Termiz davlat universteti tabiiy fanlar fakulteti

2.3. SNAPSHOT markerlarini o’rganish.

Tabiiy bioxilma-xillikni o'rganish o'simliklarni etishtirishdagi muhim jihatlardan biri bo'lib, ularning maqsadi ularni madaniyatga kiritishning yangi shakllarini aniqlashdir. Ammo tirik organizmlarning barcha xususiyatlari ularning genotipi bilan belgilanadiganligi sababli, turli xil genetik tahlil usullari yordamida amalga oshiriladigan qishloq xo'jaligi o'simliklarining genetik resurslarini (genetik o'zgaruvchanligi) o'rganish kerak bo'ladi.

Genetika xilma-xilligini fenotip (organizmning barcha xususiyatlarining umumiyligi - morfologik (tashqi) xususiyatlari (ko'zning rangi, gullarning rangi), anatomik va boshqalar) va genotip (organizm genlari to'plami) bo'yicha baholash uchun markerlardan foydalaniladi) ulardagi o'zgaruvchanlikni aniqlay oladigan.

Genetik xilma-xillik belgilari quyidagilarga bo'linadi.

• morfologik (fenotipik);

• oqsil (biokimyoviy);

• sitogenetik;

• DNK markerlari (molekulyar).

Rossiyada, butun dunyoda bo'lgani kabi, oqsil polimorfizmlarini aniqlashning elektroforetik usuli qishloq xo'jaligi o'simliklarini sertifikatlash uchun asosiy hisoblanadi. Ammo o'simliklarning genetik tahlilida protein markerlaridan foydalanish (ham morfologik, ham sitogenetik) ko'plab kamchiliklar tufayli yo'q bo'lib ketmoqda va naslchilik va genetikaning hozirgi bosqichida eskirgan hisoblanadi. Oqsil (morfologik va sitogenetik) markerlar DNK markerlari bilan almashtirilmoqda, chunki ularga asoslangan genetik sertifikatlash usullari piksellar sonini, tezligini, soddaligini va mavjudligini oshirgani uchun yanada istiqbolli hisoblanadi.

DNK markerlari tabiatan polimorfdir, ularni genomlar, populyatsiyalar, zotlar, navlar va chiziqlarni bir-biridan farq qiladigan ba'zi genlar va boshqa har qanday xromosoma mintaqalari uchun molekulyar biologiya usullari yordamida aniqlash mumkin. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, DNK markerlari - bu DNKdagi genga (yoki bir nechta genlarga) iloji boricha yaqinroq joylashgan, selektsioner tomonidan tanlangan, o'simlikka kiritilgan xususiyat (ko'p boshoqli, shakar miqdori va boshqalar). qishloq xo'jaligi ekinlarining yangi navlari va duragaylarini yaratishda.

DNK markerlarini tan olish Edvin Janubiy 20-asrning ikkinchi yarmida "gel elektroforezi bilan ajratilgan DNK bo'laklari orasidagi o'ziga xos ketma-ketlikni" aniqlash usuli haqida gapirgandan keyin paydo bo'ldi. Evropada ulardan foydalanish bilan ishlash Qo'shma Shtatlarga qaraganda zaifroq olib boriladi [2].

DNK markerlarining qo'llanilish doirasi juda keng. Ular genotiplarni sertifikatlash, populyatsiyaning polimorfizmini baholash, genetik xaritalash, filogenetik tadqiqotlar, kasalliklarni aniqlash va boshqalar uchun ishlatiladi. Shunday qilib, molekulyar markerlarni aniqlash texnologiyalari o'simliklarni etishtirishning asosiy standartlaridan biriga aylanmoqda. DNK markerlaridan foydalanishning asosiy afzalliklari populyatsiyalar, turlar, pastki turlarning genetik xilma-xilligini aniq va tezkor aniqlash, o'simliklar va hayvonlar genomining batafsil molekulyar xaritalarini tuzish, iqtisodiy jihatdan qimmatli xususiyatlarini DNK darajasida aniqlashdir. DNK markerlarini o'rganishga asoslangan marker yordamida selektsiya (MAS) va genomik selektsiya GS (Genomic Selection) ham o'simliklarda selektsiya jarayonining tezlashishiga yordam beradi; olingan genetik ma'lumot, sertifikatlash asosida ular genetik o'zgaruvchanlikni saqlash va madaniy o'simliklarning yangi navlarini yaratishda ulardan oqilona foydalanish strategiyasini ishlab chiqadilar. Shuningdek, urug 'ishlab chiqarishda urug'larning ma'lum bir navga muvofiqligini aniqlash uchun genetik sertifikatlash usullari qo'llaniladi.

Ishonchliligi, ma'lumot tarkibi, ishonchliligi, takrorlanuvchanligi kabi belgilar (fazilatlar) molekulyar markerlarning morfologik va biokimyoviy markerlardan foydalangan holda boshqa tadqiqot usullaridan ustunligini aniqlaydi. Shuningdek, molekulyar tahlil usulining afzalliklaridan biri bu natijalarning tashqi omillarga nisbatan barqarorligi.

Molekulyar markerlarni ishlab chiqish va takomillashtirish tezlikda, soddaligi va ishlatilishida ko'p qirrali bo'lishiga hamda iqtisodiy samaradorlikka qaratilgan. O'tkazilgan tadqiqotlar asosida DNK markerlariga talablar shakllantirildi, ular DNK markerlari javob berishi kerak bo'lgan xususiyatlar to'plamini o'z ichiga oladi:

• yuqori polimorfik;

• kodominans;

• genom bo'ylab hamma joyda tarqalishi;

• betaraflik;

• foydalanishning soddaligi va arzonligi;

• yuqori takrorlanadiganlik;

• laboratoriyalar o'rtasida natijalar almashish imkoniyati [3]; • neytrallik va tashqi muhit o'zgarishiga qarshilik [4].

Ammo hozirda mavjud bo'lgan molekulyar markerlarning sanab o'tilgan mezonlari kompleksiga mos kelmasligi sababli, ba'zi bir muammolarni hal qilishda DNK markerlarining bir nechta turlaridan foydalanish zarur bo'lib qoladi, bu esa yanada aniq va ishonchli natijalarga olib keladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, o'simliklarni etishtirishda bir necha o'nlab molekulyar markerlar qo'llaniladi. 1-rasmda guruhlarni va ularni tahlil qilish usullarini ko'rsatadigan eng ko'p ishlatiladigan DNK markerlari ko'rsatilgan.

Anjir. 1. DNK markerlarini guruhlar va tahlil usullari bo'yicha taqsimlash

Molekulyar markerlarni intraspesifik polimorfizm darajasini aniqlash darajasiga ko'ra guruhlarga bo'lish mumkin:

• minimal (RAPD, RFLP va CAPS);

• o'rtacha (AFLP);

• nisbatan yuqori (ISSR);

• oshdi (SSR, SNP va DArT) [6].

Shunday qilib, yuqorida sanab o'tilgan DNK belgilaridan mikrosatellitlar va SNPlar barcha tirik organizmlarning genetik xilma-xilligini o'rganish uchun eng istiqbolli ekanligini ta'kidlash mumkin.

Yuqoridagi DNK belgilarini ko'rib chiqing:

- RFLP (inglizcha Restriction Fragment Length Polymorphism - cheklash bo'lagi uzunligining polimorfizmi - RFLP) genomik DNKni o'rganishning birinchi usullaridan biridir.

RFLP usuli birinchi marta 1974 yilda, adenovirus genomidagi mutatsiyani DNKni aniqlash uchun genetik marker sifatida ishlatilganida esga olingan. Ammo faqat 1980 yilda uning keng qo'llanilishi boshlandi, bunga D. Botshteynning ilmiy asarlari hammualliflar bilan birgalikda nashr etilishi yordam berdi. Maqolada birinchi monolokal genetik markerlarning rivojlanishi uchun asos bo'lib xizmat qilgan RFLP xususiyatlarini o'rganish bo'yicha tadqiqotlar natijalari keltirilgan va ulardan foydalangan holda genetik xaritalar tuzish imkoniyati ko'rsatilgan [7]. RFLP-markerlaridan foydalanish bu bilan cheklanmagan. Ular, shuningdek, genetik tahlillar, populyatsiyalardagi genetik xilma-xillikni baholash, barmoq izlari va xromosoma genlarining lokalizatsiyasini o'rganish uchun ishlatiladi [8].

RFLP markerlari xaritaga asoslangan genlarni klonlashni targ'ib qilishdi, bu esa Solantum lycopérsicum oilasi (pomidor) o'simliklarida Xanthomonas vesicatoria bakteriyasiga chidamliligi uchun genning takrorlanishiga imkon berdi.

Naslchilikda DNK markerlaridan foydalanish asoschilari S. Tensli va J. Bekman (1983) [9, 10, 11].

Birinchi RFLP xaritasi Triticum genomini tavsiflovchi xarita [6] bo'lib, uning tarkibida bir necha baravar ko'proq DNK mintaqalari bor edi va ilgari mavjud bo'lgan mos yozuvlar genetik xaritasidan uzunroq edi [12]; RFLP-tahlil yordamida bug'doy (lotincha "Triticum tauschii") va arpa (lotincha "Hordeum vulgare") xromosomalari o'rtasida homologiya o'rnatildi; sholg'om genomini tavsiflovchi xarita (lot. "Brassica rapa") yaratilgan [13]; 1995 yilda Song va boshq., 44 RFLP markerlari asosida in situ hibridizatsiyasi yordamida yaratilgan fizik xaritani (lotincha "in situ" ma'nosini anglatadi) va guruchning genetik xaritasini (lotincha "Oryza sativa L." ma'nosini anglatadi) solishtirganda, natijalarga erishildi. bu erda ma'lumotlarning farqi o'rtacha 6% ni tashkil etdi va fizikaga nisbatan genetik xaritadagi ikkita marker o'rtasida juda katta masofa. Meva (olma) tarkibidagi shira ta'siriga chidamlilik genini belgilash bo'yicha birinchi ish Roche va boshq. (1997) va boshqalar.