Селекцияға қажетті бастапқы материалдар тұқым, сорт және штамм

 

Дәйектеме

 Генетикалық әдістің бір түрі моносомалық әдіс арқылы гендерді жаңарту мен құндыландырудың жолдары қарастырылған. Моносомалық талдауды пайдалана отырып, ауруға төзімді гендер анықталған. Некроз құбылысын бақылайтын геннен арылудың моносомдық-хромосомалық инженериялық әдісінің сызба-нұсқасы ұсынылған.

 

 

 

Аннотация

Рассмотрено обновление и улучшения генов, путем моносомного анализа, также определены гены устойчивости к болезням. Методом хромосомной инженерий и моносомным анализом представлено схема выведения гена, контролирующего появления гибридного некроза..

 

 

 

Annotation

 Once of genetics methods with assistance monosomical method was described new and rise quality. Use monosomical analysis reveal gen to ill. Offer diagram monosomical chromosome of engineer method phenomenon necros.   

 

 

 

 

 

 

МАЗМҰНЫ

 

КІРІСПЕ

І. ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ

І.1 Селекцияға қажетті бастапқы материалдар тұқым,

сорт және штамм                                                                                          9

І.2  Геномдық мутация                                                                                      12

І.3 Генетиканың негізгі әдістері                                                                       16

І.4 Моносомалық әдістің ашылу тарихы                                                         18  

І.5 Бидайдың цитогенетикасы                                                                           27

І.6  Бидайдың қоңыр тат ауруының физиологиясы                                        30

І.7  Бидайдың қатты қара күйе ауруының биологиясы                                  33

І.8  Буданды некроздың генетикасы                                                                35

І.9  Бидайда буданды некроз гендерінің географиялық таралуы                  39

 

ІІ.  ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ                                                                                 41

 

ІІІ. ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ

ІІ.1 Моносомалық талдау                                                                                 42                                                         

ІІ.2 Бидайдың  хромосомаларындағы гендердің әсерін                       

моносомалық зерттеу                                                                               43

 

ҚОРЫТЫНДЫ

ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

Қазақстан әлемдегі бәсекеге қабілетті 50 елдің қатарына кіру стратегиясын көздеп отыр.

Білім беру Қазақстанның бәсекеге нақтылы қабілеттілігін қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін маңызды құралдардың бірі болып есептеледі.

Бізге экономикалық және қоғамдық жаңару қажеттіліктеріне сай келетін осы заманғы талапқа сай білім беру қажет.

Биологиялық білім әрбір мәдениетті адам үшін өте қажет. Биологиялық білім ретінде маңызының арта түсуі оның бір саласы – генетиканың, табиғаттың негізгі құбылыстарын білу ісінде және оны зерттеу әдістерінде, атап айтқанда жасушаның дамуын, тұқым қуалаушылығын зерттеуде нағыз революция жасауына байланысты болды.

Генетика – белгілердің мұраға берілу заңдылықтары туралы ғылым. Генетика ғылымы биология ғылымының бір саласы – молекулалық биологияның жедел дамуымен байланысты үлкен жетістіктерге жетіп отыр [1].

Қазіргі кездегі қол жеткен табыстардың негізгісі тұқым қуалаушылықтың молекулалық механизмдерінің анықталуы, яғни тұқым қуалаушылыққа жауапты зат – ДНҚ молекуласы, оның төрт түрлі нуклеотидтік тізбегінен тұрақтылығы, ол ген сол ДНҚ молекуласының тұрақты тұқым қуалаушылық ақпарат жазылған бір бөлігі екендігі дәлелденді.

Генетика – басқа ғылымдармен салыстарғанда жас ғылым. Бұл ғылымның пайда болуы 1900 жыл болып есептеледі, өйткені дәл осы кезде 1865 жылы Г.Мендель анықтаған белгілердің тұқым қуалаушылық заңдылықтары қайтадан ашылды. Осы кезден бастап кең ауқымды зерттеулер жүргізіле бастады. Олардың нәтижесінде мутациялар, популяциялар және организмдердің тармақтары туралы түсініктер, тұқымқуалаушылықтың хромосомалық теориясы тұжырымдалды, тұқым қуалайтын өзгергіштіктің гомологты қатарлар заңы ашылды [2].

Генетика дамуының жаңа кезеңі ғылыми зерттеулер техникасының жетілдіруімен байланысты болды. Қазіргі заманғы күрделі аспаптар нуклеин қышқылдарының құрылысын, олардың тұқымқуалаушылық құбылыстарындағы маңызын анықтауға, генетикалық кодты шешуге, белок биосинтезінің кезеңдерін анықтауға мүмкіндік берді.

Генетика жетістіктерін ескермей, қазіргі кезде адамның ғылым мен өндіріс салаларында, биологияда, медицинада, ауыл шаруашылығында еңбегі толық нәтижелі болуы мүмкін емес [1].

Генетиканы білу Жер бетіндегі тіршіліктің пайда болуы мен дамуын түсінуге көмектеседі, эволюциялық түрөзгерістердің материалдық негізін ашады. Гендер мен белоктар құрылысы арасындағы байланыстардың ашылуы молекулалық генетиканың пайда болуына алып келеді.

 Генетиканың жетістіктерге жетуде жеке генетиканың мәселелерін шешудің, сонымен қатар гибридологиялық талдау, түр аралық будандастырудағы кедергілерді шешу, мутагенез арқылы өзгергіштікті кеңейту мәселелерінің маңызы зор. Алайда Г.Мендельдің тұқымқуалаушылық пен дискреттілік заңдылықтары генетикалық объектілерге терең талдау жүргізуге мүмкіншілігі жоқ. Генетиканың классикалық тәсілдері қарастырып отырған белгінің қалай және қанша генмен тұқым қуалайтындығын ғана анықтайды [3].

Жаңа гендерді сұрыптап алу мен бағыттап өзгерту генетиктер мен селекционерлердің негізгі мақсаты болып табылады.

Қазіргі кезде сыртқы орта факторларының әсерінен өсімдіктер түрлі аурулармен зақымдалады. Ол аурулармен күресудің тиімді жолының бірі, осы аурулар түріне төзімді сорттар алу болса, екіншісі, жабайы тұқымдастар геномынан жаңа гендерді бидай геномына ендіру болып табылады. Сонымен қатар ең маңызды гендерді жаңартудың ең тиімді әдісі – моносомалық талдауды пайдаланып, аурудың түрлеріне төзімді гендерді белгілі бір хромосомада орналастыру болып табылады. Бұл тек, моносомалық талдау арқылы ғана жүзеге асады.

Менің дипломдық жұмысымның негізгі мақсаты :

Генетикалық әдіс арқылы бидай гендерін жаңарту мен құндыландырудің әдісін қарастыру.

Осы мақсатқа жету үшін мынадай міндеттер орындалады:

1. Моносомалық талдау әдісін тереңірек зерттеу.
2. Моносомалық талдау әдісін пайдаланып ауру түрлеріне төзімділікті бақылайтын гендерді анықтау.
3. Буданды некроз құбылысымен күресудің тиімді жолын қарастыру.

Дипломдық жұмысымның көкейтестілігі:

Бидай геномдарын моносомдық талдау және хромосомалық инженерия әдістері арқылы қарастырылып, жаңарту мен құндыландырудың сызба-нұсқасы ұсынылған.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

І.1  Селекцияға қажетті бастапқы материалдар тұқым, сорт және штамм

 

Селекция үшін қажетті бастапқы материалды білмей, олардың шығу тегі мен эволюциясын зерттемей тұрып, өсімдіктердің қазіргі бар формаларын жаңарту, жақсарту мүмкін емес [1].

Өсімдіктердің дүние жүзілік рксурстарын зерттей отырып Н.И. Вавилов басты-басты екпе өсімдіктердің шығу орталықтарын 8 ошаққа бөлді, индиялық ошақ – күріштің, қант қамысының, цитрустардың отаны, ортаазиялық ошақ – бидайдың, бұршақтың және басқа дақылдардың отаны, Қытай – дәнді дақылдар (тары, қарамақ, сояның), алдыңғы азиядан бидайдың және қарабидайдың көптеген формалары және жеміс-жидектердің біраз түрлері шыққан. Одан басқа жерорта теңізі, абиссина, оңтүстік Мексика, Оңтүстік Америка ошақтары бар.

Тұқым, сорт және штамм дегеніміз белгілі бір тұқым қуалайтын ерекшеліктері бар, адам қолдан жасап шығарған организмдердің популяциясы. Бір тұқымның, сорттың немесе штаммның ішіндегі дарақтардың тұқымқуалаушылық жағынан бекіген, ұқсас, ортақ қасиеттері болады. Олар беретін өнім, физиологиялық және морфологиялық қасиеттердің белгілі бір жиынтығы және сыртқы орта факторларына бір типті жауап беруі [2].

Қандай болмасын тұқым, сорт, штамм одан белгілі бір өнім алу мақсатында шығарылады.

Жекелеген қасиеттер мен белгілердің тұқым қуалау заңдылықтарын ескере отырып, селекционер өзінің қалауы бойынша будандастыру арқылы оларды келесі ұрпақтарда бір-біріне сәйкестендіріп дамыта алады. Мысалы, бидай дәнінің сапасы оның сабанына, жүгері сабағының ұзындығын собығының мөлшеріне т.б. белгілеріне сәйкестендіру болады. Мұндай белгілердің тұқым қуалауы Мендель заңдарына сай жүреді. Осы заңдылықтарды терең білгенде ғана селекционер әртүрлі будандастыру әдісітерін қолдана отырып, организмнің бойындағы қажетті қасиеттерді дамытып, қажетсіздерін алып тастай алады.

Селекцияда өсімдіктердің әртүрлі сорттарына тән генетикалық ерекшеліктерді бір-біріне ұластыру үшін комбинативтік өзгергіштік қолданылады. Мысалы, селекционер П.П. Лукьяненко өзінің атақты безостая-1 сортты бидайын шығаррарда бастапқы материал ретінде аргентиналық клейн – 33 жаздық бидайын және лютесценс күздік бидайын алған. Сонда безостая 1 клейн 33-тен сабағының қысқалығын, тез пісіп-жетілетіндігін және дақ ауруына төзімділігін, ал лютесценстен күздік белгісін тұқым қуалап алған [1].

Өсімдіктер селекциясында мутациялық өзгергіштік те кеңінен қолданылады. Мутация – тұқым қуалайтын өзгергіштіктің бастапқы қайнар көзі. Кез-келген өсімдікте өздігінен әртүрлі мутация пайда болып жатады. Табиғи жағдайда мутацияға табиғи сұрыптау әсер етеді. Ал қолдан сұрыптауда мутацияны селекционер өзі жасайды.

 Ссорттар өздерінің тұқым қуалайтын ерекшеліктері жағынан жабайы ата тектеріне өзгеше болады. Жабйы формаларға қаншама қолайлы жағдай туғызып, қолда өсірсе де, өздерінің қолға үйретілген туыстарындай өнім бере алмайды.

Өсімдіктердің екпе, формаларын адам тек секірмелі түрде өздігінен болатын мутацияны қолдан сұрыптаудың негізінде бірнеше буын бойы қалыптастыру арқылы алған. Сонымен бірге қазіргі кезде селекцияда экспериментальды немесе индукциялық мутагенезді қолдану кең етек алып отыр. Бұл мақсатқа радиация, химиялық қосылыстар сияқты түрлі мутагендік факторлар қолданылады. Селекцияда радиоактивті сәулелер қолданудың пионерлері Ресей ғалымдары Надсон, Филиппов, Делоне және Сапегиндер болып есептеледі [3].

Өсімдіктер селекциясы үшін үлкен маңызы бар тұқым қуалайтын өзгергіштіктің бір түрі – полиплоидия. Соңғы жылдары жүогізілген зерттеулердің негізінде көптеген полиплоидты формалар алынды. Хромосом сандарын екі есе көбейту, яғни диплоидты жағдайдан тетраплоидты жағдайға келтіру өсімдік көлемінің ұлғаюына, кейбір органдары салмағының артуына ықпал етеді. Мысалы, тетраплоидты қара бидайдың (Федоров шығарған) 1000 дәнінің салмағы 55-56 гр, ал сол сортқа жататын диплоидты формасының салмағы 29 г.

Селекцияда будандастырудың әртүрлі жүйесі қолданылады. Ол туыстық будандастыру – инбридинг. Туыстық будандастыру генотиптері жағынан бір-біріне жақын организмдердің арасында болатындықтан олардан көбінесе гомозиготалы ұрпақ алынады. Ал мұндай будандастыруды ұзақ уақыт пайдаланып, өсімдіктердің бойында пайдалы қасиеттері бар гомозиготалы таза линияларын алуға болады. Туыстық будандастыру өсімдіктердің селекциясы үшін қажетті таза линиялар алу мақсатында кеңінен қолданылады.

Популяция құрамындағы рецессивті гендердің көпшілігі организм үшін тиімді бола бермейді, сол себепті егер туыстық будандастыру жиі қайталанса, сорт азғындайды. Сондықтан туыстық емес будандастыру әдәсә қолданылады. Мұндай жағдайда әртүрлі линияларға жататын дарақтар будандастырылады, соның нәтижесінде олардың ұрпағының тұқым қуалайтын қасиетері жақсарады [2].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

І.2  Геномдық мутация

Геномдық мутация дегеніміз – клеткадағы хромосомалар санының өзгеруіне байланысты организмнің белгілері мен қасиеттерінде пайда болатын өзгергіштік. Геном дегеніміздің өзі гаплоидты хромосомадағы болатын гендер жиынтығы. Енді осы геномдық мутацияның пайда болу жолын қарастырайық. Хромосома санының тұрақтылығын және оның ұрпақтан ұрпаққа берілуін қамтамасыз ететін клетканың бөліну механизмдері митоз бен мейоз екендігі белгілі.

Бірақ кейбір жағдайда бұл механизмдер бұзылады да, хромосома саны өзгерген клеткалар пайда болады. Геномдық мутация тұтас гаплоидты жиынтықтың немесе жеке хромосомалар санының көбеюіне не азаюына байланысты болады. Хромосомалар саны гаплоидты жиынтыққа еселеніп көбейетін организмдерді полиплоидты, ал еселенбей көбейсе, оны анеуплоидты немес гетероплоидты [3].

Полиплоидты организмдер хромосома санының еселену дәрежесіне қарай 3n – триплоидты, 4n – тетраплоидты, 5n – пентаплоидты болып бөлінеді.

Полиплоидия организмнің  түрлі белгілерінің өзгеруіне себеп болады. Сондықтан ол эволюция мен селекция үшін тұқым қуалайтын өзгергіштіктің маңызды бір қайнар көзі болып есептеледі. Мысалы, селекционер В.С. Федоров шығарған қара бидайдың тетраплоидты формасын алсақ, диплоидты формасына қарағанда сабағы мықты, дәні ірі және салмақты болып өзгерген. Бұл, әрине, шаруашылық маңызы жағынан тиімді өзгеріс. Полиплоидияның өзінің екі түрі бар. Олар автополиплоидия және аллополиплоидия деп аталады. Егер геномды А деп белгілесек, автодиплоид АА, ал автотриплоид ААА болады [2].

Әртекті түрлердің геномдарының еселеніп көбеюінің нәтижесінде пайда болған полиплоидты организмдер аллоплоидтар немес амфиплоидтар деп аталады. Аллополиплоидттар әртекті түрлерді будандастыру кезінде пайда болады. Мысалы, егер будан организмде А мен В гені болса одан алынған аллополиплоид ААВВ болып келеді. Бұған мысал ретінде 1924 жылы тұңғыш рет шомыр мен қырыққабатты будандастыру жолымен (туыс аралық будандастыру) Г.Д. Карпаченконың алған амфидиплоидын алуға болады. Мұндай будан өсімдікте шомып мен қырыққабат белгілерінің бірігіп келуіне байланысты ол өте мықты болып шыққан. Сонда мұндай жаңа форма систематикалық жағынан әр туысқа жататын өсімдіктер геномдарының бірігуі нәтижесінде шығып отыр. Жалпы полиплоидияның негізінде өсімдіктердің, оның жеке мүшелерінің көлемі ұлғаяды. Ол клеткалар көлемінің ұлғаюына байланысты. Ал мұның негізінде клеткалардағы түрлі физиологиялық және биохимиялық процестердің, атап айтқанда, су мөлшерінің, осмостық қысымның және түрлі заттар – белок, хлорофилл, клетчатка, витаминдер т.б. мөлшерінің артуы жатады [4].