Gerbitsidlarga chidamli transgen o‘simliklar olish reja

Gerbitsidlarga chidamli transgen o‘simliklar olish
O‘simliklar biotexnologiyasining asosiy yo‘nalishlaridan biri gerbitsidlar ta’siriga chidamli madaniy o‘simliklar olishdir. Gerbitsidlar keng ta’sir spektriga ega bo‘lib, begona o‘tlarni yo‘qotadi, shu bilan birgalikda ekinlarga ham salbiy ta’sir ko‘rsatadi.
Gerbitsidlarga chidamli o‘simliklar olish ikki yo‘nalishda olib boriladi: birinchidan, gerbitsidlarga chidamli o‘simlik shakllarining to‘g‘ridan-to‘g‘ri seleksiyasi (asosan, gerbitsidga chidamli o‘simliklarni yovvoyi turlari bilan chatishtirish orqali), ikkinchidan, ekspressiyasi gerbitsidga bardoshlilikka olib keluvchi genlarini ko‘chirib o‘tkazish yo‘li bilan transgen o‘simliklar olish. Gerbitsidlarga chidamli transgen o‘simliklar olishda gerbitsidlarga chidamlilikni yuzaga keltirishning molekulyar mexanizmlari, shuningdek bu xususiyatni belgilovchi bakteriya va o‘simlik genlarini ajratib olish to‘g‘risidagi ma’lumotlar nazariy asos bo‘lib xizmat qiladi.
Gerbitsidlarning ta’siri o‘simlik hujayralari metabolizmini to‘xtatib qo‘yish orqali namoyon bo‘ladi: biokimyoviy jarayonlarning ingibirlanishi (to‘xtatilishi) eng avvalo, fotosintezning (atrazin, simazin, diuron) va aminokislotalar (glifosat, sulfonilmochevina, bialofos) sintezining ingibirlanishida o‘z ifodasini topadi. Gerbitsidga chidamlilik uning ferment-nishon bilan o‘xshashligi yoki gerbitsid molekulasini bevosita ingibirlanishi natijasida kelib chiqadi.
Hujayralar seleksiyasi usuli orqali petunyaning mutant tizimlari yaratilgan, ular glifosat gerbitsidiga 20 karra chidamliroqdir. SHuningdek, bedaning 600 mkM L fosfinotritsin gerbitsidi ishtirokida o‘sishga moslashgan hujayra suspenziyasi bilan seleksiya qilinib, chidamli tizimlari yaratilgan.
Gen muhandisligi usullari yordamida gerbitsidlar ta’siriga chidamli o‘simliklar yaratishda tolerantlik (yuqori darajada chidamlilik) mexanizmlarini o‘rganishga asoslanadi va quyidagi bosqichlarni o‘z ichiga oladi; o‘simliklar hujayrasida gerbitsidlar ta’sir etadigan nishon aniqlanadi, ba’zi gerbitsidlar ta’siriga chidamli, rezistentlik genlari manbai bo‘lgan o‘simliklar, bakteriyalar tanlanadi, bu genlar identifikatsiya qilib olinib, ajratiladi, klonlanadi, transgen konstruksiyalar yaratish uchun ularning ekspressiyasi o‘rganiladi.
Atrazin gerbitsidining ta’siri pbcA geni tomonidan kodirlanadigan xloroplast membranasi oqsili (Q _h) bilan birikishiga asoslanadi. pbcA geni ba’zi begona o‘tlar genomidan ajratilgan. Aniqlanishicha, gerbitsidga chidamlilik pbcA genida nuqtali mutatsiya yuzaga kelishi bilan bog‘liq bo‘lib, bu oqsil tarkibidagi serin aminokislota qoldig‘ini glitsin bilan almashinishiga olib keladi. Bunday almashinish Q_h oqsilida gerbitsidni ferment – nishon bilan bog‘lanishining keskin kamayishiga olib keladi. Natijada gerbitsidga chidamlilik paydo bo‘ladi. O‘simliklar transformatsiyasi uchun mutant pbcA geni vektor konstruksiyaga kiritilishi natijasida atrazinga chidamli transgen o‘simliklar olingan.
Aynan shu narsa, ya’ni, E.colining aroA geni kodirlaydigan EPSP – sintetaza oqsilida alaninning argininga almashinishi tufayli glifosat gerbitsidi ta’siriga chidamlilik belgisini yuzaga keltirishi aniqlangan. Bu esa mutant aroA geni bilan tamaki, pomidor, qand lavlagi, kartoshka o‘simliklari hujayralariga transformatsiya qilish va gerbitsidga chidamli transgen o‘simliklar olish uchun foydalanilgan.
O‘simlik genomiga bakteriyaning bar genini kiritilganda BASTA gerbitsidiga chidamlilik kelib chiqadi va bu gen kodirlaydigan – fosfinotritsinatsetiltransferaza oqsili gerbitsidning faol komponenti fosfinotritsinni atsetillashi va natijada uning inaktivatsiyasini yuzaga keltirishi aniqlangan. SHu tarzda sholi (1995), makkajo‘xori (1995), bug‘doy (1994) va boshqa o‘simliklarning transgen navlari olingan. So‘nggi vaqtlarda bar- geni gen muhandislik vektorlarida selektiv marker sifatida qo‘llanilmoqda.
SHoli genomiga V. subtilus bakteriyasidan ajratilgan protoporfirinogensintetaza (Protox) fermentini kodirlovchi gen kiritilganida u transgen o‘simlikning difenilefir qatori gerbitsidlariga chidamliligini oshirgan. Bunda antigerbitsid ta’siri mexanizmi ko‘rsatilgan: Protox oqsili ekspressiyasining oshishi gerbitsid ta’sirini neytrallaydi, bu esa unda gerbitsidga chidamlilikni ortishiga sabab bo‘ladi. Kiritilgan gen nusxalari soni va bardoshlilik darajasi o‘rtasida o‘zaro to‘g‘ridan-to‘g‘ri bog‘liqlik borligi ham aniqlangan.
Hozirgi vaqtda SHimoliy Amerika va Evropada gerbitsidlarga chidamli, makkajo‘xori, g‘o‘za, sholi, soya, bug‘doy, kartoshka va pomidor, zig‘ir kabi qishloq xo‘jaligi uchun asosiy bo‘lgan ekinlarning 20 ga yaqin transgen navlaridan foydalanishga ruxsat etilgan. Qulupnay, qand lavlagi va ba’zi gulli ekinlarning transgen navlari dala sinovlaridan o‘tkazilmoqda. Dunyo bo‘yicha gerbitsidlarga bardoshli transgen o‘simliklarning nav va duragaylari 34 mln. gektar erga ekiladi. Bu umumiy ekinlar ekiladigan maydonlarning 80 %i ni tashkil etadi.
Umuman olganda, transgen o‘simliklarni olish biotexnologiyaning jadal rivojlanayotgan yo‘nalishlaridan biridir. Genetik modifikatsiyalangan o‘simliklardan foydalanish ruxsat etilgan mamlakatlarda 2001 yilning fevral oyiga kelib, 18 xildagi ekinlarning 78 ta transgen navlari dala sinovlaridan o‘tkazildi va agrotijorat maqsadlarida foydalanishga ruxsat etildi.