7 билет Қоректік орталарды модификациялау жолдарын сараптаңыз. Ұрықтарды in vitro өсіруді талдаңыз

Бірінші рет 1925 ж. Ф. Лайбах сібір зығыры мен австриялық зығырдың әдетте ұрпақсыз буданының жас ұрықтары in vitro өсіріп, тіршілік қасиетіне ие өсімдік алған. Содан бастап ұрықты өсіру әдісі түраралық және туысаралық будандардың тіршілікке икемді ұрықтарын сақтап қалу үшін қолданылып келеді. Бұл тіпті постгамдық сыйымсыздықты жеңетін таптырмайтын әдіс болып кетті. Осы әдіспен көптеген түраралық (арпа мен бидай, арпа мен қара бидай, диплоидтық және үшплоидтық күріш сорттары) будандар алынады.

Дағдыдағыдай, будан ұрықтарының ерте мерт болуы олардың клеткаларындағы өзгерістерімен ғана шектелмейді, оларға аномольдық дамып келе жатқан эндосперм мен ұрық қалтасын қоршаған гинецей ұлпаларының теріс әсері тиеді. Сондықтан оларды мезгілінде бөліп алып, in vitro жағдайында өсіріп аман сақтап қалуға болады. Пісіп жетілмеген ұрықтарды in vitro жағдайында нәтижелі өсіру көп факторлармен, ең алдымен оның даму кезеңімен, дифференцияланған деңгейімен байланысты. Дифференцияланудан өткен ұрықтарды өсіру оңайға түседі.

Астық дақылдарының ұрығын табысты өсіру үшін оларда жетілген дәнжарнағы болуы керек, өйтпесе өркен мен сабақ бастамаларының қалыптасуы тежеледі. Мысалы, арпа ұрығы глобулалық кезеңнен дифференциялану кезеңіне тозаңданғаннан кейін 5 тәуліктен соң өтеді. Оның дәнжарнағы 10-шы тәулікке қарай қалыптасады, бұл кезде ұрықтың ұзындығы 0,45 мм шамасы. Будан ұрықтарында даму процессі бәсең жүреді, әсіресе көзге көрінетін морфологиялық дифференциялану басталғанша. Бұл кезде олардың құрылымында аномалиялар пайда болуы мүмкін.

Ұрықтарды бөліп алу мерзімін алғашқы донор өсімдіктердің генотиптеріне байланысты белгілейді. Будан ұрықтың даму деңгейін және будандастыру өткізілген жағдайларды ескере отырып, астық тұқымдасы ұрықтарының ең өтпелі кезеңі, ол тозаңданудан кейінгі екінші декадасы (он күндік) екені белгілі болды.

Дифференцияланбаған (өзіне тән ұлпалары түзіліп аяқталмаған) ұрықтарды өсіру қиынға соғады. Оның басты себебі – жасанды қоректік ортаның құрамына қосылатын гормондық факторлар эндоспермнің табиғи жағдайда түзетін гормондық заттарындай болмауында. Сондықтан in vitro жағдайында ұрықтың дұрыс дамуы үшін жасанды қоректік ортаның құрамын әр өсімдіктің түрііне сәйкес ылғи да толықтырып өңдеу қажет болады. Ұрық пен эндосперм арасындағы тығыз байланыстың болуы, әсіресе эмбриогенездің бастапқы кезеңінде, ұрықтарды in vitro жағдайында өсіргенде айқындалады. Жаңа ғана түзіліп келе жатқан эндосперм мен әбден дамып жетілген эндоспермнің гормондық құрамдарының арасында көп айырмашылыққ бар. Егер жас эндосперм ұрықтың дифференциялдануына себепші болса, пісіп жетілген эндосперм бұл процесті едәуір тежейді. Солай болғандықтан, жетілмеген ұрықтар қоектік ортаның құрамын телғағыш, өте «сезімтал» келеді. Сондықтан қоректік ортаға физиологиялық активтілігі жоғары заттар қосылады. Сонымен қатар жас эндоспермдердің экстракттары да пайдаланылады,  мысалы, кокос жаңғағының, жүгернің, каштанның, т.б. өсімдіктердің. Кейде қоректік ортаға будан ұрықтың қасына тақап немесе аналық өсімдіктерінің эндосперм, нуцеллус және басқа да көбею жүйесінің бөліктерін отырғызу жақсы нәтиже береді.

А. Крузе астық тұқымдастардың жете дифференциаланбаған ұрықтарын кокос сүті қосылған қоректік ортада өсіп жатқан арпаның «бағушы эндоспермнің» үстіне салып өсірген. Бұл эндоспермдер ұрықтардан 2-5 күн ертерек пайда болған. Осындай in vivo жағдайында барынша сәйкес in vitro жағдайда өте кішкентай (шамасы 0,2 мм) түрлі туысаралық будан ұрықтары (арпа х қара бидай, арпа х бидай, арпа х бидайық) дамып жетілген және де өскіндерді берген.

Әлбетте, ұрықты өсіргенде оның тек қана жалпы көлемі емес, ішіндегі клеткалардың саны мен олардың құрамындағы метаболиттердің мөлшері маңызды. Бірақ соңғы көрсеткішті анықтау өте қыйынға соғады, сондықтан цитоэмбриологиялық зерттеу қолайлы келеді. Ол ұрықтың in vitro жағдайында өсуі тоқтаған уақыты мен даму кезеңін белгілеуге мүмкіншілік береді. Т.Б. Батыгина мен В.Е. Васильева шұғынықтың әр түрлерінің табиғи және жасанды жағдайда өскен ұрықтарын салыстырып зерттеді. Соның нәтижесінде эмбриогенездің ең маңызды кезеңі – автономдық кезеңі анықталды. Осы кезеңнен бастап ұрық аналық организмнен тәуелсіз болады, жетіліп, дамып өскін бере алады. Әрбір өсімдіктің түрінде автономдық фазасын анықтау өте маңызды, өйткені сол кезден ол құрамы қарапайым гормоны жоқ ортада дербес өз алдына дами алады. Шұғынықтың ұрықтарының автономдығы жүрек тәрізді кезеңінде, яғни тұқым жарнақтары дифференцияланғанда жүзеге асады.

Сонымен бірге ұрықтарды өсіру үшін олардың дамуына және өнуіне лайықты қоректік орта керек. Универсалдық қоректік орта болмағандықтан, әр жолы оның құрамын іріктеп алу қажет. 1-ші кестеде қоректік ортаға қосылатын ұрықтың өсуіне дұрыс әсер ететін әр түрлі табиғи қосымшалар көрсетілген.

Кейбір өсімдік түрлерінің эмбриогенезіне азоттың органикалық тұзадары, калийдің жоғары концентрациясы әсер етеді.

Ұрықтың дифференциалануы мен өсуіне әртүрлі ерекше қоректік орталар қажет. Ұрықтар жиі каллус түзеді, органогенез нәтижесінде регенерант өсімдіктер шығады. Каллусогенез процесі мен каллустың морфогендік потенциалы көптеген факторларға байланысты (генотип, ұрықтың дифференциалану деңгейі, қоректік ортаның құрамы, т.б).

Тәжірибелер көрсеткендей, көбінесе морфогендік каллуус ұрықтың дәнжарнағынан пайда болады. Әртүрлі өсімдіктердің ұрықтары шамасы бірдей даму кезеңінде каллус бере алады. Мысалы, арпаның ұрықтары 0,8-2,0 мм (яғни тозаңданудан 10-14 күннен кейін), жүгерінің – 1,0-1,25 мм, тритикаленің – 1,0-2,0 мм болып дамығанда каллус береді. Онда үлкен ұрықтар көбінесе өніп тікелей алғашқы ұрықты шығарады, бірақ олардан каллус түзілмейді.