با مراحل کشت بافت گیاهی آشنا شوید

کشت بافت یک روش مهندسی ژنتیک است، که با استفاده از یک سلول یا یک اندام گیاهی در درون بستر مناسب و محیط کشت، در نهایت با تغذیه و رشد آن گیاهی کامل حاصل می شود. بافت، مجموعه ای از سلول های اندام های گیاهی را شامل می شود و این امر برای همه موجودات زنده صادق می باشد. بافت مورد انتخاب لازم است، از هرگونه بیماری عاری باشد و شایستگی کافی برای بدل شدن به یک گیاه کامل را داشته باشد. در ادامه به بررسی مراحل کشت بافت گیاهی پرداخته می شود.

جهت تکمیل فرایند کشت بافت لازم است، محیط کشت حاوی تمامی مواد غذایی مورد نیاز و محیط مناسب، استریل و عاری از هر گونه باکتری باشد، تا فرایند تکامل به درستی پیش رود.

مراحل کشت بافت گیاهی

در این فرایند از طریق یک سلول یا بافت بخشی از اندام گیاه جدا شده و در بستر مناسب و محیط کشت قرار می گیرد، تا در اثر تغذیه و رشد آن از مواد غذایی موجود در محیط کشت یک گیاه کامل پدید آید، که از کاربردهای مهمی که این فرایند در پی دارد، تکثیر و ازدیاد گونه های در حال انقراض و مقاوم می باشد.

همانوطور که آگاه می باشید، پیکره موجودات دارای یک واحد سازنده به نام سلول می باشد، با قرار گیری گیری سلول ها در کنار یکدیگر یک بافت و پس از آن یک اندام و در انتها یک موجود به وجود می آید، مانند انسان، آهو و درخت. هر کدام از این سلول ها بدون استثنا دارای یک بانک ژنی می باشند، بدین معنا که اطلاعات ژنتیکی همه اندام ها را در خود دارند و تنها ممکن است، برخی از آن ژن ها خاموش باشند.

در آزمایشگاه ها از این ویژگی استفاده می شود و یک سلول یا توده چندتایی از پیکره موجود برداشته می شود و در آزمایشگاه در یک محیط کشت مغذی صد در صد استریل با کمک مواد تنظیم کننده رشد گیاهی، رشد آن کنترل می شود، تا در نهایت گیاه جدیدی حاصل شود. معرفی گیاهان کشت بافت و کاربرد و مزیت های گیاهان کشت بافت اطلاعات سودمندی در زمینه گیاهان قابل رشد در فرایند و مراحل کشت بافت گیاهی در اختیار شما قرار می دهد.

توان افزایی

کشت بافت گیاهی به شکلی گسترده در علوم اولیه و علمی کاربرد دارد، این برنامه ها از مطالعات رشد گیاه گرفته، تا مطالعات ژن عملکردی، بهبود محصول، ریزازدیادی تجاری، از بین بردن ویروس و حفاظت از گونه های نادر را در بر می گیرد.  کشت بافت گیاهی به توانایی بافت گیاه بستگی دارد، که با قرارگیری در محیط رشد و شرایط مناسب می تواند، گیاه جدیدی را به وجود آورد. به این توانایی سلول ها یا بافت های گیاهی توان افزایی گفته می شود.

ارکان کشت بافت گیاهی

رکن های اساسی در کشت بافت گیاهی به چهار بخش تقسیم می شوند. مرحله اول انتخاب یک گیاه والد سالم «ریزنمونه» می باشد. مرحله دوم از بین بردن هر گونه آلودگی میکروبی در هر سطح ریز نمونه، مرحله سوم تلقیح ریز نمونه در یک محیط کشت مناسب و مرحله پایانی جوجه کشی ریز نمونه در یک محیط کنترل شده با درجه حرارت، رطوبت، کیفیت هوا و روشنایی مناسب است.

مراحل

برای آشنایی با مراحل کشت بافت گیاهی لازم است، به این موضوع بپردازیم، که در ابتدا بافت گیاهی تحت شرایط آسپتیک با استفاده از فیلتر هوای «HEPA» از یک کابین جریان آرام آماده می شود. سپس بافت در ظروف استریل چون ظروف پتری یا فلاسک ها در یک اتاق رشد کنترل شده از نظر درجه حرارت و شدت نور رشد می کند.

به این دلیل که مواد گیاهی زنده در محیط به شکل طبیعی به میکروارگانیسم های روی سطوح و گاهی مواقع فضای داخلی آلوده می شوند، سطوح آن ها در محلول های شیمیایی که معمولا الکل و هیپوکلریت سدیم یا کلسیم می باشد، قبل از جمع آوری نمونه های مناسب استریل می شوند.

در مرحله بعد ریزنمونه های استریل معمولا بر روی یک محیط کشت جامد استریل قرار می گیرند، در گاهی مواقع نیز در یک محیط مایع استریل قرار می گیرند، مخصوصا زمانی که کشت سوسپانسیون سلولی مورد نیاز باشد. محیط های جامد و مایع متشکل از نمک های معدنی و مقدار کمی مواد معدنی آلی، ویتامین ها و هورمون های گیاهی می باشند. محیط جامد از ترکیب محیط مایع همراه با یک عامل ژل کننده، به طور معمول آگار خالص ایجاد می شود.

ترکیب محیط به ویژه هورمون های گیاهی و تامین نیتروژن « نیترات در مقابل نمک های آمونیوم یا اسید های آمینه» تاثیر قابل توجهی بر شکل بافت هایی دارد، که از ریزنمونه اصلی رشد می کنند. برای مثال مقدار بیش از حد اکسین ممکن است، منجر به تکثیر ریشه شود، در مقابل سیتوکینین بیش از حد ممکن است، باعث تولید ساقه گردد.

تعادل اکسین یا سیتوکینین معمولا موجب تکثیر بدون ساختار سلول ها یا کالوس می شود. اما شکل رشد بسته به گونه گیاهی و ترکیب محیط متفاوت خواهد بود. همانطور که شاخه ها از کشت بیرون می آیند، می توان آن ها را برش داد و با اکسین ریشه زد، تا گیاهچه تولید شود، پس از آن می تواند، به گلدان منتقل شود و به عنوان گیاه معمولی در گلخانه رشد کند.

تاثیر نور

نور تاثیر بسزایی در مراحل کشت بافت گیاهی ایفا می کند، اصطلاح کشت بافت به طور کلی به کشت این ویتروی «in vitro» به هر قسمتی از گیاه اعم از سلول انفرادی، بافت و یا اندام در شرایط استریل اطلاق می شود. در کشت این ویترو علاوه بر عوامل درون شیشه ای مانند غلظت عناصر، قند، تنظیم کننده های رشد و عوامل خارجی چون دما، رطوبت و نور نیز بسیار تاثیر گذار می باشند. نور نقش بسزایی در رشد، نمو، مورفورژنزیز، فتوتروپیسم، فتوسنتز و متابولیسم دارد. فاکتور های مختلف نور از جمله دوره نوری و کیفیت نور و کمیت نور نقش بسزایی در مراحل مختلف کشت بافت گیاهی برعهده دارند. نور های قرمز،آبی، زرد و سبز که از تفکیک نور سفید حاصل می شوند، هر کدام تاثیر خاصی در کشت بافت گیاهی ایفا می کنند.

فتومورفوژنز

گیاهان موجودات زنده آتروفی می باشند، که فاقد قدرت تحرک به آن نحو که در جانداران دیده می شود، می باشند. به همین دلیل ضرورت مطابقت با محیط در گیاهان بسیار ضروری است، چه در طبیعت و چه در محیط، گیاهان تحت تاثیر فاکتور های مختلفی از جمله موارد زیر می باشند.

ترکیب گازی محیط: عواملی چون میزان دی اکسید کربن، اکسیژن و نیتروژن محیط و نسبت آن ها.

دما: گیاهان مختلف در مراحل رشد مختلف نسبت به دما واکنش های متفاوتی نشان می دهند، همچنین علاوه بر میزان دما پریود های دمایی نیز در مراحل مختلف رشد گیاه تاثیر های متفاوتی دارند. مراحل مختلف رشد و نمو گیاه در محیط کشت نیز از این موضوع مستثنی نیست و به شدت از آن تاثیر می پذیرید.

رطوبت: میزان رطوبت اتاقک رشد، بر رشد و نمو گیاهچه ها و القا گیاهان از هر مرحله ای به مرحله دیگر بسیار حائز اهمیت می باشد.

نور: چه در شرایط طبیعی و چه در شرایط درون شیشه گیاهان به فاکتور های متفاوت نوری واکنش نشان می دهند و با توجه به نحوه تکامل و نیاز نوری از مرحله ای به مرحله دیگر می روند و رشد خود را طی می کنند. به تاثیر نور بر رشد گیاهان فتومورفوژنز گفته می شود.

نور نقش کلیدی در مراحل کشت بافت گیاهی چون رشد، مورفوینزیز، فتوسنتز و متابولیسم دارد و به همین دلیل باید عنوان کرد، که تاثیر نور بر گیاه فرایندی پیچیده و خاص می باشد. نبودن نور بر ظاهر و شکل بیرونی گیاه و سرعت رشد طولی تاثیر گذار است. گیاهی که در تاریکی رشد می کند، معمولا دارای ساقه ای بلند و باریک می شود، برگ ها گسترش پیدا نمی کنند و برگ و ساقه عاری از کلروفیل خواهند بود.

در صورتی که چنین گیاهی در معرض نور قرار بگیرد، رشد طولی ساقه کاهش پیدا می کند و در صورتی که همان نوع از گیاه در نور پرورش یابد تنومند شده و برگ های آن کاملا سبز و بزرگ می شوند و با فواصل کمتری در طول ساقه می رویند.

منبع : آرگا