كشت بافت در گياهان زينتي:

سه هدف اوليه در كاربرد فنون كشت بافت براي گياهان مورد نظر است:

1-توليد سريع شمار زيادي از گياهان كه از نظر ژنتيكي يكسان هستند

از اين روش براي گياهاني كه تكثير آن­ها از روشهاي مرسوم با مشكل مواجه مي باشند، مانند ژربرا، آنتوريوم، اركيد، سوسن، ارقام جديد رز و غيره استفاده مي­شود. گل ژربرا در رده اول تکثير کشت بافتي دنيا قرار دارد.

2-حذف بيماريها و توليد گياهان عاري از بيماري

امروزه تمام شركت­هاي توليد كننده­ی گل در جهان از پايه هاي عاري از ويروس براي تكثير گل­ها بخصوص در مورد گل ميخك كه داراي ويروس­هاي اختصاصي زيادي است استفاده مي­كنند.

3-توليد ارقام (ژنوتيپ­ هاي­) جديد

در حال حاضر تنها در هلند هر ساله 125 رقم جديد داودي، 100 رقم ژربرا، 70 رقم ليليوم و 50 رقم ميخك توليد مي‌شود كه قسمتي از اين گياهان با كمك روش­هاي اصلاح از طریق كشت بافت بوجود آمده ­اند. بطور مثال از کشت دانه گرده (میکروسپور)، گیاه هاپلوییدی (n کروموزومی) تولید می شود که با اضافه کردن کلشی سین تعداد کروموزوم های ان دو برابر می گردد و دیپلوئید می شود و از تلاقی دو لاین خاص بذر های هیبرید با ویژگی های بسیار بهتر از دو والد تولید می شود. یا بطور کلی برای انتقال ژن به گیاه نیاز هست تا گیاه را در محیط کشت رشد پیدا کند.

مراحل تكثير:

چهار مرحله عمده فرايند تكثير درون شیشه ­ای به شرح زیر است:

1-تهيه كشت­ هاي استريل (استقرار): اين مرحله اغلب به دليل آلودگي و توليد تركيبات فنوليك توسط ريز نمونه، مشكل است. با اين­حال در اين مرحله بايد تعداد مناسبي ريز نمونه بعد از ضد عفونی زنده مانده و برروي محيط كشت، بدون آلودگی رشد كنند.

2-تولید و تكثير گیاهچه: عموماً افزودن هورمون ­های سيتوكنين به محیط کشت، توليد شاخه از جوانه­ هاي جانبي موجود و يا تولید شاخساره از برگ، ساقه، دمبرگ را به ميزان زيادي افزايش مي­دهد. جهت افزایش تولید گیاه در این مرحله مي­توان نمونه­ ها را چندین مرتبه واكشت نمود.

3-ريشه ­زايي در شرايط درون شيشه ­اي: گیاهچه­ های حاصل از مرحله قبل به محیط ریشه­ زایی حاوی اکسین منتقل می­شوند.

4-سازگاری: گیاهچه­ هاي ريشه­ دار شده از محیط کشت خارج شده و آگار آن­ها به آرامي شسته مي­شود. اين گیاهچه ­ها جهت سازگاری به گلخانه­ های با رطوبت بالا منتقل می­شوند.

روش­هاي مختلف ريزازديادي:

براي ريز ازديادي از روش­هاي مختلفي استفاده مي شود كه در ذيل دو روش رايج آن ارایه شده است:

ريز ازديادي با استفاده از جوانه­ هاي انتهايي و جانبي:

استفاده از جوانه­ هاي انتهايي و جانبي يكي از روش­هاي رايج است كه طي آن جوانه­های موجود در بافت پس از قرار گرفتن بر روي يك محيط كشت مناسب، فعال شده و تولید نوساقه مي­نمايند. در اين روش مرحله كالوس وجود ندارد، لذا حجم كار كمتر است و ضمناً خطر ایجاد جهش و تنوع سوماکلونال كاهش مي­يابد و بعبارتي روشي مطمئن و بي خطر براي حفظ خصوصيات گياه مادري است.

ريز­ازديادي با استفاده از جوانه­ هاي نابجا: اساس اين روش تشكيل شاخساره بر روي ريزنمونه‌هاي مختلف مثل برگ، دمبرگ، گره­ها، ميان گره­ها و لپه ها است، این روش در سوسن، سنبل، بنفشه، پتونيا، فريزيا، فيكوس، آنتوريوم و گل داودي استفاده شده است. در اين سيستم جوانه ­هاي نابجا يا مستقيماً بر روي ريزنمونه تشكيل مي­شوند يا اينكه بر روي ريز نمونه ابتدا كالوس تشكيل مي­شود و سپس، شاخساره­ها بر روي كالوس تشكيل مي­شوند. در صورت دستيابي به يك پروتکل با کارایی بالا، میزان تکثیر در اين روش در مقايسه با روش تکثیر از طریق جوانه‌هاي انتهايي و جانبي، بسيار بيشتر است.

 

انواع كشت در شرايط درون شيشه اي:

انواع مختلفي از كشت درون شيشه ­اي به شرح ذيل است:

1-    كشت گياه كامل: یک بذر ممكن است در شرايط درون شيشه­ اي كشت شود و يك گياهچه و در نهايت يك گياه كامل  توليد شود، مانند گل اركيده.

2-    كشت جنين: در اين نوع كشت، پس از حذف پوسته­های بذر، جنین جدا شده و كشت مي­شود.

3-    كشت اندام و بافت: در این حالت اندام یا بافت گیاهی جدا شده، در شرايط درون شيشه ­اي رشد  مي­كند. مانند کشت پیاز، میانگره، مريستم، ريشه، برگ و پرچم.

4-    كشت كالوس: به تولید توده سلولی تمایز نیافته از کشت یک بافت خاص در شرایط درون شیشه ­ای کشت کالوس گفته می­شود.

5-    كشت سلول:كشت سلول­هاي منفرد كه به كمك آنزيم­ها يا روش­هاي مكانيكي از يك بافت گياهي بدست مي­آيد، كشت سلول ناميده مي­شود.

6-  کشت تخمک و گرده:از این روش براي توليدگياهان هاپلوئيددرشرايط هدف ازكشت بساك ياگرده توليدگياهان هاپلوئيدي ازراه تحريك توليدجنين ازتقسيمات دانه هاي گرده نابالغ ميباشد. سلولهاي گياهان هاپلوئيدداراي مجموعه كاملي ازكروموزم هاي تكي است.كروموزمهاي منفرداين هاپلوئيدهاراميتوان بااستفاده ازكلشيسين به صورت دوبل درآورد و در نتيجه ديپلوئيدهاي هموزيگوت بارورتوليدميشوند. این دیپلوئیدها از تلاقی با هم بذرهای هیبرید تولید می کنند که این بذرها گیاهانی می دهند که از هرنظر مطلوبتر از والدین خود هستند.

7- كشت تك جوانه single node:

منظورازكشت تك جوانه،جداكردن يك جوانه به همراه قسمتي ازشاخه به منظورتشكيل ساقه ازطريق نمو جوانه است. اين روش طبيعيترين روش تكثير رويشي مي باشد. هرجوانه اي درمحوربرگ مشابه باجوانه نوك شاخه،ميتوان رويinvitro گياهان درمحيط كشت رشدداده شود.

8- کشت رأس شاخه  :shoot tip culture

قسمت انتهايي ساقه درواقع شامل هرسيستم انتهايي ساقه همراه با چندين پريمورديوم برگهاي مجاورمي باشد.ازاينروش براي تكثيردرسطح وسيع استفاده ميشود.

9- كشت پروتوپلاست:

به سلولهاي گياهي بدون ديواره سلولي، پروتوپلاست گفته ميشود )ديواره سلولي باروشهاي مكانيكي يا شيميايي ازسلول جدا ميشود).ازكشت پروتوپلاست براي ايجادتغييرات ژنتيكي،هيبريداسيون سلولي استفاده ميشود .عليرغم وجود مشكلات تكنيكي كه استفاده از پروتوپلاست رادرپاره اي ازمطالعات محدودكرده است ، درحال حاضر از پروتوپلاست درزمينه هاي تحقيقاتي متعددي به شرح زيراستفاده ميشود:

الف)ايجادپيوندپروتوپلاستي بين دو يا چندسلول وتهيه گياهان دورگ باكشت پروتوپلاستهاي متحد شده، دربرخي مواردي كه به دليل ناسازگاري جنسي و يا فيزيكي امكان تهيه گياه دورگ باروشهاي ژنتيكي معمولي ميسرنيست ميتوان باروش پيوندپروتوپلاست نسبت به ايجادگياهان دورگ اقدام نمود.

ب)واردكردن مواد ژنتيكي خارجي به داخل سلول پس ازحذف ديواره سلولي، پروتوپلاست مجزا شده ميتواند با فرآيندي مشابه با فرآيند آندوسيتوز دربعضي ازسلولهاي جانوري مواد خارجي رابه داخلسيتوپلاسم جذب نمايد. بااسفاده ازاين روش ميتوان اندامكهايي مانندكلروپلاست،ميتوكندري پلاسميدو ... راواردپروتوپلاست كرد.

ج)مطالعه نحوه سنتز و ترشح ديواره سلولي.پروتوپلاست كشت شده به سرعت ديواره سلولي تشكيل ميدهد.

10- کشت مریستم:

تنها نقطه اي در گياه كه عاري از آلودگي ويروسي است، مريستم مي باشد. چرا كه سرعت و قدرت تقسيم در مريستم به حدي زياد است كه ويروسها فرصت تقسيم و رشد پيدا نمي كنند. كشت مريستم عمدتاً در گياهان باغي مورد استفاده قرار مي گيرد هر چند براي تعداد زيادي از گياهان زراعي مثل سيب زميني ، شبدر و تنباكو نيز از اين روش استفاده شده است . گياهان عاري از ويروس در برخي گونه ها مثل گيلاس ، تمشك و انگور نيز از طريق كشت مريستم به دست آمده است.