3.2 Казахстанская-126 сортының моносомды және дисомды өсімдіктеріне цитологиялық талдау жүргізу

Хромосомалы инженерияның соңғы әдістері моносомды немесе нуллисомды жағдайдағы алмасқан белгілі сорттағы гомологиялық хромосомалардың жұбын басқа сорттағы хромосомалар жиынына немесе туыстас хромосомалар жиынына алмастыруға, бидайдың хромосомалық жиынына хромосомалар жиынын немесе толық бір топ хромосомалар жиынын қосуға мүмкіндік береді. Бір немесе жұп хромосомалар жиынын жою арқылы, яғни моно немесе нулли хромосома алып, элиминацияға байланысты фенотиптік өзгерістерді байқау үстінде алынып тасталған хромосомалардағы гендер қандай белгілерді бақылайтынын байқауға болады

Цитологиялық талдауды жасау өте көп еңбекті қажет етеді. Ең алдымен, өркендердің метафазалық клеткаларын бекітеді де митоздық бөлінудегі хромосомалар санын есептейді. 20"+1' хромосомалық конфигурациясы бар өсімдіктерді анықтау жүргізіледі, ол үшін жас бидайдың сабағын мейоздық циклде қарайды. Цитологиялық талдау жүргізу өте қиын жұмыс болса да, жалпы популяциядан моносомиктерді идентификациялаудың (іріктеп алудың) бірден бір жолы болып табылады. Цитологиялық жұмыстардың мерзімін қысқарту үшін және моносомды линияларды будандастырудан алынған гибридтік ұрпақтармен жұмыстарды жеңілдету үшін маркерленген гендердің болуы міндетті болып табылады. Маркерленген гендер бізге моносомиктердің фенотиптік белгілерін анықтаушы тестер қызметін атқарады.

Анеуплоидты линиялармен жұмыс істеу кезінде тұрақты цитологиялық анализбен қатар жүргізіледі, бұл анализ моносомды және дисомды өсімдіктерді идентификациялауға қажет, себебі, генетикалық анализ үшін шынайы моносомды өсімдіктер қолданылады.

Моносомиктерді идентификациялау үшін мейозге цитологиялық анализ жүргізгенде көп жағдайда метафазаның бірінші бөліну кезеңін және тетрадаларды зерттедік. Барлығы 215 моносомды және дисомды өсімдіктерге анализ жасалды. F₁ гибридтерінің маркерленген моносомды линияларындағы мейозды зерттеу нәтижелері 1-ші кестеде келтірілген.

Кесте 1. Казахстанская-126 сортының морфологиялық маркерленген моносомды линияларындағы F₁ гибридтерінің мейозы

Ген/ Хромосома	Хромосомалардың түрлі конфигурациясы және бұзылулары бар зерттелген клеткалар пайызы					Барлық зерттелген клеткалар
	20”+1’	20”+t	19” + 1III + 1’	хромосомалардың қалып қоюы	анафаза II асинхронды бөліну
Hp 5A	96,62	0,59	0,09	1,36	1,01	967
Bg 1A	98,95	-	0,32	0,11	0,81	764
Rht3 4B	98,80	-	-	1,30	-	998
B1 1B	97,99	-	-	0,57	1,44	966

Белгілі гендермен маркерленген моносомды өсімдіктерге негізінен 20 жабық биваленттері және 1 унивалентті клеткалар сәйкес келеді, яғни метафаза I және анафаза I сатыларына 20''+1' хромосома конфигурациясы сәйкес келеді (сурет 5).

а

b

Сурет 5. 20''+1' моносомик: а – бастапқы метафаза; b – анафаза І кезеңі (қалып қойған унивалент көрініп тұр)

Жұмсақ бидайдың селекциясында анеуплоидтар сериясын зерттеу жұмыстарынан алынған нәтижелерді тікелей жанама түрде пайдалану мүмкіндігі көптеген генетик, селекционер және биохимик ғалымдардың назарын өзіне аударуда. Бидайлармен жүргізілген жұмыстар сұлы өсімдігінен моносомды линия, мақта өсімдігінен моносомиктер мен трисомиктер, сонымен қатар басқа да түрлерден, атап айтсақ, қызанақ (томат), картоп, күнбағыс және т. б. ауыл шаруашылық дақылдардан анеуплоидтар мен полиплоидтарды алуға алғышарт болды.

Дисомды өсімдіктер метафаза, анафаза І сатысында 21'' хромосомалар дұрыс конфигурациясына ие болды және оларды ары қарай зерттеу барысында еш қателіктер анықталмады (сурет 6).

а

b

Сурет 6. Дисомды өсімдік: а – метафаза І кезеңі; b – анафаза І кезеңі

a

b

Сурет 7. Дисомды өсімдік: а – анафаза ІІ кезеңі; b – тетрада кезеңі

7-ші суреттен көріп отырғанымыздай дисомды өсімдіктің анафаза ІІ және тетрада кезеңдерінде ешқандай өзгерістер байқалып тұрған жоқ. Дисомды өсімдіктер анафаза ІІ және тетрада сатыларында 21'' хромосомалардың қалыпты, нормаға сәйкес конфигурациясына ие болды. Анафаза ІІ сатысында әр центромера екіге бөлініп, жаңа хроматидтер хромосомаларға айналып, қарама-қарсы полюстерге орналасады. Екі клетка екі реттен бөлініп, нәтижесінде 8 клетка пайда болады. Ал тетрада кезеңіне келетін болсақ, бұл суретте тетрада сатысы өз орнымен жүріп жатыр деп айтсам қателеспеймін. Яғни ешқандай бұзылыстарсыз өтіп жатыр. Тетрадада микроспорогенез салдарынан мейоздық бөліну нәтижесінде 4 гаплоидты пісіп жетілмеген тозаң ұрықтары пайда болады. Пайда болған 4 гаплоидты клетка суретте анық көрініп тұр. Демек анафаза ІІ және тетрада сатылары дисомды, яғни хромосома саны толық өсімдікте қалыпты жүреді. Негізінен, бидайдың мейозында болатын бұзылыстар моносомиктерге тән болып келеді. Бірақ олардың пайыздық көрсеткіші айтарлықтай жоғары болмайды. Мысалы, телоцентрлі хромосоманың пайда болуы 0,59%-ды ғана құрайды. Ал дисомды жағдайда ешқандайда бұзылыстар пайда болмайды.