Genetik kolleksiya tushunchasi

Reja:

1. 
   Genetik kolleksiya tushunchasi
   
2. 
   Genetik mutatsiyalar natijasida genetik kolleksiyalar yaratish (pomidor o'simligida)
   
3. 
   Pomidor markerlar kolleksiyasi
   
4. 
   Genetik kolleksiyalar va ularning yaratilishidagi olimlarning ishlari.
   
5. 
   Adabiyotlar
   

Genetik kolleksiya - belgi va xususiyatlari bilan oʻzaro oʻxshash va ularning rivojlanishini taʼmin etuvchi genlar boʻyicha gomozigotali organizm liniyalari yigʻindisi. Ilmiy va metodik asoslangan fundamental genetik tadqiqotlar uchun baza hisoblanadi. Seleksiyada yangi nav darajasiga yetish arafasida turgan kelajak nav seleksion liniya deb ataladi. Genetik kolleksiyani tashkil etadigan genetik liniyalar quyidagi guruhlarga boʻlinadi: toza liniyalar yoki izogen liniyalar. Ularni yaratish uchun oʻz-oʻzidan (bugʻdoy, noʻxat) yoki qisman chetdan changlanuvchi oʻsimliklardan foydalaniladi. Masalan: go'zaning izogen liniyalari bir necha yil oʻz-oʻzidan changlantirish (inbriding usuli) va tanlash natijasida yaratildi;inbred yoki nsuxt liniyalar (ilgari "inbred" atamasi hayvonlar, "insuxt" atamasi oʻsimliklar genetikasida qoʻllanib kelingan, hozir koʻproq "inbred liniya" atamasi qoʻllanilmoqda)ni yaratishda chetdan changlanuvchi oʻsimliklar, mas, makkajoʻxorini koʻp yillar davomila majburan oʻz-oʻziga chatishtirish va tanlash orqali uning inbred liniyasi yaratiladi. Inbriding uzoq yillar davom ettirilsa inbred liniyalardan izogen liniyalar yaratilishi mumkin; autbred liniyalar oʻsimliklarda turlararo chatishtirib olingan duragaylardan eksperimental poliploidiya orqali hosil qilingan amfidiploid liniyalar; sitogenetik liniyalar oʻsimliklarning xromosomalari soni va tuzilishi boʻyicha yaratilgan liniyalar. Oʻzbekistonda gʻoʻza boʻyicha yaratilgan va yuqorida aytib oʻtilgan toʻrt xil liniyalar majmuasidan iborat Genetik kolleksiyaga asosan UzMU va 1992-yildan boshlab Oʻzbekistan Fanlar akademiyasi Genetika va oʻsimliklar eksperimental biologiyasi instituti bilan hamkorlikda yaratildi va rivojlantirilmoqda. Bu Genetik kolleksiya 40 yildan ortiq davr ichida olib borilgan klassik genetika (mendelizm), mutatsion genetika, fiziologik genetika va sitogenetika sohasidagi fundamental i. t.larning natijasidir. Kolleksiyadagi izogen va mutant liniyalarning umumiy soni 200 dan ortadi.

Tajriba natijasida olingan liniyalar kasalliklarga, zararkunanda hasharotlarga, noqulay tabiiy sharoitlarga (qurgʻoqchilik, shoʻrxoklik) chidamliligi bilan ajralib turadi.
Gʻoʻza genetik kolleksiyasining izogen, mutant, amfidiploid, monosom liniyalari fundamental va amaliy genetik, molekulyar, ekologik tadqiqotlar uchun hamda yangi navlar yaratishda seleksion ishlar uchun boshlangʻiya material sifatida samarali ishlatilmoqda.
N.I.Vavilov (1935) o‘simliklar genofondidan keng foydalanishni seleksiyaning genetik asosi deb hisoblagan. O'simlik resurslaridan foydalanishda muhim va murakkab vazifa o'simliklarning abiotik va biotik stresslarga chidamliligi aniqlangan donorlarning genetik kolleksiyalarini yaratishdir. Biroq, bunday to'plamlarni, xususan, pomidorlarni tashkil etish kontseptsiyasi va tamoyillari Rossiyada hali ham etarli darajada ishlab chiqilmagan.
Bolgariya, Gollandiya, Germaniya, AQSh kabi mamlakatlarda turli madaniyatlar uchun mutantlarning katta to'plamlari yaratilgan, ammo bu "gen banklari" har doim ham marker lokuslarini aniqlay olmaydi, garchi bu xromosomalar bo'ylab joylashgan genlarning mavjudligi uchun javobgardir. tadqiqot uchun zarur bo'lgan morfologik, adaptiv va iqtisodiy jihatdan qimmatli belgilar uchun.
Mutatsiyalarning bir nechta turlari mavjud, ular orasida gen mutatsiyalari organizmlar evolyutsiyasida alohida o'rin tutadi, chunki boshqa mutatsiyalar (xromosoma va genomik) bilan solishtirganda, ular odatda gen muvozanatida sezilarli o'zgarishlarga olib kelmaydi. Gen mutatsiyalari ham o'z-o'zidan, ham mutagen omillar ta'sirida sodir bo'ladi. Spontan mutatsiyalar chastotasi 10-6-10-8 deb belgilangan deb ishoniladi.
Genotipdagi o'zgarishlarni naslga o'tuvchi irsiy mutatsiyalar fenotipik ravishda fiziologik, morfologik, anatomik va boshqa xususiyatlarning o'zgarishida namoyon bo'lishi mumkin.
Ekologik genetik tadqiqotlarda model ob'ektlari alohida o'rin tutadi. Model ob'ektlari odatda ma'lum bir genetik muammoni hal qilishda eksperimentatorning ko'pgina talablariga javob beradigan, birinchi navbatda, tahlilning yuqori aniqligini ta'minlaydigan organizmlar deb hisoblanadi.
Genetika tadqiqotlari amaliyotiga ko'plab model ob'ektlari kiritilgan bo'lib, ular turli genetik muammolarni hal qilishda qo'llaniladi. Bular drozofila, makkajo'xori, Arabidopsis va boshqalar.
O'simliklar genetikasi bo'yicha ilmiy tadqiqotlar olib borishda quyidagi omillar tufayli namunaviy ob'ekt sifatida pomidordan (Lycopersicon Tourn.) foydalanish qulay:
1. o‘zini changlatuvchi
2. chigitning yuqori mahsuldorligi
3. boy genetik xarita
4. xromosomalar soni 2n=24 (xromosomalarni aniqlash mumkin)
5. poliploidlar, aneuploidlar, trisomiya mavjudligi
6. marker shakllari to'plamining mavjudligi
Eng qiziqarli yo'nalishlar o'simliklar genetikasida induktsiyalangan mutatsiyalardan foydalanish - individual xususiyatlarning genetik tabiati va tuzilishini o'rganish; metabolik tizimlarni o'rganish; madaniyatning xususiy genetikasi sohasidagi yutuqlari asosida yangi naslchilik texnologiyalarini yaratish.
Pomidor juda plastik va oson ko'paytiriladigan o'simlik bo'lib, ochiq va himoyalangan joyda o'stiriladi. Pomidorning genetikasi uchun selektsionerlar juda ko'p ma'lumot berdilar va aksincha, bu ekin bo'yicha fundamental tadqiqotlar sezilarli naslchilik muvaffaqiyatiga hissa qo'shdi. Shu sababli, pomidor o'simliklar seleksiyasi va genetik tadqiqotlarda namunaviy ob'ekt sifatida qaraladi, bu erda yaqinda molekulyar genomni belgilashda sezilarli yutuqlarga erishildi.
Pomidorning mutant shakllari genetik tadqiqotlarda keng qo'llaniladi. Ushbu to'plam nafaqat fundamental tadqiqotlar (genom xaritasi, rekombinatsiya o'zgaruvchanligini o'rganish va boshqalar), balki amaliy seleksiyada ham qiziqish uyg'otadi.
Pomidor markerlari kolleksiyasi. Pomidordagi dastlabki 6 ta retsessiv mutatsiyalar urug'larni radiy bilan nurlantirish orqali olingan (Lindstrom va Xamfri, 1932), keyingi 43 ta mutatsiyalar rentgen nurlari yordamida olingan (MakArtur, 1934). Barton (1954) pomidor polenini ultrabinafsha nurlar bilan davolash orqali F2 da 37% mutant o'simliklar oldi. Induktsiyalangan mutantlarni olish bo'yicha ko'p ishlarni Stubbe (1965, 1971) olib bordi. U yetishtirilgan pomidordan jami 300 dan ortiq mutant va L. esculentum var ning 200 ga yaqin mutantlarini oldi va tahlil qildi.
Gibridizatsiya va mutagen omillarning keng qo'llanilishi yangi pomidor mutantlari sonini sezilarli darajada oshirdi, bu esa barcha 12 xromosomalar uchun gen bog'lanish guruhlarining to'liq xaritalarini yaratishga imkon berdi (Tanksley va Mutschler, 1989). Bugungi kunga qadar 1023 ta monogen pomidor belgilari ma'lum (TGC hisoboti, 2008). Ularni olib yuruvchi xromosomalarda 323 ta gen lokalizatsiya qilingan; shulardan 234 tasi aniqlangan, qolgan 89 tasi esa hali ko'p saytlarda sinovdan o'tkazilmagan.
Mutant shakllar to'plami pomidor madaniyati genofondining bir qismidir. U marker shakllarini to'playdi va saqlaydi, ular ontogenezda marker belgilarining namoyon bo'lishiga ko'ra guruhlarga bo'linadi.
Mutantlardan foydalanishning yana bir mumkin bo'lgan cheklovi ularning fertilligi bo'lishi mumkin. Masalan, turli xil muhit omillari ta'sirida turlararo kesishish paytida genetik rekombinatsiya darajasining o'zgarishini aniqlashga qaratilgan tadqiqotlar va boshqa masalalar populyatsiyalarni bo'linishda ko'p sonli o'simliklarni tahlil qilishni talab qiladi. Mutant tomonidan duragayga o'ldiradigan omilning kiritilishi yoki reproduktiv funktsiyalarning cheklanishi (past gulchanglar unumdorligi, zigotalarning yo'q qilinishi, urug'larning yomon unib chiqishi, ko'chat bosqichida o'lishi va boshqalar) nasldagi o'simliklar sonini kamaytiradi, bu esa nasl-nasabga olib keladi. F2 populyatsiyalarini bo'lishda monogen belgilar uchun 3: 1 dan sezilarli og'ishlarga.
Shunday qilib, aniqlangan mutant pomidor genofondi hozirgi vaqtda muhim nazariy va amaliy naslchilik muammolarini hal qilish imkonini beradi. Mutantlarni olish va ulardan foydalanish ekinlarni ko'paytirish dasturlarida qo'shimcha usul hisoblanadi.
Yuqori o'simliklar genetikasi bo'yicha tadqiqotlar genetikaning eng muhim sohalarini rivojlantirishda muhim o'rin tutadi. Xususiy oʻsimliklar genetikasining zamonaviy darajasi va muvaffaqiyatli rivojlanishi qiyosiy oʻsimliklar genetikasini shakllantirish imkonini berdi. Turlar va nasllarni qiyosiy tahlil qilish asosida genetiklar o'zgaruvchanlik va irsiyatdagi parallelizmning genetik asoslarini o'rganadilar. Qiyosiy genetikaning dastlabki g'oyasi N.I. tomonidan ishlab chiqilgan pozitsiya edi. Vavilov, o'simliklar va hayvonlarning turli guruhlarida parallel - gomologik va o'xshash - o'zgaruvchanlik qatorlarining mavjudligi haqida. N.I. Vavilov biologiya fani tarixida birinchi marta o'simliklarning o'zgaruvchanligini - turlar, avlodlar, oilalar ichidagi shakllarning juda xilma-xilligini tizimlashtirish bo'yicha ishlarni amalga oshirdi. N.I.ning so'zlariga ko'ra. Vavilov o'zining "Irsiy o'zgaruvchanlikda homologik qatorlar qonuni" [1] asarida parallel o'zgaruvchanlikning mavjudligi haqidagi g'oyani S. Noden, C. Darvin, G. de Vries, E. Baurlar ifodalagan. Biroq, N.I.ning o'tmishdoshlari. Vavilov bu fikrni umumiy biologik qonuniyat darajasiga ko'tarmagan.
N.I. Vavilov tur ichidagi polimorfizm hodisasini birlashtirib, uni umumiy qonuniyat shakliga keltirdi. WBCda Genetika va naslchilik kafedrasi talabalarga N.I. o'zining mashhur asarida yozgan o'sha naqshlarning namoyon bo'lishini tekshirish imkoniyatini beradi. Vavilov. Genetika saytida har yili turli xil madaniy o'simliklarning mutant shakllari, navlari va turlari kollektsiyalari o'stiriladi. Ayniqsa, boy genetik material dukkaklilar (no'xat, loviya), qovoq, tungi, yormalar va boshqalar bilan ifodalanadi.No'xat G.Mendel davridan beri genetik tadqiqotlarning klassik ob'ekti bo'lib kelgan. Bundan tashqari, u muhim qishloq xo'jaligi ekini hisoblanadi. No'xatning shaxsiy genetikasini o'rganish uchun genetik kolleksiyalar juda muhimdir. VIRdagi no'xatlarning eng katta to'plami. Bo'limda mutant shakllari mavjud bo'lib, ular turli xil belgilar bilan haqiqiy genetik tahlil qilish imkonini beradi va xususiyatning merosini o'rganishda asosiy savollarga javob beradi. Bu bo'linish kuzatiladigan genlar sonini, allel va allel bo'lmagan munosabatlar turini, genlar o'rtasidagi munosabatlarni va hatto bog'lanish guruhini qidirishni aniqlashdir. Hozirgi vaqtda katta hajmdagi materiallar to'plangan, bu talabalarga sohada allaqachon ikki avlod natijalarini duragaylash va tahlil qilish imkonini beradi. Bunday ish talabalarga genetik tahlilning ulkan hal qiluvchi kuchiga ishonch hosil qilish imkonini beradi. 1998 yildan beri genetik amaliyotda yana bir juda muhim ob'ekt - loviya ishlatilgan. Bu madaniyat oqsil, vitaminlar va boshqa foydali birikmalarning yuqori miqdori bilan ajralib turadi, loviyaning shifobaxsh xususiyatlari ma'lum. Phaseolus jinsi bir necha o'nlab turlarni (50 dan 70 gacha) o'z ichiga oladi. Eng muhimi fasolning yillik turlari (2n = 22): P.vulgaris L - oddiy, P.lunatus L. - lima, P.coccineus L - olovli, P.acutifolius A.Gray - holly. Fasol belgilarning katta polimorfizmi bilan ajralib turadi. Ularning genetik tadqiqotlari hali ham yetarlicha tugallanmagan. Birinchi marta loviyaning ayrim belgilarining irsiylanish qonuniyatlarini o'rganish buta yashil dukkakli loviya navini jingalak sariq dukkakli o'simlik bilan kesib o'tgan G. Mendel tomonidan amalga oshirildi. Hozirgi vaqtda morfologik va turli fiziologik xususiyatlarni aniqlaydigan 100 dan ortiq genlar ro'yxatga olingan.
Ularning genetik tadqiqotlari hali ham yetarlicha tugallanmagan. Birinchi marta loviyaning ayrim belgilarining irsiylanish qonuniyatlarini o'rganish buta yashil dukkakli loviya navini jingalak sariq dukkakli o'simlik bilan kesib o'tgan G. Mendel tomonidan amalga oshirildi. Hozirgi vaqtda morfologik va turli fiziologik xususiyatlarni aniqlaydigan 100 dan ortiq genlar ro'yxatga olingan. Genetika va naslchilik kafedrasi katta loviya kolleksiyasiga ega (100 dan ortiq navlar). Bu eng boy genetik material VIR va Xarkov universitetidan olingan. To'plam alohida ilmiy qiziqish uyg'otadi. Uning tavsifi 30 ta xususiyatga ko'ra amalga oshiriladi, ularning aksariyati miqdoriy. Navlarni tavsiflashda genetika va seleksiya fakultetining 2-kurs talabalari qatnashadilar. Ular o'simlikning botanika xususiyatlarini bilish muhimligiga ishonch hosil qilishadi, ular eng ahamiyatsiz individual farqlarni sezishlari kerak. Talabalarga o'rganish uchun taklif qilinadigan asosiy xususiyatlar: 1) o'lchov sanasidagi poyaning shakli va o'lchami; 2) barglar (o'lchami, rangi, shakli va o'rta bargning uchi); 3) bargning joylashishi, tugun oraliqlari, gulbargining xususiyatlari (uzunligi, bo‘g‘imlari), gulbargining shakli; 4) barglarning o'sishi (zaif, momiq, baxmal, tukli) va boshqalar; 5) gul (poyaning uzunligi, pedunkuldagi gullar soni, gulning shakli, gulning o'lchami, gulning rangi, pedikelning uzunligi va rangi); 6) novdalar (shakli, rangi, uzunligi); 7) kosa (shakli, rangi); 8) meva - loviya (hajmi, shakli, loviya yuzasi, loviya nayzasi, loviyadagi urug'lar soni); 9) urug'lar - (chigitning shakli, yuzasi, rangi, urug'ning kattaligi va vazni).
Shuni ta'kidlash kerakki, loviya urug'larining xususiyatlari eng ko'p o'rganilgan, chunki ular har doim selektsiya va intraspesifik tasnifda hisobga olinadi. Ko'pchilik genetiklar urug'lik belgilarini o'rganishga ham alohida e'tibor berishgan. Bean V.Iogansenning “Populyatsiyalar va sof liniyalardagi irsiyat toʻgʻrisida” [2] mavzusiga bagʻishlangan asarida muhim tadqiqot obʼyektiga aylandi, bunda muallif genetik jihatdan bir hil materialda tanlanishning befoydaligini isbotlab berdi va . fenotipik miqdoriy o'zgaruvchanlikni o'rganishga ilmiy yondashuv. 1998 - 1999 yillarda V. Yogansen usuli bo'yicha sidetracking stantsiyasida ish boshlandi. Talabalar VIR kollektsiyasining 10 ta navida alohida olingan urug'ning vazni va hajmini o'lchadilar. Har bir nav boʻyicha kichik va yirik urugʻlar orasidagi oʻzgaruvchanlik chegaralari aniqlandi.1999-2000 oʻquv yilida urugʻlarning vazni va oʻlchami boʻyicha ekstremal variantlar ekildi.
Talabalar o'simliklarni yuqoridagi belgilarga ko'ra o'rgandilar. Shunday qilib, WBCdagi o'simliklarning genetik kolleksiyalari Genetika va seleksiya kafedrasining o'quv va ilmiy ishlari uchun katta ahamiyatga ega. Ular ZBS xodimlarining, Moskva davlat universitetining biologiya fakultetining boshqa bo'limlari talabalarining e'tiborini jalb qiladi, ular taniqli madaniyatlarning genetik polimorfizmiga ishonch hosil qilishadi.
Genetik kolleksiyalar yaratilishidan asosiy maqsad o'simliklar xilma xilligiga erishish va ulardan seleksiya va genetika sohalarida unumli foydalanish hisoblanadi.
Adabiyot

1. 
   Vavilov N.I. Irsiy o'zgaruvchanlikning gomologik qatorlari qonuni. 1920. Iqtibos. Tanlangan asarlar bo'yicha, 1-jild, L.: 1967.
   
2. 
   Johansen V. Populyatsiyalar va sof chiziqlardagi meros haqida. M.L. 1935 yil.
   
3. 
   Кокшарова Т.А., Монахова М.А., Гостимский С.А., Хартина Г.А. Материалы конференции, посвящённой 250-летию МГУ им. М.В. Ломоносова и 90-летию ЗБС им. С.Н.Скадовского