6D060700-биология мамандығы бойынша
философия докторы (PhD) ғылыми дәрежесін алу үшін
дайындалған диссертация жұмысына
АҢДАТПА
Нурсафина Акмарал Жексенбаевна
Gagea және Ixiolirion туысының өсімдік түрлерінің көбею жүйесінің
морфологиялық және молекулалық ерекшеліктерін зерттеу
Диссертация жұмысының жалпы сипаттамасы. Пиязшықты дамитын
Gagea (Liliaceae) және Ixiolirion (Amaryllidaceae) туысына жататын - Gagea
graeca, Gagea bulbiferа, Ixiolirion tataricum - өсімдік түрлерінің алғаш рет
көбею жүйесінің морфологиялық және молекулалық ерекшеліктері зерттелді.
Сандық морфологиялық зерттеулер негізінде, осы зерттелген түрлердің
репродуктивті құрылымдарының (пиязшықтар және гүлдер) қалыптасуы мен
дамуы базальды пиязшықтың мөлшеріне тәуелділі болатындығын көрсетті.
Liliaceae
және Amaryllidaceae тұқымдастарының репродуктивті
құрылымдарының бір-біріне өте ұқсас болуы, олардың систематикасында
үлкен шатастықты тудырады. Бұл өсімдіктердің көбею жүйесін
морфологиялық және молекулалық әдістердің көмегі арқылы салыстырмалы
тұрғыда зерттеу, олардың айырықша ерекшеліктерін анықтауда нақты
мәліметтерді алуға мүмкіндік береді.
Аталмыш туыс түрлеріне морфологиялық және молекулалық әдістерді
қолдану арқылы генетикалық тұрғыдан жүргізілген заманауи және тиімді
нәтижелер беретін күрделі AFLP (ағл. Amplified Fragment Length
Polymorphism;
қаз. амплификацияланған фрагменттер ұзындығының
полиморфизмі) әдісін қолдану арқылы зерттелген түрлердің генетикалық
алуан түрлілігін болжауда Қазақстанда және Грекияның Крит аралында
өсетін Gagea туысына жататын Gagea graeca, Gagea bulbiferа түрлерінің
көбею жүйесінің молекулалық және морфологиялық ерекшеліктеріне алғаш
рет салыстырмалы тұрғыда зерттеу жүргізілді; сонымен қатар популяцияда
кездесетін дара генотиптер пен клон құрайтын өсімдіктердің генеративті
және вегетативті көбею арақатынастары айқындалды. Осы өсімдік түрлерінің
репродуктивті мүшелеріндегі азот пен көміртек құрамына талдау жасау
нәтижесінде көбею жүйесінің қоректік заттарға тәуелді болатындығы
анықталды. Сонымен қатар, Amaryllidaceae тұқымдасына жататын Ixiolirion
tataricum түрінің морфологиясы мен көбею типі анықталды.
Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Гүлді өсімдіктердің тіршілік
циклдарының дамуы мен көбею процесінде таксонның идентификация
қасиеттерін анықтай отырып, түрлерді бір-бірінен ажырату үлкен рөл
атқарады.
Liliaceae және Amaryllidaceae тұқымдастары пиязшықты дамитын
геофиттер, Орталық Азия мен Жерорта теңізінің шөлді аймақтарында кең
таралған.
Құрғақшылық жағдайына бейімделуі барысында алуан түрлілігімен
ерекшеленетін жуашықты өсімдіктердің тұқымдары мен пиязшықтары қор
заттарын жинай отырып, түрлі экологиялық қызметтер атқарады
Gagea және Ixiolirion туысының көбею жүйесінің ерекшеліктері
онтогенез барысындағы репродуктивті стратегиясының алмасып және оның
тұрақсыз дамуына байланысты. Сондықтан бұл туысқа жататын өсімдік
түрлерінің көбею жүйесін зерттей отырып, жалпы осы туысқа тән
репродуктивті құрылымдардың даму заңдылықтарын анықтауда түрлерді бір-
бірінен ажырату ерекше орын алады. Жүргізілген морфологиялық және
молекулалық зерттеулер мен генетикалық талдаулар арқылы Gagea және
Ixiolirion туыстарының қаншалықты дәрежеде түрдің генетикалық алуан
түрлілігін болжай алатындығын біле аламыз. Морфологиялық талдаулар
негізінде бұл туыс түрлерінің репродуктивті жүйесінің эволюциясы қалай
дамитындығы туралы түсініктер жиналды.
Зерттеудің мақсаты: Gagea туысына жататын Gagea graeca және Gagea
bulbifera өсімдік түрлерінің көбею жүйесінің морфологиялық және
молекулалық ерекшеліктерін зерттеу. Gagea graeca-ның Жерорта теңіздік
ортаға бейімделуін зерттеу және осы бейімделулерді құрғақшылық (Gagea
bulbiferа) пен ылғалды (Gagea lutea) ортаға бейімделген Gagea туысының
басқа түрлерімен салыстыру. Сонымен қатар, Ixiolirion tataricum
(Amaryllidaceae) өсімдігінің репродуктивті жүйесі мен өсу модельдерін
зерттеу.
Зерттеу объектілері: Gagea туысына жататын Крит (Грекия) аралы
аумағында өсетін Gagea graeca және Қазақстан жерінде жиналған Gagea
bulbifera өсімдіктерінің үлгілері және олардың ДНҚ үлгілері және Шығыс
Қазақстан облысының Делбегетей тауларынан жиналған Ixiolirion tataricum
өсімдік үлгілері.
Зерттеу міндеттері:
Зерттеу мақсатына байланысты келесі міндеттер қойылды:
1. Gagea graeca және Gagea bulbiferа өсімдік түрлерінің репродуктивті
жүйесіне салыстырмалы морфологиялық талдау жүргізу;
2. Морфологиялық зерттеулер арқылы осы түрлердің репродуктивті
құрылымдарын (пиязшықтар және гүлдер) зерттеу;
3. Өсімдіктің репродуктивті құрылымдарындағы қор заттарының (N)
және (С) таралуын зерттеу;
4. Gagea graeca және Gagea bulbiferа түрлерінің популяцияларындағы
генетикалық алуан түрлілігі мен клонды құрылымын салыстырмалы түрде
зерттеу;
5. Ixiolirion tataricum өсімдігінің репродуктивті жүйесін және өсу
модельдерін зерттеу.
Ғылыми жұмыстың жаңалығы:
- морфологиялық көрсеткіштер негізінде Крит аралында өсетін Gagea graeca
және Қазақстан аумағында өсетін Gagea bulbifera түрлеріне салыстырмалы
талдауы бірінші рет жасалынды;
- алғаш рет жоғары ақпараттылық молекулалық маркерлерді (AFLP) қолдану
арқылы Крит (Грекия) аралынан алынған Gagea graeca және Қазақстан
жерінде өсетін Gagea bulbifera үлгілерінің генетикалық алуан түрлілігіне
зерттеу жүргізілді;
- Gagea (Liliaceae) туысында құрғақшылық ортаға бейімделу үрдісі, яғни
вегетативті көбеюден генеративті көбеюге көшуі (тұқымдар/жуашықтар
сандарының ауысуы және осы құрылымдардың қалыптасуы үшін шекті мәні)
анықталды;
- Gagea (Liliaceae) туысында төменгі репродуктивті жасерекшелік (гүлдің
қалыптасуы үшін ең төменгі шекті мәні) айқындалды.
- алғаш рет Шығыс Қазақстан облысының Делбегетей тауларынан
жиналған Ixiolirion tataricum түрінің морфолгиясы мен репродуктивті жүйесі
зерттелді.
Жұмыстың теориялық және практикалық маңызы. Gagea және
Ixiolirion туысына жататын өсімдік түрлерінің репродуктивті ерекшеліктерін
зерттеу осы туыстың түрлеріне тән репродуктивті құрылымдардың даму
заңдылықтарын мен систематикасын анықтауға, диагностикалауда туғызатын
қиыншылықтар түрлерді ажыратуға және филогениядағы орнын айқындауға
үлкен мүмкіндіктер береді.
Алынған зерттеу нәтижелері Gagea және Ixiolirion туысындағы
вегетативті және генеративті көбею эволюциясына экологиялық және
филогенетикалық факторлардың әсерін анықтауда, сонымен қатар осы
туыстың түртүзілісін, әсіресе гибридизация және полиплоидизация арқылы
түрлердің түзілу маңыздылығын түсінуде маңызды орын алады.
Қорғауға ұсынылатын негізгі нәтижелер.
- Gagea туысына жататын Gagea graeca және Gagea bulbiferа түрлерінің
репродуктивті құрылымын зерттеуде тұрақты жуашық типі дамитын
репродуктивті моделі анықталды;
- Морфологиялық
талдаулар
негізінде
жүргізілген
зерттеулер
репродуктивті құрылымдардың (гүлдер мен жуашықтар) дамуы тікелей
пиязшықтың диаметріне тәуелді болатындығын көрсетті. Пиязшықтың
диаметрі өскен сайын гүлдердің қалыптасуы жоғарылайтындығы байқалды;
- Зерттелген Gagea graeca және Gagea bulbiferа өсімдік түрлерінің
репродуктивті құрылымдарында қор заттарының таралуын зерттеу арқылы
өсімдіктердің көбею жүйесінің (генеративті немесе вегетативті) тікелей қор
заттарына байланысты болатыны дәлелденді және әр өсімдіктің
мүшелеріндегі азоттың таралу қоры пиязшықтың мөлшеріне тәуелді екендігі
көрсетілді;
- Жуашықты дамитын өсімдік түрлерінің репродуктивті ерекшеліктерін
талдау бірінші жылы мерзімінде тұқым дамыта алмайтынын болжауға
болады, онда құрғақшылық аймақта тұқым қалыптасуы шектеулі болып,
онтогенез уақытында ресурстардың тұқымдарда таралуы қаншалықты көп
және айтарлықтай ерте болған жағдайда, алмастырылатын жуашық үшін
айтарлықтай аз ресурстарды қалыптастырып және де бұл өсімдіктің тірі
қалуының кепілі болып келеді.
-
зерттелген Gagea graeca және Gagea bulbiferа өсімдік түрлерінің
репродуктивті ерекшеліктерінің генетикалық алуан түрлілікке әсері
болатындығы анықталып, клон құрайтын және қайталанбайтын дара
генотиптерді анықтау арқылы вегетативті және генеративті көбеюдің
арақатынасы айқындалды.
Ixiolirion tataricum түрінің көбеюі Gagea туысының аридті аймақтардағы
түрлеріне ұқсас, өсімдіктің барлық тіршілік уақыт бойы біреуден бірнешеуге
дейін жуашықтар қалыптасады, яғни онтогенез кезінде репродуктивті
стратегиялар арасындағы ауысуды байқауға болады.
Жұмыстың ғылыми бағдарламалар жоспарымен байланысы. Бұл
диссертация жұмысы Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
мен Ернст Моритц Арндт атындағы Грайфсвальд университеті (Германия,
Грайфсвальд қ.) арасындағы меморандум негізінде және CabNet
бағдарламасы жобасының негізінде бірлесе орындалды.
Диссертациялық жұмыстың негізгі нәтижелері. Диссертациялық
жұмыстың
ғылыми
нәтижелері
С.Сейфуллин
атындағы
Қазақ
агротехникалық университетінде білім алатын 5В080100 – «Агрономия»
және 5В080800 - «Топырақтану және агрохимия» мамандықтарында
«Ботаника» және «Өсімдіктер флорографиясы және систематикасы» (3
кредит) пәнінің оқу бағдарламасына енгізілгенін оқу үдерісіне ендіру актісі
растайды.
Жұмыстың апробациясы. Диссертациялық жұмыстың негізгі зерттеу
нәтижелері ғылыми семинарларда, республикалық және халықаралық
конференцияларда ұсынылып талқыланды:
- Грайфсвальд университетінің (Германия) Ботаника және Ландшафты
экология ҒЗИ-ның CabNet жобасының негізінде ұйымдастырылған ғылыми
семинарында (2014);
- Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің Клеткалық
биология және биотехнология институтының және жалпы биология және
геномика кафедрасының ғылыми семинарында (2015, 2016);
- Халықаралық ғылыми-практикалық конференция: «Биотехнологияның
қазіргі мәселелері: зертханалық зерттеулерден өндіріске» III Халықаралық
Фараби оқулықтары аясында (Алматы, 2016);
- Халықаралық ғылыми-практикалық конференция, «Новая наука: От
идеи к результату» (Стерлитамак, РФ, 2016);
- «Халықаралық ғылыми-практикалық конференция - Cейфуллин
оқулары – 13» (Астана, 2017).
- International Forestry & Environment Symposium «Climate Change and
Tree Migration» (Trabzon ,Turkey, 2017).
Жұмыстың басылымдары. Диссертациялық жұмыстың негізгі
нәтижелері 11 ғылыми жұмыс ретінде басылып шықты, оның ішінде 1 мақала
Thomson Reuters және Scopus мәліметтер базасында тіркелген ғылыми
журналда жарық көрді, 4 мақала ҚР БжҒМ бақылау және аттестациялау
комитеті ұсынған ғылыми журналдарда және 6 жұмыс халықаралық
конференция материалдарында басылған.
Диссертацияның құрылымы және көлемі. Диссертациялық жұмыс
кіріспе бөлімінен, әдебиетке шолу бөлімнен, зерттеу материалдары мен
әдістерінен, зерттеу нәтижелері мен талқылау бөлімінен, қорытындыдан, 196
пайдаланған әдебиеттер тізімінен тұрады. Жұмыс Л.Н.Гумилев атындағы
Еуразия ұлттық университеті Клеткалық биология және биотехнология
институтының, жалпы биология және геномика кафедрасының, және
Грайфсвальд университеті ПТР және секвенирлеу лабораториясының
(Грайфсвальд қаласы, Германия) базаларында орындалды.
Достарыңызбен бөлісу: |