Agrobakteriyalar yordamida transgen o’simliklar olish

Slayd 1

O‘simlik hujayralari transformatsiyasi usullari.

Slayd 2

Reja:
Transgen o‘simliklar olish usullari
Stress ta’sirlarga bardoshli transgen o‘simliklar olish
Zararkunanda hasharotlarga bardoshli transgen o‘simliklar yaratish
Zamburug‘, bakteriya va virusli infeksiyalarga chidamli transgen o‘simliklar olish
Gerbitsidlarga chidamli transgen o‘simliklar olish
O‘simliklar gen muhandisligining hal etilmagan muammolari

Slayd 3

Ikki pallali transgen o‘simliklar olishda eng keng tarqalgan usullardan biri agrobakteriyalar bilan olish usuli hisoblanadi.
U o‘simlik eksplantlarini T-Dnk hududiga begona gen joylashtirilgan vektor konstruksiyaga ega agrobakteriyalar bilan transformatsiya qilishga asoslangan. Uning keng tarqalganligining sababi, transformatsiyani amalga oshirishning birmuncha soddaligi transgen o‘simliklarni ajratib olishda yuqori (o‘simlik turiga qarab, 10-60 %) samaradorligi bilan izohlanadi.

Slayd 4

Dastlabki material uchun vektor (binar, koingegrativ yoki muayyan transformatsiya turi uchun yaroqli boshqa biror) konstruksiyaga ega bo‘lgan agrobakteriya shtammi bo‘lishi lozim. Vektor o‘simlik genomiga kiritilishi lozim bo‘lgan gen ketma-ketligiga ega bo‘lishi kerak. Genning kelib chiqishi (prokariot yoki eukariot) transformatsiya uchun ahamiyatsizdir, lekin u o‘simlik hujayrasiga ekspressiya bo‘la oladigan promotor nazorati ostida bo‘lishi lozim. Fuksional gendan tashqari, vektor, albatta, transformatsiyaning selektiv nishon belgisini saqlashi shart. Bunday nishon belgi sifatida antibiotiklar: kanamitsin (npt-geni), gigromitsin (npt-geni) va yoki gerbitsidlar xlorsulforon (Als-geni), fosfinotritsin (bar- geni) (Basta) ga chidamlilik belgisini yuzaga chiqaradigan genlar ishlatiladi.

Slayd 5

Bundan tashqari, retsipient – o‘simlik navlarini tanlab olish lozim. Transformatsiya uchun eksplant sifatida steril o‘simlik barg plastinkalari olinadi. Biroq buning uchun yosh ildizlar (arabidopsisda), gipokotil (pomidorda), urug‘palla (pomidor, baqlajonda), bo‘g‘im oralig‘i (kartoshkada) ham ishlatilishi mumkin.

Slayd 6

Slayd 7

O‘simliklarga genlarni to‘g‘ridan – to‘g‘ri ko‘chirib o‘tkazish. O‘simlik hujayralariga genlarni to‘g‘ridan-to‘g‘ri ko‘chirib o‘tkazishda o‘simlik protoplastlarining transformatsiyasi keng qo‘llaniladi. O‘simlik hujayra devoriga fermentlar (sellyulaza, pektinaza) bilan ishlov berilganda hujayra devori emirilib, faqat protoplast qoladi. Dnk ishtirokida protoplastlarni to‘g‘ridan – to‘g‘ri transformatsiyalash usuli ishlab chiqilgan. Transformatsiyaning birmuncha yuqori samaradorligiga elektroporatsiya va polietilenlikol qo‘shish usuli orqali erishish mumkin. Agrobakteriyalar bilan transformatsiya qilishga nisbatan, to‘g‘ridan – to‘g‘ri ko‘chirib o‘tkazish usulining chastotasi kam bo‘lsa-da, birmuncha afzalliklarga ega.

Slayd 8

O‘simlik genomiga begona genlarning ekspressiyasi
Begona genlarning o‘simlik genomiga ekspressiyasi natijasida bir qator muammolar kelib chiqadi. Birinchi marta o‘simliklar transformatsiyasi uchun foydalaniladigan genlar bakteriyalardan ajratib olingan bo‘lib, ularni o‘simlik hujayralari transformatsiyasi uchun to‘g‘ridan –to‘g‘ri ishlatib bo‘lmasdi.
Bakteriya genlari eukariot hujayralarda transkripsiya bo‘lishi uchun ularning promotor ketma-ketliklarini o‘simlik genlari promotorlari yoki boshqa o‘simlik hujayrasida transkripsiyani initsatsiya qila oladigan prmotorlariga almashtirish lozim bo‘ladi. Bundan tashqari, bakterial genning 3 – qismiga poliadenillanish signalini saqlovchi fragmentni ulash lozim. Bunday modifikatsiyalar eukariot Rnk – polimerazaning bakterial ketma-ketlikni transkripsiyalashi va undan so‘ng mRNK o‘simlik hujayrasida bakterial oqsilni translyasiya qilish uchun kerak bo‘ladi.

Slayd 9

Biotexnologiyada gen muhandisligi usullari yordamida o‘simliklarning sifat ko‘rsatgichlarini yaxshilash va hosildorligini oshirish
O‘simliklarni sifat ko‘rsatkichini yaxshilash vazifalaridan asosiysi- o‘simliklarda sintezlanadigan, ularning oziqaviyligi va texnik qiymatini belgilaydigan mahsulotlar, ya’ni, oqsillar, yog‘lar, polisaxaridlar va boshqa moddalarning sifatini yaxshilashga qaratilgandir.
Boshoqli o‘simliklarda endospermning zahira oqsillari alohida o‘rin tutadi. Zahira oqsillar, asosan strukturasi, nukleotid tarkibi bilan bir-biriga o‘xshash, multigenlar oilasiga birlashtirilgan bir necha genlar tomonidan kodirlanadi. Odatda, bu genlarning ekspressiyasi qat’iy to‘qima spetsifikligiga ega va urug‘ rivojlanishining ma’lum bir bosqichida amalga oshadi. Ko‘pincha o‘simliklarning zahira oqsillari tarkibi inson va hayvonlar oziqasi uchun muvozanatlanmagan aminokislotalar tarkibiga ega bo‘ladi.

Slayd 10

Chunki, dukkaklilarning zahira oqsili – leguminlar metionin aminokislotasi, boshoqlilar oqsili – prolaminlar – lizin, triptofan va treonin aminokislotalarining miqdori kamligi bilan xarakterlanadi. Bu aminokislotalarning tanqisligi urug‘ning oziqaviy qiymatini pasaytiradi.

Slayd 11

Qurg‘oqchilik. Tuproqdagi suv tanqisligi boshqa barcha omillar bilan birgalikda olingandagiga nisbatan, o‘simliklarga ko‘proq zarar keltiradi. Qurg‘oqchilik tuproqda va o‘simliklarda suv tanqisligini keltirib chiqaradi va ularda suv stressini chaqiradi «qurg‘oqchilik» iborasi tuproqning suv stressiga nisbatan qo‘llanilsa ham, issiqlikning o‘simlikka ta’sirini ham o‘z ichiga oladi. Suv tansiqligi orqali yuzaga kelgan stress qurg‘oqchilik bo‘lganda birlamchi, shuningdek, past harorat, issiqlik yoki tuzlar ta’siri ikkilamchi bo‘ladi. Qurg‘oqchilikdan yuzaga kelgan stress natijasida o‘simliklarda fermentlar faolligi buzilishi, biokimyoviy yo‘llari ishdan chiqishi, zaharli moddalarning hujayralarda yig‘ilishi, ionlarni oqib chiqib ketishi, oziqalar tanqisligi va boshqa sabablar oqibatida o‘simliklarning zararlanishiga olib keladi.

Slayd 12

In vitro qurg‘oqchilik stress samarasini yaratish uchun, tashqi suv potensialini kamaytiruvchi osmotik faol moddalar qo‘shilgan oziqa muhitlardan, qurg‘oqchilikka chidamlilik seleksiyasi uchun esa selektiv agent sifatida, tarkibida hujayraga kira olmaydigan osmotik faol modda tutuvchi polietilenglikol (Peg) moddalaridan foydalanildi. Peg yordamida stressga chidamliligi oshirilgan tamaki tizimlari ajratilgani haqida birinchi xabarlar 1979 yildan paydo bo‘la boshlagan (Heyser, Nabors, 1979).

Slayd 13

Keyinroq R.Bressan va boshqa hammualliflar tomonidan qurg‘oqchilikka chidamlilik seleksiyasi pomidor hujayra tizimlarida amalga oshirilgan, ular kallus to‘qimalarini 15 % LI Peg 6000 tutuvchi oziqa muhitlarida o‘stirib, suv tanqisligi stressi paydo qilishgan, tajribalar natijasida chidamli kallus tizimlari ajratib olingan, lekin kallus to‘qimalari osmotik moddalar solinmagan oziqa muhitlarda kulturalanganda chidamlilik belgilari yo‘qolib borgan, bu adaptatsiyaning fiziologik tabiatdan ekanligidan dalolat beradi.

Slayd 14

Qurg‘oqchilikka chidamli soya genotiplarini aniqlashda kallus tizimlarini Peg ishtirokida o‘stirish orqali sinash usuli taklif etilgan. Suv tansiqligi stressiga bardoshli hujayra tizimlarini olish uchun, osmotik sifatida 99-880 MM mannitol tutuvchi oziqa muhitlardan ham foydalanish mumkin. YUqoridagi holatlardagi kabi osmotik adaptatsiya bo‘lgan hujayralar sho‘rlanish stressiga ham bardoshli ekanligi aniqlangan.

Slayd 15

Sho‘rlanish. Qishloq xo‘jaligi ekinlarining hosildorligini chegaralovchi omillardan yana bittasi, bu tuproqning sho‘rlanishdir. Sayyoramizning 900 mln.gaga yaqin maydoni yuqori darajada sho‘rlangan va sho‘rlanish miqdori yildan–yilga ortib bormoqda. Ayniqsa, sun’iy sug‘oriladigan maydonlarda tuproqdagi tuzning miqdorini ortishi barchani tashvishiga solmoqda. Bu muammoni hal etish, sug‘orishning to‘g‘ri usullarini topish, sug‘orish uchun tuzning miqdori kamaytirilgan yoki umuman tuzlardan xoli suvlardan foydalanish kabi ratsional agrotexnik usullarni ishlab chiqishni taqozo etadi. Shu bilan birga, o‘simliklar biotexnologiyasi usullaridan foydalanib, qishloq xo‘jaligi uchun muhim bo‘lgan o‘simliklarning somatik hujayralari darajasida seleksiya qilib, protoplastlarni bir-biriga qo‘shib yoki rekombinant Dnk molekulalari texnikasidan foydalanib, genlarni ko‘chirib o‘tkazish orqali sho‘rlanishga chidamli genotiplarini yaratish mumkin.

Slayd 16

Sho‘rlanishning zararli ta’siri kompleks xarakterga ega bo‘lib, hujayraning osmotik balansi buzilishiga, natriy va xlor ionlarining hujayradagi fiziologik va biokimyoviy jarayonlarga zaharli ta’sir etishiga sabab bo‘ladi. Bunday ta’sir natijasida, hujayraning turgor holati buziladi, membranalar funksiyasi va fermentlar faolligi pasayadi, fotosintez to‘xtaydi, ionlarning selektiv transporti buzilishi natijasida alohida ionlarni tanqisligi yuzaga keladi, tolerantlikni ushlab turishi uchun ko‘p miqdorda energiya sarflanadi.

Slayd 17

Metallarga chidamli o‘simliklar tizimlarini olish. O‘simlikka zaharli ta’sir ko‘rsatuvchi metallarning tuproqda ko‘p miqdorda uchrashi yoki o‘simlik tomonidan oziqa modda sifatida o‘zlashtiriluvchi ionlarning tanqisligi o‘simliklardagi ionlar (minerallar) stressi sababi bo‘lishi ham mumkin. Tuproqdagi og‘ir metallar ionlarining nafaqat o‘simliklarga shuningdek, hayvonlarga ta’siri olimlarning diqqatini tortmoqda. Rux, kadmiy, mis, simob kabi tuproqda ko‘p uchraydigan og‘ir metallar o‘simliklarda stress holatini paydo qiladi. O‘simliklarning zaharli ionlarga chidamlilik mexanizmi, plazmolemma o‘tkazuvchanligining kamayishi, ionlarning organik moddalar bilan bog‘lanishi natijasidagi zaharsizlanishi (detoksikatsiya), vakuolalardagi kompartmentligi, shuningdek ularning nishoni bo‘lgan fermentlar strukturasi o‘zgarishini o‘z ichiga oladi.

Slayd 18

Keskin harorat. O‘simliklardagi stress omillarga ma’lum darajada yuqori yoki past harorat sabab bo‘lishi mumkin. Hujayralar seleksiyasi bo‘yicha bunday stresslarga chidamlilik bo‘yicha qilingan ishlar unchalik ko‘p emas. Adabiyotlarda issiqlik shokiga chidamlilik bo‘yicha hujayralar seleksiyasi xaqida ham ma’lumotlar kam. Ammo hujayralar seleksiyasi bo‘yicha past harorat omillariga chidamlilikka oid ma’lumotlar etarli darajada.

Slayd 19

O‘simliklarda sovuq stresslar katta diapazondagi 10-150 dan 00Sgacha haroratda yuzaga keladi. Bunday stressga tropik va subtropik zonadagi o‘simliklari ko‘proq uchraydi. O‘simliklarni sovuq haroratga bardoshligi membrana lipidlarining yuqori nisbatda to‘yinmagan yog‘ kislotalar yoki sterollarning yuqori miqdorda tutishi sababli suyuq holatda qolishi bilan bog‘liq. O‘simliklarning muzlashi (00S dan past haroratda) hujayralar aro muzlar paydo bo‘lishi bilan bog‘liq.

Slayd 20

E’tiboringiz uchun rahmat!

Slayd 21

Foydali havolalar

🛒 Barcha taqdimotlar | 📰 Yangiliklar | ℹ️ Biz haqimizda