Балдырлардың ортасының өсу ерекшеліктері туралы курстық жұмыс
Тақырыбы: Балдырлардың ортасының өсу ерекшеліктері
М А 3 М Ұ Н Ы
К I Р I С П Е 4
- ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ 6
БАЛДЫРЛАР ОРТАСЫНЫҢ ӨСУ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ 6
БАЛДЫРЛАР ОРТАСЫНДА ОРГАНИКАЛЫҚ ЕРИТІН ЗАТТАРДЫҢ ТОПТАЛУЫ 7
- 3. МУТАГЕНЕЗ ЖӘНЕ ОНЫҢ ӨЗГЕРГІШТІГІ 11
- 4. МУТАЦИЯНЫ ТОПТАСТЫРУ 12
- 5. МУТАЦИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТІҢ ӨЗГЕРГІШТІГІ 15
- ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ МЕН ЗЕРТТЕУ ЗЕРЗАТТАРЫ 16
- 1. ЗЕРТТЕУ ЗЕРЗАТЫ 16
- 2. ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ 16
БАЛДЫРЛАР КУЛЬТУРАСЫН ӨСІРУ ЖӘНЕ ТІРШІЛІККЕ
БЕЙІМДІ КЛЕТКАЛАРДЫ АНЫҚТАУ 17
БАЛДЫРЛАР ЭКЗОМЕТАБОЛИТТЕРIНIҢ АКТИВТIЛIГIН
БАЯҚАУ 17
- ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ 19
3.1. БАЛДЫРЛАРДЫҢ ЖЕКЕ ЖӘНЕ АРАЛАС ӨСУІНДЕГІ ӨСУ
ПРОЦЕСТЕРІ 19
- 1. 1. КУЛЬТУРАНЫН, ӨСУ ДИНАМИКАСЫ 19
3.1.2. БАЛДЫРЛАРДЫҢ ТІРШІЛІККЕ БЕЙІМДІЛІК ДЕҢГЕЙІ 25
3.2. БАЛДЫРЛАР ЭКЗОМЕТ АБОЛИТТЕРIНIҢ БИОЛОГИЯЛЫҚ АКТИВТІЛІГІ 29
3.2.1. БАЛДЫРЛАР МЕТАБОЛИТТЕРІНІҢ МУТАГЕНДІ ЖӘНЕ
АНТИМУТАГЕНДІ ӘСЕРІН ЗЕРТТЕУ
ҚО Р Ы Т Ы НДЫ 40
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 41
К I Р I С П Е
Балдырлар — жер жүзіне кең тараған төменгі сатыдағы өсімдіктердің бір тобы.
Балдырлардың түрлері тұнган су қоймасымен, су ағындарымда кездеседі. Судың, мөлдірлігінің артуынан, олардың саны және су қоймаларын биологиялық жолмен өзін-өзі тазарту қызметін арттыра түседі.
Қазіргі кезде алдыңғы қатардағы әртүрлі әдістердің көмегімен балдырлардың жаңа түрлері айқындала бастаған.
Қоршаған ортаның өзгерісіне шыдамдылығы сонша, кейбір түрлері 65-85 градусқа дейінгі тіршілікке бейімділігін сақтайды. Төменгі температурада, яғни қарлы тау жартастарында кездесетін балдырлар әлемі бар. Балдырлар жылдар бойы әртүрлі климаттық жағдайларға ұшырап, оларға төтеп береді.
Көк-жасыл балдырлар гетеротрофты органдармен бірге ластанған су мен ағын суларды тазалауда белсенді қызмет атқарады. Осыған байланысты су қоймаларында балдырлардың көптеген түрлерін кездестіруге болады.
Көк-жасыл балдырлардың ортаға бөлген сұйықтық құрамының қасиеті, яғни оның өсуді жеделдету белсенділігінің болуы өте маңызды.
Әдебиетерде балдырлардың кейбір түрлерінің физиологиясы жөнінде айтарлықтай мәліметтер бар, бірақ біздің Қазақстанның су қоймаларында тіршілік ететін балдырлар жан-жақты (олардың физиологиясы, генетикасы,биохимиясы) зерттелмеген. Әсіресе көк-жасыл балдырлардың өздері өсетін ортаға бөлетін қосылыстардың құрамы, қасиеті, олардың өсу процестерін реттеуге маңызды, үлкен көңіл бөлетін мәселе.
Балдырлар өзі өсетін ортаға әртүрлі экзометаболиттер бөліп шығарады. Қазіргі кезде оларды ортадан бөліп алып тазартып әртүрлі салаларда: ауылшаруашылығында, медицинада қолдану көзделіп отыр.
Жұмыстың мақсаты — балдырларды жеке және аралас өсіру барысында өсу динамикасын және балдырлар зкзометаболиттерінің әртүрлі өсімдік объектілеріне әсерін, сондай-ақ зкзометаболиттердің антимутогендік белсенділік қабілетін бақылау.
Осыған байланысты ұсынылып отырған жұмысқа, мынадай талаптар қойылды:
- Балдырларды жеке және аралас өсіру негізінде өсу динамикасын бақылау;
- Тіршілікке бейімділік деңгейін зерттеу;
- Балдырлардың биологиялық активтілігін бидайдың колеоптиліне және балдырлардың индикаторлық штамдарына сынап көру;
- Балдырлардың экзометаболиттерінің антимутагендік тиетілігін анықтау.
- ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ
- БАЛДЫРЛАР ОРТАСЫНЫҢ ӨСУ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ
Көк-жасыл балдырлар — өте ертедегі хлорофил топтағыш организмдер. Балдырлардың басты ерекшелігі — олардың клетка құрылысында, клетканың қарапайым жіктелуі, ядроларының болмауы, прокариоттарга жатқызады /1-4/. Әдетте, осындай олардың қасиеттері, хлорофилінің болуы және фотосинтездің негізінде өттегінің, бөлінуі, оларды балдырлармен біріктіреді. Сондықтан, организмдердің өзіндік топтары осы уақытқа дейін көк-жасыл балдырлар -цианобактериялар деп аталады.
Балдырлар тіршілігінде ортаға заттардың бөлінінің маңызы зор. Сондай-ақ, бұл олардың тіршіліктегі маңызды қызметі болып табылады. Алмасу процесіндегі ортаға заттардың бөлінуі, сыртқы ортаның әсерінен туындап отыр. Осыған байланысты бөліну және сіңіру клеткамен сыртқы орта арасындағы зат алмасуды қамтамасыз ете отырып, қоректік ортада органикалық заттардың бөлінуін анықтайды /5/.
Әртүрлі метаболиттердіқ бөлінуінің биологиялық мәнін Г. Фогг қоректік ортаны «дайындауга» балдырлардын, қатысуымен еру, комплекстену және элементтер қатарының қайта қалпына келуінен дайын зкзогендік компоненттер алуга болады деген /6/.
Өсу процесіндегі органикалық қосылыстардың бөлінуі және олардың күрделенуі дәлелденген. Зерттеушілердің жұмыстарынан балдырлардың көпшілік клеткаларды синтездеуінен, сыртқы ортага заттар бөлініп отырған /7/.
Балдырлар арқылы бөлінген азотты заттардың үлесі 30-60 процентке дейін жетеді. Клеткадан тыс метаболиттердіқ мөлшері фотосинтезді таза сөткелік өнімділігінің 40 проценттік жуығына жақындайды. Балдырлардың клеткадан тыс метаболиттерінің құрамы алуан түрлі. Көк-жасыл балдырлардың экзометаболиттер есебіндегі белгілі топтары: аминқышқылдары, пептидтер, көмірсулар, ұшқыш қосындылар, органикалық қосылыстар, терпендер, витаминдер, фенолдар, индол және басқа қосылыстар. Балдырлар клеткаларынан бөлінген заттар қоректік ортаға топталып, клеткалардын, өзіндік өсуін арттырады немесе тоқтатуы мүмкін. Балдырлар культурасында өсудің тоқтауын ауто-ингибирлену немесе аутоонтогонизмі ретінде қарастырады /8/.
Мұндай құбылыс, жабық экологиялық жүйеде өсірілетін балдырларға тән. Мысалы, Phormidium uncinatum-ды екі ай бойы ортаны ауыстырмай өсіргенде, сарғайып, өсуін тоқтатады. Соңында ескі ортаға қоректік элементтер қосқанда да әсерсіз болған. Ортадағы балдырлардың өсу процесі қоректік ортаны толық жаңартқан жағдайда ғана жүреді /9/.
Табиғи жағдайда әртүрлі күрделілікпея заттардың бөлінуінен балдырлар гидробионттармен аллелопатиялық қарым-қатынасқа түседі. Балдырлардың микроорганизмдерге әсері туралы мәліметтер бар (олар саңырауқұлақтар, су есімдіктері, зоопланктом және ихтиофауна). Өсу кезеңінде балдырлардьщ өсуі биотоптағы басқа организмдердің әсеріне байланысты.
Экзометаболиттердің физиологиялық ролі алуан түрлі. Олар альгицидтік, альгостатикалық жене альгодинамикалық қызмет көрсете алады /10/.
Ортаның қалыпты өсу барысында клеткалардың өсуі зкзометаболиттердің концепциясының артуына әсер етпеген. Сондай-ақ, бұл кезеңде олардың концентрациясы әдетте төмендейді /11/.
Көк-жасыл балдырлар бөлетін органикалық заттардың, бір сөткедегі мөлшерінің өзгеруі әртүрлі тербеліске үшырайды. А. И. Сакевич өзінің қызметкерлерімен бірге жасаған тәжірибесінен, клеткадан тыс органикалық заттардың мөлшері Mikrosistik қоректік ортасында 16,96-130,73 мг/л есептеген, экспоненциалды өсу фазасында 258,60-325,21 мг/л өзгертіледі деп көрсетілген. Сонымен бөліну және сіңіру функциясының сөткелік өзгеруіне физиологиялық өзгерістер — өсу, даму, фотосинтез әсерін тигізеді.
1.2. БАЛДЫРЛАР ОРТАСЫНДА ОРГАНИКАЛЬІҚ ЕРИТІН ЗАТТАРДЫҢ ТОПТАЛУЫ
Табиғи судағы ерігіш органикалық заттардың қосындысы күрделі қоспалардан тұрады. Балдырлардын, клеткадан тыс өнімдерінің химиялық табиғатын үш топқа бөледі:
Азоттық заттар алмасуының өнімдері;
Көмірсулардың алмасуының өнімдері;
Физиологиялық активті заттар /12/.
Көпшілік ғалымдар азоттық заттардың бөлінуіне көңіл аударады, себебі бұл қосылыстар көп мөлшерде сыртқы ортаға бөлініп отырады. Anabaena cylindriса клеткасынан бөлінген азотқұрайтын заттың, азоттұтынудағы жалпы массасының 30-50 процентін құраған /13/.
Азоттық заттардың алмасуының клеткадан тыс бөлінетім өнімдер: төменгі молекулалық белоктар, полипептидтер және бос аминқышқылдары. Бос аминқышқылдары зкзометаболиттердің белгілі мөлшерін ғана құрайды. Сыртқы ортаға балдыр клеткасында, синтезделетін аминқышқылдары мен пептидтердің 45 проценті ғана кіреді.
Балдырлар сыртқы ортаға ірі молекулалы белоктарды шығарады деген мәліметтер бар. Mысалы: екі ай бойы өсіріліп жатқан Nostos musiorum балдырының ортасынан активті перооксидаза табылған, сонымен заттардың трансформациялық процесінде маңызды роль атқаратыны дәлелденген.
Балдырлардың экзометаболиттерінің ішінде көмірсуларда маңызды орын алады. Nostos musiorum ортасынан клеткадан тыс полисахаридтердің 37,3 процент мөлшері анықталған. Моносахаридтердің құрамы глюкоурон қышқылы және пентоза, ксилозамен шектелген.
Балдырлар клеткаларының ескі өсу ортасына қарағанда, жас қарқынды өсетін клеткалардың өсу ортасындағы көмірсулардың мөлшері әлдеқайда көп болған.
Әдебиеттердегі мәліметтерден көмірсулар мен азоттық заттардың алмасуына өнімдері балдырлар клеткаларынан бөлінетін қосылыстардың биологиялық активтілігін арттыратынын көруге болады. Мысалы, хлорелладан бөлінген полинуклеотидпептид, балдырлар клеткаларының бөлінуін, оның дамуын тездете отырып, авто және зооспораның шығуын тездетуге көмектеседі.
Өсудің лагарифмдік кезеңінде ортадағы органикалық қосылыстар мөлшері логарифмдік және стационар фазамен салыстырғанда бес есе көп /13/.
Экзометаболиттардің ішіндегі гликопептидтер активтілігі жөнінде мәліметтер баршылық. Anabena клеткасын өсіріп жатқан сұйық ортадан жоғары активтілік көрсететін екі гликопептид табылған. Оның бірі гетероцистаның дамуын тежейді, екіншісі күшейтеді. Яғни, клеткалар неғұрлым жас болса, ортаға заттарды бөліп шығару қабілеті жоғары /14/.
Балдырлардың экстрацеллюлярлы сұйықтығының құрамында фитогормондардың болатындығы көрсетілген /13/.
Фитогормондардың болуы балдырлардың даму мезгілінен бастап әртүрлі деңгейде пайда болады. Ауксиннің максималды құрамы 6 күндік балдырлар өсіріліп жатқан ортада байқалады, ал өсу кезеңінде гиберреллин тәрізді заттар пайда болады да, акусин тәрізді заттар азаяды, өсудің тежегіштік саны өседі /16/.
Балдырлар фенолдарға бай. Фенолдар өсу процесін реттеуде маңызды роль атқарады. Балдырлар клеткасы өсіп жатқан ортаға 0,48-1,0 процент мг/л шамасындай фенолды қосылыстарды бөлгені анықталған /15/.
Клеткадан тыс бөлінген фенолдар өсу процессін тежейді және клеткалардың бөлінуін қамтамасыз етеді. Фенолдардың 3,46 мг/л мөлшерінде балдырлар ортадағы өсуін тоқтатады. Клеткадан тыс фенолдык, заттар: кумариндер, күрделі эфирлер болып отыр. Жоғары концентрациялы фенолды қосылыстар альгицидтік қасиет көрсетеді. Фенолды қосылыстар өсімдік ұлпасына еніп хинондар түзеді. Клеткадан тыс өнімдердің бірі, ұшқыш қосылыстардың бөлінуі. Ортаның ескіруіне байланысты ұшқыш қосылыстардың сапалық құрамы және тежегіштік әсері төмендейді /15/.
Ұшқыш қосылыстар құрамында карбонильді, терпенді қосылыстар, бензол туындылары, органикалық қосылыстар болады және эфирлер, спирттер кездеседі /17/.
Балдырлар клеткаларында витаминдердіңде жинақталатындығы дәлелденген. Бұл қасиет витаминдер алуда маңызды. Альгологиялық таза ортадан (Nostos punctiforme) штаммынан, рибофлавин, пиридоксин және фоль қышқылы табылган /18/. Балдырлардың клеткадан тыс өнімдерінің алуантүрлілігін бір жүйеге келтіру үшін мына төмендегі жіктеу ұсынылады:
— сенсорлық әсердің метаболиттері информациялық кызметті жеткізуші;
-тропикалық әсердің метаболиттері (тағам тізбегіне қатысушылар);
-организмдердің өсуіне және дамуына әсер етуші метаболиттері — онтогонистік метаболиттер, зақымдаушы топтар.
Суда балдырлар топталып, әртүрлі заттарды бөліп шығаруынан, сондай-ақ «судың гүлденуінен» суға әртүрлі улы қосылыстар түсіп суды ластайды. Осындай зиянды әсерден адамдар және жануарлар уланған жағдайлар болған /18/.
Удың бөлінуіне әртүрлі факторлар әсер етеді. Балдырлардың бір бөлігі «у» бөліп шығарғанмен, олардың басқа барлық түрлерін «у» бөліп шығарушылар қатарына жатқызуга болмайды. Мысалы, он тоғыз зерттеліп жатқан штаммдардан тек қана сегізі ғана «улы» болып келді /19/.
Аралас ортадағы токсин бөліп шығаруда табиғи популяцияның түраралық әсер етуі ықтимал. Жеке ортада өсіргенде «улылық» көрсетпеген, бірақ аралас ортада байқала бастаған. Мысалы, Aphanizomenon flos-aguae- бес штаммасы микроцистистің қатысуынан соң улылық қасиет көрсеткен /19/.
Улы заттар тұщы суда көбейіп жәндіктер мен балықтардың қырылуын тудырады. Суда нейротоксиннің көбеюі 30 минуттың ішінде таралып, жануарлардың тыныс жүйелерін зақымдайды /19/.
Балдырлардың метаболиттер өсу процестерінің жоғарғы деңгейіндегі жүйесіне әсер етеді және оларды практикада қолдануға болады. Мысалы, Gomphosphaeria aponia балдырын, пирофитті балдырлар тудыратын «қызыл гүлденуге» қарсы қолданады. Балдырлық метаболиттер кең спектрлі антибиотикалық әсерге ие. Жоғары бактериоцидтік және бактериостатикалық әсер, Microcystis aeruginosaның улы метаболиттері ішек таяқшасын, сальмонелла сүзегіне және стафилококк әсеріне байқалды /20/.
Қазіргі кезде улы қосылыстардың табиғаты анықталды, яғни экзотоксин (алколоид) және эндотоксиндер (белок) бөлініп алынып, олардың балдырлардағы түрлері ашылуда /21/.
Көк-жасыл балдырлардағы биологиялық активті қосылыстар жасыл өсімдіктердің өсуіне әсер етеді. Балдырлардың ауылшаруашылықтағы өсімдіктер алқабына пайдаланғанда, олардың өсімін, түсімін арттырып, дамуын тездетіп, өнімділігін жоғарылатқан. Қазіргі кездегі атмосферадағы азоттұтынудың белсенді жүруін реттейтін 100 жуық балдырлар белгілі /22/. Nostoc-ты күріш алқабына пайдаланудан, топырақта азоттың көбейгені байқалған, яғни егістікке 80 кг/га мочевина жіберілгенмен бірдей болған. Тек қана көк-жасыл балдырларды пайдаланып, қосымша минерал тыңайтқыштар қоспағанның өзінде, күріш астығының өнімділігін 430-841 кг/га өсіретіндігі байқалған /23/.
Көк-жасыл балдырлардың биологиялық активті заттарының құрамына өсу тежегіштері, улар, ингибиторлар, өсімдіктің өсуін реттеушілер және антибиотиктер жатады.
Бұл заттар табиғаты жағынан өзіндік ерекшелігі бар, химиялық заттар. Мысалы, цианобактериялардың планктонды түрлерінің нейро және гепатотоксиндер түзуі өте қызықты.Ладож өзенінің 35 бассейнін бақылау барысында цианобактерияның биомассасында гепатотоксин түзушілік қабілетінің болуы байқалады /22/. Балдырлардың жоғарыда аталған қасиеттеріне байланысты (олардан бөлінітін биологиялық белсенді заттар құрамын анықтай келе) белсенді заттар медицинада және басқа да салаларда қолданылуда.
Балдырлар — болашагы зор зерзат. Жершарында, су қоймаларында топ-топ болып таралып, өсіруге де оңай және көп шығында шығармайды.
1.3. МУТАГЕНЕЗ ЖӘНЕ ОНЫҢ ӨЗГЕРГІШТІГІ
Мутация — генетикалық материалдың кенеттен табиғи немесе жасанды түрде өзгеруі салдарынан, организмнің қандай да бір тұқым қуалайтын белгілерінің өзгеруі. Табиғи өзгерістер (гендегі және хромосомадагы) физикалық және химиялық әсер ету арқылы пайда болады. Мутагендер — мутацияның жүруіне әсер ететін заттар. Мутагендерге әсер етуші сыртқы әсерлер физикалық, химиялық және биологиялық (вирустар) факторлар тірі организмдерге әсер етіп мутация жиілігін (әжептәуір жоғарылатады) және спонтандық мутация деңгейін әжептәуір жоғарылатады.
Физикалық мутагендерге иондық сәулелердің барлық түрлері (гамма және рентген сәулесі, протон, нейтрон, т.б.) ультракүлгін сәулелер, жоғарғы және төменгі температуралар жатады.
Химиялық мутагендер — көптеген алкилдеуші қосылыстар, нуклеин қышқылдарының азотты туындылары, алколоидтар және басқалар. Мутация жиілігін жүз есе ұлғайтушы мутагендер — супермутагендер деп аталады. Оларга N-нитрозоалкилмочевина, N-нитрозоалкиламин, N-нитрозоалкиламид, диалкилсульфат, этиленимин және басқада туындылар жатады /24/.
Генетикалық тәжрибелерде химиялық мутагендерді микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлар селекциясында, медицина салаларында пайдалануға мүмкіншілік туады. Сонда микроорганизмдердің биохимиялық мутанттарының генетикалық аппараттарын толық зерттеуде үлкен мәні бар. Химиялық мутагенсіз антибиотиктерді, витаминдерді, аминқышқылдарын, белоктар мен ферменттерді синтездейтін микробиологиялық өндірістерді алу мүмкін емес. Олардың көмегімен әртүрлі синтездерге қатысатын жүздеген өндірістік микроорганизмдер штамдары алынған.
Ауылшаруашылық селекциясында қазіргі кезге дейін, гибридизация әдісі қолданылып, көптеген жақсы сорттар алынған. Мутагендер организм өзгергіштігін кенет жеделдетеді, бұл селекция жұмысының нәтижелі өтуіне жағдай туғызады. Табиғи мутагендерді пайдаланып селекциядағы пайдалы түрлердің сапасын арттыруға болады. Химиялық мутагеннің әсерінен майының құрамындағы олеин қышқылының мөлшері жағынан оливк майынан кем түспейтін күнбағыс майы алынған /25/.
Ғылыми-техникалық прогрестің нәтижесінде адамды қоршаган орта әжептәуір өзгеріске ұшырады. Адамның ортасындағы физикалық және химиялық факторлардың едәуір бөлігі адамның тұқымқуалаушылығына және басқа органдарына әсерін тигізеді. Мұндай жағдайларды туғызбауға қарсы күрес жургізуі тиіс /25/.
1.4. МУТАЦИЯНЫ ТОПТАСТЫРУ
Хромосомадағы өзгерістер әртүрлі болуы мүмкін. Клеткадағы хромосомалар өзгеруіне байланысты мутациялар гендік немесе нүктелік мутациялар болып бөлінеді. Олардың хромосома бөліктерінде өзгерістер молекулалық деңгейде жүріп, жарық мик-роскобында көрінбейді. Өзгергіштіктің басқа тобына хромосоманың құрылымдық қайтақұрулары жатады және микроскопта зерттеуге болады. Олардың пайда болуы хромосоманың бөлшектенуінен, қайтакомбинациялануымен байланысты. Үшінші топқа геномды мутация жатады. Олар хромосома және гендер тобының өзгеруімен байланысты /27/.
Олар хромосоманың негізгі бөліктеріне әсер ете отырып морфологиясын өзгертеді. Хромосомалардың қайтақұрылуларын бақылағанда клетка циклінің ұзақтығынан хромосома дихроматидті болуы мүмкін. Дихроматидті (G2-кезеңде, профаза, метафаза) және монохроматидті (G1 және анафаза және телофаза).
Клеткаларда хромосомалардың қайтақұрылуы әдетте осы клеткалар қасиеттерінің немесе олардан пайда болатын организмдердің өзгеруімен байланысты болады. Мутагенмен әсер еткенде әртүрлі қайтақұрулар байда болады. Олар хроматидті немесе хромосомды өзгерістер. Клетка циклінің S-кезеңінде бірден хромосомды және хромотидті қайтақұрулар тұзілуі мүмкін.
Хромосомды және хроматидті қайтақұрылулардан басқа, симметриялық және асимметриялық; жәй және қарапайым бөліктерінің алмасуына байланысты хромосомішілік және хромосомааралық қайтақұрулар болып бөлінеді.
Қайтақұрулар геннің құрамын өзгертеді, солай болсада барлық зақымдауды — делеция, дупликация, инверсия, транслокация және көпіршелер деп бөледі. Алғашқы үшеуі хромосомаішілік, соңғылары хромосомааралық болып табылады.
Делеция — хромосома бөліктерінің жетіспеушілігі, яғни мутациялық процесс табиғи (спонтанды) және қоздыру арқылы жасалған (индукциялы) болып бөлінеді. Белгілі бір жерінің екі еселенуін дупликация дейміз. Әртүрлі хромосомаларға жататын бөліктер өзара орын ауыстырғанда өзгерістерге ұшырауын — трансокация деп атаймыз. Хромосома бөліктерінің жекеленген бөлшегінің 180 градусқа айналу салдарынан хромосомадағы гендердің алмасуын, сызықтық орналасуының өзгеруін жатқызады /28/. Инверсия мен транслокацияда хромосоманың бөліктерінің саны бір қалыпты, бірақ орналасуы әртүрлі. Делеция және дупликация жағдайында хромосома жиынтығының сандық өзгерісі болады да, осыдан хромосоманың бөліктері жойылады немесе екі еселенеді.
Әдетте генетикалық материалды гомологиялық хромосомадан, гомологиялық емес хромосомаға беру, транслокация арқылы жүзеге асады. Көптеген зерттеушілерден, өсімдіктердің табиғи популяциясында, өсімдіктердің мыңнан бірі 0,1 проценттік жиіліктегі транслокацияға ұшырайды. Ескіргенге дейін тұқымды ұзақ уақыт сақтау нәтижесінде хромосомдық мутацияның мөлшері 12-30 процентке дейін жоғарылайды екен /29/.
Көпіршелер — бұл қайтақұрулар, дицентрик хромосомаға әсер етуден туады. Бұл кезде басқа хромосомалар қарама — қарсы полюстерге таралып кетсе, дицентриктері полюстерге жылжып, хромосомалары меридиональді күйде қалып қалады. Екі үзілген хромосоциясын микроскопта Горяев камерасы арқылы есептейді. Жіпшелі балдырлар үшін Фукс-Розенталь камерасы қолданылады. Клеткалардың концентрациясы 5,10 және 15 күн сайын есептеледі.
Балдырлардың клеткаларының тіршілікке бейімділігін анықтау үшін, культураның күйі диагностикалық көрсеткішпен бақыланып отырады. Бұл үшін, бізбен трифенил тетразолий хлорид (ТТХ) реакциясы пайдаланылып, сутегі тотыққан пиридиннуклеотидтерді алдын-ала ұстау қабілеті барын және суда ерімейтін рубин түсті формазанға айналатыны белгілі. Сөйтіп, балдырлар суспензиясына реакцияны жүргізу үшін 0,2 % ТТХ ерітіндісін қосып, 0,075 проценттік концентрациясына жеткізілді. Балдырлар 16-20 сағат шашыраған жарыққа орнатылды. Фармазанмен біріккен клеткалар саны микроскоп астында саналды. Клеткалардың тіршілікке бейімділік деңгейін жалпы клеткалар санынан процентпен есептелді. Тәжірибені 5-6 рет қайталайды.
2.2.2. БАЛДЫРЛАР ЭКЗОМЕТАБОЛИТТЕРIНIҢ АКТИВТIЛIГIН БАЙҚАУ
Балдырлардың экзометаболиттерінің биологиялық активтілігін анықтау үшін, культураларды сұйықты клеткаларынан центрифугирлеу арқылы немесе сүзгіден және 40-45 градуста булау арқылы бөліп алады.
Сүзінділердің биологиялық активтілігін биотест көмегімен, яғни Бояркиннің бидай колеоптилінің созылуына негізделген әдіспен зерттейді. Ұзындыгы 5 мм-лік колеоптильді 10 талдан өсіру үшін планшеттерге салынды (планшетке балдырлар сүзіндісінің 2 мл концентрациясы және 2 проценттік сахароза). Бақылау ретінде сахорозаның 2 проценттік судағы ертіндісі. Термостатта 26 градус температурада 24 сағат ұсталды. Уақыт өткен соң тәжірибе және бақылаудағы бидай колеоптилінің ұзындығы өлшенеді. Бақылаудағы колеоптильдің өсіні 100 процентке жетті.
Зкзометаболиттердің биологиялық активтілігі балдырларға байқалып көрілді. Индикаторлық штамм ретінде Сһlогеllа руrеnоіdosa және Місгосуstis аеruginosa бірклеткалы балдырлары алынды. Сұйық қоректік ортаға сүзіндінің белгілі мөлшерін қосып, балдырларды өсірді. Бақылауға дистильденген судың
белгілі мөлшері алынды. Клеткалардың санын Горяевтің камерасыңда есептедік. Тәжірибені үш рет қайталау керек. Бақылау варианттарында клеткалардың концентрациясы 100 % деп алынды.
Балдырлар экзометаболиттерінің мутагендік әсерін зерттеу үшін арпаның «Черниговский — s» сорты алынды. Тұқым — балдырлардың культуралды сұйықтығында 3 сағат бойы ұсталды. Осы кезде бақылау тұқымында дистильденген суға малып қойды. Тұқымды өңдеген соң, ағын судың астында жуып, кептіріп және Петри табақшасына сүзгі қағазын төсеп, сәл ылғалдау керек. 25 градуста термостатта өсірілді. Тұқымды фиксацияламастан бұрын, оларды а -бромнафталиннің ерітіндісінде 2 сағат сақталды. Фиксациялау үшін 6-7 мм-ге жеткен корешоктар алынды.
Тәжірибеде балдырлық экзометаболиттердің нитрозрметилмочевинаның мутагенді әсеріне қарсы зерттеу үшін, құрғақ арпаны 0,006 проценттік әсерімен алдын өңдеп (3 сағат) мутагеннен соң, балдырлық культуральды сұйыққа орнатады. Мутагенде арпаны 2 сағат ұстайды.
Анализге зерттеуші қосылыстардың тудырған құрылымды бұзылулар, яғни хромосомдық аберрациялары есептеледі. Бақылау ретінде тұқымдағы мутагендік әсерге ұшырамаған табиғи мутациялық процесс алынды.
Барлық варианттарда метафазаның жалпы мөлшеріне байланысты, хромосомалық қайтақұрулардың жалпы клеткалар жиілігін процентпен анықталган, (Sр) статистикалық қаталыгы мына формуламен анықталады:
мұндағы р және р — % екі нүкте аралық метафазалар. Анықтау айырмашылығы t > 2,5 аралығында. Егер нүктелер аралық мәліметтер t < 2,5 болса, онда бұл статистика жағынан дұрыс емес (Рокицкий, 1973).
- ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ
3.1. БАЛДЫРЛАРДЫҢ ЖЕКЕ ЖӘНЕ АРАЛАС ӨСУІНДЕГІ ӨСУ ПРОЦЕСТЕРІ
Өсу процесі — өсімдік органдарының ұзарып, енденіп, жуандап, көлемінің, салмағының ұлғаюымен және жеке мүшелерінің жаңадан қалыптасып, сандарының көбеюімен бейнеленеді. Өсімдіктің және оның жеке мүшелерінің әсуі клеткалардың өсуіне байланыеты. Яғни, өсімдіктін өсуі оның тіршілік әрекеттеріне байланысты физиологиялық процестердің қалыпты екендігін дәлелдейді.
Балдырлардың өсу және даму кезеңінде, оларды бактериялардан тазарту оңай. Вегетативтік даму кезеңінде, биомассаның топталуынан, ортаға шырышты қосылыстар бөлінеді. Олар табиғаты жағынан полипептидтер болып табылады.
Өсу кезеңінің қарқынды жүруінен организмдер дамып гормогонийлерді (16-30 клеткалардан). Сонымен, көк-жасыл балдырлардын өсу және даму процесінде бактериялогиялық таза балдырлар өнімін алып қана қоймай, осы организмдердің физиологиялық және биохимиялық мәселелерін шешуге мүмкіндік туады. Балдырларды өсіру үшін, қоректік орта алынған шөкім (проба), алғашқы 7-10 күндерде өсуі баяу, 20-30 күндік өсу мерзімінде өсу процесі артады. Шыны шөлмектер бетіндегі жасыл қабатты алып, залалсызданған ортаға отырғызады. Осылай балдырлардың таза ортасын бөліп алады.
3.1.1. КУЛЬТУРАНЫҢ ӨСУ ДИНАМИКАСЫ
Тәжірибемізде негізгі зерзат ретінде — балдырлардың жеке және аралас ортасы алынады. Биомассаның санын алдымен тетразоль ерітіндісімен бояу арқылы, содан кейін есептеу камерасы арқылы анықтадық.
Балдырлар Фитцжеральд қоректік ортасында өсірілді және жарықпен ұдайы қамтамасыз етіліп отырылды.
Өсіру барысында Місr. х Sсеn. 96 клеткаларының концентрациясы әрбір 5-15-30 күндер аралығында анықталып отырды.
1-ші суретте жеке және аралас Місr. х Sсеn. өсірілген балдырлар клеткаларының саны көрсетілген. Жеке ортада Microcystis клеткаларының концентрациясы 5 күндік мерзімде 1,4*10 млн, яғни Scenedesmus жеке ортасымен салыстырғанда өсуі қарқынды болып отыр.
Жеке ортада өскен Microcystis-тың клеткаларының концентрациясының өсу қарқындылығы 10-15 күндік мерзімде жоғарылайды, демек биомассаның салмағы да артады. Жеке ортада өсірілген Scen. клеткаларының 10 күндік мерзімдігі өсу қарқын Microystis-пен бірдей болғанымен 15 күндік мерзімдегі клеткалар саны әлдеқайда төмен. Енді аралас ортада өсірілген (Micr.x Scen.) клеткаларының өсу концентрациясын қарастырамыз. Місros және Scen. 5 күндік өсу мерзімінде клетка концентрациясы, біртіндеп жоғарылайды, 10 күндік мерзімде Місrocystis клеткалары (1.0 * 10 млн) стационар фазасына жетеді де, 15 күнде көбею қарқындылыгы Scen. салыстырғанда әлдеқайда жоғары деңгейде болады.
Scen. клеткаларының өсуі аралас ортада баяу дамиды. Әдеби мәліметтерден, микроцистидтің биологиялық активтілігін Scendmus өскен ортаға қосқанда, ортаның өзгергенін, яғни Scen. клеткалары жаппай тіршілігін жоя бастайтынын баяндайды.
Қорыта айтқанда, балдырлардың (Mic.x Scen..) жеке өсіру барысында клеткалардың өсу концентрациясы 10 күнге дейін бірдей қарқынды өсе келген, ал 15-ші күндік мерзімде Місr.-тің лар саны біраз жоғарылайды., керісінше Scen. клеткаларының өсуі төмендейді. Мүмкін, ортаға қоректік орта элементтерінің әсерін тигізуі мүмкін, немесе жеке ортаның өсу барысында экзометаболиттер бөлініп, балдырлардың өсуін не тездетуі, не баяулатуы мүмкін.
Аралас өсіру барысында Місr-тің экзометаболитті қосылыстары Scen. тіршілігіне кері әсер етеді. Місг. клеткаларынан бөлінген заттар Scend өсуін баяулатады, яғни басытқылық көрсетіп тежеп тастайды. Көк-жасыл балдырлар бір-бірімен антогонистік өзара әсерге түседі.Белгілі бір түр ортада қалыпты өсе келе,кейініректе конкурентті екінші бір түрдің әсерінен тіршілігін жояды.Қоректік ортада бөленген метаболиттер ортаның ыңғайлы немесе кері әсер етуі мімкін. Кейбір жағдайда микроэлементтердің жетіспеуінде өсу процестері баяулайды.
2-ші суретте Sen971 х Chl. Балдырының өсу барасындағы өзгерістерін байқалауға болады. Балдырларды өсірудің ұзақтығы 5,10,15 күндік аралықтар. Жеке өсіру ортасында Send. 5 күндік мерзімде баяу дамыған, 10-шы күндік мерзімде клеткаларының өсуі белсенді жүріп, 15-ші күнде өте қарқынды өскен. Жеке Clorella клеткаларының саны алғашқы 5 күндік өсіру мерзімінде жоғарылайды да, стационар фазаға өткенде клеткаларының концентрациясы төмендеп кетеді.
ЖЕКЕ ЖӘНЕ АРАЛАС ӨСІРІЛГЕН БАЛДЫРЛАРДЫҢ КЛЕТКА КОНЦЕТРАЦИЯСЫНА ӨСІРУ МЕРЗІМІНІҢ ӘСЕРІ
Көк-жасыл балдырлардың қарқынды өсу фазасына етуі клеткалардың көбеюіне байланысты, биомассаның құрғақ салмағы артады да, өлі клеткалармен қатар жаңа клеткалар көбейіп отырады /33/.
Он бесінші күнге қарай СҺІ. балдырларының клеткаларының концентрациясы қайтадан жоғарылайды.
Енді, аралас өсіру барысындагы Scen.971 ортасына келсек, мұнда бес күндік өсіруде Scenadesmus және Сһlorella-ның клеткалары бірдей кебейген, 10-күндік мерзімде Scen.-тің клеткаларының өсуі жоғарылап, керісінше Сһlorella клеткаларының концентрациясы төмендеп кетеді. Он бес күндік бақылаудан. Scen және СҺІ. балдырларының қоректік ортадағы өсуі бір қарқынды жүрген. Демек, Scen. және СҺІ. балдырын қоректік ортада бірге өсіргенде, олардан бөлінген метаболиттердің бір-біріне тежегіштік қасиеті болмайтынын байқауға болады.
3-ші суретте анабена мен хлорококктың жеке және аралас өсірілгендегі нәтижелері кәрсетілген.
Балдырларды жеке өсірген кезде олардың өсуі процестерінің бағыты бірдей. Өсіру мерзімі артқан сайын клетка концентрациясы өседі. Біздің тәжірибеде ең жоғары деңгейі 15-ші тәулікте байқалады. Айталық, осы мерзімді байқалады. Anabena клеткаларының саны 2 *10 млн-ға, ал Сһlогососс 1,6*10 млн-га жетті, яғни өсу қарқыны жогары.
Осы балдырларды аралас өсіргенде олардың өсу қарқынында айтарлықтай айырмашылықтар бар. Айталық хлорококк клеткалары 10- күндік өсіру мерзімінде 2,5х10 млн-ға көбейді, ал Анабена клеткаларының саны бұдан екі есе төмен. Бақылаудың 15-ші күнінде Хлорококк балдырының өсу қарқыны алты еседей жоғары, яғни олар аралас өскен ортада басымшылық көрсетіп қарқынды дамиды.
Балдырлар қоршаған ортаға өзіндік өсу тежегіштерін бөледі, олар бәсекелес түрдің ортада өсуін басытқылайды, яғни олардың арасында антогонизмдік процестер байқылайды. /34/
4-ші суретте балдырлардың тағы бір екі түрінің жеке және аралас өскендігі бір – біріне әсері қарастырылған. Бұл балдырлардың жеке өскендегі өсу бағыттарында аздаған айырмашылықтар бар.
Ank. Балдырының клеткасының концетрацияясы стационарлық фазада қарқынды дами келе, лог – фазаға өткенде клеткаларының концетрациясы төмендейді. Аралас өсіруде бәсекелес түрдің қосылыстарының әсерінен болу керек, алғашқы кезеңде дамыу жылдамырақ, өсірудің соңында кенеттен төмендеп кеткен. Осциллятория балдыры жеке және аралас өсіру барысында да концентрацияысы жоғары болған.
С. В. Горюнованың (1955) мәліметінен, яғни Oscillatoria балдыры ортаға бактерияларды (өлтіруші) тұншықтырушы заттар бөліп, ыдыратып өнімдерін бойына сіңіреді деген.
Сонымен балдырлардың жеке және аралас өсуі олардық өсу процестерінің қарқынына айтарлықтай әсер етеді.
Сүзінділердің биологиялық активтілігін байқау үшін өсу белсенділігі жоғары немесе әлдеқайда төмен жеке және аралас өсірілген балдырлар түрлері алынған.
3.1.2. БАЛДЫРЛАРДЫҢ ТIРШIЛIККЕ БЕЙIМДIЛIК ДЕҢГЕЙI
Балдырлардың клеткасына ТТХ ерітіндісімен әсер еткенде, тек қана тірі клеткалар тотығып, клеткаішілік формазан түзеді. Осыған байланысты тәжірибеден «әлі» және «тірі» клеткалар мөлшерін қарастырамыз.
5-ші суретте Фитцжеральдтың қоректік ортасында аралас өсірілген (Місr x Scen.. 96) балдырларының тіршілікке бейімділігі көрсетілген.
Жеке өсірілген Місr.-тің 15 күндік өсу мерзімінде тіршілікке бейімді тірі клеткалардың мөлшері 75 % жетсе, аралас өсірілген 10-күндік мерзімде Місr.-тің клеткалары қарқынды дами отырып, өсу мерзімінің ұзақтығына байланысты біртіндеп төмендейді. Жалпы, жеке өсірілген мен аралас өсірілген Місr.-тің тірі клеткаларының қатынасы 75×59 аралығында.
Scen. 96-ның жеке және аралас клеткаларының қатысы 10 күндік уақыт аралығында (жеке ортада) 60×30 (аралас ортада) қатынасында болды. Аралас ортада Сценедесмустың, тіршілікке бейімді клеткаларының өсуі 40 процентке баяулап кеткен. Демек, аралас өсірілген Місr. х Scen. балдырларының тіршілікке бейімді клеткаларының дамуы төмендеп кеткен.
6-шы суретте аралас ортадағы балдырлардың Scen.971 х СҺІ. тіршілікке бейімділік қабілеті бастапқы кезде 65×52 процент аралығында, 15 күндік өсіру мерзімінен соң 50×39 қатынасында болды. Жеке орта Scen. 971хСҺ1. балдырларынын, тіршілікке бейім деңгейі 70×52 процент аралығында болган.
Қорыта айтқанда аралас өсірілген балдырлардың (Micros x Scen 96) тіршілікке бейімділігіне қарағанда деңгейі төмен, әсіресе ол Scen 96-та айқын байқалады.
6-шы суретте жеке өсірілген сценадесмус пен хлорелла балдырларының тіршілік деңгейі бірқалыпты, өсіру уақытына байланысты өседі, ал аралас
өсіргенде біріншіден клеткалар тіршілігін бастайды. Аралас өсіргенде балдырлар бір-бірімен бәсекелеске түсіп ортаға өсуді тежегіш заттар бөліп шығаруы ықтимал.
БАЛДЫРЛАРДЫ ЖЕКЕ ЖӘНЕ АРАЛАС ӨСІРУДЕГІ КЛЕТКАЛАРЫНЫҢ ТІРШІЛІККЕ БЕЙІМДІЛІК ДЕҢГЕЙІ
7-суретте жеке өсірілген хлорококк балдыр клеткаларынын, тіршілікке бейімділігі 10, 15 күндік өсіру мерзімінде өте жоғарылайды. Ал, аралас ортада да хлорококк дамуы оныншы күнге қарағанда он бесінші күнде 100 процентке қарқындылығын арттырады, Керісінше жеке және аралас өсірілген анабена балдырының тіршілікке бейімділігі 60×30 аралығында болған. Бұл 15 күндік бақылаудан алынған нәтиже. Демек анабена хлорококк аралас өсіру барысында тіршілікке бейімділік деңгейі хлорококктың клеткалары анабенаның өлі клеткаларының қосылыстарын пайдалана отырып, өзінің дамуын арттырған.
Апк х Osc. Балдарын жеке және аралас өсіру барысынан мынадай нәтижелер алдық, (8 сурет):
а) жеке өсіру ортасында Осцилляторияның клеткаларының көбеюі 10 және 15 күндік мерзімдерде 70-85 процентке жеткен. Анкистродесмустың өсуі алғашқы он күндікте бір қалыпты, кейінгі лог-фазасында төмендеген;
б) аралас өсіру барысында Аnk x Oscклеткаларының бейімділік деңгейі алғашқы мерзімді қарқынды жүріп, уақыт аралығының созылуынан клеткалары жойыла бастаған.
Қорыта айтқанда, балдырлардың тіршілікке бейімділік қабілетіне ортаның құрамы, метаболиттер әсер етеді, оның нәтижесінен клеткалардың бөліну қабілеттілігі жылдамдайды не төмендейді. Кейбір балдырлар ортаға өзіндік өсу тежегіштерін бөледі, тежегіштер бәсекелес түрдің өсуін басытқылайды, яғни олардың арасында антогонистік өзара әсер туады.
- 2. БАЛДЫРЛАР ЭКЗОМЕТАЕОЛМТТЕРIНIҢ БИОЛОГИЯЛЫҚ АКТИВТІЛІГІ
Балдырлардан алынған сұйықтықтың биологиялық активтілігі бірнеше биотестпен тексерілді. Боярин әдісі бойынша жасалған колеоптилді тест жеке және аралас өсірілген балдырлардың көптеген варианттары бидай колеоптильінің созылуына әсер ететіндігін көрсетеді, яғни алынған нәтижелер бақылауга жақын, 9-шы суретте сүзінділерді биотестілеудің үш варианты көрсетілген.
Місг. х Sсеп. -нің аралас өеуінен алынған сүзінді колеоптильдің өсуін бақылаумен салыстырғанда 40% тежеген. Sсеп — нің өсу процесінін, микроцистиспен бірге өскенде тежелуі, өсу ортасында өсуді реттейтін, оған кері әсер ететін заттардың белінуінде. Мүмкік бүл қосылыстар, микроцистистін, аллелопатиялық агенттері, олар сценедесмус клеткаларының бөлінуін тежейді.
Керісінше, сценедесмусты және осциаляториді жеке өсіргенде ортаға өсуді арттыратын стимулятор бөлініп колеоптилдің (созылуын) ұзаруына әсер еткен, Сценедесмус (сұйығы) сүзіндісінің әсерінен бидай колеоптилінін, ұзаруы бақылаумен салыстырғанда 350 процентке жеткен. Көңіл аударатын жағдай, сценедесмуста өзінің өсуі аутостимулятор әсерімен әлдеқайда жеделдейді.
Осцилляториялар жеке өсуінде де осындай жеделжеушілік байқалады. Бұл вариантта колеоптильдің ұзаруы бақылаумен салыстырғанда 175%
Экзометаболиттердің өсуді реттегіш әсері балдырлардың индикаторлық штаммдарына да жасалған, солардың ішінде алынғаны Chl.
Аралас өсірілген балдырлардан бөлінген ингибиторлар бір клеткалы балдырлар үшін де активті (10 сурет). Балдырлардың индикаторлы штаммдарының клеткаларының бөліну процесін 24 сағат өсу мерзімінен тежейді. Хлорелла клеткаларының концентрациясы бұл мерзімде 250%, ал микроцистисте 75% бақылауға шаққанда.
Өсіру мерзімі ұзарған сайын клеткалардың бөліну процестерінің тежелуі артады, Өсіру мерзімінің 8-ші тәулігінде балдырлар өскен ортада бақылаумен салыстырғанда хлорелла клеткаларының 10%-і ғана, ал микроцистис клеткаларының 4% ғана қалады.
Сценедесмус сүзіндісі бір тәуліктен кейін балдырлардың индикаторлық штаммдарының концентрациясын әлдекайда төмендеткен (11 сурет).
Бақылауға қарағанда тәжірибедегі микроцистис клеткаларының саны 20%-ке төмендеген, ал хлореллада бұл көрсеткіш бар болғаны 10%.
Өсіру мерзімі 3 тәуліктен 8 тәулікке ұзарған сайын клеткалардың көбеюі артады. Айталық, 5-ші тәулікті бақылаумен саластырғанда, хлорелла тығыздығы 215%, микроцистисте — 175%. Тәжірибе соңында (8-ші тәулік) хлорелла клеткаларының рациясы тәжірибе варианттарда 310 %-ке жетеді, ал микроцистисте 280%.
Осциляториядан алынған сүзінділерде экзометаболиттердің активтілігі жоғарыдағылармен салыстырғанда төмен (12 сурет).
Бір тәулік өсіру мерзімінен кейін клетканың өсу процестерінің тежелуі ,өсіру мерзімі артқан сайын бәсеңдейді,
Бесінші тәулікте хлорелла және микроциста клеткаларының концентарциясы контрольмен бірдей.
Өсіру мерзімінің 8-ші тәулігінен кейін контрольмен салыстырғанда хлорелла клеткаларының саны 210%, ал микроцистистікі — 150%-ке жетеді.
Жоғарыда көрсетілген тәжірибелердің нәтижелерінен мынадай қортынды шығады: жеке өсірілген Scenedesmus пен Oscillatoria және аралас өсірілген Міс. х Scen. бөлетін зкзометаболиттер биологиялық активті заттар. Олардың арасында ингибиторлық қасиеті бар заттар мен өсуді жеделдетіп отыратын заттар бар. Аралас ортада көбнесе ингибиторлар, ал балдырлардың жеке өсетін ортасында (scenedesmus, Oscillatoria) балдырлардың өзінің өсуіне және бидай колеоптилінің ұзаруына әсер ететін заттар жыйналады. Осы өсуді реттегіш заттарға прокариоттың (микроцистис) сезімталдығы, эукариоттарға (хлорелла) қарағанда төмен деп болжауға болады.
КОЛЕОПТИЛЬДІК ТЕСТ БОЙЫНША БАЛДЫРЛАР СҮЗІНДІЛЕРІНІҢ БИОЛОГИЯЛЫҚ АКТИВТІЛІГІ
SCEN x MICR. СҮЗІНДІСІНІҢ БАЛДЫРЛАР КЛЕТКАСЫНЫҢ БӨЛІНУІНЕ ӘСЕРІ
3.2.1. Б.АЛДЫРЛАР МЕТАБОЛИТТЕРІНІҢ МУТАГЕНДІ ЖӘНЕ АНТИМУТАГЕНДІ ӘСЕРІН ЗЕРТТЕУ
Биогенді қосылыстар көптеген жағдайларда мутагенді әсер көрсетеді. Төменгі сатыдағы өсімдіктер бөліп шығарған антибиотиктер, улы заттар (токсиндер) — биологиялық активті заттар. Олар тірі организмдерге әсер етеді, метаболизм жүйесіне қатыса отырып, өте улы заттар жасап, тұқым қуалау механизімін бүзады.
Осыған байланысты балдырлардың кейбір түрлері бөліп шығаратын зкзометаболиттердің мутагендік активтілігі зерттелінген. Арпа дәніндегі хромосом аберрациясының пайда болу жиілігіне балдырлар бөлетін заттардың әсерін байқау үшін өсуді өте жоғары реттейтін балдырлардың жеке және аралас өсетін түрлері алынған (N1 кесте).
КЕСТЕ 1.
ЖЕКЕ ЖӘНЕ АРАЛАС БАЛДЫРЛАРДЫҢ ЭК30МЕТАБ0ЛИТТЕРІМЕН ИНДУЦИРЛЕНГЕН ХРОМОСОМДЫҚ АБЕРРАЦИЯЛАР
Бұл кестедегі көрсеткіштер өзгергіштіктің деңгейі 0,71% + 0,35% өзгеретінін көрсетеді.
Арпа дәніндегі спонтандық (табиғи) хромосома аберрациясы жиілігі дәннің сақталу мерзіміне және жүргізілген тәжірибе жағдайына байланысты. Біздің, тәжірибеміздегі өзгергіштіктің деңгейі әдебиеттердегі әртүрлі зерттеушілердің алған нәтижелеріне жуық (Рапопорт).
Балдырлар зкзометаболиттерінің, хромосом аберрациясын туғызу жиілігі жағынан бақылаудан айырмашылығы жоқ.
Осыдан мынадай қорытынды шығаруға болады: зерттелінген балдырлардың экзометаболиттерінің мутагендік активтілігі жоқ.
Қоршаған ортаның пестицидтермен, ауыр металдардың тұздарымен және т. б. қосылыстармен ластануы, адам денсаулығын қорғау жөніндегі мәселені көтереді Міне осыған байланысты кейінгі кездерде мутациялық процестердің модификаторы бола алатын табысты биологиялық активті қосылыстар іздестірілуде.
N2 кестеде арпа дәнін алдын ала жеке және аралас өсірілген балдырлар сүзіндісінде бөктіріп, нитрозаметилмочевинамен тудырылған хромосом аберрациясының санын көрсетілген.
КЕСТЕ 2.
АЛДЫН-АЛА БАЛДЫРЛАР СҮЗІНДІСІНДЕ ҰСТАЛҒАН НММ-МЕН
| ИНДУЦИРЛЕНГЕН ХРОМОСОМАЛАР АБЕРРАЦИЯСЫ |
Арпаның тамыр жүйесіне нитрозаметилмочевинамен әсер еткенде 6,31% + 0,55% аберрацияланған метафазалар пайда болды, бұл спонтанды бұзылымдардың жиілігінен (t=4,21) әледеқайда артық.
Кестеден балдырлар сүзіндісімен алдынала өңделген тұқымдарда хромосомалар өзгергіштігінің жиілігін төмендеткен.
Демек, осцилляторияның экзометаболитімен әсер еткенде мутагенез жиілігі, 2,06 есе төмендеген. Егер НММ әсерінен 6,31% + 0,55% қайтақұрылымдар болған болса онда осцилляторяның сүзіндісі олардың жиілігін 3,06% + 0,48% есе төмендетеді.
Мутагеннің әсерімен салыстырганда Місг. х Scеn. қос культурасының сүзіндісімен әсер еткенде хромосомалық аберрация жиілігі екі есе төмендеген. Бұл вариантта 3,15% + 0,87% құрылымдардың қайтақұрылулары көрсетілген.
N3 кеетеде балдырлар экзометаболиттерінің антимутагендік әсерін зерттеу нәтижесі келтірілген. Мутагеннің әсерінен кейін, балдырлар сүзінділерімен қосымша әсер ету хромосомалар аберрациясының жиілігін азайтады, Осцилляторияның сүзіндісімен әсер еткенде аберрациялық метафаздардың, жиілігі 3,63% + 0,52% төмендеген.
Жеке Sсеnedesmus және аралас Місг. х Sсеn. орталарының сүзінділерімен әсер еткенде, мутагенмен НММ өңделген вариантпен салыстырғанда қайтақұрылымдар жиілігін 4,15%+0,47% төмендеген.
КЕСТЕ 3.
ҚОСЫМША БАЛДЫРЛАР СҮЗІНДІСІМЕН ИНДУЦИРЛЕНГЕН НММ-НІҢ
ХРОМОСОМДЫҚ АБЕРРАЦИЯСЫ
Демек, дәнді балдырлар сүзінділерімен өңдегенде НММ мудагендік әсер төмендейді, өйткені хромотидті қайтақұрылымдар типінің үлесі кемиді. Бұл варианттарда негізінен изолокустык; үзілістер және хромосомдық қайтақұрылымдар кездескен. Балдырлар сүзінділерімен хромосомалық аберрациялық спектрді анықтау болашақтағы зерттеулеріміздің жоспары.
ҚОРЫТЫНДЫ
Жеке және аралас өсіруде клетка концетрациясы өсіру мерзіміне және олар бөлетін экзометаболиттерге байланысты. Хлорококктың концентрациясының өсуіне аралас өсіру әсер етеді. Бірақ, басқа түрлердің концентрациясын төмендетеді.
Хлороккок балдырын аралас және өсіруде клеткасының тіршілікке бейімділігі оныншы тәулік пен он бесінші тәулік аралығында өте жоғарылайды. Басқа балдырлар түрін аралас өсіргенде клеткалардың тіршілікке бейімділігі, өсіру мерзімі ұзақтаған сайын төмендейді, ал балдырларды жекелеп өсіргенде төмендеу байқалмайды.
Жеке өсірілген жасыл балдыр оценецесмус және көк-жасыл балдыр осциллятория өсірілгін ортаға солардың өзінің және тест объектілердің (колеоптеиль балдырлардың индикаторлық штаммы) өсуін арттыратын биологиялық активті заттарды бөледі.
Аралас өсірілген микроцистис және сценнодесмус балдырлары ортаға өсуді төжейтін заттар бөледі, ол заттар колеоптильдің ұзаруын бақылаумен салыстырғанда 40% — ке тежейді де балдырлар клеткаларының тіршілігінің тоқтатады.
Біздің зерттеулеріміздегі жеке өсірілген және аралас өсірілген Micr x Scen балдырларынан алынған клеткаларындағы хромосом өзгергіштіктерінің біразын қалпына келтіреді, яғни НММ хромосома бұзылысын азайтқан.
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1.Кгеmіег В. Р. Тохіsһе рlanktonalgen;Natur
1981, 68, N3, 101-109 б. (нем).
2.Горюноза С. В. Прижизненное выделение растительных кислот в
окружающую водную среду (синезеленой водорослыо). 1948,
60. N8,1409 б.
3.Эргошев Б. В. Положение синезеленых водорослей в системе
прокариотов. Вестник. ЛГУ. 1981. N1, 1 б.
4.Сакевич А. И. , Осипов Л. Ф. Взаимосвязь между темпами роста
водрослевоц-й массы и концентрацей внеклеточных органичес-
ких соединений. Гидро. биол. журн. , 1983, XIX, N5
5.Помещук Р. А. Факты ритмичности поглатительно-выделительной
функций морских водорослей и их экологическая интерпрета-
ция. Гидробиол. журн. 1977. XIII, N6.
6.Горюнова С. В. Прижизненные выделения всдорослей и их физи-
ологическая роль и влияние на общий режим водоемов. Гидро-
биол. жуфн. 1966., Т.2, N4, 80-88 б.
7.Сиренко !Л. А. Физиологические основы размножения синезеле-
ных водорослей в водохранелищах. Киев. , 1972, 203 б.
8.Громов Б. В. Биологические активные (БАВ) вещества циано-
бактерий. МГУ. Биофак. 23-25-апр. 1996, N1, 8 б.
9.Ржанова Г. И. Внеклеточные азотсодержащие вещества двух
азотфиксирующих видов синезеленых -водорослей. Микробиоло-
гия, 1967, 36, выпуск 4, 639-645 б.
10.Горюнова С. В. , Ржанова Г. И. Прижизненные выделения азотсо-
держащихщ веществ и их физиологическая роль. Биол. сине-
зел. водорослей. М. , Изд-во М. унив. 1964, 2, 480 6.
11.Горюнова С. В. , Ржанова Г. И. , Орелеанский В. И. Синезеленые
водоросли. М. , Наука, 1969. 229 б.
12.Панкратоңа Е. М. Внеклеточные выделения синезеленых водорослей. В кн. Современные проблемы, состояние и перспективы изучение почвенных водорослей. ТР межвузовской конференции. Киров, 1966, 33-35 б.
13.Пешуков М. А. Сравнительная цитология синезелөных водорослей, бактерий и актиномицетов. М. , Наука.
14.Винверг» Г. Г. Токсический фитопланктон. Успехи совр. биол.
38, 2(5) 216 б
15.Gentiled J.H. Blue-green aigal toxins. In «Microb. Toxin»
7.27
16.Yenkataraman G.S. Neela Kantan S. Effect of the ctllular constiuents of the nitrogen fixing blue green algae Cylingro spermum nusci cola on the root growhth of rice plants. Microbiol. 1967. 13,№ 1,p.53
1967, 13, N1, р. 53
17.Горюнова С. В. , Орлеанский В К. Изучение физиологии роста
развития синезеленой водоросли. Труды Межвуз. конф, 1976
18.Горюнова С. В. Прижизненное выделение растительных кислот в
окружающую водную среду. Докл. АН. СССР, 64, 2, 257 6.
19.Брагинский Л. П. 0 токсичности синезеленых водорослей. Природа. , 1, 1977.
20.Серенков Г. П. , Пахонова М. В. К биохимии синезеленых водорослей. В кн. Экология и физиология синез.водорослей. М. 1965, 177-187 б.
21.Токсичные синезеленые водоросли и их токсины. «Віоl Rdsch»,
1981, 19, N14, 217-229 б.
22.Михайлов В. В. , Теплый Д. Л. 1961. 0 токсичености синезеленых водорослей р. Волги. — Зоол. журн. 40. 1969.
23.Гусев М. В. Синезеленые водоросли. Микробиология. 30.6.1966
24.Рапопорт И. А. , Шигаева М. X. , Ахматуллина Н. Б. Химический
мутагенез (проблемы и перспективы). Алматы, «Наука»
КазССР, 1980, 320 б.
25.Дубинина Л. Г. , Бигалиев А. Б. Тест-систенооценки мутагенной
активности загрязнителей среды в культурк лейкоцитов крови
человека. М. , 1978. 65 б.
26.Паушева 3. П. Практикум по цитологии растений.- М. , Агропроиздат. 1988, 271 б.
27.Турков В. Д. , Гужов Ю. Л. , Шелепина Г. А. , Кишмария Я. Ш. ,
Клметиани Д. Г. Хромосомные исследования растений в проблемах селекции, клеточной инженерии и генетическом мониторинге; Атлас — пособие -М. , Изд-во УДН, 1988, -64 б.
28.Кусаинова К. А. Модификация репарации повреждений ДНК, индуцированных хлористым кадмием. -Автореф. дис. к. б. н. — Алматы, 1994, 22б
29.Искандарова К. А. , Ким 0. Г. , Синицына В. Г. Скрининг препаратов растительного происхождения на антимутогенные своиства. Биотехнологич. Теория и практика, 1998 , 1-2 (5-6) -1 28 б,
30.Дубинин Л. Г. Генетика. Уч. пособ.
31.Горюнова С. В. , Ржанова Г. Н. «Успехи современной биологии»
51, выпуск Зю
32.Погосян С. И. , Сивченко М. А. , Максимов В. Н. // Изд-во РАК,
Сер. биол. 1996. — N3, 337-343 5.
33.Лебедева А. Ф. , Саванина Я. В. , Савельев И. Б. Автотрофные
микроорганизмы. Конференция памяти акад. РАН. М. МГУ, биофак. 23-25 апреля 1996. -М. , 43 б.
