تولید گیاهچه استریل
در مواقعی که از گیاهان رشد یافته در شرایط این ویترو برای تهیه ریزنمونه استفاده می شود، انجام استریلیزاسیون سطحی بر روی مواد گیاهی منع ریزنمونه ضروری است. در چنین مواردی، این امکان وجود دارد که منبع ریزنمونه با فرایند استریلیزاسیون موجب خسارت به بافت ها شده و موفقیت کشت بافت را تحت تأثیر قرار دهند. در این صورت، بهترین راه برای دستیابی به ریزنمونه های استریل، تولید گیاهچه استریل از طریق کشت بذر در شرایط استریل است. علاوه بر این، بذرهای تعدادی از گونه های گیاهی در شرایط طبیعی خوب جوانه نمی زنند که مثال بارز آن ارکیده ها هستند. گزارش شده است که ارکیده ها از لحظه جوانه زنی، با یک قارچ ارتباط همزیستی دارند.
همزیستی (Symbiosis) : یعنی ارتباط دو موجود با فواید متقابل برای یکدیگر.
تحقیقاتی که در سال ۱۹۲۲ توسط نادسون (Knudson) صورت گرفت نشان داد که بذور ارکیده هایی نظیر Cattleya Epidendrun Latelia و غیره قادرند در شرایط این ویترو به طور مستقل جوانه بزنند. همانگونه که ذکر گردید، جوانه زنی بذرهای ارکیده در طبیعت به ارتباط همزیستی آنها با یک قارچ وابسته است.با این وجود، در این ویترو، این امکان وجود دارد که وابستگی به قارچ را با جایگزین کردن عمل آن با یک محیط مغذی برطرف کرد. این پدیده به جوانه زنی غیرهمزیست (Asymbiotic gemination) معروف است.
-
گیاهچه های ارکیده:
گیاهچه های ارکیده، به صورت رویشی به خوبی حالت زایشی، تکثیر می یابند. با تکثیر رویشی، نتاج حاصل کاملا شبیه گیاه والد هستند، اما در تکثیر زایشی (توسط بذر) تولید نتاج مشابه به ندرت صورت می گیرد. اگر بذرهای ارکیده زراعی (که عمدتا از یک هیبرید شدیدا هتروزایگوس بدست می آید) مورد استفاده قرار گیرند، نتاج حاصله شدیدا ناهمگن خواهند شد و به ندرت مشابه والدین می باشند.
اصولا، ارکیده های زراعی فقط به صورت رویشی قابل تکثیر بند، تولید کلون های ارکیده در محیط طبیعی، فرآیند بسیار کندی است. بنابراین بذرها در این ویترو، جوانه زده و سپس تکثیر رویشی آنها توسط کشت مریستم (Meri- cloning) به طور گسترده انجام می شود.
به دلایل زیر، بیشتر ارکیده ها از طریق این ویترو تکثیر می شوند:
ا- بذور ارکیده بسیار ریز بوده و ذخیره غذایی آنها بسیار اندک یا صفر است. اندازه کوچک (۱ – ۲ میلی متر طول و ۱-۰/۵ میلی متر عرض)، احتمال از بین رفتن آنها را در کشت طبیعی زیاد می کند و محدودیت ذخیره غذایی نیز بقاء گیاهچه در محیط خارج را غیر محتمل می سازد. بذر ارکیده، از یک پوسته ضخیم و یک جنین ۱۰۰ سلولی تشکیل یافته است. جنین شکلی مدور یا کروی دارد. اکثر بذور ارکیده تمایز نیافته اند، بطوریکه فاقد کوتیلدون، ریشه جه و یا حتی آندوسپرم می باشند. سلول های جنین، ساختمان ساده ای داشته و تمایزیافتگی ضعیفی دارند.
۲- کشت این ویترو، جوانه زنی جنین های نابالغ ارکیده را ممکن می سازد و بنابراین دوره به نژادی کوتاه می شود.
۳- جوانه زنی و نمو در این ویترو، بدلیل وجود شرایط محیطی کنترل شده و عدم رقابت با قارچ ها یا باکتری ها، بسیار سریعتر صورت می گیرد.
بذرهای ارکیده از طریق پوسته خود آب جذب نموده و متورم می شوند. پس از شروع تقسیم سلولی، جنین پوسته بذر را شکافته و بیرون می آید. یک ساختار شبه پروتوکورم از توده سلول ها شکل می گیرد، که می توان مریستم ساقه را بر روی آن تشخیص داد. وضعیت مورفولوژیکی پروتوکورم (Protocorm) حد واسط جنین تمایز نیافته و ساقه است.
پروتوکورم های حاصل از جوانه زنی بذر، شباهت زیادی به پروتوکورم های حاصل از کشت نوک ساقه های جداشده دارند. واژه “اجسام شبه پروتوکورم” در زمان تکثیر ارکیده ها توسط کشت مریستم مطرح شده است. کشت بذور، تغییر شکل مریستم ها به اجسام شبه پروتوکورم، تکثیر پروتوکورم ها با قطعه قطعه کردن آنها و توسعه این پروتوکورم ها به ساقه های ریشه دار، مراحلی هستند که در طی تکثیر رویشی ارکیده ها پیموده می شوند.
عوامل زیادی جوانه زنی و رشد ارکیده ها را تحت تأثیر قرار می دهند:
نیاز ارکیده ها به مواد معدنی اندک است و محیط کشت های نادسون (۱۹۶۴ ,Knudson) یا واسین و رونت (۱۹۴۹ ,Vacin and Went) که دارای نمک کمی هستند، برای کشت آنها مناسب اند. برخی ارکیده ها مانند Paphio pedilum برای جوانه زنی نیاز به تاریکی دارند، در حالیکه بقیه گونه ها به نور ضعیف نیاز دارند. قند به عنوان منبع انرژی، به ویژه برای گونه هایی که در تاریکی جوانه می زنند، بسیار مهم است. معمولا در مرحله جوانه زنی به تنظیم کننده های رشد نیازی نیست و اضافه نمودن آنها اغلب موجب بروز اثرات ناخواسته ای نظیر تشکیل کالوس، تشکیل ساقه های نابجا و … می شود.
منبع: کتاب اصول بیوتکنولوژی گیاهی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ ششم.
دیدگاهتان را بنویسید