Қант қызылшасы селекциясының биотехнологиялық әдістері туралы қазақша реферат
Қант қызылшасы селекциясындағы биотехнологиялық әдістер
Қант қызылшасы — еліміздің егістігіндегі ең маңызды техникалық дақылдардың бірі. Алайда қазіргі қант өндірісі тамыржемістегі қант мөлшерінің төмендеуі мен өнімділіктің құлдырауына байланысты күрделі кезеңді бастан өткеріп отыр. Әлемдік тәжірибе бидай, картоп сияқты дақылдармен қатар қант қызылшасын өсірудің де экономикалық тұрғыдан тиімді екенін көрсетеді.
Экономикалық мәні және өндірістік тәуелділік
Мысалы, 1990 жылы Германияда астық дақылдары айдалған жердің 56,6%-ын құрап, ел табысының 9,5%-ын берген. Сол кезеңде қант қызылшасы айдалған жердің 5,3%-ын ғана алып, табыстың 4,3%-ын қамтамасыз еткен.
Қант өндірісін арттыру — күрделі технологиялық үдеріс. Ол егілетін сұрыптардың өнімділігі мен төзімділігіне, сондай-ақ алынған шикізаттың сапасына тікелей байланысты.
Селекция мақсаты және негізгі талаптар
Жоғары қаттылықты, салмағы үлкен тамыржеміс түзетін және төзімді сұрыптарды шығару бағытындағы селекциялық жұмыстарда агротехникалық шаралармен қатар егіс аумағы да маңызды рөл атқарады. Қант қызылшасы — екіжылдық, айқас тозаңданатын дақыл, сондықтан селекция үдерісі күрделі әрі ұзаққа созылады.
Жаңа сұрыптар, әдетте, мына үш негізгі талапты қанағаттандыруы тиіс:
- жоғары өнімділік;
- әртүрлі фитопатогендерге төзімділік;
- қоршаған ортаның экстремалды жағдайларына төзімділік (абиотикалық стресс).
Биотикалық және абиотикалық стресстерге төзімділікті қалыптастыру міндеттерін шешуде биотехнологиялық әдістердің маңызы ерекше. Өсімдік селекциясы ағзалық деңгейден жасушалық деңгейге ауысқан сайын, қажетті белгілерді селективті ортада іріктеуге мүмкіндік беретін микробиологиялық тәсілдер кеңінен қолданылады.
Жасушалық сұрыптау және суспензиялық культура
Жасушалық сұрыптаудың негізгі алғышарты — қант қызылшасының ұсақ дисперсті суспензиялық культурасы. Суспензиялық культурасын алудың негізгі әдісі — каллусты ұлпаны қоректік ортада фрагменттеу және өсіру.
Каллусогенезді индукциялау және эксплант таңдауы
Каллусогенез индукциясы үшін әртүрлі материалдар қолданылған: шие бұтақтарының бөліктері және қант қызылшасының түрлі инбредті линияларындағы өркен гүлсағақтарының сегменттері (Әмірханова және т.б., 1985).
Мурасиге–Скуг қоректік ортасына өсімдік материалын енгізу және қосымша 2 мг/л БАП қосу каллус ұлпасының түзілуін күшейтті. Каллусогенез қарқындылығы бойынша әртүрлі инбредті линиялар арасында айырмашылық байқалды: бейімділігі жоғары А-52 және ССП линиялары эксплантаттарында тұтас каллус индукциясы жиі тіркелді.
Каллус культурасының қасиеттері
Каллус культурасының өсімталдық және цитоморфологиялық сипаттамалары ұлпалық тегіне, өсіру жағдайына және қоректік ортаның құрамына тәуелді. Каллус консистенциясы шартты түрде үш типке бөлінеді:
Салыстырмалы борпылдақ каллусты алуына бірнеше тәсіл әсер етеді, соның ішінде 2,4-Д бар ортада өсіру және қоректік ортадан Ca++ иондарын алып тастау. Біздің зерттеуде ССП линиясының каллусты жасушалары борпылдақ консистенциялы және құрылымы жағынан гетерогенді болды. Ал А-52 инбредті линиясының каллусы берік, гомогенді болып, жарықта тез жасылданды.
ССП линиясы негізіндегі суспензиялық культураны алу
Қоректік орта құрамы және өсіру тәртібі
Қант қызылшасының суспензиялық жасушалары ССП инбредті линиясының каллусты ұлпасынан алынды (Әмірханова, 1988). Каллус түйіршіктері колбаға Мурасиге–Скуг сұйық ортасымен көшірілді. Ортаға мына үстемелер енгізілді: 0,1 мг/л 2,4-Д, 0,1 мг/л НУК, 0,5 мг/л БАП.
Тотығу үдерісін болдырмау үшін қоректік ортаға 5 мг/л концентрацияда аскорбин қышқылы қосылды. 100 мл қоректік ортаға 2–3 г шикі каллус массасы алынды. Екі аптадан кейін алғашқы суспензия жаңа ортаға пассирленді.
Цитологиялық сипаттама және агрегаттану деңгейі
Цитологиялық талдау суспензиялық мәдениеттің жасушалары өлшемі мен пішіні бойынша гетерогенді екенін көрсетті. Үлкен ядролы ұсақ жасушалармен қатар, ядро–цитоплазма қатынасы төмен вакуольді жасушалар да байқалды.
Ең жиі кездескені — 6–20 жасушадан тұратын агрегаттар (шамамен 50%). Бір жасушалы және 2–5 жасушадан тұратын агрегаттар өсіру бірліктерінің 27%-ын құрады. Жүздеген жасушадан тұратын ірі агрегаттар сирек кездесті.
Тіршілікке қабілеттілікті бағалау
Суспензия жасушаларының тіршілікке қабілеттілігін бағалау үшін тірі жасушалар 0,003% көк метиленмен боялды. Өсу фазасына байланысты тірі жасушалар үлесі 67%-тен 93%-ке дейін өзгерді.
Осы нәтижелер қант қызылшасы селекциясын жасушалық деңгейге көшіруге негіз болып, суспензиялық культураның негізгі сипаттамаларын айқындауға мүмкіндік берді.