Картоп дақылын биотехнологиялық жолмен өсіру

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Облысы: Алматы

Ауданы: Алакөл

Мектебі: «Қарабұлақ орта мектебі мектеп жасына дейінгі шағын

орталығы бар» коммуналдық мемлекеттік мекемесі

Тақырыбы: Жерсіндірілген картоп дақылын жас өскіні арқылы көбейту.

Бағыты: Картоп дақылын биотехнологиялық тиімді жолмен өндіру.

Секция: Биология

Авторы: Құрманайқызы Таңгүл

Жетекшісі: Ахметова И.М.

Кеңесшісі: Садуақасов С.С.

М А З М Ұ Н Ы

Кіріспе ..................................................................................................................3

1. Негізгі бөлім.....................................................................................................5

1.1. Материалдар мен зерттеу әдістері..................................................................6

1.2. Биотехнологиялық әдіс, яғни іn vitro жолымен картоп дақылын көбейтуді үйрену, пайдалану...............................................................................................9

1.3. Түзуші ұлпадан микрокобейтудің түрлі әдістерін ғалымдар морфогенездік өзгергіштігіне қарай жіктеді....................................................10

2. Эксперименттік бөлім........................................................................................11

2.1. Түзуші ұлпаларды микрокөбейту процесінің кезеңдері.....................12

3. Әдебиетке шолу..................................................................................................17

4. Жұмыстың қорытындысы мен оны талқылау...............................................21

Қорытынды..............................................................................................................24

Қосымша ....................................................................................................................25

Пайдаланған әдебиеттер тізімі ...........................................................................28

Кіріспе

Картоп дақылы ауыл шаруашылығындағы кеңінен тараған азық үшін өсірілетін мәдени өсімдік болып табылады.

Дүние жүзі бойынша күріш пен бидайдан кейінгі орында тұрған картоп дақылы болып есептеледі.

Картоп құрамындағы адам ағзасына пайдалы сапалы нәруыздың, әртүрлі дәрумендердің және тағы басқа заттардың, адам денсаулығына өте қажетті қоректік қасиеті бар екенін естен шығармаған жөн.

Картоп дақылының екінші бір қасиеті ауыл шаруашылығында мал азығы ретінде де маңызы өте зор.

Картоп дақылының түйнегін өндірісте басқада қажетті шикізат ретінде кеңінен пайдаланады. Мысалы: 1 тонна картоптан 112 литрге дейін спирт, 55 кг көмірқышқыл газы, 170 кг крахмал, 80 кг глюкоза тағы басқа заттар алуға болатынын білгеніміз жөн.

Картоп басқа дақылдарға қарағанда агрономиялық тұрғыдан өте тиімді дақыл. Біріншіден ауыспалы егіс жүйесіндегі көптеген дақылдарды картоптан кейін орналастырған тиімді, картоп еккен жер арам шөптерден таза болады және қолданған тыңайтқыштарға, берілген суға қайырымы мол дақыл.

Бұл көкөністі Қазақстанның барлық аймақтарында өсіріледі, өскен ортасына көп талғам қоймайды. Соңғы мәліметтерге сүйенетін болсақ Қазақстан бойынша картоп егісінің көлемі 200 мың га көлемінде.

Ғылыми деректер бойынша картоп дақылының әр гектарынан 1000 центнерге дейін өнім алуға болатыны мәлім.

Қазіргі кезде картоп дақылын биотехнологиялық жолмен in vitro жағдайында өсіру жолға қойылып отыр.

Голандиялық сорттардан өнімділігі, өскен ортасына төзімділігі, дәмділігі және сорттық қасиеттері жоғары картоп сорттары мемлекетімізде өсіріліп, жергілікті жерлерде аудандастырылуда.

Шет мемлекеттерден әкелінген картоп дақылын жерсіндіру және биотехнологиялық әдісті қолдана отырып вирустық жұқпалы ауруларынан тазарту жолында тынбай еңбек етіп келе жатқан ККШҒЗИ «Картоп және көкөніс шаруашылығындағы ғылыми зерттеу институтын» атап айтсақ болады.

Оның шырынының құрамында калий, күкірт, фосфор, хлор көп. Соның нәтижесінде терідегі дақты картоп шырынын ішіп кетіруге болады. Ағзаны тазалауға таптырмайтын әдіс. Бұл әсіресе, сәбіз шырынын қосқанда айрықша пайдалы. Ол үшін 50 гр. картоп шырынын, 200 гр. сәбіз шырынымен араластырып, күніне 1-3 рет ішеді. Тек тағамға пайдаланғанда есте болатын бір жағдай, аршылмаған картопты суық суға пісіргенде 25 пайыз, нақ солай ыстық суға пісіргенде 10 пайыз, аршылған картопты суық суға пісіргенде 35 пайыз, нақ солай ыстық суға пісіргенде 25 пайыз өзіндегі аскорбин қышқылын жоғалтады. Магний тұздарының аса маңызды көздері картопта 25 пайыз.

1. Негізгі бөлім

Түйнек – сабақтың түп жағындағы жер асты қолтық бүршіктен дамитын өркеннің ұшындағы бүршік. Бүршік білеуленіп, жуандап өсіп түйнекке айналады. Түйнектің бүршік қолтығындағы түссіз жетілмеген жапырақтары майда қабыршақ тәрізді. Жетілмеген жапырағының қурап түсіп қалғандағы ізін көзше дейді. Түйнектегі бүршіктер сабақтағы сияқты кезектесіп орналасады. Түйнектің жер асты өркенге жалғасқан жерін – негізгі, оған қарама - қарсы жағын төбесі деп атайды. Жапырақ ізі мен бүршіктер төбе жағында жиірек орналасады.

Түйнектің сыртын тоз қабық қаптайды. Картоп өсімдігінің түбіне топырақты неғұрлым көбірек үйіп түптесе, түбінде соғұрлым түйнектер көп түзіледі.

Картоп дақылын жалпы түйнектері арқылы көбейтеді.Түйнектен жер үсті өркендер дамиды. Уақыты жеткенде гүлдеп жеміс түзіледі. Жемістерінің үлкендігі шиедей, сондықтанда оларды жидек жеміс деп атайды. Картоп жемісі – жидек жеміс, жер асты түйнегі түрін өзгерткен өркен.

Картопты түйнек көзшелерінен өсіп шыққан жас өркендерді қалемшелеу арқылы көбейту.

1.1. Материалдар мен зерттеу әдістері.

Картоп дақылын жас өскіні арқылы биотехнологиялық [ 1] әдіс – тәсілді қолдана отырып меристемалық [ 2] ұлпалардан көбейту. Бұл әдістің бізге тиімділігі сауықтырылған жоғары сортты картоп дақылына қол жеткізуге болады, ол үшін алдымызға төмендегідей мақсат және міндеттер қоямыз.

Енді осы алға қойған мақсаттарымызбен зерттеу жұмыстарымызды жүргізуімізге болады.

Мақсаты: зерттеу жұмысының басты мақсаты картоп дақылын түйнегінен өсіп шыққан жас өскіншелерінен қалемшелеу арқылы көбейту.

Міндеті:

• Картоп дақылының ерекшелігін оқып үйрену, зерттеу;

• Картоп сорттарын биологиялық ерекшелігі бойынша талдау;

• Зерттеу жұмысының барысында кортопты түйнек арқылы немесе жас өскіншесі арқылы көбейтудің тиімдісін анықтау;

Биотехнологиялық тәсіл бұл сауықтырылған, вирустан таза өсімдіктер алуымызға өте үлкен септігін тигізетін ұтымды тәсілдердің бірі болып табылады.

Биотехнологиялық [ 1]- жаңа әдіспен өсімдікті өсіру.

меристемалық [ 2]- ұштық ұлпалар.

1.2. Биотехнологиялық әдіс, яғни іn vitro жолымен сауықтырылған картоп дақылын көбейтуді үйрену, пайдалану.

Іn vitro [ 3] жағдайында өсірілетін жасушаларды іс-жүзінде пайдалану биотехнологияның дамуына тығыз байланысты.

Биотехнологияның соңғы 30 жылдағы зерттеулері мен жетістіктері биотехнология деген дербес білім саласының қалыптасып дамуына теориялық және әдістемелік негіз болды.

Биотехнология биологиялық процестермен объектілерді пайдалануға негізделген экономикалық тиімді де маңызды өнімдер шығаратын ғылым мен өндірістің жаңа бағыты.

Жаңа биотехнологияда керекті өнімдерді алу үшін іn vitro жағдайында өсірілетін жасушалар жасанды тіршілік формалары қолданылады.

Іn vitro жағдайында өсірген өсімдік клеткалары табиғи өсімдікке тән биосинтездік қасиетін сақтайды, сондықтан оларды экономикалық маңызы бар заттарды өндіру үшін пайдалануға болады. Бұл жеке жасушадан бастапқы өсімдіктің барлық белгілері сақталған бүтін өсімдікті қайтадан шығаруға қабілеттілігі бар. Ол клондық микрокөбейту әдісіне негізделген.

Іn vitro жағдайында өсірілетін жасушалар мен ұлпалар:

а. жасушалық масса б. регенерант өсімдік.

Жоғарыда аталғандар биотехнологиялық әдісті қолдана отырып картоп дақылының түзуші ұлпаларынан алынатын өте таза, вируссыз , элиталық сорттар алынады.

Өсімдікті биотехнологиялық әдіспен клондық микрокөбейтуде жасанды қоректік ортаның түрлері және құрамы:

Өсімдіктер ұлпаларын өсіруге арналған қоректік орта құрамы күрделі болып келеді. Оның ішінде микро және макроэлементтері, көмірсулар, аминқышқылдары, витаминдер, өсуді реттеуші гормондар және агар-агар

болуы тиіс. Мұндай қоректік орталар жиі қолданылады.

Іn vitro [ 3]-өсімдікті қоректік ортада өсіру.

Бұлар: Мурасиге Скуге ( МС) , Уайт, Гамборг [ 4] сияқты қоректік орталары.

Жасанды қоректік ортаны дайындау кезінде зертханалық талаптарды қатаң орындауымыз тиіс. Қажетті ыдыстарды, аспаптарды зарарсыздандырып , арнайы бөлмеде жұмыс жүргізуіміз қажет. Дистилятор арқылы залалсыздандырылған суға дайындайды.

Картоп дақылының меристемалық ұлпасын өсіретін жасанды қоректік орта сұйық немесе қою болуы мүмкін. Қою ортаны агар – агар (балдыр өсімдігін кептіру арқылы алады) қосу арқылы жасаймыз.

Қою қоректік ортаны дайындау үшін агарды залалсыз судың төрттен біріне салып, 80 – 100 градус жылулыққа дейін қыздырады. Агар құйылған колбаны, біркелкі ертінді түзілгенше шайқап отыру керек. Содан соң осы ертіндіге, алдын – ала дайындалған ертінділер минералды тұздар, витаминдер, қанттар, витаминдар, өсіргіш заттар ерітіндісін қосады. Содан кейін дистилденген суды қосып отырып, белгілі мөлшерге жеткізеді. Уақытымызды үнемдеу үшін макроэлементтерімізді алдын – ала концентрациясын 10 есе көбейтіп, микроэлементтердің және витаминдердің концентрациясын 100 есе көбейтіп дайындап алып , тоңазытқышта 4 – 5 аптаға дейін сақтауға болады.

Бұл ерітіндінің атын және дайындалған күнін, сол ерітіндінің тұрған ыдысының бүйіріне жазып қоямыз. Жұмыс жасар алдында ерітінділерді тексеріп алу қажет, егер тұнба түзілсе немесе түрі өзгерсе қайта дайындалады.

Барлық ерітінділер дистилденген суда дайындалады. Минералды тұздар және микроэлементтер дайындалып міндетті түрде сүзгіден өткізіледі.

Жасанды қоректік орта дайын болғанда оның құрамына , өсімдігіміздің өсуін жылдамдату үшін кинетин қосамыз.

( МС) , Уайт, Гамборг [ 4]-қоректік орталар.

Дайын қоректік ортаға зерттелетін өсімдігімізді салғаннан кейін, өсімдігіміз жылдам өсуі үшін кинетин [5] (өсімдіктің өсуін жылдамдатады) қосамыз.

Клондық микрокөбейту, бұл технология сирек кездесетін немесе жоғалып бара жатқан өсімдіктің түрлерін , бағалы селекциялық объектілерді және вирустан таза залалсыздандырылған өсімдіктерді көбейту үшін қолданылады. Апикальды меристема жасушаларының клондары вирустан таза болады.

Клон дегеніміз – жыныссыз жолмен яғни вегетативтік көбею жолымен түзілетін организм.

Өсімдіктің клондық микрокөбейтуі деген өсімдіктің іn vitro жағдайында жыныссыз жолмен көбеюі.

Биотехнологиялық әдістің дағдылы вегетативтік жолмен көбеюімен салыстырғанда айтарлықтай артықшылығы бар.

1. Көбею коэффициенті өте жоғары;

2. Микрокөбеюмен қатар өсімдіктер вирустар потогендік микроорганизмдерден сауықтырылады.

3. Үнемділік. Арнайы бөлмелерде стеллаждарда орналасқан пробиркаларда жыл бойы мыңдаған өсімдіктерді өсіру арқылы теплицалар алаңы үнемделеді.

4. Жас өсімдіктерді алу, яғни кәрі дарақтарды жасарту.

5. Өсу процесін жыл бойы үзбеуге болады.

Кинетин [5]-өсімдіктің өсуін тездетеді.

1.3. Түзуші ұлпадан микрокобейтудің түрлі әдістерін ғалымдар морфогенездік өзгергіштігіне қарай жіктеді.

Н.В.Катаева мен Р.Т.Бутенко былай жіктеуді ұсынды:

а. бұрыннан болған түзуші ұлпалардан өскен өсімдіктер;

б. жаңадан пайда болған түзуші ұлпалардан өскен өсімдіктер.

Бірінші типі: өсімдікте бұрыннан болған түзуші ұлпаларды ( ұштық меристема, қолтық және бұйыққан бүршіктері) активтендіру жолымен пайда болады.

Екінші типі: Іn vitro жағдайында пайда болған бүршіктер мен эмбриоидтардан алынады. Бұл өсімдікте маманданған және каллус жасушаларынан шыққандығына байланысты генетикалық өзгергіштіктер орын алуы мүмкін. Сондықтан шыққан клондар бастапқы өсімдіктен ауытқып кете береді. Сөйтіп бұл әдісті тек каллустары тұрақты немесе регенеранттарда пайда болған өзгерістер табиғи өзгергіштіктен аспайтын өсімдіктерге пайдалануға болады.

Осы ғалымдардың ұсынылған түрлі әдістерін Қазақстанның ғалымдары да пайдаланып, өздерінің селекцияда және өсімдіктердің жаңа сорттарын шығаруда (будандастыру арқылы) кеңінен қолданылып жүр.

2.1. Түзуші ұлпаларды микрокөбейту процесінің кезеңдері.

Клондық микрокөбейту төрт кезеңнен өтеді: Осы төрт кезеңді бастамас бұрын картоп дақылын қалыпты температурада петри [ 6] табақшасына ылғалданған мақта салып өзіміз зерттеу жұмысына алып отырған «Тоқтар , Бақша» картоптың сорттарын отырғызамыз.

І. Эксплантты [7] Іn vitro жағдайында өсіру. Бұнда толығымен залалсыздандырылған эксплантты алып лайықты қоректік ортаға отырғызып, оның жақсы өсуіне қолайлы жағдай туғызу керек.

ІІ. Микрокөбейту. Регенерант [8] пайда болуы және олардың санын көбейту. Пробиркаларда өскен жас өскіндерді шығырып алып, қиып бөлшектерге бөліп көбейтіп, келесі пробиркаларға қоректік орталар құйып әр біреуіне отырғызамыз.

ІІІ. Өркендерді тамырландыру және оларды сақтау. Тамырлары өсіп жетілген соң өсімдіктерді топыраққа көшіруге дайындайды немесе

салқын жерге қояды. Төмен температура өсімдіктің дамуын тежеп, ұзақ уақыт сақтауға мүмкіндік береді. Қалыпты температурада үйдің ішінде топырақ толтырылған ыдыстарда отырғызамыз.

ІV. Өсімдіктерді топыраққа отырғызу.

Бұл кезде өсімдіктер гетеретрофты қоректенуден автотрофты

қоректенуге өтеді. Бұл кезең өте сақ болуды, ұқыптылықты қажет етеді. Өйткені өсімдіктер бейімделе алмай шығын болуы мүмкін. Бұл кезеңде ең алдымен өсімдігімізді отырғызатын топырағымызды даярлаймыз, топырағымыздың құнарлығын , құрамын бақылап қадағалаймыз. Сонан соң өсімдігімізді топыраққа үй температурасында ыдыстарға отырғызамыз. Үй температурасында өсіп жетілген картоп өскінін далалық жылыжайға көшіреміз, сөйтіп дала температурасына, жердің ылғалдығына үйренген дақылымызды 15 – 18 күн өткен соң өсірілген картопты көктем уақыты келіп топырақ қызғанда ашық танапқа [9] шығарамыз.

0. Өсімдіктің клондық микрокөбейтуіне әсер ететін факторлар.

Бөлініп алынатын экспланттар аурудан сау, вируссыз болуы қажет. Жылыжайда өсірілетін болса, жапырақтарына су шашыратпай суару керек, ауа ылғалдығы төмен болғаны жөн.

Картоп дақылын биотехнологиялық әдіспен өсіргендегі нәтижелерді келесі беттердегі суреттерден көруге болады. (1 – 6 суреттер)

петри [ 6]-картопты өндіруге арналған табақша.

Эксплантты [7]-өсімдіктің өскіндері.

Регенерант [8]- бүтін организм.

Ашық танапқа [9] –егістік.