Intradusiya qilingan manzarali o’simliklardan orxideya gulini urug’idan labarotoriyada in vitro usulda unishini o’rganish

|
Intradusiya qilingan manzarali o’simliklardan orxideya gulini urug’idan labarotoriyada in vitro usulda unishini o’rganish
|
bet | 20/23 | Sana | 22.01.2024 | Hajmi | 88,84 Mb. | | #142800 |
Bog'liq Magistrlik dissertatsiyasi3.3 Intradusiya qilingan manzarali o’simliklardan orxideya gulini urug’idan labarotoriyada in vitro usulda unishini o’rganish.
Orxideya. Noyob orxideya gulining dunyoda 25000 dan ortiq turlari mavjud bo’lib noyob deyilishiga sabab xozirgi kunda juda ko’p turlari yo’qolib ketish arafasida. Bu gul turning ko’payish jarayoni boshqa gullarga qaraganda ancha mushkul. Bitta orxideya urug’i ichida 1300 dan 4000 tagacha urug’ o’sishi mumkin, bu esa o’simlikni urug’dan unumdorligi bo’yicha gullar orasida yetakchiga aylantiradi, lekin, ushbu gulni urug’lantirish ancha qiyin va urug’larini unib chiqishi uchun ham muhim sharoit yoki ildizida birga yashovchi zamburug’li muhit bo’lsagina unib chiqadi chunki, orxideya bilan zamburug’simbioz holatda yashaydi. Orxideya guli mayda yoki daraxtga o’xshash uzum shaklida bo’ladi. Ularning eng kichigi atagi bir necha millimetrga yetadi va eng ulkan orxideya 35 metrgacha o’sadi. Orxideyalar orasida 70 yoki undan ortiq yil davomida o’sishga qodir bo’lgan uzoq yashovchi turlarini ham uchratish mumkin. Mashhur olim Charlz Darvin orxiddeya gulining changlatish usullari bo’yicha ilmiy tadqiqotlar o’tkazgan bo’lib, u orxideyada borayotgan urug’lanish jarayoniga qoyil qolgan va ushbu gullar xaqida ko’plab misollar va tafsilotlarni keltirgan. Londonda, Qirollik botanika bog’i Kyuda orxideyalarning keng to’plami mavjud bo’lib, ularning ba’zilari o’tgan asrning boshlaridan beri saqlanib qolgan. Ularning yoshi 100 yilni tashkil qilsa ham ajab emas. 200-yilga qadar butun dunyo bo’ylab ixlosmantlar va biologlar 250000 ga yaqin orxideyaning sun’iy va tabiiy navlarini aniqlashdi va ishlab chiqarishdi. Orxideya orasidagi bir qator turlardan nafaqat manzarali gulchilikda balki oziq-ovqat, parfyumeriya sanoatida, tibbiyotda keng foydalaniladi. Xususan, barchaga tanish vanil mazasini beruvchi modda, orxideya oilasidagi lianning mevasidan olinadi. Bundan tashqari kesilgan orxideya gullari boshqa gullarga qaraganda guldondan uzoqroq yaxshi saqlanadi. Orxideya nomi qadimgi yunon tilidan olingan orsus-shakli o’zgargan ildizpoya ya’ni metomorf ildiz degan ma’noni anglatadi. Ildizi va gul shakllari odam yoki sutemizuvchi hayvonning shaklini beradi. Orxideyalarning tasnifi, asosan, ularning ustunining tuzilishiga va anter va stigmaning joylashishining tabiatiga asoslanadi.(13) Orxideyalarning yangi klassifikatsiyasi amerikalik olim R.L.Drassler tomonidan ishlab chiqilgan. (14) U orxideya oilasini 5 ta kichik oilaga, 22 ta turkumga va 70 ta turga ajratgan. Hozirgi vaqtda orxideya Antarktidadan tashqari barcha qit’alarda uchraydi. Turlarining aksariyati tropik kengliklarda tarqalgan. Quruq mavsumli qisqa va yog’ingarchilik ko’p bo’lgan hududlar Orxideya o’sishi uchun eng qulay sharoitlar mavjudligi aniqlangan. Turli qit’alarda orxideya florasining o’ziga xos xususiyatlari ularning tarqalishining o’ziga xos xususiyati hisoblanadi. Mo’tadil kenglikdagi orxideya yer osti ildizpoyalari yoki ildiz mevalari bo’lgan ko’p yillik yer o’tlari bo’lib, tropikada epifitik orxideya eng keng tarqargan.(15) Mo’tadil zonada orxideya florasi tropic kengliklarga qaraganda ancha kambag’aldir. Shimoliy yarim sharning mo’tadil kengliklarida atigi 75 avlod ( jami 10%) va 900 tur (4,5%) mavjud. Bundan ham kamroq-40 avlod va 500 tur-janubiy mo’tadil zonada joylashgan.
Dunyo miqyosida oxirgi olib borilgan ilmiy tadqiqot ishlari natijasiga ko’ra ushbu klassifikatsiyaga ega:
Domen: eukariotlar
Shoxlik: o’simliklar
Bo’lim: gullash
Sinf: bir pallali
Buyurtma: qushqo’nmas
Olia: orxideya
Tabiatda orxideya urug’lari rivojlanayotgan embrionni suv, uglevodlar, minerallar va vitaminlar bilan taminlaydigan mikorizal zamburug’lar tomonidan infeksiyalanganidan keyingina unib chiqadi. Orxideya urug’lari birinchi marta yovvoyi holda yeg’ilgan qozonli orxideya bazasida unib chiqdi, lekin unib chiqish ishonchsiz edi va ko’chatlarning o’lim darajasi yuqori edi. 1900-yillarning boshlarida ishlab chiqilgan. In vitro unib chiqish usullari ko’plab orxideya taksonlarning yanada ishonchli o’sishi va ko’payishiga olib keldi. In vitro orxideya urug’ini urug’lantirishining eng qadimgi usullari unib chiqishi va ko’chat rivojlanishini rag’batlantirish uchun tabiatda topilgan mikorizal zamburug’dan foydalangan. 1922-yilda Lyuis Knudson saxaraza bilan o’zlashtirilgan steril ozuqa muhitiga urug’larni ekish orqali in vitro orxideya urug’i unib chiqdi. Bu usul asimbiotik urug’ning unib chiqishi deb nomlanadi, chunki unib chiqishi uchun zarur zamburug’ mikobioni ishlatilmaydi balki simbiotik zamburug’ va asimbiotik orxideya urug’ining o’sishi samarali bo’lishi uchun fotoperiod, xarorat va mineral oziqlanish kabi ko’plab shartlarni hisobga olish kerak. Simbiotik urug’lanish holatida yana bir muhim omil-zamburug’ uyg’unligi. So’nggi yillarda, shuningdek, orxideya urug’larning unib chiqishiga urug’larning uyquchanligining cheklovlari ham ko’rib chiqildi. Ushbu bobda asimbiotik va simbiotik orxideya urug’larini o’stirish texnikasi va qo’llanilishi fotoperiod, harorat, oziqlanish, urug’lanishning uyquchanligi va zamburug’ mikrosimbiozlari bilan bog’liq holda muhokama qilinadi. (16,17). Orxideyaning o’ziga xos xususiyatlari ularning urug’lari bo’lib, ular shamolda tarqalishga moslashgan. Orxideya urug’lari nihoyatda kichik va polisaxaridlarni metabolizatsiya qilish uchun fermentlarga ega bo’lmagan differentsiatsiyalanmagan embrionni o’z ichiga oladi (Manning va van Staden 1987; Molvray va Kores 1995). Orxideya urug’larining urug’ qobig’i ko’pincha qattiq, ammo ingichka (Molvray va Kores 1995). Shakarlar orxideya embrionlarida saxaroza, laktoza, fruktoza, ramnoz va glukoza shaklida mavjud, ammo bu shakarlar urug’lanishdan oldin to’liq ishlatiladi yoki uni qo’llab-quvvatlash va ushlab turish uchun yetarli miqdorda mavjud emas (Manning va van Staden 1987). Urug’lar oqsillar va lipidlarni asosiy ozuqa manbai sifatida ishlatsa ham, embrionlarda lipidlarni eruvchan shakarga aylantirish uchun fermentlar mavjud emas (Manning va van Staden 1987). Orxideya urug’lari polisaxaridlar va lipidlarni metabolizatsiya qila olmagani uchun, ular unib chiqishi va erta rivojlanish davrida mos zamburug’lar bilan mikorizal aloqadan foydalanadilar (Rasmussen va boshqalar 1990). Embrion kirib kelganidan so’ng, mikrosimbiozlar embrionlarni suv, uglevodlar, minerallar va vitaminlar bilan taminlaydi. (Rasmussen 1992; Yoder va boshqalar 2000). Mikrosimbiozlar glukoza va ferment ishlab chiqarishni asosiy o’rin tutadi, zaxirani safarbar qilish va urug’lanishdan keyingi ozuqa moddalarini qo’llab-quvvatlash orqali urug’larning unib chiqishini boshlash uchun muhimdir (Manning va van Staden 1987).
Tadqiqot obekti va uslubi. Ishni bajarishda quyidagi kimyoviy preparatlar va reaktivlardan foydalanildi: MC-murosigu skugo ozuqa muhiti, ribofilavin ( vitamin B2), vitamin B12, kinetin, folik kislota (vitamin B9), tiamin gidroxlorid (vitamin B ), inositol, kalsiy pantozinat (vitamin B5), nikotin kislota, Adenin, D-biotin, gebirilal kislota, 6-BAP, D-glukoza, saxaroza, Agar, NaCl, (HIMEDIA) Hindistonda ishlab chiqarilgan. Foydalanilgan barcha reaktivlar tajriba uchun, kimyoviy tahlil uchun tozalik kvalifikatsiyasiga ega.
1-tajriba namunasi asosan o’simlikning gul urug’ini undirish uchun oddiy asosda tayyorlandi.
Murashege skoog mineral tuzlar aralashmasi 1l/4,4 gr
Uglevod [saxaroza] 1l/25 gr
Inositol 1l/0,01 gr
Aminokislota oqsil moddalar (Kazein) 1l/0,01 gr
Agar agar 1l/6 gr
Neytrallash uchun NaOH, HCl
Eritma muhiti 5,6-5,8 pH
Tadqiqot natijalari. Orxideya gulining ajratilgan hujayra va to’qimalar o’stiriladigan ozuqa muhitida o’simliklarga kerakli hamma makroelementlar: azot, fosfor, kaliy, kalsiy, oltingugurt, magniy, temir va mikroelementlar: bor, rux, mis, kobalt, marganes, yod, molibden, shuningdek vitaminlar, uglevodlar, karbon suvlar, fitogarmonlar bo’lishi kerak. Ba’zi bir ozuqa muhitlari tarkibida esa kazein gidrolizati va ayrim aminokislotalar bo’lishi kerak. Bundan tashqari, ozuqa muhiti tarkibiga, hujayralarning temirga bo’lgan ehtiyojini turli ph ko’rsatkichlarda qondirish uchun etilendiamin-tetrasirka kislotasi yoki uning natriyli tuzi kiritilishi kerak. Ajratilgan hujayra va to’qimalar o’stiriladigan ozuqa muhitining asosiy tarkibiy qismini uglevodlar tashkil qiladi, chunki hujayra to’qimalar avtotrof oziqlanish qobilyatiga ega emas. Ko’pincha uglevod manbai sifatida saxaroza yoki glukozaning 20-40 gr/l eritmasi qo’llaniladi. Uglevodli ozuqa manbai sifatida polisaxaridlar ishlatilmaydi, chunki ba’zi to’qimalar, asosan o’smalar faol gidrolitik fermentlarga ega bo’lib, kraxmal eritmasi bor ozuqa, muhitlarida o’sish mumkin. O’sish regulyatorlari hujayralar dedefferentsirovkasi va hujayra to’qimalari induksiyasi uchun zarurdir. Shuning uchun kallusli to’qimalar olishda ozuqa muhitlari tarkibiga auksin va tsitokinin kiritish kerak. Poya morfogenezi induksiyasiga ozuqa muhiti tarkibida auksinning miqdori kamroq bo’lishi yoki umuman bo’lmasligi mumkin. Ikkala gormonlarga yoki ularning bittasiga nisbatan avtomonlik shy hujayralarning gormon ishlab chiqarish qolibyatiga bog’liq. Auksin manbai sifatida ozuqa muhitlarida 2,4-dixlorfenoksisirka kislota (2,4-D) 1-10 mg/ml; indolilsirka kislota (ISK)-1-30 mg/l, α-naftilsirka kislota (NSK)-0,1-2 mg/l kabilar ishlatiladi. Ko’pincha 2,4-D ishlatiladi. ISK 2,4-D ga nisbatan 30 marta kam faolikka egadir. Kallusning rivojlanishi uchun ko’pincha auksinning yuqori midqori ishlatiladi, to’qima keying qayta ekilganida auksinning miqdori bir necha marta kam bo’lganda ham to’qima o’sishi davom etaveradi. Sun’iy ozuqa muhitlarida tsitokinin manbai sifatida kinetin, 6-benzilaminopurin (6-BAP) va zeatin(0,001-10mg/l ) qo’llaniladi. To’qimalarning o’sishida va orgonogenez induksiyasida 6-BAP kinetinga nisbatan yuqori faollikni namoyon qiladi. Ba’zi ozuqa muhitlari tarkibiga adenine kiradi.
Auksin va tsitokininlardan tashqari ba’zi ozuqa muhitlari tarkibiga gibberal kislotasi (GK) qo’shiladi. Ozuqa muhitida GK ning bo’lishi shart bo’lmasa ham, ba’zi hollarda u izolyatsiyalangan to’qimalarning o’sishini tezlashtiradi. Birlamchi kallus induksiyasini va uning o’sish faoliyatini tezlashtirish uchun ozuqa muhitiga o’simlik ekstaktlari yoki sharbatlari qo’shiladi. Kokos suti-kokos yong’og’I suyuq endospermi o’sish tezligini oshirish xususiyatiga ega. Qattiq ozuqa muhitni tayyorlashda dengiz suv o’tlaridan olinadigan polisaxarid, agar-agardan foydalaniladi. Odatda qattiq ozuqa muhiti tayyorlashda 5-7% agardan foydalaniladi. Vaqtdan unumli foydalanish uchun makro- va mikrotuzlar va vitaminlar eritmalari minusli haroratda saqlanadi.
Har xil turlarga mansub o’simliklar hujayralari, to’qimalari va organlarini o’stirishda turli tarkibdagi ozuqa muhitlaridan foydalaniladi. Ko’pincha Murasige-Skuga, Uayt, Gamborga ozuqa muhitlari ishlatiladi. Murasige-Skuga ozuqa muhitlaridan turlicha modifikatsiyalar bilan apikal meristemalar o’stirishda va o’simliklarni mikroko’paytirishda foydalanilishi mumkin.
Orxideya gulini ko’paytirishda dastlab bir necha, maxalliy sharoitimizga mos keluvchi navlarni tanlab oldik (Orchis purpurea, orchis pallens, orchis purpurea, tridentate va ophrys opifera, orxideya coriophora). Ushbu o’simliklar o’zining chiroyli va uzoq muddat ochilib turishi va jahon bozorida tan narxi yuqoriligi bilan ajralib turadi. Bizning loyihada ushbu o’simlikning ko’paytirishning eng zamonaviy usuli mikroklonlaridan foydalanildi bunda o’simlikning turli xil qismlari yani yetilgan novdalari hamda urug’langan urug’larini tanlab oldik. Orxideya o’simliklarning tabiiy holda ko’payishida juda ko’plab qiyinchiliklarga uchrab turadi. Bu muammolarning birinchisi tabiatda shakllangan orxideya urug’larining kuchsizligi va uzoq vaqt mobaynida unib chiqishidir. Orxideya gulini urug’larini o’lchami uzunligi 0,25-1,2 mm va kengligi 0,09-0,27 mm bo’ladi, va og’irligi 0,3-1,4 mg. bu urug’lar chang kabi tuzilishga ega, va xatto bitta urug’ni ko’z bilan ajratish qiyin. Ushbu o’simlikning ko’paytirishdagi qiyinchilik ham shu bilan bog’liq. Bu urug’larda endosperm yo’q, boshqacha aytganda ozuqaviy to’qima hisoblanadi. Faqat urug’ po’stida “Embrion” ni o’z ichiga oladi. Tabiatda bu urug’larning unib chiqishi uchun urug’lar talab qiladigan tegishli ekologik sharoitlardan tashqari, tabiatda “Qo’ziqorin” bilan hamkorlik aloqalarini o’rnatish zarurati mavjud. Orxideya mikoriza bilan hamkorlik tufayli embrionlar unib chiqishi kerak bo’lgan energiya glukoza kabi uglevodlardan kelib chiqishini bildiradi. Mikorizada qo’ziqorin birinchi navbatda parazit sifatida orxideya urug’ini yuqtiradi qisqa vaqt o’tgach, qo’ziqorin jinsiy hujayralar tomonidan to’xtatiladi, assimilyatsiya qilinadi va muvozanat o’rnatiladi. Urug’ unib chiqqanda yuzaga keladigan kichik tirnoq shakldagi tuzilma mikorizoma yoki protokorm deb ataladi. Qo’ziqorin, uning muhitidagi organik chirindi parchalanishi natijasida hosil bo’lgan kraxmal va shunga o’xshash birikmalarni suvda eriydigan shakarga aylantirib, yosh orxideya o’simlikka yuboradi. Yosh o’simlikda unib chiqishni taminlaydigan zaxira ozuqa moddasi mavjud Mikorizomaning o’sishi juda sekin, chunki Sahlepdan olingan orxideya o’simliklardan ildiz mevalari har yili bitta urug’ tubini hosil qiladi. Shuning uchun, ko’plab o’simliklar ishlab chiqarilishi tezligi pastligi sababli, ko’p miqdorda ishlab chiqarish kamayib ketmoqda. O’sishi qiyin bo’lgan bu o’simlik istemoli uchun ongsiz ravishda demontaj qilinishiga qaramay, uni bugun ham toppish mumkin, urug’lar kichikligi va ozuqaviy qiymati yetishmasligi va nuqsonlarsiz unib chiqishi uchun unga mikorizal qo’ziqorin bilan hamkorlik zarur; niholdan keyin ham yetuk o’simlik bo’lgunga qadar ko’p yillar kerak bo’ladi; orxideya gulini vegetativ usulda ko’payishi imkoniyatlarining cheklanganligi yoki yo’qligi kabi sabablar; orxideya ishlab chiqarishni miqdorini cheklaydi. Shu bilan birga, asimbiotik nihol va o’simliklarning “To’qima madaniyati”usuli bilan olish orxideyani yo’q bo’lib ketish xavfini yo’q qilish va ko’p miqdorda ishlab chiqarish imkoniyatini beradi.
Orxideya urug’larini unib chiqishi uchun, umuman, quyuq sharoit mos keladi; lekin ba’zi orxideya turlari yorug’lik va fotoperiodik sharoitlarni talab qiladi, ba’zilari bu turning yorug’lik va zulmatda bir xil darajada unib chiqishi mumkinligini ko’rsatdi. Shunga ko’ra, birinchi marta orxideya urug’lari mikorizal zamburug’lar bilan birga simbiotik hisoblanadi Nobel Bernard tadqiqotchi tomonidan 1899-yilda laboratoriya sharoitlari unib chiqishini o’rgangan. Shuningdek, Knudsonning orxideya urug’larini unib chiqishida uning muvaffaqiyatli takidlangan; 1950-yilda vanil tipidagi oddiy mineral shakar aralashmasida assimiotik nihollarning o’sishi tufayli bu sohada yangi davr boshlandi. Niholning rivojlanishida endofit zamburug’larining roli, tom ma’noda assimetrik muhitni ammoniy nitrat o’z ichiga olgan asosiy ozuqa muhitiga saxaroza, organik azot va vitaminlar qo’shganda ikki orkide tur o’rtasida kichik farqlarga qaramay yaxshi rivojlanishga erishildi. Orchis laxiflora uchun vitamin testlar tiamin zarurligi aniqlandi. Mikorizal qo’ziqorin in vitro sharoitidan tashqari niholga ijobiy ta’sir ko’rsatdi.
In vitro sharoitida orxideya gulini ko’paytirishning quyidagi afzalliklari bor:
1. Orxideya urug’lari juda kichikligi va urug’ning ustki qismida endosperm kam bo’lganligi sabab tabiiy holdan ko’ra labaratoriyada in vitro usul yordamida ko’paytirish yanada muvafaqqiyatli.
2. Tabiiy urug’ kurtakning unib chiqishi va keyinchalik rivojlanish bosqichlariga zamburug’ bilan birga saqlab simbiotik hayot ijobiy ta’sir ko’rsatadi. Biroq, hujayra kulturasi yordamida qo’ziqoringa bo’lgan ehtiyoj butunlay yo’q qilinadi va assimbiotik nihol olinadi.
3. Ayrim maxsus maqsaddagi duragaylar natijasida mos ozuqa muhitida olingan cheklangan miqdordagi urug’larning barchasini unib chiqishi mumkin. Madaniy o’simlik olish darajasi nihollarning o’sish tezligini oshirish mumkin.
4. Ozuqa muhitiga ekish yo’li in vitro sharoitida urug’larni unib chiqishi taminlanadi. Shu tariqa o’simlikning ko’payish vaqtini qisqartirish va ekzogen ta’sirlardan xoli genetik bir xil avlod o’simliklari olinadi.
5. In vitro usulida ekish va o’sish tezroq, chunki sharoitlar to’liq nazorat ostida bo’ladi, shuningdek, zamburug’ va bakteriyalar bilan poyada omon qolishga hech qanday hojat yo’q.
Orxideya urug’larini in vitro usulida unib chiqishi quyidgicha sodir bo’ladi: dastlab stiril ozuqa muhitida embrion urug’ po’stidan oziq muhitiga botib boradi va suvni yutadi, shishiradi. Hujayra bo’linishidan keyin embrion urug’ po’stidan ajralib chiqadi. Orxideya gulini in vitro texnologiyasi yordamida ko’paytirish usullari asosan o’simlikning turli to’qimalari yoki o’simlikning urug’langan gullarining urug’larini maxsus ozuqa moddaga ekish yordamida ko’paytirib o’stirishimiz mumkin. Bu texnologiyadan asosiy ko’zlangan maqsad tashqi muhitda ko’payishi qiyin va vegetativ yo’l bilan ko’paytirib bo’lmaydigan o’simliklarni mikroklonlarini olish va ushbu klonlarni ko’p miqdorda yetishtirish maqsad qilingan. Orxideya gulini in vitro texnologiyasi yordamida ko’paytirishda asosan o’simlikning morfologik kelib chiqishidan foydalanib o’sishi uchun, sun’iy ozuqa muhiti ajratib beriladi. Ushbu oziq muhiti asosan mikro, makroelementlardan, vitamin, fitogormon, uglevodlar asosida tayyorlanadi.
(3.65-rasm. Orxideya urug’larini ekish jarayoni)
(3.66-rasm. Ekilgan orxideya urug’lari)
(3.67-rasm. Ungan orxideyalar.)
|
|
Bosh sahifa
Aloqalar
Bosh sahifa
Intradusiya qilingan manzarali o’simliklardan orxideya gulini urug’idan labarotoriyada in vitro usulda unishini o’rganish
|