Криосақтау әдістері
М А З М Ұ Н Ы
КІРІСПЕ 4
1. ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 5
1.1. Криобиологияның даму 5
1.2. Криосақтау әдістері 6
1.3. Жеміс және жидек өсімдіктерін криосақтау мәселесінің қазіргі
2. МАТЕРИАЛДАР МЕН ЗЕРТЕУ ӘДІСТЕРІ 14
2.1. Зерттеу объекттері 14
2.2. Зерттеу әдістері 14
2.2.1. Іn vitro жағдайында көбейту 14
2.2.2 Криосақтау әдістері 15
2.2.3. Пробиркалық өсімдіктерді топырақтық культураға көшіру 16
3. АЛЫНҒАН НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛДАУ 17
3.1. Криосақтау әдістерінің тиімділігін салыстыру 17
3.2. Пробиркалық өсімдіктердің суықтық акклиматизациясы ұзақтығының криосақталған меристемалардың тіршілік
22
3.3. Пробиркалық өсімдіктерді топыраққа отырғызу 24
Қ О Р Ы Т Ы Н Д Ы
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 31
Р Е Ф Е Р А Т
«Қара қарақаттың тканіне төменгі температураның әсері» тақырыбына жазылған
Негізгі қолданылатын сөздер – криосақтау, апикалдық меристама, қара қарақат,
Зертеу объектісі: қара қарақаттың (Ribes nigrum L.) Оджебин және
Зерттеу жұмысының мақсаты: қара қарақаттың бөлініп алынған ұлпаларының тіршілікке
Бұл жұмыста қара қарақаттың апикалдық меристемаларын криосақтауға арналған витрофикация
Пробиркада өсірілген өсімдіктердің суықтық акклиматизацияның криосақталған қарақаттың екі сортының
Суықтық акклиматизацияның оптимальды ұзақтығы Оджебин сорты үшін 2 апта,
Осы жұмыста пробиркалық қара қарақаттың өсімдіктерінің әртүрлі топырақтық
Зерттеу нәтижелерін биотехнологияда және өсімдік шаруашылығында пайдалануға болады.
К І Р І С П Е
Жеміс беретін өсімдіктерді генетикалық жақсартудың негізгі жағдайларының бірі -
Әлемдік тәжірибеде генетикалық материалды сақтаудың әдетегі формаларымен қоса in
Экологиялық жағдайдың нашарлауына байланысты өсімдіктер әлемінің биологиялық әртүрлілігін сақтау
Қазіргі уақытта криосақтау әдістерін жақсарту барысында зерттеу жұмыстары жүргізілуде.
Осы жұмыстың мақсаты пробиркалық өсімдіктердің суықтық акклиматизациясының және криосақтау
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1. Криобиологияның дамуы
Өсірілетін материалды сақтаудың болашағы зор және сенімді әдістері
Өсімдік келткаларын сақтаудың криогенді әдістері өткен ғасырдың 60
Клеткалық және ұлпалық культураларды алғаш рет мұздатып қатыру 30
Қазақстанда криосақтау бойынша жұмыстар 2002 жылы ҚР ҰҒА
1.2 Криосақтау әдістері
Қазіргі кезде өсімдіктердің генетикалық материалын сақтаудың бірнеше тәсілдері бар.
Криосақтау – өсімдік материалын мұздатып қатырып алып, өте төмен
Өсімдіктер клеткасын криосақтау жолындағы қиындықтар өсімдіктерге ғана тән ерекшеліктерге:
Қазіргі кезде өсімдіктерді криосақтаудың бірнеше әдістері бар, олар:
Баяу біртіндеп бағдарланған мұздату әдісі. Бұл әдісте химиялық
Витрификация әдісімен өсімдік материалы криопротектордың жоғары концентрациялы ерітіндісімен
Инкапсуляция-дегидратация әдісі, мұнда өсімдік ұлпаларын жоғары молекулалық сахароза ерітіндісінде
Витрификация және инкапсуляция-дегидратация әдістерінің
көмегімен жеміс, жидек өсімдіктерінің апикальді
меристемаларын криосақтаудың этаптары
Сурет 1
Баяу біртіндеп бағдарланған мұздату әдісі жалпылай қабылданған және
Жеміс, жидек және басқа да ауылшаруашылық дақылдарының бір
Өсімдіктердің әртүрлі түрлерін криосақтау бойынша алынған нәтижелер, апикалдық меристемалардың
Криосақтау әдістерінің көбінде өсімдіктер ұлпасын алдын ала өңдеу
Диметилсульфоксид (ДМСО) клеткалар мен ұлпаларды химиялық өңдеуден өткізу үшін
Клеткаларды, ұлпаларды және пробиркалық өсімдіктерді алдын ала өңдеу үшін
Қоңыржай климаттың көптеген өсімдіктер түрлерін криосақтау үшін
1.3. Жеміс және жидек өсімдіктерін криосақтау мәселесінің қазіргі
Жидек өсімдіктері арасында қой бүлдіргенді Fragaria x ananassa Duch.
Ресей ғылым академиясының К.А.Тимирязев атындағы Өсімдіктер физиологиясы институтында А.С.Поповтың
Жүзімнің, картофельдің меристемаларын криосақтау әдістерін жақсарту жұмыстары Украинаның Криобиология
АҚШ-та криосақтау баяғыдан ақ жеміс және жидек
АҚШ-тың, Корваллис қаласындағы Клондық Репозиторийінде әртүрлі жеміс және жидек
Шотландиядағы Данди университетінде криосақтау әдістерін жақсарту мақсатында
Қазақстанда криосақтау бойынша жұмыстар 2002 жылы ҚР ҰҒА
2. МАТЕРИАЛДАР МЕН ЗЕРТЕУ ӘДІСТЕРІ
2.1. Зерттеу объекттері
Зерттеу объектісі ретінде Қара қарақаттың (Ribes nigrum L.) Оджебин
Оджебин сорты, Керри сорты – Корвалис штат
2.2. Зерттеу әдістері
2.2.1. Іn vitro жағдайында көбейту
Қарақаттың өркені 20 г/л глюкоза, 0,5 мг/л 6-бензиламинопурин,
Қарақаттың меристемасы МС сәйкес минералдық тұздар мен витаминдер бар,
Пробиркалық өсімдіктердің суықтық акклиматизация режимі: 22оС-де 8 сағ.
2.2.2 Криосақтау әдістері
Витрификация және инкапсуляция-дегидртация әдістері қолданылды.
Витрификация әдістері :Акклиматизацияланған өскінтерден бөлініп алынған меристемалар 2 тәулік
80 минуттан соң кариопробиркалар сұйық азоттқа батырылды. Үлгі
Инкапсуляция-дегидратация әдісі: Оқшауланған меристемалар тұтқырлығы төмен альгинат ерітіндісіне [кальцийі
Тәжірибе нәтижелерін талдау: Криосақтауды зерттеу мақсатында қойылған эксперименттің
2.2.3. Пробиркалық өсімдіктерді топырақтық культураға көшіру
Пробиркада өсірілген қарақат өсімдігі топырақтық культураға отырғызылды. Отырғызу
3. АЛЫНҒАН НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛДАУ
3.1. Криосақтау әдістерінің тиімділігін салыстыру
Тәжірибелердің бірінші бөлімінде қара қарақаттың Оджебин сорты меристемаларының тіршілікке
Біз витрификация әдісін қолданған кезде меристемалардың 31,4% тіршілікке
Кесте 1.
Қара қарақаттың Оджебин сорты меристемалары үшін
Криосақтаудың екі әдісінің тиімділігін салыстыру
Криосақтау әдістері
Меристемалар саны Өсімдіктер регенерациясы
саны %
Витрификация әдісі
Бақылау
СА* дейін 10 8 80
Тәжірибе СА кейін 35 11 31,4
Инкапсуляция-дегидратация әдісі
Бақылау
СА* дейін 29 25 86,2
Бақылау
СА* дейін 81 45 56,6
*СА – сұйық азот
Инкапсуляция-дегидратация әдісі кезінде витрификация әдісіне қарағанда меристемалардың дамуы тезірек
Витрификация әдісін қолданған кезде меристемаларды, құрамына ДМСО, глицерин
Қоректік ортада өсірілген қара қарақат Оджебин сорты өсімдігі
Сурет 2.
Криосақтаудың витрификация әдәсінен қолданғаннан
кейінгі қара қарақат өсімдігінің оқшауланған
меристемаларының регенерациясы
Сурет 3.
А – оқшауланған меристема (10 х. ұл)
Б – қалпына келтіретін ортадағы меристемадан өскіннің
Криосақтаудың инкапсуляция-дегидратация әдісін қолданғаннан
кейінгі қара қарақат өсімдігінің оқшауланған
меристемаларының регенерациясы
Сурет 4.
А – альгинантты гелде инкапсуляцияланған оқшауланған меристема
(8 х ұл.).
Б – қалпына келтіретін ортадағы өскінтің меристемадан дамуы
Инкапсуляция-дегидратация әдісін қолданудың ерекшелігі витрфикация әдісінен ерекшелігі, клеткалар үшін
Қара қарақатты криосақтаудың екі әдісінің тиімділігін салыстыру, бұл культураның
3.2. Пробиркалық өсімдіктердің суықтық акклиматизациясы ұзақтығының криосақталған меристемалардың тіршілік
Бұдан арғы тәжірибелерде қара қарақат меристемаларын криосақтау үшін ең
Қара қарақат бүршіктерінің акклиматизациясы климакамерада мынадай режимде жүргізілді: 8
Суықтық акклиматизацияның әртүрлі мерзімінен өткен пробиркалық өсімдіктерден алынған апикалдық
Криосақтау тәжірибелер барысында мұздату-еріту циклдарынан кейінгі қара қарақат меристемаларының
Сондықтан, суықтық акклиматизациядан өтпеген өскіндерінен алынған Оджебин және Керри
Осылайша, суықтық акклиматизацияның оптимальды ұзақтығы Оджебин сорты үшін –
3.3. Пробиркалық өсімдіктерді топыраққа отырғызу
Асептикалық жағдайларда алынған өсімдік топыраққа көшіріліп отырғызылды. Тамырланған
Отырғызылатын топырақ ретінде - 1:1 қатынасындағы топырақ пен шым
Отырғызылған өсімдіктер екі есе ерітілген Кноп ортасымен суғарылды. Алғашқы
2-кестеде Қара қарақаттың Керри сортының топыраққа отырғызылуынан 1
Сурет 5.
2 - Кесте .
Қара қарақат Керри сортының өсімдігінің топыраққа жерсінуі
№ Топырақтық субстаттың құрамы Отырғызылған өсімдік саны Өскіннің орташа
саны %
1 Перлит,
Тамырланған өсімдіктер, ХА 6 аптадан кейін. 8 3,7
2 Перлит,
Қысқармаған өскіндер 7 3,2 0 0 7 100
3 Торф, құм, перлит (1:1:1),
Қысқармаған өскіндер 6 3,0 0 0 0 0
4 Торф, құм, топр. (1:1:1),
Қысқармаған өскіндер 9 3 0 0 3 33,3
5 Торф, құм, топр. (1:1:1),
Қысқарған өскіндер. 10 4,6 1,4 4,5 5 50,0
6 Құм, топр. (1:1),
Қысқармаған өскіндер 9 2,3 0 0 6 66,7
7 Құм, топырақ қатынасы (1:1),
Қысқарған өскіндер 10 4,5 2,1 3,5 8 80,0
Топыраққа егілген қара қарақаттың Керри сорты
Сурет 6.
А - Үш субтрактағы көрiнiс
Б - Перлит
В – Топырақ, құм 1:1 қатынаста
Г – Топырақ, құм, торф 1:1:1 қатынаста
Тамырланған өсімдіктердің де, сондай-ақ тамырсыз өскіндердің де жерсінуі перлиттер
Өсімдіктердің топырақ пен құм қосындысында жерсінуі аздап кіші
Сөйтіп қара қарақаттың асептикалық өсімдіктерін топыраққа отырғызу үшін
Қ О Р Ы Т Ы Н Д Ы
Жеміс және жидек өсімдіктерінің гермоплазмасын ұзақ мерзім сақтау үшін
Бұл жұмыста қара қарақаттың (Ribes nigrum L.) апикалдық меристемаларын
Пробиркалық өсімдіктерді алдын ала суыққа үйрету оқшауланған ұлпалардың
Өсімдіктердің гермоплазмасын сақтау әдістерін жасаудағы маңызды кезең -
Тамырланған өсімдіктердің де, сондай-ақ тамырсыз өскіндердің де жерсінуі
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Валиханова Г.Ж. Биотехнология растений. Алматы, Конжик,
Попов А.С. Криогенное хранение культур клеток растений // Культура
Рахимбаев И., Ковальчук И., Кушнаренко С. Биотехнология криосохранения гермоплазмы
Попов А.С. Некоторые механизмы криоповреждений клеток растений in vitro
Kartha K.K., Leung N.L., Paul K. Cryopreservation of strawberry
Niino T., Sakai A., Enomoto S., Magosi J., Kato
Dereuddre J., Scottez C., Arnaud Y., Duron M. Resistance
Стрибуль T.Ф., Олейник С.T., Новиков A.Н., Григоращенко A.И. Оптимизация
Reed B. M. The basics of in vitro storage
Luo J., Reed B.M. Abscisic acid-responsive protein, bovine serum
Engelmann F., Benson E.E., Chabrillance N., Gonzalez Arnao M.T.,
Withers L.A., Street H.E. Freeze preservation of cultured plant
Wu Y., Engelmann F., Zhao Y. Cryopreservation of apple
Chang Y., Reed B.M. Extended alternating-temperature cold acclimation and
Hirai D., Shirai K., Shirai S., Sakai A. Cryopreservation
Helliot B., de Boucaud M.T. Effect of various parameters
Luo J., Reed B.M. Abscisic acid-responsive protein, bovine serum
Dumet D., Chang Y., Reed B.M., Benson E.E. Replacement
Chang Y., Reed B.M. Extended cold acclimation and recovery
Murashige T. and Skoog F. A revised medium for
Лакин Г.Ф. Биометрия: Учеб. пособие для биол. спец. вузов.
Валиханова Г.Ж., Бабаев Р.А., Бишимбаева Н.К., Заирова А.С. Методическое
2
Меристема 0,8-1,0 мм
Витрификация әдісі
Инкапсуляция –деградация әдісі
Альгинантты гельде инкапсуляция
5 % ДМСО-сы бар МС қоректік ортада өсіру
0,4 М сахароза бар МС сұйық ортада алдын ала
0,75 М сазарозасы бар МС сұйық қоректік ортада дегидратациялау
Крио протектормен (ДМСО+глицирин+эти-ленгликоль) өңдеу
Залалсыздан-
дырылған ауа ағымында кептіреді
Сұйық азотқа салу (-196оС) және сақтау
МС сұйық қоректік ортадан криопротектор-ларды жуып алу және өсімдіктер
МС сұйық қоректік ортада өсімдіктер регенерациясы
Қара қарақаттың тканіне төменгі температураның әсері
Апикальды меристемаларды криосақтау
Криосақтау
Жиі пайдаланылатын әдістер
Генофондты invitro сақтау
Сhlorella vulgaris клеткасының тіршілік ету қабілетіне сақтау ұзақтылығының әсері
Клондық микрокөбейтудің әдістері
Клеткаларды сұйық қоректік ортада өсіру
Өсімдіктерді микроклональды көбейту биотехнологиясы
Жануарлар биотехнологиясы пәнінен тіректік дәрістер жинағы