UF

   Клеткалық инженерия.Протопластарды бөліп алу.

 

Клеткалық инженерия – клеткаларды өсіру,оларды будандастыру және қайта құрастыру арқылы клетканың мүлдем жаңа типін жасау әдістерін негізінде қалыптасқан биотехнологияның саласы.Клеткаларды жасанды жолдармен будандастырғ,анда,сомалық(жыныстық емес) клеткаларды бір-біріне қосқанда будан геном түзіледі.Будандастырудың бұл тәсілінің мәні мынада:аталық және аналық клеткалар ретінде жыныстық клеткалар  (гаметалар) емес өсімдіктің дене (сомалық)клеткалары қосылады.Олардың алдын – ала протопластарын бөліп алады,белгілі жағдайда олар бір-бірімен қиылысады.Пайда болған сомалық будан клеткалардан кейін регенерация арқылы будан өсімдіктер өсіп шығады.

Протопластарды қосу арқылы будандастыруды әртүрлі атайды:сомалық будандастыру,парасексуальды будандастыру,жыныстық емес будандастыру.Сон-да да, көбінесе бірінші термин қолданылады,ал пайда болған будан сомалық будан деп аталады.

Клетканы қайта құрастыру (реконструкция)-клетканың құрамына кіретін ядроны,цитоплазманы,митохондрияларды,хлоропластарды,хромосоларды бір клеткадан басқа клеткаға көшіру негізінде мүлдем жаңа клетканы жасау.Осындай әрекеттер нәтижесінде ядролық және цитоплазмалық гендер тіркестігі әдеттегідей емес,тіпті өзгеше клеткалар пайда болуы мүмкін.Одан да артық ғалымдарды қызықтыратыны,ол жеке хромосомаларды тасымалдау арқылы анеуплойдтық линияларды алу мүмкіншілігі.

Қазіргі уақытта протопластарды бөліп алу үшін ферменттердің қоспасын пайдаланады.Бұл қоспаның құрамында ферменттердің үш түрі болады:олар пектиназа,целлюлоза,гемицеллюлаза.Олар клетка қабығының негізгі компо-ненттерін ыдыратады.Бұл ферменттерді кейбір бактериялар мен саңырауқұлақтар өздерін өсірген сұйық ортаға бөліп шығарады,сонымен қатар оларды ұлудың ас қорыту сөлінен бөліп алады. Қазіргі уақытта пептиназалық және целлюлазалық әсері бар бірталай стандарттық бірнеше ферменттер бар.Олардың фирмалық аттары әртүрлі,атап айтқанда мыналар:

Целлюллюлаза:

Гемицеллюлаза:

Пектиназа:

Ферменттік ерітінділерді арнайы сүзгіден өткізу арқылы залалсыздандыра-ды.Клетка түрінде құрылымы мен құрамы жағынан айырмашылық болғандық-тан,қолданылатын ферменттердің комбинациялары мен мөлшерінің ара қатынасы бірдей болмайды.Әр-бір ұлпа үшін ферменттердің құрамы,концентрациясы мен ара қатынасы және өңдеу уақыты бөлек іріктеліп алынады.Бөлініп алынған протпластар ферменттік ерітіндіде мейлінше аз уақыт болуы керек,одан кейін ұқыпты түрде жуылуы қажет.

Протопластарды бөлу кезеңінде осмостық стабилизатор маңызды қызмет атқарады.Протопластар бүтін болуы үшін ферменттік ерітінділер изотониялық немесе гипертониялық күйде болуы керек.Кейде материалды алдын –ала плазмолиздік ерітіндісінде біраз ұстайды.Осмостық зат ретінде көбінесе қанттар (глюкоза,сахароза,сорбит,маннит) пайдаланылады.Осмостық қысымның дәл концентрациясы өсімдіктің нақты түрінен және оның физиологиялық күйіне байланысты жеке іріктеліп алынады.Көбінесе ферменттер кейін протопластарды өсіруге қолданылатын қоректік ортада ерітіліп дайындалады.Ферменттік ерітіндінің РН көрсеткішіндегі бір деңгейде (5,4-6,2 ) ұстау үшін буфер қосады.

Протопластарды бөлу кезеңінде аэрацияның маңызы зор.Слндықтан ортаны араластыратын жабдықтар қолданылады немесе ферменттік ерітіндінің түбіне ғана құйылған Петри табақшасында бөліп шығарады.Протопластарды ала көлеңкеде немесе қараңғыда бөліп алады.Ферменттік ерітіндіде инкубация уақыты ферменттердің үйлесуіне,РН және температураға байланыста,1-2 сағаттан 15-16 сағатқа дейін барады.Әрбір нақтылы ұлпа үшін ең тиімді температурамен өңдеу уақытын жеке іріктеп алу қажет.Температура әр деңгейде болады,мысалы бидайда 14 градус С болса,томатқа ең қолайлысы 27 градус С.

Протопластар бөлініп алынған соң,олар ұлпаның қалдықтары мен ферменттерден тазалануы керек.Ол үшін оларды центрифугалайды немесе сүзіп алады.Инкубациялық қоспаның тесіктері 50-100 мкм електен сүзеді,одан кейін протоплас суспензиясын центрифугалайды.Центрифугалау тәртібі осмостық затқа байланысты.Егер ферменттік ерітіндісі 0,4-0,5 м сахарозада дайындалса,100-200гр 2-3 минут бойы центрифугалайды.Протопластар үстіне қалқып шығады,оларды Пастер пипеткасымен сорып алып,2 рет тұздың ерітіндісімен шаяды.Тығыздығы төмен басқа осмостық заттарды (маннит,сорбит)қолданған кезде ,протопластар центрифугалау кезінде тұнба болып шөгеді.Оларды 2 рет жуады.Одан кейін протопластарды тұздың ерітіндісінде немесе 0.4м маннит,сорбит,глюкоза ерітіндісіне нгемесе өсіретін қоректік ортаға салып,суспензиясын алады.

Тіршілікке қабілетті протопластарды алу

Протопластарды нәтижелі бөліп алу көптеген факторларға байланысты.Олар атап айтқанда:ұлпаның шығу тегі (жапырақ,тұқым жапырақ,тамыр,тозаң түйірі,каллус ұлпасы,суспензиядағы клеткалар),өсімдіктің түрі мен сорты,өсімдіктің физиологиялық күйі,ферменттердің құрамы,олардфың сапасы,ортаның Рн  және осмостық заттың түрі.

Протопластардың тіршілікке икемділігін ,яғни олардың метоболиттік активті-лігін анықтайтын арнайы әдіс бар .Ол протопластардың флуоресцеиндиацетатпен  (ФДА) боялуы.ФДА бұл флуоресценциясы жоқ қосылыс,протопластар мембранасы арқылы жеңіл өтеді,тірі протопластардың ішінде эстеразалардың әсерімен ыдырайды.Соның нәтижесінде флуоресцеин босайды,оны прото-пластардың бүтін мембраналары ұмтап қалады.Сондықтан метоболиттік активтыілігі бар (тіршілікке қабілетті) протопластар ультра күлгін сәулесінде көзге көрінеді,себебі жинақталған  флуоресцеин ультро күлгін сәулесімен қоз-дырылып,жасыл сәулені тарата бастайды.

Протопластар суспензиясының сапасы тіршілікке икемді протопластардың саны мен (процент мөлшерінде) белгіленеді.Протопластардың саны Фукс-Резонталь камерасында есептеледі.Протоплдастардың тығыздығы (суспензияның 1 мл-дегі саны) суспензияның маңызды сипаттамасы.Егер ұлпаның немесе өсірген клеткалардың ылғалды массасының 1 гр-нан 1 х 10тен 1 х10  ке дейін тіршілікке  икемді протопластар шықса,онда протопластар жақсы бөлініп алынды деп есептеледі.

Жоғарыда айтылып кеткендей,протопластардың бөлініп алынатын мөлшері және олардың өміршеңдігі сімдіктің түріне,жасына және физиологиялық күйі-не,яғни генетикалық және эпигенетикалық ерекшеліктеріне байланысты.

Протопластарды көп мөлшерде тұрақты алып отыру үшін өсімдіктерді белгілі бір жағдайда өсіру керек және олардың ең қолайды өсу кезеңін нақтылы бір мүшесін анықтап таңдап алуы қажет.

In vitro өскен клеткалар мен ұлпалардан протопластарды бөліп алудың мынадай артықшылықтары бар:стирильдік, In vitro жағдайларында өсіруге бейімділік.Бірақ клетка қабықшасының химиялық құрамының күрделі болып өзгеруі және оның қалыңдауы ферменттік гидролизді қиындатады.Бүтін протопластардың бөлініп алынуы өсірген клеткалардың ішінде меристемалық клеткаларының сан жағынан үйлесіне сай болады,ал ол үшін суспенциядағы клеткаларды жиі-жиі жаңа коректік ортаға көшіріп отыруы керек.

Суспензияда өсірген клеткалардан протопластарды алу үшін ең қолайлы мерзім,ол клеткалардың өсу кезеңінің лагарифмдік фазасының соңында.Осы мезгілде клетка қабықшалары ферменттердің әсерімен оңай ыдырап,өміршең протопластарды береді.Протопластардың тіршілікке екемділігі оларды бөліп алу жағдайлары мен тәсілдеріне байланысты.Клетканың плазмолиз кезінде сусыздандырылуы және қабығының бұзылуы оны шок күйіне (күйзеліске) душар етеді.Бұл жағдайда цитоплазмангың вокуольденуі артады,көптеген липид тамыршалары пайда болады,полисомалардың саны азаяды,ядромен хлоропластар қоюланады.

Фермент препаратының сапасы протлпластардың бөліп алынған санына,мөлшеріне ғана емес,олардың кейбір қасиеттерінеде әсер етеді.Пектиндер мен целлюлозаларды гидролиздейтін саудалық фермент препаратына қоспа ретінде протезалар,липазалар,нуклеазалар және басқа ферменттер,фенолдық қосылыстар,тұздар кіреді.Олар плазмалемманың қасиеттерін өзгертуі мүмкін.Осы токсикалық заттардан құтылуы үшін және протопластардың шығуын арттыру үшін ферменттерді тазалауға болады.Бірақ айта кететін мәселе өте жақсы тазартылған ферменттер протопластарды көп мөлшерде алуға тиімсіз келеді.Кейде ферменттік ерітіндісі қорғаушы заттар (протекторлар) қосы-лады,мысалы:калий сульфатының 0,5 процент ерітінділері.Олар протеин-дермен әрекеттесіп,ферменттердің зиянды әсерін төмендетеді.

Инкубациялық ортада иондардың,әсіресе кальций мен магнийдің болуы плазмалемманың тұрақтылығын арттырып оқшауланған протопластардың сапасын жақсартады.Оқшауланған протопластар механикалық және осмостық стреске өте сезімтал болады.Олар тек ішіне сіңіп кіре алмайтын осмостық заттың гипертониялық ерітіндісінде өздерінің осмостық тұрақтылығын сақтай алады.

Ферменттік ертіндісінен жуылып тазартылып алынған тіршілікке икемді протопластар шок күйінен шығып,біртіндеп өзінің ішкі жүйесіндегі бұзылған құрылымдарын жөніне келтіріп (репарация),қабығын қайта құруға (регенерация) дайындалады.Толық жарамды изотониялық қоректік ортада (протопласт пен ортаның осмостық қысымы тепе-тең) асептикалық жағдайда протопластар ұзақ мезгіл тіршілікке икемді болып,бөлінуге қабылетін сақтайды.   

Протопластарды In vitro өсіру

Протопластарды In vitro түрлі тәсілдермен өсіруге болады.Өсіру тәсілі тәжірибенің мақсатына байланысты.Алдымен протопластардың қоректік ортада шайқап жуып ферменттерден тазартады.Содан соң олардың 1 мл ортадағы санын есептеп алады.Жасайтын тәжірибеге сәйкес олардың тығыздығын керек көрсеткішке жеткізеді.Ол үшін протопластарды әртүрлі көлемі бар ортаға салады.

Ал,керісінше,протопластардың тығыздығын азайту үшін оларды қоректік орта мол құйылған ыдысқа көшіреді.Сөйтіп,протопластардың 1 мл ортадағы санын оқтын-оқтын есептеу арқылы олардың тығыздығын жасайтын тәжірибеге сайма-сай келтіреді.

 Протопластарды сұйық ортада өсіргенде клеткаларды өсірген сияқты олардың тығыздығы жоғары болуы керек.Көбінесе бұл көрсеткіш 1-мл 104---105клетка болады.Егер қоректік орта сұйықталып,протопластар саны бұдан аз болса,лнда олар жөнді өсе алмайды.Өте сұйық суспензияда протопластардың ішіндегі тіршілікке қажетті кейбір метоболиттер плазмолемма арқылы ортаға шығып кететін көрінеді.Сондықтан протопластардың тіршілік қабылеті едәуір кемиді.Осының дәлелі ретінде мынадай мысал келтіруге болады.Әдетте ісік ұлпалардан алынған клеткаларды суспензияда өсіргенде қоректік ортаға ауксин мен цитокинин гормондарын қоспайды.Өйткені бұл гормондар осындай ісік клеткаларының өздерінде түзіледі.Сұйық ортада өсіргенде клетка қабығы ол гормондардың клеьканың ішінен сыртына шығуын бөгейді де ,ондай эндогендік метоболиттерді клетканың өзіде пайдалана алады.Ал ісік клеткалардан бөліп алынған протопластарды суспензияда өсіру үшін қоректік ортаға міндетті түрде экзогендік ауксин мен цитокининді қосу керек.Себебі,жоғарыда айтылғанын-дай,олардың өз эндогендік гормондары клетканың қабығы болмағандықтан плазмолеммадан шығып кетеді.

Протопластардың өсуіне жақсы жағдай жасау үшін «Қоректік қабат» әдісін пайдаланады немесе байытылған ортаны қолданады,болмаса олар өсіп жатқан ортаның көлемін минимумға дейін азайтады. «Астыңғы қоректік қабат» ретінде рентген  немесе гамма сәулелері әсер ететін протопластар мен клеткалар пайдаланылады.Сол  әсерден ондай клеткалар бөліну қабылетінен айыры-лады,бірақ басқа клеткалардың өсуіне жағдай туғызады.Осы әдістің тағы бір түрі,ол нашар өсетін протопластарды жақсы өсетін протопластармен бірге өсіру.Байытылған орталар өсімдіктердің шамалы түрлері үшін ғана оң әсерін тигізеді.

Протопластарды өсірудің кең таралған әдісі,оларды жоғары ылғалдылықта көлемі 20-40 мкм тамшыларда өсіру.Петри табақшасының қақпағында немесе түбіндегі кішкене тамшыларға протопластар автоматтық пипеткамен салы-нады.Протопластарды өсіру үшін бұл әдістің тиімділігі-материалдар мен  уақытты үнемдеп,қоректік ортаның мыңдағын вариантарын тексеруге мүмкіншілік береді.Бірақ бұл әдістің де кемшілігі бар,ол протопластардың тамшының ортасына жыиылуы.

1978жылы украйн ғалымы Ю.Ю.Глеба жеке протопластарды қоректік ортаның көлемі 1мкл дейін микротамшыларда өсіру әдісін жете зерттеп дайындады және өзінің зерттеу жұмысында осы әдісті нәтижелі қолданды.Осындай көлемдегі микротамшыда бір клетка болса,онда клетка көлемінің ара-қатнасы әдеттегі өсіргендей тығыздығы 1милилитрде 10клеткасы бар суспензиямен бірдей болады.Протопластарды алдын-ала 1-3 күн тығыздығы жоғары (104-10клетка )суспензияда өсірілсе,кейін сондай суспензиядан алынған жеке протопластарды микротамшыда өсірудің тиімділігі арта түседі.

Протопластарды суспензия ретінде сұйық орта ғана емес ,біраз қоюланған ортада да өсіруге болады.Ол үшін ыдысқа құйылған қоюланған ортаның бетіне жұқа қабат етіп қана протопластарды салады.Бұл әдіс бойынша,сұйық ортамен көлемі тең қоюланған ортада протопластардың концентрациясын екі есе көбейтіп өсіруге болады.

Протопластарды агары бар қатты ортада да өсіруге болады .Ол үшін протопластар сцуспензиясын 1,2 процент агары бар жылы (45 градус С ) көлемі бірдей ортамен араластырады.Орта суып қатқан соң оның ішіндегі протопластар бір-бірінен алыстау болып бекітіліп орналасып қалады.Осы агарда орнықтыру әдісі протопластардың әр-қайсысының өсуін жеке бақылап отыруға мүмкіндік береді.Агар орнына агароза қолданылса клеткалардың бөлінуін арттыруғаболады.Агароза агардың құрамына кіреді,шамасы агар екі полисахаридтің- агароза мен агаропектин –қоспасы.Бұл тәсіл,әсіресе өсу қарқыны бәсең немесе өспей қалған протопластарға қолайлы.

Клетка қабығы қайта пайда болып,клетканың алғашқы бөлінуі үшін қоректік заттар орташа мөлшерде қажет болады.Ортаның концентрациясы жоғары болса,протопластардың күй жағдайы тіпті нашарлауы мүмкін.Ал екі-үш рет бөлінгеннен соң клеткалар қоректік заттардың жетіспеушілігінің зардабыншеге бастайды.Егер осы кезде орта байытылмаса,бөлінуі тежеліп,клеткалар тіпті құрып кетуі де мүмкін.Өсіру кезінде қоректік ортаны байытудың екі жолы бар;

Жоғары концентрациялы қоюылтылған ортаны тамшылап қосып отыру және қоректік қабатты қолдану.

Бірінші жолдың кемшілігі,концентрациясы жоғары ортаны қосқан сайын инфекциялану қаупі туады. Ал екінші жолғы тәуірірек,себебі құрамы бай қоректік орта ыдысқа алдын-ала құйылады.Ол қатқан соң үстіне протопластар салынады.Сөйтіп алғашқы күндері протопластар қоректік заттар азырақ ортада өседі,кейінірек қарқынды бөлініп келе жатқан клеткаларға астыңғы қатты қабаттан диффузия арқылы қажетті заттар келіп жатады.

Протопластарды клеткалар мен ұлпаларды өсіретін белгілі қоректік ортада өсіреді.Протопластарды өсіретін қореуктінк ортаның негізгі айырмакшылығы-Са концентрациясы 2-4 есе артық және 0,4-0,8 м осмостық заттардың қосылуы.Протопластарды өсіру үшін кеңінен қолданылатын қоректік орталар;өзгертілген Мурасиге – Скуг ортасы (көбінесе ол нагата немесе такеба ортасы деп аталады );Гамборгтың  В  ортасы және Као мен Михайлугтың ортасы (бұл витаминдер мен амин қышқылдармен және қанттармен,кейде фитогормондардың күрделі құрамы мен байытылған.Гамборгтың В ортасы).Мұнда қанттар (ксилоза,рибоза,целлобиоза,манноза,рамноза) осмотик ретінде ғана емес,клетка қабығының тез пайда болуына әсер етеді.

Өсімдіктердің әр түрлерінен бөлініп алынған протопластардың өсуіне қолайлы көптеген қоректік орталар жеке зерттеліп ұсынылды.Қоректік орталарды іріктеп алу көбінесе тәжірибеге негізделген.Оның ең лайықты құрамы өсімдіктің түрі тұрмақ,тіпті жеке сорт үшінде таңдалады.Нақтылы әр бір өсімдіктен алынған протопластардың қоректік ортаға реакциясын зерттеу үшін оларды «аспа тамшылар» әдісімен өсіріп ,бірнеше факторларға белгілі схема бойынша әртүрлі комбинацияда құралған қоректік орталарында өсіреді. 

Протопластардан регенерант өсімдіктер шығару.

Ең бірінші болып 1971 жылы Такебе протопластарды нәтижелі өсіріп олардан өсімдіктерді шығаруға болатынын дәлелдеді.Лайықты жағдайда протопластарда клетка қабығын қайта түзіп,кәдімгі нағыз клеткаға айналады.Электрондық микроскоп көрсеткеніндей протопластардың сыртқы қабатында 10-20 минут өткен соң бірінші целлюлозаның микрофибрильдері пайда болады,ал 20 сағаттан кейін олар қабықтың тығыз торын түзеді.Клетка қабығының плазмалеммамен байланысының бұзылуы,шамасы,бірден қабықты қайта құру механизмін іске қосады.Ең қызығы қабығынан айырылмаған плазмолизге ұшыраған протопластың үстінде жаңа қабықтың түзілгені.Қабықтың түзілуінің ерекшеліктері және жылдамдығы бастапқы клетканың түріне және дифференцировкасына байланысты.

 

Сомалық будандастыру

Бірінші рет будан клеткалары 1960-шы жылдары клеткаларды In vitro өсіру әдісі жетілдіргенде жануар клеткаларынан алынған.Өсімдіктерде бұл мүмкіншілік кешірек,протопластарды бөліп алу және оларды қосу әдістері жете зерттелгенде жүзеге асты.

Жануар сомалық клеткаларын будандастыру әдісі биология мен медицинаның тоериялық мәселелерін шешуге пайдаланылады.Будан клеткалар биотехнологияда кеңінен қолданылады,мысалы, гибридомаларды пайдаланып моноклондық антиденелерді алу үшін.Гибридома деген ол антидене түзетін клетканың (В лимфоциттің) ісік клеткамен қосылған будан клеткасы. «Ома» деген жұрнақ,ісік клеткасы ұғымды білдіреді,яғни гибридомаісік клеткасымен басқа клетканы будандастыру арқылы алынған будан клетка.Неліктен гибридома жасау үшін ісік клеткалары қолданылады.Себебі ісік клеткалары тез және үздіксіз бөлінеді.Пайдалы зат түзетін басқа клеткаларды (мысалы лимфоциттер)ісік клеткасымен будандастырғанда алынған гибридомаларды биотехнологиялық әдістермен ферменттерді өсіріп, қажетті пайдалы заттарды мол өндіруге болады.Ісік клеткаларның құрамына енгізілген лимфоциттер организмнен тыс шексіз уақыт өсіп, антиденелерді түзіп,оларды қоректік ортаға мол мөлшерде шығарып жағады.Кейін осы антиденелердібөліп алып,тазалап,медицинада пайдаланады.

Өсімдіктердің сомалық клеткаларының протопластары құйылысып,будан клетка құрылады,ал одан тотипотенттік қасиетке сүйене регенерация арқылы будан организм шығады.Сондықтан бұл әдіс будан өсімдіктің құрамында нендей қасиеттердің пайда болатынын білу үшін генетикалық талдаужасауға ыңғайлы.Сомалық клеткаларын будандастыру арқылы өсімдіктерді генетика жағынан жақсартуға болады.Көне заманнан бастап мәдени өсімдіктердің селекциясыжыныстық будандастыруға және соның нәтижесінде шыққан алуан генотиптерді сұрыптап,олардың арасынан ең құндыларын таңдап алуға негізделген.Бірақ жанастық будандастыру генетикалық жағынан өте қатаң шектелген будандастыру жүйесі.Мұнда ата-аналық формалары ретінде тек биологиялық бір түрге жататын белгілі организмдер белгілі бір тіркесте пайдаланылады.Жыныстық будандастырудың нәтижесінде белгілі гендер жиынтығы бар ұрпақ пайда болады.Жыныстық жолмен мәдени өсімдікке жабайы түрдің бағалы жеке бір ғана белгісін беру мүмкін емес.Жыныстық процес симметриялық (аталық пен аналықтан ұрпаққа несие болып берілетін хромосомалар саны тепе-тең) болғандықтан, көзделген мақсат бойынша берілетін пайдалы қасиетпен қатарласып,көптеген тіпті зиянды белгілері де қосымша беріледі.Аталық пен аналықтың екеуінің де гаметалары қосылғанда зиготаға өздерінің ядролық генетикалық материалдың гаплоидтық жиынтығын бір мөлшерде қосады.Жабайы түрдің көптеген жарамсыз гендерінен аластау үшін алынған буданды дүркін-дүркін бастапқы мәдени өсімдік формасымен қайтара будандастыра беру қажет.бұл жұмысқа көп жылдар кетеді, гендері біркелкі таза линия алып,одан сортты шығару үшін он реттен артық қайталап будандастыру өткізу керек.

Жыныстық прооцесінде хлоропластар мен митохондриялардағы генетикалық информация, яғни ядродан тыс информация аналық жағынан тұқым қуалайды.Жыныстық будандастыру өсімдіктердің физиологиялық жақын түрлерімен ғана шектеледі.Болашақта селекцияның тиімділігін генетикалық базисті үдейі кеңейту жолымен ғана қамтамасыз етуге болады.Екпе өсімдіктердің генетикалық базисын (әралуандылығын) кеңейту жолы,ол түраралық және туысаралық буданадарды алу.Бірақ ондай таксономиялық алшақтық жыныстық жолмен будандастыруды шектейді.Дегнемен,жабайы өсімдіктердің пайдалы гендердің екпе өсімдіктерге ендіруге түраралық,туысаралық будандастырудың маңызды өте-мөте зор.Сондықтан селекционер осындай будандарды алу үшін көп еңбек сіңіреді.Өкінішке орай,жоғары да айтылғандай,бұл кезде жыныстық жолмен будандастыру көбінесе сәтсіз болады.

Сомалық будандастыру-будандастырудың жаңа әдісі. Оның арқасында будандастыру жыныстық процес арқылы емес, тіпті басқа жолмен-сомалық клеткалардың құйылысуы арқылы өтеді.Бұндай сомалық будандастыруды таксономиялық алшақтық шектемейді.Түраралық қана емес,туысаралық, тіпті одан да алшақ системалық топтарға жататын өсімдіктерді будандастыруға болады.

Сомалық будандастырудың артықшылықтары мынада:

1)әдеттегіжыныстық жолымен будандаспайтын филогенезде түпкі тектері алыс жатқан өсімдік түрлерін будандастыру;

2)асиметриялық будандарды алу,оларды аналық немесе аталық әйтеуір екі біреуінің гендер жиынтығы толығымен болса,екіншісінің бірнеше хромосомалары (немесе гендері,немесе оргонойдтары мен цитоплазмасы) болады.;

3)үшеу және одан да көп ата-аналық клеткалардың құйылысуы;

4)ата-аналық идиотиптері толығымен болатын будандарды алу;

5)ядродан тыс цитоплазмалық гендерді бойынша гомозиготаларды алу;

6)генератифтік жүйелерінің сыйымсыздығын жеңу;

7)морфогнезде гамогенездегі аномалиялар салдарынан жыныстық процесс өте алмайтын өсімдіктердің будандарын алу;

8)эпигенетикалық програмалары әр түрлі клеткалардың будандарын алу (Ю.Ю.Глеба,К.М.Сынтик,1982)Сонымен,сомалық немесе парасексуальдық будандастырудың ядролық және цитоплазмалық гендерді тасымалдайтын бірегей әдіс.Оның көмегімен өсімдіктердің жыныстық сыиымсыздық мәселесін шешуге болады.

Екі протопласт қосылғанда,егер олардың ядролары қосылса,нағыз будан клетак(ядролық будан)пайда болады.Ядролары қосылмаған будан клетак гетерокорион деп аталады.Гетерокорионды ата-аналық біреуінің немесе екеуінің субротопластарын будандастыру үшін пайдалануға болады.Субпротопласт-протопласттың бөлігі,цитоплазмалық мембранамен қрошалған құамында кейбір оргоноидтары бар;ядросы болса-олнуклепласт,ядросы жоқ болса-цитопласт,ядро мен цитоплазманың бөлігі болса-мини –протопласт.Хлоропластар мен митохондрияларды бір клеткадан екіншісіне көшіру үшін цитопластарды пайдалануға болады.Ата-ананың біреуінің ядросыбар және цитоплазмалық гендері екеуінен немесе біреуінен болса,онда цитоплазмалық будан (цибрид) деп аталады.Ата-аналық біреуінен цитоплазмалық гендердің иеленген будандарды цитоплазмалық гетерозиготалы будан (цитогет)деп атайды.Клеткада цитоплазмалық гендер хлоропластар мен митохондрияларда болғандықтан және цитоплазмалық гнедерді жойылу (сегретация)арқасында, сомалық будандастыру нәтижесінде будандардың 27 түріне дейін алуға болады.

Оқшауланған протопластар қрошаған ортада макромалекулалар мен клетакның құрамындағы кішігірім бөлшектерді өздеріне сіңіре алады.Шамасы,бұл табиғи эндоцитоз құбылысы немесе олар плазмалеманың үзілген жерінен өтеді,жаңадан бөлініп алынған протопластарда мембрананың бұзылған жерлері болып жатады.

Будан клеткаларды өсіре одан каллус шығады,ал каллуста морфогенез процестері өтсе будан регенерант өсімдігі шығады.Осы жолмен 1972 жылы ІІ.Карсон әріптестерімен жоғары сатыдағы өсімдіктің бірінші буданын алды.Шыққан регенерант өсіп,дамып,гулденген кәдімгі өсімдікке айналды.Бұл өсімдіктердің морфологиясы,хромосомалар саны,жыныстық жолмен алынған амфидиплоидтармен (ата-ананың әрқайсысынанхромосомалардың бір диплоидтық жиынтығы қосылған)бірдей болды.

1974 жылы Г.Мельхере пен Г.Лабиб темекінің екі сортының гаплоидтық протопластарын құйып қосты. Бұл сорттардың хлоропластарының жарыққа сезімталдық кемістігі бар еді.Будан клеткадан өсіп шыққан будан өсімдіктің хлоропластарында ондай ақау болмады,осындай хлоропластар жыныстық жолымен алынған будан да болды.

Сөйтіп,протопластарды бөліп алу,өсіру,оларды қосу және оларға жеке клеткалық органоидтартарды енгізу,генетиктер мен селекционерлерге алынған будан өсімдіктердің әр алуандылығын кеңейтуге мүмкіндік береді.

 

 

Мәлімет сізге көмек берді ма

  Жарияланған-2014-09-09 21:13:50     Қаралды-9731

ҚҰСТАРҒА ҚАУЫРСЫН НЕ ҮШІН ҚАЖЕТ?

...

Құстар жылыну және ұшу үшін қауырсындарды қажет етеді...

ТОЛЫҒЫРАҚ »

МАГНИТТЕР НЕ ҮШІН ҚОЛДАНЫЛАДЫ?

...

Магниттерді қолданудың жүздеген әдістері бар.

ТОЛЫҒЫРАҚ »

МАГНИТ ДЕГЕНІМІЗ НЕ?

...

Қарапайым тілмен айтқанда, магнит темірді тарта алатын дене.

ТОЛЫҒЫРАҚ »

КРАН НЕ ҮШІН ҚОЛДАНЫЛАДЫ?

...

Кран (мұнара краны деп атау дұрысырақ болар еді) қазіргі кез келген құрылыс...

ТОЛЫҒЫРАҚ »

МАГНИТ ӨРІСІ ДЕГЕНІМІЗ НЕ?

...

Магнит өрісі – магниттің айналасындағы аймақ, оның шегінде магниттің сыртқы заттарға әсері сезіледі.

ТОЛЫҒЫРАҚ »

АРАЛАР ҚАНШАЛЫҚТЫ ПАЙДАЛЫ?

...

Аралардың адамдарды тамақтандырудағы негізгі үлесі олардың өндіретін балында емес.

ТОЛЫҒЫРАҚ »

ӘЛЕМДЕГІ ЕҢ ҮЛКЕН ІНЖУ-МАРЖАННЫҢ МӨЛШЕРІ ҚАНДАЙ?

...

Соңғы уақытқа дейін әлемдегі ең үлкен інжу 1934 жылы Оңтүстік Қытай теңізінде Филиппиннің Палаван аралында салмағы 300 кг-нан асатын меруерт табылған

ТОЛЫҒЫРАҚ »

КЛИМАТТЫҚ БЕЛДЕУЛЕР ҚАЛАЙ ЕРЕКШЕЛЕНЕДІ?

...

Жер шарының әртүрлі жерлерінде климат айтарлықтай ерекшеленеді.

ТОЛЫҒЫРАҚ »

ЕГИПЕТТЕ ПИРАМИДАЛАР ҚАЛАЙ САЛЫНДЫ?

...

Мысырдағы Гиза қаласындағы пирамидалар бес мың жыл бойы әлемде бар.

ТОЛЫҒЫРАҚ »