Қолтық бүршіктерінің дамуын индукциялау

Қолтық бүршіктерді оятып, олардың дамуын қоздырып, олардан шыққан қолтық өркендерді пайдалану өсімдіктерді микрокөбейтудегі ең кең тараған әдіс. Бүтін өсімдікте қолтық бүршіктердің өсуін сабақ ұшындағы апекс тежейді (апикальдық басымдылық құбылысы). Қолтық меристемалардың өсуі сабақтың ұшын кесіп тастағанда немесе цитокининмен өңдеген соң басталады.

Қоректік ортадағы цитокининдер жанама бүршіктердің жандануына әсер етеді және толып жатқан қолтық өркендердің дамуына әкеледі. Тез өсетін өркендердің шоғыры пайда болады, одан жеке өркендерді бөліп алып жаңа қоректік ортаға отырғызғанда, олар өсіп қайта шоғырланады.

Бірақ барлық өркендерде тамыр пайда бола бермейді. Ал оларды цитокинині жоқ ортаға көшірсе, өзінен-өзі тамырлары өсіп шығады, әсіресе даражарнақты өсімдіктерде. Қолтық бүршіктерді ояту үшін қоректік ортадағы фитогормондардың концентрациясын дұрыс анықтау керек. Цитокинин жоғары мөлшерде қолданылғанда қолтық өркеннің дамуына мүмкіндік туғызады, бірақ өсімдіктің морфологиясына теріс әсер етіп кемістіктері бар формалар пайда болады.

Қоректік ортада ауксиннің мөлшері артық болса, каллус түзілуі мүмкін. Каллус меристеманың өсуін тежейді немесе бастапқы өсімдіктен генетикалық айырмашылықтары бар қосымша сабақ апекстерінің концентрациясын төмендетеді немесе тіпті оны қоспайды.

Сонымен қолтық бүршіктері бар сабақ кесінділерін лайықты қоректік ортада өсіріп, өркен алуға болады, ал оны құрамы басқа ортада тамырландырып бүтін өсімдікті шығарады. Көбеюді жылдамдату мақсатымен алғашқы өркенді 5-7 жапырақ шыққан соң қалемшелейді. Әрбір қалемшеде бір жапырақ болуы керек. Қадемше биіктігі 1-1,5 см болады. оларды бір-бірден қоректік орта құйылған пробиркаларға отырғызады. Бұл тәсілді микроқалемшелеу деп атайды. Ол жүзім, картоп т.с.с. өсімдіктерге қолданылады. Микроқалемшелеуді 2-3 реттен артық пайдалануға болмайды, одан кейін өркендерді тамырландыру керек.

In vitro жағдайында қолтық бүршіктерін оятып өсіру әдісімен жеміс-жидек, әсемдік өсімдіктерді, қырыққабатты, картопты т.б. өсімдіктерді көбейтеді. Көңіл аударатын жағдай мынау: осы әдіспен меристеманың бөлінуі арқасында пайда болған регенерант өсімдіктер генетикалық біркелкі болады. себебі меристемалар генетикалық жағынан тұрақты келеді, сондықтан олардан дамыған өркендер де бастапқы өсімдіктей болады. бірақ ескерте кету керек, Т.Мурасиге пікірінше бұл микрокөбейту әдісі басқа әдістерге қарағанда бәсеңірек.

Қосалқы өркендердің экспланттан тікелей пайда болуы.

Көптеген өсімдіктерде өркендер in vitro жағдайында тікелей экспланттың маманданған ұлпадарынан пайда болады. экспланттың жеке жасушалары корреляциялық өзара әрекеттері бұзылған соң дедифференцияланады және бөліне келе меристемалық аймақтарды түзеді. Сонан соң қайтадан дедифференцияланып, өркен бүршіктері пайда болады. сол бүршіктерді тамырландырып, бүтін өсімдікті алуға болады.

Бұл әдіс әсіресе шөптекті өсімдіктердің жапырақтарын, пиязшықтарын, пиязшық түйнектерін, сабақтарын, тамырсабақтарын және түйнектерін пайдаланғанда жарамды келеді. Эксплантты ауксин мен цитокининнің шамалы мөлшері бар қоректік ортада өсіргенде бір шоғыр өркендер пайда болады. оларды бір-бірінен ажыратып бөліп, әрқайсысынан жеке ыдысқа отырғызып, тағы да бір топ шоғыр өркендерді алады. Одан кейін өркендерді тамырландырып, бүтін өсімдіктерді шығарады.

Пиязшықты өсімдіктердің көптеген түрлері табиғатта өте баяу көбейеді. Пиязшықтың түрлі ұлпаларынан in vitro жағдайында қосалқы өркендерді өсіріп көбейту коэффициентін айтарлықтай арттыруға болады. Өте кішкентай экспланттарды қолданып, бір пиязшықтан көптеген біркелкі регенерант өсімдіктерді алуға болады. осы әдіспен бірқатар өсімдіктерді микрокөбейтеді, атап айтқанда: шегіргүлді, фрезияны, амариллисты, лалагүлді, петунияны, шашыратқыны, каланхоэны, цикламенді, т.б. Сонымен қатар, қосалқы өркендер жанама және қыстырмалы меристемалардан да дамуы мүмкін. Тегі меристема болғандықтан бұндай регенерант өсімдіктері бастапқы өсімдіктермен генетикалық біркелкі болады.

Микрокөбейтудің тағы бір көп таралған әдісі ол өсімдіктерді каллустан органогенез немесе эмбриодогенез жолымен шығару. Морфогенездің басталуы қоректік ортадағы фитогормондардың ара қатысымен реттеледі. Органогенез арқылы регенерант өсімдіктерді алудың модельді жүйесі ретінде темекі бола алады.

Қоректік ортада фитогормондардың концентрациясын өзгертіп отырып, каллустан немесе тікелей экспланттан өркендерді өсіруге болады. мысалы, темекінің Nicotiana tabacum мен N.оccidentalis деген екі түрін бірі мен бірін будандастырғанда, будан ұрықтар түзілген. Бірақ бұл ұрықтар табиғи жағдайда өне алмаған. Оларды in vitro өндіріп каллус алынды. Одан кейін каллуста сабақ бүршіктері мен маиырлардың пайда болуына жағдай туғызылды. Сөйтіп темекінің бағалы буданы көбейтілді.

Өкінішке орай, Скуг пен Миллердің анықтаған заңдылығы ең маңызды ауыл шаруашылық дақылдарына – дәнді дақылдар мен бұршақ тұқымдастарды қамти алмайды. Демек, каллустың регенерациялық активтілігіне генотиптің тигізетін әсері күшті болуы ықтимал. Каллустың морфогенезге қабілеттілігіне басқа факторлар да әсер етеді. Олар: өсімдіктің жасы мен физиологиялық күйі, экспланттың тегі, каллустың жасы және оны өсіру жағдайлары.

Микрокөбейту үшін өте онды каллус жасушалары генетика тұрғысынан тұрақты, сабақ апексінің меристема жасушаларына ұқсас және тоқтаусыз бөлінуге қабілетті болуы керек.
№8 дәріс: Өсімдіктерді сауықтыру.

1. 
   Апикальдық меристеманы өсіру.
   

3. Картоптың вируссыз көшетін алу.

Көптеген пайдалы өсімдіктер толып жатқан вирустар, бактериялар және саңырауқұлақтар қоздыратын ауруларға шалдығады. Соның зардабынан жыл сайын олардың өнімі төмендеп, сапасы нашарлайды. Клондық микрокөбейту кезінде стерильденген экспланттарды асептикалық жағдайда өсірудің арқасында өсімдіктер бактериялық және саңырауқұлақтық патогендерден сауықтырылады, бірақ сыртқы залалсыздандыру эксплантты вирустан тазарта алмайды.

Вирустармен әдеттегі химиялық әдістермен күресуге болмайды, себебі олардың тіршідік әрекеті өздері ішіне енген қожа өсімдік жасушаларының метаболизмімен тығыз байланысты. Қазіргі уақытта 600-ден астам фитопатогендік вирустар белгілі. Олар адамға қауіпсіз болса да, екпе өсімдіктерді зақымдап, ауыл шаруашылығына үлкен зиян келтіреді. Мысалы, вирус ауруларының әрекетінен түсім шығыны картопта 25-88%, жүзімде-60% дейін, шиеде-35-96%, қара өрікте-5-95%, алмада-66% төмендейді де, ақырында бұл өсімдік сорттарының азғындауына әкеліп соғады. Мысалы, Францияда картоптың Бельде-Фонтанэ деген бағалы сорты вирусқа шалдығу себебінен мүлдем жоғалып кетті. Мұндай мысалдар басқа өсімдіктерде де кездеседі.

Апикальдық меристеманы өсіру.

Вирустар қоздыратын аурулармен күресудің негізгі жолы, ол аурудан таза, сауықтырылған көшет алу. Соңғы кезде вирусы жоқ картоп және басқа вегетативтік жолмен көбейетін өсімдіктерді алу үшін апикальдық меристеманы өсіру әдісімен бірге термоөндеуді, хемотерапияны және вирустарды сарапқа салуды табысты қолданылады.

Әдеттегі вирустан құтылу әдістерінен апикальдық меристеманы өсіру әдісінің негізгі айырмашылығы мынада. In vitro жағдайында регенерант өсімдіктері алынғанда, олар инфекцияға шалдықпайды. Бұл әдістің негізін қалаған француз ғалымдары П.Лимассе мен П.Корнуе. олар 1949 жылы көрсеткендей теңбіл кеселді темекінің жапырақтарында вирустың концентрациясы өсімдіктің ұшына жақындағанда төмендеген. Өркен ұштарының, яғни апикальдық меристемалардың жартысында вирус тіпті болмаған. Апикальдық меристеманы өсіру әдісін вегетативтік жолмен көбейетін өсімдіктерді бірінші пайдаланған 1952 жылы Г.Морель мен К.Мартин. олар бұл әдісті нарғызгүлді (георгин) теңбіл вирусынан сауықтыру үшін қолданған.

Вирустардың меристема ұлпасында көбеймеуінің себептері жөнінде әр түрлі пікірлер бар. Бір зерттеушілер болса меристемада вирустардың болмауын олардың бір жасушамен екінші жасуша арасында баяу қозғалысымен түсіндіреді. Себебі меристемада өткізгіш жүйесі жоқ, ал плазмодесмалар көлемі өте кішкене. Басқалары болса, бұл фактіні меристемаларға тән ерекше вирустық нуклеопротеидтің синтезін тежейтін метаболизммен түсіндіреді.

Жылумен өндегенде өсіп келе жатқан өркен ұштарында вирустың көбеюі күшті тежеледі, сондықтан жаңадан пайда болған меристема жасушаларында вирустың болмауы мүмкін. Жылумен өндеу нәтижеді болу үшін донорлық өсімдіктерді жоғары температурада (30-40°С) өсуге жақсы жағдай жасап ұзағырақ ұстау қажет. Сол кезед жаңадан өсіп шыққан өркендердің ұштары вирустан алас болады. Бірақ барлық өсімдіктер ұзақ мерзімді жылумен өндеуге шыдамайды. Олардың өсуі бәсең болады және басқа да жағымсыз өзгерістер байқалады. Танаптық және жеміс-көкөніс дақылдарын сауықтыру үшін термоөндеу, меристеманы өсіру және вирустық тестер арқасында сұрыптау тәсілдері қосыла аралас қолданылады.

Вирус жұққан өсімдіктерді айқындау.

Жылумен өндеп, меристеманы өсіру арқылы алынған материалды вирустың бар-жоғын міндетті түрде тексеру керек. Ол үшін түрлі әдістер қолданылады: вирустық ауруды айқындаушы өсімдіктер; серологиялық әдістер; электрондық микроскоппен қарау және иммуноферменттік талдау.

Вируспен зақымдалған өсімдіктен бөлінген шырынды жапырақтарына тамызғанда, кейбір өсімдіктер аураға тез шалдығады. Олар вирустың жұққанын арнайы сезімталдық реакция арқылы көрсетеді. Бұл әдіске көп уақыт және көп еңбек жұмсалады. Арнайы өсімдіктерді өсіретін теплица қажет және оларды өсіретін маман керек. Бұдан басқа, әдістің сезімталдығына түрлі факторлар әсер тетеді, жауап реакция білінгенше бірталай уақыт кетеді. Қорытындысында, бұл әдіс өндіріс масштабында көптеген өсімдіктерді жылдам және тиімді талдауға жарамайды.

Электрондық микроскоп арқылы өткізген талдау қымбатқа түседі және ұзақ уақыт өтеді. Бұл әдіс ғылыми зерттеулер үшін, мысалы вирустарды бөліп шығарғанда, жаңа вирустарды алғашқы рет анықтағанда қолданылады.

Ауыл шаруашылық практикасында көбінесе серологиялық әдістері қолданылады. Олардың негізінде организмнен тыс антигендер мен антиденелердің әрекеттесу реакциясы жатады. Арнайы жасалған шыныда өсімдіктің тазартылмаған сөлінің бір тамшысы антисыворотканың бір тамшысымен қосылады. Жасушаның органоидтарында абсорбцияланған вирустар оларды серологиялық реакцияға қатыстырады, нәтижесінде тұңба (агглютинат) пайда болады. бірақ бұл әдістің анықтау сезімталдығы төмен болғандықтан, оны тек қана жапырақтарда жоғары концентрацияда жинақталатын вирустардв анықтау үшін қолдануға болады.

Вирустардв анықтаудың ең жақсы, сезімталдығы жоғары әдәсі, ол иммуноферменттік анализ. Жоғары сезімталдық пен жфлдамдықтан басқа бұл әдістің тағы бір артықшылығы бар. Талдау үшін өсімдіктің кез келген мүшесінен алынған материал өте аз мөлшерде жұмсалады. Бірақ бұл әдістің жаппай пайдалануы түрлі вирустарды анықтайтын иммунодиагностикумдардың жетіспеушілігімен шектеледі. Қазіргі кезде вирустарды анықтайтын нуклеин қышқылдардың молекулалық будандастыруына негізделген әдісі жете зерттеліп дайындалған. Шамасы, болашақта бұл әдіс иммуноферменттік әдісінің орнына қолданылады.

Вирусы жоқ өсімдіктерді өсіру кеңінен таратылу үшін түрлі дақылдардың миллиондаған өсімдіктерін вирустарға тексеруден өткізу керек, ал ол үшін диагностиканың экспресс әдістерінен басқа сол жұмыстарды автоматтандыру керек болады.

Картоптың вируссыз көшетін алу.

Картоптың вирусы жоқ көшет материалын алу технологиясы түйнектерді жылумен өндеуден басталады. Көпшілік мақұлдаған гипотеза бойынша, вирустардың 34-40°С температурасында көбеюінің тежелуі зат алмасудың өзгеруімен байланысты. Түйнектерді вирустың түріне қарай 7 күннен 7 аптаға дейін жылумен өндейді. Сонымен бірге түйнектер вирустарды тежейтін, бірақ өсімдіктердің өсу қарқынын арттыратын заттармен өнделеді. Меристемалары бөліп алу үшін ақшыл, ұзындығы 3-5 см өскіндер пайдаланылады. Өскіндерді жуып-шайып, стерильдеп, бокстың ішінде олардың апекстерін бөліп алады. Іс жүзінде 50-100 мкм көлеміндегі меристеманы бөліп алу мүмкін емес, сондықтан онымен бірге алғашқы жапырақ бастамалары алынады, сонда оның көлемі 500 мкм жетеді. Осыған бола экспланттың ішінде вирустары болуы мүмкін, бірақ оның есесіне апекстың өсуге қабілеті артады.

Апекстер агарланған қоректік ортада өсіп, дамиды. Ұзындығы 0,3-0,5 см өркендер пайда болған соң, оларды одан да жақсы өсу және тамырлану үшін жаңа қоректік ортаға көшіреді. 5-7 жапырағы шыққан соң, өсімдіктерді қалемшелеп, әрқайсысын құрамы бұрынғыдай қоректік ортаға пробиркаларға отырғызады. Бір қалемшені вирусқа тексеру үшін алып қалады. Вирусы жоқ өсімдіктер сауықтырылған линияның негізін салады. Вирустан тазартылған өсімдіктердің көбеюін жылдамдату үшін оларды жүйелі микроқалемшелейді. Қалемшелерден өсімдіктер меристемамен салыстырғанда едәуір тез дамиды, сонымен бірге тамырлары мықты және жапырақтары мол болады. пробиркаларда микроқалемщелеу арқасында 2-3 айдың ішінде 2-3 мың өсімдік алуға болады.

Одан кейін осы өте кішкене нәзік өсімдіктер (суперсуперэлита) ұзақ мерзім сақталу үшін тоңазытқышқа салынады немесе теплицада топыраққа отырғызылады. Жұмыстың осы кезеңі өте маңызды және оған бар ықыласты аудару қажет. Қолайлы жағдайларда бір сортты сауықтыру үшін 40 меристеманы бөліп алу жеткілікті, сонда in vitro жағдайында 7-8 айдың ішінде 30-40 мың түйнек алуға болады. сауықтырудың тиімділігі көбінесе сорттың ерекшеліктеріне, вируспен зақымдану деңгейіне, маусымның әсеріне байланысты. Теплица жағдайында өсіп көбейген өсімдіктер суперэлитаны құрайды, оларды бөлек ұстап, кейін арнайы көбейтеді. Сонда алынған элиталық өсімдіктерді өндірістік көшеттікте көбейтіп, шыққан түйнектерді (тұқым материалды) шаруашылықтарға сауықтырылған көшет материалын алуға жібереді. 5-6 жылдан кейін сорт қайта зақымданады, демек жаңа сауықтырылған көшет материалдары ылғи қажет болып тұрады.

Меристемалық өсімдіктерді тиімді пайдалану мақсатымен картопты микротүйнектермен көбейтудің жылдамдатқан әдісінің технологиясы дайындалған. Өсімдіктерді микроқалемшелеп, қалемшелерді түйнектерді пайда болғызатын ортаға отырғызады. Олардың шығуына дем беру үшін төмен температурамен (10-15°С) өндейді. Сонымен микротүйнектер көбінесе жапырақ қолтығында пайда болады. микротүйнектер жақсы сақталады және көбейтуге қолайлы.

Соңғы кезде картопты сауықтыру үшін каллустарды пайдаланады. Каллусты қайта-қайта жаңа ортаға көшіргенде, оның жасушалары вирустардан тазарады, морфогенез процестері нәтижесінде вирустары жоқ регенерант өсімдіктері шығады. Дәлелденгендей, кейбір сорттарды сауықтыру үшін осы әдіс апикальдық меристеманы өсіруге қарағанда тиімді келеді. Өсімдіктің ұшынан алынған каллустарында морфогенез процестері тез өтеді.

Вирустан таза материалдарды алу табысты болуы мына шарттарға байланысты:

1)өсімдікті жылумен өндеу мүмкіншілігі;

2)меристеманы өсіру мүмкіншілігі;

3)вирустарды анықтайтын жақсы игерілген сезімталдығы жоғары тестің болуы;

4)сауықтырылған материалды толық оңашалау жағдайында өсіріп көбейту;

5)сауықтырылған материалдың мөлшері жыл сайын алғашқы материалды жаңартуға жеткілікті болу керек.

Бұл шарттар түрлі дақылдарда бірдей орындала алмайды. Қазіргі кезде осы әдіспен картоптың бағалы сорттарынң барлығы дерлік сауықтырылған, бірақ біздің елімізде бұл технология алғашқы тұқым шаруашылығына енгізілмеген.

Гаплоидтық организмнің сомалық жасушаларында сыңар хромосомалар жиынтығы (n) болады, яғни толық жиынтықтың (2n) тең жартысы. Гаплоидтарды дағдылы селекция әдістерімен шығару (түрішілік және түраралық тозаңдану, рентген сәулесін түсіру және басқа стресс факторлармен ықпал ету) оңай емес және көп уақытты талап етеді. Ал аталық және аналық гаметофиттерді in vitro жағдайында өсіріп гаплоидтарды тез шығарып, селекция процесін жеңілдетуге болады. Бұл әдістер апомиксис процесіне негізделген. Апомиксис – организмдердің жыныссыз жолмен көбеюі.

Аталық гаметофитті (тозаңқаптар мен тозаң) in vitro жағдайында өсіріп, гаплоидтық өсімдіктерді алу андрогенез деп аталады. Аналық гаметофитті (ұрық бүршіктер) өсіру арқылы гаплоидтық өсімдік алу гиногенез деп талады. Сонымен қатар гаплоидтарды, аталық немесе аналық хромосомалары жойылып кететін будан ұрықты in vitro жағдайында өсіріп алуға болады. кейде гаплоидтық өсімдік псевдогамия арқасында пайда болады, яғни ұрықтанбаған жұмыртқа жасушасынан ұрық дамиды.

Тозаңқаптар мен тозаңдарды өсіріп гаплоидтарды алу.

Бірінші рет сасық меңдуананың тозаңқаптарын in vitro жағдайында өсіріп, Индияда С.Гуха мен С.Махешвари 1964 жылы гаплоидтық өсімдіктерді алады. Содан кейін осы тәжірибені француз ғалымы К.Нич 1967 жылы темеккінің тозаңқаптарын өсіріп қайталады. Содан бері осы әдіспен гаплоидтар 200-ден астам өсімдік түрлерінен алынды, соның ішінде: бидай, арпа, қара бидай, күріш, картоп, рапс, т.б. ауыл шаруашылық дақылдары.

In vitro жағдайында аталық гаметофиттен гаплоидтық спорофиттің шығуы өте күрделі, әлі егжей-тегжейі анықталмаған процесс. Микроспоролардан калус немесе эмбриоидтар қалыптасып, кейін олардан гаплоидтық регенерант өсімдіктері шығады. Ол үшін микроспоралар in vitro жағдайында дамудың өте күрделі процесінен өтеді. Ал бұл процестің түрткі болар себепкерлері мен реттеушілері әлі белгісіз. Табиғи жағдайда in vivo микроспоралар (гаметофиттік) жолмен дамиды: 1) мейоздың нәтижесінде тозаңның бастапқы жасушасынан төрт (тетрада) микроспора пайда болады.; 2) тетраданың қалың қабығынан микроспоралар босап шығады; 3) микроспора одан әрі даму жолында екі рет митоздан өтіп, соңында жетілген тозаң түйіріне айналады. Ал in vitro жағдайында микроспора әдеттегі гаметофиттік даму жүйесінің кез келген фазасынан ауытқып кетіп, сапрофиттік даму жолына түсуі мүмкін.

Микроспоралардың in vitro жағдайында дамуы және өсімдіктер регенерациясы.

Микроспоралардың in vitro жағдайында дамуы бірнеше жолмен қамтамасыз етілуі мүмкін. Бірлі-жарымы гаметофиттік даму жолынан ауысып эмбриоидты түзеді. Басқалары дедифференцияланып, каллусқа айналады. Тағы біреулері микроспорогенез бен гаметогенез жолын жалғастырады, яғни пісіп жетілген тозаңға айналады. Ал тағы бір тобы біртіндеп ыдырап құриды. Н.Сандерленд сасық сеңдуананың микроспораларын in vitro өсіріп, олардың бастапқы кездегі даму жолдарын зерттеп, табиғаттағы in vivo даму жолынан айырмашылығын көрсеткен.

In vitro жағдайында микроспора тепе-тең бірдей екі жасушаға бөлінуі мүмкін. Ал in vivo дағдылы жолмен бөлінгенде пайда болатын екі жасушаның бірі генеративтік, бірі вегетативтік жасушалар. Ол екеуінің көлемі жағынан айырмашылығы бар. Бұндай гаметофиттік жолдан спорофиттік жолына ауысу Datura innoxia, Nicotiana tabacum түрлеріне тән.

Микроспора көлемі бірдей емес екі жасушаға бөлініп, вегетативтік және генеративтік жасушаларды түзеді. Бұ табиғи жолға ұқсас. Генеративтік жасуша бірінші митоздан кейін кері кетеді. Вегетативтік жасуша көп бөлініп одан әрі зиготалық даму жолына түседі. Бұндай даму жолы Nicotiana tabacum, Datura metel, Hordeum vulgare, Triticum aestivum т.б. өсімдіктерде байқалған. Кей кезде тек қана генеративтік жасуша бөліне бастайды, немесе екеуі де (вегетативтік пен генеративтік жасушалары) бірдей бөлініп, спорофитті түзеді. Микроспораның атап өткен бөліну бағыттары көпжасушалық гаплоидтық құрылымдардың (глобула, эмбриоид) пайда болуына себеп болады. олардан гаплоидтық регенерант өсімдіктері шығады.

Егерде вегетативтік жасушаның ядросы генеративтік жасушаның ядросымен қомылап кетсе, пайда болған диплоидтық жасушадан түзілген өсімдікте әрине диплоидтық болады. Сонымен қатар, диплоидтық өсімдіктер мейоз кезінде кейбір кемістіктері пайда болған микроспоралардан және зндополиплоидия өтуі салдарынан түзіледі. Микроспоралардың даму бағдарламасы гаметофиттік жолынан спорофиттік жолына ауысуының себептері белгісіз, және де бұл процеске қалыпты немесе кемістіктері бар микроспоралар қатыса ма деген сауалға әлі де жауап жоқ. Әдетте, микроспоралардың даму бағытына әр түрлі факторлар әсер етеді: микроспораларға тән табиғи полиморфизм, микроспораларлың дамуындағы ауытқу, микроспоралардың бөліну шүйкесінің орналасуы. Микроспоралардың гаметофиттік даму жолынан спорофиттік жолына ауысуы генетикалық деңгейінде анықталады, бірақ оның жүзеге асуы нақтылы физиологиялық жағдайлар мен түрлі индукциялау факторларға байланысты. Микроспораның даму бағыты ең алдымен оның даму кезеңімен белгіленеді, және өсіретін қоректік ортаның гормондық құрамына байланысты болады.

Микроспорадан түзілген көпжасушалық құрылым дами келе эмбриоидқа айналса, одан шыққан регенерант өсімдік тікелей андрогенездің нәтижесінде пайда болады. Ал егерде көпжасушалық құрылым каллусқа айналса, одан шыққан регенерант өсімдік жанама андрогенез нәтижесінде пайда болады.

Тозаңқаптағы мыңдаған микроспораларлың ішінде тек қана кейбіреулері ғана эмбриоидты түзеді. Бұл құбылыс генетикалық деңгейде белгіленуі ықтимал. Эмбриогендік микроспоралардың саны түрлі стресс ықпалдарынан арта түседі. Мысалы, төмен және жоғары температура, ионизация туғызатын сәулелер. Тікелей андрогенез үшін донорлық өсімдіктің физиологиялық күйі, тозаңның даму кезеңі, қоректік ортаның құрамы және өсіру жағдайларынң маңызы зор. Көптеген өсімдіктерде микроспораның спорофиттік жолмен дамуы үшін бір ядролық кезеңі ең қолайлы болады. Каллустан шыққан өсімдіктердің бәрі гаплоидтық бола бермейді, сондықтан гаплоидтарды жаппай алу үшін ең жақсысы эмбриоидогенез арқылы өтетін тікелей андрогенез.

В.Ананд қызметтестерімен темекінің (Nicotiana tabacum) тозаңқаптарын өсіргенде, эмбриоидтардың үш түрі пайда болғанын байқаған. Олар вегетативтік жасушаның, генеративтік жасушаның және ол екеуінің де бірге бөлінуінен түзілген. Осы эмбриоидтардан гаплоидтық өсімдіктер алып, оларды топыраққа көшіріп, гүлденуге дейін өсірген. Олардың жапырақтары мен гүлдерінің морфологиялық құрылысын зерттегенде, бұл өсімдіктер де бір-бірінен айырмашылықтары бар үш типке бөлінген. Тозаңқаптар мен микроспораларлы өсіргенде, каллустың екі типі пайда болатыны көрсетілген: біріншісі – әр түрлі гетерогендік жасушаларынан тұрған, екіншісінің құрамында меристемалық жасушалар ошағы болған. Регенерация прцесі екінші каллуста өте жеңіл өткен, себебі меристемалық аймақтардан өркендер тез өсіп шыққан.

Протопластарды қосу арқылы будандастыруды әр түрлі атайды: сомдық будандастыру, парасексуальды будандастыпу, жыныстық емес будандастыру. Сонда да, көбінесе бірінші термин қолданылады, ал пайда болған будан сомалық будан деп аталады.

Протоплас бөтен ДНҚ-ны қабылдай алатын өте ыңғайлы жүйе. Сол ДНҚ жасушаға енгізіп және оның экспрессиясын қамтамасыз ету арқылы генетикалық өзгертілген өсімдіктерді алуға болады. сөйтіп, протопластарды бөліп алу, өсіру, қосу және оларға жасушалық органоидтарды, жеке хромосомаларды, тіпті ДНҚ енгізу генетиктер мен селекционерлерге будан өсімдіктердің алуан түрлілігін арттыруға мүмкіншілік туғызады.

Протоплас – ферменттердің әсерімен немесе механикалық әдістермен қабығы түгел жойылған өсімдік жасушасы. Ағылшын ғалымы Э.Кокинг 1960-шы жылдардың басында жасушаның ішіндегі протопласты зақымдамай тірі күйінде бөліп алу әдісін жете зерттеп дайындады. Ол қызанақ тамырларының ұштарын, зең саңырауқұлақтар өсірген ортасына бөліп шығарған гидролиздік ферменттерімен өңдеп, протопластарды ферменттік әдісімен бөліп алды.

Әдетте тірі жасушада протопласт жасушаның қабырғасына орталық вакуольдің тургор, яғни кернеулік қысымымен тығыз жанасып тұрады. Жасуша қабығы арқылы плазмалеммамен қоршалған цитоплазмалық жіңішке жіпшелер өтеді, солар арқылы көршілес жасушалардың протопластары біріне-бірі жалғасып жатады. Сондықтан жасуша қабығын ферментпен еріткен кезде протопластарға зиян келтірмей жасушаларда плазмолизді жұргізеді. Осмотик ретінде сахароза, маннит, сорбит қолданылады. Осы заттардың гипертониялық ерітінділері әсерінен вакуоль сусызданып жиырылып, протопласт көлемі кішірейіп, соңынан қабықтан алшақтайды. Кейде жасуша сопақ болғанда протопласт плазмолиз кезінде екі бөлініп кетууі мүмкін. Сондай ядросы жоқ субпротопласт цитопласт деп аталады.

1968 жылы жапон ғалымы Такебе темекі жапырағының мезофилл жасушаларынан протопластарды көп мөлшерде алудың тиімді әдісін жете зерттеп дайындады. Алдымен жапырақты 70%-тік этанолда стерильдейді, кейін 15-20 мин 10%-тік кальций гипохлоритінде ұстап, дистильденген суда шайып алады. Астыңғы эпидермисті алып таста, жапырақты майда бөліктерге кесіп, пектиназа ферментінің ерітіндісіне салады. Пектиназа жасушааралық қабаттың заттарын ерітеді, яғни мацерация өтеді. Одан кейін объект целлюлоза ферментінің ерітіндісімен өңделеді, бұл кезде целлюлозалық жасуша қабығы біржолата жойылады. Фермент ерітіндісіне осмостық зат қосылады. Осы әдіспен әр түрлі өсімдіктердің ұлпаларынан протопластар алынады. Қазіргі уақытта протопластарды бөліп алу үшін ферменттердің қоспасын пайдаланады. Бұл қоспаның құрамында ферменттердің үш түрі болатын пектиназалар, целлюлозалар және гемицеллюлозалар. Олар жасуша қабығының негізгі компоненттерін ыдыратады. Бұл ферменттерді кейбір бактериялар мен саңырауқұлақтар өздерін өсірген сұйық ортаға бөліп шығарады, сонымен қатар оларды ұлудың асқорыту сөлінен бөліп алады. Қазіргі уақытта пектиназалық және целлюлазалық әсері бар бірталай стандарттық ферменттер бар.

Ферменттік ерітінділерді арнайы сүзгіден өткізу арқылы залалсыздандырады. Жасуша түрлерінде құрылымы мен құрамы жағынан айырмашылықтары болғандықтан, қоданылатын ферменттердің комбинациялары мен мөлшерінің ара қатынасы бірдей болмайды. Әрбір ұлпа үшін ферменттердің құрамы, концентрациясы мен ара қатынасы және өңдеу уақыты бөлек іріктеліп алынады. Бөлініп алынған протопластар ферменттік ерітіндіде мейлінше аз уақыт болуы керек, одан кейін ұқыпты түрде жуылуы қажет.

Протопластарды бөлу кезінде аэрацияның маңызы зор. Сондықтан ортаны араластыратын жабдықтар қолданылады немесе ферменттік ерітінді түбіне ғана құйылған Петри табақшасында бөліп шығарады. Протопластарды ала көлеңкеде немесе қараңғыда бөліп алады. Ферменттік ерітіндіде инкубация уақыты ферменттердің үйлесуіне, рН және температураға байланысты, 1-2 сағаттан 15-16 сағатқа дейін барады. Әрбір нақтылы ұлпа үшін ең тиімді температурамен өңдеу уақытын жеке іріктеп алу қажет. Температура әр деңгейде болады, мысалы бидайға 14°С болса, қызанаққа 27°С.