Білім беру бағдарламасы бойынша Жеке тапсырма тақырыбы Биотехнологиялық объект ретінде өсімдік жасушаларын өсіру
жүктеу/скачать 1,77 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Студенттің практика бойынша Е С Е Б І
- Жеке тапсырма тақырыбы
|
Ф.7.05-02 ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРЫ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ М.ӘУЕЗОВ атындағы ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН УНИВЕРСИТЕТІ Химиялық инженерия және биотехнология жоғары мектебі факультеті (ЖМ) Биотехнология кафедрасы Студенттің практика бойынша Е С Е Б І Оқу практикасы (практиканың атауы) 6B05120 Биотехнология білім беру бағдарламасы бойынша Жеке тапсырма тақырыбы Биотехнологиялық объект ретінде өсімдік жасушаларын өсіру
Шымкент 2023ж. Жоспар
1.Биотехнология ғылым ретінде
Мен Сатыбалдиева Саламат Абдуалиқызы өндірістік тәжербиемді « Оңтүстік-Батыс мал және өсімдік шаруашылығы ғылыми зерттеу институтында» ЖШС-де өттім .Тәжірибнің өту аралығы 05.06.2023-16.06.2023.Өндірістік тәжербиеден өтетін мекеменің құрылысымен,ол мекеменің бөлімдерімен,атқаратын қызыметтерімен,қауіпсіздік ережелерімен,жұмысқа қатысты заттармен,ақпараттық жүйелермен танысу.Сонымен қатар,қазіргі таңдағы технологиялармен,ақпараттық жүйелермен бағдармалармен танысу және солармен жұмыс жасап көру.Мекеменің желілік байланыстармен танысу және мүмкіндік болып жатса,теориялық алған білімімді іс-жүзінде жасап көру.Алдағы аталған мақсаттарға қоса өндірістік тәжербие барысында ұйымның өзіне тән программалармен танысып,солармен жұмыс істеу.Қазіргідей әлемдік ғаламдану процесі кезінде ақпараттыр ағымынан адам баласы өзінің ұдайы дамып отыруына керекті ақпараттар саралап,пайдалану білу-бүгінгі уақыттағы басты мәселе. Қазіргі кезде биотехнология ғылыми – техникалық үрдістердің негізгі басым бағыттарының бірі болып табылады. Биология және техника ғылымдары, генетикалық және ұлпалық инженерия салаларының жетістіктері негізінде адамзат өмірінің деңгейін айтарлықтай жоғарылату тірі ағзалардың барлық мүмкіншіліктерін пайдалануға болады. Биотехнологиялық өнімдерді өндіру арқылы өндірістік – технологиялық , экологиялық және әлеуметтік – экономикалық өзекті мәселелерді жақын аралықтарда және стратегиялық жоспарлар құру арқылы шешіледі. Әрбір елдер, оның ішінде Қазақстан Республикасы үшінде ұлт саулығын, экономиканың тұрақтылығын және қорғаныс қабілеттілігін арттыру өте маңызды, әрі күрделі мәселе болып отыр. Бұл мәселені шешуде биотехнологияға басты назар аударылуы тиіс. Әсіресе, биотехнология ауыл шаруашылығы өндірісіне кеңінен қолдануға бағытталу қажет. Өйткені, біздің еліміздің стратегиялық мақсаттарында халық шаруашылығы осы салаға көп көңіл бөледі. Биотехнология - биологиялық процестер мен объектілерді пайдалануға негізделген, экономикалық жағынан тиімді де маңызды заттар өндіру және жоғары өнімділігі бар микроорганизмдер штаммдарын алу, өсімдіктердің сорттары мен формларын, жануарлар асыл тұқымдарын шығаратын ғылым мен өндірістің жаңа бағыты. Өсімдіктер биотехнологиясы - жалпы биотехнология ғылымының күрделі бір саласы. Тарихи тұрғыдан адамзат көне заманнан бері тіршілігі үшін өсімдіктерді пайдалануда. Дағдылы өсімдік шаруашылығы бүтін өсімдіктерді өсіріп қолданады. Ал өсімдіктер биотехнологиясында істелетін жұмыстар жасанды қоректік ортада өскен клеткаларды пайдалануға негізделген. 2 . Өсімдіктердің мүшелерін және жекелеген бөліктерін өсіруді алғаш рет ХІХ-ХХ ғасырда неміс ғалымдары бастаған. Карл Рехингер 1883 жылы алғаш рет бүршіктерді, тамыр және сабақ үзіндісін өсіруге ниет етіп көрді. Ол каллустың түзілуін байқады, бірақ қоректік ортаны дұрыс таңдамауынан ұзақ уақыт дақылды өсіре алмады. Жасушаларды өсіру принципін алғаш рет 1902 жылы Габерландт сипаттады. Ол жапырақтың пареихимиялы жасушаларын өсірді. Қоректік орта ретінде Кноп ерітіндісіне сахароза, аспарагин және пептон қосып қолданды. Бірақ ол өз ойын эксперименталды түрде дәлелдей алмады. Өйткені ол зерттеу нысаны ретінде дұрыс нысан алмады, яғни эмбринальды өсуі және белсенді бөліне алмайтын жасушалар алды. Алғаш рет in vitro жағдайында жекелеген жасушалардың өсіруге болатындығын тірі жануар - жасушасында дәлелденген. Өсімдіктер биотехнологиясы және оның ерекшелігі Өсімдіктердің биотехнологиясы – бұл өсімдік текті жаңа өнімді жоғары сұрыптар мен линиялар, биологиялық белсенді қосылыстарды алуға бағытталған ғылым саласы. Өсімдіктердің шаруашылықтағы бағалы сұрыптары ( бидай, жүгері, күріш, соя, картоп) барлық уақытта селекционерлердің назарында болып келеді. Ауыл шаруашылықты дақылдардың өнімін жоғарлату, олардың жағымсыз ауа райына, әртүрлі ауруларға тұрақтылығын жоғарлату қазіргі уақытта да әрбір мемлекеттің экономикасында маңызды мәселелерінің бірі болып келеді. Қазақстан да бұдан тыс қалған емес. Оның сотүстік аймақтарының көп бөлігінде дәндә-дақылдар, оңтүстігінде – мақта мен күріш, және айтарлықтай барлық аймақтарында картоп өсіріледі. Өсімдікті өсіруде қарқынды әдістә қолдану нәтижесінде 20 ғасырдың 50-60 жылдарында экономикалық дамыған мемлекеттерде дәнді дақылдардың өнімі 2-3 есе өскен. Ауруларға, зиянкестерге төзімді, топырақ өңдеудің интенсификациясы факторларын қабылдағыш, қысқа сабақы сұрыптары алынды. Тұқымның сапасын жақсартуға, олардың келесі егу кезеңінде дайындауға және т.б. егін шаруашылығына бағытталған жаңа технологиялар қолданыла бастады. Өткен ғасырдың 60-шы жылдары “жасыл революция» деген сөз тіркесі пайда болды, бұл кезде тек дамыған елдерде ғана емес, сонымен қатар Мексика, Филлипин сияқты және т.б. дамып келе жатқан мемлекеттерде қарқынды технология бидай мен күріштің өнімін жоғарлатуға мүмкіндік берді. Дәстүрлі селекциялық жұмыстармен қатар қалемше (черенок), клоннан бүтін өсімдікті алу үшін тәжірибелер жасалды, өсімдік микроорганизмінің изоляцияланған тіндермен зерттеулер жүргізіле бастады (klon – өсімдікті өсіруге жарамды қалемше немесе өскін; Уэббер, 1903 ж.). 1892-1902 жылдар аралығында неміс ғалымы Хаберландт, Фехтинг және Рихенгер сахарозасы бар ерітіндіге бақ-бақ пен теректің сабағын салып біріншілікті каллусты алғаш алды. Бірақ каллустан бүтін өсімдік алу әрекеті іске асырылмады. Осы бағыттағы жұмыстардың көптеген елдердің ғылыми селекционерлері жалғастырды. Бұл зерттеулердің негізінде өсімдік жасушаларының типотенттік қабілеті туралы гипотезасы жатты, яғни осындай жасушаларға олардың суі үшін қажетті жағдай туғызғанда, бүтін бір өсімдікті алуға болатыны анықталды. Регенерация нәтижелері қоретік орта құрамы мен өсіру жағдайларына байланысты. 1930 жылы американдық зерттеуші Робинс пен неміс ғалымы Коте тығыз қоректік орталарда томат пен жүгері тамырларының ұштары меристемаларын өсіру мүмкіндіктерін крсетті. Бірақ белгілі уақыттан кейін өсімдіктердің тіні қоңырланып өле бастаған. Француз Готре өсімдік тінін ұзақ уақыт in vitro жағдайда қоректік ортаны жаңасына ауыстыра отырып өсіре алады. Тек өткен ғасырдың 50-ші жылдары ғана Ж. Морей ғалымы клонды микрокөбею жолымен орхидеяның апикальді меристемасынан in vitro жағдайда бүтін өсімдік алды. Апмкальді меристемада (сабақтың ұшында орналасқан және жетілдірілмеген жасушалардан тұратын мөлшері 0,1 мм-ден аспайтын бөлігі; бұл бөлік барлық уақытта өсіп өсімдіктің мүшелерін түзеді) вирустар болмайды, сондықтан меристемалардың көбею жолымен сау, вируссыз өсімдіктер алуға болады. Меристемалардың жасушалары бөлініп, одан 5-6 жапырағы бар кішкентай өсімдіктер түзіледі. Бірнеше апта бойы өскен сабақты 5-6 кішкене бөліктерге бөліп, олардың өсуіне қажетті жағдай жасап, бүтін өсімдік алады. Осындай жағдайларда өсе алатын өсімдіктерді өсіру үшін, қолайлы өсу жағдайларын анықтау бірнеше жылдарға созылады. Өсімдіктің биотехнологиясының дамуының жетістікері өсімдіктің өсуімен көбеюін жоғарлататын фитогомондардың, биологиялық белсенді заттардың ашылуына көп әсер тигізді. Фитогормондардың зерттелуі өткен ғасырдың 20-шы жылдарында басталған. Неміс ғалымы Ф. Гегель гомонды заттардың бір тобын – ауксиндер, атап айтқанда индолил-сірке қышқылы (ИСҚ) бөліп алды. Ол ИСҚ сабақтың апикальді меритемаларында болатынын және олардың өсімдік жасушасының созылуын, бөлінуін және жетілуінің реттелетінін көрсетті. Фитогормондардың басқа тобы – гиббереллиндер 1926 жылы ашылып, химиялық таза түрі 1938 жылы Жапонияда алынды. Олар сабақтың өсуін қоздырса, тамырдың өсуін басып, ол жапырақтың өсуіне әсер етпейді, меристемалық тіннің белсенділігін жоғарлатады. Өткен ғасырдың 50-шы жылдары фитогомондардың тағы бір тобы – цитокинидер ашылды. Олар өсімдік жасушаларының бөлінуін белсендіріп, тамырдың апикальді меристемаларында синтезделеді. Митоздың инициациясы үшін қолайлы жағдай тудыратын (ДНҚ жетілуі мен репликациясы) ауксиндерден айырмашылығы цитокинидер жасушаның бөлнудің келесі сатыларын күшейтеді (РНҚ-полимераза жұмысын, РНҚ түзілуі мен ақуыздардың синтезі; органогенезді бақылау). Цитокининдер олардың жасыл түсін сақтап, жапырақтарының қартаюынан қорғап қанақоймай, жапырақтың дамуының алғашқы сатыларында хлоропласттардың түзілуін және хлоропластты РНҚ мен ақуыздардың синтезінің белсенуі нәтижесінде, олардың өсуі мен бөлінуі бақылайды. Олар абиотикалық фактарларға төзімділікті жоғарлатады: температураның зақымдаушы әсеріне, ығалдың жеткіліксіздігіне, топырақтың тұздалуына және т.б. Баяулатқыш әсерге ие фитогормондар зерттеліп бөлініп алды. Мысалы, абсцизді қышқыл алғашқы рет мақтаның жас қауыршығынан бөлініп алынды. Бұл фитогомон күшті ретарднатты (вегетативті өсуді тежейтін), нуклеин қышқылдрдың, ақуыздардың, хлорофилдің ыдырауын жоғарлату әсеріне ие. Фитогормондар селекцияда, өсімдіктерді микроклональды көбейтуде, реттелуінде қолайлы түрде кеңінен қолданылып жүр. Осылайша қалемшелерді тамырландыру үшін қоректік орталарға отырғызу алдында ауксинмен өңдеу олардың тамырлану үрдісін жоғарлатады. Ф. Скуг пен К. Миллер алғашқы ретфитогормондардың темекі каллусының жетілдірілмеген тіндерінің органогенезін реттеу қабілетін байқаған. Олар ауксин мен цитокининнің көмегімен каллустардың тамырлары мен бүршіктенуін шақырған. Өсімдіктердің өсуі маен көбеюін реттейтін фитогомондармен қатар өсімдік организмінің қошаған ортаның қолайсыз абиотикалық және биотикалық факторларына тұрақтылығын туғызатын адоптогендер ашылды. Мысалға, антиоксиданттық әсері бар мивал (жасуша мембрагасын тұрақтандырады, ақуызды-лиипдті байланыстарды нығайтады, жасушалық мембрананың құрылымдық беріктігін жоғарлатады), Е витаминінің синтезін б елсендіретін крезоцинді алуға болады. Этилен деген басқа адоптоген антибиотикалық белсенділігі бар өсімдіктер бөлетін фитоалексиннің синтезін жоғарлатады және жәндіктердің, шыбын-шіркейдің ас-қорыту жолдарының хитинін және фитопатогенді саңырауқұлақтардың жасушалық қабырғасының хитин тәрізді заттарны бұзатын хитиназа ферментінің белсенділігін жоғарлатады. Қазіргі уақытта өсімдіктерді микроклоналды көбеюі мен фитогомондармен адаптогендерді жаңа әдістемелерін бірге қолдану, өсімдіктердің бағалы дақылдарын алуының тиімді жолы болып отыр. Франциядағы таралған барлық гүді дақылдары осы тәріздес технологиямен алынған. АҚШ-та жемісті, сәндік, көкөністік дақылдардың көшетті материалдарын он шақты көшеттерден мироклоналды көбею технологиясымен алады. Гүлдердің вируссыз түрлерін, оның ішінде раушан гүлінің вируссыз түрлерін шығаруда Голландия негізгі өндіргіші болса, алма, өрік мен шабдалыны шығаруда бірінші болып Италия тұр. Өсімдіктер генофондын көшеттіктерде сақтау мен көбейту, өсімдіктердің сомалық жасушаларын сұйық азотта криоконсервациясы (-1960С) ғылыми және өнеркәсіпті орныдарды бағалы сұрыптары мен түрлері қамтамасыз ететін өсімдіктер биотехнологиясының қарқынды дамуының негізгі түбі болып келеді. Өсімдіктер биотехнологиясының даму тарихының тағы бір бағыты, ол – тамырлар мен жемістерден алынған изоляцияланған протопласттарды қолдану, олардың in vitro жағдайда қосылып, сомалық гибридтерді жасау болып табылады. Изоляцияланған протопласттар 1960-шы жылы ферментативтіәдіспен көптеген мөлшерде алынған бодатын. Кейіннен протопласттардың өздігінен қосылу нәтижесінде жынысты көбеюсіз гибридтердің жаңа және көптеген мөлшерін алуға мүмкіндік туды. Бірақ изоляцияланған тіндер мен жасушаларды in vitro жағдайда дақылданғанда көбіне каллусты тін қолданылады, ал изоляйияланған жасушалық суспензиялар мен протопластар іргелі ғылыми зерттеулер үшін ең керекті құрамы болып келеді. Өсімдіктер биотехнологиясының әдістемелері түпкілікті дерлік рекомбинантты ДНҚ технологиясының ашылу арқасында өзгерді. Гендік инженерия көмегімен вирустарға, гебицидтерге тұрақты, жемістердің пісіп жетілу уақыты өзгерген, гүлдерінің түсі өзгерген, тұқымдарының тағамдық құндылығы жоғарлаған және т.б. трансгенді өсідіктер алуға мүмкіндік туады. Трансгенді өсімдікті алу, түрленген микроорганизді алу сияқты тиімді вектролы жүйені керек етеді (көбіне олар плазмидалар мен бактериофагтар). Ғалымдар векторлар есебінде Agrobacterium tumefaciens плазмидасын қолданды (бұл бактерия – ол өзінің өмірлік кезеңінде өсімдік жасушасын трансформациялай алады, яғни бұл үдерісті ол өзінің плазмидасын өсімдік жасушасына енгізіп, оған жаңа геномдарды тасымалдау арқылы жүргізілетін фитопатоген (H. De Jreve et al..,1982). Зерттеулер нәтижелерін қорытындылай келе ғалымдар былай деп жазды: «Транегенді өсімдіктерді алу үшін тиімді векторлы жүйе керек. Осындай жүйелерді құрудың алғашқы қадамы, топырақты бактерия Agrobacterium tumefaciens-тың Ті-плазмидасын қолданудан бастады, өйткені инфекцияланғаннан кейін қос жарнақты сезімтал өсімдіктерге Ті-плазмидасының (Т-ДНҚ) бір бөлігі реципиент – өсімдік жасушасының тура хромосомды ДНҚ-сына енеді. Бірақ трансформацияланған өсімдіктерді Ті-плазмидалармен инфекциялағанда, өсімдіктердің қалыпты өсуіне бөгет жасайтын «корончатый галл» - істің пайда болуына алып келеді. Сондықтан өсімдіктер трансформациясын жүргізу үшін векторлар есебінде Ті-плазмидаларды қолданар алдында ісіктердің түзілуінің алдын алу керек. Интактты және түрленген Т-ДНҚ-мен транскрипцияланатын мРНҚ зерттеу нәтижесінде «корончатый галдың» түзілуіне жауап беретін гендер Т-ДНҚ орналасқаны анықталды. Бұл жағдай Т-ДНҚ-дағы осы гендерді алып тастауға және оны гомолокты рекомбинация көмегімен Ті-плазмидаға, кейіннен өсімдік жасушасына енгізуге болатынын көрсетеді. Хромосомалы ДНҚ-ға кәдімгі әдіс арқылы енгізілген Ті-плазмида өзінің де енді «корончатый галл» гендерінен айырылған Т-ДНҚ тасиды. Осы жүйенің келесі маңызды қадамдарының бірі бөгде маркерлі генді және зерттеушіні қызықтыратын генді Т-ДНҚ-ға енгізіп, оларды қожайын өсімдіктің хромосомалық ДНҚ трансформациялау болып табылады. Ті-плазмида негізіндегі векторлы жүйе әдісі әлемде барлық елдерде кеңінен қолданысқа енді. Оны трансгенді өсімдіктерді алу үшін мыңдаған зертханаларда қолданады. Өсімдіктерді өсіруге генді инженериялық технологияны кеңінен қолдану нәтижесінде гербицидтер мен шыбын-шіркейлерге тұрақты соя, қант қызылшасы, картоп, жүгері, мақта, томат; коллорад қоңызына және фитопатогендерге тұрақты картоп; тұздануға, тоттануға, фузариозға тұрақты бидай сабағы және т.б. алынды. Әлемде трансгенді өсімдіктерді өсіру аумағы 50 млн. Гектардан асады, оның 80%-ын соя мен жүгері алып жатыр. 1 904-1907 жылдары Роберт Хариссон бақаның нейро жасушасын нимфатикалық сұйықтықта өсірді. Содан кейін қоректік орта ретінде қан плазмасы лимфа және жатыр сұйықтығы алынып жануарлар ұлпасын өсірудің негізгі тәсілдері жасалды. Өсімдік мүшелерін және жекелеген бөліктерін өсіруде ботаниктердің қолданған алғашқы қоректік орта өте жабайы болып табылды. Өйткені оның негізгі құрамы минералды тұздардың қоспасы болып табылатын. Өсімдік ұлпаларын бір мезгілде өсіруде В.Кноп германияда және В.Роббинсон Америкада 1922 жылы айтарлықтай жетістікке жетті. Жасушалық биотехнология жасушаның тіршілік ету қабілетіне және оның in vitro жағдайында өсе алатынына олардың тотипотентілігіне және регенерациясына негізделген. Биотехнологияда жекелеген ұлпаларды өсіруде қолданылатын қоректік ортада және стерилді ортада (in vitro) өсіру тәсілі құнды генотиптерді, эмбриогенезді, сақтау және көбейту, сондай-ақ отырғызылатын материалды сауықтыру үшін пайдаланады. Өсімдіктер биотехнологиясының негізгі объектілері, ол тұтас өсімдіктерден оқшауланып алынған жасанды қоректік ортада асептикалық жағдайда өсірілетін. жеке клеткалар, ұлпалар және өсімдік мүшелері. Бұндай IN VITRO жағдайында клеткаларды, ұлпаларды және мүшелерді өсіруді жалпы клеткаларды өсіру деп атайды. Қандай болса да өсімдік клеткалары IN VITRO жағдайында қайтадан эмбриондық күйіне айналып, тұтас өсімдіктерге бастама бола алады, олардың бір қалыпты өсуге, гүлдеуге және ұрпақ беруге қабілеті бар. Қоректік ортада өскен осімдік клеткаларының осындай ғажайып қасиетін тотипотенттілік деп атайды. Бұл құбылыс казір биотехнологияда селекция жұмыстарын тездету мен жеңілдету және өсімдіктерді көбейту үшін табысты түрде қолданылуда. Тағы да ескеретін жағдай, ол клеткаларды жасанды ортада өсіру әдісі, дағдылы селекция әдістеріне карағанда генетикалық жағынан өзгерген өсімдіктерді тез алуға мүмкіндік жасайды. Клеткаларды жасанды ортада өсіру өдістері алдымен генетикалық базисті кеңейю жолы арқылы селекцияның тиімділігін арттырады. Бүған селекция процесстеріне кең көлемде мәдени өсімдіктердің жабайы туыстарын қатыстыру арқасында қол жеткізуге болады. Мысалы, пробиркада ұрықтандырылған одан кейін үрықты жасанды ортада өсіру әріден будандастыру кезіндегі ұрықтану және ұрықтанудан кейінгі сәйкессіздікті жеңіп, тіршілікке қабілетті түраралық және туысаралық будандар алуға мүмкіндік жасайды. Өсімдіктердің жаңа формаларын толық жасанды жолмен алуға болады, ол клеткалық және гендік инженерия әдістері. Клеткаларды жасанды жолмен будандастырып, яғни протопласттарды қосып, будан клетка алып, одан будан өсімдіктерді шығаруға болады - бұл клеткалық инженерия әдісі.Тікелей ДНҚ-ы деңгейінде генетикалық айлалы әрекет жасау арқылы генетикалық трансформацияны іске асырып, өсімдіктердің толықтай жаңа формаларын алу - гендік инженерия міндеті. Өсімдіктердің өнімі мол, төзімділігі жоғары формаларын клеткалық деңгейдегі селекцияны жүргізіп, мутант клеткалардан тұтас өсімдіктер өсіру арқылы алуға болады. Клеткаларды жасанды ортада өсіру әдісі гаплоидтық өсімдіктер алу үшін де өте тиімді. Өсімдік клеткалары іп vitro жағдайында тұтас өсімдікке тән биосинтездік қабілеттілігін сактайды, соңдықтан экономикалық маңызды клеткалық зат алмасу өлшемдерінің көзі бола алады. Өсірілетін клеткалардың бұндай ерекшеліктері өндірістік жолмен құнды заттарды алу мақсатында жаңа технологиялар жасау үшін пайдаланылуда. Сонымен, барлық биологиялық білімдерді тәжірибеде қолдану арқылы жалпы адамзаттың алдында тұрған мәселелер, оның ішінде адамзатты азық-түлікпен жөне дәрі-дәрмекпен камтамасыз етуде, өсімдіктер биотехнологиясының болашақтағы мүмкіндігі өте үлкен. 4. Биотехнологиядағы жекелеген жасушаларды және ұлпаларды өсіру үш бағытта қолданылады. Б іріншісі, жекелеген өсімдік жасушаларының құнды медицина, парфюмерия, косметика және басқа да өндіріс салаларының екінші реттік синтезін алуға қабілеттілігіне байланысты. Екінші реттік синтез өнімдеріне алкалоидтар, стероидтар, гликозидтер, гормондар, эфир майлары және т.б. жатады. Екінші реттік заттарды алу сұйық (суспензиялық өсіру) немесе қатты қоректік ортада каллусты ұлпаларды өсіру арқылы алынады. Жасушалық технология негізінде медициналық препараттар, диоспорлі жасушасынан диосгенин, жылан раувольвин жасушасынан аимолин, женьшен жасушасынан сергітетін заттар алынады, олар, медицинада және парфюмерияда сәтті қолданып келеді. Жасушалық селекция пайдалану арқылы өсірілетін жасуша өнімі нәтижесін де өсімдік өнімділігін айтарлықтай жоғарылатуға болады. Екінші реттік синтез өнімін алудың бұл мүмкіншілігі арқылы жыл бойы өсіруге және одан мол өнім алуға болады. Екінші бағыт – бұл жекелеген ұлпаларды өсіру отырғызылатын материалды сауықтыруға және көбейту үшін пайдаланады. Өсімдіктердің клональды микро көбейту деп аталатын бұл тәсілі бір ғана меристемадан жылына жүздеген мың өсімдік алуға болады. Үшінші бағыт - өсімдік селекциясында жекелеген жасушаларды қолдану. Бұл тәсіл арқылы тез өсетін өнімділігі мол, әр түрлі сыртқы орта және жоғары температура, фитопатогендер, ауыр металдар және т.б төзімді өсімдіктер алуға болады. Бұдан басқа бұл бағыт протопластарды қосу арқылы және жыныссыз гибридті өсімдіктер алуға және жасауға, гендік инженерия арқылы жекелеген тозаңдар және тұқым жарпақтарды жасанды қоректік ортада өсіру нәтижесінде гаплоид алуға мүмкіндік береді. Кейбір тозаңданбайтын өсімдіктерді пробиркада ұрықтандыруға болады. Жасуша және ұлпа өсірудегі жетістік бірінші ретте физиологиялық процестерді оңтайландыруға байланысты. Ол жасушаның оңтайлы бөлінуіне, регенерациясына және одан бүтін өсімдік алуға мүмкіншілік жасайды. Жекелеген жасушадан алынған өсімдік регенерациясы өте қиын болып табылады. Бұл әсіресе дәнді дақылдарға тән қасиет. Сондықтан in vitro жағдайында морфогенез механизімін анықтап алған жөн. Олар меристемалық жасушалары бар тамыр ұшымен бүршік ұлпаларын қолданды. Американың ғалымы Ф.Скуг қызметкерлермен бірге минералды тұздар, көмірсулар және дәрумендері бар қоректік ортада темекі сабағының кесіндісін зерттеді. Каллус және бүршік түзуді байқады олар алдымен нуклеин қышқылдарын зерттеді. Сельд спермасының ДНҚ-сы темекі жасушасының бөлінуін қамтамасыз ететіндігін анықтады. Ф.Скуг ашытқы заттарынан темекі сабағының орталық паренхимия жасушаларын бөлуге және дамуға көмектесетін зат тапты. Бұл өсуді тұрақтандыратын затты КИНЕТИН деп атады. Осы жұмыстары арқылы 1962 жылы Т.Мурасиге және Ф.Скуг өздерінің жасуша және ұлпа өсіруге қажетті танымал қоректік ортасын жасап шығарды. Бұл орта көптеген өсімдік түрлерінің және әртүрлі мүшелері мен органдарының өсіруге таптырмайтын зат екендігі белгілі болды және ол қазіргі кезде кеңінен қолданылады. Бұл зерттеулер нәтижесінде өсімдік жасушалары бағытындағы жұмыстар қауырт дами бастады. Дақыл ұлпаларын өсіру жекелеген жасушаларды өсіру мүмкіндігін іздеп табу. Өсімдік шаруашылығында биотехнологияны қолдану негізгі екі бағытта жүргізіледі: селекция , яғни трансгендік өнімдіктерді алу, тұқым шаруашылығында, сорттарды сауықтыру Гендік инженерия арқылы трансгендік өнімдіктерді алу биотехнология саласының қауырт дамып келе жатқан бағыттарының бірі болып отыр. Қазіргі кезде трансгендік дақылдардың дүние жүзі бойынша жалпы егіс көлемі 83,7 млн. ие құрап отыр. Трансгендік дақылдардың егіс көлемінің басым бөлігін май, бұршақ, жүгері, мақта, рапс дақылдары алуда. Өсімдіктердің трансгенозын қолдану дүние жүзінде жылына 105 % жылдамдықпен жүргузілуде. Өйткені, трансгендік дақылдарды өсіру арқылы ауылшаруашылық өсімдіктерінің өнімділігі 22 пайыздан 49 пайызға дейін жетеді. Бұл әрине өте үлкен жетістік. Тұқым шаруашылығында биотехнология жетістіктерін пайдалану арқылы дақыл сорттарын сауықтыру және олардың сыртқы орта ықпалдарына төзімді (ыстыққа , суыққа, топырақ ортасына және тағы басқа) жаңа сорттарын алу Қазақстан Республикасында 1995 жылдардан бері қолға алынып келеді. Өйткені, тұқым шаруашылығында биотехнологияны қолданып, дақыл өнімділігін 15-30 пайызға дейін жоғарылатуға болады. Оңтүстік Қазақстан облысы жағдайында биотехнологияның соңғы жетістіктерін өсімдік шаруашылығына енгізу жоғарыда көрсетілген екі бағытта да жүргізілуі қажет. Гендік өзгертілген өнімдік ретінде Республикамыздың ақ алтыны мақта дақылына қолдану арқылы өсімдіктердің ыстыққа ауа-райының тез өзгергіштікке төзімділігін арттырап, олардың ауруларға төзімділігін жоғарылатады және ең бастысы олардың өнімділігін 2-3 есеге дейін жоғарылатады.Мысалы, трансгендік сорттарды пайдалану арқылы Индияда мақтаның өнімділігін гектарына бес жылғы орта есеппен 58,7 центнерге жеткізген, ал біздегі өнімділік не бары 21,1 ц/га ғана. Биотехнология жетістіктерін тұқым шаруашылығында қолдану өңірімізде 2001 жылдан бері қолға алынып келеді. Ақтүйнектің тұқым шаруашылығында биотехнелогияны қолдану арқылы дақыл өнімділігін 287 ц/га дейін жеткізіп, сорттарды жаңарту тізбегін 5 жылдан 3 жылға дейін қысқартуға қол жеткізілді. Осындай нақты жетістіктерге жету жолында болашақта халық шаруашылығында кеңінен сұранысқа ие жүзім, май бұршақ, қант қызылшасы сияқты дақылдарға да қолдану қажет. Өсімдік клеткаларын өсіруге арналған қоректік ортаның құрамы өте күрделі. Ол құрамға минералды тұздар, көмірсулар, амин қышқылдары, витаминдер, түрлі өсуді реттегіштер кіреді. Әр өсімдік ұлпасы өсуі, сонымен қатар бір өсімдіктің, түрлі мүшелері және ұлпаларының өсуі үшін де қоректік ортаның, белгілі бір құрамын талап етеді. Пайда болған каллусты одан әрі өсіру үшін, сонымен қатар органогенез процессін қоздыру үшін де, қоректік ортаның құрамын өзгертіп отыру қажет. Зерттеуші өз жүмысы барысында зерттелетін обьектіге сәйкес қоректік ортаны жетілдіруге талаптанады, сол себептен қоректік ортаның саны да, түрлері де көп. 2 . Қоректік ортаның құрамына минералды тұздар макро және микроэлементтер түріде кіреді. Көптеген қоректік орталар құрамына азотнитрат немесе аммони тұздары, фосфор-фосфат, күкірт сульфат түрлерінде, ал темір анорганикалық тұздар және хелат түрінде қосылады. Барлық қоректік орталар құрамында сонымен қатар К+,Са2+ және Ме2+ иондары болады, бірқатар микроэлементтер кіреді. Микроэлеметтер әсіресе сұйық қоректік ортада өсетін суспензиялық клеткаларға аса қажет. Ұлпалар мен өсімдік жасушаларын өсіру орталарының компоненттерін (жинақтарын) 6 негізгі топқа бөлуге болады, бұл әдетте макроэлементтерді, микроэлементттерді, темір көзін, витаминдерді, көміртегі көздері мен фитогармондардың концентрлі енртінділерін дайындау ретіне байланысты болады. Өсімдік экспланттарын культивирлеу үшін барлық қоректік орталарға минералды тұздар қоспалары негіз болып табылады.Бұл азот қоспасының нитрат, амони тұздары, нитрит түрінде,фосфор-сульфат түрінде; сондай-ақ ертілетін тұздар K+,Na+, Ca++, Mg ++ -болып келеді.Темір хелат түрінде [FeO4 немесе Fe2O4 +ЭДТА (этилендиаминтетрасірке қышқылы) қолданылады немесе ас тұзы NaЭДТА(трилон-Б)] өсетін ұлпалармен игеріліп кетуіне мүмкіндік береді. Азот, фосфор, күкірт органикалық қосылыстардың яғни ақуыз, май, нуклейн қышқылдар құрамына жатады. Темір, цинк, марганец, молибден, кобальт порфириндер қасында тотығу-тотықсыздану ферментттері (каталаздар, периоксиездар, полифенолоксидаздар) фотосинтез макромолекулаларын құрайды.Осыған орай,барлық қосылыстар жасушалар мен ұлпаларда структуралы функциялы орындайды.Сонымен бірге K+, Na+, Ca++, Cl-, H+ иондары ортаның рН реттеуге және жасушалардың физиологиялық градиенттерін (тургорды,полярлықтың осмотикалық қысымын) ұстап тұру үшін қажет. жүктеу/скачать 1,77 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|