4 Тікелей эксплант жасушаларынан косалқы өркендердің және мүшелердің түзлуі
Стерильдік жағдайда қоректік ортаға отырғызылған әртүрлі маманданған ұлпалардың тірі жасушалары көбейуге қабілетті және қолайлы жағдай жасалса өзінің тотипотенттілігін толық жүзеге асырып, жаңа өсімдікке бастама бола алады. Жеке жасушалардың бастапқы өсімдіктердін барлық белгілері бар, тұтас организм жасауға қабілеті клондық көбейтуде табысты түрде пайдаланылуда.
Клондық микрокөбейту бұл ұлпалар мен жасушаларды жасанды ортада өсіріп, жыныссыз жолмен көп мөлшерде көбейту. Бұндай жағдайда пайда болған өсімдіктер генетикалық жағынан бастапқы өсімдікпен бірдей өсімдіктерді клон аркылы микрокобейтудің жетістіктері мен туындалған мәселелері, сонымен қатар осы сұракқа арналған ғылыми шолу Н.В. Катаева мен Р.Г.Бутенконың кітабында толық берілген. Авторлар өсімдіктерді көбейтудің дағдылы вегетативтік әдістерімен салыстырғанда клондық микрокобейтудің артықшылығын келтірген. 1/ Өсу коэффициентінің жоғарылығы. Бір гербери өсімдігінен дағдылы әдістерді қолдану арқылы жылына 50-100 өсімдік өсірілсе,ал ұлпаларды қоректік ортада көбейту арқылы 1 млн. өсімдік алуға болады; алманың бір жоғарғы бүршігінен 8 айдың ішінде 60 мың өскін алуға болады. 2/ Өсімдіктерді жыл бойы өсіруге болады: 3/ Әдіс өте тиімді және үнемді. іп vitro жағдайында кішірек лаборатория көлемінде мыңдаған өсімдік өсіруге болады. 4/ Өсімдіктерді көбейтумен қатар оларды вирустар мен патогендік микроорганизмдерден сауықтыру бірге жүретіндігі. 5/ Ұлпаларды іп уііго өсіру арқылы вегетативтік жолмен өте қиын немесе тіпті көбеймейтін өсімдіктерді, мысалы, пальманы көбейтуге болатындығы.
Осы келтірілген артықшылықтарына байланысты клондық микрокөбейту әдісін өсімдік өсіруде және селекцияда мынандай мақсаттарға қол жеткізу үшін пайдалануға болады: 1/ ауыл шаруашылығы дақылдарының белгілі сорттарын тез және нәтижелі түрде көбейту; 2/ көбею коэффициенті төмен құнды екпе және жабайы ағаштар тұқымдары дәндері арқылы көбейгенде ұрпактары белгілері бойынша ажырап кететін, ал дағдылы әдістер мен вегетативтік түрде көбейюі өте жай немесе тіпті көбейтілін өсімдіктерді көбейту; 3/ гетерозистік будан тұқым өндірісі үшін линияларды нәтижелі түрде алу және көбейту; 4/ вирустардан және патогендік микроорганизмдерден тазартылған, шаруашылык әсемдік дақылдардан көшет материалды алу және оларды аурулардан сақтау; 5/ кұнды таңдаулы өсімдіктерден генетикалық жағынан бірдей ұрпақ алу мақсатында көбейту, мысалы, гаплоидтық өсімдіктерді, жасушалық және гендік инженерия әдістері арқылы кұрастырылған бірлі-жарым өсімдіктерді көбейту; 6/ көп мөлшерде жасанды тұқым алу. Жасанды тұқым деп, даму кезеңдері бірдей жасанды қабықшалармен қапталған, эмбриоидтарды атайды. Қабықшалар эмбриондарды қолайсыз жағдайлардан берік қорғайды және ұзақ уақыт аралығында тіршілік қабілетін сақтауын камтамасыз етеді. Әзірше бұндай "тұқымдарды" лаборатория жағдайында аз мөлшерде алып, тек ғылыми- зерттеу және селекциялык жұмыстарда қолдануда. Биотехнология бұл "тұқымдардың" өте көп мөлшерде алынуын қамтамасыз етуі керек.
2. Клондық микрокөбейтудің әдістері.
Клондық микрокөбейтудің әдістерінің бірнешеуі белгілі, оларды кейбір авторлар жасанды ортада өскен ұлпалардан морфогенетикалық процесстердің жүруіне байланысты жіктейді. Н.В.Катаева жөне Р.Г.Бутенко әдістерді жаңа түрде жіктеуді ұсынады, олардың басқалардан айырмашылығы, оның негізіне жасанды ортада бұрыннан бар және жаңадан бастама жасушалардан пайда болған өсімдіктер арасындағы айырмашылық алынған.
Бірінші типтегі өсімдіктер тұтас өсімдікте бұрыннан бар меристемаларды / сабақтың ұшы, қолтық және бұйыкқан бүршіктерін / активтендіру арқылы алынған. Меристемадан пайда болған бұл өсімдіктер генетикалық жағынан ата-аналық формаларымен бірдей, себебі меристемалар көпшілік жағдайда генетикалық тұрақтылығын сақтайды.
Өсімдіктердің екінші типі бүршіктер мен эмбриоидтардың пайда болуын индукциялау арқылы алынады. Маманданған және каллустық жасушалардан алынған бұл өсімдіктер, жасанды ортада генетикалық тұрақсыздығымен сипатталады және ата-аналық өсімдіктерден біраз өзгеше болуы мүмкін. Сөйтіп, бұл әдісті тек кейбір каллустары генетикалық тұрақтылығымен ерекшеленетін немесе регенераттар арасындағы ауыткушылық табиғи аутқушылық деңгейінен аспайтын өсімдіктерге қолдануға болады.
Бүршіктер мен эмбриоидтардың пайда болуы: 1/ тікелей экспланттың маманданған ұлпаларынан /репродуктивтік мүшелер ұлпаларынан, эпидермистен, субэпидермалық ұлпалардан, жапырақ қабыршағы мезофилліктен т.б. 2/ эксплант жасушаларынан түзілген бастапқы каллустан; 3/ басқа ортаға көшіріп отырғызылған кіштустан.
Енді нақтылы морфогенетикалық реакциялардың негізінде өсімдіктің пайда болуын қарастырамыз. .
3. Қолтық бүршіктердің меристемасының дамуын индумиялау
Қолтық бүршіктің өсуін активтендіру және қолтык, өркенін қолдану, өсімдіктерді вегетативтік жолмен көбейтудің ең кең таралған әдістерінің бірі. Тұтас өсімдіктерде қолтық бүршіктерінің өсуі апикалдық басымдылык арқылы тежеледі. Қолтық меристемаларының өсуін ынталандыру үшін, сабақтың үшын алып тастайды немесе қолтық бүршігін цитокининдермен өндейді.
Қоректік ортаға цитокининдерді енгізу жанама бүршіктердің жаңануына әсер етеді және сан жағынан өте көп қолтық өркендерінің дамуын ынталандырады. Қолтық бүршіктердің отырғызуға дайындайтын өсімдіктерге 10000 лк болатын жарық түсіреді, яғни ондай өсімдіктердің көпшілігіне ең қолайлы температура шамамен 25°С тең болады.
Сонымен, қолайлы жағдайлар толық жасалғаннан кейін, пайда болған каллус белсенді түрде бөліне бастайды да, бүршікке немесе эмбриондге бастама береді. Бүршіктен дамып жетілген, тамырланған өркен мсіі микрокалемшелеу жұмыстары жүргізілсе, онда ол көбейту коэффиииентін айтарлыктай арттырады. Өркендерді тамырландыру, ол тұтас өсімдік өсіріп алудың басты шарты.
Ұрық тәрізді құрылымдар - эмбриондар, бүршіктерге карағанда сабақ пен тамырдың апекстерінің бір мезгілде дамуын қамтамасыз етеді. Каллустық жасушалардың ұрық жасушаларына айналып, одан кейін олардан эмбриоидтардың түзілуі, фитогормондар арқылы реттелетін процесс. Егер, каллустардың маманданбаған жасушаларының эмбриондық жасушаларына айналуына ауксиндер кл-хт болса, ал эмбриондык жасушалардан эмбриоидтар түзілуі үшін фитогормондардың кажеті жоқ. Сондықтан, ауксин концентрациясы ортада толығымен немесе тіпті жоқ болуы керек. Дегенмен, бұл ережені де мүлдем шындық деп қабылдауға болмайды, себебі кейбір өсімдіктер түрлерінде сомалық эмбриогенезді индукциялау цитокининдер мен иббереллшідердің катысуы арқылы жүзеге асады. Сомалык эмбриогенез орхидея және цитрус тұқымдастарына жататын өсімдіктерді микрокөбейту үшін кеңінен колданылады.
Сөйтіп, каллустардан өсімдіктер өсірудің екі жолы да -эмбриоидтар пайда болуы және органогенезі - өте тиімді, кейбір жағдайларда өсімдіктерді микрокөбейтудің жалғыз мүмкін жолдары, мысалы, зәйтүн пальмасы үшін % 4. Тікелей эксплант жасушаларынан косалкы өркендердің және мүшелердің түзілуі экспланттарды жасанды ортада өсіргенде каллустық ұлпалар барлық уақытта бірдей түзілмейді. Кейбір жағдайларда бүршіктердің маманданған ұлпалардан тікелей пайда болғаны байқалады. Өсімдіктердің оқшауланған ұлпаларының жеке жасушалары корреляциялық қарым-қатынастың бұзылуынан дифференцияланып, меристемалық аймактар пайда болуы мүмкін, соларда кейіннен өркендік бүршіктер салына бастайды. іп vitro жағдайында осы қосыңқы бөлшектер эпидермистен, жапырақ қабыршағының мезофиллінен, субэпидермистен пайда болады. Қосалқы өркендерді тамырландырса, тұтас өсімдік алуға қол жеткізуге болады. Осы әдісті пайдаланып жасанды қоректік ортада өскен ұлпалардан бірқатар өсімдіктерді: шегіргүлді, фрезияны, пиязшықтарды т.б. көбейтіп алады. Қосалқы өркендердің жетілуі жанама және интерколярлық /мүшенің ортаңғы, буынаралык/ меристемалардың есебінен жүруі мүмкін. Шығу тегі меристемалық болуына байланысты, бұл өсімдіктер генетикалық жағынан ата - аналық формаларымен бірдей.
Эксплант ұлпаларында пайда болған меристемалық аймақтардағы жасушалардың дифференциалануы эмбриондар түзілуі жолымен жүруі мүмкін, бірақ ондай құбылысты өте сирек байқауға болады.
Соңында былай қорытынды жасауға болады, өсімдіктің тек бір түріне ғана емес, керек десе жеке ұлпалардың өзіне тән нақты морфогенетикалық реакциясын ескеріп, оны клондық микрокөбейту кезінде пайдалануға болады. Ақырында әдіс өсімдіктердегі болатын табиғи мутациялардан асып кетпейтіндей генетикалық тұрақтылықты қамтамасыз етуі керек.
