Микроспоралардың in vitro жағдайында дамуы және өсімдіктер регенерациясы

Микроспоралардың in vitro жағдайында дамуы бірнеше жолмен қамтамасыз етілуі мүмкін. Бірлі-жарымы гаметофиттік даму жолынан ауысып эмбриоидты түзеді. Басқалары дедифференцияланып, каллусқа айналады. Тағы біреулері микроспорогенез бен гаметогенез жолын жалғастырады, яғни пісіп жетілген тозаңға айналады. Ал тағы бір тобы біртіндеп ыдырап құриды. Н.Сандерленд сасық сеңдуананың микроспораларын in vitro өсіріп, олардың бастапқы кездегі даму жолдарын зерттеп, табиғаттағы in vivo даму жолынан айырмашылығын көрсеткен.

In vitro жағдайында микроспора тепе-тең бірдей екі жасушаға бөлінуі мүмкін. Ал in vivo дағдылы жолмен бөлінгенде пайда болатын екі жасушаның бірі генеративтік, бірі вегетативтік жасушалар. Ол екеуінің көлемі жағынан айырмашылығы бар. Бұндай гаметофиттік жолдан спорофиттік жолына ауысу Datura innoxia, Nicotiana tabacum түрлеріне тән.

Микроспора көлемі бірдей емес екі жасушаға бөлініп, вегетативтік және генеративтік жасушаларды түзеді. Бұ табиғи жолға ұқсас. Генеративтік жасуша бірінші митоздан кейін кері кетеді. Вегетативтік жасуша көп бөлініп одан әрі зиготалық даму жолына түседі. Бұндай даму жолы Nicotiana tabacum, Datura metel, Hordeum vulgare, Triticum aestivum т.б. өсімдіктерде байқалған. Кей кезде тек қана генеративтік жасуша бөліне бастайды, немесе екеуі де (вегетативтік пен генеративтік жасушалары) бірдей бөлініп, спорофитті түзеді. Микроспораның атап өткен бөліну бағыттары көпжасушалық гаплоидтық құрылымдардың (глобула, эмбриоид) пайда болуына себеп болады. олардан гаплоидтық регенерант өсімдіктері шығады.

Егерде вегетативтік жасушаның ядросы генеративтік жасушаның ядросымен қомылап кетсе, пайда болған диплоидтық жасушадан түзілген өсімдікте әрине диплоидтық болады. Сонымен қатар, диплоидтық өсімдіктер мейоз кезінде кейбір кемістіктері пайда болған микроспоралардан және зндополиплоидия өтуі салдарынан түзіледі. Микроспоралардың даму бағдарламасы гаметофиттік жолынан спорофиттік жолына ауысуының себептері белгісіз, және де бұл процеске қалыпты немесе кемістіктері бар микроспоралар қатыса ма деген сауалға әлі де жауап жоқ. Әдетте, микроспоралардың даму бағытына әр түрлі факторлар әсер етеді: микроспораларға тән табиғи полиморфизм, микроспораларлың дамуындағы ауытқу, микроспоралардың бөліну шүйкесінің орналасуы. Микроспоралардың гаметофиттік даму жолынан спорофиттік жолына ауысуы генетикалық деңгейінде анықталады, бірақ оның жүзеге асуы нақтылы физиологиялық жағдайлар мен түрлі индукциялау факторларға байланысты. Микроспораның даму бағыты ең алдымен оның даму кезеңімен белгіленеді, және өсіретін қоректік ортаның гормондық құрамына байланысты болады.

Микроспорадан түзілген көпжасушалық құрылым дами келе эмбриоидқа айналса, одан шыққан регенерант өсімдік тікелей андрогенездің нәтижесінде пайда болады. Ал егерде көпжасушалық құрылым каллусқа айналса, одан шыққан регенерант өсімдік жанама андрогенез нәтижесінде пайда болады.

Тозаңқаптағы мыңдаған микроспораларлың ішінде тек қана кейбіреулері ғана эмбриоидты түзеді. Бұл құбылыс генетикалық деңгейде белгіленуі ықтимал. Эмбриогендік микроспоралардың саны түрлі стресс ықпалдарынан арта түседі. Мысалы, төмен және жоғары температура, ионизация туғызатын сәулелер. Тікелей андрогенез үшін донорлық өсімдіктің физиологиялық күйі, тозаңның даму кезеңі, қоректік ортаның құрамы және өсіру жағдайларынң маңызы зор. Көптеген өсімдіктерде микроспораның спорофиттік жолмен дамуы үшін бір ядролық кезеңі ең қолайлы болады. Каллустан шыққан өсімдіктердің бәрі гаплоидтық бола бермейді, сондықтан гаплоидтарды жаппай алу үшін ең жақсысы эмбриоидогенез арқылы өтетін тікелей андрогенез.

В.Ананд қызметтестерімен темекінің (Nicotiana tabacum) тозаңқаптарын өсіргенде, эмбриоидтардың үш түрі пайда болғанын байқаған. Олар вегетативтік жасушаның, генеративтік жасушаның және ол екеуінің де бірге бөлінуінен түзілген. Осы эмбриоидтардан гаплоидтық өсімдіктер алып, оларды топыраққа көшіріп, гүлденуге дейін өсірген. Олардың жапырақтары мен гүлдерінің морфологиялық құрылысын зерттегенде, бұл өсімдіктер де бір-бірінен айырмашылықтары бар үш типке бөлінген. Тозаңқаптар мен микроспораларлы өсіргенде, каллустың екі типі пайда болатыны көрсетілген: біріншісі – әр түрлі гетерогендік жасушаларынан тұрған, екіншісінің құрамында меристемалық жасушалар ошағы болған. Регенерация прцесі екінші каллуста өте жеңіл өткен, себебі меристемалық аймақтардан өркендер тез өсіп шыққан.

Протопластарды қосу арқылы будандастыруды әр түрлі атайды: сомдық будандастыру, парасексуальды будандастыпу, жыныстық емес будандастыру. Сонда да, көбінесе бірінші термин қолданылады, ал пайда болған будан сомалық будан деп аталады.

Протоплас бөтен ДНҚ-ны қабылдай алатын өте ыңғайлы жүйе. Сол ДНҚ жасушаға енгізіп және оның экспрессиясын қамтамасыз ету арқылы генетикалық өзгертілген өсімдіктерді алуға болады. сөйтіп, протопластарды бөліп алу, өсіру, қосу және оларға жасушалық органоидтарды, жеке хромосомаларды, тіпті ДНҚ енгізу генетиктер мен селекционерлерге будан өсімдіктердің алуан түрлілігін арттыруға мүмкіншілік туғызады.