28
6 mavzu O‘simliklar gen muxandisligi.
Ma’ruza rejasi
1.
O’simliklarning agrobakterial transformatsiyasi
2.
O’simliklarni mikroklonal ko’paytirish
3.
Ti-plazmidasi
Tayanch atama va iboralar: Ti-plazmida, meristema, agrobakterial transformatsiya, t
DNK, fitogarmon
Hujayra biotexnologiyasi
– hujayra, to‘qima va protoplastlarni ishlatishga
asoslanadi. Hujayralarni manipulyasiya (faoliyatiga qandaydir o‘zgarishlar kiritish)
qilish uchun, ularni o‘simlikdan ajratib olish, o‘simlik organizmidan tashqarida
yashashi va ko‘payishi uchun sharoit tug‘dirib berish lozim. Ajratib olingan
hujayra va to‘qimalarni sun’iy
oziqa muhitida, steril sharoitda (
in vitro
) o‘stirish
usuli ajratilgan
to‘qimalar kulturasi
deb nom oldi va ularni biotexnologiyada
ishlatish mumkinligi sababli katta ahamiyat kasb etdi.
Biotexnologiya uzoq - uzoqlardan ma’lum bo‘lsada, alohida amaliy fan
sifatida o‘tgan asrni ikkinchi yarmidan boshlab, insoniyat eng avvalo o‘zi uchun
o‘ta zarur bo‘lgan ya’ni
oziq-ovqat, energetika, zahira (resurs), atrof – muhit
muhofazasi va h.k. muammolarni tubdan yangi asosda echishi zarurligini
sezganidan keyin mujassamlana boshlandi.
Biotexnologik jarayonlar sun’iy oziqa muhitida o‘stirilgan mikroorganizmlar,
o‘simlik va hayvon to‘qimalari, hujayralari va organellalaridan foydalanishga
asoslanadi. Hozirgi vaqtda dunyoni ko‘plab mamlakatlarida
biotexnologiyani
rivojlanishiga alohida e’tibor berilmoqda. Bunga asosiy sabab, biotexnologiyani
boshqa texnologiyalarga nisbatan bir qator ustunlikka egaligidir. Masalan,
biotexnologik jarayonlar juda kam energiya talab qiladilar, deyarli chiqindisiz,
ekologik toza va h.k. SHuning bilan bir qatorda, biotexnologiya standart
jihozlardan va preparatlardan foydalanadi va iqlim sharoitiga qaramasdan hamda
ko‘p maydon egallamagan holda jarayonlarni yil bo‘yi o‘tkazishga asoslanadi.
Aytib o‘tilgan ustunliklar, o‘simliklarni
va hayvonlarni hujayralari, to‘qimalari va
organlariga ham tegishlidir.
Ajratib olingan hujayralar va to‘qimalarni biotexnologiyadagi rolini uch
yo‘nalishda ko‘rish mumkin:
Birinchi yo‘nalish -
ajratib olingan o‘simlik hujayrasini tibbiyot, veterinariya,
kosmetika va boshqa sohalar uchun zarur bo‘lgan ikkilamchi metabolitlar :
alkoloidlar, steroidlar, glyukozidlar, gormonlar, efir moylari va boshqa
biologik faol moddalar sintez qilish imkoniyati bilan bog‘liq. Ma’lumki,
ikkilamchi metabolitlar qattiq (agarli) yoki suyuq oziqa muhitida o‘stirilgan
kallus to‘qimalardan olinadi. Hujayra texnologiyasi asosida diosgenin –
dioskore hujayrasidan; aymolin – ilon ratsvolfi hujayrasidan; umumiy kuch
beruvchi moddalar – jenshen hujayrasidan ajratib olinadi va tibbiyot hamda
parfyumeriyada ishlatiladi. SHuni e’tiborga olish kerakki, o‘stiriladigan
hujayralarni hosildorligi, butun o‘simlikni hosildorligidan ancha baland.
29
Bunday usul bilan ikkilamchi metabolitlar ajratib olishni yana bir ustunlik
tomoni shundaki, muayyan sharoitda o‘simlikni o‘zini o‘stirish imkoniyati
bo‘lmagan sharoitda (sovuq yoki issiq iqlimli mintaqalarda), ularni
hujayralarini butun yil maboyinida o‘stirish mumkin.
Ikkinchi yo‘nalish
– ajratib olingan hujayralarni, o‘simliklar seleksiyasida
ishlatish va shu orqali tez rivojlanuvchi, har xil tashqi muhit ta’siriga chidamli
(issiqqa, sovuqqa, sho‘rlanishga, og‘ir metallarga, qurg‘oqchilikka, kasallikka
va h.k.) o‘simliklar yaratish. SHuning bilan birga bu yo‘nalish, ajratilgan
protoplastlarni qo‘shilishi orqali yangi o‘simliklar yaratish hamda nojinsiy
(somotik) gibridlar olishni ham o‘z ichiga oladi. Ajratib olingan
protoplastlarga gen muhandisligi usullari yordamida begona genlarni
kiritilishi, keyinchalik yangi, meros qoladigan xossalarga ega bo‘lgan o‘simlik
yaratishga ham olib keladi. Ajratib olingan changdon va urug‘ kurtakni sun’iy
oziqa muhitida o‘stirish, gaploidlar olish imkonini bersa, murtaklarni o‘stirish
– o‘saolmaydigan (endospermasi yomon rivojlangan) o‘simliklardan gibrid
urug‘lar etishtirish imkonini beradi.
Uchinchi yo‘nalish
– ajratib olingan to‘qimalarni ko‘paytirish va ekuv
materiallarini viruslar hamda boshqa patogenlardan sog‘lomlashtirish
maqsadida ishlatish. Bu usul, o‘simliklarni klonal mikroko‘paytirish deyiladi va
bitta meristemadan yiliga yuz minglab o‘simlik olish imkonini beradi
.
Hujayra va to‘qimalar kulturalarini ishlatishdagi natijalar birinchi navbatda
hujayralarni bo‘linishi, ularni tabaqalanishi va ulardan o‘simlik o‘sib chiqishini
belgilovchi, fiziologik jarayonlarni optimizatsiyasiga bog‘liq.
Eng murakkab
tomon - bu alohida hujayradan o‘simlik regeneratsiya qilish. Birinchi navbatda bu
boshoqli o‘simliklarga tegishli. SHuning uchun ham
in vitro
sharoitda morfogenez,
regeneratsiya va ularni asosida yotgan jarayonlarni mexanizmlarini aniqlash eng
muhim ahamiyatga egadir.
O‘simliklardan ajratib olingan to‘qimalarni o‘stirishga harakat ancha
uzoqlardan ma’lum. Bu usulning rivojlanish tarixini bir necha bosqichlarga bo‘lib
o‘rganish mumkin:
I-bosqich (1892–1902 yillar) – Xaberlandt, Fexting, Rextiger kabi nemis
olimlarini nomlari bilan bog‘liq. Ular saxaroza eritmasida har xil o‘simliklar
to‘qimalarini o‘stirishga urinib ko‘rishgan, ammo o‘simliklarni o‘sishi
kuzatilmagan. Faqatgina qoqi o‘tini va tol daraxtini poyalarini sigmentlari
uchun birlamchi kallus olingan va kallussogenezga aylanishi mumkin bo‘lgan
segmentni eng kichik o‘lchami aniqlangan. Eksperimental muvaffaqiyatlarga
etaolmasdan bu olimlar qator g‘oya va gipotezalar yaratganlar. Bu g‘oya va
gipotezalar ancha kechroq o‘z tasdig‘ini topgan. Masalan,
