдамалы болғандықтан енгізілген дозасына,
эксперимент жүргізілген жағдайына байланысты бақылап отыруға болады. Ұзақ
уақыт бойы химиялық мутагенез процесін зерттеуде негізгі акцент осы
қосылыстарды қолдануға жасалды. Сонымен қатар, химиялық мутагенез құбылысын
зерттеу алғашқыда бейорганикалық химиялық мутагенезден басталса да, оларға
аз көңіл бөлінді. Себебі, олардың көбі әлсіз мутагендер. Ауыр металлдардың
клетка өліміне әкелетін токсиндік әсері бар, бұл селекциялық жұмысты
қиындатады [15-18].
Химиялық мутагенезді селекциялық зерттеулерде қолдану арқылы көптеген
нәтижелерге қол жетті. Ауылшаруашылық өсімдіктерінің селекциясында
өнімділіктің жоғарылауын қамтамасыз ету үшін бағытталған және көптеген
маңызды селекциялық белгілермен сыртқы ортаның жағымсыз әсерлеріне
төзімділігін есепке алады. Химиялық мутагендерді қолданудың барысында
өсімдіктердің көптеген құнды қасиеттері: өміршеңдіктің, өнімділіктің,
қоршаған ортаның жағымсыз жағдайларына төзімділіктің, сапаның жоғарылауы,
иммунитеттің пайда болуы, минералды қоректі тиімді пайдалану және т.б.
алынды. Селекциялық тәжірибелерде кейбір ауылшаруашылық өсімдіктерінде
күшті химиялық мутагендер, яғни супермутагендер, өнімділікті 10–40 % және
одан жоғары деңгейге өсірді [22-24].
Өсімдіктердің геномына жағымды мутация беруге қабілеті бар көптеген
гендер қызмет етеді. Оптимальды өңдеуде сұрыпталған түрлердің аралық
гендерінің 12–13– ге жуығы күшті мутагендерге сезімтал және әр осындай
өңдеуден кейін олардың бір бөлігі өзгеріп отырады. Олардың ішінде бір
немесе көптеген мутациялар болады. Осыған орай жаңа өнімді мутанттарды
шығару мүмкіншілігі зор [18-21].
Мутациялық селекция әдісі селекционерлерге әртүрлі мутация типтерінің
генетикалық анықтамаларын пайдалануға және олардың пайда болу жиілігі жайлы
генетикалық мағлұматтар береді. Химиялық мутагенез – негізгі материалды
дайындау көзі ретінде селекциядағы жалпы жетістікке ғана емес, сонымен
қатар маңызды бағыттарды дамытатын сорттық дивергенцияға әкеледі [22-25].
Күшті химиялық мутагендер тірі организмдер клеткасына әртүрлі әсер
етуімен ерекшеленеді, яғни: митоздың кідіруі, клетканың өлімі немесе
тежелуі (цитотоксиндік және цитостатистикалық әсері), канцерогенді және
канцеролизистік әсері, мутацияның индукциясы, өсу процестерінің жылдамдауы
және т.б. көрінеді [11]. Көптеген химиялық мутагендер клетка ұйымдасуының
барлық сатысында көрінетін цитотоксиндік әсерге ие. Олар тек генетикалық
материалмен ғана емес, сонымен қатар, цитоплазматикалық ферменттермен де
реакцияға түсе алады. Сондықтан мұндай мутагендердің токсиндік әсері
хромосомалар құрылымының бұзылуына немесе тіршілікке маңызды ферменттердің
тежеліне әкеледі. Мысалы, көбею функцияларының өтуіне жауап беретін
ферменттер немесе коферменттердің түзілуіне кедергі тудырса, ол ұрпақ
берушілікті төмендетеді, яғни стерильділікке әкеледі [11]. Бірақ
өсімдіктер үшін цитотоксиндік әсердің көрінуінде кідіріс болады. Мәселен,
бидай дәндерін нитрозаметилмочевина ерітіндісімен өңдегенде, олар сулы
ерітінділерде өсіп, кейін топыраққа отырғызғанда өсімдіктердің
өміршеңдігі төмендеп, жалпы өліміне әкелген. Басқа зерттеулер бойынша,
өсімдік клеткаларының митоздық белсенділігі олардың әсер ету ұзақтығына
тәуелді. Мысалы: этилениминмен бидай тамыршаларына қысқа уақытта әсер етсе,
митоздық белсенділігі жылдамдаған, ал ұзақ уақыттағы әсері – митозды
кідірткен [17].
Төменгі дозалы мутагендерді сынағанда өсімдіктердің өсуі мен дамуының
жылдамдайтындығы анықталған. Супермутагендердің әсері өскіннің жылдам
өсуінен, өсімдіктердің тірі қалуынан, дамудың жекелеген фазаларының өту
уақытының қысқаруынан көрінеді. Химиялық мутагендердің жылдамдату әсері
қосылыстардың улылығына және организмнің сезімталдығына тәуелді емес,
бірақ, химиялық агенттердің сипатына, дозасына, өсімдіктердің түрлік және
сорттық айырмашылықтарына тәуелді. Әр өсімдіктің реакциясы мутагеннің
жылдамдатқыш дозасына сандық, сапалық сипаты жағынан бірдей болуы мүмкін.
Әсер еткеннен кейін бірден көрінетін өсетін қабілеттілік, кейбір жағдайда
өсімдік вегетациясының аяғына дейін сақталады, ал кейде екінші ұрпақта да
көрінеді [18-20]. Бұл жерде ферменттердің активтілігіне байланысты
модификациялық өсу қабілетіне орын береді [21-22].
Өте күшті химиялық мутагендер әсерінен жоғары хромосомалық
аберрацияларға болады: изохроматидті делециялар-дупликациялар,
транслокациялар, микрофрагменттер, хромосома аралық симметрия немесе
ассиметриялы алмасулар және бұлардан басқа әртүрлі гендік мутацияларды
тудырады және өзгергіштіктің шегін кеңейтеді. Сонымен қатар, мутагеннің
дозасын таңдау арқылы бұл қатынастың гендік мутацияға қарай жоғарылауына
қол жеткізуге болады. Химиялық мутагендер арасында хромосомды мутацияларға
қарағанда гендік мутациялар тудыратын қосылыстар жиі кездеседі [23-25].
Супермутагендер негізінен көп мөлшерде транзицияларды, азырақ мөлшерде –
трансверсияларды немесе өте аз мөлшерде негіздердің орын алмасуын тудырады
[24-25].

2. МАТЕРИАЛДАР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ

2.1 Жұмыстың өтілу жағдайы

Тәжірибе әл - Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университетінің, биология
факультетінің генетика және молекулалық биологияң кафедрасының “Өсімдіктер
генетикасы және селекциясы” зертханасында және Алматы қаласынан 25 км
қашықтықта орналасқан Егіншілік және өсімдік шаруашылығың ғылыми -
өндірістік орталығының дала егістігінде жүргізілді. Топырақ қабаты қызғылт
қоңыр, кей жерлері құмдақты болып келеді.
Осы ғылыми зерттеу жұмысының далалық тәжірибелері Іле Алатауының
бөктерінде орналасқан ақшыл қоңыр топырағында жүргізілді. Оның айдалу
қабатында қара шірігі немесе гумустың мөлшері 2,4%. Келтірілген жағдайда,
ақшыл қоңыр топырақта жылжымалы кадмий жұмсақ бидайдың сорттарын сепкенге
дейін болған жоқ.
Күздік бидайлар қазан айының басында, ал жаздық бидайлар сәуір айының
10-15-терінде егістік даласына себілді. Өсіп - жетілген өсімдікке бақылау
жүргізу және күтуге ыңғайлы болу үшін 25 х 25см ауданда егілді.
Тәжірбиелік егіс кеңістігінің бір қатарына 20 дәннен себілді.
Ауа-райы негізінен жұмсақ қысымен, суық және ылғалды көктемімен, ыстық
және құрғақ жазымен, жылы және құрғақ күзімен ерекшеленеді. Орташа жаздық
температурасы 10ӘС-ға жетеді. Жылдық жауын-шашын түсу мөлшері шамамен 390
мм. Қар көбінесе желтоқсан айының басында түседі. Оның қалыңдығы шамамен 20-
25см болады. Егістіктегі қауырт жұмыстар сәуір айының басынан басталады.

2.2 Зерттеуге алынған бастапқы материалдарға сипаттама

Тәжірибені жүргізу үшін жергілікті селекцияда кең қолданылатын,
аудандастырылған жұмсақ бидай сорттары: Шағала, Арай, Жеңіс, Толқын,
Дауыл, Лютесценс 32, Казахстанская 17, Казахстанская 3, Казахстанская
10, Казахстанская 4 және Казахстанская 126 сортының моносомалық линиялары
қолданылды (кесте 1). Зерттеуге алынған материалдар хлорлы кадмий мен
хлорлы цинкпен өңделді.
Кадмий тұзына сипаттама. Ауыр метал - биологиялық активті зат. Бұлардың
тобына кадмий - металдық элемент кіреді. Кадмий - периодтық кестеде цинк
және сынаппен бірге ІІ Б тобына жатады. Атомдық номері - 48, салыстырмалы
атомдық массасы - 112,40. Кейбір кадмий тұздары, мәселен сульфид, карбонат
және оксид суда мүлде ерімейді, ал табиғатта суда еритін тұздарға айнала
алады. Суда еритіндерге сульфат, нитрат, галогендер жатады. Қоршаған
ортадағы кадмийдің кездесетін формасы потенциальды қауіптілікті бағалау
үшін өте маңызды. Теңіз суындағы кадмийдің орташа мөлшері шамамен 0,1 мкгл
құрайды. Өзен суында ерігіш кадмий 1 мен 13,5 мгл аралығында ауытқиды; ал
ауада 1 мгмл-н артпайды. Ластанған топырақта кадмийдің орташа мөлшері 0,2-
0,4 мкгкг. Кей жағдайда кадмийдің мөлшері өте жоғары көрсеткішке ие, яғни
160 мгкг [26-27]. Cd-дің салыстырмалы тығыздығы - 4, 047. Балқу
температурасы - 568ос; қайнау температурасы - 960ос, суда ерігіштігі 1400
гл, t 20оС температурада топырақ ылғалында кадмий иондар түрінде
кездеседі. Олар: Cd++; CdCl2+; CdSO4o; CdSO3o; CdOH+ [26].

Кесте 1 - Зерттеуге алған жұмсақ бидай сорттары
Сорттар Әртүрлілігі Шыққан жері Сорттарды шығарған
авторлар
Казахстанская 3erіtrospermum РҒӨО Егіншілік және Н.Л.Удольская
өсімдік шаруашылығы,
ҚазҰУ
Шағала erіtrospermum РҒӨО Егіншілік және Р.А. Уразалиев,
өсімдік шаруашылығы И.А. Нурпеисов және
т.б.
Лютесценс 32 lutescens РҒӨО Егіншілік және В.В.Навахатин,
өсімдік шаруашылығы Р.А. Уразалиев және
т.б.
Жеңіс lutescens РҒӨО Егіншілік және В.В.Навахатин,
өсімдік Р.А. Уразалиев және
шаруашылығы,ӨБФГ т.б.
институты

2.3 Жұмсақ бидай сорттарындағы кадмий тұзының әсеріне байланысты
өзгергіштікті зерттеу әдістері

Зерттеу әдістері ретінде мутациялық, гибридологиялық, цитологиялық және
моносомдық талдаулар қолданылды.
Мутациялық әдіс. Жұмсақ бидай сорттарының дәндерін 5 сағат CdCl2-дың
0,1, 0,01, 0,001 % ерітіндісімен өңдеп, оның митоздық индексі және бидай
дәні өсе алатын жеткілікті ерітіндісі таңдап алынды. Осылардың ішінен ең
тиімдісі ретінде хлорлы кадмийдің 0,01% алынды. CdCl2-дың 0,01%
ерітіндісімен бидай дәндерін 5 сағат өңдеп егістікке егілді. Нәтижесінде
шыққан өсімдіктерге фенологиялық, гибридологиялық, цитологиялық және
генетикалық талдаулар жүргізілді. Тәжірибе өсімдіктерінің ішінен мутантты
өсімдіктер бөлініп алынды. Осы мутантты өсімдіктердің белгілерінің тұқым
қуалаушылық қасиеттері зерттелді.
Цитологиялық әдіс - материалды өңдеу, фиксациялау, препаратты бояу
сатыларынан және митоз бен мейоз клеткаларының бөлінуіндегі аберрациялар
мен бұзылыстарды талдаудан тұрады. Материалды өңдеу - ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.