6. ГАПЛОИДТЫ КЛЕТКАЛАРДЫ ӨСІРУ
Гаплоидтар соматикалық ұлпа клеткаларында хромосомалардың
жартылай саны болатын өсімдіктер. Селекцияның дәстүрлі әдістері
көмегімен (түрішілік және түраралық гибридизация,тозаңдануды
уақытша тежеу, сәулеленген тозаңмен тозаңдандыру және т.б.)
гаплоидтар алу көп уақытты қажет ететін, нәтижелілігі төмен процесс.
Аталық және аналық гаметоифиттерді in vitro жағдайында өсіру
гаплоидтарды аз уақытта алуға мүмкіндік беретін эффективті әдіс
болып табылады. Дегенмен, гаплоидтарды алу өсімдік организміндегі
микро- және макроспорогенездің, тозаңдықтардың, ұрыққабының,
ұрықтың аномальды даму процсстерінс
негізділген жәнс апомиксис
құбылысымсн тығыз байланысты. Ұсынылып отырған оқу құралында
гаплоидтарды биотехнологиялық әдістердің көмегімен алу жолдары
қарастырылады.
6.1. Оқшауланған аталық гаметофитті in vitro өсіру арқылы
гаплоидты өсімдіктер алу
Гаплоидты өсімдіктерге қызығушылықтың негізінде оларды
гомозиготалы өсімдіктерді жылдам алу жұмыстарына пайдалануға
болатындығында жатыр. Гаплоидтарда маңызды мутацияларды
байқау және таңдап алу оңайлау, әрі олардағы гаплоидты
хромосомалар жиынтығын екі еселеу
арқылы пайдалы белгілерді
сақтап қалуға болады. Гомозиготалы линияларды осындай жолмен алу
өсімдік селекциясына үлкен перспективалар ашады, себебі оларды алу
үшін ұзак уақытқа созылатын инбредті будандастырудың қажеті
болмайды. Онан басқа, гаплоидия, гендердің өзара әсері мен
генетикалық өзгергіштігін, олардың тіркесуін, сандық белгілеріне әсер
етуші гендер санын анықтау сияқты шаруашылықта пайдаланылатын
өсімдіктердің сандық генетикалық анализінде кеңінен қолданылады.
Гаметофиттік жолмен дамуға бағдарланған тозаң дәндері in vitro
жағдайында спорофиттік даму жолына көшіп,
клеткалардың бөлінуі
мен жіктелуін зерттеуде өзіндік бір ерекшелігі бар объектке айналады.
Қазіргі уақытта тозаңдықтарды in vitro жағдайында өсіру арқылы
өсімдіктердің 300-ге жуық түрлерінен регенеранттар мен каллустар
алынды. Тозандарды өсіру барысында микроспоралардың өсу және
даму индукциясы екі түрлі бағытта жүруі мүмкін: тікелей (тура) және
тікелей емес (тура емес). Бірінші жағдайда эмбриоидтар тікелей
микроспорадан пайда болады, екінші жағдайда - каллустар түзіліп,
олардан органогенез индукциясы арқылы өсімдік өсіп жетіледі.
Келтірілген бұл екі процесс табиғи жағдайда жүрмейтін ерекше
процестерге жатады. Аталық гаметаның түзілуі генеративті клетканың
1-2
бөлінуінен кейін тоқтап қалады, ал вегетативтік клетка зиготаға
ұқсас бөлінеді де эмбриоидтардың немесе каллус ұлпаларының
бастамасын береді.
Тікелей андрогенездің практикалық тұрғыдан маңызы зор, себебі
тозаңдар, зиготалық клетка сияқты, тозаңдықта өсімдік пайда болғанға
дейін эмбриогенездің біраз этаптарынан өтеді, яғни тозаңдардан
тікелей гаплоидты өсімдіктер түзіледі. Ал
өсімдіктің регенерациясы
каллус арқылы жүрген жағдайда, пайда болған өсімдіктердің бір
тобында хромосомалардың саны гаплоидты болмай қалуы мүмкін.
Кейбір зерттеушілерде андрогенез жолымен алынған өсімдіктер
барлық уақытта гаплоидты болады деген қате ұғым болады, бірақ бұл
олай емес. Тозаңдарды өсірудің бастапқы стадиясында микроспора
геномдарының спонтанды мультипликациясы жүруі немесе қоректік
ортада пайда болған жаңа құрылымдар тозаңдықтың соматикалық
клетка қабықшасынан қалыптасуы мүмкін.
In vitro андрогенездің өнімділігі (тиімділігі) бір-бірімен өзара
тығыз байланысқан көптеген факторларға
байланысты болатындығы
анықталды. Андрогенез индукциясының ойдағыдай жүруінің негізгі
факторларының біріне тозаңдықтардағы микроспоралардың даму
стадиясын анықтау болып табылады.
Жасанды жағдайда тозаңдықтарды өсіруде аталық гаметофиттің
оптималды даму стадиясына, астық тұқымдастардың басым бөлігі
үшін, микроспоралардың бір ядролық стадиясы ең оңтайлы болып
табылады. Бидай мен арпа микроспораларының осындай даму сатысы
өсімдіктің негізгі сабағының ұшынан
алғашқы жапырақтың пайда
болу фазасымен сәйкес келеді. Бірақ, тозаңдықтардың даму сатысын
осылай анықтау барлық уақытта дұрыс бола бермейді, себебі
өсімдіктердің морфологиялық белгілері олардың өсу жағдайларына
байланысты өзгеруі мүмкін. Сондықтан, микроспоралардың даму
сатысын міндетті түрде қосымша цитологиялық
анализ бойынша
анықтап отыр керек.
Микроспоралардың in vitro
дамуына қолайлы әсер стетін
факторларға өсімдіктерді, масактары мен тозандықтарын алдын-ала
суық ауамен өңдеу болып табылады. Суық, төменгі температура
тозаңдықтардың бөлінуін біркелкілендіріп (синхрондап), олардың
тіршілікке қабілеттілігін арттыратындығы анықталды. Осындай
алдын-ала өңдеуді оқшауланған тозаңдықтар үшін де пайдалануға
болады. Дегенмен, алдын-ала өңдеудің барлық өсімдіктер үшін бірдей,
стандартты түрі
болмайды, сондықтан өсімдіктің әр түрі үшін
температура мен инкубация уақытының оптималды варианты
тәжірибе
жүзінде
анықталады.
Жасанды
қоректік
ортаға
отырғызылатын аталық гаметофиттің ең оңтайлы стадиясы – бір
ядролы микроспоралары бар тозаңдықтар.
Достарыңызбен бөлісу: