Пестицидтердің топыраққа түсуі олар егістік қабатқа тікелей түскенде немесе топырақтың зиянкестері мен арамшөптерімен күресу үшін топырақ бетін өңдегенде; өңделген тұқымдарды себу; өсімдіктердің әуе бөліктерін тозаңдатқанда және шаңдағанда; ауылшаруашылық және орман алқаптарын әуе өңдеу кезінде; пестицидтерді сақтау және тасымалдау кезінде пайда болады. Сондай-ақ, рұқсат етілмеген, ескірген және пайдалануға жарамсыз тыйым салынған пестицидтерді көму фактілері бар.
Бұзылған экожүйелерді қалпына келтірудің әртүрлі әдістері белгілі. Жақында әлемнің экономикалық дамыған және дамушы елдерінде олар фиторемедиация процестеріне белсенді қатысып қана қоймай, көптеген жағдайларда топырақ микрофлорасына жағымды әсер ететін, табиғи жағдайларды қалпына келтіру процестерінің тиімділігін арттыратын өсімдіктердің көмегімен қоршаған ортаны биологиялық тазартуға жүгінуде. Әлемдік тәжірибе көрсеткендей, гендік инженерия көмегімен пестицидтерді жинақтайтын және оларды зиянсыз күйге келтіретін өсімдіктер құруға болады.
Пестицидтермен ластанған топырақ фиторемидиациясы үшін генді-инженерлік әдістермен жоңышқа (Medicago Sativa L.) өсімдігін алу болып табылады.
1. Генетикалық трансформация үшін өсімдік геномында пестицидтермен ластанған топырақтың фиторемедиациясы тиімділігін арттыратын эскпрессиясы бар векторлық құрылым жасау. In vitro жағдайында жоңышқа дақылының (Medicago Sativa L.) соматикалық ұлпаларынан индуцирленген өсімдіктердің морфогенезі мен регеерациясыерекшеліктерін зерттеу.
2. Репортерлі ген көмегімен жоңышқа дақылының agrobacterium-жанамалы трансформация шарттарын оңтайландыру. In vitro жағдайында трансформацияланған жасушалары селекциясы және жоңышқа дақылының трансформацияланған жасушалардан алынған өсімдіктер регенерациясы ерекшеліктерін зерттеу.
3. Пестицидтерді тиімді шоғырландыруға және деградациялатуға қабілетті жоңышқаның генетикалық модификацияланған өсімдігін алу. Пестецидтермен ластанған топырақ үлгісі жағдайында мақсатты ген экспрессиясын зерттеу.
Түсіпқан Д., PhD, H-индекс 4. Scopus авторының ID: 57218999913; https://orcid.org/0000-0003-1337-2834.
Манабаева Шұға Асқарқызы, биология ғылымдарының кандидаты
Ахметоллаева Айнаш Серікқызы, биология ғылымдарының магистрі
Рахымжанова Айжан Өсербайқызы, техника және технология магистрі
Рамазанова Малика Бағланқызы, биология ғылымдарының магистрі
Губайдуллин Нұртай Нұрланұлы, бакалавр
Сведения об имеющихся патентах и других охранных документах
2021
Негізгі нәтижелер: Пестицидтермен ластанған топырақтың фиторемедиациясының тиімділігін арттыратын мақсатты ген ретінде қоян бауырының цитохром P450 cyp2E1 гені таңдап алынды, кДНҚ-дан мақсатты генді синтездеу үшін олигонуклеотидтердің синтезі мен дизайны жасалды. Қоян бауырынан алынған РНҚ матрицасында синтезделген комплементарлы ДНҚ және жоңышқаның компетентті және регенерацияға қабілетті жасушаларына енгізу үшін pSRB-CYP450 экспрессиялық векторы жасалды. Жоңышқаның отандық сұрыптарының каллусогенезі мен морфогенезінің ерекшеліктері зерттелді. Жоңышқа сұрыптарының эмбриогендік потенциалы эксплант түрлеріне тәуелді емес екендігі анықталды. Құрамында 2,4-Д – 5,0 мг/л, кинетин – 5,0 мг/л және NСҚ – 0,1 мг/л өсу реттегіштері бар В5К II ортасында өсірілген Шортандинская 2 (93%) сұрыпының эксплантаттарында каллусогенездің жоғарғы жиілігі байқалды. Ал құрамында БАП 0,2 мг/л бар В5P I қоректік орта нұсқасы Шортандинская 2 сұрыпында регенерацияның жоғары жиілігін алуға мүмкіндік берді. Генетикалық трансформация бойынша жұмыстарды жүргізу үшін отандық селекцияның жоңышқа сұрыптарының тұқымдарынан өскін регенерациясының тиімді әдісі жасалды.
2022
Негізгі нәтижелер: Agrobacterium-жанама трансформациясына негізделген кәдімгі жоңышқаның гетерогенді каллустары pSRB-CYP450 бинарлы векторымен кодталған репортер генінің көмегімен оңтайландырылды. Шортанды 2 жоңышқа сортының каллусын агробактериалды трансформациялау ко-инокуляция и ко-культивация жасау арқылы жүргізілді. Репортер генінің транзиентті экспрессиясын бақылай отырып, зерттелетін жоңышқа сортының жасушаларының агробактериалды трансформацияға қабілетінің төмендігі анықталды, алайда 100 мкм концентрацияда ацетосирингон, О.П. = 0,3 және бактериямен бірге 48 сағаттық ко-культивация, кәдімгі жоңышқа каллустарының агробактериямен трансформациясы үшін оңтайлы екендігі анықталды. Трансформацияланған жасушалардың селкциясы және кәдімгі жоңышқаның трансформацияланған жасушаларынан өсімдік регенерациясының ерекшеліктерін зерттеу жұмыстары in vitro культурасында жүргізіледі. Фосфинотрицин (PPT) селективті агент ретінде пайдаланылады және селективті агентке төзімділік pSRB-CYP450 құрылымының бөлігі болып табылатын bar генімен қамтамасыз етіледі. Гормоналды құрам бойынша B5 одан әрі оңтайландырылды. Барлығы 126 Петри табақшасы (3000 данадан астам) каллус трансформацияланды, оның 235-і PPT бар селективті ортада некрозға ұшырады. Өсімдік регенерациясы үшін трансформацияланған каллустар қоректік ортаның 4 нұсқасына ауыстырылды. Тәжірибе барысында В5-2 нұсқасы трансформацияланған жоңышқа каллусын регенерациялау үшін ең оңтайлы қоректік орта болып табылатындығы анықталды.
2023
Негізгі нәтижелер: Пестицидтермен ластанған топырақтың фиторемедиациясының тиімділігін арттыратын мақсатты ген ретінде қоян бауырының цитохром P450 cyp2E1 гені таңдап алынды, кДНҚ-дан мақсатты генді синтездеу үшін олигонуклеотидтердің синтезі мен дизайны жасалды. Қоян бауырынан алынған РНҚ матрицасында синтезделген комплементарлы ДНҚ және жоңышқаның компетентті және регенерацияға қабілетті жасушаларына енгізу үшін pSRB-CYP450 экспрессиялық векторы жасалды.Жоңышқаның отандық сұрыптарының каллусогенезі мен морфогенезінің ерекшеліктері зерттелді. Жоңышқа сұрыптарының эмбриогендік потенциалы эксплант түрлеріне тәуелді емес екендігі анықталды. Құрамында 2,4-Д – 5,0 мг/л, кинетин – 5,0 мг/л және NСҚ – 0,1 мг/л өсу реттегіштері бар В5К II ортасында өсірілген Шортандинская 2 (93%) сұрыпының эксплантаттарында каллусогенездің жоғарғы жиілігі байқалды. Ал құрамында БАП 0,2 мг/л бар В5P I қоректік орта нұсқасы Шортандинская 2 сұрыпында регенерацияның жоғары жиілігін алуға мүмкіндік берді. Генетикалық трансформация бойынша жұмыстарды жүргізу үшін отандық селекцияның жоңышқа сұрыптарының тұқымдарынан өскін регенерациясының тиімді әдісі жасалды.Топырақтың пестицидтермен модельденген ластануы жағдайында тұқымның өнуінің ластану дәрежесіне тәуелділігі анықталды. Гендік түрлендірілген жоңышқа өсімдіктеріндегі ХОП құрамын талдау кезінде трансформацияланған өсімдіктердің тамыр бөлігі жерүсті бөлігіне қарағанда салыстырмалы түрде ХОП көбірек жинақталатыны анықталды.Трансгенді жоңышқаның фиторемедиациялық қабілетін талдау нәтижелері psrb-CYP450 бинарлы векторы арқылы түрлендірілген жоңышқа өсімдіктеріндегі cyp2E1 генінің экспрессиясы трансгенді өсімдіктердің тиімділігін арттыруға ықпал ететінін, сонымен қатар пестицидтерді жинақтап, оларды өсімдіктердің тамыр жүйесі арқылы тасымалдауға болатынын көрсетті.