Файл: азастан Республикасыны Білім жне ылым министрлігі лФараби атындаы аза лтты университеті байкенова аерке айратызы.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Дипломная работа

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.12.2023

Просмотров: 379

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
S. cerevisiae және S. cerevisiae емес ашытқылар туралы көбірек түсіну сусындағы ашытқылардың әлеуеті туралы көбірек ақпарат алу немесе жаңа түрлерді ашу үшін қажет. Қосымша ақпарат алу үшін көптеген зерттеушілер молекулалық сипаттаманы қолданды және бұл сусынның жаңа ашытқы штаммдарын дұрыс анықтауға әкелді [82, 83]. Пальма шарап ашытқыларының алуан түрлілігі жан-жақты зерттелмеген және әдебиеттерде организмдер арасындағы қарым-қатынастарды орнату үшін қажетті негізгі құрылымдар болып табылатын эволюциялық ағаштарды көрсететін есептер аз. Бұл зерттеу жұмысында пальма шарап ашытқыларының және олардың жақын туыстарының 26S rRNA реттілігі деректеріне негізделген эволюциялық қарым-қатынастары қарастырылады және сусындардағы ашытқылардың әртүрлілігіне көбірек көңіл бөлуге бағытталған.2.2 Зерттеу әдістерірРНҚ гендері үшін ішінара реттілік деректері. Nwaiwu O, Ibekwe VI, Amadi ES. жүргізген 2016 жылғы зерттеулерінде пальма шарабы ашытқысының 18 изоляттарынан алынған ішінара 26S рРНҚ генінің тізбегі, қосылу нөмірлері (HG452325-42) депонирлеген болатын. Осы зерттеуде анықталған ашытқылардың, атап айтқанда S. cerevisiae, P. kudriavzevii және C. Ethanolica штамдарыныңмолекулалық-генетикалық қасиеттері зерттелінді. Ал пальма ағаштарынан Elaeis және Raphia түрі жаңа жаңартылған іздеулер үшін пайдаланылды. Elaeis үшін реттік нөмірлері HG425336, HG425328 және HG425333, ал Raphia үшін HG425332, HG425338 және HG425335 тізбектері пайдаланылды. Жоғарыда таңдалған алты тізбектің ағымдағы нұсқалары Genbank (http://www.ncbi.nlm/nih.gov/GenBank/) дерекқорындағы жаңартылған іздеу үшін бөлек пайдаланылды. Іздеулер өте ұқсас тізбектер үшін оңтайландырылды және сәйкестендірудің ең жоғары пайызы бар ашытқы түрінің әрбір туыстарынан алынған алғашқы 100 реттіліктен 600 реттілікке дейін қысқаша тізімді құрастыру үшін белгіленді. Бұл реттіліктер жіберу кезінде тізімделген сипаттамаларға тексеріліп, содан кейін шыққан елдері мен шығу тегі атап өтілді. Геномдардың ұқсастығы жалпы ДНҚ фрагменттері арқылы бағаланды. Шынында да, геномдардағы ортологтық гендердің саны олардың эволюциясын көрсетеді. Мұндай өлшемнің нұсқасы BLAST бағдарламасын пайдаланып геномдарды салыстыру кезінде сақталған домендерге, гендерге немесе гендік кластерлерге сәйкес келетін кеңейтілген сәйкес аймақтардың саны болып табылады.Филогенетикалық талдау. Ашытқыларды тез және дәл анықтаудың альтернативті әдістерін іздестіру, әртүрлілікті түр және түр ішілік деңгейде зерттеу бүкіл әлемде жүргізілуде. Молекулярлық мәліметтерді филогенетикалық талдау генетикалық макромолекулалардың (РНҚ, ДНҚ, белоктар) құрылымы мен қызметін және олардың эволюциялық түрленуін теориялық тұрғыдан зерттеу тәсілдерінің бірі болып табылады. Филогенетикалық талдаудың негізгі мақсаты - гендер мен белоктардың немесе олардың бөліктерінің реттілігінің эволюциялық реттілігін зерттеу, сонымен қатар осы макромолекулалардың тектік линияларындағы эволюциялық оқиғалардың (нуклеотидтердің алмастырылуы, жойылуы және инсерциясы) тізімдерін қалпына келтіру. Филогенетикалық талдаудың негізгі құралы – құрылымы немесе қызметі жағынан ұқсас гендерді

немесе белоктарды салыстыру, ең алдымен олардың бірінші реттілігін салыстыру болып табылады [84, 85].

Филогенетикалық ағаштар молекулярлық эволюциялық-генетикалық талдауға арналған компьютерлік бағдарламалық құралды пайдалана отырып, қысқа тізімге енгізілген тізбектерден құрастырылды (MEGA 7 нұсқасы). Бағдарламалық жасақтама Genbank-тен тізбектерді үздіксіз тасымалдауға мүмкіндік берді. Эволюциялық тарих Тамура-Ней моделіне негізделген максималды ықтималдық әдісі арқылы шығарылды. Ең жоғары ықтималдығы бар ағаш таңдалды. Эвристикалық іздеуге арналған бастапқы ағаштар максималды күрделі ықтималдық тәсілі арқылы алынды. Ағаштар масштабы кішірейтілді, бұтақтардың ұзындығы учаскедегі ауыстыру санымен өлшенеді. Бос орындар мен жетіспейтін деректерді қамтитын барлық позициялар жойылды.

3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ
3.1. Пальма шарабы ашытқыларына филогенетикалық талдау және олардың эволюциялық қатынастарын анықтау
Ашытқылар қажетті арнайы штаммнан тұратын бірнеше өнеркәсіптік тағамдық ашыту процестерін жеңілдетеді. Міне, сондықтан да жергіліктендіру географиялық аудандарда ашытқылардың таралуының негізгі қозғаушы күші болып саналады [86]. Табиғаттағы ашытқы алуан түрлілігінің экологиялық негіздерін түсіну үзінді болып қала береді және жаңа метаболикалық белгілері бар өнеркәсіптік пайдалы ашытқы штаммдарын құру әдісі ретінде патшалықаралық бәсекелестік ұсынылды. Пальма шарап ашытқылары әлі де әртүрлілікті айтарлықтай зерттеген жоқ, сондықтан олардың туыстарына қарау қосымша ақпарат алуға мүмкіндік береді. Соңғы онжылдықта 26S rRNA гендеріне негізделген пальма шарабы ашытқы тізбегін ұсынудың өсуі негізінен академиялық журналдардың сапа тексерулеріне байланысты болды [87, 88]. Жаңа штаммдарды анықтау негізгі жергілікті теңестіру іздеу құралымен іздеуді орындаумен, содан кейін GenBank-ке ДНҚ тізбегін ұсынумен бірге жүреді. Бенсон және т.б. мәліметтері бойынша, GenBank – ресми сипатталған 370 000 түрге дейін жалпыға қолжетімді нуклеотидтер тізбегін қамтитын жан-жақты дерекқор. Қабылданған әрбір реттілік деректерін GenBank аннотациясының қызметкерлері оның қосылу нөмірлері тағайындалған қателердің болмауын қамтамасыз ету үшін таңдайды. Осы зерттеуде пайдаланылған барлық тізбектер тергеушілер ұсынған алғашқы нұсқалар болды. Салынған ағаштар үшін максималды ықтималдық әдісі таңдалды, себебі ол есептеулер қарқынды және барлық мүмкін болатын ағаштар қарастырылады [89].


Candida ethanolica. C. ethanolica ашытқысы пальма шарабында жиі кездеспейді. Бұл дәстүрлі емес ашытқы болып табылады, ол өнеркәсіптік қолдану үшін ашытқы биоәртүрлілігінің үлкен ресурсын көрсете алады, өйткені ол қатаң экологиялық жағдайларда болатын кейбір стресс факторларына бейімделген. Зерттеулер нәтижесінен C. еthanolica-ның этанолға төзімділігі 7%-ға дейін артық екені анықталды. Бұл жаңа пальма шарабы сусындарын әзірлеу үшін пайдалы ақпарат болуы мүмкін, әсіресе қазіргі уақытта S. cerevisiae-ны алмастыратын немесе белгілі бір өнеркәсіптік ашытулар кезінде сүйемелдейтін ерекше қасиеттері бар сахаромицет емес ашытқыларға қызығушылық артып келе жатыр. C. ethanolica штаммы басқа Candida түрлерімен тығыз байланыста екенін кө рсетті. Raphia туыстары бір түйіннен шыққан пальма шарабы (7-сурет) әртүрлі көздерден пайда болған. C. ethanolica (HG425332) жанындағы жақын туыстары (KY283163 және DQ466540) Қытайдағы аквакультураға және Ганадағы күрделі какао ашытуға арналған аралас микробтық ұнтақтардан бөлініп алынған. Басқа жақын туыстар Pichia тұқымдасының түрлері болды. P. deserticola штаммы (KM005182) эталондық штамм сияқты бір түйіннен Қытайдағы аралас рационды сүрлемнің аэробты бұзылуынан алынған. Elaeis (8-сурет) C. atomica (HG425336) штаммының жақын туысы пальма шарабы Таиландтағы табиғи ашытылған мианг жапырақтарымен байланысты анықталмаған көзі және танинге төзімді ашытқысы бар зертханалық дақылдар жинағынан алынған. GenBank-тегі белгісіз көзден алынған P. deserticola-ның тиісті штаммы үлкен сипаттамалық зерттеуден алынды.Сурет 7Raphia пальма ағашынан алынған шарап ашытқысы Candida ethanolica-ның (HG425332-астын сызылған) филогенетикалық талдауы. Ағаш масштабта кішірейтілген, бұтақтардың ұзындығы әр учаскедегі ауыстырулар санымен өлшенеді. Екеуінде де Elaeis және Raphia пальма шарабы, басқа Pichia түрлерімен, атап айтқанда, P. deserticola, P. manshurica және P. galeiformis полифилетикалық қатынастарды көрсететін бірнеше монофилиялық топтар түзілді. Pichia-ның полифилетикалық табиғатын Курцман мен Робнетт барлық белгілі аскомицеттік ашытқыларды қамтитын гендік тізбектерді талдауда көрсетті. Ықтимал ұқсас консервацияланған аймақтардан басқа, реттіліктерді ұсыну кезіндегі алдыңғы номенклатура да Elaeis sp. C. ethanolica-ның жақын туыстары ретінде әртүрлі тұқымдас Pichia түрлерінің байқалуының себебі болуы мүмкін. Бұрын дерекқорға енгізілген аскомицеттік саңырауқұлақтарға олардың өмір сүру кезеңдеріне байланысты атаулар берілгені хабарланды. Мысалы,
Candida krusei саңырауқұлақтарының атауы анаморфтық кезеңге негізделген, ал оның телеморфтық кезеңдік атауы Pichia kudriavzevii екені көрсетілді. Оның Issatchenkia orientalis деген ескі атауы да бар. Барлық Candida түрі алыс туыстас болуы мүмкін 850 организмнен тұрады. Осылайша, шатасуды болдырмау үшін 2011 жылы шілдеде Мельбурн қаласында өткен Халықаралық ботаникалық конгресс саңырауқұлақтардың халықаралық номенклатуралық кодексіне өзгеріс енгізіп, бір саңырауқұлақтың бір ғана атауы болуы мүмкін деген қағиданы қабылдады және бөлек атауларға рұқсат беру жүйесін тоқтатты. Сурет 8 - Elaeis пальма ағашынан алынған шарап ашытқысы Candida ethanolica-ның (HG425336-астын сызылған) филогенетикалық талдауы. Ағаш масштабта кішірейтілген, бұтақтардың ұзындығы әр учаскедегі ауыстырулар санымен өлшенеді. Sachharomyces cerevisiae. S. cerevisiae ашытқысы тамақ және сусын өндірісінде ең көп қолданылатын микроорганизм екені белгілі. Пальма шарабы бойынша да көптеген зерттеулерден оқшауланған басым ашытқы түрі болып табылады. Дегенмен, S. cerevisiae түр ретінде табиғи түрде пайда бола ма, әлде тек қолға үйретілген түр ретінде өмір сүре ме, белгісіз. S. cerevisiae штамдары генетикалық жағынан әртүрлі, бұл негізінен адамның әртүрлі ашыту процестеріне арнайы бейімделген штаммдарды әзірлеуге күш салуының нәтижесі болып саналады. Әртүрлі экологиялық факторлардан келетін бұл бейімделу қысымдары осы штамдар арасында айырмашылықтарды тудыруы мүмкін. Пальма шарап ашытқыларының S. cerevisiae туыстары Candida түрлері үшін байқалған көптеген түрлер немесе әртүрлі тұқымдар арасында таралмаған. Elaeis (8-сурет) және Raphia (9-сурет) үшін салынған S. cerevisiae ағаштары үшін екі түйін байқалды. Ашытқы штаммы Elaeis пальма шарабы ашытқысы өзінің туысының көпшілігінен басқа тармақта болды, ал Raphia пальма шарабы ашытқысы үшін керісінше болды. Сурет 9 - Elaeis пальма ағашынан алынған шарап ашытқысы S. Cerevisiae-ның (HG425328-астын сызылған) филогенетикалық талдауы. Ағаш масштабта кішірейтілген, бұтақтардың ұзындығы әр учаскедегі ауыстырулар санымен өлшенеді. Candida түрлері үшін байқалғандай, S. cerevisiae түрлерін оқшаулау әртүрлі көздерден алынды. KU862639 және MF966566 қосылу нөмірлері бар пальма шарабы (HG425328, 9-сурет) ашытқылары жүзім бетінен және ашытылған алмұрттан, ал
Raphia жақын туыстарынан бөлінген. GU080046 және HM191669 қосылу нөмірлері бар пальма шарабы (HG425338, 10-сурет) сығымдалған жүзімнен жасалған сусын Мусалайсты қайнату үшін пайдаланылатын өздігінен ашуға бейім және жүзім шырынынан оқшауланған болып келеді.Ашытқылардың 99% әлі белгісіз және S. cerevisiae ашытуы белгілі бір субстратқа тән болуы мүмкін деп есептеледі, сондықтан әртүрлі пальма ағаштарынан S. cerevisiae-ны көбірек зерттеу қажет. Saccharomyces тұқымы бұрын екі топқа бөлінген, атап айтқанда Saccharomyces sensu stricto және Saccharomyces sensu lato.S. sensu stricto штаммдары негізінен ашыту өнеркәсібімен байланысты болып келеді [90, 91]. Бұл зерттеуде S. cerevisiae және оған жақын түрлердің салыстырмалы геномикалық талдауы жаңа түрлердің қалай пайда болатынын түсінуімізге ықпал етті және репродуктивті оқшаулауға ықпал ететін әртүрлі механизмдерге жарық түсірді. Бұл білімді пальма шарабы ашытқыларына олардың жақсы сипатталған ашытқылардан айырмашылығын анықтау үшін қолдануға болады.Сурет 10 - Raphia пальма ағашынан алынған шарап ашытқысы S. cerevisiae –ның (HG425338-астын сызылған) филогенетикалық талдауы. Ағаш масштабта кішірейтілген, бұтақтардың ұзындығы әр учаскедегі ауыстырулар санымен өлшенеді. Pichia kudriavzevii. Пальма шарабында болатын ашытқылардың соңғы молекулалық зерттеулерінен Pichia kudriavzevii ашытқы түрі сусындағы кең таралған Saccharomyces емес ашытқы түрі ретінде пайда болды. Бұл ашытқы түрі пробиотикалық потенциалды және мультистресске төзімділікті көрсетті. Сонымен қатар, кейбір P. kudriavzevii штамдары 45°C температурада S. cerevisiae кәдімгі жасушаларына қарағанда лигноцеллюлозды биомассадан этанолдың көп мөлшерін шығара алатыны анықталған. P. kudriavzevii үшін жасалған ағаш S. cerevisiae немесе Candida пальмалық шарап ашытқыларының туыстарымен салыстырғанда ең аз айырмашылықты көрсетті. Барлық туыстары мен Elaeis пальма шарабы штаммы (HG425333) бір түйіннен пайда болып, бөлек таксономиялық бірліктерді құрады (сурет 7). Керісінше, Raphia палма ағашының P. kudriavzevii (HG425335) пальма шарап ашытқысы бөлек топты құрады және туыстарымен бір бұтаққа жатпады (8 -сурет). Бұл түр ішілік әртүрлілікті көрсетеді және бұрын хабарланған қорытындыларды растайды. Бұл зерттеуде түр ішілік әртүрлілік ұсынылды, себебі P. kudriavzevii (HG425335) пальма шарабы ашытқысы бір географиялық орналасу изоляттарының орнына Мексикадан алынған пальма шарабы изоляттарымен бөлек топтаманы құрады.