جنین زایی سوماتیکی: در جنین‌زایی سوماتیکی که با جنین‌زایی زیگوتی جنسی کاملا متفاوت است، جنین‌ها از سلول ها، بافت‌ها و یا اندام‌های سوماتیکی به طور غیرمستقیم به واسطه کالوس یا مستقیم (منشاء نابجا) باززایی می‌شوند. اصطلاحات متعددی از قبیل جنین‌های نابجا (جنین‌های سوماتیکی که مستقیما از اندام‌ها یا جنین‌های دیگر منشاء می‌گیرند)، جنین‌های پارتنوژنتیک (آن‌هایی که از تخم لقاح نیافته تشکیل می‌شوند) و جنین‌های آندروژنتیک (Androgenetic embryos) که از گامتوفیت نر منشاء می‌گیرند، برای جنین‌های غیر زایگوتی در منابع گزارش شده است.
جنین های سوماتیکی
به طور کلی جنین های سوماتیکی از بافت‌های رویشی در محیط کشت تولید می‌شوند. در جنین‌زایی جنسی عمل لقاح موجب می‌شود که سلول تخم، جنین را به وجود آورد. اما قابلیت تولید جنین بطور انحصاری در اختیار سلول تخم نبوده. و هر یک از سلول‌های کیسه جنینی یا بافت اسپورفیتی پیرامون آن قابلیت تبدیل شدن به جنین را دارا هستند.
سلول های هسته یا پوشش داخلی دانه در گیاهان خانواده مرکبات، ممکن است به جنین تبدیل شوند. اگرچه مثال‌هایی در مورد تولید جنین از سلول‌های آندوسپرم نیز وجود دارد. اما پدیده جنین‌زایی غیرجنسی معمولا محدود به بافت‌های درون تخمک است. آنچه که به ویژه در رابطه با جنین‌زایی در کشت‌های این ویترو قابل توجه است، تشکیل جنین‌ها از سلول‌های رویشی اپیدرم، سلول های پارانشیم دمبرگ، یا آبکش ثانویه ریشه، علاوه بر تشکیل آنها از سلول‌های گامتی تلقیح نشده و بافت‌های مرتبط با جنین‌زایی جنسی طبیعی به عنوان مثال از بافت خورش است.
جنین-سوماتیکی
نمو جنین از بافت های رویشی
نمو جنین از بافت‌های رویشی با استفاده از کشت بافت گیاهی اولین بار توسط استوارد (Steward) در سال ۱۹۵۸ و رینرت (Reinert) در سال‌های ۱۹۵۸ و ۱۹۵۹ در کشت بافت‌های گیاه هویج تشخیص داده شد. علاوه بر تولید جنین‌های سوماتیکی از سلول‌های اسپورفیتی، این جنین‌ها از سلول‌های زایشی نیز بدست آمده‌اند. که نمونه آن تولید جنین از کشت میکروسپورهای گیاه Datura innoxia توسط گوها و ماهشواری در سال ۱۹۶۴ می‌باشد.
اگرچه فهرست اسامی گونه‌هایی که در آنها جنین‌زایی سوماتیکی گزارش شده است، بسیار طویل است. اما مثال‌های واضح و روشن خیلی کم هستند. علاوه بر گونه‌هایی از خانواده چتریان و سولاناسه، در گونه‌های متعددی از گیاهان دو لپه، تولید جنین‌های رویشی با موفقیت صورت گرفته است. خانواده لگوم‌ها و بسیاری از گونه‌های تک لپه تیره غلات که از نظر زراعی بسیار مهم هستند، به سختی در محیط کشت رشد می‌نمایند و تولید جنین‌های سوماتیکی در آنها بسیار مشکل است.
اگرچه گزارشاتی از موفقیت در این گونه‌ها نیز وجود دارد، اما دستورزی آنها به آسانی گیاهان تیره سولاناسه نیست. جنین‌های سوماتیکی بایستی بسیار شبیه به حالت دو قطبی جنین‌های جنسی حاصل از سلول تخم باشند و ریشه، ساقه و کوتیلدون‌های آنها به خوبی رشد نموده باشد. همچنین بایستی فاقد ارتباط آوندی با بافت‌های مادری باشند. شارپ (Sharp) و همکاران در سال ۱۹۸۰ دو روش را برای جنین زایی سوماتیکی توضیح دادند:
۱- جنین زایی مستقیم
در این حالت، جنین مستقیما از بافت ریزنمونه و بدون رشد کالوس منشأ می گیرد. این جنین از سلول های اولیه تعیین شده برای جنین (Pre – embryogenic determined cell) تولید می شود. این سلول ها مستعد تولید جنین شده اند و فقط به آزاد شدن نیاز دارند. چنین سلول هایی در بافت های جنینی مثلا اسکوتلوم در غلات، بافت های معینی از گیاهچه های جوان در کشت های این ویترو مانند هیپوکوتیل Ramunculus scleratus ،Brassica naputs و Daucus carota، و کیسه جنینی درون تخمک گیاهان بالغ، یافت می شوند.
۲- جنین زایی غیرمستقیم
در این حالت جنین از بافت کالوسی که از تکثیر سلول های ریز نمونه تولید می شود، شکل می گیرد. سلول هایی که به تولید جنین می پردازند، سلول های تعیین شده برای (Embryogenically determind cells) نام دارند. که با هدف تولید جنین القاء می شوند و آنها را سلول های تعیین شده جنین القائی یا Induced embryogenic determined cells (IEDC) نیز می نامند. در اغلب موارد جنین زایی به روش غیر مستقیم می باشد. در این فرایند، به مقادیر هورمونی مشخص و ایجاد شرایط کشت ویژه برای شروع رشد کالوس و آماده سازی مجدد این بافت برای ورود به مرحله جنین زایی نیاز می باشد.
جنین های رویشی از سلول های انفرادی که درون توده هایی از سلول های مریستمی در کالوس و یا در سوسپانسیون قرار دارند، منشأ می گیرند. این سلول ها با قطبیت تقلیدی از الگویی که شبیه الگوی عمومی تولید جنین در تخمک است، به پیش جنین تبدیل می شوند. آغازین های پیش جنین (Proembryo initials) ممکن است یک سلول منفرد و یا یک توده سلولی باشند. با مساعد شدن شرایط، جنین ها جوانه زده و به تولید گیاهچه می پردازند.
نمو-جنین
معایب روش جنین زایی سوماتیکی
۱- احتمال وقوع جهش بالا است.
۲- روش نسبتا سختی است.
۳- در واکشت های متوالی، قابلیت باززایی کاهش می یابد.
۴- القاء جنین سوماتیکی در بسیاری از گیاهان، بسیار سخت و یا غیر ممکن است.
۵- در اغلب موارد، جنین سوماتیکی با خواب عمیقی روبرو می شود که شکستن این دوره خواب ممکن است بسیار مشکل باشد.
منبع: کتاب اصول بیوتکنولوژی گیاهی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ ششم.
دیدگاهتان را بنویسید