کشت بافت گیاهان چگونه است؟
کشت بافت و سلول و همچنین روش‌های مهندسی ژنتیک از بخش‌های مهم فناوری زیستی محسوب می‌شوند که یکی از علوم پیشرفته دنیا به شمار می‌آید. با دانستن این که هر سلول گیاهی که هنوز به شکل خاصی درنیامده، می‌تواند به یک گیاه کامل تبدیل شود، محققان و دانشمندان از دیدگاه جدیدی برای کارهای علمی خود بهره‌برداری کردند. این روش‌ها در مقایسه با روش‌های قدیمی اصلاح گیاهان، زمان لازم برای پیشرفت برنامه‌های اصلاحی را بسیار کاهش دادند و امکان ترکیب گیاهان از دو نوع مختلف را نیز فراهم کردند. به علاوه، کشت بافت و سلول گیاهی به ما کمک می‌کند تا ذخایر ژنتیکی را حفظ کنیم، گیاهان عاری از ویروس تولید کنیم و گیاهان هاپلوئید بسازیم.
کشت بافت به معنی رشد بافت یا سلول‌ها به طور جداگانه از موجود زنده است. این کار معمولاً با استفاده از محیط کشت مایع، نیمه جامد یا جامد (مانند محلول براث یا آگار) انجام می‌شود. کشت بافت به کشت سلول‌ها و بافت‌های گیاهی اشاره دارد. این اصطلاح توسط آسیب‌شناس آمریکایی با نام مونتروز تومس باروز به وجود آمد.
روش‌های کشت بافت به دو مرحله تمایززدایی و تمایزیابی تقسیم می‌شوند که هرکدام از این مراحل به شرایط خاص و محیطی عاری از آلودگی نیاز دارند. این مورد می‌تواند هزینه تولید را افزایش دهد. ولی با این حال، مراکز تولیدی هر سال میلیون‌ها نهال و گیاه مختلف را از طریق روش‌های ریزازدیادی به بازار عرضه می‌کنند و بسیاری از محصولات زیستی نیز با استفاده از این روش‌ها تولید می‌شوند. کشت بافت در سلول‌های انسانی و جانوری نیز برای پیوند بافت‌ها یا اندام‌ها، تولید و استخراج مواد مؤثر یا تحقیقات علمی انجام می‌شود.
روش‌های کشت بافت گیاهی
- کشت پینه (کالوس)
- کشت سوسپانسیون سلولی
- کشت پروتوپلاست
- کشت هاپلویید
- کشت جنین و اندام
- باززایی و ریز ازدیادی
تاریخچه کاربرد روش کشت بافت
در سال ۱۸۸۵، ویلهلم روکس یک قسمت از صفحۀ مدولاری یک جنین مرغ را جدا کرد و برای چند روز در محلول نمکی گرم نگه‌داشت. در سال ۱۹۷۰، جانورشناسی به نام راس گرانویل هریسون نشان داد که رشد سلول‌های جنین قورباغه در محیط کشت از غدد لنفاوی می‌تواند منجر به تولید سلول‌های عصبی شود. در سال ۱۹۱۳، اشتین هارث، ایسرائلی و لمبرت واکسن ویروسی را در بافت قرنیه خوکچه هندی کشت کردند.
در سال ۱۹۹۶، برای اولین بار از بافت احیاکننده برای جایگزینی بخشی از مجرای خروج مثانه استفاده شد. این آزمایش باعث شد تا ما به درک بهتری از تکنیک‌های تهیه نمونه از بافت برسیم. این قطعات به صورت کوتاه و بدون داربست در شرایط آزمایشگاهی کشت شدند و توانستند از بافت رشد یافته در فواصل کمتر از یک سانتی‌متر استفاده کنند.
هابرلند برای اولین بار امکان کشت بافت‌های جدا شده گیاهی را مطرح کرد و نشان داد که پتانسیل سلول‌های فردی و تأثیر متقابل بافت‌ها می‌تواند از این طریق مشخص شود. از زمان او، روش‌های مختلفی برای کشت بافت و سلول مطرح شده که به کشفیات مهمی در زیست‌شناسی و پزشکی انجامیده است. ایده اصلی او که در سال ۱۹۰۲ بیان شد، تحت عنوان “تمام‌توانی” شناخته می‌شود و به این معنی است که تمام سلول‌های گیاهی می‌توانند به یک گیاه کامل تبدیل شوند.
استفاده‌های نوین از کشت بافت
کشت بافت گیاه موز برای افزایش تعداد این گیاه استفاده می‌شود. قبل از اینکه کشت بافت پیدا شود، موز فقط با پاجوش‌ها قابل تکثیر بود. در روش‌های جدید، کشت بافت به رشد سلول‌ها از بافت یک موجود چندسلولی در شرایط خاص اشاره دارد. این سلول‌ها می‌توانند از یک موجود زنده (سلول‌های اولیه) یا از سلول‌هایی که قبلاً نگهداری شده‌اند، جدا شوند. سلول‌ها در یک محیط خاص که شامل مواد مغذی و انرژی لازم برای زندگی آن‌هاست، قرار می‌گیرند. کشت بافت معمولاً به جای کشت سلولی استفاده می‌شود. به طور خاص، کشت بافت به معنای کاشت قطعات کوچک بافت است.
کشت بافت ابزاری مفید برای بررسی زیست‌شناسی سلول‌های موجودات چندسلولی است و محیطی مناسب برای آزمایش و تحلیل بافت‌ها در شرایط آزمایشگاهی فراهم می‌کند. در کشت بافت گیاهی، گیاهان کامل از قطعات کوچک بافت گیاهی پرورش داده می‌شوند. این قطعات کوچک در یک محیط کشت قرار می‌گیرند.
شرایط لازم برای تراریزیس با کشت بافت
مرحله ابتدایی قبل از شروع کشت بافت:
1. شناسایی گیاهی که بتواند بافت کالوسی سالم ایجاد کند و به سرعت تقسیم شود.
مرحله بعد از شروع کشت بافت و قبل از تراریزیس:
1. شناسایی و جداسازی بافتی سالم که قابلیت تقسیم سریع داشته باشد.
مرحله‌های اصلی در تراریزیس با کشت بافت
چهار مرحله اصلی در کشت بافت را می‌توان به شرح زیر بیان کرد:
1. شناسایی و جداسازی ژن یا ژن‌های مورد نظر از موجود اصلی؛
2. قرار دادن ژن جدا شده در پلاسمید و تکثیر آن در باکتری (همسانه‌سازی)؛
3. وارد کردن ژن همسانه‌سازی شده به سلول‌های مورد نظر؛
4. انتخاب و پرورش سلول‌های تراریخت.
کاربردهای کشت بافت
یکی از کاربردهای مهم کشت بافت، تولید گونه‌های مفید و مقاوم به شکل کاملاً یکنواخت است. به عنوان مثل، در ایران کشت بافت پایه مقاوم به گموز گیاه پسته انجام می‌شود. با استفاده از پایه‌های کشت بافتی، می‌توان درختان کوتاه‌تری ایجاد کرد که به جای تولید شاخ و برگ، انرژی خود را صرف تولید میوه می‌کنند. این باعث افزایش عملکرد سیب در باغات می‌شود. همچنین باغات با درختان کوتاه به راحتی قابل هرس و برداشت میوه به صورت مکانیزه هستند. یکی دیگر از مزایای کشت بافت، توانایی تولید در مقیاس وسیع (میلیون‌ها گیاه در زمان کوتاه) و امکان تولید در تمام فصول سال و مناطق مختلف کشور است.
بیشتر بخوانید:
