5.2 In vitro жағдайында қоздырылған андрогенез

 

а) Тозаңқап өсіндісі. Тікелей және жанама андрогенез тәсілдері.

б) Гаметоклоналдық өзгергіштік.

в) Гаплоидты технологияларды іс-саналық жұмыстарында қолдану.

Жекелеген тозаңқаптарды өсірген кезде олардың тозаңдарының қалыпты гаметофит арқылы даму жолы тежеліп, спорофиттік жолға көшкен кезде гаплоидтік өсімдік пайда болады. Қазіргі кезде осы тәсіл бойынша -ден астам өсімдік түрі алынды. Әсіресе, бұл тәсілмен Қытай селекционерлері нәтижелі жұмыс істеді. Олар жаңа жоғары өнімді әрі төзімді күріш пен бидай сорттарын шығарды. Бүгінгі таңда сол күріш 7 га, бидай 7 га алқапта өсіріледі. 5-суретте тозаңқап өсіндісі көрсетілген.

         Тозаңқапты өсіру. Қазіргі кезде тозаңқаптан гаплоидті өсімдікті алу әдісі кеңінен қолданылып келеді. Тозаңқап өсіндісінде микроспорадан эмбриоид құрылымы немесе каллус ұлпасы түзіледі. Эмбриоид құрылымын арнайы жағдайда өсірген кезде  хромосомаларының жиынтығы гаплоидты өскін алуға болады. Мұны тікелей андрогенез дейді.                       

Көп жағдайда регенеранттар каллусогенез арқылы пайда болады /мысалы,  күріште/, мұны жанама андрогенез дейді. Егер микроспорадан каллус ұлпасы қалыптасса,  гаплоидті      өсімдік алу күрделене түседі, себебі алдымен сабақ органогенезін қоздыру керек, кейін одан өркен түзілуі жылдамдатылады, бұл әрқашан бола бермейтін жағдай.

Сонымен қатар, каллус ұлпасы генетикалық тұрақтылыққа ие болмайды, одан алынған регенеранттар алғашқы өсімдіктегі бағалы қасиетті сақтай алмайды, кейде одан пайда болған өсімдіктер гаплоидті болмауы мүмкін. Сондықтан тіршілікке икемді эмбриоидтерді микроспорадан алу өте сирек болғанымен, генетикалық және селекциялық жұмыстар үшін гаплоидтерді алу үшін бірінші тәсіл-тікелей андрогенез оңтайлы болып отыр.

Тозаңқапты өсіру арқылы гаплоидтерді алу тәсілінің мәні мынада. Алдын ала залалсыздандырылған бітеугүлден in vitro жағдайда тозаңқаптарды айырады. Оларды қолма-қол қоректік ортаға орналастырады, орта құрамын әрбір   өсімдікке арнайы таңдап дайындайды. Тозаңқапты алу сәтінде олардың микроспоралары эмбриогенезге көшу үшін қолайлы даму кезеңінде болғаны өте маңызды.

Көптеген жағдайда тозаңқапты айыру үшін тиімді кезеңі деп микроспораның ортаңғы немесе соңғы даму кезеңін айтады. Бұл кезде микроспоралар тетрададан бөлініп, бірінші митозға дайындалады. Бірақ көптеген өсімдік түрлері үшін тетрада кезеңі мен екі ядролық тозаң түйіршігі кезеңі аралығында тиімді болу мүмкін. Мысалы, қырыққабаттар үшін тиімді кезең микроспораның бір ядролық алғашқы даму кезеңі болса, бидай микроспоралары үшін бір ядролық ортаңғы даму кезеңі болып саналады.

Микроспоралар қалыпты дамуынан ауытқу нәтижесінде тікелей андрогенезге өтуі мүмкін, бұл жағдайда гаплоидті ұрық, каллус түзбей-ақ, тікелей микроспорадан /вегетативтік немесе генеративтік жасушадан/ пайда болады немесе ол каллус түзе бастайды. Бірінші тікелей андрогенез жағдайында микроспора бөлінеді де,40-50 жасушалық проэмбрио түзеді, ұрық глобула тәріздес кезеңінде экзинаны жарып, әрі қарай дамиды.  

Каллус ұлпасы түзілген /тікелей жол емес/ жағдайда тозаң  бөлінеді, бірақ бөліну кезінде пайда болған жасушалар тез ұлғаяды және тозаң түйіршігінің қабығын жарып, каллус массасын құрайды. Микроспоралардан гаплоид регенераттары түрлі жолдармен пайда болады.

Тозаңқаптан алынған өсімдіктің ерекшелігі негізінен оның тікелей андрогенез немесе каллус ұлпасы арқылы пайда болғандығына байланысты. Тікелей андрогенез жолымен алынса, нағыз гаплоидті өсімдік шығады -1n, ал каллустан өсірілгенде, ди, три, тетраплоидтер, яғни 2n,3n,4n, және т.б. эуплоидтер, анеуплоидтер, сонымен қатар, басқа генетикалық  өзгерістері бар өскіндер алынады.

Жасушалардың полиплоидтылығы ядролардың қосылуы, хромосомалардың эндоредупликациясы, сандарының өзгеруі және микроспораның түзілуіне байланысты болуы мүмкін. Бұл жағдайда гаметоклоналдық варианттар деп аталатын өсімдіктер қалыптасады.                              

Гаметоклоналдық өзгергіштік – микроспора, тозаңқап, ұрық қалтасын, яғни гаметаларды қоректік ортада  өсіргенде жүзеге асатын өзгергіштік.

Жасуша селекциясындағы сияқты, микроспора өсіндісін қоректік ортаға тұз, гербицид, уыт қосып, тағы басқа қолайсыз жағдайда өсіру арқылы төзімділікті арттыруға болады. Гаметоклоналдық өзгергіштіктің нәтижесінде гаплоидті өсімдік пайда болуының маңызы зор. Гаплоидті өсімдіктер арасынан мутанттық генотипті анықтап, сұрыптау өте жеңіл. Бидайдың тозаңқап өсіндісінде NaCl тұзына төзімді гаметоклоналдық регенеранттар алу мүмкіншілігі зерттеліп тұзға төзімді Ю-580R линиясы алынды. Абсциз қышқылы енгізілген қоректік ортасын қолданып, кұрғақшылыққа төзімді АR-45  линиясы сұрыпталды, тағы басқа in vitro әдісінің көмегімен алынған  регенерант линиялары  Шортандыдағы ғылыми-өндірістік орталықта конкурстық сорт сынаудан өтуде,  регенерант-линияларының RAPD талдау әдісімен ДНК полиморфизмі  зерттелуде.

Гаметоклоналдық өзгергіштіктің қауіпті салдары ретінде альбинос өсімдіктерінің пайда болуын айтуға болады, мысалы бидай, жүгері тозаңқаптарынан алынған өсімдіктен түссіз өсімдіктер шығуы мүмкін. Альбиностар мен олардың жасыл өсімдіктері санының ара салмағы өсімдік түріне, тозаңқаптың даму кезеңіне және өсіру жағдайына байланысты.