ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

 

БИОЛОГИЯ ФАКУЛЬТЕТІНІҢ БАКАЛАВРИАТЫ

 

Генетика және молекулалық биология кафедрасы

 

 

 

БІТІРУ ЖҰМЫСЫ

 

 

Бидай мутанттарының сапалық белгілерінің тұқым қуалауын зерттеу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АЛМАТЫ, 2010

РЕФЕРАТ

 

Бітіру жұмысы  39-беттен,  4-кестеден, 12-суреттен  және  27 пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.

Жұмыстағы негізгі терминдік сөздер: генотип, фенотип, сорттар,  түктілік, бұзылыстар, өзгергіштік, мутация, мутантты линиялар.

Тәжірбиеге обьект ретінде: жергілікті жұмсақ бидай сорттары қолданылды Казахстанская 3 және Шағала сорттарынан алынған мутантты линиялар қолданылды.

Зерттеу жұмысының мақсаты: бидайдың мутантты формаларының  сапалы белгілердің генетикасын зерттеу болып табылады.

Зерттеу әдістемелері: фенологиялық бақылау,  түктілікті есептеу, гибридологиялық және статистикалық талдаулар.

Зерттеу жұмысының міндеттері:

1. Хлорлы кадымий әсерінен өзгерген жұмсақ бидайдың мутанттарына цитологиялық талдау.
2. Хлорлы кадымий әсерінен алынған мутанттарың сапалық белгілеріне генетикалық және статистикалық талдау.

Зерттеу жұмысының нәтижесі:

1. Жұмсақ бидайда хлорлы кадмийдің 0,01 % ертіндісінің әсері зерттелген 10 сорттың ішінен төртеуінде өзгергіштік шегін кеңейтетін  тиімді  мөлшер екендігі анықталды. Хлорлы кадмийдің әсерінен белгілердің өзгеруі зерттелген сорттардың генотипіне тәуелді.
2. Хлорлы кадмиймен өңделген Казахстанская 3 және Шағала сорттарының дәндерінің өніп — жетілуі бақылаумен салыстырғанда М1-М2 ұрпақтарында 1-2 аптаға тежелсе, ал М3 — М4 ұрпақтарында 3-4 күнге тежелді. Осыдан, бидай дәнінің өнуі мен өсіп — жетілуі генотиптің ерекшелігіне және орта жағдайына бағынышты екендігі көрінеді.
3. Тәжірибеде, Л1 мутантты линиясының масағының қабықшасы мен дәнінің ұзындығы бойынша бақылаумен салыстырғандағы көрсеткіштерінің сенімді айырымы және бұл белгілердің бір — бірімен байланысын табатын корреляциялық коэффициенті анықталды. Казахстанская 3 сортының Л1 линиясында масақ қабықшасы мен дәнінің ұзындығы арасындағы коореляциялық коэффициент (0,86Ғ0,05) жоғары болса, ал осы сорттың Л2 түрінде жартылай коореляциялық байланыс (0,51Ғ0,2) табылды. 

Жұмыс әл- Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университетінің биология факультетінің генетика және молекулалық биология кафедрасының «Өсімдіктер генетикасы  мен селекциясың лабораториясында және КазАгроИнновация  Ғылыми Өндірістік Орталығының егістігінде жүргізілді. 

 

 

                                                                                                                                                                                     

 

 

 

 

ҚЫСҚАРТЫЛҒАН СӨЗДЕР МЕН МӘНДЕР

 

CdCl₂ – Хлорлы кадмий

ZnCl₂  —  Хлорлы цинк

Каз.3 — Казахстанская 3 сорты

Каз.4 — Казахстанская 4 сорты

Лют.32 — Лютесценс 32 сорты

М1 — Мутант —  бірінші ұрпақ

М2 — Мутант  — екінші ұрпақ

М3 — Мутант  — үшінші ұрпақ

М4 — Мутант  — төртінші ұрпақ

М15 – М24 – мутантты өсімдіктердің номерленуі

Б  —   Бақылау

Т — Тәжірбие

Л1 —  Казахстанская 3 сортынан алынған мутантты линия 1

Л2 —  Казахстанская 3 сортынан алынған мутантты линия 2

Л3 —  Шағала сортынан алынған мутантты линия 3

МІ — 1- ші метафаза

AІ — 1- ші анафаза

ВС₁ – Бекросс бірінші ұрпақ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МАЗМҰНЫ:

                                                                                                                          беті

	РЕФЕРАТ	2
	Қысқартылған сөздер мен мәндер	3
	КІРІСПЕ	5
1	ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ	6
1.1	Өсімдіктердегі мутанттардың шығу тарихы	6
1.2	Бидай мутанттары және оларды селекцияда пайдалану	8
1.3	Өсімдіктердегі микромутациялар	10
2	МАТЕРИАЛДАР  ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ	13
2.1	Жұмыстың өтілу жағдайы	13
2.2	Зерттеуге алынған бастапқы материалдарға сипаттама	13
2.3	Жұмсақ бидай сорттарындағы кадмий тұзының әсеріне байланысты өзгергіштікті зерттеу әдістері	14
3	ЗЕРТТЕУ нәтижелері мен талқылаулар	17
3.1	Хлорлы кадмийдің әртүрлі ерітіндісінің әсерінен бидайдың меристемалық клеткаларының  бөліну белсенділігі	17
3.1.1	Хлорлы кадмийдің әсерінен жұмсақ бидай сорттарынан алынған М1-М4 ұрпақтарының онтогенезіндегі өзгерістерін зерттеу	19
3.2	Хлорлы кадмий әсерінен өзгерген М1-М4 ұрпақтарындағы белгілердің морфологиялық ерекшеліктері	21
	ҚОРЫТЫНДЫ	33
	ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ	34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

 

Тұқым қуалаушылықты зерттеу мақсатында және селекция тұрғысынан  қарағанда, өсімдіктердің жасанды, мутагенезімен айналысатын зерттеушілердің алдында маңызды міндет тұр, ол – бағытталған мутацияларды алу [1].  Бұндай мәселенің  шешімін табуға болады, ол әртүрлі мутагендердің және қосымша факторлардың әсер ету ерекшелігі арқасында мутагендердің генетикалық модификациялануымен дәлелденеді.

Жасанды жолмен алынған мутанттар селекционерді қызықтыратын дақыл формаларының әртүрлілігін жоғарылатады және келешекте сұрыптау мен гибридизация үшін кең жол ашады [2].

Бір сортта  белгілі өндірістік, технологиялық және тұтынушылық қасиеттердің бірге қабысуы жұмсақ бидай селекциясының негізгі және шешімі қиын міндеттерінің бірі. Сондықтан, шаруашылықта құнды белгілері бар формалар алу үшін бидайдың өсуі мен дамуына әртүрлі мутагендердің әсерін зерттеу белгілі бір қызығушылық тудырады. Сонымен қатар, генетикалық әсерлерді зерттеу мәселесі, әсіресе химиялық қосылыстардың әсерінен туындайтын мутацияларды зерттеу маңызды. Ұзақ уақыт бойы жасанды мутагенезбен жұмыс жасаған зерттеушілердің күш жігері селекцияда негізінен нақты фенотиптік сипатқа ие әртүрлі мутациялар алуға бағытталған болатын. Бірақ, көптеген макромутанттардың тіршілік қабілеті төмен, ал керісінше, кіші мутациялар жиі кездеседі және олардың өміршеңдігі жоғары болады [3-4].

Кіші мутацияларға әлсіз фенотиптік көрінісімен сипатталатын полимерлі гендердің мутациялары жатады. Полимерлі гендер немесе полигендер әдетте, сапалық белгілердің: өсімдіктің биіктігі, жапырақтардың мөлшері және масақтардың, масақшалардың, дәндердің, бүйір сабақтарының санына, белок пен май мөлшеріне, өнімділігіне, ерте пісу мен дамуына және т.б. белгілердің көрінуіне әсер етеді [5-8]. Осының әсерінен туындайтын мутациялар спецификасы үлкен маңызға ие.

Әлемдік селекция тәжірибесінде химиялық қосылыстардың, атап айтқанда, алкильді қосылыстардың дәнді дақылдарға әсері, көбінесе, құндылығы төмен, тек морфологиялық өзгергіштікке және өсімдіктің хлорозға ұшырауына жиі әкелетіндігі белгілі. Сондықтан, өсімдіктің өсіп – дамуына улы әсерін тигізбейтін,  жұмсақ бидай сорттарының ауыл шаруашылығына құнды белгілерінің (өнімділігі, сапасы, тат және қара күйе ауруларына төзімділігі т.б.) өзгергіштік шегін ұлғайтатын әлсіз мутаген іздеу қажет болды.

Әдеби мәліметтерде кадмийдің токсинділігі, мутагенділігі және өсімдіктің өсуін тежейтіндігі туралы кеңінен талқыланған еңбектер кездеседі [1], бірақ, хлорлы кадмийдің 0,01 пайыздық ертіндісінің бидай дәніне әсерінен туындаған тұқым қуалайтын құнды белгілерімен алғашқы материалды алу жайлы жүргізілген зерттеу жұмыстары кездескен жоқ.

 

 

1 .ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ

 

• Өсімдіктердегі мутанттардың шығу тарихы

 

Қазіргі уақытта химиялық заттар өсімдіктер селекциясында теориялық және практикалық мәселелерді шешу үшін кең қолданылуда. Мутаген ретінде қолданылатын рентген сәулелері клеткаларға жоғары ену қабілетіне және гендерге әсер етуімен хромосомалардың күйін өзгерту қасиеттеріне ие болу керек [9-12].

Химиялық  және физикалық заттардың әсерінен кешеуілдеуші мутациялардың  да болатындығы анықталған. Химиялық  және физикалық мутагендер (иприт, формальдегид, уретон және рентген) әсерінен пайда болатын  мутациялар кейде келесі ұрпақтарда мозайкалар түрінде көрінеді. Мутагендердің көмегімен өсімдіктердің тұқым қуалаушылығын өзгертуге, өнімділігі жоғары ауылшаруашылық дақылдарының жаңа сорттарын, құнды белгілері бар өсімдіктерді алуға болады. Жалпы мутагендерді қолдану арқылы шығарылған негізгі ауылшаруашылық дақылдарының бірнеше ондаған жаңа сорттары шығарылған [13-15]. Өсімдіктерде көп мөлшерде өзгеріс туғызған мутагендердің алғашқысы – этиленимин болды. Бидай өсімдігінде этилениминді сынауда Н.К. Шкварников қызықты нәтижелерге қол жеткізген [16].

Ғалымдар арпа мен бұршақта этилениминнің жоғары мутагендік активтілігін дәлелдегеннен кейін, 50-ші жылдардың аяғында көптеген әлем елдерінде химиялық мутагендерді өсімдіктер селекциясында кеңінен қолдана бастады [17-19]. Одан кейін, И.А. Рапопорт қазіргі кезде жалпыға танымал мутагендерді – нитрозаметилмочевина, 1,4 – диазоацетилбутан және т.б ашты [20].

Б. Шарманың жұмыстарында бұршақтағы белгілі бір типтегі мутацияларды индукциялауда этиленимин мен нитрозометилмочевинаның әсерінің өзгешелігі дәлелденген [21]. Этилениминнің компактоидты, ерте пісетін формалардың пайда болуын туғызатындығы анықталған.

Көптеген ғалымдардың мәліметтері бойынша,  бұршақ пен басқа дақылдарды нитрозометилмочевинамен әсер ету нәтижесінде ең көп және  болашағы зор мутациялар алынған. Жұмсақ бидайға осы  мутагенмен әсер ету арқылы  80% дейін өзгергіштік алынған және  этилениминмен салыстырғанда мутация туғызу әсері   2–3 есеге  жоғары болған [22-24].

И.А. Рапопорт және басқа ғалымдар N – нитрозо – N – алкилуретан т.б. супермутагендермен зерттеулер жүргізіп, кеңес ғалымдарының алған нәтижелерін практикалық жағынан көрсетті [25].

Қазақстанда микроорганизмдердің, өсімдіктердің, жануарлардың  мутациясымен шұғылданған М.Х. Шигаева, Н.Б. Ахматуллина және А.М. Ғаббасов сияқты әйгілі ғалымдардың мутациялық теория мен методикалық құнды тәжірибелерінен алған  мәліметтері кеңінен қолданылады. Олардың зерттеулері нәтижесінде, селекция тәжрибесіне қажетті мутантты микроорганизмдер және дәнді дақылдар формалары алынған [24-26].

Жоғарыда атап өткен химиялық қосылыстардың дәнді дақылдарға әсері,  көбінесе, селекция үшін құндылығы жоқ морфологиялық өзгергіштікке және өсімдіктің хлорофиль дәндерінің түзілмеуіне әкеледі [25]. Сондықтан,  өсімдіктің өзгергіштік шегін ғана ұлғайтып, өніміне улы әсерін тигізбейтін  химиялық қосылыстардың әлсіз ертіндісін іздеу керек. Мутация мәселесіне қызығушылық және орасан көп орындалған жұмыстарға қарамастан, өзгергіштіктің  генетикалық табиғаты мен механизмі әліде болса жеткілікті зерттеуді қажет етеді.

Күшті химиялық мутагендердің бірқатары алкилдеуші қосылыстарға жатады. Олардың қасиеттері алкилдеуші топтың құрылымына және тұтас молекуланың құрылысына тәуелді [25]. Алкилдеуші қосылыстардың ішінде аса танымалдары эпоксидтер, диметилсульфат, диэтилсульфат және т.б. Бұл агенттер алғашқы және тиімді химиялық мутагендерге жатады. И.А. Рапопорт оларды анықтап және өндіріске енгізді [24]. Кейінірек, В.И. Сичкар, П.К. Шкварников, В.Ф. Марьюшкин жұмыстарымен дәлелденді. Алкилдеуші қосылыстардың  ішінде хромосомалық ауытқулардың екі түрін (хромосомды және хроматидті) индуциялайтын заттар бар. Алкилдеуші қосылыстар ДНК жіпшесінің қандай күйде тұрғанына қарамастан тікелей онымен реакцияға түседі.  Бұл химиялық заттар клеткалық циклдің кез-келген сатысында белгілі деңгейдегі жиілікпен хромосомалық мутациялар туғызады  [24].

Мутагендердің өсімдіктерге әсерін анықтау үшін, әртүрлі дақылдардың оларды   қабылдау ерекшеліктерін білу қажет. Бір дақылдың әртүрлі сорттары мутагендерге әртүрлі сезімталдық көрсетеді және мутацияның әртүрлі көріну  жиілігін береді. Мутациялар жиілігі көбінесе мутагендік факторға тәуелді болса,  мутациялардың көрінуі   генотипке байланысты.

Мутагендер әсерінің ерекшелігі туралы алғашқы мәліметтер В.В. Сахаровтың еңбектерінде кездеседі. Бұл өзекті мәселеге содан бері көп көңіл аударылып келеді [23].

Түраралық будандастыру нәтижесінде алған кең ауқымды селекциялық материалдың шығуы мен морфологиялық белгілерінің көрінуі,  Н.И. Вавиловтың  гомологиялық қатар заңына сәйкес мутациялық процесс әртүрлі деңгейде өтетіндігін және әртүрлі нәтижелер беретіндігін дәлелдейді. Генетикалық тұрғыда түрлердің гомологиялық қатарлары неғұрлым жақын орналасса, соғұрлым олардың өзгергіштік қатарында ұқсастық көбірек болады. Қазіргі уақытта шығу тегі ортақ туыс түрлерде ұқсас мутациялар туындайды деп айтуға толық негіз бар. Көптеген зерттеушілер, таза линиялық сорттарға қарағанда, буданды сорттарда мутациялық өзгергіштік ауқымы кеңірек, өйткені пайда болатын өзгерістердің жиілігі мен әртүрлілігі будандылық деңгейіне біршама әсер етедідеп көрсетеді. Алайда, Н.Н. Зоз, Т.Б. Сальникова, В.В. Малченко бұл пікірді қолдамайды [22-25]. 

Өсімдіктердің мутагенге сезімталдығына және мутациялардың көріну жиілігіне клеткалардың плоидтылық деңгейі де әсер етеді. Гексаплоидты бидайға қарағанда  сұлының диплоидты және тетраплоидты формаларында мутация сирек жүреді [21]. А.М. Садықов керісінше, тетраплоидты бидайда гексаплоидтыға  қарағанда мутагендер жиілігі жоғары екендігін айтады [20]. Ол Dommergues, глодиолус гүлдерінің тетраплоидты және диплоидты туыстарына химиялық мутагендердің әсерін зерттегенде, диплоидты түрлердің мутагендерге сезімталдығының жоғары екенін анықтаған. L.І. Stadler және басқалары бидайдағы мутациялар жиілігі плоидтылыққа тәуелді деген қорытындыға қосылады, яғни плоидтылық жоғары болған сайын мутациялар жиілігі төмен болады. Бидай мен арпаның күздік типін жаздық формаларымен салыстырғанда, олардағы мутацияның шығу жиілігі төмен болады [5-12]. 

 

• Бидай мутанттары және оларды селекцияда пайдалану

 

Тұқым қуалаушылықты зерттеу мақсатында және селекция тұрғысынан  қарағанда, өсімдіктердің жасанды, мутагенезімен айналысатын зерттеушілердің алдында маңызды міндет тұр, ол – бағытталған мутацияларды алу [8].  Бұндай мәселенің  шешімін табуға болады, ол әртүрлі мутагендердің және қосымша факторлардың әсер ету ерекшелігі арқасында мутагендердің генетикалық модификациялануымен дәлелденеді.

Жасанды жолмен алынған мутанттар селекционерді қызықтыратын дақыл формаларының әртүрлілігін жоғарылатады және келешекте сұрыптау мен гибридизация үшін кең жол ашады [15].

Бір сортта  белгілі өндірістік, технологиялық және тұтынушылық қасиеттердің бірге қабысуы жұмсақ бидай селекциясының негізгі және шешімі қиын міндеттерінің бірі. Сондықтан, шаруашылықта құнды белгілері бар формалар алу үшін бидайдың өсуі мен дамуына әртүрлі мутагендердің әсерін зерттеу белгілі бір қызығушылық тудырады. Сонымен қатар, генетикалық әсерлерді зерттеу мәселесі, әсіресе химиялық қосылыстардың әсерінен туындайтын мутацияларды зерттеу маңызды. Ұзақ уақыт бойы жасанды мутагенезбен жұмыс жасаған зерттеушілердің күш жігері селекцияда негізінен нақты фенотиптік сипатқа ие әртүрлі мутациялар алуға бағытталған болатын. Бірақ, көптеген макромутанттардың тіршілік қабілеті төмен, ал керісінше, кіші мутациялар жиі кездеседі және олардың өміршеңдігі жоғары болады [1-5].

Кіші мутацияларға әлсіз фенотиптік көрінісімен сипатталатын полимерлі гендердің мутациялары жатады. Полимерлі гендер немесе полигендер әдетте, сапалық белгілердің: өсімдіктің биіктігі, жапырақтардың мөлшері және масақтардың, масақшалардың, дәндердің, бүйір сабақтарының санына, белок пен май мөлшеріне, өнімділігіне, ерте пісу мен дамуына және т.б. белгілердің көрінуіне әсер етеді [5-8]. Осының әсерінен туындайтын мутациялар спецификасы үлкен маңызға ие.

Д. Гриффит пен Ф. Джонсон және т.б зерттеушілердің ойынша, мутациялық селекция әлемдік айналымда жоқ, тек жасанды мутагенез бере алатын гендер мутациясын алуға мүмкіндік береді деген пікірді қуаттайды [25].

Сонымен, мутагенез, гибридизация және сұрыптауды комбинациялау арқылы неғұрлым қоршаған ортаға бейімделген және пайдалы генотиптер алуға болады. Н.П. Калинина және К.К. Сидорова көпжылдық зерттеулер нәтижесінде, бұршақ мутанттарының цитогенетикалық табиғаты және физиологиялық ерекшеліктерімен және бастапқы формалардан ажыратылатын, тек мутанттарға тән ерекшеліктерді анықтап,  мутанттарда жекелеген морфологиялық белгілер арасындағы коррелятивті байланыстардың бұзылатындығын байқаған. Бұл жағдайды авторлар, мутантты гендердің кең таралған плейотропты әсерімен түсіндіреді [22].

Г.А. Романов және Н.В. Обручева, химиялық мутагендерді  кейбір өсімдік гормондарымен және басқа амалдармен бірге қолдану нәтижесінде өсімдіктердегі мутациялар жиілігін жоғарылатуға болатындығын айтады. Бұл зерттеуде өсімдіктерде көп мөлшерде мутациялар алу жайлы сұрақтың шешімі табылғандығын көруге болады. Бірақ,  белгілі бір гендердегі пайдалы мутацияларды индукциялау немесе экспериментальды мутагенезде селекционерге қажетті – ауруларға, жатағандыққа  төзімді, жоғары сапалы формалар алу, яғни мутагенездің өзіндік қасиетін білу өте маңызды мәселенің бірі. Келешекте осы бағытта ғылыми істер қажет [18].

Көптеген ғалымдар селекцияда ауылшаруашылық дақылдарының индуцияланған мутанттарын тиімді пайдалану үшін олардың генетикалық табиғатын білу маңызды. Себебі, олардың келесі жағдайларға байланысты арнаулы ерекшеліктері бар:

– М2-де сұрыпталатын, бірдей фенотипті мутанттар анеуплоидия нәтижесінде немесе ірі хромосомалық абберациялар (дупликациялар, транслокациялар) салдарынан туындайтын әртүрлі гендердің өзгеруінен пайда болуы мүмкін;

– Мутанттар бастапқы формадан белгілер жиынтығы бойынша ерекшеленеді. Егер, осы жиынтық гендердің плейотропты әсерінен туындаса, онда жағымды белгілерді жағымсыз белгілерден гибридизация жолымен ажыратып алу мүмкін емес. Егер бұл  бірнеше гендердің мутациялары болса, бұндай мутантты шағылыстыру арқылы селекционерге қажетті үйлестегі формалар алуға мүмкіндік мол [13-15].

Индуцияланған тұқым қуалайтын өзгерістер, яғни физикалық және химиялық мутагендердің әсерінен туындайтын мутациялар – кездейсоқ және бағытталмаған. Қандайда бір мутагендік фактор әртүрлі локустарда әртүрлі мутацияларды индуциялайды. Ертеректе жүргізілген бағытталған  тұқым қуалайтын өзгерістердің (өсімдік экстракттарын инъекциялау жолымен индуцияланған өсімдіктердегі өзгерістерге және бактериялардағы трансформацияларды зерттеуге) генетикалық маңыздылығы дұрыс бағаланбады [16-18].

Бағытталған өзгергіштік саласында күтпеген нәтижелерге, жекелеп  айтқанда, А. Дорранттың зығырға тыңайтқыштармен әсер етуінің және Е.Д. Богданованың бидай тұқымдарын никотин қышқылының сулы ерітінділерімен (0,1-0,001%) өңдеу тәжірибелерінің арқасында қол жетті. Никотин қышқылы бидайда екінші ұрпақта және өңдеуден кейінгі ұрпақтарда мықты және биік, дәні ірі, бастапқы сорттан бірқатар сандық және сапалық белгілері бойынша ерекшеленетін өсімдіктер  тұқым қуалайтын эпигенетикалық өзгерістерді индуциялаған. Бұндай өсімдіктерді өзара шағылыстырғанда сабақтардың антоцианды боялуы және жапырақтардың түктілігі сияқты маркерлік белгілердің  F₂ – F₄ ұрпақтарда ажырауы байқалмайды. Авторлар, өзгерген белгілерді бақылайтын гендер осы өсімдіктерде бірдей эпигенетикалық күйде болады деп есептейді [15-19].

Өзгергіштіктің жасанды агенттерін пайдаланғанға дейін, спонтанды тұқым қуалайтын  өзгерістер жаңа сорттар шығару үшін шектеуші ғана материал берді. Қазіргі уақытта, мутагенді селекцияның жаңа пайдалы белгілерді көп мөлшерде алуға мүмкіндігі мол. Мутациялық селекцияда химиялық мутагендер тірі организмдерде мүлде жаңа ресурстар шығаратын плейотропты макромутация мен физиологиялық микромутациялар ретінде көрінетін селекциялық тұрғыдан пайдалы және бұрын белгісіз қасиеттердің жиынтығын индукциялайды. Олар басқа агенттермен салыстырғанда,  өзгергіштіктің ауқымын кеңейтіп және жаңа ауытқуларды тудырады.  Генетикалық тәжірибелерде табылған химиялық мутагендер өзгергіштікті кең көлемде шығаруының арқасында селекциялық практикада орны зор [12-15].

 

• Өсімдіктердегі микромутатциялар

 

Қазіргі уақыттағы селекциялық жұмыстарда химиялық мутагендер арасында нуклеотид тәрізділер класына жатпайтын әртүрлі құрылысты органикалық қосылыстарды пайдаланады. Бұндай заттар өте күшті, бірақ  тұқым қуалаушылық пен өзгергіштікке жұмсақ әсер етуші фактор болып табылады. Олардың тұқым қуалайтын материалға әсері таңдамалы болғандықтан енгізілген дозасына, эксперимент жүргізілген жағдайына байланысты бақылап отыруға болады. Ұзақ уақыт бойы химиялық мутагенез процесін зерттеуде негізгі акцент осы қосылыстарды қолдануға жасалды. Сонымен қатар, химиялық мутагенез құбылысын зерттеу алғашқыда бейорганикалық химиялық мутагенезден басталса да, оларға аз көңіл бөлінді. Себебі, олардың көбі әлсіз мутагендер.  Ауыр металлдардың клетка өліміне әкелетін токсиндік әсері бар, бұл селекциялық жұмысты қиындатады [15-18].

Химиялық мутагенезді селекциялық зерттеулерде қолдану арқылы көптеген нәтижелерге қол жетті. Ауылшаруашылық өсімдіктерінің селекциясында өнімділіктің жоғарылауын қамтамасыз ету үшін бағытталған және  көптеген маңызды селекциялық белгілермен сыртқы ортаның жағымсыз әсерлеріне төзімділігін есепке алады. Химиялық мутагендерді қолданудың барысында өсімдіктердің көптеген құнды қасиеттері: өміршеңдіктің, өнімділіктің, қоршаған ортаның жағымсыз жағдайларына төзімділіктің, сапаның жоғарылауы, иммунитеттің пайда болуы, минералды қоректі тиімді пайдалану және т.б. алынды. Селекциялық тәжірибелерде кейбір ауылшаруашылық өсімдіктерінде күшті химиялық мутагендер, яғни супермутагендер, өнімділікті 10–40 % және одан жоғары деңгейге өсірді [22-24].

Өсімдіктердің геномына жағымды мутация беруге қабілеті бар көптеген гендер қызмет етеді. Оптимальды өңдеуде сұрыпталған түрлердің аралық гендерінің 1/2–1/3– ге жуығы күшті мутагендерге сезімтал және әр осындай өңдеуден кейін олардың бір бөлігі өзгеріп отырады. Олардың ішінде бір немесе көптеген мутациялар болады.  Осыған орай жаңа өнімді мутанттарды шығару мүмкіншілігі зор [18-21].

Мутациялық селекция әдісі селекционерлерге әртүрлі мутация типтерінің генетикалық анықтамаларын пайдалануға және олардың пайда болу жиілігі жайлы генетикалық мағлұматтар береді. Химиялық мутагенез – негізгі материалды дайындау көзі ретінде селекциядағы жалпы жетістікке ғана емес, сонымен қатар маңызды бағыттарды дамытатын сорттық дивергенцияға әкеледі [22-25].

Күшті химиялық мутагендер тірі организмдер клеткасына әртүрлі әсер  етуімен ерекшеленеді, яғни: митоздың кідіруі, клетканың өлімі немесе тежелуі (цитотоксиндік және цитостатистикалық әсері), канцерогенді және канцеролизистік әсері, мутацияның индукциясы, өсу процестерінің жылдамдауы және т.б. көрінеді [11]. Көптеген химиялық мутагендер клетка ұйымдасуының барлық сатысында көрінетін цитотоксиндік әсерге ие. Олар тек генетикалық материалмен ғана емес, сонымен қатар, цитоплазматикалық ферменттермен де реакцияға түсе алады. Сондықтан мұндай мутагендердің токсиндік әсері хромосомалар құрылымының бұзылуына немесе тіршілікке маңызды ферменттердің тежеліне әкеледі. Мысалы, көбею функцияларының өтуіне жауап беретін ферменттер немесе коферменттердің түзілуіне кедергі тудырса, ол ұрпақ берушілікті төмендетеді, яғни стерильділікке  әкеледі [11]. Бірақ өсімдіктер үшін цитотоксиндік әсердің көрінуінде кідіріс болады. Мәселен, бидай дәндерін нитрозаметилмочевина ерітіндісімен өңдегенде, олар сулы ерітінділерде  өсіп, кейін  топыраққа отырғызғанда өсімдіктердің өміршеңдігі төмендеп, жалпы өліміне әкелген. Басқа зерттеулер бойынша, өсімдік клеткаларының митоздық белсенділігі олардың әсер ету ұзақтығына тәуелді. Мысалы: этилениминмен бидай тамыршаларына қысқа уақытта әсер етсе, митоздық белсенділігі жылдамдаған,  ал ұзақ уақыттағы әсері – митозды кідірткен [17].

Төменгі дозалы мутагендерді сынағанда өсімдіктердің өсуі мен дамуының  жылдамдайтындығы анықталған. Супермутагендердің әсері өскіннің жылдам өсуінен, өсімдіктердің тірі қалуынан, дамудың жекелеген фазаларының өту уақытының қысқаруынан көрінеді.  Химиялық мутагендердің жылдамдату әсері қосылыстардың улылығына және организмнің сезімталдығына тәуелді емес, бірақ, химиялық агенттердің сипатына, дозасына, өсімдіктердің түрлік және сорттық айырмашылықтарына тәуелді. Әр өсімдіктің реакциясы мутагеннің жылдамдатқыш дозасына  сандық, сапалық сипаты жағынан бірдей болуы мүмкін. Әсер еткеннен кейін бірден көрінетін өсетін қабілеттілік, кейбір жағдайда өсімдік вегетациясының аяғына дейін сақталады, ал кейде екінші ұрпақта да көрінеді [18-20]. Бұл жерде ферменттердің активтілігіне байланысты модификациялық өсу қабілетіне орын береді  [21-22].

Өте күшті химиялық мутагендер әсерінен жоғары хромосомалық аберрацияларға болады: изохроматидті делециялар-дупликациялар, транслокациялар, микрофрагменттер, хромосома аралық симметрия немесе ассиметриялы алмасулар және бұлардан басқа әртүрлі гендік мутацияларды тудырады және өзгергіштіктің шегін кеңейтеді. Сонымен қатар, мутагеннің дозасын таңдау арқылы бұл қатынастың гендік мутацияға қарай жоғарылауына қол жеткізуге болады. Химиялық мутагендер арасында хромосомды мутацияларға қарағанда гендік мутациялар тудыратын қосылыстар жиі кездеседі [23-25].

Супермутагендер негізінен көп мөлшерде транзицияларды, азырақ мөлшерде – трансверсияларды немесе өте аз мөлшерде негіздердің орын алмасуын тудырады [24-25].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. МАТЕРИАЛДАР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ

 

2.1 Жұмыстың өтілу жағдайы

 

Тәжірибе  әл — Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университетінің, биология факультетінің «генетика және молекулалық биологияң кафедрасының “Өсімдіктер генетикасы және селекциясы” зертханасында және Алматы қаласынан 25 км қашықтықта орналасқан «Егіншілік және өсімдік шаруашылығың  ғылыми — өндірістік орталығының дала егістігінде жүргізілді.  Топырақ қабаты қызғылт қоңыр, кей жерлері құмдақты болып келеді.

Осы ғылыми зерттеу жұмысының далалық тәжірибелері Іле Алатауының бөктерінде орналасқан ақшыл қоңыр топырағында жүргізілді. Оның айдалу қабатында қара шірігі немесе гумустың мөлшері 2,4%. Келтірілген жағдайда, ақшыл қоңыр топырақта жылжымалы кадмий жұмсақ бидайдың сорттарын сепкенге дейін болған жоқ.

Күздік бидайлар қазан айының басында,  ал жаздық бидайлар сәуір айының 10-15-терінде егістік даласына себілді. Өсіп — жетілген өсімдікке бақылау жүргізу және күтуге ыңғайлы болу үшін 25 х 25см ауданда егілді.  Тәжірбиелік егіс кеңістігінің бір қатарына 20 дәннен себілді.

Ауа-райы негізінен жұмсақ қысымен, суық және ылғалды көктемімен, ыстық және құрғақ жазымен, жылы және құрғақ күзімен ерекшеленеді. Орташа жаздық температурасы 10ӘС-ға жетеді. Жылдық жауын-шашын түсу мөлшері шамамен 390 мм. Қар көбінесе желтоқсан айының басында түседі. Оның қалыңдығы шамамен 20-25см болады. Егістіктегі қауырт жұмыстар сәуір айының басынан басталады.

 

2.2 Зерттеуге алынған бастапқы материалдарға сипаттама

 

Тәжірибені  жүргізу үшін  жергілікті селекцияда кең қолданылатын, аудандастырылған жұмсақ  бидай сорттары: Шағала, Арай, Жеңіс, Толқын, Дауыл, Лютесценс 32,  Казахстанская 17,  Казахстанская 3,   Казахстанская 10, Казахстанская 4 және Казахстанская 126 сортының моносомалық линиялары қолданылды (кесте 1). Зерттеуге алынған материалдар хлорлы кадмий мен хлорлы цинкпен өңделді.

Кадмий тұзына сипаттама. Ауыр метал — биологиялық активті зат. Бұлардың тобына кадмий  — металдық элемент кіреді. Кадмий — периодтық кестеде цинк және сынаппен бірге ІІ Б тобына жатады. Атомдық номері — 48, салыстырмалы атомдық массасы — 112,40. Кейбір кадмий тұздары, мәселен сульфид, карбонат және оксид суда мүлде ерімейді, ал табиғатта суда еритін тұздарға айнала алады. Суда еритіндерге сульфат, нитрат, галогендер жатады. Қоршаған ортадағы кадмийдің кездесетін формасы потенциальды қауіптілікті бағалау үшін өте маңызды. Теңіз суындағы кадмийдің орташа мөлшері шамамен 0,1 мкг/л құрайды. Өзен суында ерігіш кадмий 1 мен 13,5 мг/л аралығында ауытқиды; ал ауада 1 мг/мл-н артпайды. Ластанған топырақта кадмийдің орташа мөлшері 0,2-0,4 мкг/кг. Кей жағдайда кадмийдің мөлшері өте жоғары көрсеткішке ие, яғни 160 мг/кг [26-27]. Cd-дің салыстырмалы тығыздығы — 4, 047. Балқу температурасы — 568^ос; қайнау температурасы — 960^ос, суда ерігіштігі 1400 г/л, t 20^оС температурада топырақ ылғалында кадмий иондар түрінде кездеседі. Олар: Cd++; CdCl₂+; CdSO₄^o; CdSO₃^o; CdOH⁺ [26].

 

Кесте 1 — Зерттеуге алған жұмсақ  бидай сорттары

Сорттар	Әртүрлілігі	Шыққан жері	Сорттарды шығарған авторлар
Казахстанская 3	erіtrospermum	РҒӨО Егіншілік  және өсімдік шаруашылығы, ҚазҰУ	Н.Л.Удольская
Шағала	erіtrospermum	РҒӨО Егіншілік  және өсімдік шаруашылығы	Р.А. Уразалиев,  И.А. Нурпеисов және т.б.
Лютесценс 32	lutescens	РҒӨО Егіншілік  және өсімдік шаруашылығы	В.В.Навахатин,  Р.А. Уразалиев және т.б.
Жеңіс	lutescens	РҒӨО Егіншілік  және өсімдік шаруашылығы,ӨБФГ институты	В.В.Навахатин, Р.А. Уразалиев және т.б.

 

 

2.3 Жұмсақ бидай сорттарындағы кадмий тұзының әсеріне байланысты өзгергіштікті зерттеу әдістері

 

Зерттеу әдістері ретінде мутациялық, гибридологиялық, цитологиялық және моносомдық талдаулар қолданылды.

Мутациялық әдіс. Жұмсақ бидай сорттарының дәндерін 5 сағат CdCl₂-дың  0,1, 0,01, 0,001 % ерітіндісімен өңдеп, оның митоздық индексі және бидай дәні өсе алатын жеткілікті ерітіндісі таңдап алынды. Осылардың ішінен ең тиімдісі ретінде хлорлы кадмийдің 0,01% алынды. CdCl₂-дың  0,01%  ерітіндісімен  бидай дәндерін 5 сағат өңдеп егістікке егілді. Нәтижесінде шыққан өсімдіктерге фенологиялық, гибридологиялық, цитологиялық және генетикалық талдаулар жүргізілді. Тәжірибе өсімдіктерінің ішінен мутантты өсімдіктер бөлініп алынды. Осы мутантты өсімдіктердің  белгілерінің тұқым қуалаушылық қасиеттері зерттелді.

Цитологиялық әдіс — материалды өңдеу, фиксациялау, препаратты бояу сатыларынан және митоз бен мейоз клеткаларының бөлінуіндегі аберрациялар мен бұзылыстарды талдаудан тұрады. Материалды өңдеу — хромосомаларды қысқарту мен ұлпаларды жұмсарту фиксатордың ұлпаға жақсы енуі үшін қажет. Хромосомаларды қысқартып, метафаза жазықтығында шашырату үшін колхицин, оксихинолин, парадихлорбензол, α-бромнафталин пайдаланылды.

Зерттеуге алынған жұмсақ бидай сорттарының соңғы  жалау жапырағы мен оғанға дейінгі жапырақ аралығы 5-6см-ге ұзарғанда, аналық тозаң клеткаларына фиксация жүргізілді. Тәжірибелік және бақылау өсімдіктерін фиксациялау шуақты күні, таңертеңгілік уақытта 6-дан 8-ге дейін, ал бұлтты күні 8-ден 11-ге дейінгі аралықта жүргізілді. Фиксация ретінде Ньюкомер, Карнуа қоспасы қолданылды. Ньюкомер қоспасының құрамына: 6 бөлік изопропил спирті, 3 бөлік пропион қышқылы, 1 бөлік ацетон, 1 бөлік петролейн эфирі және 1 бөлік диоксан кіреді. Карнуа құрамы: 3 бөлік этил спирті және 1 бөлік сірке қышқылынан тұрады. Алынған материал жуық арада қаралатын болса, онда бірден 2%-тік ацетокармин ерітіндісінде фиксацияланады. Фиксацияланған материал бір күннен кейін жаңа фиксаторға ауыстырылып, мұздатқышта сақталды. Цитологиялық зерттеу МБИ–3 микроскопының көмегімен жүргізіліп, МБИ-6 микроскопы арқылы бейне суретке түсірілді.   

Тәжірибе және бақылау сорттарының митозын қарау үшін лабораториялық жағдайда дәндер 24⁰С температурадағы термостатта өсірілді. Дәндердің өскіншелерінің ұзындығы 1,5-2см-ге жеткенде алдымен хромосомаларды колхицинге салып, содан кейін Кларк фиксаторында (3бөлік 96℅ этил спирті және 1бөлік мұзды сірке қышқылы)  фиксацияланды. Фиксацияланған материал Шифф реактивінде Фельген әдісі бойынша боялды [26]. Боялған материалдардың митозы қаралып есепке алынды.

Бидайдың меристемалық өскіншелерінің митоздық клеткаларының бөліну белсенділігі (митоздық индекс) жалпы  цитологиялық зерттеулерге тән әдіспен анықталды [27].

Бақылау ерте көктемде, алғашқы өскіннің шығуынан пісіп-жетілуге дейінгі кезең аралығын қамтып, И.Н. Бейдманның өсімдіктердің фенологиясын зерттеу әдісі бойынша жүргізілді [27]. Фенологиялық бақылау кезінде, өсімдіктердің маусымдық дамуымен байланысты морфологиялық өзгерістері тіркелді. Әдетте, фенологиялық бақылау жүргізу үшін,  бес кезеңді бөліп алады. Олар — вегетативті, гүл қауызының түзілуі, гүлдеу, масақтану, сүттену және вегетацияның соңы немесе тіршілігін жою фазалары. Әрбір мезгілді аралық кезеңдерге бөлуге болады. Фенологиялық әдіс бойынша өзгерген өсімдіктер мен бақылау варианттарының өсіп дамуы есепке алынды.

Генетикалық талдау. Мутантты өсімдіктердің генотипін анықтау   үшін талдаушы будандастыру жұмыстары жүргізілді. Ол үшін мутанты өсімдік бастапқы сортпен будандастырылды. Сонымен қатар кері (реципрокты) будандастыру және мутантты линиялардың пайда болу типіне аллельдік тест жүргізілді.

Гибридологиялық талдау. Гибридологиялық талдау Г. Мендель ұсынған әдіспен жүргізілді. Селекциялық питомникте егілген мутантты линиялар мен бақылау сорттарының сандық және сапалық белгілеріне талдау жүргізу үшін, 100 өсімдік  тамырымен жұлынып алынды. Негізгі масақтың дән салмағы мен 1000  дәннің салмағы CS — 200 (Қытай) таразы арқылы өлшенді. Өсімдіктің биіктігі оның тамырынан бастап, масағына дейін өлшенді, өйткені өлшенген негізгі масақтың ұзындығы өсімдіктің биіктігіне сипаттама берген кезде есепке алынып отырады.

Тат және қара күйе ауруларына төзімділік Егіншілік және өсімдік шаруашылығы ғылыми-зерттеу орталығының жасанды инфекциялық ортасында және генофонд бөлімінің табиғи жағдайында, Кривченко [27] әдістемесі бойынша анықталды.

Казахстанская 3 сортының өзгерген мутантты линияларының жапырақ түктілігі зерттелді. Ол үшін, құрғақ жапырақты 10-20 минут, жылытылған спирт пен глицериннің 1:1 қатынасындағы қоспасында ұсталды. Зерттеу үшін, жапырақ 3 бөлікке бөлінді: негізіне, орта бөлігіне және ұшына. Жапырақ кесіндісі заттық шыныға орналастырылып, инемен бірнеше рет жүргізіледі, сонда жапырақ кесінділері жіңішке жіпшелерге бөлініп кетеді. Осындай әдіспен МБС – 1 микроскопы арқылы жапырақ түгінің ерекшелігі анықталды.

Буданды ұрпақтан алған нәтижелерді өңдеу, белгілердің өзгергіштігін зерттеу және зерттелген белгілер арасындағы байланыстарды табу үшін қолданылады. Зерттеу нәтижелерінде алынған мәліметтердің орта квадраттық ауытқуы табылып,  тәжірибенің сенімділігі Стъюдент критериі шегінің көмегімен анықталды.  Өсімдіктің белгілері тұқымқуалауын зерттеу үшін, математикалық χ² – квадрат  тәсілі қолданылды [27].

Алғашқы жинақталған мәліметтер математикалық талдаудан өткізіліп, корреляция торы құрылды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Зерттеу нӘтижелері мен талқылаулар

 

3.1 Хлорлы кадмийдің әртүрлі ерітіндісінің әсерінен бидайдың меристемалық клеткаларының  бөліну белсенділігі

 

Мутагендердің тиімділігін бағалау үшін, митоздық индекс және хромосомалардың бұзылыстарын сипаттайтын мәліметтер кең қолданылады [8;15].  Олар химиялық, физикалық факторлардың әсерінен өсімдіктерде болған өзгергіштіктің дәрежесін бағалауға мүмкіндік береді. Хлорлы кадмий мен хлорлы цинктің белгілі бір ертіндісімен (0,01%) өңделген өсімдіктердің алғашқы өскінінің шығуы, клетканың бөліну белсенділігі мен хромосомалардың құрылымдық бұзылыстары зерттелді. Кадмий қоршаған ортаға кең тараған зиянды элемент, ал цинк өсімдіктер үшін қажетті микроэлементтер құрамына кіреді. Алайда, екеуі де бір қатардағы ауыр металдар тобына жататындықтан, өсімдіктің өсіп – дамуына салыстырмалы әсері қарастырылды.  Химиялық қосылыстардың әртүрлі ертіндісінің өсімдікке әсері алғашқы күннен–ақ бидай өскінінің шығуында байқалды.  Хлорлы кадмийдің  — 0,01% ертіндісімен өңделген тұқымның алғашқы өскінінің шығуы, клетканың бөліну белсенділігі мен хромосомалардың құрылымдық бұзылыстары  Казахстанская 3, Шағала, Жеңіс және Лютесценс 32 сорттарындағы өзгергіштікпен көрінді. 

Бидайдың құрғақ дәнін хлорлы кадмийдің 0,1% ерітіндісімен өңдегенде, өскіннің шығуын өсірмей тастаса,  0,01% өскіннің шығуын 4 күнге тежеді, ал 0,001% ертіндісінде бақылау дәндерінің өсу қарқынымен бірдей болды. Керісінше, хлорлы цинктің 0,1% пайыздық мөлшері өскіннің өсуін 1 аптаға,  0,01%  үш күнге тежеді. Зерттелген ерітінділердің ішінде хлорлы кадмийдің 0,01% мөлшері өскіннің шығуын тежеп, клетканың бөлінуінде хромосомалық аберрациялар және морфологиялық өзгергіштіктер туғызды. Сондықтан, хлорлы кадмийдің 0,01% мөлшері бидайдағы өзгергіштіктің шегін кеңейту үшін, тиімді ерітінді ретінде алынды.

Хлорлы цинктың 0,1% және 0,01% ерітінділері өскіннің шығуын тежегенмен, клетканың бөлінуі мен морфологиялық белгілерінде өзгеріске әкелмеді. Барлық  сорттардың дәндерін хлорлы кадмийдің 0,01% ертіндісімен бір мәрте өңдеу жүргізілді.

Казахстанская 3 сортының хлорлы кадмий және хлорлы цинктің 0,01% ертінділерімен өңделген дәнінің өскініндегі меристемалық  клеткалардың бөліну белсенділігін зерттеу үшін, бақылау сорты мен әрбір варианттан 500–ден астам клеткаларға цитологиялық талдау жүргізіліп, митоздық индекс есептелді. Химиялық қосылыстармен өңделген варианттардың ішінде  хлорлы цинктің 0,01% ертіндісіндегі  клеткалардың бөлінуінің орташа  белсенділігі  (4,75 Ғ 0,05)  хлорлы кадмиймен өңдегенге (2,25 Ғ 0,02)   қарағанда жоғары болды. Клетканың бөліну белсенділігі екі вариантта да, бақылаумен (6,61 Ғ 0,02) салыстырғанда төмен көрсеткіштерімен сипатталды (1-сурет). Бұл химиялық қосылыстардың бір қатардағы тұздарға жатуына қарамастан, клетканың бөлінуіне әртүрлі әсер ететіндігі байқалды. Хлорлы цинктің әсерінен клетканың бөліну белсенділігі жылдамдаса, ал хлорлы кадмийдің әсерінен клетканың бөліну қарқыны  тежелді, яғни оның өсімдікке мутагенді әсері бар. Сонымен қатар, бірлескен екі тұздың өсімдікке әртүрлі бағыттағы әсері байқалды: бірінші бағытында — тұқымды алдымен хлорлы кадмийдің судағы ертіндісімен 5 сағат өңдегеннен  кейін, дистильді сумен шайылып, қосымша  5 сағат хлорлы цинктің   ертіндісінде ұсталды. Екінші бағытында, керісінше,  өңдеуге алдымен хлорлы цинк  алынды. Екі бағыттағы өңдеудің біріншісі  өсімдікті өсірмей тастаса, екіншісі клетканың бөліну белсенділігін тежеді. Өсімдікке екі тұздың әртүрлі бағыттағы бірлескен әсерінен цинк кадмийдің мутагенді әсерін әлсірететіндігі байқалды.

Тәжірибеде қолданған хлорлы кадмийдің 0,01% ерітіндісі меристемалық клетканың бөлінуінде аберрацияларға: метафазада екі-үш ядролы және ядросыз клеткалар, хромосомадағы ахроматин жіпшелерінің бұзылуына, анафазадағы көпірлердің түзілуіне әкеліп, морфологиялық  өзгергіштіктің шегін ұлғайтты.

 

 

 

 

Сурет 1  — Клетканың бөлінуіне ауыр металл тұздарының әсері

 

Егістік жағдайында, хлорлы цинкпен өңделген бидай дәндерінен дамыған өсімдіктерде морфологиялық өзгергіштік көрінбеді. Сондықтан,  хлорлы цинк  келесі  тәжірибелерде қолданылмады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кесте – 2. Хлорлы кадмий мен хлорлы цинктың концентрациясына байланысты Казахстанская 3 сортының меристемалық ұлпасындағы клетканың митоздық белсенділігі

 

Тәжірбие	Қаралған клеткалар саны	Көрінген митоздар	Митоздық индекс пайызы	Митоз кезеңі
				профаза		метафаза		анафаза
				саны	%	саны	%	саны	%
Бақылау	523	177	6,61 Ғ 0,02	102	0,19	46	0,08	29	0,05
ZnCl2   0,01%	654	127	4,75Ғ 0,05	63	0,09	26	0,03	38	0,05
CdCl2 0,01%	549	86	2,25 Ғ 0,02	15	0,02	31	0,05	40	0,07
CdCl2+ZnCl20,01%	—	—	—	—	—	—	—	—	—
ZnCl2+CdCl20,01%	589	70	0,54Ғ 0,03	35	0,05	24	0,04	11	0,01

 

 

 

3.1.1 Хлорлы кадмийдің әсерінен жұмсақ бидай сорттарынан алынған М1-М4 ұрпақтарының онтогенезіндегі өзгерістерін зерттеу

 

Хлорлы кадмий өсімдіктің онтогенезіне — өскіннің шығуына, түптенуіне, сабақтануына және масақтануына түрліше әсерін тигізді. Тәжірибе және бақылау варианттары бір күнде себілгенмен  өсімдіктердің онтогенезде өсуі мен дамуы кезеңдерінде айырмашылық байқалды. Әрбір варианттан 25 өсімдіктен төрт рет қайталанып, егістікте егілді. 

Жоғарыда келтірілген белгілердің өсу процестері М1 ұрпақта тежеліп, өсімдіктің дамуы кешеуілдегені байқалды.     

Толқын және Арай сорттарының хлорлы кадмий әсерінен өзгерген тәжірибе және бақылау өсімдіктерін салыстырғанда өскіннің шығуы  3-4 күнге,  ал басқа сорттарда бір аптаға тежелді. Өңделген сорттардың ішінде Казахстанская 4 өспеді, яғни бұл сорттың генотипі басқаларға қарағанда ауыр металл тұзына төзімсіз болды. Өскіннің қалыптасуы дәннің өну қарқынына тәуелді екенін ескерсек, бұл өсімдіктің жалпы өсу-даму барысындағы жауапты кезең екені айқындала түседі [24]. Өскіннің шығуы тежеліп шықса, өсімдіктің  түптенуі, сабақтануы, масақтануы, сүттенуі және толық пісуі кезеңдері де бақылау сортымен салыстырғанда тежелгендігі анықталды.

Тәжірибеге алынған сорттардың ішінде М1-де  бақылау өсімдігімен  салыстырғанда Толқын және Арай сорттарының түптену кезеңі 4 күнге, ал басқаларында 8 күнге тежелді.

Дауыл, Шағала, Казахстанская 3, Лютесценс 32 сорттарынан алған  өзгерген өсімдіктерінің масақтану кезеңі бақылау сорттарымен салыстырғанда 3-5 күнге, ал Жеңіс, Толқын, Казахстанская 17, Арай — 20-24 күнге кеш масақтанды. Казахстанская 10 сортының тәжірибе және бақылау өсімдіктерінде бұл кезең бойынша айырмашылық болмады.

Фенологиялық бақылау барысында зерттеуге алынған барлық жұмсақ бидай түрлерінде  пісіп–жетілу кезеңі бақылау вариантымен салыстырғанда 5 күнге кеш пісті. Егістікте егілген өсімдіктің  онтогенезде өніп-өсуінен бастап, пісіп-жетілуі (вегетациялық кезеңі) жыл сайын 2001-2006ж.ж. есепке алынып отырылды. 

Казахстанская 3 және Шағала сорттарының вегетациялық кезеңінің ұзақтығы  53 күнді, ал М1 ұрпағында 70 күнді құрап, 17 күнге тежелді.

Хлорлы кадмийдің әсерінен Казахстанская 3, Шағала сорттарының М2 ұрпағында вегетациялық кезеңі бақылауға қарағанда 15 — 17 күнге кешікті.

Шағала және Казахстанская 3 сорттарының М3 және М4 ұрпақтарында вегетациялық кезеңінің ұзақтығы бақылау вариантымен салыстырғанда 2-3 күнге кешеуілдеді. Өсімдіктің онтогенездегі өсіп жетілуінің тежелуі ұрпақтан – ұрпаққа тұрақты берілгенімен, оның бұл қасиеттерінің көріну шегі сыртқы орта жағдайына бағынышты екендігі көрінді.

Тек, Лютесценс 32 сортының өзгерген өсімдігінің масақтану және пісу кезеңдері алғашқы сортпен бірдей болды. Бірде бір мутантты линиялардың  толық пісіп–жетілу кезеңі бақылау сорттарымен салыстырғанда ерте басталмады.

Мутантты линиялардың М2-М4–тегі масақтану және пісу уақытына фенологиялық бақылау нәтижесінде, өсімдіктердің даму жылдамдығы алғашқы сорттармен салыстырғанда кеш пісетіні байқалды. Ерте пісетін (10–12 күнге) мутанттарға Казахстанская 3 сортынан алынған  қысқа сабақты скверхедтер, компактоидтар, спельтоидтар,  мұртшалы, мұртшасыз сирек масақтылар, ал кеш пісетіндерге (4-8 күнге) Шағала сортынан алынған ұзын,  ірі,  тығыз  масақты өсімдіктер жатты.

Сонымен, хлорлы кадмиймен өңделген Казахстанская 3 және Шағала сорттарының  дәндерінің өніп — жетілуі бақылаумен салыстырғанда М1-М2 ұрпақтарында 1-2 аптаға тежелсе, ал М3 — М4 ұрпақтарында  3-4 күнге тежелді. Осыдан, бидай дәнінің өнуі мен өсіп — жетілуі генотиптің ерекшелігіне және орта жағдайына бағынышты екендігі көрінеді.

 

 

Сурет  2 —  Бақылау және тәжірибе варианттарының вегетациялық кезеңі

 

 

3.2 Хлорлы кадмий әсерінен өзгерген М1-М4 ұрпақтарындағы белгілердің морфологиялық ерекшеліктері

 

Ауыр металл тұзының әлсіз ерітіндісі өсімдіктің өсіп-дамуына әсері туралы мәліметтер морфологиялық жағынан  жеткілікті кездескенімен [6] өзгерген белгілердің ұрпақта тұқым қуалауы жан–жақты терең зерттелмеген.

Жұмсақ бидайдың өнімділік көрсеткіштерінің тұқым қуалауына хлорлы кадмийдің 0,01% ертіндісінің әсері  тәжірибеде  нақты мәліметтермен дәлелденді. Зерттелген 10 сорттардың  ішінде тек төртеуі — Казахстанская 3, Шағала, Жеңіс және Лютесценс 32 сорттарында өзгеріс байқалды. Әрбір тәжірибе варианттарынан  алынған сорттардың егістікке еккен 100 дәндерінен шыққан өсімдіктің өзгерген және өзгеріске ұшырамағандары саналды. Алайда, тәжірибемен алынған  өсімдіктер саны бақылаумен салыстырғанда 10 есе аз болды. М1 ұрпақта жетілген өсімдіктер жалпы егілген өсімдіктің 10 — 25% құрады. Оның  3 — 8% өзгерген өсімдіктер болса, 7 — 20% пайызы алғашқы фенотиптерімен көрінді.

М2 ұрпақта әрбір сорттың тәжірибе вариантынан себілген 100 дәннің 85 — 93% шықса, оның 40 — 50% өзгерген фенотипімен, ал  30 — 50% алғашқы фенотипімен болды. Сонымен қатар, Казахстанская 3, Лютесценс 32 және Жеңіс сорттарының М1 ұрпағында көрінбеген жаңа фенотипімен өсімдіктер М2 ұрпақта пайда болды (3 —  кесте).

Казахстанская 3 және Лютесценс 32 сорттарының М3 ұрпағында да, бұрынғы белгілерімен қатар, жаңа  өзгерген өсімдіктер шықты. М4 ұрпақтың белгілері тұрақты тұқым қуалап, жаңа белгілерге ажырау жүрмеді. Жаңа өзгерген белгілерімен өсімдіктер  жалпы шыққан өсімдіктің 2-4% құрады.

 

 

 

Кесте 3 —  CdCl₂ әсерінен өзгерген белгілердің тұқымқуалауы

 

Сорттар	Егістікте шыққан	Өзгерген фенотипімен	Алғашқы фенотипімен	Жаңа фенотипімен
	өсімдіктер %
М1
Шағала	10	3	7	—
Казахстанская 3	23	8	15	—
Лютесценс 32	25	5	20	—
Жеңіс	19	4	15	—
М2
Шағала	85	40	45	—
Казахстанская 3	90	50	30	4
Лютесценс 32	93	40	50	3
Жеңіс	88	50	30	2
М3
Шағала	90	40	50	—
Казахстанская 3	94	50	34	5
Лютесценс 32	86	40	40	4
Жеңіс	88	50	30	—
М3
Шағала	90	40	50	—
Казахстанская 3	94	50	34	3
Лютесценс 32	86	40	40	2
Жеңіс	88	50	30	—
М4
Шағала	100	87	40	—
Казахстанская 3	100	94	50	—
Лютесценс 32	100	92	40	—
Жеңіс	100	95	50	—

 

Сонымен, Казахстанская 3, Шағала, Жеңіс және Лютесценс 32 сорттарының хлорлы кадмий әсерінен өзгерген  белгілер ұрпақтан ұрпаққа тұрақты тұқым қуалайтындығы анықталып, көрінген өзгергіштік мутацияның нәтижесі екендігі дәлелденді. Хлорлы кадмийдің әсеріне тәуелді Казахстанская 3, Лютесценс 32, Шағала  және Жеңіс сорттарының М1-М4 ұрпақтарындағы өзгерген өсімдіктерге морфометриялық талдау жүргізілді.

Казахстанская 3 сортының өзгерген өсімдіктерінің М1 ұрпағынан масақтарының спельтоидты, компактоидты, скверхедті формалары бойынша мутантты линиялар сұрыпталып, олардың морфологиялық және генетикалық табиғаты жекелей талданды. М2 ұрпағында,  М1-де  көрінбеген жаңа  белгілерімен өсімдіктер пайда болды. Олардан Л1, Л2 линиялары сұрыпталды. Бақылау сортымен салыстырғанда Л1 линияның масағының — 3,5 см, масақ қабықшасының — 4,3 мм, дәнінің — 2,5 мм  ұзарғаны, ал сабағының 5,0 см  қысқарғаны байқалды. Сонымен қатар, ол сабағының антоцианды түсімен және жапырағының түктілігімен көрінді (3-7-суреттер).  Керісінше, Л2 линияның сабағының биіктігі 5,1 см ұзарған, дәндері ірі және жапырақтары түкті. Компактоидты және спельтоидты масағымен өсімдіктер де жапырағының түктілігімен сипатталды (8-12 — суреттер).

 

Кесте 4 — Жұмсақ бидай сорттарындағы масақтың қабықшасы мен дәнінің ұзындығы және олардың корреляциялық байланысы

 

Сорттың аты	Масақ қабықшасының ұзындығы (мм)	Дәннің ұзындығы (мм)	Корреляция коэффициенті (r Ғ mr)
Казахстанская 3	8,4 Ғ 0,2	7,1 Ғ 0,2	0
Линия 1	12,7 Ғ 0,2***	9,6 Ғ 0,3***	0,86Ғ0,05
Линия 2	12,6 Ғ 0,3***	8,4 Ғ 0,3***	0,51Ғ0,2
Шағала	8,9 Ғ 0,2	7,0 Ғ 0,1	0
Линия 3	12,6 Ғ 0,6***	8,0 Ғ 0,1***	0,34 Ғ 0,2

 

Ескерту: х* – 0,95 % мәндегі деңгейде, ххх^*** — 0,999 % мәндегі деңгейде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Жапырақ құлақшасынан өзгерген өсімдіктер

 

 

 

Сурет 3 —  Казахстанская 3 сортының тәжірибе (сол жақта) және бақылау өсімдігі

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 4  —  Шағала сортының тәжірибе  (сол жақта)  және бақылау өсімдігі

 

Сурет 5 – Казахстанская 3 сортының Л1 линиясының сабағының түптенуі, 

масағының ұзаруы. Ортада бақылау варианты

 

қоңыр қошқыл түсі дәннің сапасы мен тат ауруларына,  ал жапырағының түктілігі  жәндіктерге төзімділігімен байланысты болатындығын келтіреді. Тәжірибеде, Л1 мутантты линиясының масағының қабықшасы мен дәнінің ұзындығы бойынша бақылаумен салыстырғандағы көрсеткіштерінің сенімді айырымы және бұл белгілердің бір — бірімен байланысын табатын  корреляциялық коэффициенті анықталды.  Казахстанская 3 сортының Л1 линиясында масақ қабықшасы мен дәнінің ұзындығы арасындағы коореляциялық коэффициент (0,86Ғ0,05) жоғары болса, ал осы сорттың Л2 түрінде жартылай коореляциялық байланыс (0,51Ғ0,2) табылды (4 — кесте). 

Казахстанская 3 сорты, жапырағының түксіздігімен сипатталатын болса, ал осы сорттың мутантты Л1 және Л2 линияларының жапырағы түкті  болды. Жұмсақ бидайдың жапырақ түктілігінің  жәндіктерге, жекелей алғанда, қоңыз қуыршақтарына (Oulema melanopus) төзімділігі туралы мәліметтер әдебиет көздерінде келтіріледі.

Сондықтан, әртүрлі морфологиялық маркерленген өзгергіштігімен өсімдіктер ішінде жапырақ түктілігінен сұрыпталған мутанттар селекция үшін маңызды. Осыған байланысты, мутантты линиялардың жапырақ түктілігінің ерекшеліктері қарастырылады. Өзгерген өсімдіктердің жапырағының түктілігі бойынша, бір-бірінен айырмашылығы болды (2-7-суреттер). 

Л2 мутантының жапырақ түгі ұзын (1,8 мм – 2 мм),  бір-бірімен жиі орналасқан. Л1-дің жапырағының түктері Л2–ге қарағанда бір-бірінен сирек, ұзындығы — 1 мм — 1,2 мм.

Компактоидты масағымен өсімдіктің жапырақ түгінің формасы — құс мұрынды, қысқа – 0,3 мм, ал спельтоидты түрі — доғал басты түгімен ерекшеленеді. Жапырақтың түктілігі М1-М4 ұрпақтарында тұрақты тұқым қуалады.

 

 

 

 

Сурет 6 —  Казахстанская 3 сортының бақылау  және өзгерген өсімдігі – Л1

 

 

 

 

 

Сурет 7 – Сол жақта Казахстанская 3 сортының дәні, оң жақта — өзгерген  дән

 

Жаздық бидай сорттарының өнімділігін сипаттауда масақтың ұзаруы, оның ішінде бас масақтағы дәннің саны мен салмағы өндірістік маңызы бар көрсеткіштер болып саналады. М1 ұрпақта зерттелген  тәжірибе  өсімдіктерінің барлығында масақтың ұзаруы бойынша, орта арифметикалық көрсеткіштер бақылау сорттарымен  салыстырғанда 3,5 – 4 см  жоғары   болды. Әрбір зерттелген тәжірибенің мутантты линиялары бақылау сорттарына қарағанда масақтағы дәндер саны мен 1000 дәннің салмағы бойынша айырмашылығы болды. Казахстанская 3 және Шағала сорттарынан өзгерген Л1 (46,3 г), Л2 (50,6 г) және Л3 (49,0 г) линияларында 1000 дәндердің салмағы бақылаумен салыстырғанда (41,1 — 45,5 г) 5-8 г жоғарлады.

Шағала сортының Л3, Казахстанская 3 сортының Л1, Л2 мутантты линияларының бас масақтағы дәндер санының өсуімен қатар, 1000 (сәйкестікте) дәндерінің салмағы да өсіп  отырды.

 

 

 

 

 

Казахстанская 3 сортынан өзгерген өсімдіктердің  жапырағының түктілігі

 

 

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 8 —  Бақылау сорты                    Сурет 9 —  Л-2, жапырағы түкті

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 10 — Л-1, жапырағы түкті               Сурет 11 — Компактоидты масағымен

                                                                өсімдіктің жапырақ түктілігі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 12 —  Спельтоидты масағымен өсімдіктің жапырақ түктілігі

 

Сурет 13 – М4 ұрпағындағы бақылау және тәжірибе өсімдіктерінің 1000 дәнінің салмағы

 

Шағала, Казахстанская 3, Жеңіс және Лютесценс 32 сорттарынан М1 өзгерген белгілерінің (өсімдіктің биіктігі, сабақтың түптенуі, масақтың, масақ қабықшаларының, дәнінің ұзындығы, масақтың формасы) көрсеткіштері алғашқы сорттардың мәндерімен  салыстырғанда  сенімділікпен айырмашылығы табылып,  өзгерген белгілер М1-М4 ұрпақтарында тұрақты тұқымқуалайтындығы анықталды (5 — кесте).

Бақылау сорттары мен олардан өзгерген белгілердің өнімділік элементтерінің көрсеткіштері 2002-2006 ж.ж. аралығында ауытқып отырды. Казахстанская 3 және Шағала сортынан алынған мутантты Л1, Л2 және Л3 линияларының тат ауруларының түріне төзімділігі анықталды. Зерттеу нәтижесінде,  Казахстанская 3 сортының мутантты өсімдіктерінің қоңыр татқа төзімділік типі 1/10  болса, ал Шағала сортында “0” типті көрсетті. Осы мутантты линиялардың сары татқа төзімділік типі — 2/20 балл. Бақылау өсімдіктерінде қоңыр және сары тат ауруларының түріне сезімталдығы – 4/40 пайызды құрады. Мутантты линиялар мен бастапқы сорттардың өнімділік көрсеткіштері олардың генотипіне және сыртқы орта жағдайына тәуелді болса,  ал тат ауруларына төзімділігі, зерттелген 2003 – 2006 жылдары тұрақты тұқым қуалады.

Сонымен, Жеңіс,  Шағала, Лютесценс 32, Казахстанская 3 сорттарының хлорлы кадмийдің  әсерінен М1, әсіресе, М2 ұрпақта бақылау сорттарымен салыстырғанда бірқатар белгілерінің өзгеріске ұшырағандығы табылды. М2 ұрпақта жаңа белгілердің шығуын рецессивті мутацияның салдарынан деп қарастыруға болады. Морфологиялық белгілерінен өзгерген өсімдіктер тұрақты, алғашқы формаға қайта оралу байқалмады. Жасанды өзгергіштіктің келесі ұрпақтарда тұрақты тұқымқуалауы, оларды мутацияға жатқызуға мүмкіндік берді.

 

Өзгерген өсімдіктердің анафазадағы бұзылыстары

 

 

 

Сурет 14 —  Казахстанская 3 сортының Л1 линиясының асинхронды   бөлінуі   және  үш полюсті  анафаза

Казахстанская 3 және Шағала сорттарының тозаңдары

 

 

 

 Сурет 15- Казахстанская 3 сорты (а) және   Л2 линиясының  (б ) өзгерген тозаңы

 

 

Сурет 16 – Л2  линиясының тозаңы      Сурет 17 — Л3 линиясының тозаңы стерильді                                                          стерильді

 

 

Жоғарыдағы айтылған мейоздағы бұзылыстардың (14-сурет) өсімдіктің дән байлауына қаншалықты әсері болғандығын зерттеу үшін, бақылау сорттары мен мутантты линиялардың тозаңдары салыстырмалы түрде қарастырылды. Нәтижесінде, Казахстанская 3 сортының Л1 және Л2 линияларында тозаң толығымен фертилді болса, ал осы сорттың компактоидты және спельтоидты өсімдіктерінде тозаңның формасының өзгергендігі байқалды. Шағала сортындағы тозаңдардың  стерильділігі анықталды (15-17суреттер). Казахстанская 3 сортынан морфологиялық өзгерген Л1 және Л2 линияларының мейозында кездесетін бұзылыстарға қарамастан тозаңның фертильді болуы, нүктелік мутацияның салдарынан, ал  Шағала сортының Л3 линиясының тозаңының стерильділігі ірі хромосомалық бұзылыстардың — делеция немесе дупликацияның салдары болуы мүмкін.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ҚОРЫТЫНДЫ

 

 

 

 

 

1. Жұмсақ бидайда хлорлы кадмийдің 0,01 % ертіндісінің әсері зерттелген 10 сорттың ішінен төртеуінде өзгергіштік шегін кеңейтетін  тиімді  мөлшер екендігі анықталды. Хлорлы кадмийдің әсерінен белгілердің өзгеруі зерттелген сорттардың генотипіне тәуелді.
2. Хлорлы кадмиймен өңделген Казахстанская 3 және Шағала сорттарының дәндерінің өніп — жетілуі бақылаумен салыстырғанда М1-М2 ұрпақтарында 1-2 аптаға тежелсе, ал М3 — М4 ұрпақтарында 3-4 күнге тежелді. Осыдан, бидай дәнінің өнуі мен өсіп — жетілуі генотиптің ерекшелігіне және орта жағдайына бағынышты екендігі көрінеді.
3. Тәжірибеде, Л1 мутантты линиясының масағының қабықшасы мен дәнінің ұзындығы бойынша бақылаумен салыстырғандағы көрсеткіштерінің сенімді айырымы және бұл белгілердің бір — бірімен байланысын табатын корреляциялық коэффициенті анықталды. Казахстанская 3 сортының Л1 линиясында масақ қабықшасы мен дәнінің ұзындығы арасындағы коореляциялық коэффициент (0,86Ғ0,05) жоғары болса, ал осы сорттың Л2 түрінде жартылай коореляциялық байланыс (0,51Ғ0,2) табылды. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

 

1  Уразалиев Р.А., Абсаттарова А.С., Мартынов С.П., Добротворская Т.В. Генеалогический анализ современных сортов яровой мягкой пшеницы районированных в Казахстане // Материалы международной научной конференции “Достижения аграрной науки в области земледелия селекции и растениеводства”.  – Алмалыбак, 2004. – С.61-64.

2 Сальникова Т.В. Индуцированные мутанты в селекционным программы скрещиваний // Химический мутагенез и гибридизация. – М., 1978. – С. 33- 44.

3 Тютин А.И., Логвиненко В.Ф. Эффективность экспериментального мутагенеза в получении устойчивых к полеганию форм озимой пшеницы // Экспериментальный мутагенез и его использование в селекции растений. – Киев, 1989. – С.17.

4 Володин В.Г., Фомина Ж.Н., Авраменко Б.И. Синтетические популяции мутантов растений. — Минск, 1990. — С. 94.

5 Рапопорт И.А. — Особенности доминантных мутаций // Harry wіnd ДАН СССР. — 1940.  — Т.29, № 1- 8. — С.59.

6 Лутков А.Н. Мутации и их значения для селекции растений // Теоретические основы селекции растений. —  М.: Наука, 1935. —  № 1. — С.55-57.

7  Шкварников П.К. Влияние некоторых химических соединений на хромосомные перестройки у растений // Докл. АН СССР. — 1948. — Т.59, № 7. — С.1337-1340.

8 Щербаков В.К. Мутации в эволюци и и селекции растений. – М.: Колос, 1982.   –  С.327.

9 Сальникова Т.В. Использование хемомутантов сельскохозяйственных растений в скрещиваниях как способ повышения эффективности мутационной селекций // Новые сорта создания методом химического мутагенеза. — М., 1988. – С. 30-51.

10 Романов Г.А., Обручева Н.В. Новикова Г.В., Мошков И.А. Ростовые вещества растений // Физиология растений. —  2002. — Т. 49, вып. 4. —  С. 608-610. 

11 Прийлинн О.Я., Шнайдер Т.И., Орав А.Е. Исследование по химическому мутагенезу у сельскохозяйственных растений. – Таллин: Валгус, 1976. —  С.188-195. 

13 Хвостова В.В., Першина Л.А. Мутанты растений и проблемы гормональной регуляции роста // В кн.: Рост и гормональная регуляция жизнедеятельности  растений. —   Иркутск, 1974. — С.169-186.

14 Гончарюк М.М. Некоторые особенности мейоза у гетерозиготных мутантов  мягкой озимой пшеницы // Изв. АН Молд. ССР. Сер. биол. и хим. —  1974. — С. 36-45.

15 Fіskesj G. Alіum test // Methods іn Molecular Bіology. Іn Vіtro Toxіcіty Testіng Protocols Ed. S. O Hare and C.K.Attervіll – Totowa:  № 1 Copyrіght Humana Press Іnc,  1995.  — P. 119-127.   

16 Довгалюк A.І. Токсична дія іонів металів на ріст та мітатичну активність клітин коренів цибулі Alіum cepa L  // Доп. НАН Украіни. — 1998. — № 6. —  С.173-178.

17  Павлова Н.А., Батыгин Н.Ф. Эффективность совместно использования экспериментального мутагенеза и гибридизации в селекционном процессе // Использов. искусств. климата в селекции с — х культур. — Л., 1988. — С.55-64.

18 Володин В.Г., Сень Л.А., Бондаревич Е.Б. Гетерохроматиновая структура хромосом у мутантов яровой и озимой пшеницы // Изв. АН Белоруси. Сер. биол. наук. — 1996. — Т. 3. —  С.55-60.

19 Володин В.Г., Елеф А.В., Авраменко Б.И. Мутантно — сортовая гибридизация яровой пшеницы.  –  Минск,  1988.  — С.223.

20 Володин В.Г., Елеф.А.В., Лобоцкая Л.И. Влияние генотипической среды на развитие количественных признаков у мутантно — сортовых гибридов яровой пшеницы // Генетические основы интродукции и селекции растений. — Саранск, 1987. — С.32-39.

21 Гончарук Е.А., Калашникова Е.А., Шевелуха В.С. Воздействие кадмия на морфофизиологические реакции различных генотипов льна-долгунца в условиях іn vіvo и іn vіtro //  Изв. ТСХ. – 2000. —  № 5. — С.108-118.

22 Титов А.Ф., Лайдинин Г.Ф., Казина Н.М. Влияние высоких концентраций кадмия на рост и развитие ячменя и овса на ранних этапах онтогенеза // Агрохимия.  – 2002. —  № 9. — С.61- 65.

23 Гончарук Е.А., Калашникова Е.А., Шевелуха В.С. Воздействие кадмия на морфофизиологические реакции различных генотипов льна-долгунца в условиях іn vіvo и іn vіtro //  Изв. ТСХ. – 2000. —  № 5. — С.108-118.

24 Титов А.Ф., Лайдинин Г.Ф., Казина Н.М. Влияние высоких концентраций кадмия на рост и развитие ячменя и овса на ранних этапах онтогенеза // Агрохимия.  – 2002. —  № 9. — С.61- 65.

25 Паушева З.П. Фиксаторы, их состав и использование: Практикум по цитологии растений. —  М.: Колос,  1970. — С.62- 67.

26  Булатова К.М., Есимбекова М.А. Генетические разнообразие озимой пшеницы регионального питомника цаз по составу запасных белков зерна // Вестник ПГУ. – 2005.  — № 4.  — С.17-23.

27 Плохинский Н.А. Математические методы в биологии. — М.: Колос, 1970. — С.102- 115.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТҮЙІНІ

 

Хлорлы кадмийдің 0,01% ерітіндісі бидайда  өзгергіштік шегін кеңейтетін  тиімді  концентрация екендігі анықталды. Осы мөлшердегі ертіндінің әсері өсімдікте морфологиялық өзгеріске (сабақтың түптенуі, масақтың ұзаруы, бас масақтағы дән саны мен салмағының, 1000 дәндердің салмағының жоғарлауы т.б.) әкеліп, өзгерген белгілер М1 — М4 ұрпақтарда тұрақты тұқым қуалады. Бидай дәніне кадмий мен цинк тұздарының әртүрлі бағыттағы (Cd +Zn) және (Zn + Cd) біріккен әсері, Cd мен Zn қосылуынан өсімдіктерді летальды жағдайға  әкелсе, ал керісінше, бағытта Zn пен Cd бірігуінен, цинк кадмийдің улы күшін әлсіретіп, дәннің өнуін тежеді. 

 

 

РЕЗЮМЕ

Одинаковые  концентрации (0,01%) хлористого кадмия и хлористого цинка оказывают разное действие на активность деления клеток. Водные растворы CdCl₂ и ZnCl₂ подавляют митотическую активность (2,25 Ғ 0,02 и 4,75 Ғ 0,05, соответственно)  по сравнению с контрольным вариантом (6,61 Ғ 0,02). Активность митотического индекса, при комбинированном воздействии 0,01% растворами солей тяжелых металлов, зависела от направлений обработок. Последовательность обработки  сухих семян пшеницы CdCl₂  + ZnCl₂  приводит к летальному исходу проростков, а  направление  ZnCl₂ + CdCl₂ подавляет митотическую активность.  Поскольку в полевых условиях не выявлены различия между опытными и контрольными вариантами растений под действием хлористого цинка, его использование  в дальнейших исследованиях явилось нецелесообразным.  Установлена оптимальная концентрация раствора хлористого кадмия — 0,01%, вызывающая изменение роста и развития растений пшеницы.

 

 

SUMMARY

Optіmal doze — 0,01 % concentratіon of cadmіum chlorіde solutіon, causіng changes іn wheat plants growth and development  was found. The same 0,01 % concentratіon  of cadmіum chlorіde and zіnc chlorіde caused dіfferent effect on cell dіvіsіon actіvіty. Thіs concentratіon of water solutіons CdCl₂ (2,25 Ғ 0,02)  and ZnCl₂ (4,75 Ғ 0,05), іnhіbіted mіtotіc actіvіty іn comparіson wіth control (6,61 Ғ 0,02). Durіng combіned exposure to 0,01% solutіons of heavy metals salts actіvіty of mіtotіc іndex depended on dіrectіons of exposure. Sequence of dry wheat graіns exposure to CdCl₂ + ZnCl₂ іn 0,01 % concentratіon completely leaded to shoots lethal outcome, and іn dіrectіon ZnCl₂ + CdCl₂ іnhіbіted mіtotіc actіvіty.  There were no dіfference between experіment and control varіants among studіed sorts when treatіng wіth zіnc chlorіde іn fіeld condіtіons. That іs why usіng of zіnc chlorіde іn further researches was poіntless.