بزرگترین وبلاگ مقاله کشاورزی ایران
 
وبلاگ دانشجویان دانشکده کشاورزی سراوان با بیش از 10000مقاله کشاورزی رایگان

بذور مصنوعی

یکی از مهمترین موارد استفاده از جنین زایی سوماتیکی ، تولید بذور مصنوعی است. بذر مصنوعی عبارتست از یک جنین سوماتیکی به همراه یک آندوسپرم مصنوعی و یک پوشش مصنوعی برای حفاظت از بذر.

نقش آندوسپرم را ترکیباتی چون هیدروژل ، آگار ، آلژینات سدیم ، آلژینات پتاسیم و یا کاراجینان را ایفا می کنند . و برای پوشش بذر از کلرید کلسیم ، کلرید کبالت ، کلرید آهن ، دکستران و یا گزانتام استفاده می کنند. معمولا در صنعت از آلژینات سدیم به عنوان آندوسپرم و از کلرید کلسیم به عنوان پوشش بذر استفاده می شود.

مشکلات تهیه بذر مصنوعی

o نیاز به روش های فیزیکی و شیمیای جهت غیر فعال کردن جنین دارد.

o بذور مصنوعی محتاج به محافظت در برابر خشک شدن هستند.

o بازیافت گیاهان حاصل از این بذور دشوار است. دلیل این امر یکی به خاطر تشکیل جنین ناقص و دیگری به دلیل ایجاد آندوسپرم مصنوعی است.

o تولید آن هزینه بالایی دارد.

چرا از روش بذور مصنوعی استفاده می کنیم؟

• مهمترین مزیت استفاده از این روش ، صرفه جویی در زمان می باشد. زیرا تولید بذر مصنوعی در مدت چند روز تاحد اکثر چند ماه به دست می آیند.

مزایای ریز ازدیادی

• به مقدار بسیار کمی از بافت گیاه به عنوان ریز نمونه ، نیاز می باشد.

• در برخی از گونه ها که به روش های رایج ، ازدیاد نمی شوند ، ریز ادیادی روش مناسبی است.

• در هر فصلی از سال قابل اجراست و تغییرات فصلی تاثیری در اجرای آن ندارد.

• توسط این روش گیاهان عاری از ویروس حاصل می شوند.

معایب ریز ازدیادی

o به تجهیزات گران و پیچیده نیاز دارد.

o امکان آلودگی گیاه توسط پاتوژن ها زیاد است.

o تغییرات ژنتیکی از جمله تنوع سوماکلونال ممکن است مشاهده شود که گاهی اثرات نامطلوبی بر جای می گذارد.

o امکان دارد برخی پیده های منفی نظیر شیشه ای شدن و یا پرپشت شدن رخ دهد

 

 

کشت مریستم و روش های ایجاد گیاهان عاری از ویروس

همانطور که قبلا نیز ذکر شد یکی از روش های مبارزه با آلودگی های درونی ، کشت مریستم می باشد که شامل 6 روش می باشد.

1. استفاده از گرما

2. کشت مریستم

3. تلفیق گرما و کشت مریستم

4. تشکیل جوانه نابجا و اندام هوایی و سپس کشت مریستم

5. کشت کالوس و پروتوپلاست

6. پیوند مریستم روی پایه های عاری از ویروس

استفاده از گرما

به نظر می رسد که گرما فقط علیه ویروس های ایزومتریک . بیماری های ناشی از مایکوپلاسما موثر است و گاهی گرما روی برخی ویروس ها کاملا بی اثر است. استفاده از این روش برای درختان میوه ای که به کشت مریستم جواب نمی دهند، مناسب می باشد.درجه حرارت مورد استفاده به نوع گیاه بستگی دارد ( بین 35 تا 38 درجه سانتیگراد) و زمان آن بین 20 تا 40 روز توصیه می شود.

نکته مهم : این روش برای گیاهان کشت شده در شرایط درون شیشه ای مناسب است و طبیعی است که گیاهان در شرایطinvivo قادر به تحمل چنین گرمایی، نیستند !

کشت مریستم: فرضیه های مختلفی در باره عدم وجود در مریستم ها گزارش شده است، از جمله:

1. در هنگام تقسیم سلولی ، گیاه ظرفیت برای سنتز اسید های نوکلئوتیک، به مصرف خود گیاه رسیده درنتیجه ویروس ها نمی توانند تکثیر شوند.

2. فقدان بافت های آوندی در مریستم و همچنین فقدان فضای سلولی مانع انتقال ویروس می شود.

3. آنزیم های مورد نیاز برای تکثیر ویروس در مریستم ها وجود ندارد.

4. غلظت کم ویروس ها در مریستم در نتیجه وجود برخی بازدارنده های طبیعی است.

نحوه کشت مریستم بدین صورت است که ابتدا قسمت انتهایی اندام هوایی ( مریستم ) را جدا می کنیم و بر روی محیط کشت قرار می دهیم.در هنگام جدا کردن ریز نمونه اگر مریستم فعال باشد ، شانس حذف ویروس بیشتر می شود. معمولا مریستم را همراه با یک تا دو جوانه آغازین برگ ، توسط اسکالپل قطع می کنیم شانس موفقیت کشت مریستم به نوع و موقعیت جوانه ها و همچنین فصل رشدی که ریز نمونه جدا می شود بستگی دارد.یعنی مثلا اگر در بهار ، مریستم ها را جدا کنیم ر به خوبی گیاهان عاری از ویروس و تولید می شود.

ترکیبات محیط کشت برای کشت مریستم

معمولا مریستم ها در محیط کشت جامد کشت می شوند. PHمحیط کشت 5.4 تا 6 می باشد. از ویتامین های تیامین (B1) ، پیرودوکسین (B6) ، اسید نیکوتینیک (B3) و... در محیط کشت استفاده می شود .

هورمون با غلظت کم ( معمولا اکسین و سیتوکینین ) وساکاروز 2 تا 5 درصد استفاده می شود. درجه حرارت ه.ا ، 21 تا 25 درجه سانتیگراد ( البته در کشت مریستم گیاهان غده ای حرارت پایین تری انتخاب می شود)

استفاده تلفیقی از گرما و کشت مریستم

زمانی که بیش از یک نوع ویروس وجود داشته باشد از این روش بهره می گیریم. اغلب از گرما در ابتدای کشت مریستم استفاده می شود . طول دوره استفاده از گرما ( بین 35 تا 38 درجه سانتیگراد) معمولا بین 5 تا 10 هفته متغیر است.در این روش ابتدا از گرما استفاده می شود سپس از گیاهی که دوره گرما را سپری کرده است ، مریستم به عنوان ریز نمونه جدا می شود.

تشکیل ساقه یا جوانه نابجا و کشت مریستم

تشکیل جوانه نابجا و در نهایت ساقه نابجا برای بدست آوردن گیاهان عاری از ویروس بکار می رود. جدا کردن مناطق عاری از ویروس از گیاه و تولید ساقه های نابجا منجر به ایجاد گیاهانی عاری از ویروس می شود.

کشت کالوس و پروتوپلاست

می توان با جدا کردن قسمت های عاری از ویروس از گیاه ،کالوس یا پروتوپلاست های عاری از ویروس به دست آورد. البته باید دقت شود که گیاهان عاری از ویروس حاصل از کشت کالوس و کشت پروتوپلاست ، به دلیل موتاسیون ها و تغییرات زیاد، اهمیت کاربردی چندانی ندارند.

ریز پیوندی (پیوند مریستم روی پایه های عاری از ویروس) (Micro Grafting)

چنانچه امکان القای رشد مریستم یا تولید ریشه از ساقه حاصل از کشت مریستم وجود نداشته باشد، از ریز پیوندی بهره می گیریم. ریز پیوندی در گونه های چوبی بسیار مهم است چون در این گروه از گیاهان کشت مریستم امکان پذیر نمی باشد.

کشت جنین

عبارتست از جدا کردن و رشد دادن یک جنین نارس ، نابالغ و یا بالغ کاملا استریل در شرایط درون شیشه ای که هدف از انجام اینکار تولید یک گیاه کامل می باشد. اولین بار دانشمندی به نام هانیگ در سال 1904 توانست با استفاده از کشت جنین گیاه بدست آورد. به طور کلی دو نوع کشت جنین وجود دارد. کشت جنین بالغ و کشت جنین نا بالغ.

کشت جنین نابالغ

معمولا برای جلوگیری از سقط جنین نارس انجام می شود و به یک محیط کشت بسیار پیچیده نیاز دارد. احتمال موفقیت بستگی به مرحله نمو جنین دارد.

کشت جنین بالغ

برای رفع موانع جوانه زنی بذر از این روش استفاده می شود. جنین های بالغ بر روی محیط کشت قرار می گیرند و به یک محیط کشت ساده نیاز دارد.

 

مشخصات جنین در شرایط درون شیشه ای ، نسبت به برون شیشه ای پس از مرحله گلوبولار به صورت زیر است:

 جنین در شرایط درون شیشه ای رشد حجمی بیشتری دارد و گلابی شکلü است.

 در شرایط درون شیشه ای ، در ابتدا تنها یک لپه وجود دارد در حالیکه درü شرایط برون شیشه ای به طور همزمان ممکن است دو لپه موجود باشد.

 جنین های جدا شده در شرایط درون شیشه ای معمولا زود تر از موعد جوانهü می زنند. این امر به دلیل عدم وجود پوسته بذر و مواد بازدارنده جوانه زنی در کشت درون شیشه ای است.

عواملی که در موفقیت کشت جنین دخالت دارند عبارتند از:

ژنوتیپ : در برخی از گونه ها و ژنوتیپ های گیاهی رشد جنین آسان می باشد و در برخی دیگر رشد جنین مشکل است.

مرحله نمو جنین هنگام جداسازی : جنین های بسیار کوچک و تمایز نیافته معمولا در برون شیشه رشد نمی کنند و جنین های تکامل یافته در شرایط برون شیشه راحت تر رشد می کنند.

شرایط رشد گیاه مادری : بهبود رشد گیاه مادری که جنین را از آن جدا می کنیم منجر به نمو و رشد بهتر آندوسپرم و همچنین رشد بهتر لپه ها می شود که نهایتا رشد جنین بهتر خواهد شد.

ترکیب محیط کشت: همانطور که قبلا ذکر شد، جنین نابالغ نسبت به جنین بالغ نیاز به محیط کشت پیچیده تری دارد. اگر جنین بالغ باشد از غلظت 2 تا 3 درصد و اگر جنین نابالغ باشد ، از غلظت 8 تا 12 درصد استفاده می کنیم.

نکته : میزان نیاز قند با بزرگتر شدن جنین در واکشت های بعدی کاهش می یابد.

نکته : از هورمون های اکسین و سیتوکینین در کشت جنین استفاده نمی کنیم زیرا این هورمون ها اندام زایی می کنند و به جای اینها می توان از جیبرلین بهره گرفت که باعث تسریع در جنین زایی می شود.

نکته: در محیط کشت از موادی مثل شیر نارگیل ، هیدرولیزات کازئین و عصاره مالت استفاده می شود که برای رشد جنین های نابالغ مفید می باشند.

نکته: وجود گلوتامین برای رشد جنین های نابالغ ضروری است . معمولا اسید مالیک نیز به محیط کشت جنین اضافه می شود.

پس از یک تا دو هفته که رشد جنین انجام شد ، جنین از رشد باز می ایستد و باید جنین را واکشت نمود و به محیط کشت جدیدی که محتوی مقدار قندی آن در حد معمول و مقدار کمی اکسین و سیتوکینین است ، انتقال می دهیم ( در محیط کشت اولیه از اکسین و سیتو کینین استفاده نمی کنیم ) در این حالت در بیشتر موارد به طور مستقیم ساقه و اندام های هوایی تشکیل می شود . در برخی موارد که جنین به تشکیل مستقیم ساقه نمی پردازد، باید ریز نمونه را به محیط کشت دیگری منتقل کرد.

اکسیژن : در برخی از موارد نیاز کشت جنین به اکسیژن بیش از غلظت موجود در هواست که باید نسبت به اضافه کردن اکسیژن به محیط اقدام کرد.

نور: در برخی از موارد لازم است که جنین های جدا شده به عنوان ریز نمونه به مدت یک تا دو هفته در تاریکی بگذرانند و پس از آن به منظور تشکیل کلروفیل در روشنایی قرار می گیرند.

درجه حرارت : درجه حرارت معمولا به گونه جنین بستگی دارد. معمولا برای کشت جنین درجه حرارت نسبتا بالا ی 25 تا 28 درجه استفاده می شود.

موارد کاربرد کشت جنین

 رفع موانع جوانه زنی بذورü

 کوتاه کردن دوره اصلاح گیاهان با رفع خواب بذرü

 تولید گیاهان هاپلوئیدü

 جلوگیری از سقط جنین در درختان هسته دار زودرس مثل گیلاس ، آلبالو ،ü زرد آلو.

 جلوگیری از سقط جنین در اثر ناسازگاری حاصل از تلاقی های بین گونü های.

 تکثیر رویشی ، گاهی از جنین به عنوان ماده اولیه برای تکثیر رویشیü استفاده می شود که این حالت بیشتر در خانواده گندمیان و مخروطیان امکان پذیر است.

کشت سوسپانسیون سلولی

در این نوع کشت ها ، ریز نمونه استریل از قبیل جوانه ، جنین یا بافت ، درون محیط کشت مایع قرار داده می شوند. نحوه عمل بدین صورت است که ابتدا قسمتی از بافت را جدا کرده و به آرامی در محیط کشت مایع رها می کنیم و تحت تاثیر آنزیم های پکتیناز موجود در محیط کشت ، قرار می دهیم.( نقش این آنزیم انحلال پکتین در دیواره سلولی است) لازم به ذکر است که از محیط های کشت M.S ،LS ، Blaydez ، B5 ، استفاده می کنیم.و این محیط کشت ها برای هوادهی دائما روی شیکر قرار دارند. به منظور واکشت کردن از دو روش استفاده می کنیم:

1. قبل از واکشت ، سوسپانسیون را از درون صافی های استریل عبور می دهیم.

2. اجازه دهیم برخی مواد در محیط کشت اولیه رسوب نمایند سپس با استفاده از پی پت موادی که هنوز به صورت سوسپانسیون هستند را به محیط کشت جدید انتقال دهیم.

سلول های کشت سوسپانسیون سلولی و همچنین کالوس ، در هنگام رشد خود، 5 مرحله زیر را طی می کنند:

1. مرحله خفته

2. مرحله تصاعدی

3. مرحله رشد خطی

4. مرحله کند شدن رشد

5. مرحله سکون

زمان مضاعف سدن سلول ها در کشت های سوسپانسیون سلولی از 24 تا 48 ساعت متغیر است و معمولا نباید بیش از 20 درصد حجم ظرف را پر کرد.

 

 

 

 

 

 

منبع: مرکز مقالات کشاورزی AKE( بزرگترین وبلاگ کشاورزی ایران )


نوشته شده در تاريخ 89/06/13 توسط محمد
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک
فال حافظ