Маркерлік  гендердің  екі  түрі  болады:  1)  селективтік  гендер;  2)

Агробактериалды  трансформация
(жанама  әдіс)
А гробактериян ың 
Ті-плазмидасы
Агробактерия- 
ларды өсімдік 
экспланттарымен
бірге өсіру
Өсімдік жасуша- 
ларынаДНҚ 
трансформа- 
циясы
Биобаллистикалык әдіс (генді тікелей 
өсімдік жасушаларьша енгізу)
Бөгде гені 
бар ДНҚ-ы 
м икробөлі кте- 
рімен атқьшау
ВИй
Хромосомала-
рында
трансгені  бар 
өсімдік жасуша
Т рансформация- 
ланған
жасушалардан 
түратын каллус 
үлпа —*
Трансгенді
ОС1МД1К
Каллус жасушаларынан түзілген регенерант- 
өсімдіктер
биобаллистика  үшін  пайдаланатын  аспап
алу
циялайтын  (азот  сіңетін)  генді  енгізу  мүмкін.  Бір  қиыншылығын 
туғызатын  мәселе  — ол  азот  сіңетін  қассиеттерін  белгілейтін 
пі{- 
генді  астық дәнді  өсімдіктерге  енгізу,  себебі  гендік инженерияда 
қолданылатын Ті- және Кі-плазмидамен тән болатын 
А^гоЬасіегі-
залалдандырмаиды 
трансгенозға лайықі
бактерия
к  етуі  ( 
озгерту
таңда  бөліп  алынған
Ф
симбиотикалық
Егер осы генді азот сіңетін бактерияларға яғни 
КІеЬзіеІІа
, 
АгоіоЪас- 
іег-тс
  еңгізсе,  онда  бізге  қажетті  барлық  мәдени  өсімдіктерімен 
симбиотикалық  қарым-қатынас  болу  мүмкінг.
8-559
113

Болашақта  күн  сәулелерінің  энергияны  қайта  пайдалану  яғни 
биоконверсияны
 
жасау  үшін,  оның  тиімділігін  жоғарлату  үшін 
фотосинтездің жарық және қаранғы фазаларды реттейтің гендерді 
өзгерту  идеясы  бар,  әсіресе  көміртегі  газдің  сіңуін  реттейтің 
с/х- 
генді өзгерту немесе кіші суббірліктегі РБФ-карбоксилазаны бел- 
гілейтің генді  өзгертуі.
Америкада бактерия мен ашытқылардан бөліп алынған герби- 
цидтерге төзімділігін белгілейтін гендерді 
Мсоііапит іаһасит
 
те- 
мекі өсімдіктеріне енгізді, енді гербецидтерді арам шөптерді жою 
үшін  мәдени  өсімдіктер  өсетін  бүкіл  алаңға  себуге  болады.  Жа- 
санды  биологиялық  жолмен  инсектицидтерді  алу үшін  патогенді 
бактерияларды қолданады, мысалға келтіретін болса 
В. Іһигіп§іеп5і$ 
штамдары  зиянкестерге  қарсы  бірнеше  токсиндерді  түзеді.  Олар 
зақымдайтын жәндіктер түріне және де тиімділігіне қарай ерекше- 
лінеді.  Қазір 20-ға жақын токсиндер белгілі.  Түрлі штаммдар ток-
синдершщ гендері клонданған, олардың нуклеотидтік тізоегі анық- 
талған  және  ол  гендер  микроорганизмдердің  басқа  түрлеріне, 
мысалы 
Рзеисіотопаз /Іиогезсепз
 
жасушаларьгаа  енгізілген.  Бүл 
кең таралған зиянсыз эпифиттік микроб, көптеген екпе өсімдіктер- 
дің  нормалы  микрофлорасына,  соның  ішінде  тамыр  жүйесіне  де 
жатады. Тәжірибелер көрсеткендей, токсин түзетін 
Р$. ^іиогезсепз 
трансгендік  жасушалары  бірқатар  өсімдіктерді  зиянкестерден 
қоргай  алатын  қабілетке  жеткен.  Осы  токсиннің  генін  өсімдікке 
тікелей енгізу әрекеттері  істелген.  Зерттеулер көрсеткендей,  про­
токсин  молекуласы  1156  амин  қышқылынан  түрады,  ал  инсекти- 
цидтік  активтігін  /'/-үшындағы  бастапқы  646  амин  қышқылынан 
түратын тізбегі  қамтамасыз  етеді.  Протоксин  геннің  осы тізбекті 
кодтайтын қысқартылған түрін томат өсімдігіне Ті-плазмида көме- 
гімен  енгізілді.  Трансгендік  өсімдіктер  кейбір  зиянкестерге  ғана 
біршама төзімді  болды,  яғни тәжірибе  тиімділігін  арттыру қажет 
болды. Г еннің қүрамын толығымен өзгертіп ғалымдар жақсы нәти- 
же  алды.  Осы  генмен  трансформацияланған  өсімдіктер  прото- 
ксинді 
100
  есе  артық  синтездеді.
Әсемдік өсімдіктердің гүлдері үзақ мерзім жақсы түрінде сол- 
май  сақталуын  антимағыналық  РНҚ-ны  пайдаланып  қамтамасыз 
етуге  болады.  Тіпті  күлте жапырақшасындағы  пигментердің син-
тезш өзгертіп, гүлдщ түсін өзгертуге оолады. і үл өсіру өндірісінде 
70% раушан, қалампыр, қызғалдақ және хризантемаға келеді, сон- 
дықтан ғалымдар көбінесе осы өсімдіктермен айналысады. Флаво- 
ноид  тобына  жататын  антоциандар  кеңінен  тараған  гүл  пигмен-
114

тері. 
Антоциан биосинтезінщ бірінші кезенің халконсинтаза жүзеге 
асырады.  Осы 
ферментің мағыналық және  антимағынапық 
РНҚ- 
сын 
өсімдікке енгізіп,  гүлдің түсін  өзгертуге болады екен.
3.2.4.  Жасушалық  селекция
Өсірілетін  жасушаларда  мутацияларды  қоздырып,  оларды 
сүрыптап  алып,  кейін  регенерант өсімдіктерін  шығару,  генетика- 
лык  базисті  кеңейтудің  тағы  бір  жолы,  ол 
жасуша  деңгейінде 
өткізілетін селекция.
  Практика үшін ең маңыздысы,  осы әдіспен 
жоғары  және  төмен  температураға,  түздарға,  гербицидтерге,  па- 
тотоксиндерге  төзімді  мутант  жасушаларын  сүрыптап  алу.  Мы­
салы,  акуыз бен  ауыстыруға болмайтын  амин  қышқылдарды (ли­
зин, триптофан, треонин) өте мол синтездейтін биохимиялық му- 
танттарды  алу  немесе  ауыстыруға  болмайтын  амин  қышқылдар- 
дың  аналогтарына  төзімді  жасушаларды  өсіру  арқылы  темекінің 
лизинді 
10
  есе  артық  синтездейтін,  сасык  мендуананың  трипто- 
фанды 
44
  есе  жоғары  синтездейтін  жасуша  линиялары  алынған. 
Іп щШ
 өсірілген жасушалардың арасынан нақтылы бір селектив- 
тік жағдайға сәйкес өзгеріске ұшырап, пайдалы қасиетке ие болт­
ан  жасушаларды  көбейтіп  сүрыптап  алуды 
жасушалық  селек­
ция 
дейді.  Әрбір жасушадан өсімдік шыға алатын болғандықтан, 
жасушалық селекцияны қолданып, өсімдіктердің жаңа пішіндерін 
тез алуға болады. Оларға бастама болтан жасуша белгілі бір төтен- 
ше 
факторта  төзімді  келсе,  одан  шықкан  өсімдікте  көбінесе  сол
қасиетті  сақтай  алады 
(28-
сурет).
Жасушалық  селекция- 
ның  артықшылыты: 
1
)  ауа 
райына  және  климат  фак- 
торларына  тәуелсіздігі; 
2
) 
жасуша деңгейінде жасуша- 
лық  популяцияны  зерттеп 
тез  арада  селекцияны  (сү- 
рыптауды)  өткізу;  3)  уақыт 
пен  егіс  көлемінің  үнемде- 
луі. 
Іп 
уііго
  өсетін  жасуша- 
лық  популяциянын  әрбір
жасушасын  жеке  организм 
28-сурет.
  Селективті  ортада  пайда 
деп 
теңесе,  бір тәжірибенің 
болған  стреске төзімді  есімдік
115
I

41
өзінде-ақ  миллиондаған  дарақпен  аиналысуға  болады,  ал  дала 
жағдайында  ең  көп  дегенде  ғалым  мыңдаған  ғана  өсімдіктермен 
жүмыс істей алады. Молекулалық және хромосомалық деңгейлер- 
дегі  өзгерістері мен  организм деңгейінде белгілердің өзгергіштігі 
арасындағы  байланыстар  туралы  мағлүматтардың  жеткіліксіздігі 
жасушалық селекция  жөніндегі  зерттеулерге үлкен  кедергі  келті-
жүргізіледі /3/.
эмперикалык
Селекцияны  (сүрыптауды)  қажетті  бір  бағытта  өткізу  үшін, 
ягни  өсіп  жатқан  жасушалардың  арасынан  белгілі  мутациялары 
бар жеке жасушаларды сүрыптау үшін оларды арнайы селективтік 
ортада  өсіреді.  Сондай  жағдайда  тек  мутант  жасушалар  ғана  өсе 
алады.  Жасушалық селекцияны  іске асыру үшін  алдымен өсімдік 
үлпаларынан протопластарды бөліп алады немесе каллус үлпадан 
жасушалық  суспензияны  алады,  содан  кейін  стрестік  факторы 
бар  сүйық  ортада  өсіреді  немесе  агарланған  ортаға  егеді.
Стрестік  фактор  ретінде:  антиметаболиттерді,  гербицидтерді, 
түздың  гипертоникалық  ерітіндісін,  ауыр  металдарды,  рН-тың 
төмен  көрсеткіштері,  осмостық  заттарды,  төтенше  температура- 
ларды,  патотоксиндерді  қолданылады.  Жасушалық  селекцияның 
кезеңдері:  селективтік  факторға  төзімді  клондарды  сүрыптау 
(төзімді  клондарды  сүрыптап  алады),  төзімді  каллус  үлпаны  алу,
индукциялау, регенерант өсімдікті алу
факторына және экологиялық стрестік фактор
стрестік
металдарға
ылғалдылыққа
Сондай-ақ гормондарға, витаминдерге, амин кышқылдарына про- 
тотрофтық немесе ауксотрофтық жасушаларды сүрыптайды, яғни 
сол  заттар  ортада  болмаганда  немесе  болғанда  ғана  өсе  алатын 
жасушалар  іріктеліп алынады.
Д ) ("Жасушалық селекцияныц екі:  тура селекция және кері  немесе 
негативтік  селекция  сияқты  негізгі  әдістері  бар. 
Тура  селекция 
барысьгада өсімдік жасушаларын (немесе протопластарды) стрес- 
тік зат қосылган  ортаға егіп  өсіреді.  Біраз  мезгілден  соң жасуша- 
лардыц көбі бөліне алмай, өсе алмай қүриды, тек мутация  немесе 
эпигенетикалық  өзгерістер  арқасында  сол  факторға  төзімділік 
көрсеткен  жасушалар  ғана  тірі  қалады.  Осындай  тәсілді  (тура 
селекция  тәсілді)  кейбір  метаболиттерді  (мысалы,  амин  қышкы- 
лын)  көп  мөлшерде  түзіп  өндіре  алатын  жасушаларды  алу  үшін
116

колданады. 
Кері немесе негативтік селекция әдісі
 бойынша жа- 
байы  жасушалардың  жедел  бөлінуіне  жағдай  жасалады.  Сонан 
сон қоректік  ортаға  әдейілеп тимидиннің аналогін  қосады.  Оның 
молекулалары  тимидиннің  орнына  ДНК  құрамына  енеді.  Соның 
салдарынан  ДНҚ  синтезі  бүлінеді  де,  жабайы  жасушалар  қысқа 
мерзім  ішінде  қүрып  кетеді  («летальдық  өсу»  әдісі),  ал  мутант 
жасушалар  бөліне  алмайды,  өспейді,  бірақ  тірі  қаладыУ Басқаша 
айтқанда,  қажетті  қасиеттері  бар  жасушалар  өспеу  үшін  ерекше 
жағдай  туғызьшады.  Тірі  қалған  мутант  жасушаларды  қолайлы 
қоректік  ортаға  көшіріп,  көбейтіп  өсіруден,  түрақты  линиялар 
пайда  болады.  Содан  кейін  бүл  түрақты  линиялардан  стресске 
төзімді  регенерант-осімдіктерді  сүрыптап  алады.
Ок^Төзімді  жасушаларды  сүрыптау  әдісі  бір  сатылы  және  көп 
сатылы  келеді. 
Бір сатылы  сурыптау
 кезінде  жасушалар  селек- 
тивтік фактор өте жоғары мөлшерде болған ортада өсіріледі. Бірақ 
әсерлі  фактордың  жоғары  концентрациялары  барлық  жасушалар 
бір  мезгілде  қүрып  кетуіне  әкеледі,тіпті  төзімді  жеке  жасушалар 
да тірі қалмауы мүмкін. 
Көп сатылы сүрыптау
 тиімді әдіс болып 
келеді.  Бүл әдіс бойынша жасушаларды алдымен селективтік зат- 
тың томен  концентрациясы  бар  ортада  өсіреді.  Одан  кейін  жасу-
■I
шалар  өсе  келе  селективті  заттың  концентрациясы  артығырақ 
коректік ортаға көшіріледі. Бүндай жағдайда тезірек өсетін төзімді 
жасушалар  осу  жылдамдығынан  жабайы  жасушалардан  оза  бас- 
тайды.  Тежеуші  затының  концентрациясын  біртіндеп  осіре  оты- 
рып  оте  жоғары  концентрацияда  өсетін  тозімді  жасушаларды 
сүрыптап алады.  Сонымен қатар,  коп сатылы сұрыптаудың нәти- 
жесіндетозімділік белгісі  ьшғи түрақты болады7\
3.2.5.  Гаплоидтык  технология
Өсімдіктердің жаңа сорттарын алу, сауыктьфылған осімдіктер- 
ді  тез  арада  алу  үшін  бірнеше  биотехнологиялык  әдістерді  пай­
даланады.  Олардың ішінде жасушалық селекция  мен гаплоидтык 
технология,  клондық  микрокөбейтуді  колданады. 
Гаплоидтық 
технологияның
  негізі — 
аталык,
  (
андрогенез
)  жоне 
аналық гаме- 
тофит
  (
гиногенез
)  дакылдарынан  екі  еселенген  гаплоидтар  (ди- 
гаплоидтар) алу технологияси
СЛңдрргенез
 -  аталық гаметофитті 
(тозаң  мен тозаңқаптар) 
іп 
уііго
 жағдайында өсіру  және  гаплоид­
тык  өсімдіктерді  алу  өдісі.
Асептикалык жағдайда гүлден 
1
 
-2
 ядролы тозандарды (микро-
117

А-бидайдың  бір  ядролы  микроспора  (тозаң);  В,  С  — тозаңқаптағы  микро- 
споралардан  түзілген  эмбриодтар  (В)  мен  эмбриогенді  каллустар  (С);  ЁҺ 
эмбриоидтардан  пайда  болған  регенерант-өсімдіктер;  Е-0,1%  колхицинмен 
өңделген  бидайдың  гаплоидты  регенерант-өсімдіктер;  Ғ— дигаплоидты  би- 
дай  өскіндері  (оранжереяда)
29-сурет.
  Бидай  тозаңдардан  пайда  болған  андрогенді
қүрылымдар
спораларды)  бөліп,  алдын  ала дайындалған  көмірсулармен  байы- 
тылған қоректік ортаға отырғызады.  Тозаңдарды жасанды ортада 
өсіргенде  әртүрлі құрылымдар,  мысалы,  глобула,  полиэмбриоид- 
тар,  эмбриоидтар,  морфогенді  (эмбриогенді)  және  морфогенді 
емес  каллустар  пайда  болады 
{29-сурет).
 
Одан  кейін  эмбриоид 
немесе  каллус  органогенезге  айналдыру  үшін  жэне  регенерация- 
ны  дамыту  үшін  арнайы  қоректік  орта  керек.
Сонымен 
андрогенездіц тікелей жолы -
 эмбриогенез, ал 
андро- 
генездің  жанама  жолы
 
-   каллусогенез.  Көбінесе,  өсіп  шыққан 
өсімдіктер  гаплоидты  хромосома  санымен  болады.  Гаплоидтар 
ұрықсыз болады, себебі гомологиялық хромосомалары болмаған- 
дықтан  мейоз  процесі  бұзылып,  аномальдық  хромосомалар  жи- 
ынтығы  бар  гаметалар  түзіледі.  Сол  себептен  дигаплоидты  мате­
риал  алу  үшін  бүл  өсімдіктердің белгілі даму кезеңінде хромосо- 
маларды  колхицинмен  екі  еселендіреді  (
30-сурет
).
Тозаңқаптағы  мыңдаған  микроспоралардың  ішінде  тек  қана 
кейбіреулері  ғана  эмбриоидтарды  түзеді.  Бүл  қүбылыс  генетика- 
лык деңгейде белгіленуі  ықтимал.  Андрогенезге бірнеше фактор- 
лар  эсер  етеді.  Андрогенезде  негізгі 
бастапқы  факторлар
:

Андпогеиездін тікелей  жолы 
(эмбриоидогенез)
і
____ 
яма жолы
(каллусогенез)
1
і
і
егенерант  (п)
өркенді  колхицинмен 
екі  еселендіру
органогенез 
оегенерант (гі. 2п. Згі, анеунлоид)
і
30-сурет.
  Андрогенез  жолымен  гаплоидтык  өсімдіктерді  алу
сызба-нүсқасы
•
 
ө с і м д і к т і ң
 
дамуы  кеэеңі;
•  қоректік  орта  компонентерінің  есері;
• өсіру жағдайлары (ф из и кал ы қ - х им и ял ы қ факторлар, яғни жа- 
рык, температура, ауаның ьшғалдығы, колхицинмен өндеу тәртібі)
болып табылады.
Академик І.Рақымбаевтың ғылыми жетекпплігімен арпаның ұзак
уақыт  бойынша  өсірген  андрогендік  қүрылымдарынан  оқтын-
оқтын  регенерант  өсімдіктерді  шығару  әдісі  жете  зерттеліп  дай-
ывдалған.^  # » й  
>  ' 
■
' 
’
Ц  ( 
Іп 
уііго
  жағдайында  тәжіриби  жолмен  гаплоидтарды  шығару
әдісінің кең таралуына екі  кемшілік тегеурін  болады: 
1
) гаплоид­
тык өсімдіктерінің аз алынуы; 
2
) олардың арасында (әсіресе, астық 
түкымдастарында)  альбиностардың  көп  кездесуі.  Жалпы  алғанда 
альбинизмнің себебі белпсіз, мүмкін ол тозаңның дамуынын дүрыс 
емес  өтуіне байланысты,  әлде ол  микроспораларды  өсірген  кезде 
пайда болатын мутациялардың салдары шығар. Гаплоидты регене- 
рант-өсімдіктерді 
0
,
1
%  колхицин  ертіндісімен  өңдегенде,  хромо- 
сомалардың  саңы  екі  еселенеді,  нәтижесінде  дигаплоидты  өсім-
калыптасады. Бүл дигаплоидтар
алу
лы селекциялық үдерісі жылдам өтеді және жаңа (гаметоклонды) 
қасиеттері бар өсімдік формалары пайда боладыу  Өсімдіктер био- 
логиясы  және  биотехнология  институтында  К.  Ж.  Жамбакин,
119
«

қ
өсімдіктерді
гаплоидизация жүрпзу жұмыстары жөнге салынған 
'и ^Гаплоидтарды  пайдаланып  гомозиготаларды  ( 
алуға  болады.  Хромосомалар  екі  еселену  арқыль 
өсімдік  гомозиготалық  диплоидтық  ұрықты  өсімді 
(
31-сурет
).
9   ААЬЬ  х  $  ааВВ
Ғі
АаВЬ
$
АВ
аВ
АЬ
аЬ
Б Н
1
ААВВ
ааВВ
ААЬЬ
ааЬЬ______
АА
1
  : 
1
ВВ  :  ЬЬ =  1  :  1
31-сурет.
  Гомозиготалық дигаплоидтарды  (ОН)  алу  сызба-нұсқасы
Гомозиготалық  линияларды  өзара  будандастырып,  гетерози- 
стық жоғары өнімді  ұрпақ алынады.  Гомозиготалық өсімдіктерді 
түқым арқылы көбейткенде, ұрығында белгілері ажырамайды, сон- 
дықтан  бұл  экономика  жағынан  тиімді  келеді.  Екі  еселенген  гап- 
лоидтардың  негізінде  гетерозистық  будандарды  алу  үшін  қажет- 
ті изогендік линияларын бір жылдың ішінде шығаруға болады, ал 
әдеттегідей  инбридинг  әдісімен  бұған  4-6  жыл  кетеді.  Сонымен 
катар,  гаплоидтық  өсімдіктерде  рецессивтік  гендік  мутациялар- 
ды анықтау оңай, себебі олар доминанттық аллельдермен бүркел- 
мейді.  Бұл  селекция  процесін  шұғыл  жылдамдатады.  Гаплоидтар 
ауыл  шаруашылық  дақылдарды  генетикалық  сандық  талдаудан
% *
паидаланылады
Микроспораларды
мутант
раларды  түрлі  химиялык  немесе  физикалық  мутагендік  фактор- 

жүктеу/скачать 16,47 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: