Hujayra va gen ingenerligi

Plazmida DNK si va bakteriya hujayrasidan foydalanib, genni klonlash chizmasi
Odatdagi jenshen ildizi va hujayra asosida o‘stirilgan o‘simlik taqqoslama ma’lumotlari. Qishloq xo‘jalik ekin navlarini sog‘lomlashtirishda o‘simliklarni o‘sish nuqtalaridan ajratib olingan meristema hujayralarini sun’iy ozuqa muhitlarda o‘stirib yangi urug‘lik materiali olinadi.
O‘zbekistonda kartoshkachilikda joriy etilgan virussiz elita urug‘chiligida elita, superelita urug‘lik tuganaklari uchki meristema hujayralari asosida yetishtiriladi.
Hujayralarni sun’iy ozuqa muhitlarda o‘stirish uchun Murasiga Skuga, Vaymura, Gamborga, V5 ozuqa muhitlaridan foydalanadi. Komponentlar tarkibida makro va mikro tuzlar organik moddalar, fitogarmonlar stimulyatorlar barcha barchasi hujayralarni bo‘linib ko‘payishi uchun yetarli bo‘ladi. Ozuqa muhitlar tayyorlangach avtoklofda kolbalarda, probirkalarda sterilizatsiya qilinadi. har bir probirkaga 5 ml dan solib, og‘zi paxtali dokaga o‘rab tayyorlangan yopqichlar bilan yopiladigan holda hujayralar ekiladi. Ozuqa muhitlarga ekilgan hujayralar (probirkalarda) biotexnologik laboratoriyaning «kultura» xonasiga qo‘yiladi. Unda muhit soat bir sutka bo‘lsa 16 soat yorug‘lik, yorug‘lik intensivligi 400 lyuks, namlik 80-85%, harorat 27-28 ⁰C bo‘lishi shart. Ana shu muhitda 12-13 kunda hujayralardan «kallus» to‘qima shakllanadi. Probirkadagi «kallus» to‘qimalarni yangi ozuqa muhit solingan probirkalarga ko‘chirib «kultura» xonasiga qayta qo‘yiladi. Yangi ozuqa muhitda «kallus» to‘qimalardan 12-14 kunda probirka bo‘yi(10-12 sm) barobar o‘simlik nihollari o‘sib shakllanadi.
O‘simliklarni hujayralardan o‘stirib ko‘paytirish rivojlangan mamlakatlar Germaniya, Angliya, Gollandiya, AQSh, Yaponiya, Хitoyda keng yo‘lga qo’yilgan.
Meristema hujayralarni probirkada o‘stirib olib, ularni jadal ko‘paytirish, klonlash talab etiladi. Probirka o‘simliklari nihollarini jadal ko‘paytirish uchun ular maxsus 100% sterilizatsiya xonasida probirkadan nihol olinib barg bandi poya qismi bilan kesib qalamcha qilinadi. Bunda chap qo’lda pinset bilan nihol ushlab turiladi va ung qo’lda skalpel bilan oyna ustida kesiladi va pinset yoki igna yordamida ozuqa muhit solingan probirka joylashtiriladi. Probirkaga solingan nihol qalamchalari kultura xonasiga qo’yiladi.
Qalamchalardan 10-12 kunda o‘simlik nihollari shakllanadi. Probirka o‘simliklarini qalamcha qilib kesgandi. Ostki qismini tashlab yuborish lozim.
Bir probirkadagi niholni qalamcha qilib kesish 5 martagacha o‘tkazish va kerakli miqdordagi nihol o‘simliklarni hosil qilish mumkin. O‘zbekistonda kartoshka ekini navlarini sog‘lomlashtirish quyidagi tartibda amalga oshiriladi.
Oktabr oyi-kartoshka tuganagi termostatda 20-22 kun davomida nishlatiladi
Noyabr oyi–meristema hujayralar ajratib olinadi va o‘stiriladi. Yanvar, fevral oyi–probirka o‘simliklari ko‘paytiriladi. Mart oyi–probirkadagi o‘simliklarni issiqxonaga toza tuproq muhitiga ekiladi(5 ming dona ko‘chat).
May oyi–issiqxonadan kartoshka ko‘chatlaridan mikro tuganaklar kovlab olinadi (25 ming dona mikrotuganak).
Iyul oyi–mikrotugunaklarni tog‘li yoki tog‘ oldi mintaqaga ekiladi. Oktabr oyi–kartoshka hosil kovlab olinadi (125 ming dona tugunak).
Yil davomida ushbu holat uzluksiz olib boriladi. Sog‘lomlashtirilgan navlar va ularning hosildorligi odatdagi tanlash asosida yetishtirilgan urug‘likka nisbatan 25-40% ga yuqori hosil beradi.
O‘simliklar yer yuzasida dastlabki organizmlar hayot manbai bo‘lib, quyosh energiyasidan oqilona foydalanadi. K.A.Тimiryazev o‘simliklari kosmik ta’rifini bergan. Yer yuzasiga barcha energiya ishlab chiqaruvchi stansiyalar yiliga 9x1012 kVt.s., o‘simliklarda esa yiliga 1,7 x 1018 kkal 2x1015 kVt.s quyosh energiyasini oladi. Kishilar issiqlik, suv, atom elektrostansiyalari qurib foydalansa, tabiat–90 A keladigan xlorofill molekulalarini yaratgan. Shulardan anglash mumkinki o‘simliklarni molekulyar darajada o‘rganish, hujayra texnologiyasi, gen injenerligini yo‘lga qo’yilishi ulkan muammolarni hal qilishi mumkin.
O‘simliklarda genlarni ko‘chirish (transgenoz) tabiatda mavjud holatdir. Genlarni ko‘chib yurishini viruslar, bakteriyalar ta’minlaydi.
O‘simliklarni poya, ildiz qismlarida zararlangan to‘qimalarda Agrobacterium tumerfaciens tufayli o‘sma (shishi) hosil bo‘ladi. Bu xromosamaning bakterial tipi Тi plazmida tufayli yuz beradi. U bakteriya va o‘simlik hujayra kabi ko‘payishi qobiliyatiga ega va o‘simlik genomi tarkibiga qo‘shilib ketadi.
Тi plazmida tarkibida regulyatorlik xossasi bilan birga opin moddalarni sintez qiluvchi genlari, fitogormonlar (Auksin, sitokinin)ni sintez qiluvchi genlar plazmida DNK sida kodlashgan.
Plazmida hujayralarni sun’iy muhitda o‘stirishda ularga regulyatorlar kerak bo‘lmaydi. Shunday qilib, Тi-plazmida tabiatan genlarni bakteriyadan o‘simliklarga ko‘chiruvchi vektor hisoblanadi. Shu plazmida asosida vektorli sistemalar konstruksiyasi (tuzilmasi) ishlab chiqilgan. U turli genlarni ko‘chirishga moslashtirilgan. Istiqbolli vektorlardan biri–Agrobacterium rizogenens asosida maxsus genetik tuzilma bo‘lib, M.F.Shmyakin shogirdlari bilan turli xil organizmga xos genlar tarkibida hosil qilgan. Ushbu tuzilma in’eksiya yo‘li bilan o‘simlik shonachasiga yuborish yo‘li bilan transgenli g‘o‘za navlari olingan (A.P.Ibragimov). O‘simlik genlarini ko‘chirishining yana bir usuli o‘simlik to‘qimalarini inkubatsiya qilishdir. Lekin genlarni to‘g‘ridan–to‘g‘ri ko‘chirish usuli ham bor. G’alla o‘simliklarida transgenli shakllarni olishni maqbul yo‘li protoplastlarni qo‘shish va shu asosda regeneratsiya qilib fertil o‘simlik olishdir.
1984 yil D.Senford, Y.Valf va N.Allen Kornel universistetida (AQShda) genlarni ko‘chirishni yangi usulini–biolistika (biologik ballastika) usulini ishlab chiqdi.
Maxsus vakuumli qurilmada volfram mikro qismlari (4 mkm) bilan tamaki mozaika RNK virusi o‘simlik to‘qimalarini buzib, hujayra ichiga volfram qismlari bilan kirib virus bo‘laklari ko‘paya boradi. AQShda ushbu usulda fertilli soya o‘simligi olingan. Biolistika yo‘li bilan makkajo‘xori changdonlarini transformatsiya qilish fertill transgenli makkajo‘xori olingan. Ushbu usulni afzalligi transgenoz agrobak-teriosiz amalga oshirilib, kallus to‘qimalarni hosil qilish, ulardan regenerant olish shart emas. Shunga qaramasdan transgenli formalar ko‘proq Тi plazmada orqali
olingan. Yaqinda AQShning bir firmasiga Yevropa patent byurosi tamonidan genlarni ko‘chirish bo‘yicha birinchi patent berilgan. Avstraliyada gen injenerligi yo‘li bilan yo‘ng‘ichqa o‘simligi olingan, uni qorako‘l qo‘ylari iste’mol qilganda junlarni o‘sishi tezlashar ekan. Yo‘ng‘ichqa DNK siga goroxning oltingugurt saqlovchi oqsil molekulalarini sintez qiluvchi genlarini kodlashtirish amalga oshirilgan. Bu tufayli yiliga jun ishlab chiqarish 5% ga oshirilgan. Ushbu genlar sebarga o‘simligiga o‘tkazish bo‘yicha tadqiqotlar olib borilmoqda. G’alla ekinlari don oqsil tarkibidagi lizin, treonin moddalarini ko‘paytirilishi asosiy muammolardan hisoblanadi. Ushbu muammoni hal qilishda genlarni kimyoviy sintez yo‘li bilan almashtirib bo‘lmaydigan aminokislotalarni saqlovchi polipeptidlarni hosil qilish. K.Jeyns shogirdlari bilan 80% almashtirib bo‘lmaydigan aminokislotalarni kodlashtruvchi DNK fragmentini sintezlashga erishgan. Agrobakteriya vektori yordami bilan tamaki o‘simligiga ushbu gen yuborilgan. Regeniratsiya tufayli o‘simlikda sun’iy oqsil moddalarini ko‘pligi qayd qilingan.
O‘simliklarda shirin ta’m beruvchi tamutin oqsil saqlovchi va uni kodlovchi genlar yordamida mevalarni iste’mol sifatini oshirish mumkin. AQShda pomidor rezavor mevalarni uzoq saqlanishini belgilovchi poligalakturonoza fermenti faoliyatini kamaytirish yo‘li bilan amalga oshirilgan. Agrobakteriya yordamida gen tuzilmasini o‘zgartirib poligalokturonoza fermenti kamaytirilgan. Bu pomidor mevalarni ham xomida terib olishni va tez pishirish uchun etilen bilan ishlashni oldini oladi.
O‘simliklarda virusli kasalliklarga bardoshli navlar olish yo‘lga qo‘yilmoqda. I.Т.Atabekov va K.Т.Skryabin tamaki «Х»–virusi genini kartoshkaga o‘tkazib shu virusga bardoshli xususiyat hosil qilingan. AQShda «Monsanto» firmasi pomidor o‘simligiga tamaki moziaka viruslarini saqlovchi genlarini o‘tkazib, shu virusga bardoshli xususiyat hosil qilgan.