Бақылау сұрақтары: Өсімдіктерді генетикалык жағынан жақсартудың биотехнологиялық әдістері.
Гаплоидтық өсімдіктер алу үшін жасушаларды өсіру әдістері.
Постгамдық сәйкессіздік ұрықтанудың жеңу жолдары.
11
Тақырыбы: Эндоспермді іn vіtro өсіру.
Дәріс тезистері: 1 Оқшауланған ұрықты коректік ортада өсіру
2 іп vitro жағдайында ұрықтануды өткізу
Тіршілікке кабілеті жоқ түраралық және туысаралык будандар ұрығын өліп қалудан сақтап, оны жасанды қоректік ортада өсіру, біртіндеп постгамдық сәйкессіздікті жеңу үшін таптырмайтын әдіске айналуда. Осы әдісті қолдану негізінде көптеген түраралық / томат, асқабақ, құрма, зәйтүн, шие мен алша т.б. / және туысаралық / арпа мен бидай, диплоидтык және тетраплоидтық күріш, арпа, кара бидай т.б. / будандар алынды. Жетілмеген, оқшауланған ұрықтарды іп vitro жағдайында ойдағыдай өсіру бірнеше факторға, алдымен ұрыктың жетілу сатысына, одан кейін оның дифференциялану дәрежесіне байланысты. Оқшауланған дифференцияланбаған ұрықтарды өсірудің қиындығы, іп vitro жағдайында эндоспермнің гормондық ролін тура қайталаудың мүмкін еместігіне негізделген. Ұрық пен эндосперм арасында тығыз функционалды байланыс, әсіресе ұрықтың дамуының / эмбриогенез / ерте кезеңде бар екендігі ұрықтарды жасанды қоректік ортада өсіргенде нақтылы түрде белілі болады. Жас және жетілген эндоспермдердің гормондык комплекстері кұрамы жағынан өзгеше жас эндосперм ұрықтың дифференциялануын ынталандырса, жетілген эндосперм бұл процессті тежейді. Сондыктан, жетілмеген ұрықтар жетілгендермен салыстырғанда қореқтік орта құрамына өте жоғары талап қояды, олардың өсуі үшін қоректік орта құрамына физиологиялық активті заттар, сонымен қатар жас эндоспермдерден бөлінген экстракт, кокос сүті қосылады.
Т.Б.Батыгина және В.Е.Васильева әр түрлі пион ұрыгын табиғи және жасанды ортада өсіріп, эмбриогенез барысында маңызды кезеңді анықтады, ол кезең ұрық дамуының дербестілігі. Осы кезеңнен бастап ұрық аналық организмнен тәуелсіз болады, әрі қарай эмбриогенез процесін өтіп шығуға және қалыпты өркен беруге қабілеіті. Өсімдіктердің әр түрінің ұрығының тәуелсіз болу фазасын анықтаудың маңызы үлкен, себебі, осы уақыттан бастап ұрық өз бетінше қарапайым құрамында гормондар жоқ ортада өсіп жетіле алады. Пион өсімдігі ұрықтары үшін тәуелсіздік ұрық дамуының өте ерте жүрек тәрізді фазасында, ягни тұқым жарнағы дифференцациялана бастаған кезінде басталады.
Жетілмеген окшауланған ұрыктарды өсіруде табыска жету үшін, құрамы лайықты қоректік орта қажет, бұл орта ұрықтың қалыптасуын аяқтауға және өсе бастауына мүмкіндік жасайтын болу керек. Ұрыктарды өсіруге арналған әмбебап коректік орта жоқ, сондықтан орта құрамын іріктеу және үйлесімділігін келтіру, ұрыкты өсіру жұмыстарының негізгі мәселелері. Өсімдіктердің кейбір түрлері ұрықтарының дамуына азоттың органикалык, тұздары және калийдің жоғары концентрациясы, сұйық қоректік орта т.б. факторлар жақсы әсер еткен. Ұрықтарды жасанды ортада өсіргенде каллус түзілуі жиі кездеседі. Одан кейін, каллустың органогенезге өтуін индукциялап регенерант өсімдіктерді алуға болады. Каллусогенез және оның морфогенетикалық потенциалы көптеген факторларға байланысты. Ол факторлар: генотип, үрықгың дифференциялану дәрежесі, қоректік орта т.б.
КазМҰУ өсімдіктер физиологиясы және биохимия кафедрасында арпа және бидай ұрықтарын жасанды қоректік ортада өсіру жұмыстары табысты түрде жүргізілген. Арпаның әр түрлі экспланттарынан жетілген ұрықтан, жетілген ұрықтың бөліктерінен, гүлшоғырынан, жетілмеген ұрықтан каллус ұлпалары алынды. Анықталғандай, каллус ұлпаларының морфогенетикалық қабілеті бастапқы экспланттың типіне байланысты болып шықты. Жас гүлшоғыры және жетілмеген ұрықтар ұлпаларының регенерацияға ең жоғары қабілеттілігі бар. Морфологиялық және анатомиялық құрылысы сонымен қатар морфогенетикалық қабілеті бойынша өзгеше 10 түрлі ұлпалар типі бар екені аныкталды. Зерттеулер нәтижесінде, эмбриогендік линиялардың пайда болу жиілігі қоректік ортадағы 2,4 -Д концентрациясына байланысты екені анықталды. 2,4 -Д- ның жоғары концентрациясында жарты жыл бойы эмбриоидтар түзуге қабілетін сақтайтын линия алынды.
Жұмсақ бидай / Тrіtісиm аеstіvиm / және қатты бидайдың / Тrіtісиm durum / 14 сортының жетілу дәрежесі әр түрлі ұрықтары бөлініп, оларда каллус түзілу және морфогенез процесстері зерттелген. Каллус түзілудің қарқындылығы жоғары болды / 89- 100% /. Каллус ұлпаларының гемморизогенезге қабілеттілігі бірнеше факторларға байланысты, олар генотип, қоректік ортаның құрамы, экспланттың физиологиялық жағдайы және оның қоректік ортаға бағытталуы. Тұтас өсімдік беруге, қатты бидай сорттарымен салыстырғанда жұмсақ бидай сорттары және жетілмеген ұрықтарынан пайда болған каллус ұлпалары, толық дифференцияланған ұрықтардан алынған ұлпаларға қарағанда өте жоғары қабілеттілік көрсетті. Қоректік орталардың ішінде регенерацияға Гамборг В3 және Уайт орталарына қарағанда Мурасиге және Скуг ортасы өте қолайлы екендігі анықталды.
Бидайдың Саратовская 42 сортының жетілмеггн ұрыктарын қоректік ортаға дән жарнағын жоғары қаратып отырғызғанда пайда болган каллус ұлпаларының 70% астамы гемморизогенезге, яғни өркен жөне тамыр түзуге қабілеттілік көрсетті. Бидайдың екі сорты Целинная 21 және Саратовская 42 регенеранттарының тұқымы алынды.
Дамуының өте ерте кезеіңде тұрған ұрықтардан өсімдік алудың тағы бір әдісі, ол тұқым бүршікті және түйінді іn vitro жағдайында өсіру. Мұндай жағдайда өсіп келе жатқан ұрықтарды оқшаулаған кезде оның механикалық зақымдалуы мүлдем болмайды және объектілерді зигота кезеңінен емес, одан әлде қайда ерте, жетілген ұрық қалтасы кезеңінен бастап қоректік ортада өсіруге болады.
Дегенмен, көптеген эндоспермі жоқ өсімдіктердің тұқым бүршіктерінен тіршілікке икемді дәндерді алу өте қиын. Егер тұқым бүршікті оқшаулаған кезде орталық жасушада эндосперм ядролары өте аз болса да in vitro жағдайында тұқымбүршіктің эмбриогенезі қалыпты түрде жүреді. Тек кейбір есімдіктерде /шие, алша/ эндосперм атқаратын қызметін тұқымбүршіктің басқа ұлпалары атқара алады, сондықтан ұрық эндосперм болмағанның өзіңде де, зиготадан дифференцияланып өседі.
Тұқымбүршікті түйінмен бірге, тіпті зигота кезенінде оқшауланғанның өзінде эмбриогенез қалыпты жағдайда жүреді, себебі іп vitro жағдайында плацентадан келетін морфогенетикалық фактордың әсерінен эндосперм түзіледі. Бұл жерде мына жағдайды атап өту керек, эмбриогенез кезіндегі көптеген гормондық және ұлпа аралық әрекеттесулер жөнінде қрщы деректері, оқшауланған жетілу дәрежелері әртүрлі ұрықтарды, тұқымбүршіктерді, түйіндерді іп vitro өсіру арқылы анықталды. Оқшауланған ұрықты жасанды ортада өсіру эмбриогенездің бірқатар теориялық мәселелерін шешуден басқа тәжірибелік селекцияның маңызды бағыттарының қатарына қосылды. Әріден будандастыру кезіндегі ұрықтардың тіршілікке икемділігі болмауын жеңуден басқа ұрыкты өсіруді селекция процессін тездетуде қолдануға болады. Мысалы, тұқымның тынымдық кезеңін тоқтату өсімдіктердің көбею циклін қысқарту, дәндердегі өздігінен болатын стерильдігін жеңу, тұқымның өнгіштігін тез арада анықтау.
іп vitro жағдайында ұрықтануды өткізу Тозаңды, тұқымбүршікті және түйінді іп vitro өсіру әдістерінің жетілуінің аркасында, тозаңмен бірге ұрықтанбаған тұқымбүршікті қатар өсіріп прогамдық сәйкессіздікті жеңуге мүмкіндік туды. Осылай тіршілікке икемді томаттың, темекіннің, үрме бұршақтың кауынның, қиярдың» кұлпынайдың дәңдері алынған. Гүлдердің ашылуына бірнеше күн қалғанда айқас тозаңданатыңдардың және өздігінен тозаңданатындардың да гүл кауызын кесіп алады да, зарарсыздандырады, олардың аналығын немесе түйінін, не болмаса тұқым бүршікті бүрбүршікпен бірге бөліп алып, коректік ортаға отырғызады. Қоректік ортаға отырғызардың алдында түйіннің кабығын кесіп, тұқымбүршікті ашады. Қоректік ортаға отырғызғаннан кейін 2-3 күн өткен соң тұқымбүршіктің жанына агары бар ортаға зарарсыздаңдырылған тозаңды отырғызады, тозаң өсе бастайды да, тұкымбүршіктің тозаңтесігі арқылы ұрық қалтасына түседі. Пробиркада ұрықганған ұрықтың дамып жетілуі бір қалыпты өтеді. Бұл істің орындалуын жеңілдетуге болады, ол үшін тұқым бүршікке тозаңды түсіріп, тозандаңған тұқым бүршікті жасанды ортада өсіреді. Өсімдіктердің іп vitro жағдайында тозандануы көкнәр, калампыр, алка тұқымдастарында /темекі, петуния/ жақсы жүредІ, себебі олардың түйінінде сан жағынан өте көп тұқымбүршіктері бар және оларды жасанды ортада өсіру жақсы жолға қойылған. Азық-түлік дақылдары үшін, гулдің мүшелерін және ұрықты жасанды ортада өсіруді катар жүргізіп, өсіру әдістерін әрі карай жетілдіріп, ол дақылдармен жүргізілетін селекция жұмыстарының тиімділігін арттыруға болады.
