الرئيسية

التعريف بتقنية زراعة الخلايا والأنسجة النباتية (الجزء الثاني)

يداً بيد نحو مستقبل آمن ومزدهر

 

مكونات الوسط الغذائي المستخدم في الزراعة النسيجية :

المكونات اللا عضوية :

   تشمل الأملاح اللاعضوية التي تضاف الى الوسط الغذائي لتجهز الجزء المزروع بالعناصر الغذائية التي يحتاجها  النبات  للنمو والتطور . وتتكون من عدد من العناصر هي الكاربون  والأوكسجين والهيدروجين والنتروجين والفسفور والكبريت والكالسيوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والحديد والمنغنيز والنحاس والزنك والبورون والمولبيدنم أما الكمية من هذه العناصر تختلف باختلاف النباتات وحسب الهدف من زراعة  الأنسجة , وتضاف هذه العناصر بشكل أملاح الى الوسط الغذائي .

يكون تحضير هذه الاملاح مختبريا أو يمكن شرائها بصيغة مسحوق يحتوي على جميع هذه العناصر ويتم إذابتها في الماء واستخدامها مباشرة وتسمى باسم الباحث الذي وصفها مثل أملاح Murashige و Skooge  ( MS ) . وتختلف بعضها عن بعض حيث يتم مضاعفة أو اختزال تراكيز بعض  العناصر لتصبح مجموعة جديدة وان تحضير الأملاح اللاعضوية مختبريا أفضل حيث يمكن تحديد المواد المضافة بالضبط وحسب حاجة الجزء المزروع .

تحضر محاليل أساس بتراكيز عالية ويتم تخفيفها عند تحضير الأوساط الغذائية , ويتم  استخدام الماء المقطر مرتين وأملاح عضوية ذات نقاوة عالية ومراعاة إضافة مادة مخلبية مع الحديد منعا لترسبه .  

المكونات اللا العضوية تشمل :

أ- العناصر الكبرى :  تحتاجها كل النباتات لذلك لابد من إضافتها فى بيئة زراعة الأنسجة النباتية وعددها سبع عناصر وهى:

1- النيتروجين (N) : يؤثر على معدل نمو النبات وضروري لتكوين الكلوروفيل والقلويدات والأحماض النووية nuclic acids   وهرمونات النمو والأحماض الأمينية amino acids .  مصادر النيتروجين لبيئة زراعة الأنسجة .

 الأمونيوم (NH4 + ) , النترات 3 NO  

2- الفسفور (P) : ويتركز فى الأجزاء المرستيمية إلا أن دوره غير معروف بالضبط ويرجح أن له دور فى تنشيط الإنزيمات . يستخدم فى بيئات زراعة الأنسجة  في صورة فوسفات البوتاسيوم KH2PO4) )   أو فوسفات الصوديوم .

     (NaH2PO4) . ……………………………..

3- البوتاسيوم (K ) : ضرورى للإنقسام الطبيعى للخلية وتكوين الكربوهيدرات والبروتينات.  يضاف فى البيئة على هيئة نترات بوتاسيوم KNO3  أو  فوسفات بوتاسيوم KH2PO4 , ونادرا ما يستعمل كلوريد البوتاسيوم KCl .

4- الكبريت (S ) : يوجد في بعض جزيئات البروتين . يشجع النمو الجذرى والخضرى . يضاف فى بيئة الزراعة في صورة سلفات (SO4= ).

5- الكالسيوم (Ca ) : يلعب دور فى نفاذية الجدار الخلوى ويسهل حركة الكربوهيدرات والأحماض الأمينية خلال النبات كما أنه يشجع نمو الجذور. يضاف فى البيئة فى صورة كلوريد الكالسيوم CaCl2 أو فى صورة نترات الكالسيوم Ca(NO3)2  .

6- المغنسيوم (Mg ) : يعتبر العنصر المركزى فى جزئ الكلوروفيل . هام جدا كمنشط إنزيمى . نقصه يسبب شحوب الأوراق . يضاف إلى البيئة فى صورة كبريتات المغنسيوم Mg SO4 .

7- الحديد Fe) ) : يدخل فى تخليق الكلوروفيل ويشارك فى عملية التمثيل الضوئى والتنفس. نقصه يسبب إصفرار وشحوب الأوراق . يستخدم في بيئات زراعة الأنسجة النباتية على هيئة كبريتات حديدوز FeSO4 بعد أن يتم خلطها بأملاح الصوديوم لل ethylene-diamine tetraacetic acid (EDTA) والذي يجعل الحديد أكثر صلاحية للنبات .

 ب- العناصر الصغرىبالإضافة إلى العناصر الكبرى هناك عناصر ضرورية يحتاجها النبات ولكن بكميات ضئيلة جدا قد تكون سامة للنبات إذا أضيفت بكميات زائدة عن المطلوب .

1- البورون Boron  يضاف البورون (B) لبيئة زراعة الأنسجة بكميات صغيرة منBoric acid حامض البوريك 3 H3BO .

2- موليبدم  Molybdenum  ضرورى للنمو الطبيعى للنبات ويضاف (Mo) لبيئة الزراعة فى صورة    Sodium molybdate   موليبدات صوديم  Na2MoO4.2H2O .

3– المنجنيز  Manganese يضاف فى صورة سلفات المنجنيز Mn SO4 .

4– الكوبالت Co يضاف لمعظم أنواع البيئات بكمية لاتتجاوز 25 من الألف مليجرام للتر في صورة كلوريد الكوبالت 2 CoCl .

5- زنك Zn يضاف فى صورة كبريتات الزنك 4Zn SO .

6– نحاس Cu  يعتبر إضافة  25 من الألف ملليجرام لكل لتر بيئة فى صورة كبريتات النحاس CuSO45H2O كافيا لإمداد الجزء النباتي المزروع من عنصر النحاس .

7- كلور Cl  يضاف فى صورة كلوريد الكالسيوم 2CaCl لمعظم أنواع البيئات .

8– يود Iodine  يضاف للبيئة في صورة أيوديد البوتاسيوم (KI) .

المكونات العضوية :

تشمل كافة المواد العضوية التي تضاف الى الوسط الغذائي مثل مصدر الكاربون ( الكاربوهيدرات ) والفيتامينات والأحماض الامينية والخلاصات الطبيعية .

1- مصدر الكاربون : ( الكاربوهيدرات ) : يعد من المكونات الأساسية للوسط الغذائي ويستخدم السكروز مصدرا للطاقة حيث يتحلل الى مركبات بسيطة وينتج أثناء التحلل تحرر ATP الذي يستخدمه الجزء المزروع في فعالياته الحيوية ويضاف بنسب تختلف حسب نوع النبات ويتراوح  بين 2 – 5  %  وقد يتم  استخدام  سكريات أخرى مثل الكلوكوز والسكروز والفركتوز والنشا الذائب .

2- منظمات النمو : تعد من المكونات الحرجة للأوساط الغذائية حيث أن تأثيرها مباشر على الجزء المزروع من منظمات النمو المستخدمة :

أ- الاوكسينات : هي عبارة عن مجموعة من الأحماض العضوية ذات وزن جزيئي عالي تستخدم بتراكيز قليلة جدا لتحدث تأثيرا كبيرا في الجزء المزروع من هذه الاوكسينات المستخدمة 2,4-D  , NAA  ,  IBA  ,  2,4,5-T  وتستخدم الاوكسينات بتراكيز تتراوح بين 0.3- 10 ملغم / لتر وللاوكسينات تأثيرات أساسية من أهمها تحفيز نشوء الجذور واستطالتها وكذلك استحداث الكالس وإدامة زراعته .

ب – السايتوكاينينات : عبارة عن قواعد عضوية ذات أوزان جزيئية عالية ومن السايتوكاينينات التي تستخدم  في زراعة الأنسجة الكاينتين والبنزل أدنين والزياتين و2IP وتستعمل السايتوكاينينات بتراكيز أعلى قليلا من السايتوكاينينات تتراوح بين 0.03-10 ملغم / لتر وأهميتها تحفيز نشوء الساق والأوراق وكذلك تحفيز نشوء  الكالس بوجود الاوكسينات .

ج- الجبرلينات : هي اقل استخداما من الاوكسينات و السايتوكاينينات وهي تحفز نشوء الأعضاء وأحيانا تساهم  في  تحفيز نشوء الكالس  وتستخدم  بتراكيز واطئة تتراوح بين 0.01- 1 ملغم / لتر ويصل عدد  الجبرلينات الى  أكثر من 60 نوع أهمها GA3 و GA4 و GA7  .

د- الابسيسك أسيد والاثيلين : تستخدم في نطاق محدود وخاصة في تنظيم عمليات النمو .

3- الفيتامينات : تعد من المكونات العضوية للوسط الغذائي وأكثر الفيتامينات  شيوعا هو الثيامين ( Thiamine ) أما بقية الفيتامينات فتستخدم أحيانا لتحفيز بعض عمليات النمو ويعد الثيامين من المكونات الأساسية في معظم  الأوساط الغذائية يستخدم بتراكيز تتراوح بين 0.1 – 30 ملغم / لتر وتستخدم فيتامينات أخرى مثل البايرودكسن B6 والنياسين B3  والفوليك أسيد .

  • الأحماض الامينية : تعتبر من المكونات الأساسية للأوساط الغذائية  وخاصة التي تستعمل  لاستحداث التمايز . فمثلا  يضاف الحامض الاميني  الثايروسين   Tyrosine لاستحداث الساق و  L-Arginine)) لاستحداث التجذير و ( L-Serine ) لاستحداث الأجنة الجسمية و (Asparagine L- ) لاستحداث  الكالس , تضاف  الأحماض الامينية بتراكيز أعلى بكثير من  تراكيز الفيتامينات وتعتمد  على عدة عوامل  حسب نوع النبات وحسب الجزء المزروع وحسب الغرض من زراعة النسيج .

5- الهكسيتول والانوسيتول : (Hexitol وInositol) : يضاف  الهكسيتول والانوسيتول إلى الأوساط الغذائية لزيادة نمو الكالس واستحداث الأعضاء وتستعمل بتراكيز 1000-3000 ملغم / لتر في زراعة الجذور و5000  ملغم / لتر في استحداث الأجنة اللا جنسية  من حبوب اللقاح . تضاف القواعد النتروجينية مثل (Purine) و (Pyrimiden) لاستحداث وإدامة الكالس كذلك تضاف الحوامض العضوية مثل الستريك أسيد ( Citric acid ) و  ( Malic acid ) و ( Ascorbic acid ) وتختلف تراكيزها حسب الاستخدام المطلوب ومصدر نقاوتها .

6- المستخلصات الطبيعية :

وتشمل مستخلصات من النبات تؤدي إضافتها إلى تحفيز نمو الجزء المزروع هذه المواد مثل حليب جوز الهند ( الذي يمثل السويداء السائلة للثمار الغير الناضجة ) لب الموز وعصير الطماطة والبرتقال ومستخلص الخميرة والبروتينات الذائبة حيث تحتوي على السايتوكاينينات وحامض  الستريك والأحماض الامينية وكذلك مواد أخرى غير مستخلصة .

7- مواد تصلب الوسط الغذائي :

وهي المواد التي تساعد على جعل الوسط الغذائي شبه صلب لمنع الجزء المزروع من الانغماس فيه وبالتالي يؤدي إلى موته ومن أكثر المواد المستخدمة الاجار وهو مستحضر  متعدد  السكريات  من  بعض  أنواع  الطحالب البحرية ومن أهم أسباب استخدامه :-

    1- خامل من الناحية العضوية .

    2- سهولة ذوبانه عند التسخين .

    3- تصلبه بدرجة حرارة الغرفة .

زراعته تعتمد بالدرجة الأساس على ظروف الزراعة وليس على مصدر النبتة .

درجة حموضة الوسط الغذائي  pH

تحتاج الخلايا والأنسجة المنزرعة إلى درجة الحموضة المناسبة للنمو وعند تحضير وإعداد الأوساط الغذائية يمكن تقدير درجة الحموضة وتعديلها إلى الدرجة المثلى للنمو والغرض من التجربة . تؤثر درجة الحموضة على درجة استخدام الخلايا للأيونات الموجودة في الوسط الغذائي . عموماً درجة الحموضة المثلى تتراوح بين 5–6  قبل إجراء عملية التعقيم .

ان الدرجة العالية من الحموضة تؤدى إلى زيادة في صلابة الوسط الغذائي في حين الدرجات المنخفضة من الحموضة تؤدى إلى درجة صلابة أقل من المطلوبة بالنسبة للوسط الغذائي .

والأس الأيدروجينى هو اللوغاريتم السالب لتركيز أيونات الهيدروجين الموجودة في المحلول المحضر ويقاس قبل إضافة الآجار ويتراوح  رقم  الحموضة  من5.2 to 5.4  في البيئة السائلة ومن 5.6 to 5.8 في البيئة الصلبة ويضبط pH بالمحلول المنظم (Buffer solution  ) وهو ذلك المحلول الذي يقاوم التغير في إلـ pH ويقاس إلـ pH  باستخدام جهاز إلـ  (pH meter  ) ويلاحظ الآتي : pH  المنخفض عن 4.5 أو الأعلى من 7 يؤثر تأثيرا سيئا على نمو النباتات .

المصدر : كتاب زراعة الخلايا والأنسجة النباتية . د. علاء هاشم يونس الطائي

تقديم الأستاذ الدكتور علاء هاشم يونس الطائي

كلية الزراعة والغابات/جامعة الموصل

جمهورية العراق

عضو شرف A/CS0354

الاتحاد العالمي لتقنيات التنمية البشرية والتطوير الذاتي

Subscribe
نبّهني عن
guest
Country or city
التقييم
0 تعليقات
Inline Feedbacks
View all comments
عذراً .. لا يمكنك نسخ المحتوى
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x