– MAVZU - Toshkent kimyo-texnologiya instituti «vinochilik texnologiyasi va sanoat uzumchiligi» fakulteti «biotexnologiya»...

3 – MAVZU:
Hujayra va to‘qima darajasidagi biologik jarayonlar va uning
zamonaviy biotexnologiyadagi ahamiyati
1-ilova
Reja:
1. Hujayra biotexnologiyasi moddiy asoslari.
2. Hujayra kulturasi.
3. Hujayra to‘qimasi.
4. Ajratib olingan hujayralar va to‘qimalarining yo‘nalishlari.
5. Hujayralar qo‘shilishi. Protoplast. Kallus to‘qimalari. Meristema.
Hujayra kulturasi va to‘qimasi
Hujayra biotexnologiyasi–hujayra, to‘qima va protoplastlarni ishlatishga asoslanadi. Hujayralarni
manipulyasiya (faoliyatiga qandaydir o‘zgarishlar kiritish) qilish uchun, ularni o‘simlikdan ajratib olish
o‘simlik organizmidan tashqarida yashashi va ko‘payishi uchun sharoit tug‘dirib berish lozim. Ajratib
olingan hujayra vato‘qimalarni sun’iy ozuqa muhitida, steril sharoitda (invitro) o‘stirish, usuli ajratilgan
to‘qimalar kulturasi deb nom oldi va ularni biotexnologiyada ishlatish mumkinligi sababli, katta ahamiyat
kasb etdi.
Biotexnologiya uzoq uzoqlardan ma’lum bo‘lsada, alohida amaliy fan sifatida o‘tgan asrni ikkinchi
yarmidan boshlab, insoniyat eng avvalo o‘zi uchun o‘ta zarur bo‘lgan,ya’ni oziq-ovqat, energetika, zahira
(resurs), atrof -muhitni muhoxazasi va x.k. muammolarni tubdan yangi asosda echishi zarurligini
sezganidan keyin mujassamlana boshlandi. Biotexnologik jarayonlar sun’iy ozuqa muhitida o‘stirilgan
mikroorganizmlar, o‘simlik va xayvon to‘qimalari, hujayralari va organlaridan foydalanishga asoslanadi.
Xozirgi vaqtda dunyoni ko‘plab mamlakatlarida biotexnologiyani rivojlanishiga alohida e’tibor
berilmoqda. Bunga asosiy sabab, biotexnologiyani boshqa texnologiyalarga nisbatan bir qator ustunlikka
egaligidir. Masalan, biotexnologik jarayonlar juda kam energiya talab qiladilar, deyarli chiqindisiz,
ekologik toza va x.k SHuning bilan bir qatorda, biotexnologiya standart jihozlardan va preparatlardan
foydalanadi va iqlim sharoitiga qaramasdan hamda ko‘p maydon egallamagan holda jarayonlarni yil bo‘yi
o‘tkazishga asoslanadi. Aytib o‘tilgan ustunliklar, o‘simliklarni va xayvonlarni hujayralari, to‘qimalari va
organlariga ham tegishlidir.Ajratib olingan hujayralar va to‘qimalarni biotexnologiyadagi rolini uch
yo‘nalishda ko‘rish mumkin:Birinchi yo‘nalish ajratib olingan o‘simlik hujayrasini tibbyot, veterinariya,
kosmetika va boshqa sohalar uchun zarur bo‘lgan ikkilamchi metabolitlar : alkoloidlar, steroidlar,
glyukozidlar, gormonlar, efir moylari va boshqa biologik faol moddalar sintez qilish imkoniyati bilan
bog‘liq. Ma’lumki, ikkilamchi metabolitlar qattiq (agarli) yoki suyuq ozuqa muhitida o‘stirilgan kallus
to‘qimalardan olinadi. Hujayra texnologiyasi asosida diosgenin -dioskore hujayrasidan; aymolin -ilon
ratsvolfi hujayrasidan; umumiy kuch beruvchi moddalar -jenshen hujayrasidan; va x.k. ajratib olinadi va
tibbiyot hamda parfyumeriyada ishlatiladi. SHuni e’tiborga olish kerakki, o‘stiriladigan hujayralarni
hosildorligi, butun o‘simlikni hosildorligidan ancha baland. Bunday usul bilan ikkilamchi metabolitlar
ajratib olishni yana bir ustunlik tomoni shundaki, muayyan sharoitda o‘simlikni o‘zini o‘stirish imkoniyati
bo‘lmagan sharoitda (sovuq yoki issiq iqlimli intaqalarda), ularni hujayralarini butun yil maboyinida
o‘stirish mumkin.
Ikkinchi yo‘nalish-ajaratib olingan hujayralarni, o‘simliklar seleksiyasida ishlatish va shu orqali tez
rivojlanuvchi, har xil tashqi muhit ta’siriga chidamli (issiqqa, sovuqqa, sho‘rlanishga, og‘ir metallarga,
qurg‘oqchilikka, kasallikka va x.k.) o‘simliklar yaratish. SHuning bilan birga bu yo‘nalish, ajratilgan
protoplastlarni qo‘shilishi orqali yangi o‘simliklar yaratish,hamda nojinsiy (somotik) gibridlar olishni ham
o‘z ichiga oladi. Ajratib olingan protoplastlarga gen muxandisligi metodlari yordamida begona genlarni
kiritlishi, keyinchalik yangi, meros qoladigan xossalarga ega bo‘lgan o‘simlik yaratishga ham olib keladi.
Ajratib olingan changdon va urug‘ kurtakni sun’iy ozuqa muhitida o‘stirish, gaploidlar, olish imkonini
bersa, murtaklarni o‘stirish–o‘saolmaydigan (endospermasi yomon rivojlangan) o‘simliklardan gibrid
urug‘lar etishtirish mkonini beradi.
Uchinchi yo‘nalish-ajratib olingan to‘qimalarni ko‘paytirish va ekuv materiallarini viruslar va
boshqa patogenlardan sog‘lomlashtirish maqsadida ishlatish. Bu usul, o‘simliklarni klonal
mikroko‘paytirish deyiladi va bitta medistemadan yiliga yuz minglab o‘simlik olish imkonini beradi.
Hujayra va to‘qimalar kulturalarini ishlatishdagi natijalar birinchi navbatda hujayralarni bo‘linishi, ularni
tabaqalanishi va ulardan o‘simlik o‘sib chiqishini belgilovchi, fiziologik jarayonlarni optimizatsiyasiga
bog‘liq. Eng murakkab tomon bu alohida hujayradan o‘simlik regeneratsiya qilish. Birinchi navbatda bu
boshoqli o‘simliklarga tegishli. SHuning uchun ham invitro sharoitda morfogenez regeneratsiya va ularni
asosida yotgan jarayonlarni mexanizmlarini aniqlash, eng muhim ahamiyatga egadir.
O‘simliklardan ajratib olingan to‘qimlarni o‘stirishga xarakat ancha uzoqlardan ma’lum. Bu metodni
rivojlanish tarixini bir necha bosqichlarga bo‘lib o‘rganish mumkin: I-bosqich (1892–1902 yillar) –
Xaberlandt, Fexting, Rextiger kabi nemis olimlarini nomlari bilan bog‘liq. Ular saxaroza eritmasida xar xil
o‘simliklar to‘qimalarini o‘stirishga urinib ko‘rishgan, ammo o‘simliklarni o‘sishi kuzatilmagan. Faqatgina
qoqi o‘tini va tol daraxtini poyalarini sigmentlari uchun birlamchi kallus olingan va kallusgenezga aylanishi
mumkin bo‘lgan segmentin eng kichik razmeri aniqlangan. Eksperimental muvaffaqiyatlarga etaolmasdan
bu olimlar qator g‘oya va gipotezalar yaratganlar. Bu g‘oya va gipotezalar ancha kechiroq o‘z tasdiqini
topgan. Masalan, Xarerlandt xar qanday tirik o‘simlik hujayrasini totipotentligi ya’ni hujayralarni ma’lum
sharoitda o‘stirilganda o‘zini rivojlanish potensialini namoyon qilishi va butun o‘simlik hosil bo‘lishiga
boshlashi haqida gipoteza e’lon qilgan edi.
II-bosqich (1902-1922 yillar) –xayvon to‘qimalarini o‘stirish uchun birinchi ozuqa muhiti
yaratilganligi bilan nishonlanadi. Bu ozuqa muhitlari tabiiy bo‘lib, tarkibida qon plazmasi (qonni suyuq
qismi) va kurtak suyuqligi saqlagan. Ajratib olingan o‘simlik to‘qimalarini o‘simlik ekstraktlari saqlagan
sun’iy ozuqa muhitida o‘stirib ko‘rish muvoffaqiyatsiz chiqqan, chunki eksperimentlarda yuksak
o‘simliklarni o‘sish faolligini namoyon qilishga to‘g‘ri kelmaydigan hujayra va to‘qimalaridan
foydalanilgan.
III-bosqich (1922-1932 yillar). Bu davrda bir-birlari bilan bog‘liq bo‘lmagan holda Amerikalik olim
V.Robins va nemis olimi Kotte qattiq ozuqa muhitida pomidori va makkajo‘xori ildizi uchidagi
meristemalarni o‘stirish mumkin ekanligini namoyish qilganlar. Ammo, ma’lum vaqt o‘tgach, o‘simlik
to‘qimalari qo‘ng‘ir rangga kirib, xalok bo‘lganlar. O‘simliklarni to‘qimalarini o‘stirish metodini
rivojlanishi-1932 yildan boshlangan.
IV-bosqich (1932-1940 yillar), fransuz olimi R.Gotre nomi bilan bog‘liq.U, invitrosharoitida
o‘simlik to‘qimalarini vaqti-vaqti bilan toza ozuqa muhitiga ko‘chirib turish orqali uzoq vaqt o‘stirish
mumkinligini namoyish qilgan. Bu yangilik, to‘qimalar texnologiyasini rivojlanishiga katta xissa qo‘shdi
va o‘stirishga qo‘yiladigan o‘simliklar soni juda ham kupaydi.
V-bosqich (1940 –1960 yillar). 1955 yilda yangi sinfga mansub fitogormon–sitokininlarni ixtiro
qilinishi, (xususan kinetinni) hujayralarni bo‘linishini kuchaytirish imkonini yaratadi. O‘sishni
kuchaytiruvchi moddalarni miqdori va ularni nisbatiga qarab, eksplant hujayrasini bo‘linishini
kuchaytirish, kallus to‘qimalarni o‘sishini muhoxaza qilish, morfogenezni mndutsirovat qilish
mumkinekanligi namoyish etildi.SHu davrda kakos yong‘og‘ini, kashtan, makkajo‘xori va boshqa
o‘simliklar endospermalarini hujayrani o‘sishi, morgenez jarayonlari (kallus to‘qima va hujayra
suspenziyasida)ga ijobiy ta’sir ko‘rsatishi aniqlashgan.
VI-bosqich (1960 –1975 yillar). Bu davrni eng muhim voqeasi Nottingen universiteti professori
E.K.Kokking tomonidan fermentativ yo‘l bilan pomidorini ildizi va mevasidan protoplastlar olinishi va
ularni nazorat qilinib turilgan sharoitda o‘stirilganligi bo‘lgan. Keyinroq shu laboratoriyada Pauer o‘zini
shogirdlari bilan protoplastlarni sun’iy qo‘shilish sharoitlarini yaratishgan. Bu esa, somotik gibridlar
yaratishda yangi yo‘l bo‘lib xizmat qilgan.
O‘sha davrda yaratilgan yana bir usul –bu o‘simliklarni invitrosharoitida meristin kulturalar ishlatib
mikro ko‘paytirishdir. Dastlab bu usul fransuz olimi J.Morel tomonidan orxidey o‘simligini sog‘lom
ko‘chatini olish maqsadida yaratilgan.
VII-bosqich –(1975 yildan hozirgi vaqtgacha). Invitro texnikasini jadallik bilan rivojlanishi
o‘stiriladigan manbalarni biologiyasini o‘rganish davom etmoqda ajratilgan protoplastlarni elektro
qovushtirish usullari ishlab chiqilmoqda, mutagenez va hujayra seleksiyasi usullari, gaplogidli o‘simliklar
yaratish usullari, hujayralarni ajratilgan protoplastlar va Tiva RiAgrobacteriumtumefaciens va
Agrobacterium rhizogenes asosida tayyorlangan Tiva Ri plazmid vektorlarni ishlatib suyuqlikda o‘stirish
usullari mukammallashtirilmoqda. Gen muxandisligi usullari yordamida ikki pallali o‘simliklarni genlarini
ko‘chirib o‘tkazishni samarali usullari ishlab chiqildi.SHunday qilib, oxirgi yillarda ajratib olingan o‘simlik
hujayralari va to‘qimalari bilan ishlash texnikasi takomilashtirildi. Ammo, bu ishlarda asosiy manba bo‘lib,
bir pallali va ikki pallali o‘tlik o‘simliklar xizmat qilgan. Daraxtlarni o‘rganish bo‘yicha olib borilgan ish
lar unchalik ko‘p emas.
O‘simliklardan ajratib olingan hujayra va to‘kimalarini o‘stirish texnikasi
Ajratib olingan to‘qimalar bilan ishlashni asosiy sharti –sterillikga qat’iy rioya qilishdir. Tarkibi boy
bo‘lgan ozuqa muhiti mikroorganizmlarni rivojlanishi uchun ham juda yaxshi substrat hisoblanadi,
o‘simliklardan ajratib olingan fragmentlar (eksplantlar) ozuqa muhiti bilan aralashtirilganda
mikroorganizmlar ta’siriga tez uchraydilar. SHuning uchun ham ekslantni ham, ozuqa muhitini ham
sterilizatsiya qilish kerak. Ajratilgan hujayralar va to‘qimalar bilan qilinadigan barcha nozik
ishlar(manipulyasiya) aseptik sharoitda (laminar-bokslarda) sterillangan uskunalar yordamida bajariladi.
Ajratilgan to‘qimalarni o‘stirish davrida ham sterillikni saqlash kerak, ayniqsa xarorat va namlik
o‘zgarganda, chunki probirkalarni paxta-bintdan tayyorlangan tiqinchalari namlanadi va undan
mikroorganizmlar oson o‘tishadi.
Eksplantni sterilizatsiyasi, shuningdek urug‘lar ham 5-20 minut davomida sterilizatsiya qiluvchi
eritmada ushlab turish, keyin esa steril suv bilan yuvib tashlash orqali amalga oshiriladi. Sterilizatsiya davri
eksplantni xarakteriga hamda eritmani sterilizatsiya qilish xususiyatiga bog‘liq. Odatda urug‘ 10-20 min,
vegetativ qismlar esa 5-10 min. davomida sterilizatsiya qilinadi. Sterilizatsiya qiluvchi eritmalarga misollar
3.1-jadvalda ko‘rsatilgan.
Eksplant olinmoqchi bo‘lgan o‘simlik organi, dastlab sovunli suv bilan shetkalar yordamida
yaxshilab yuviladi va distillangan suv bilan chayib tashlanadi, keyin esa birnecha sekund davomida 70 %
li etanolga botirib olinadi. Urug‘lar spirtda 1-2 min. ushlab turiladi. To‘qimalarga spirt bilan ishlov berish,
uni sterilizatsiya qilish xossasidan tashqari, asosiy sterilizatsiya qiluvchi eritmani ta’sirini kuchaytirishi
bilan ham bog‘liq.
Sterilizatsiya keyin o‘simlik ob’ektlari sterillangan suv bilan tozalab yuvibtashlanishi kerak. Sirtqi
sterilizatsiya eksplantni faqat tashqi infeksiyadan ozod qiladi. Agar eksplant to‘qimalari ichki infeksiyaga
ega bo‘lsalar, ularga antibiotiklar bilan ishlov berishga to‘g‘ri keladi. Ayniqsa ichki infeksiyaga yirik
tomirli tropik va substropik o‘simliklar boy bo‘lishadi. Kulturalarni zamburug‘lar yoki bakteriyalar bilan
ifloslanishi ekilgandan 1-14 kun o‘tganda ko‘zga tashlanadi. YOrug‘lik xonasidagihavoni ifloslanishdan
saqlash uchun, ifloslangan kulturani darhol yo‘qotish kerak.Ozuqa mhitlarini avtoklvda, 1200S da 0.75 –
1,0 atm. bosimda 20 minut davomida sterilizatsiya qilinadi. Agar ozuqa muhiti tarkibiga yuqori xaroratda
parchalanadigan moddalar kirsa, ularni alohida sovuq sterilizatsiya qilindi. Ularni teshiklar diametri0,22 –
0,45 mkm, bo‘lgan bakterial filtrlardan o‘tkaziladi va avtoklavdan chiqqan ozuqa muhitini 400S gacha
sovutib, keyin ularni aralashtiriladi. Oldindan folgacha yoki o‘raydigan qog‘ozga o‘ralgan idishlarni quruq
issiq bilan, quritgich shkaflarida 1600S da ikki soat davomida sterilizatsiya qilinadi.
Ozuqa muhitiAjratib olingan hujayralar va to‘qimalarni o‘stirish uchun mo‘ljallangan ozuqa
muhitlari, o‘simliklarni yaxshi o‘sishi uchun kerak bo‘lgan barcha makroelementlar (azot, fosfor, kaliy,
kalsiy, magniy, oltingugurt va boshqalar) va mikroelementlar (bor, marganets, rux, mis, molibden va
boshqalar) hamda vitaminlar, uglevodlar, fitogormonlar yoki ularni sintetik analoglarini saqlashi kerak.
Ba’zi ozuqa muhitlari aminokislotalar, kazsin gidrolizoti, EDTA (etilendiamintetrasirka kislota) yoki uni
natriyli tuzi (bu tuz temirni hujayra kirishiga yordam beradi) va boshqa kerakli moddalar saqlaydi.Kallus
to‘qima olish uchun, alohida hollarda oziqa muhitiga kokos yong‘og‘ini (kakos suti), kashtan daraxtini
endospermasini qo‘shiladi. Karbon suvlar ozuqa uchun eng kerakli kompopenentlar hisoblanadi. Bunga
sabab, ko‘p hollarda ajratib olingan hujayra va to‘qimalarni avtotrof oziqlanishga qurblari etmaydi. Karbon
suv sifatida ko‘proq 2-3 % li saxaroza yoki glyukoza eritmasidan foydalaniladi.Fitogormonlar hujayralarni
tabaqalanishi (dedifferensirovki) va hujayra bo‘linishini kuchaytirish (induksiya) uchun kerak. SHuning
uchun ham kallusli to‘qimalar olish uchun mo‘ljallangan ozuqa muhiti tarkibida albatta auksinlar (hujayra
bo‘linishini kuchaytiruvchi) bo‘lishi shart. Poya morfogenezini induksiya qilganda muhit tarkibidagi
auksinlar miqdorini kamaytirish yoki butunlay olib tashlash mumkin.Gormon saqlamaydigan ozuqa
muhitida shish va «o‘rgangan» to‘qimalar o‘sadi. Har ikki guruh gormonlariga yoki ulardan birortasiga
avtonomlik, bu hujayralarni o‘zlari gormon sintezqilish xususiyati bilan bog‘liq.Auksin manbai sifatida
ozuqa muhitiga 2,4-dixlorfenoksi sirka kislota (2,4-D),indolil–3–sirka kislota (IUK), L–naftil sirka kislota
(NUK) qo‘shiladi. YAxshi o‘suvchi kallus olish uchun ko‘proq 2,4–D dan foydalaniladi, chunki IUK, 2,4–
D ga nisbatan 30 marotaba kuchsizdir.
Sun’iy ozuqa muhitiga qo‘shish uchun, sitokinin manbai sifatida, kinetin, 6-benzilaminopurin (6-
BAP) va zeatin ishlatiladi. 6–BAP va zeatin ajrtilgan to‘qimalarni o‘sishiga orgonogenezni induksiyasiga
kinetinga nisbatan faolroq ta’sir ko‘rsatadi. Ba’zi bir ozuqa muhitlar tarkibiga adenin ham
qo‘shiladi.Hozirgi paytda juda ko‘p sonli ozuqa muhitlarni tarkibi aniq bo‘lsada, ajratib olingan usimlik
to‘qimalarini invitro sharoitida o‘stirish uchun T.Murasiga va F.Skuga muhitlari ishlatiladi. Bu muhitni
tarkibi birinchi marorta 1962 yilda e’lon qilingan va u juda yaxshi balanslangan ozuqa moddalari tarkibiga
ega va boshqalardan ammoniyli va nitratli zotni nisbati bilan farq qiladi
Kattiq ozuqa muhit tayyorlash uchun agar–agrar ishlatiladi. Agar–agar dengiz suv o‘tlaridan
olinadigan polisaxariddir. Vaqtdan unumli foydalanish maqsadida, makro-va mikroelmentlar eritmalari
hamda vitaminlar va fitogormonlar quyuqroq qilib tayyorlanadi va sovuq sharoitda saqlanadi hamda kerak
bo‘lganda suyultirilib ishlatiladi.
O‘stirish sharoitiO‘simliklardan ajratib olingan hujayralar va to‘qimalarni yaxshi o‘stirish uchun,
o‘stirishni ma’lum shartlariga roiya qilish kera. Ko‘pchilik kallus to‘qimalari yorug‘likga ehtiyoji yo‘q,
chunki ularni xloroplastlari bo‘lmasdan, geterotorf oziqlanadilr. Ba’zi–bir yashil rangdagi kallus to‘qimalar
bundan mustasno. Ba’zi bir holatlarda kallus to‘qimalar avtotrof oziqlanishiga qobiliyatli emas, bularni
doimiy yorug‘lik sharoitida o‘stiriladi,bu esa muvoffaqiyatli morfogenez uchun majburiy sharoitdir
ko‘proq kallus to‘qimalar qorong‘ilikka olinadi.Morfogenezga aniqlangan (determinirovano‘e) to‘qimalar
yorug‘likga o‘tkazilib, keyin 1000-4000 lk yorug‘likda o‘stiriladi. Ajratib olingan meristemlar va ularni
mikroko‘paytirish ham yorug‘likda o‘tadi. YOrug‘ uychani yorug‘ligi 1000-10000 lk bo‘lishi kerak va
yorug‘likni kuchi o‘simlikni xususiyatlariga bog‘liq. O‘striladigan ob’ektni foto davrini ham hisobga olish
kerak.
O‘stiriladigan xonada namlik 60-70 % bo‘lishi kerak. Undan quruqroq xavo oziqa muhitini quritib
yuboradi, agar probirka paxtali tiqin bilan bektilgan bo‘lsa, ozuqa moddalarni konsentratsiyasi o‘zgarib,
o‘stirish sharoiti buziladi.Ko‘pchilik to‘qimalarni o‘stirish uchun optimal xarorat 25-260S. Agar tropik
o‘simliklarni to‘qimalari bo‘lsa 29-300S da o‘stiriladi. Morfogenez induksiya qilinganda xarorat 18-200S
gacha tushiriladi. Odatda klimatik kameralardan foydalaniladi.
Kallus to‘qimalar kulturasi umumiy holati
Ajratilgan to’qimalar kulturasi odatda kallusli yoki shish (juda kam holatda) to’qima bo’lishi
mumkin. Kallusli kultura tabaqalashmagan (dedifferenstirovannыy) hujayralardan tashkil topgan, tartibsiz
to’qimalardir. Keyinroq ular kallusliga ixtisoslashadi, ya’ni o’ziga xos ravishda tabaqalashadi. Kallus -
degani qadoq (qotib qolgan) degan ma’noni anglatib, in vitro sharoitida alohida olingan to’qimalarni
(eksplantlar) bir qismida va butun o’simlikni bir qismida (shikastlanganda) paydo bo’lishi mumkin.
In vitro sharoitida kallus to’qima, asosan oq yoki sariqroq, juda ham kam holatlarda och-yashil
rangda bo’ladi. Kallus hujayralar qariganda, to’q qo’ng’ir rangga kiradilar, bunga sabab ularda fenol
birikmalarini to’planishi bilan bog’liq. Vaqt o’tishi bilan fenollar oksidlanib, linonga aylanadilar. Ulardan
qutulish maqsadida ozuqa muhitiga antioksidantlar qo’shiladi.
O’simlik hujayrasini tabaqasizlanishi va uni kallusga aylaniishi uchun shart bo’lgan sharoit-bu ozuqa
muhiti tarkibida ikki fitogormonlarni ya’ni auksinlar va stitokininlarni bo’lishidir. Auksinlar hujayralarni
tabaqasizlanishini (dedifferenstiastiya) chaqirib, ularni bo’linishga tayyorlaydi, stitokininlar
tabaqasizlangan hujayralarni bo’linishiga (troliforstiya) olib keladi. Agar tarkibida gormon saqlamagan
ozuqa muhitiga poya, barg yoki ildizni bir qismini tiqib qo’yilsa, hujayralarni bo’linishi amalga oshmaydi
va kallus to’qima hosil bo’lmaydi. Bu tabaqalashgan hujayralarni bo’linaolmasligi bilan bog’liqdir. Oxirgi
bosqichni (fazani) xarakterli tomoni - hujayrani ikkilamchi qobig’ini qalinlashuvi va hujayrani bo’linishga
bo’lgan qobiliyatini yo’qotishidir. Differenstiastiyaga uchragan hujayralar yana qaytadan bo’linish
qobiliyatiga ega bo’lishi uchun, ularni dedifferenstiastiya bo’lishi shart, ya’ni hujayra xuddi meristemaa
holatiga qaytishi kerak.
Tabaqalangan hujayralarni ko’paytirish tartibsiz, anarxiya shaklida o’sishga olib keladi va oqibatda
kallus to’qima hosil bo’ladi. Shunday qilib, ixtisoslashgan hujayralarni kallus to’qimalarga aylanishi
hujayra bo’linishini kuchaytirish bilan bog’liq bo’lib, tabaqalash jarayonida, hujayra bo’linish qobiliyatini
yo’qotadi.
Har bir hujayraning o’sishi uch bosqichda o’tadi:
bo’linish;
cho’zilish;
tabaqalanishi (differenstirovka).
Ozuqa muhiti tarkibida stitokininlarni bo’lmasligi tamaki o’simligini o’zak qatlami parenximasida
hujayra stiklini to’sib qo’yadi. Shuning uchun ham agar ozuqa muhiti tarkibida faqatgina auksin bo’lsa,
hujayra bo’linmaydi va to’rt kunlik davrdan keyin cho’zilib, o’sishga o’tadi.
Qallus to’qima olish bosqichlari
Eksplant tanlash.
32-rasm O’simlik hujayrasidan kultura olish
Turli xil eksplantlardan kallus to’qimasi kulturalarini olish
33-rasm O’simlik hujayrasidan olingan kultura namunasini o’stirish
39-rasm O’simlik namunalari
1 - gulbarg; 2 - barg; 3 - poyaning bir qismi; 4 - gul changi; 5 - ildiz.
Steril eksplantlarni ozuqa muhitiga joylash
Kallus to’qimalar olish bosqichlari.
a) Birlamchi kallus to’qimalarini olish
34-rasm b) 3-8 haftalarda kallus hujayralar sonining ortaishi holatlari va o’simlik ko’rinishi
bosqichiga o’tishi.
35-rasm Kolbalarga ekilgan o’simlik namunasi
Ajratilgan to‘qimalar kulturasi odatda yoki kallusli, yoki shish (juda kamholatda) to‘qima bo‘lishi
mumkin. Kallusli kultura tabaqalashmagan(dedifferensirovanno‘y) hujayralardan tashkil topgan, tartibsiz
to‘qimalardir. Keyinroq ular kallusliga ixtisoslashadi, ya’ni o‘ziga xos ravishda tabaqalashadi. Kallus
degani qadoq (qotib qolgan) degan ma’noni anglatib, invitro sharoitida alohida olingan to‘qimalarni
(eksplantlar) bir qismida va butun o‘simlikni bir qismida (shikastlanganda) paydo bo‘lishi mumkin.
Invitro sharoitida kallus to‘qima, asosan oq yoki sariqrog‘ juda hm kam holatlarda och-yashil rangda
bo‘ladi. Kallus hujayralar qariganda, to‘q qo‘ng‘ir rangga kiradilar, bunga sabab ularda fenol birikmalarini
to‘planishi bilan bog‘liq. Vaqt o‘tishi bilan fenollar oksidlanib, linonga aylanadilar. Ulardan qutulish
maqsdida ozuqa muhitiga antioksidantlar qo‘shiladi.Kallus to‘qimalar amorf bo‘lib, ma’lum bir anatomik
tuzilishga ega eamslar, ammo kelib–chiqishi va o‘stirish sharoitiga qarab, har xil konsistensiyaga (suyuq-
quyuq va x.) ega bo‘ladilar: Birinchi –uvalanib ketadigan po‘k xolatda kichik agregatlarga engil
maydalanib ketadigan, kuchli suvlangan hujayralar;
Ikkinchi–o‘rta zichli yaxshi namoyon bo‘lib turadigan meristemali o‘choqlar;
Uchinchi–zich xolatda, unda kambiy (o‘simlik po‘tlog‘i tagidagi bo‘linuvchan hujayralar)
elementlari va o‘tkazuvchi tizim tabaqalashgan (differensiatsiya)holatda uchraydi
O‘simlik hujayrasini tabasizlanishi va uni kallusga aylaniishi uchun shart bo‘lgan sharoit-bu ozuqa
muhiti tarkibida ikki fitogormonlarni ya’ni auksinlar va sitokininlarni bo‘lishidir. Auksinlar hujayralarni
tabaqasizlanishini (dedifferensirovka) chaqirsa ularni bo‘linishiga tayyorlaydi, sitokininlar tabaqasizlangan
hujayralarni bo‘linishiga (troliforsiya) olib keladi. Agar tarkibida gormon saqlamagan ozuqa muhitiga
poya, barg yoki ildizni bir qismini tiqib qo‘yilsa, hujayralarni bo‘linishi amalga oshmaydi va kallus to‘qima
hosil bo‘lmaydi. Bu tabaqalashgan hujayralarni bo‘linaolmasligi bilan bog‘liqdir.
36-rasm.
Turli xil eksplantlardan kallus to‘qimasi kulturalarini olish:
Kallusli hujayralarni o‘ziga xosligi In vitro sharoitida kallusli hujayralar o‘simliklar organizmidagi
oddiy hujayralarga xos bo‘lgan ko‘plab fiziologik va bikimyoviy xususiyatlarni saqlab qoladi. Ular,
ikkilamchi metabolitlar sintez qilish qobiliyatini yo‘qotmaydilar. Sovuqqa chidamlilik xususityati kallusli
hujayralarda, o‘simliklardagidek qaytariladi. Bunday xususiyat, tropik yoki subtropik o‘simliklardan
olingan kallus to‘qimalarda bo‘lmaydi. Kallusli to‘qimalarga fotodavriylik reaksiyasi ham xos, bu fitoxron
faolligini saqlab qolinganligi bilan bog‘liqdir.
O‘simliklarni normal va kallusli to‘qimlari uchun umumiylik yana qator belgilarda namoyon bo‘ladi,
xususan, yuqori xaroratga chidamlilik, osmotik faol moddalarga, sho‘rlanishga chidamlilik va x.k. SHuning
bilan birga, kallusli to‘qimalarni normal to‘qimalardan farqli tomonlari ham bor. Ularda spetsifik oqsillar
paydo bo‘ladi va umumiy oqsil miqdori, xususan bargda fotosintez jarayonida qatnashadigan oqsillar
kamayadi yoki butunlay yo‘qoladi. Kallusli hujayralar ulkan genetik geterogenligi va fiziologik
sinxronlikni buzulganligi bilan farq qiladi.
Organizm nazoratidan chiqqanligi sababli. Kallusli hujayralarni o‘sishi tartibsiz, sinxronsiz ravishda
o‘tadi va chegaralanmaydi. Bundan 65 yil avval R.Gotre tomonidan olingan sabzining kallusli hujayrasi,
yangi ozuqa muhitiga o‘tkazib turish hisobidan hozirgacha yashab kelmoqda.
Ochiq tuproqda o‘suvchi o‘simlikga nisbatan, kallusli hujayralarni hujayra sikli uzunroqdir.
Kallusli hujayra o‘ziga xos tomonlaridan yana biri-ularni yoshini xar xilligi (geterogenligi). Kallus
to‘qima bir vaqtni o‘zida yosh hujayralar (G- fazadagi), qari (G2) va S – fazalar ishtirok etadilar.
Kallus hujayralarning o‘sish chizig‘i
Kallusli hujayralarni energiya almashinuvida ham ancha farq kuzatiladi. Ular, normal hujayralarga
nisbatan kislorodni kam iste’mol qiladilar. 1938 yilda Romstorn bunday xususiyat meristematik
hujayralarda ham borligini kuzatgan edi, demak bu xususiyat faol bo‘linadigan hujayralar uchun xosdir.
Kallus hujayralarni nafas olish koeffitsenti birdan katta.
Bu nafas olish bilan bijg‘ish orpasidagi nisbat bijg‘ishni kuchayish tomoniga, surilganligini ya’ni
Paster effektini pasayishini ko‘rsatadi.
Paster effekti deganda, bijg‘ishni kislorod ishtirokida nafas olish bilan bosishni tushuniladi.
Nafas olish substratlari o‘zgarmagan sharoitda, nafas olish koeffitsentini ko‘payishi, nafas olish
bijg‘ishni to‘xtataolmayotganligini va hatto kislorodli sharoitida ham kallusli hujayralarda nafas olish bilan
bir qatorda, uglevodlarni kislorodsiz parchalanishi bijg‘ish jarayoni sodir bo‘layotganligidan xabar beradi.
Tartibsiz o‘sishda uglevorodlarni kislorodsiz parchalanishiga misol qilib, bo‘linadigan hujayralarda etil
spritini to‘planishini ko‘rsatish mumkin. Ilmiy adabiyotlarda bunday misollarni ko‘plab topsa bo‘ladi.
Kallus hujayralarni mitoxondriyalari, meristem hujayralarga o‘xshab, juda past rivojlangan ularda
kristlar kam, bu esa aerob nafas olishga ta’sir ko‘rsatmasdan qolmaydi. Paster effektini buzilishi ko‘proq
xayvonlarni shish hujayralarida kuzatiladi. Bu xodisa Varburg tomonidan aniqlangan bo‘lsada hozirgacha
aniq tushuntira olingancha emas. Paster effektini buzilishi oqibatida kelib chiqadigan anaerob glikoliz
(uglevodlarni kislorodsiz parchalanishi), kislorod ishtirokida shishli hujayralarni uglevodlar iste’mol
qilishini keskin (19 marotabaga) oshirib yuboradi.
Kallusli hujayralarni nafas olish xarakterini o‘zgarishi bilan bir qatorda uglevodlarni kislorodsiz
prchalanishini kuchayishi yo‘nalishida, bo‘linadigan hujayralar uchun zarur bo‘lgan pentozofosfat yo‘li
tomon siljish namoyon bo‘ladi.
|