Оқулық Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігі бекіткен Алматы, 2011
Биотехнология əдістерін өсімдіктер селекциясында пайдалану
жүктеу/скачать 4,09 Mb. Pdf көрінісі
|
О улы аза стан Республикасы Білім ж не ылым министрлігі бекіт
| 1. Биотехнология əдістерін өсімдіктер селекциясында пайдалану
Биотехнология – биологиялық үдерістер мен обьектілерді пайдалануға негізделген экономикалық жағынан тиімді де маңызды өнімдер шығаратын ғылым мен өндірістің жаңа бағыты екендігі бізге мəлім. Биотехнологияның осындай салыстырмалы түрде жаңа жəне қарқынды дамып келе жатқан саласының бірі – өсімдік шаруашылығында кеңінен қолданыла бастаған жасушалық селекция əдісі. Өсімдік жасушаларын өсіру деп – асептикалық жағдайларда жасанды қоректік ортада өсімдіктердің жеке жасушаларын, ұлпаларын жəне мүшелерін өсіруді айтады. (стерильденген өсімдік ұлпаларының бір бөлігін Петри табақшасында немесе пробиркадағы агары бар қоректік ортада өсіреді). In vitro жағдайында өсірген өсімдік жасушалары табиғи өсімдікке тəн биосинтездік қасиетін сақтайды. Сондықтан оларды экономикалық маңызы бар заттарды өндіру үшін пайдалануға болады. Өсімдіктерге қатысты тотипотенттік қасиет дегеніміз – жеке өсімдік жасушаларынан бүтін организмнің дамуы екендігін еске сала кетеміз. Осы тотипотенттік қасиеттің бірегей ерекшелігін пайдаланып селекция үдерісі мен өсімдіктерді көбейту жолдарын жеңілдетіп жəне тездетіп ауылшаруашылығында қолданылатын жаңа технологияларды жасауға мүмкіншілік туылды. Мысалы, бөлініп алынған жеке жасушаның, барлық белгілері сақталған, бастапқы бүтін өсімдікті қайтадан шығаруға қабілеттілігі болады. Тотипотенттік қасиет клондық микрокөбейту əдісінің негізгі бастамасы болды. Қазіргі кезде бұл технология, сирек кездесетін немесе жоғалып бара жатқан өсімдіктердің гендік қорларын, бағалы селекциялық обьектілерді жəне вирустан таза залалсыздандырылған өсімдіктерді көбейту үшін нəтижелі қолданылады. Осындай жолмен алынған апикальдық меристема жасушаларының клондары (бір жасушаның ұрпақтары) вирустан таза болады. Соның арқасында қазір бағалы жертүйнек (картоп) сұрыптарының, жүзімнің, көкөністердің, жеміс-жидек, əсемдік өсімдіктердің, ағаш тұқымдастарының көшеттерін мол шығаратын рентабельді технологиялар жасалуда. Жаңа сорттарды шығару 4 принципке негізделген. 1. Будандастыру. 126 2. Рекомбинация. 3. Мутация. 4. Сұрыптау. Бұл принциптердің барлығы in vitro жағдайында жүзеге асырылады. Жасушаларды in vitro жағдайында өсіру əдісі генетикалық базисті кеңейтуге, селекция үдерісін жеңілдетуге жəне түзетуге, генетикалық алуан түрлілікті байытуға жəне тіпті табиғатта бұрын-соңды болмаған жаңа формаларды жасауға мүмкіншіліктер ашады. Жасушадан өсіру əдісі арқылы генетика тұрғысынан өзгертілген өсімдіктерді, дағдылы селекциялық əдістеріне қарағанда едəуір тезірек алуға болады. Пробиркада өткізген ұрықтану жəне ұрықты өсіру əдістері арқасында, тектері алыс өсімдіктерді будандастыру кезіндегі кездесетін сəйкессіздікті жеңіп, өміршең, түраралық жəне туысаралық будандарды шығаруға болады. Сонымен, жыныс жолымен будандаспайтын өсімдіктерден денелік жасушаларын (сомалық) будандастыру арқылы будан алуға болады. Протопластар қабығы жоқ жасушалалар екендігі белгілі. Олар белгілі жағдайда бірімен-бірі құйылысып, қосылып будан жасушасын түзеді. Осы жасушадан кейін будан өсімдік пайда болады. Тікелей ДНҚ-дық деңгейінде өткізілетін жасанды өзгерістер арқылы нəсілдік қасиеті өзгерген өсімдіктерді, тіпті мүлде жаңа формаларды шығаруға болады. Өсірген жасушаларда мутацияларды қоздырып, оларды сұрыптап алып, кейін регенерант өсімдіктерін шығару – генетикалық базисті (гендік қорын) кеңейтудің бір жолы. Бұны жасуша деңгейінде өткізілетін селекция деп атайды. Шаруашылық үшін ең маңыздысы, осы əдіспен жоғары жəне төмен температураға, тұздарға, гербицидтерге, патотоксиндерге төзімді мутант жасушаларын сұрыптап алу болып табылады. Сондықтан, селекция үдерісінің тиімділігін арттыру бағытында in vitro технологияларының мүмкіншіліктері зор деп есептелінеді. Бірақ бұл технологиялар генетика мен селекциялық жұмыстардың дағдылы əдістерімен үйлестірілгенде ғана, барынша бірдей регенерант өсімдіктер негізінде, алғашқы каллус арқылы алынады. Қайта- қайта көшірілген каллуста, өздігінен өткен мутагенездің арқасында цитогенетикалық əртектілік байқалады. Осындай каллустан алынған регенеранттардың бастапқы материалдан елеулі айырмашылықтары болады. Мұндай өсімдіктер денелік (сомалық) варианттар деп аталады. Олар селекцияда өсімдіктердің генофондын кеңейтетін жаңа формаларын алу үшін пайдаланылады. Қазіргі кездері, сирек кездесетін немесе жоғалып бара жатқан өсімдік түрлерінің генофондын сақтап қалу үшін жəне селекцияға бағалы обьектілері мен қосымша заттарды бөліп шығаратын құнды жасуша штаммдарын сақтау мақсатында – гендер банкін жасау əдістері жете зерттеліп жатыр. Гендер банкісінің негізгі мəні – өсімдік жасушаларын сұйық азотта (t˚-196 0 С) ұзақ сақтаудан тұрады. Қазірдің өзінде осындай жолмен сақталған көптеген өсімдіктердің өте қатты мұздатылған жеке жасушаларынан, еріген соң бөліне келе морфогенез арқылы ұрық бере алатын өсімдіктерді алуға болады. |