4.6. Quraqlıq stresinin qarğıdalı yarpaqlarının hüceyrə
xromatininin quruluş vəziyyətində əmələ gətirdiyi
dəyişikliklər və onların bərpa yolları
Aparılan tədqiqat işində quraqlığın təsirindən davamlı,
orta davamlı və həssas qarğıdalı hibridlərində DNT fraksiya-
217
ları və RNT-nin miqdarında baş verən dəyişmələr öyrənilmiş-
dir. Cədvəl 4.6-dan göründüyü kimi, quraqlıq stresinə davamlı
hibridin hüceyrələrində RNT miqdarında və DNT fraksiya-
larında artım meydana gəlmişdir. Belə ki, quraqlığın təsi-
rindən RNT-nin miqdarı 48.1%, labil DNT-nin miqdarı
22.9%, stabil DNT-nin miqdarı isə 51.2% artmış, ancaq qalıq
DNT-nin miqdarı 25% azalmışdır. Labil DNT fraksiyasında
baş verən artım, transkripsiya intensivliyinin yüksəlməsinə və
nəticədə daha çox RNT sintezinə səbəb olmuşdur. Bu fakt,
yəni davamlı bitki genotiplərində euxromatin DNT-sinin art-
ması, genetik sistemin fizioloji labilliyinin yüksəlməsini, baş-
qa sözlə xromosom aparatının fəallaşmasını göstərir. Quraqlıq
stresinə orta davamlı olan hibriddə quraqlığın təsirindən RNT-
nin miqdarı 35.3%, labil DNT-nin miqdarı 20.7%, stabil
DNT-nin miqdarı 9.6% və qalıq DNT-nin miqdarı isə 100%
artmışdır. Burada diqqət çəkən əsas məqamlardan biri, quraq-
lıq stresi təsirindən davamlı hibridin labil xormatin DNT-nin
miqdarı və RNT sintezinin intensivliyinin artımı orta davamlı
hibridlə müqayisədə daha çox olmuşdur. Quraqlıq stresinə həssas
olan hibriddə isə quraqlığın təsirindən labil xromatin DNT-sinin
miqdarı 35.9% və stabil DNT-nin miqdarı 28.6% azalmış, RNT
sintezinin intensivliyi 17.2% aşağı düşmüş, qalıq DNT-nin miq-
darı isə 26.7% artmışdır [357]. Oxşar qanunauyğunluq digər mü-
əlliflər tərəfindən arpa və buğda bitkiləri ilə aparılmış təcrübə-
lərdən də əldə edilmişdir [5, 343].
Beləliklə, quraqlıq stresinin təsirindən hüceyrə xromatininin
struktur vəziyyətində dəyişmələr baş vermiş, labil DNT-nin miq-
darı artmış və bunun nəticəsində də transkripsiyanın intensivliyi
güclənmişdir. Transkripsiya intensivliyinin artması translyasiya-
nın da güclənməsinə və daha çox zülal sintezinə səbəb olur ki,
nəticədə bitki özünü stresin təsirindən qoruya bilir.
218
Cədvəl 4.6
Quraqlıq sresi təsirindən RNT miqdarında və DNT
fraksiyalarında baş verən dəyişmələr
(100 q yaş çəkidə mq-la)
Quraqlığa
davamlılıq
dərəcəsi
Təcrübə
variantları
RNT
DNT fraksiyaları
labil
stabil
qalıq
Davamlı
hibrid
Nəzarət
267.72±16.79
32.19±2.27
13.12±0.31
1.42±0.31
PEQ
396.52±16.64
39.54±1.6
19.89±2
1.06±0
Nəzarətə
görə %-lə
48.1
22.9
51.2
-25
Orta
davamlı
hibrid
Nəzarət
257.6±21.08
28.82±0.77
18.89±2.27
0.709±0.08
PEQ
348.6±27.75
34.87±2.11
20.75±1.2
1.419±0.15
Nəzarətə
görə %-lə
35.3
20.7
9.6
100
Həssas
hibrid
Nəzarət
169.28±16.86
14.54±3.62
11.17±1.84
0.665±0.13
PEQ
140.21±7.47
9.31±0.92
7.98±0.53
0.8±0.2
Nəzarətə
görə %-lə
-17.2
-35.9
-28.6
26.7
Alınan nəticələri yekunlaşdıraraq qeyd etməliyik ki, stres
amillərə qarşı bitkilərin reaksiyası müxtəlif olmuşdur. Biz bunu
ilk növbədə həmin bitkilərin genotipik xüsusiyyətləri ilə əlaqaqə-
ləndiririk. Yəni yüksək və orta davamlı sortlarda stresin təsirindən
genom aktivləşir və bu, onlarda labil DNT-nin və RNT-nin
artması ilə təsdiq olunur. Həssas sortlarda isə RNT və labil DNT-
nin miqdarının azalması müşahidə edilmişdir.
Ədəbiyyatda olan çoxsaylı işlərdə DNT-nin miqdarının dəyi-
şilməsi haqqında müxtəlif fikirlər söylənilmişdir. Bəzi tədqiqatçı-
lar su qıtlığının təsiri nəticəsində nuklein turşularının azalmasını
göstərmişlər və müəyyən etmişlər ki, bu əsasən, RNT-nin hesa-
bına baş verir [64, 71,75]. Bu cür qanunauyğunluq kəskin quraqlıq
zamanı müşahidə olunur. Digər tədqiqatçılar zəif su qıtlığı zamanı
da nuklein turşularının artmasını müəyyən etmişlər [81]. Bəzi mü-
219
əlliflər isə nuklein turşularının dəyişilməsini quraqlığın dərəcə-
sindən, xarekterindən, təsir müddətindən asılı olduğunu göstər-
mişlər [77].
Kojuçko N.N., Udovenko Q.V. (1975) müxtəlif tip quraqlıq
şəraitində nuklein turşularının miqdarını müqayisəli öyrənərək
qeyd etmişlər ki, onların dəyişilməsi həm quraqlığın dərəcəsindən,
həm də bitkilərin inkişaf fazasından asııdır [89]. Kojuçko quraq-
lığın təsiri nəticəsində nuklein turşularının dəyişilməsi haqqında
ədəbiyyat məlumatlarında olan ziddiyyətiməhz bununla, yəni təd-
qiqatın bitkilərin müxtəlif inkişaf mərhələlərində aparılması və
quraqlıq formalarının müxtəlif olması ilə izah edir. Quraqlığa qar-
şı davamlılıq sortun irsi xüsusiyyətləri ilə təyin edilir və adapta-
siya prosesində qeyri-əlverişli şəraitə uyğunlaşma son nəticə ola-
raq yeni səviyyədə metabolizm proseslərinin sabitləşməsi hesa-
bına baş verir.
Aparılan təcrübədə yalnız RNT və DNT-nin miqdarının
təyinindən başqa DNT-nin müxtəlif fraksiyaları da təyin edil-
mişdir. Stresə qarşı bitkilərin bu cür dəyişilməsi daha dəqiq və
qiymətli informasiya verir. Göstərildiyi kimi, bəzi nümunə-
lərdə DNT-nin miqdarının sabit qalmaması, genetik cəhətdən
fəal-labil DNT-nin və genetik cəhətdən inert-stabil DNT-nin
dəyişilməsi ilə əlaqədar olmuşdur. Az davamlı sortlarda stabil
DNT-nin artması və RNT-nin miqdarının azalması bilavasitə
genomun funksional aktivliyinin zəifləməsini göstərir.
220
V F Ə S İ L
BİTKİLƏRDƏ GENETİK MÜXTƏLİFLİYİN
MOLEKULYAR MARKERLƏR ƏSASINDA
QİYMƏTLƏNDİRİLMƏSİ
Hər bir seleksiya proqramının, o cümlədən stres amillərə da-
vamlılıq istiqamətində aparılan seleksiya işlərinin müvəffəqiyyət
qazanması, cari populyasiyanın genetik müxtəlifliyi, strukturu və
potensialı haqqında əldə ediləcək informasiyanın həcmindən
asılıdır. Belə ki, müxtəlifliyin olmadığı yerdə seçim də yoxdur və
nümunələrin genetik yaxşılaşdırılması qeyri-mümkündür [94,
108, 213, 366]. Bitkilərin genetik müxtəlifliyi fərqli metodlarla
öyrənilə bilər. Uzun zaman bitkilərin rüşeym plazmasının tə-
yinində morfoloji əlamətlərdən istifadə edilmişdir. Lakin, mühit
təsiri altında olan morfoloji əlamətlər vasitəsilə genetik müxtəlif-
liyin təyini təbii ki, dəqiq ola bilməzdi. Son illər genetik müxtəlif-
liyin tədqiqində ehtiyat zülallardan istifadə olunmağa başla-
nılmışdır. Lakin PZR-nın (polimeraza zəncir reaksiyası) kəşfi və
amplifikasiya cihazının yaradılması ilə bilavasitə DNT səviyyə-
sində müxtəlif metodlar (AFLP, RAPD, SSR, SCAR və s.)
əsasında genetik müxtəlifliyin tədqiqi mümkün oldu [291]. Mor-
foloji markerlərlə genomun yalnız bir hissəsi – ekspressiya
olunmuş hissəsi öyrənildiyi halda, molekulyar analizlərlə həm də
genomun “susmuş”, fenotipik baxımından müşahidə olunmayan,
neytral mutasiyaların baş verdiyi qeyri-funksional hissələri tədqiq
edilir. PZR əsaslı molekulyar markerlərin sırasında RAPD (ran-
dom amplified polimorphic DNA-təsadüfi amplifikasiya edilmiş
polimorf DNT) markerləri qısa zaman fasiləsində bütöv genom
səviyyəsində böyük miqdarda nümunələrin identifikasiyasını real-
laşdırmağa imkan verir [251]. Təsadüfi xarakterli RAPD mar-
221
kerləri qabaqcadan genom haqqında heç bir informasiya tələb
etmir və eyni zaman fasiləsində bir neçə gen lokusunu tədqiq
etməyə imkan verir [151, 289]. Beləliklə, morfoloji, biokimyəvi
və molekulyar metodların hər biri fərqli yollarla genetik müxtə-
lifliyi izah edir, bu metodların birlikdə istifadəsi isə populyasi-
yaların müxtəlifliyi, genetik strukturu haqqında daha aydın infor-
masiya almağa imkan verir [291, 309].
Seleksiya işlərinə başlamazdan əvvəl tədqiq olunacaq popul-
yasiyada əlamətlərin irsiliyi haqqında da informasiya toplamaq
olduqca vacibdir [185]. Kəmiyyət əlamətlərinin irsiliyini qiymət-
ləndirən diallel çarpazlaşma, nəsillərin orta qiymət və variasiya
analizi üsulları bu məsələlərin qismən həll edilməsində, şübhəsiz
ki, ən faydalı metodlardan sayıla bilər. Belə ki, bu metodların əsa-
sında kəmiyyət əlamətlərinin genetik idarə sistemini, o cümlədən
genlərin fəallıq vəziyyətlərini, additiv və dominant təsirlərin pa-
yını, dominantlığın dərəcəsini və istiqamətini, epistaz təsirlərin
varlığı və ya yoxluğunu, onların növlərini dəqiqliklə təyin etməklə
yanaşı, ümumi və xüsusi irsilik əmsallarını qiymətləndirmək, vali-
deynlərdə dominant və resessiv allellərin necə paylandığını müəy-
yənləşdirmək mümkündür [140, 205]. Valideyn formalarında
ümumi kombinasiya qabiliyyətini, hibridlərdə isə xüsusi kombi-
nasiya qabiliyyətini təyin etməklə, valideyn və hibridlər arasından
ən münasiblərini seçib, seleksiya proqramlarında istifadə etmək
olar [144].
5.1. Diploid və tetraploid buğda növ və növmüxtəliflik-
lərində genetik müxtəlifliyin RAPD markerləri ilə
öyrənilməsi
Molekulyar biologiya və genetikanın son 10 ildə ən bö-
yük nəaliyyətlərindən biri molekulyar markerlərin canlı orqa-
nizmlərin genetik identifikasiyasında tətbiqi olmuşdur. Mo-
222
lekulyar markerlərin, xüsusən, DNT markerlərin bitkiçiliyə
tətbiqi sayəsində bitkilərdə biomüxtəlifliyin tez bir za-
manda öyrənilməsi prosesi başlanmışdır. İnkişaf etmiş öl-
kələr marker əsaslı seçməyə əsaslanaraq seleksiyada böyük
uğurlar əldə etmişlər. DNT markerlərinin köməkliyi ilə
bitkilərdə abiotik və biotik stres amillərə qarşı davamlılıq
genləri identifikasiya edilmiş və nəticədə yüzlərlə quraq-
lığa, duzluluğa və xəstəliklərə davamlı bitki sortları yara-
dılmışdır. DNT markerlərin köməkliyi ilə bitkilərin genetik
yaxınlığı və təkamülü müəyyən edilir ki, bu da seleksiyada
uzaq hibridləşmənin aparılması üçün əsas element hesab
edilir. Belə ki, CİMMYT-də buğda bitkisi üzrə marker
metodlarına əsaslanaraq 600 hibridləşmə aparılır ki, nəti-
cədə ildə 40 məhsuldar, xəstəlik və zərərvericilərə, stres
amillərə davamlı sortlar əldə edilir.
Respublikamız da fauna və flora baxımından zəngin
ölkə sayılır. Ölkəmizdə yayılmış bitki nümunələrinin
qorunması, saxlanması və istifadəsinə son illərdə maraq
daha da artmışdır [9,30]. Bu məqsədlə, AMEA Genetik
Ehtiyatlar İnstitutu və onun tərkibində Cənubi Qafqazda ilk
dəfə olaraq genbank yaradılmışdır. Bu genbankda 8000-ə
yaxın bitki nümunəsi qorunub saxlanılır ki, onunda 1283
nümunəsi buğdalara aiddir. Genbankda qorunub saxlanılan
nümunələrin genetik identifikasiya edilərək pasportlaşdırıl-
ması və onlardan seleksiyada düzgün istifadə edilməsi
günün aktual məsələsinə çevrilmişdir. İlk dəfə olaraq, bu
məqsədlə, biz respublikamızda yayılmış dip loid və tetra-
ploid buğda növlərinin RAPD DNT markerlərilə identifika-
siyasını həyata keçirməyə başladıq.
223
5.1.1. DNT marker metodlarının buğdanın
identifikasiyasında tətbiqi
Buğda dünya üzrə ən geniş istehsal olunan dənli bitkidir
və onun genom səviyyəsində aqronomik xüsusiyyətlərinin çox
hissəsi öyrənilmişdir. Onun çox saylı xromosomları və polip-
loid genomunun xromosom itkisi və ya artmasına qarşı da-
vamlılıq qabiliyyəti sitogenetik usullardan istifadə edilməklə
öyrənilmiş və bu da ilkin buğda genetikasının inkişafına təkan
vermişdir. Genetik müxtəliflik bitki seleksiyasında əsas mate-
riallardan biridir, morfoloji əlamətlərə və lizozim polimorfiz-
minə əsaslanan mövcud genetik müxtəliflik stabil deyil və ət-
raf mühitin təsirinə məruz qalır, lakin molekulyar markerlər
stabil xarakterlidir. Biokimyəvi markerlərdən izoenzimlər və
toxumun ehtiyat proteinləri, DNT əsaslı markerlərdən isə re-
striktaza fraqmentlərinin uzunluq polimorfizmi (RFLPs) və
təsadüfi amplifikasiya olunmuş polimorf DNT-lər (RAPDs)
buğdalarda genetik müxtəlifliyin qiymətləndirilməsində isti-
fadə edilmişdir [122,313,331]. Başqa molekulyar markerlər,
misal olaraq, sadə nukleotid ardıcılığı təkrarları (SSR), ampli-
fikasiya olunmuş fraqmentlərin uzunluq polimorfizmi (AFLPs) də
buğdalarda genetik əlaqələrin öyrənilməsində istifadə edilmişdir.
Bütün molekulyar markerlər arasında ən sadəsi və buğda
növləri arasında genetik müxtəlifliyin öyrənilməsində ən uy-
ğunu RAPD marker metodudur [280,394].
5.1.2. RAPD praymerləri
RAPD – təsadüfi DNT hissəsinin amplifikasiyasına əsas-
lanan markerlərdir. Bu metod vasitəsilə bitkilərin identifika-
siyası ucuz başa gəlir. Penelope J. Bebeli və əməkdaşlarının
224
tədqiqatlarında, 2005-ci ildə 87 praymerin içərisindən seçil-
miş 15 praymerdən istifadə edilmiş və diploid və tetraploid
buğda növlərinin identifikasiyası həyata keçirilmişdir [58].
Cədvəl 5.1
İstifadə edilən praymerlər və
onların verdikləri polimorfizm
№
Praymer
Ardıcıllıq
(5’ - 3’)
Bənd-
lərin
sayı
Polimorf
bəndlərin
sayı
Polimor-
fizm
(%-lə)
1
OPA-07
GAAACGGGTG
5
4
80.0
2
OPA-08
GTGACGTAGG
10
9
90.0
3
OPB-08
GTCCACACGG
11
7
63.6
4
OPB-10
CTGCTGGGAC
11
10
90.9
5
OPB-20
GGACCCTTAC
5
4
80.0
6
OPE-02
GGTGCGGGAA
12
8
66.6
7
OPN-04
GACCGACCCA
14
8
57.1
8
OPN-05
ACTGAACGCC
7
5
71.4
9
OPN-08
ACCTCAGCTC
7
5
71.4
10
OPO-04
AAGTCCGCTC
7
6
85.7
11
OPO-05
CCCAGTCACT
9
7
77.8
12
OPO-06
CCACGGGAAG
16
10
62.5
13
OPO-12
CAGTGCTGTG
13
10
76.9
14
OPO-15
TGGCGTCCTT
9
8
88.9
15
OPAN-16
CAAGGTGGGT
5
4
80.0
Cəmi
140
105
75.0
225
A B C D F G H I J K M
Şəkil 5.1. RAPD markerlərlə diploid və tetraploid buğdaların
elektrofarezi
A) T.turgidum v.alboyadurum, B) T.durum v.leucurum (Şərq), C) T.pe-
rsicum, D) T.dicoccum v.atratum, F) T.durum v.hordeiforme (Bərəkətli
95), G) T.monococcum H., T.boeoticum, I) T.turgidum v.salomonis,
J) T.dicoccum v.farrum, K) T.dicoccoides, M) Marker
İstifadə olunan praymerlərdən alınmış şəkillər ayrı-ayrı-
lıqda təhlil edilmiş və polimorfizmin faizi hesablanmışdır.
226
Bizim tədqiqatda praymerlərin polimorfizmi orta hesabla
75.0% olmuşdur [3]. OPA – 04, OPAN 16, OPA -07, OPE-02
praymerləri vasitəsilə əldə olunmuş polimorfizm aşağıdakı şə-
kildə təsvir edilmişdir.
5.1.3. Genetik oxşarlıq
15 praymerdən istifadə etməklə nümunələr arasında po-
limorfizm binar nömrələmə əsasında qiymətləndirilmişdir
(1;0). Bəndin olması 1, həmin yerə uyğun sahədə olmayan
bəndlər isə 0 kimi nömrələnmiş və N.Nei və W.Li (1979)
tərəfindən verilmiş formula əsaslanaraq oxşarliq indeksi he-
sablanmişdir [296] (Cədvəl 5.2).
Alınmış nəticələrə əsaslanaraq dendroqram tərtib edilmiş və
nümunələrin genetik yaxınlığı göstərilmişdir. Dendroqramda 2
əsas qrup alınmışdır. T.dicoccoides v. arabicum, T.dicoccum v.
farrum, T.durum v. hordeiforme (Bərəkətli 95), T.dicoccum v.
atratum, T.boeoticum, T.durum v.leucurum (Şərq) növmüxtəliflik-
ləri bir qrupda, T.turgidum v. salomonis, T.turgidum v.alboyadu-
rum, T.persicum və T.monococcum növləri isə digər qrupda
birləşmişlər. Qruplar daxilində də müəyyən qruplaşmalar mey-
dana gəlmişdir. Belə ki, 1-ci qrupda T.dicoccoides v. arabicum
və T.dicoccum v.farrum nümunələri bir-birlərinə daha yaxın
olduqları görünür.
227
Cədvəl 5.2
Diploid və tetraploid buğda nümunələrinin öxşarlıq indeksləri
Genotiplər
1
2
3
4
5
6
7
8
9
T.dicoccoides
1
T.dicoccum v. farrum
0.562
1
T.turgidum v. salomonis
0.516
0.424
1
T.boeoticum
0.414
0.516
0.400
1
T.monococcum
0.387
0.364
0.562
0.303
1
T.durum v. hordeiforme
(Bərəkətli 95)
0.533
0.625
0.322
0.414
0.387
1
T.dicoccum atratum
0.452
0.545
0.312
0.466
0.437
0.581
1
T.persicum
0.483
0.387
0.400
0.428
0.400
0.345
0.400
1
T.durum v.leucurum (Şərq)
0.333
0.437
0.452
0.552
0.452
0.400
0.452
0.551
1
T.turgidum alboyadurum
0.529
0.529
0.588
0.485
0.514
0.529
0.514
0.545
0.470
226
228
2-ci qrupda isə, əsasən, T.turgidum v.salomonis və T.tur-
gidum v.alboyadurum növmüxtəlifləri bir-birinə daha yaxın
hesab edilir. Bu yaxınlığı adi qəbul etmək olar, çünki solo-
monis və alboyadurum eyni növün müxtəlif növmüxtəliflik-
ləridir. T.monococcum və T.boeoticum diploid olmalarına bax-
mayaraq, bizim istifadə etdiyimiz praymerlərin verdiyi bənd-
lərə görə bir-birindən genetik cəhətdən uzaq kimi qiymətlən-
dirilmişdir.
Nümunələr, həmçinin AMEA Genetik Ehtiyatlar İnstitutu-
nun Abşeron təcrübə bazasında becərilmiş və məhsuldarlıq ele-
mentlərinə görə struktur analiz edilmiş və nəticələrə əsasən den-
droqrama tərtib olunmuşdur (Şəkil 5.2).
Şəkil 5.2. Diploid və tetraploid buğda nümunələrinin
oxşarlıq indeksinə görə qruplaşması
229
Cədvəl 5.3
Abşeronda səpilmiş diploid və tetraploid buğda
növ və növmüxtəlifliklərinin struktur analizi
Ad
ı
B
it
k
in
in
b
o
y
u
M
əh
su
ld
ar
gö
vd
əl
ər
in
s
ay
ı
S
ün
bü
lü
n
uz
un
lu
ğu
S
ün
bü
lü
n
çə
k
is
i
S
ün
bü
lc
ük
-l
ər
in
sa
yı
D
ən
in
ç
ək
is
i
D
ən
in
s
ay
ı
1
0
0
0
d
ən
in
kü
tl
əsi
T.boeoticum
114 2.6
7.5
0.88
27.8
0.49 19.0 15.5
T.monococcum
104 4.8
6.6
0.86
29
0.52 26.7 18.0
T.dicoccoides
103 3.55
8.2
2.50
11.5
1.50 23.3 41.0
T.dicoccum
v. farum
131 4.3
6.1
1.95
16.0
1.45 33.2 40.6
T.dicoccum
v. atratum
122 3.90
7.7
2.1
23.3
1.28 41.7 32.0
T.turgidum
v. alboyadurum
114 2.4
6.45 4.36
20.1
3.35 54.8 56.9
T.turgidum
v. salomonis
133 3.05 8.55 4.53
25.8
2.61 55.7 52.0
T.persicum
87.0 3.50 11.9 1.92
18.9
1.35 32.9 35.0
T.durum
v.hordeiforme
(Bərəkətli 95)
94.0 4.27 6.40 4.20
18.4
3.24 49.9 62.0
T.durum
v. leucurum (Şərq)
132 3.5
7.40 3.47
19.6
2.39 41.6 52.0
|