Translated from Russian to Uzbek

Birinchi yo'l- bu butun o'simlikning ikkilamchi yangilanishi, hujayralar, to'qimalar va organlar darajasida farqlash mumkin.
Ikkinchi yo'l- bu hujayraning ikkilamchi differentsiatsiya va o'simliklarni qayta tiklash qobiliyatini yo'qotish, doimiy dedifferentsiyalash, gormonlarsiz muhitda o'sish qobiliyatini egallash, ya'ni. shishga aylanishi. Qadimgi transplantatsiya madaniyatlarining hujayralari ko'pincha bunday xususiyatlar bilan ajralib turadi. Rasmda hujayra siklining fazalari tasvirlangan va ularning qaysi birida hujayralar mitotik sikldan chiqib, differensiallashgan holatga o'tishi va shunga mos ravishda dedifferentsiyalanish va ularning bo'linishga induksiyasi bilan tsiklga qaytishi mumkinligi ko'rsatilgan. Odatda hujayralar ixtisoslashuvga G1 fazasidan kiradi.
Uchinchi yo'l- bu kallus hujayrasining normal rivojlanish tsikli, uning qarishi va o'limi bilan yakunlanadi. Bunda hujayra ikkilamchi differentsiatsiyaga uchraydi va bo'linishni to'xtatadi (statsionar o'sish fazasi). Biroq, bunday differentsiatsiya morfogenezga olib kelmaydi, balki unga eski kallus hujayrasining xususiyatlarini beradi. Kallus to'qimalarining kulturasida morfogenez hujayralarning uyushmagan massasidan uyushgan tuzilmalarning paydo bo'lishini anglatadi.
Morfogenezning ikkita asosiy turi mavjud. To'qimalar madaniyatida u organogenez shaklida o'zini namoyon qilishi mumkin (monopyar strukturaning shakllanishi, ya'ni alohida organlar); ildiz, poya, kamroq tez-tez gul (gulli) yoki barg, somatik embriogenez shaklida (somatik hujayralardan bipolyar mikrobga o'xshash tuzilmalarning shakllanishi).
Organogenezda birinchi navbatda alohida organlar yangilanadi, so'ngra ildiz organogenezi bundan mustasno, ulardan butun o'simliklar qayta tiklanadi. Somatik embriogenez natijasida, organogenezdan farqli o'laroq, embrion darhol hosil bo'ladi, u ham ildiz meristema, ham apikal kurtak meristemasiga ega bo'lib, keyinchalik butun o'simlik rivojlanadi.
Totipotentlik kontseptsiyasiga ko'ra, kallusni gul gulbargi hujayralaridan yoki poyaning medullar parenximasi hujayralaridan yoki har qanday to'qima hujayralaridan olsak, unda, qoida tariqasida, har bir bunday hujayra o'zini qayta tiklashi mumkin. butun o'simlik. Biroq, totipotentlik xususiyati har doim ham amalga oshirilmaydi, chunki har xil turdagi hujayralarning potentsial imkoniyatlari turlicha namoyon bo'ladi. Ularning ba'zilarida genlar yuqori darajada repressiyaga uchraydi va shuning uchun totipotentlikning namoyon bo'lishi cheklangan bo'ladi.
Morfogenezning hujayra asosini sitodifferentsiatsiya tashkil etadi. O'simliklarning yangilanishi hujayralarning ikkilamchi differentsiatsiyasidan boshlanadi. Bunday holda, ajratilgan hujayralar yana ixtisoslashganlarning tuzilishi va funktsiyalariga ega bo'ladi. Kallus hujayralarining ikkilamchi differentsiatsiyasi har doim ham morfogenez va o'simliklarning yangilanishi bilan tugamaydi. Ba'zan bu faqat to'qimalarning shakllanishiga olib keladi (histodifferentsiya). Shunday qilib, kallus hujayrasi floema yoki ksilema elementlariga aylanishi mumkin. Ikkilamchi differentsiatsiyaning yana bir misoli - dedifferentsiallashgan faol ko'payadigan hujayraning eski bo'linmaydigan kallus hujayraga aylanishi (statsionar o'sish fazasi).
Ikkilamchi differentsiatsiyaning barcha turlaridan morfogenez katta qiziqish uyg'otadi, chunki bu kallus hujayrasidan butun o'simlikni olish imkonini beradi. Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, differentsiatsiya va morfogenez turli genlarning ketma-ket kiritilishiga asoslanadi, ya'ni. hujayra differentsiatsiyasi differensial gen faolligi bilan belgilanadi. Strukturaviy genlar faoliyatidagi o'zgarishlar ularning derepressiyasi, repressiyasi yoki kuchayishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Bu jarayonda fitohormonlar katta rol o'ynaydi.
Kallus to'qimalarining madaniyatida morfogenez nazorat qilinishi mumkin. Izolyatsiya qilingan o'simlik hujayralarining morfogenez qobiliyatiga ichki va tashqi omillar ta'sir qiladi. Ichki omillarga quyidagilar kiradi: asl o'simlikning turi, eksplant olingan organ, eksplantning yoshi va hatto uning massasi. Bunday holda, biz allaqachon aniqlangan hujayralarning keyingi farqlash qobiliyati morfogenez uchun zarur bo'lgan ma'lum bir minimal massa mavjudligiga bog'liq bo'lgan "minimal massa effekti" haqida gapirishimiz mumkin.
Qiziqarli ishlar o'simliklarning qayta tiklanishining ularning rivojlanish tezligiga bog'liqligini aniqlashga qaratilgan. Ertapishar navlar kechpishar ekinlarga nisbatan regeneratsiyaning past darajasi bilan ajralib turadi. Tezroq rivojlanayotgan o'simliklardan in vitro etishtirish uchun ajratilgan organlar va to'qimalarda potentsial eksplantlarda morfologik qobiliyatni ta'minlaydigan boshlang'ich meristematik hujayralar mavjud bo'lish muddati qisqaroq bo'lishi mumkin.
Tashqi omillarga birinchi navbatda quyidagilar kiradi: ozuqa muhitining tarkibi, harorat, yorug'lik (fotodavrning intensivligi va uzunligi). Odatda morfogenezning stimuli yoki signali deb ataladigan morfogenezning eng kuchli induktori ozuqa muhitining bir qismi bo'lgan sitokininlar va auksinlar o'rtasidagi nisbatning o'zgarishidir.
Muhitda bitta auksinning mavjudligi ixtisoslashgan hujayraning mitozning G0 fazasidan S fazasiga o'tishini belgilaydi. Ammo yadro DNK sintezi fazasini va hujayralarning mitoz va sitokinezga o'tishini rag'batlantiruvchi oqsillar sintezini yakunlash uchun muhitga kinetin qo'shish kerak.
Sitokininlar auksinlardan ustun bo'lsa, ko'pincha poya organogenezi, auksinlar ustun bo'lganda esa ildiz organogenezi boshlanadi. Buni ikkala gormonning antagonistik tabiati, ularning birgalikdagi tortishish ta'siri va apikal dominantlikni induktsiya qilish / bostirish jarayoni bilan osongina izohlash mumkin.
Shunday qilib, aoksin va sitokinin seriyasining ekzogen gormonlari balansidagi farqlar, bir tomondan, madaniyatda hujayraning differentsiatsiya va uyushmagan proliferatsiyaga o'tish imkoniyatini, ikkinchi tomondan, bir yoki ikkinchi darajali differentsiatsiyaning induksiyasini aniqlaydi. morfogenezning yana bir turi.
Agar organogenez auksinlar yoki sitokininlar yordamida qo'zg'atilishi mumkin bo'lsa, somatik embriogenez deyarli ekzogen fitohormonlardan mustaqildir. Odatda, embriogen zonalar kallus to'qimalarida kallus hosil bo'lishi uchun ishlatilgan bir xil ozuqa muhitida paydo bo'ladi. Kallus to'qimalarida somatik embrionlarning rivojlanishi dediferentsiya qiluvchi omil oziq muhitidan (2,4-D yoki boshqa auksinlar) chiqarib yuborilgandan so'ng boshlanadi. Rivojlanayotgan embrion ekzogen gormonlarga muhtoj emas, chunki u o'zini ular bilan ta'minlaydi.
Somatik embriogenezning gormonlardan mustaqilligi Haberlandt, keyinroq Styuard tomonidan ifodalangan, hujayra izolyatsiyasi jarayonining o'zi uning totipotentligini amalga oshirishni rag'batlantiradigan nuqtai nazar foydasiga dalildir, ya'ni. morfogenezga o'tish. Shunday qilib, morfogenezning asosiy stimullari ozuqa muhitidagi gormonlar nisbatining o'zgarishi, shuningdek, o'simlik hujayrasini organizmning o'zidan ajratib olish jarayonidir.
Kallus to'qimalarining kulturasida morfogenezning qo'shimcha stimulyatorlari ozuqa muhitida kumush nitrat, ammoniy selitra, ba'zi aminokislotalar (prolin, tirozin, ba'zan serin) va poliaminlar (putresin va spermidin) mavjudligidir. Ba'zi hollarda mannitol va sorbitol morfogenez jarayonini rag'batlantiradi. NO3 ionlari kallus to'qimalarida paydo bo'ladigan uyushgan tuzilmalarning rivojlanishiga ta'sir qiladi va ularning induksiyasi NH4 ionlari tomonidan rag'batlantiriladi. Gibberel kislotasi poya primordiyasining o'sishini rag'batlantiradi va abscisic kislotasi somatik embrionlar organlarining differentsiatsiyasini tezlashtiradi. Shunisi qiziqki, sanab o'tilgan ba'zi moddalar, masalan, kumush nitrat, eski transplantatsiya ekinlarining tiklanish qobiliyatini uzaytiradi. U yoki bu morfogenez qo'zg'atuvchisi ta'sirida kallus hujayra aniqlanishi kerak, ammo barcha hujayralar emas, balki 400-1000 hujayradan faqat bittasi yangilanish yo'lini oladi. Binobarin, morfogenezga o'tish uchun induktor (stimul) etarli emas, lekin hujayra unga javob berishga tayyor bo'lishi kerak. Morfogenez stimullarini idrok etish qobiliyati hujayra kompetensiyasi deb ataladi. Tadqiqotchilar hujayra kompetensiyasi tasodifiy hodisa va shuning uchun juda kam degan xulosaga kelishdi. Shu munosabat bilan, qobiliyatsizligi tufayli morfogenez stimullarini idrok eta olmaydigan va aniqlangan kallus hujayralarining taqdiri haqida savol tug'iladi. Transplantatsiya madaniyatida bu hujayralar bo'linishda davom etadi va, ehtimol, gormonlar mustaqilligiga o'tish yo'lini oladi. Biroq, barcha kallus to'qimalari oxir-oqibat gormonlar mustaqilligining paydo bo'lishi bilan o'z rivojlanishini yakunlamaydi.
Ularning ko'pchiligi, genetik xususiyatlar tufayli, ekzogen gormonlardan foydalanishda davom etadilar, ammo qayta tiklash qobiliyatini butunlay yo'qotadilar. Bunday to'qimalar "odatiy" va yangi kallus to'qimalari o'rtasida oraliq pozitsiyani egallaydi. Kallus to'qimalarida morfogenez tegishli sharoit ta'sirida aniqlangan hujayraning atrofdagi kallus hujayralaridan ajralib, qalinlashgan hujayra devorini hosil qilishidan boshlanadi. Dastlabki hujayradan somatik embriogenezda zigota, organogenezda esa meristematik markaz paydo bo'ladi. Dastlabkisi noaniq kallus hujayralaridan katta yadro va kichikroq vakuolalarga ega bo'lishi bilan farq qiladi. Yadro odatda markaziy joyni egallaydi. Dastlabki hujayralar ko'p miqdorda saqlash moddalarini o'z ichiga oladi: kraxmal va ba'zan lipidlar. Bir muncha vaqt davomida boshlang'ich hujayralar kechikish bosqichida bo'lib, bu ularning qayta tuzilishi va keyingi tez bo'linishlarga tayyorlanishi uchun zarurdir. Keyin bu hujayralar bo'linish yo'li bilan bo'linib, kichik izodiametrik hujayralarning sharsimon massasini hosil qiladi. Organogenezda hujayralarning bu massasi meristematik fokus, somatik embriogenezda esa globulyar proembrion deyiladi. Keyinchalik, meristematik fokusda poya, ildiz, barg yoki gul kurtakning primordiyasi farqlanadi va shunga mos ravishda poya, ildiz, barg yoki gul organogenezi sodir bo'ladi. Globulyar proembrionda bipolyar embrion struktura rivojlanadi. Kallus hujayradan somatik embrion shakllanishining bir necha ketma-ket bosqichlarini ajratish mumkin: globulyar, yurak, torpedosimon, somatik embrion. Meristematik o'choqlar yoki proembrionlar kallus to'qimalarining chekkasida paydo bo'lishi yoki uning ichiga joylashishi mumkin. Odatda ularning lokalizatsiyasida ma'lum bir naqsh yo'q.
Jinsiy va somatik embrionlarning qiyosiy tahlili ularning rivojlanishining parallelligi haqida gapirishga imkon beradi, bu morfogenezning asosiy qonuniyatlarida (qutblanish, simmetriya, hujayra va to'qimalarning differentsiatsiyasi, ko'payish qobiliyati) namoyon bo'ladi. Ham jinsiy, ham somatik embrionlar polimorfizm, o'tish shakllari va anomaliyalari bilan ajralib turadi. Somatik embrionning genezisi va tuzilishi taksonga xosdir. Ehtimol, ular boshlang'ich hujayraning shakllanish joyi bilan belgilanadi. Jinsiy va somatik embrionlarning shakllanish qonuniyatlarini taqqoslab, o'simliklarning vegetativ ko'payishining yangi toifasi - embrioidogeniya aniqlandi.

Kallus hujayralarining morfogenezga o'tishi jarayonida ularning metabolizmida sezilarli o'zgarishlar yuz beradi. Morfogenezdan oldin hujayralardagi antigen oqsillari paydo bo'ladi. R.G. asarlarida. Butenko, N.I. Volodarskiy va N.A.Moiseevalar tamaki kallusi toʻqimalari kulturasida morfogenez maʼlum marker oqsillari sintezini yoqish va oʻchirish bilan tavsiflanishini koʻrsatdi. Ushbu hujayralarning markerlari bo'lgan meristemalarda ikkita antigen oqsili topilgan. Shu bilan birga, kallus to'qima hujayralarining induktsiyalangan aniqlanishi unda ildiz meristema hujayralarining antigen-markerining paydo bo'lishi bilan bog'liqligi ko'rsatildi.

Embriogen kulturalardan ajratilgan oqsilni konditsioner omil sifatida ko'rish mumkin. Glikoprotein to'plana olmaydigan yangi ozuqaviy muhitga tez-tez transplantatsiya qilinganida, embriogenez sodir bo'lmaydi. Agar somatik embriogenezga o'tish jarayonida hujayralarda paydo bo'ladigan oqsil ajratib olinsa va morfogenez genlari ishlamaydigan yoki yo'qolgan uzun (embriogen bo'lmagan) kallus hujayralariga kiritilsa, ularda morfogenezga o'tish induktsiya qilinadi. Morfogenezning yangi belgilarini izlash bo'yicha ishlar davom etmoqda. Meristematik o'choqlarning hujayralari va embrioid tuzilmalarni keltirib chiqaradigan hujayralar kallus hujayralaridan RNK va DNKning intensiv sintezi bilan farqlanadi, bu ularning oqsil almashinuvining o'ziga xos xususiyatlari bilan bog'liq. Protein almashinuvidagi o'zgarishlar hujayra dedifferentsiyasi paytida sodir bo'ladigan o'zgarishlarga o'xshaydi, ammo ularning natijalari boshqacha. Reaksiyaning o'ziga xosligi proliferatsiyani kuchaytirish uchun zarur bo'lgan makromolekulalar sintezining umumiy o'sishi bilan emas, balki ushbu umumiy fonda yuzaga keladigan va tartibga soluvchi turdagi oqsillarning ko'rinishini aniqlaydigan noyob sintezlar bilan belgilanadi. Kallus to'qimalarining madaniyatida morfogenezga o'tish nafas olish metabolizmidagi sezilarli o'zgarishlar bilan birga keladi. Umuman olganda, nafas olish (CO2 tomonidan) kuchayadi, lekin uning xarakteri pentoza fosfat yo'lining kuchayishi yo'nalishi bo'yicha o'zgaradi. Nafas olish fermentlarining faolligi oshadi. Biyokimyasaldan keyin hujayraning strukturaviy qayta tashkil etilishi keladi. Hujayraning biokimyoviy differensiatsiyasi har doim strukturaviy differentsiatsiyadan oldin sodir bo'ladi. Morfogenez yo‘liga o‘tgan hujayralarda ribosoma va mitoxondriyalar soni ko‘payib, ichki tuzilishi o‘zgaradi. Kallus hujayralarida morfogenez jarayonlari asinxron va uzoq vaqt davomida sodir bo'ladi. Shu bilan birga, kallus to'qimasida to'liq shakllangan tuzilmalar ham, bu yo'lga endi kirgan hujayralar ham bo'lishi mumkin. Meristematik markaz va globulyar proembrion hujayralarining ortib borayotgan sintetik faolligi ularni ozuqa moddalari shoshilinch ravishda jalb qiluvchi markazga aylantiradi. Atrofdagi kallus hujayralari ko'pincha vayron bo'ladi va hosil bo'lgan embrioidlar kallus hujayralari massasidan osongina tushadi. Kallus hujayralari plazmodesmat bilan o'zaro bog'lanmaydi yoki ikkinchisi sezilarli darajada kamayadi. Hujayralar o'rtasida mikrobga o'xshash tuzilmalar yoki meristematik o'choqlar paydo bo'lganda, plazmodesmata yordamida aloqa yana tiklanadi. Morfogenez jarayonida yuzaga keladigan va kallusdan o'simlik hujayrasining yangilanishi bilan yakunlanadigan barcha o'zgarishlar maxsus genlar tomonidan boshqariladi (boshqariladi). Hozirgi vaqtda ba'zi olimlar morfogenez belgisi poligenli va bir nechta xromosomalar tomonidan boshqariladi, deb hisoblashsa, boshqalari bu xususiyat ikkita yadro gen tomonidan belgilanadi degan xulosaga kelishdi. Kallus hujayralarining morfogenetik faolligi genetik xarakterga ega bo'lishi, nima uchun ba'zi hollarda ma'lum genotiplarning kallus to'qimalaridan regeneratsiya olish mumkin emasligini tushuntiradi. In vitro morfogenetik faol genotiplarni kesib o'tish orqali regenerativ quvvatni oshirish mumkin.
M.I.Soboleva va I.V.Loginovlarning ishlarida kalluslarning morfogen qobiliyatining turli omillarga bog'liqligini aniqlashga harakat qilingan. Ularning fikricha, totipotentlik va proliferatsiya yagona molekulyar mexanizm bilan chambarchas bog'liq bo'lib, uning yopilishi yoki buzilishi in vitro madaniyatida morfogen bo'lmagan kallus shakllanishiga olib keladi. Kalluslarning “biomassa hajmining o‘sishi” kompleks ko‘rsatkichini o‘rganish bizga morfogen kalluslar quruq moddalarning faol to‘planishi hisobiga emas, balki faol ko‘payish hisobiga o‘z biomassasini oshiradi, degan xulosaga kelishimizga imkon berdi. Hujayralarning cho'zilishi bilan birgalikda hidratsiyasi tufayli biomassa va hajmining oshishi ham dargumon, chunki bu holda morfogen kallus zich globulyar tuzilishga ega bo'lgan holda bo'shashgan, gidratlangan konsistensiyaga ega bo'ladi. Morfogen bo'lmagan kallus biomassasining ko'payishi, ularning fikriga ko'ra, ko'p jihatdan hujayralarning hidratsiyasi bilan birgalikda cho'zilish orqali o'sishiga bog'liq. Bir qator tadqiqotlar morfogen va morfogen bo'lmagan kalluslar hujayralari o'rtasidagi morfologik farqlarni aniqladi. Masalan, morfogen kallusning proembrion hujayra komplekslari yuzasi hujayradan tashqari matritsa (EKM) tarmog'i bilan qoplangan, morfogen bo'lmagan kallus hujayralari yuzasida esa ECM kuzatilmaydi. Hujayradan tashqari matritsaning sirt tarmog'i fibrillyar oqsil tuzilishidir. ECM morfogen kulturalar va proembrionlarning proembrion hujayra komplekslariga xos bo'lgan struktura belgisidir. Shunday qilib, ECM ning mavjudligi kalluslarning morfogen qobiliyati bilan bog'liq.