زراعة الأنسجة النباتية Plant Tissue Culture
تعريف زراعة الأنسجة النباتية:
هي عملية زراعة خلية أو نسيج أو عضو نباتي داخل المعمل في وسط غذائي و تحت ظروف خاصة وملائمة لنمو النسيج النباتي.
ومن منطلق هذا التعريف يسمي هذا النوع من الزراعة بالأسماء التالية:
- زراعة الخلايا النباتية (Plant Cell Culture)
- زراعة الأنسجة النباتية (Plant Tissue Culture)
- زراعة الأعضاء النباتية Plant Organ Culture) )
ومع إختلاف مصطلحات هذه التقنية إتفق العلماء علي تسمية أكثر دقة لوصف هذا المجال وهي:
الإكثار الدقيق Micropropagation
وهو المصطلح الأكثر شيوعا حتي يومنا هذا.
ماهو الوسط العذائي:
هو وسط صناعي يحضر في المعمل حسب نوع النبات لينمو فيه وبعض معامل زراعة
الأنسجة تشتريه محضر من الشركات ولكنه يكون ذات تكلفة عالية، وهو يتكون من:
1- العناصر الغذائية الكبري
2- العناصر الغذائية الصغري
3- مركبات الحديد
4- الفيتامينات
5- هرمونات النمو
6- وكربوهيدرات (سكروز)
7- الفحم المنشط (يستخدم في بعض الأوساط وهو يعمل علي إزالة المركبات الفينولية وتمنع التاثير السلبي علي الإنسجة).
8- تعديل الرقم الهيدروجيني PH
9- الأجار (يضاف في حالة التحضر لوسط غذائي صلب)
كما نشير الي أن هنالك نوعان من الأوساط الغذائية :
- وسط سائل
- وسط صلب
من أشهر الأوساط الغذائية:
تعتبر بيئة العلمان موراشيج وسكوج (Murashige & Skoog(MS
من أشهر البيئات المستخدمة لإكثار العديد من الأنواع النباتية والتى يمكن تحضيرها معمليا أوشرائها
هناك أيضا بيئة تستعمل لزراعة وإكثار النباتات الخشبية وتسمىWoody Plant Medium(WPM)
الأدوات والأجهزة اللازمة في معمل زراعة الأنسجة:
- ورق ألامونيوم
- قفازات
- زجاجيات مقاومة للحرارة، مثل(أطباق بتري، أنابيب إختبار، أوني زراعة....الخ)
- ميزان حساس
- ماء مقطر
- ماصة اتوماتيكية Micropipette
- غرفة العزل (Hood)
- اللهب
- كحول بتركيز 70% للتطهير
- هيتر (المسخن المغناطيسي)
- جهاز التعقيم بالضغط و الحرارة( ألاوتوكليفautoclave )
- طاولات متحركة لنقل الأدوات و الزجاجيات المعقمة.
- مشارط وملاقط ومقصات
- فرن
- لهب
- ماء معقم ومقطر مرتين
- جهاز قياس الPH
- أوعية ريتا(نظام الغمر المؤقت)
تقسيم المعمل زراعة الأنسجة علي حسب خطوات ومراحل العمل:
المعمل النموذجي لزراعة الأنسجة ينقسم إلي 5 غرف وهي:
أ- غرفة الغسيل:
تغسل المستأصلات النباتية والزجاجيات و الأدوات الغسيل الأولي في هذه الغرفة ويوجد بها الصابون.
ب- غرفة تحضير الأوساط الغذائية:
وتحتوي علي كابينة حماية، دولاب نحتفظ فيه بالكيماويات، ثلاجة لحفظ
الهرمونات والمستأصلات المعقمة، جهاز تعقيم (الأوتوكليف)، مكيف...الخ.
ج- غرفة الزراعة:
كابينات حماية، أدوات الزراعة رشاشات لرش الكحول،لهب مجهر، جهاز طرد
مركزي،مكيف، مطهرات للأنسجة النباتية أشهرها الكلوراكس التجارى 5,5 %
صوديوم هيبوكلوريت- مادة ناشرةTween 20.
د- غرفة الحضن المضيئة:
أرفف بإضاءة فلورسنت، حضانات Incubators للمزارع التى تتطلب درجات حرارة وفترات إضاءة خاصة حيث يتم التحكم فى ذلك داخل
الحضان، هزاز Shaker وهوضرورى لمزارع المعلق الخلوى Cell suspension cultures وزراعة الأجنة Embryo cultures. مكيف هواء
للمحافظة على درجة حرارة الغرفة ثابتة، جهاز تحكم بدرجة حرارة الغرفة، جهاز ظبط مدة الإضاءة في الغرفة.
ه- الغرفة المظلمة:
تحتوي هذه الغرفة علي أرفف زجاجة نحضن في هذه الغرفة النباتات لنشجعها لتكوين الدرنات.
ولابد من تعقيم هذه الغرف بصوره منتظمة
مراحل الإكثار الدقيق:
1/ مرحلة تأسيس المستأصل النباتي(Explant) والزراعة المعقمة:
إن أول من حدد هذه المرحلة هو العالم Murashige سنة 1974 .
- حيث نراعي في هذه المرحلة إختيار نبات ذات صفات جيدة خالي من الأمراض وفي مرحلة النمو النشط ويكون هذا النبات هو النبات الأم.
- بعد ذلك نبدأ عملية تعقيم السطحي الأجزاء المراد الإكثار عن طريقها سواء
كانت ( أوراق، درنات، براعم، عقد، متوك.....الخ( وذلك بقصها بعناية.
- نأخذ الأجزاء السابق ذكرها وقبل الشروع في عملية التعقيم نقوم بغمر
الأجزاء النباتية في مبيد فطري (محلول مبيد فطري) ، ثم نضع المستأصلات في
وعاء تحت ماء جاري لمدة 30 دقيقة الي ساعتان وهذه العملية تقلل من كمية
الملوثات علي سطح النسيج النباتي (يمكن غسيل المستأصلات بالماء والصابون
قبل وضعه تحت الماء الجاري.
- بعد ذلك يتم غمر النسيج النباتي في محلول التعقيم وذلك لقتل الملوثات
الموجودة علي سطح النسيج النباتي. مثلا إستعمال 10- 50 % من محلول الكلوركس
Clorox الذي يحتوي علي0.5-5.25% من مادة الصوديوم هيبوكلورايت لمدة من
5-30 دقيقة وهو من أهم المحاليل المعقمة التي يتم إستعمالها علي نطاق واسع
في تعقيم الانسجه النباتية.
- إضافة المنظفات مثل Tween-80 - Tween-20 والتي تعتبر مواد ناشرة تزيد من كفائت محاليل التعقيم.
- بعد أن تتم عملية التعقيم السطحي للنسيج النباتي يجب غسيل النسيج بالماء
معقم والمقطر مرتين مع تكرارعملية الغسيل بالماء حتي يتم إزالة المحاليل
السابقة.
- معالجة التلوث البيني إذا حدث وذلك عن طريق جهد النزف (redox potential) وذلك بإستعمال مواد مضادة للاكسدة.
- ثم نقوم بإزالة حواف الإنسجة المتضررة من المحاليل المنظفة ويتم تقسيم النسيج الي أجزاء بمساحات من 0.5-1سنتيمتر مكعب.
- نقوم بعد ذلك بزراعة الإجزاء في الوسط الغذائي المناسب ووضعة في غرفة الحضن مع تعديل مدة الإضاءة ودرجة الحرارة
ولابد مراعاة العمل في غرفة حماية بقرب لهب وفي ظروف معقمةوأدوات معقمة.
- يتم مراقبة الأنسجة المزروعة لمدة من3-5 أيام لمعرفة في حال حدوث تلوث لاستبعاده.
- يمكن إجراء عملية إعادة الإستزراع في المرحلة الثانية بعد من 2-4 أسابيع من الزراعة الإولي.
2/ مرحلة التضاغف Multiplication Stage:
ومن أهدف هذه المرحلة هو الزيادة السريعة في عددالأعضاء النباتية عن طريق
الأجنة الخضرية الناتجة من الخلايا و التي بدورها تتحول الي أفرع جانبية أو
تكون البراعم العرضية.
- وهذه المرحلة تمر النبيتات بثلاثة مراحل هي:
أ / الحصول علي الأجنة الخضرية من الخلايا
Somatic Cell Embryogenesis
ب/ تشجيع نمو الأفرع الجانبية
Enhanced Axillary Development
ج/ تطور الأفرع العرضية
Adventitious shoot Development
وتضاف هرمونات النمو في هذه المرحلة بنسب معينة حسب نوع النبات والجزء المراد مضاعفته.
- بعد المرور بالمراحل السابقة نقوم بعملية إعادةالإستزراع Sub culturing في أوعية وأوساط جديدة.
- حيث نقوم بإعادة الإستزر اع في حجرة الحماية قرب اللهب ونفرغ وعاء واحد
من الاوعية الزجاجية بأخذ النبيتات حديثة النمو بملقط معقم وتقطيعها
وزراعتها في الأوعية الجديدة ونستمر بنفس الطريقة مع بقية الأوعية حتي نحصل
علي عدد مضاعف من عدد الأوعية السابق.
3/ مرحلة التجذير في المعمل والأقلمة
In Vitro Rooting and Conditioning:
- إن الأفرع المتحصل عليها في المعمل يتم تحفيزها لتكون جذور داخل الأوعية
في هذه المرحلة حيث يتم تدعيم الأوساط الغذائية في هذه المرحلة بالاكسينات.
- حيث تستمر هذه المرحلة جيل واحد لمدة من 2-4 أسابيع.
4/ مرحلة الأقلمة والتجذير خارج الأوعية
In Vitro Rooting and Acclimatization
- يجب وضع الأفرع في وسط مناسب عندما يتم نقلها خارج الأوعية للتجذير
والأقلمة ولدعم نموها وتطورها. ولتفادي الخلط بين وسط الأقلمة والتجذير سوف
نطلق علي وسط التجذير خارج الأوعية خليط التجذير أو خليط التربة Rooting
mixture or Soil mixture
وهذا الخليط عادةً يتكون من التربة الصناعة أو مخلفات قلف الأشجار ويدعم بالقليل من السماد وأيضا إضافة مواد لتلائم لتربة النبات.
فوائد تقنية زراعة الأنسجة:
1/ إنتاج نباتات خالية من أمراض.
2/ إنتاج نباتات ذات صفات أفضل وجودة عالية.
3/ إنتاج المركبات الثانوية معملياً.
4/ حفظ الأصول الوراثية النباتية وتحسينها.
5/الإكثار لشتلات الحاصلات البستانية التي تجري العديد من البحوث لإيجاد نظم الإكثار السريع لها.
6/ إكثار النباتات ذات القيمة الإقتصادية العالية أو الفعالة داخل المعمل والعمل علي عدم إنقراضها.
7/ الحصول علي شتلات وتحضيرها للمزارع أو التصدير دون التقيد بموسم معين بالنسبة للزراعات الموسمية.
8/ وهي تعتبر أولا وأخيراً علي أنها دراسة بحثية تقنية بيولجية لدراسة علوم النبات.
أنواع الزراعات المعملية:
1/ زراعة المرستيم القمي culture of Meristem-tip
2/ زراعة البرعم الطرفي culture of Shoot-tip
3/ زراعة البرعم الجانبى culture of Axillary (lateral) bud
4/ زراعة العقدة Single node culture
5/ زراعة البروتوبلاست Protoplast Culture
6/ زراعة معلق الخلايا Cell Suspension Culture
7/ زراعة المتوك Onther Culture
8/ الحصول علي نسيج كلس وزراعة الأعضاءOverview of Callus (Tissue)and Organ Culture
وغيرها من تقنيات الإكثار الدقيق.
الإثنين ديسمبر 09, 2013 10:19 am
بلدى
المشاركات
الشهره
نقاط التقيم
تاريخ التسجيل