лармен, патотоксиндермен, гербицидтармен, зиянды тұздармен
т.б. өңдегенде, олардың көбісі құрып кетеді. Ал азғана микроспо-
ралар сол факторға төзімді болып тіршілікке икемділігін сақтап
қалады. Олар кейін бөлініп андрогендік құрылымдарды және ре-
генерант өсімдіктерін шығарады. Алынған регенерант өсімдігі
р басқаларда
факторларга,
120
ішінде бактериялар мен саңырауқұлақтар қоздыратын ауруларға
төзімді өсімдіктердің жаңа формаларын шығаруға болады.
Тозаңдықтармен салыстырғанда
урықтанбаган түйіндерді
өсіру
нәтижесінде жасыл өсімдіктердің түзілу жиілігі жоғары келе-
ді. Тозаң дәндері мен ұрықтанбаған түйіндерден алынған өсімдік-
терді салыстьфу барысында гиногендік гаплоидтык жасыл өсімдік-
тердің андрогенез жолымен салыстырғанда көбірек түзілетіндігі
байқалды.
Гиногенез
- түқым бүршігін (аналык гаметофитті)
іп
у і і г о
жағдайында өсіріп гаплоидты өсімдіктерді алу әдісі. Гиноге
нез апомиксистің бір түрі.
Апомиксис
- организмнің жыныссыз
жолмен көбеюі. Жалпы алғанда апомиксис табиғи жағдайда кезде-
сетін қүбылыс, ал биотехнологиялық әдістермен оның тиімділігін
арттьфуға болады. Аналык гаметофиттен гаплоидты каллус 1964
жылы жалаңаш түқымдылардың ежелгі өкілі Гинкго өсімдігінен
алынған болатын. Тек осыдан 7 жыл өткеннен кейін ғана жабық
түқымды өсімдіктерде (картоп, жүгері) гаплоидты каллусогенез
индукциясын жасауга мүмкіндік туды. Қазақстанда Ә.Е.Ереже-
пов және С.К. Мухамбетжановтың жетекшілігімен бидай мен
жүгерінің эмбриогенез жөне апомиксис түрлерін зерттеп гапло
идты технологиянын гиногенез әдісі үйлестірілді.
ЯН
3.2.6. Өсімдіктерді сауыктыру технологиясы
Вирустар қоздыратын аурулармен күресудің негізгі жолы, ол
аурудаи таза, сауықтырылған көшет алу. Биотехнологиялық әдіс-
тсуэді қолданылып вирустан тазартылған өсімдіктерді алуға бола-
дыТвирусы жок өсімдіктерді алу үшін апикалдық меристеманы
өсіру әдісі қолданылады.
Апикалдық меристеманы өсіру әдісі —
өсу конусының ең жоғары үшынан бір немесе екі алғашқы жапы-
рақ бастамасы бар оқшауланған бөлігін залалсыздандырылған
қоректік ортада өсіру әдісі. Бүл тәсіл вегетативтік жолмен, яғни
жыныссыз жолмен көбейетін өсімдіктерге қолайлы болып келеді.
Апекс
— өсу конусының ең жоғары үшыны. Апикальдық меристе
маны өсіру әдісімен бірге
термоөндеуді
,
хемотерапияны
және
вирустарды сарсіпқсі солуды (шестн өшкізу)
табысты қолданылады.
Егерде апекс бөлініп алынатын өсімдікті жылумен өндесе, вирус-
тьщ көбеюі тоқтап, өсіп шыққан өркеннің үшында вирус болмай-
ды. Ал сол меристемадан өсіп шыққан регенерант вирустан таза
бо л ады}( 3
2
-сурет
).
Жылумен өндегенде өсіп келе жатқан өркен үштарында вирус-
Көбейгу цикліне
қайта ендіру
Селекция мен түқым
шаруашылығында
пайдалану
Т опыраққа
көшіру
Бастапқы өсімдікті
залалсыздандыру
Көбейтү циклі
Өркендердің өсуі
және тамырлануы
Бүршіктер мен
өркендерді көбейту
Т оназытқыпгга
сақтау
Шг
Өркендерді бөліп
қалемшелеп көбейту
32-сурет.
Вируссыз көшет алу технологиясы
(Уәлиханова Г.Ж., 2001)
тың көбею күшті тежеледі, сондықтан жаңадан пайда болған мери
стема клеткаларында вирустың болмауы мүмкін. Жылумен өндеу
нәтижелі болу үшін донорлық өсімдіктерді жоғары температура
да (34-40°С) өсуге жақсы жағдай жасап үзағырақ үстау қажет.
Вирустардың 34-45°С температурасында көбеюінің тежелуі зат
алмасудың өзгеруімен байланысты^ Сол кезде жаңадан өсіп шық-
қан өркендердің үштары вирустан таза болады. Бірақ барлық
өсімдіктер үзақ мерзімді жылумен өңдеуге шыдамайды. Олардың
өсуі бәсең келеді және басқа да жағымсыз өзгерістер байқалады.
Өсімдіктердің түріне байланысты және вирустың түріне қарай
эксплантты 7 күннен 7 аптаға дейін жылумен өңдейді. Сонымен
қатар эксплант вирустарды тежейтін, бірақ өсімдіктердің өсу қар-
қынын арттыратын заттармен өңделеді. Танаптық және жеміс-
көкөніс дақылдарын сауықтыру үшін термоөңдеу, меристеманы
122
өсіру және вирустық тест арқасында сұрыптау тәсілдері аралас
қосыла қолданылады.
Өсімдіктер биологиясы және биотехнология институтының
б.ғ.к. С. В. Кушнаренко жетекшілігімен көптеген шаруашылыққа
бағалы өсімдіктердің биотехнологиялык клондау әдістері жаса-
лынды және олардан әр түрлі вирустан сауықкан көшеттер алын-
ды. Оларға әсемдік өсімдіктер (раушан, фрезия, қалампыр, орхи
дея), жеміс-жидектер (алма, алмұрт, қара қарақат, қой бүлдірген,
таңқұрай, өрік), дәрі-дәрмекке жататын (қызыл мия, стахис, цик
ламен), техникалық өсімдіктер (қант қызылшасы, құрқұма, сабын-
да тамыр) жатады. Институтының Микроклондық көбейту зерт-
ханасында және Өсімдіктер физиологиясы және биохимия зерт-
ханасында б.ғ.к. В. К. Мурсалиеваның және профессор Б. Ә. Сәр-
сембаевтің жетікшілігімен бағалы дәрі-дәрмек өсімдіктер - стахис
пен стевияның дәрілік шикізат алу биотехнологиясы жасалынды.
Осы зерттеудің негізінде диабетке қарсы емдік-профилактика-
лық препарат алу мүмкіншілігі дәлелденді. Стахис пен стевияның
биологиялық өсіп дамуын жан-жақты зерттеудің негізінде Қазақ-
станньщ климатикалық жағдайда өсіру үшін, оның өнімділігін арт-
тыруға үйлесімді әдістермен әртүрлі үтымды жолдарын жасауға
үсыныстар жасалынды.
3.2.7. Өсімдіктер биотехнологиясын экологияда
және биоэнергетика салаларында қолдану
Экологиялық биотехнологиямен қатар фитобиотехнология да
қоршаған ортаның поллютантгармен (ластауштарымен) ластануы-
нан қорғауьшда және тамақтанудың экологиялық таза өнімдерін
алуда маңызды орын алады. Ресейде де, басқа да бірқатар мемле-
кеттерде откізілген зерттеулер еркін омір сүретін фототрофты
микроорганизмдер де, олардың су осімдіктерімен (азолла, эйхор-
ния, ряска) консорциумдары да ауылшаруашылығының және он-
дірістік кәсіпорындардың лас суларьшда да өмір сүре беретінін
корсетті. Оларды комірсутектерден, ароматтық қосылыстарын,
фосфаттардан, аммиактан, нитраттардан, сульфидтерден, несеп-
нәрден (фекалий), органикалық қосылыстар мен ауыр металдар-
дан тазалайды.
Тазалау тиімділігі лас суларда эйхорнияның, азолламен және
ряскамен бірге бір уақытга осіру кезінде біршама жоғарылайды.
Осы кезде ол биоценозды бүзбай, зиянды бактериялардың даму-
123
ын шектейді. Эйхорнияның құрғақ биомассасының бір маусымда
шығуы 15-30т/га жетуі мүмкін, сондағы Ітоннада 60 кг К \ 20 кг
1 1 17 кг Р+. 28
1
/ кг
г
,
2
о кг ақуыз, көптеген алмаспаитын аминқышқылда-
ры, в-каротин, А, В, С және Е витаминдері болады. Сондықтан,
мұнай және табиғи газдың кен орындарының көпшілігі Жердің
экваторлы бөлігінде немесе ежелгі кезде климатгық жағдайлар
бұл өсімдіктерге тұщы суларда белсенді өсуге мүмкіндік болған
жерлерде болуы жайдан-жай емес.
г^йхорния, азолла және ряскамен өткізілген зерттеулер соны
мен бірге олардьщ ауыр металлдармен және фосфор, металл ион-
орталардан
лардан көп мөлшерде сщіруге
л
көрсетті. Әдеттедбірқатар металл
центрациялары немесе жетіспеушілігі тірі организмдердің өсуін
тежеп немесе әртүрлі ауруларды туғызатындай улы эсер етеді.
Эйхорнияда РЪ2+, К р және
8
г+ аккумуляциясы олардың зиянсыз-
ъінда және металдарға төзім
оксалатының жинақталуымен
і). Ол металдардың 50%-нан
Өткізілген зерттеулер жоғары
ір хемотрофты және фототроф
(қалемшелерде)
күкіртті емес бактериялар, цианобактериялар, жасыл^балдырлар}
микроорганизмдер де № +, Ки2+, Си2+, С г, РЬ
4
+Г 2п2+,
8
е~, ТГ, Те+,
А§2+ және Аи2+-ның аккумуляциясына қабілетті екенін көрсетгі.
Бүл оларды лас суларды ауыр металл иондарынан тазалау үшін
де, қымбат шашыраңқы металдарды (Рі+, Ки2+, Аи2+ және т.б.) алу
үшін де қолдануға мүмкіндік береді.
Пурпурды бактериялар
КһосІаЬасіег сарзиіаіш
Си2+, 2п 2+, N і+-
дің, ал
Кһоёозеисіотопаз $рр.
түрлі түрлері Н§2+-ді де аккумуля-
циялай алады.
Есіоіһіогһосіозріга зһарозһпікоуіі
пурпур күкірт
бактериясының биополимерлері электролизді өндірістің лас сула-
рының мырыш пен мыстың 99%-нан астамын аккумуляциялай-
ды. Сондықтан фототрофты микроорганизмдер мен өсімдіктердің
бірқатарын лас суларды ауыр металл иондарынан тазалауымен
бірге қүрамында микроэлементозды ауруларды емдеу үшін қажет
металл иондары бар гомеопатты препараттарды алу үшін қолда-
нуға болады.
физикалық-химиялық әдістермен салыстырғанда
биотехнологиялық әдістердің:
124
• өңдеудің экологиялық қауіпсіздігі, паидаға асырудың сонғы
өнімдерінің қоршаған орта үшін зиянсыздығы;
• әртүрлі ластауыштарға қатысты жоғары бейімділік пен
ерекшелік;
• оңтайлы еңбек көлемі және жүмыстар қүны;
• қайта өңделетін топырақтардың табиғи қалпы мен қүнарлы-
ғын сақтау сияқты бірнеше артықшылықтары бар.
IV
\
Адамзат алдында түрған ең өзекті экологиялық мәселелердің
бірі топырақтар санациясы, әскери полигондардың аумақтарын
тазарту және химиял ық қаруды жою мәселелері болып табыл ады.
Бүгінгі таңда ауыр металдармен және баска да элементтермен
ластанған топырақтарды тазарту мәселесі ашық қалып отыр. Ме-
талдарды өсімдіктер жинау есебінен топырақтардан алып тастау
үшін
фиторемедиация тәеілі
іс жүзіндегі әдістердің (экскава
ция, жуу) альтернативасы, атап айтқанда аз шығындар салдары-
нан болып табылады. Өсімдіктер есебінен жел эрозиясы, нөсерлік
сулармен шығару жәие инфильтрация әсерінен ауьф металдар-
дың таралуы азаяды. Өсімдіктер мен металдарды жинау үшін фо-
тобарлау мен кен орындарын әзірлеу, фитоархеология мен ризо-
сүзу сияқты басқа да колданулар жолға қойылды. I
Ресейде ғылыми-зерттеу, соның ішінде корғаныс, топырақтар
ремедиациясы және химиялық қарудың детоксикациясы кезінде
пайда болатын реакциялық массалар мен сұйық қалдықтарды
өндеудің биотехнологиялық әдістердің (микроорганизмдер мен
өсімдіктерді пайдалана отырып) әзірлеуде. Соңғы онжылдықтар
қоршаған ортаға тірі организмдер үшін жиі улы болатын қүрылы-
мы жағынан әртүрлі синтетикалық органикалық қосылыстардың
(ксенобиотиктердің) елеулі саныньщ келіп түсуімен сипатталады.
Өсімдіктердегі көмірсуларды спиртке айналдырып, оны
энер
гия көзі
ретінде пайдалану болады. Көмірсуларымен бай өсімдіктер-
ге: меласса, картоп, маниок, жүгерінің сабағы, топинамбур, би
дай, арпа, қант камыс, ананас, қызылша, сорго жатады. Қазір осы
дақылды өсіретін 80 дамушы елдерде барлық көздермен өндіріле-
тін энергияның 50% тек қант қамысынан өндіріледі.
Өсімдіктер шикі затынан алынған этанолды жанар маймен ара-
ластырғанда (1:9 немесе 1:4 арақатынаста) оны
биоошын
ретінде
қолданылады. Мысалы, АҚШ-та 6-9% бензин және 1% этанолдан
түратың газохол деген қоспаны автоиндустрияда пайдаланады.
Францияда жанар майдың қүрамында
10
% метанол мен ацетоно-
бутанол болады. Өсімдіктегі спиртті жанармай мен қатар анти-
125
Ш шМШ Ш хШ
фриз ретінде, экстрагент, бояуларды субстрат, желім, пластифи
катор ретінде пайдаланады.
Биожанармай
бүл биологиялық шикізатты өңдеудің нәтиже-
сінде немесе (жүгері, рапс, соя және тағы басқалар) өсімдіктерден
алынатын отын. Целлюлоза және органикалық қалдықтардың әр
түрлі түрінен биожанармайының алу бағытталған. Мысалы, сүйық
биожанармай (этанол, метанол, дизель) жэне газ (биогаз, сутегі)
сияқты. Биоотын өндірісі үшін маңызды майлы дақылдың бірі -
рапс. Солтүстік аймақтарда оның егіс көлемін 1 млн. гектар. Рап-
спен қатар биодизель өндіруге қыша (горчица) дақылы да тиімді.
Қазақстанның ішкі нарықта жылына 5 млн. тоннадан астам бен
зин және дизель отыны түтынылады. Экологиялық сапасы жоға-
ры жанармай алу үшін 250 мың тонна биоотын қажет. Биоэтанол
- бензиннің нағыз алмастырушысы болып табылады. Биоэтанол-
ды, құрамында қант пен крахмалы бар кез-келген өсімдіктен алуға
болады. Биоэтанол көшбасшылары өнеркәсіп саласында кант
қамысьш және жүгеріні қолданады. Бүл экология үшін өте пайда
лы, табиғатқа тарайтын көмірқышқыл газы 80% азаяды.
Бақылау сурақтары:
<ГГ)Өсімдіктер сомалық будандары қандай әдістер арқылы алынады?
СТ!
Трансгенді өсімдіктерді қандай тәсілдер арқьшы алады?
СУ Трансгенді өсімдіктерді алғанда вектор ретінде нені пайдалынады?
© Г аплоидты өсімдіктерді қандай биотехнологиялық жолымен алады?
<*5) Андрогенез және гиногенез дегеніміз не?
Сбу Вируссыз өсімдіктерді қалай алуға болады?
7.
Абиотикалық және биотикалық стресс факторларга төзімді өсім-
діктерді қандай әдіс арқылы алады?
(&) Тура және кері клеткалық селекция дегеніміз не?
Ш р § сатылы және көп сатылы клеткалық селекцияның мәні неде?
НО) Вируссыз өсімдіктерді қандай әдіс арқылы алады?
(у? Фиторемедиация деген не? Оның мәні неде?
\№ /
Көк-жасыл балдырларды ластанган суларды тазарту үшін қалай
пайдаланылады?
3 .3 . Ж а н у а р л а р б и о т ех н о л о ги я сы
Жануар жасушаларды мал шаруашылығында асыл түқымдар-
ды жақсарту, көбейту, мал өнімділігін арттыру үшін пайдаланады.
Мал түқымы - белгілі бір малдың (ірі қараның, жылқының, қойдың
126
және т.б.) біртұгас тұрақты тобы. Бұл топтың шыққан тегі бір,
қүрылысы мен пайдалы қасиеттері ұқсас болады және ондай белгі-
лер тұқым қуалайды. Жануар жасушаларын диагностика мен меди-
цинада да қолданылады. Сонымен қатар, олар көптеген биология-
лык белсенді заттардың продуцентері болып табылады. Атап айт-
қанда, гормондар, өсу факторлары, дәрі-дәрмектер, иммунды зат
тар, антиденелер және т.с.с. Молекулалық биотехнология, жасу-
шалық биотехнология, жануарлардың даму биологиясы, малша-
руашылық гылымдардың бәрі жануарлар биотехнологиясына
кіреді.
1825 жылы Роукс деген галым қоректік ортада тауықтың эмб-
рионыньщ қабыгын тірі күйінде сақтаган.
Іп \ііго
жағдайда жануар
жасушаларды, фибробласт дәнекер ұлпаны, эпителий, қаңқа ше-
міршек, бүлшық ет үлпаны өсіру осыдан бастап пайдаланылган.
Кәзіргі уақытта малшаруашылық биотехнологияда зерттеу
нысаналарьшың бірі - жануарлардың репродуктивтік жасушалары.
Малшаруашьшықта жасушалық биотехнология өзіне бір-бірін
толықтыратын екі гылыми багыт кіргізеді:
1. Үрықтарды өсірудің зерттеулері: жьгаыс жасушаларының
дамуына жагдай жасау және жасанды үрықтарды алу.
2. Жасушалық технологиялар I жануарлардың генотиптерін
жақсарту үшін жасушалардын және ядролардың деңгейінде
жүргізетін жүмыстар.^Малшаруашылықта жасушалы технология
лар дың жүмыстарьгаа сомалық будандастыру, химералық жану
арлар ды алу, клондау жатады.
Іп
уііго
-
да биотехнологиялық жүмыстардың көмегімен келесі
талаптар орындалады:
1
) экстракорпоралдық үрықтандыруда — қажетті жынысы бар
жануарларды алу;
2
) биокөшіруде - клонданган жануарларды алу;
3
) трансгенозда — биохимиялык және зоотехникалық көрсетк-
іштері ерекше жануарларды алу;
4
) трансплантацияда — жануарлардың бағалы генотиптерін тез-
детіп көбейту;
5
) криоконсервацияда — гаметалардың және үрықтардың ген
банкгерін ашу;
6
) жануарлардың экспортында және импортында — гаметалар-
дың және үрықтардын деңгейінде алмасу.
Жануар жасушаларын көптеген биологиялық белсенді заттар-
ды алу, гендік терапияда түкым қуалаитын ауруларды емдеу үшін
127
колданады, кейбір гендерді ф ер м ен т к жүйелер аркылы беліп
алуда, моноклонды антиденелерді алуда жэне ветеринарияда жене
жануар жасушаларына вирустарды егіп, вакциналар жасау үшін
жануар жасушаларды кен пайдаланылады.
Ж ан\
заттарды алу үшін пайдалану
Өндірісте
дардын көзі репнде адам және жануарлардын үлпалары мен мүше-
лері және донорлык қан пай дал ан ыл д ы. Бірақ қазіргі күнде гор-
мондарды алу үшін шикі зат көздерін қолдануына шек қойылды.
сеоебі
әсіресе АИВ (ВИЧ) - адам иммунитет тапшылыгымен закымда-
инсү-
нуы баиқалуда.
Ең алғаш рет биотехнологиялық тәсілмен алынған өнім -
лин гормоны болды. 1921 ж. канадалык галымдар Ф. Бантинг мен
П. Бест бүзаудын үйкы безінен инсулинді бөліп алды. Инсулин
Лангерганс аралшык үйқы безінің пептидтік гормоны. Инсулин
51 амин кышкылы қалдығынан қүралған глобулярлы ақуыз, мо-
лекулалық салмағы - 5700 дальтон, молекуласы дисульфидтік бай-
ланыспен байланыскан А жөне В полипептидтік тізбектерінен
түрады. Организмде инсулин препроинсулин түрінде түзіледі. Пре-
проинсулин молекуласының күрамына Й-соңында сигналдық пеп
тид және екі полипептидтік тізбегін байланыстыратын С-пептид
кіреді. Белсенді инсулин түзілу үшін, алдымен гірепроинсулиннің
Ы-соңындағы сигналдық пептид бөлініп кетеді, түзілген проинсу-
ферме
протеолиз,
збег
осы тізбектер дисульф
тіркескен. Инсулин қан қүрамына түскенге дейін Лангерганс арал-
шыктын В-жасушаларында мырышпен байланысқан гексамер
түрінде жиналады. Организмде инсулин көмірсулардың алмасуьга
ретгейді, жасушадағы ақуыздапдын синтезін күшейтелі. липил-
әсер
глюкоза өткізгіштігін үлғайтады. Инсулиннің негізгі нысана-мүше-
лері - бауыр, бүлшық ет және май үлпасы. Организмде инсулин
кем болганла кант лиабеті лямилы
Кант
пияйрті пяш/маии
128
бебШ
Іап5
геннің бұзылуы.
Іап5
ген кодтайтын ақуыз бүзылғанда
мүше қалыпты кызметін атқармайды, нәтижесінде лимфоциттер
үйқы безінің аралшық жасушаларына эсер етеді де, инсулиннің
синтезі тежеледі. Егеуқүйырықтың
Іап5
геніне үқсас ген адамның
7 хромосомасында табылған. Мүмкін осы геннің бүзылуы адамда
диабетгің дамуын ынталандырады.
алу
алу
инженерия әдісі. Йнсулин молекуласының химиялық синтезі 170
Р
реакция
өндіріс
алу үшш
ланады. Фармзауыттарда үйқыбезінен экстракция арқылы инсу-
алады, содан соң тазартады. Ұлпанын экстракциясын
жүзеге
жасушалық материал
биополимерлер фильтра
центрифугалау арқьшы
трацияны вакуумдык фильтрді - ленталық, барабандық немесе
фильтр-пресс түрлерін қолданып жүзеге асырады. Сүйықтықты
центрифугалау үшін ерекше сепараторларды пайдаланады. Г ормон
ерітінділерін буландыру, ультрафильтрация және басқа әдістердін
көмегімен қоюландырады. Ерітінділерді буландыру арқылы қой-
ылтуы булау пленкалық аспаптарда жүзеге асырылады. Булау ап-
паратынан кейін тоңазытқыштарды орналастырады, себебі ерітін-
дінің температурасын өте тез төмендету қажет. Булау процесін
Достарыңызбен бөлісу: |