الزراعة داخل المختبر او culture in vitro

[آلاء الرحـــــــمن]

ما هي الزراعة داخل المختبر للنباتات ؟ كيف تتم؟ ما هي التقنيات المختلفة المستخدمة؟ ما هي؟ وتستخدم هذه التقنيات على نطاق واسع؟ في اي دول ؟ هذه الأسئلة سنحاول الاجابة عليها في هذا الموضوع ان شاء الله

المصطلحات التقنية و و المفردات المستعملة في الموضوع

في البرامج التقليدية لزراعة النبات، لخلق مجموعة متنوعة جديدة يستغرق 8 و 15 سنة تبعا للأنواع. و هي مدة طويلة جدا، وخصوصا أهداف التربية قد تتغير مع مرور الوقت: أذواق المستهلكين، والقيود الصناعية، واحتياجات السوق، والأمراض وما إلى ذلك.

تقنيات الزراعة في المختبر هي أدوات يمكن أن تساعد المزراعين في الحصول على نباتات مختلفة في برنامج تحسين، بما في ذلك تقليص الوقت اللازم لتسويق أصناف جديدة، و أيضا لتطوير ألاصناف والحفاظ عليها والحد من تكاليف الإنتاج.

تعريف


الزراعة داخل المختبر هي زراعة النبات في وسط اصطناعي تحت ظروف معقمة في بيئة يمكننا التحكم فيها و في مساحة صغيرة

قد نستعمل أجزاء من النبات أو النبات كله (الخلايا الجذعية، الورقة، والجذر، والزهور، الخ.)، النسيج، وأجزاء من الزهور والبذور أو الأجنة، أو البراعم أو قمم الخلايا الإنشائية، الخلايا الجسدية أو الجنسي، protoplasts. (صراحة لم اعرف معناها بالعربية )
اختيار الجزء المستعمل يختلف حسب التقنية المستعملة الهدف من العملية والنوع الذي نعمل عليه ....

الوسط الاصطناعي يختلف في تكوينه وتكييفه وفقا لتقنية الازدراع. الهدف ونوع أو صنف النبات ويتكون عموما من المياه، ، الاملح المعدنية ، والمواد النمو :. phytohormones هرمونات النبات والفيتامينات والسكر وعامل التبلور من اجل الوسائط الصلبة. يتم ضبط درجة الحموضة عادة ما بين 5 و 6. ويتم تعديل الوسط خلال مختلف مراحل الإنتاج، لا بد من استخدام وسط قاعدي كل 3 أسابيع أو 4 بشكل عام.



و يتم تعقيم الوسط المستعمل والجزء المزروع من النبات و الاوعية المستعملة في الازدراع لمنع البكتيريا و الفطريات من النمو لان الوسط مناسب جدا لنموها وبالتالي قد تخرب الجزء المرزوع ....
في مراقبو الوسط نراقب عاملين اساسيين هما درجة الحرارة و الضوء عدد ساعات الضوء في اليوم و يتم اعدادها صناعيا حسب نوع النبات و التقنية المستعملة
بهذه الطريقة سنقوم بزراعة العديد من النباتات في مساحات صغيرة جدا قد تاخذ العديد من الهكتارات في الاراضي الفلاحية وكذلك سنضمن اننا غرسنا نبات خالي من الامراض و غير معرض للحشرات

[آلاء الرحـــــــمن]

انا جاهزة لاسئلتكم قبل ان نكمل بقية الموضوع و ساضع بين ايديكم هذا المرفق للفائدة
الزراعة داخل المختبر

[ღ♥ღأهمـ واحدღ♥ღ]

بارك الله فيك أختي مواضيعك مميزة ....فقط ça s’écrit culture in vitro et non culture in vetro

[آلاء الرحـــــــمن]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة ღ♥ღأهمـ واحدღ♥ღ

بارك الله فيك أختي مواضيعك مميزة ....فقط ça s’écrit culture in vitro et non culture in vetro

شكرا لك بارك الله فيك على التشجيع
اعرف انها تكتب هكذا و لكن كان خط مطبعيا كنت سانوه عليه و بما انك قد فعلت فشكرا جزيييلا مرة اخرى
هل يمكن تغيير العنوان و تصحيح الخطا من فضلك

[*ابو محمد الجزائري*]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة pearla*

شكرا لك بارك الله فيك على التشجيع
اعرف انها تكتب هكذا و لكن كان خط مطبعيا كنت سانوه عليه و بما انك قد فعلت فشكرا جزيييلا مرة اخرى
هل يمكن تغيير العنوان و تصحيح الخطا من فضلك

يمكن للمشرف على القسم فقط و سأفعل باذن الله

[آلاء الرحـــــــمن]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة *ابن القيم*

يمكن للمشرف على القسم فقط و سأفعل باذن الله

شكرا لك فقد كانت هفوة في الكتابة بارك الله فيك على التعديل

[أبوعبد اللّه 16]

السلام عليكم و رحمة الله
وفقك الله اختي

[آلاء الرحـــــــمن]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة مٌحـ التواضع ــــب

السلام عليكم و رحمة الله
وفقك الله اختي

و عليكم السلام ورحمة الله وبركاته
شكرا على المرور اللهم امين واياكم

[آلاء الرحـــــــمن]

لمحة تاريخية:
اكتشف العالم الألماني هابرلانت Haberlandt في عام 1902، قدرة الخلايا النباتية على تكوين نبات كامل بدءاً من خلية واحدة، وأطلق على هذه الخاصية الطاقة الخلوية الكامنة لقابلية النمو والتطور في أي اتجاه، واصطلح على تسميتها totipotency. تابع كل من غوتريه Gautheret و وايت White في عام 1939 البحوث في الزراعات النسيجية والخلوية النباتية. ثم بدأت في عام 1957 دراسة تأثير تراكيز مختلفة من منظمات النمو أو الهرمونات hormones في تشكل السويقات والجذور في مزارع التبغ، من قبل ميللر Miller وسكوغ Skoog اللذين أوضحا الدورين، الإيجابي والسلبي، للأوكسينات Auxines والسيتوكنينات Cytokinins. وتمكن ستيورات Steward وآخرون في عام 1958 من الحصول على أجنة أولية من الخلايا الجسمية للجزر، كما حصل أيضاً العالمان موريل Morel ومارتين Martin في العام نفسه على نباتات خالية من الفيروسات، بزراعة القمم المريستيمية لنباتات البطاطا. وجرى في عام 1971 تجديد أول نبات من البروتوبلاست من قبل العالم تاكيب Takebe، كما اكتشف موراشيج Murashige في عام 1974 إمكانية تكوين تفرعات إبطية في نبات الجربيرا Gerbera باستخدام السيتوكنين.

[آلاء الرحـــــــمن]

الأهمية الاقتصادية
تؤدي زراعة النسج النباتية، إضافة إلى قيمتها الكبيرة في البحوث الأساسية في علوم البيولوجيا الخلوية والوراثة والكيمياء الحيوية، دوراً أساسياً في إنتاج نباتات أو منتجات نباتية على نطاق تجاري. إذ تستخدم في إنتاج نباتات خالية من الأمراض، وخاصة من الأمراض الفيروسية، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج المحاصيل الزراعية ودخل المزارعين. وقد جرى تأسيس عدة مخابر في كل من سورية ومصر وليبيا وأقطار الخليج العربي، متخصصة في إنتاج كميات كبيرة من النباتات السليمة من الأمراض، مثل البطاطا والموز والنخيل وتسويقها تجارياً. كما تستخدم هذه الزراعة من قبل الشركات والمؤسسات التجارية العالمية الأوربية والأمريكية وغيرها في إنتاج بعض النباتات التزيينية والعشبية والخضرية والحراجية وأصول الأشجار المثمرة وأصنافها. هذه النباتات يسهل إكثارها خضرياً ويصعب إكثارها بالوسائل التقليدية مثل الأبصال والدرنات والبذور وغيرها، على نطاق تجاري وبأعداد كبيرة وموثوقة. ويمكن بدءاً من جزء نباتي صغير إنتاج ما ينوف على مليون نبات كامل في السنة مماثل للنبات الأم وسليم من الأمراض الفطرية والفيروسية والبكتيرية.

[آلاء الرحـــــــمن]

مخطط نموذجي للإكثار الدقيق بزراعة

الأنسجة المختلفة للنباتات

الخطوات بالصور






















و سنتطرق الى هذه المراحل بالتفصيل

[آلاء الرحـــــــمن]

تطبيقات زراعة النسج النباتية في المجالات الزراعية المختلفة:

إن القدرة على التجديد وتكوين أنسجة نباتية في شروط معقمة من الكالوس، أو الخلايا، أو البروتوبلاست، أومن أعضاء معزولة، مثل السويقات أو الأزهار أو الجذور، كانت منذ بداية القرن العشرين الدافع المشجع لإجراء بحوث أساسية وتطبيقية في مخابر علمية كثيرة في الأقطار العالمية المتفرقة، ومن أهمها:
آ ـ الإكثار الخضري الدقيق (اللاجنسي): تعدّ زراعة النسج النباتية اليوم طريقة للإكثار الخضري الدقيق micro-propagation للنباتات من أجل الحصول على أعداد كبيرة من النباتات المتماثلة والسليمة، وتشتمل على التقانات المطّورة الآتية:
1ـ زراعة القمم المريستيمية meristem-tip culture، وتهدف أساساً إلى الحصول على نباتات صغيرة مجذرة وذلك بعزل المريستيم الخالي من أي من العوامل الممرضة كالفيروسات والبكتريا والفطريات. ويستخدم في هذه الطريقة أصغر جزء من قمة الساق التي تتألف من القبة المريستيمية وبعض البداءات الورقية المحيطة بها، ولا يزيد طولها على 0.5 مم. ويجري اليوم استخدامها في الإنتاج التجاري لعدة محاصيل وأشجار، وخاصة في إنتاج شتول الموز ودرينات البطاطا الخالية من الفيروسات (الشكل 1).
ويمكن الاستعانة بالتطعيم الدقيق micrografting إجراءً بديلاً في النباتات الخشبية وخاصة الأشجار المثمرة، مثل الحمضيات والتفاحيات واللوزيات والجوزيات. كما يمكن استخدام هذا التطعيم في الكشف المبكر عن مدى توافق الأصل مع الطعم في الأشجار المثمرة.
2ـ زراعة القمم الساقية والتفريع الإبطي: يستخدم في هذه الطريقة جزء أكبر من القمة المريستيمية، ويراوح طوله عادة بين 2مم و2سم، إذ يمكن التخلص من التلوث الفطري والبكتيري فقط، لا من الفيروسات.
تستخدم هذه الطريقة في الإكثار السريع لمعظم أنواع الأشجار المثمرة وأصول التفاحيات واللوزيات والجوزيات وأنواع الأشجار الحراجية (مثل الحور)، إذ يمكن الحصول على مئات الغراس الصغيرة المجذرة بدءاً من برعم واحد وفي مدة تراوح بين 10 و12 أسبوعاً.
3 ـ تجديد النباتات من المزارع النسيجية والخلوية: تعتمد هذه التقانة على قدرة الخلايا النباتية المتمايزة للعودة إلى الحالة غير المتمايزة (الجنينية)، في شروط بيئية معينة، وتكوين نسيج بارانشيميي يسمى الكالوس callus، على الأجزاء النباتية المجروحة بفعل المنظِّمات الذاتية للنمو أو المضافة إلى الوسط. يمكن نظرياً زراعة خلايا الكالوس لنبات معين في بيئات زراعية صلبة أو سائلة حيث تتجدد دورياً وتستمر بالانقسام والتكاثر إلى ما لا نهاية. تتطلب مزارع الكالوس توازناً بين الأوكسينات والسيتوكنينات، ويؤدي أي خلل في هذا التوازن إلى تطورها وتمايزها وتكوين أجنة embryogenesis (الشكل رقم 2) أو تكوين أعضاء organogenesis مثل السويقات والجذور (الشكل رقم 3) وفي كلتا الحالتين يمكن الحصول على نباتات كاملة.

الأجنة الجسمية embryogenesis

من خلايا كالوس الجزر

تكوين السويقات organogenesis

من خلايا الجزر

[آلاء الرحـــــــمن]

تطبيقات زراعة النسج النباتية في المجالات الزراعية المختلفة:تابع
ب ـ التهجين الجسمي somatic hybridization: يعد التهجين الجسمي بوساطة دمج البروتوبلاست طريقة مهمة لإنتاج هجن بين أقرباء أو أباعد النباتات. ويتألف البروتوبلاست من خلايا نباتية محاطة بغشاء بلازمي فقط ومن دون جدار خلوي. مما يفيدها في امتصاص الجزيئات الكبرى macro-molecules من قبل النباتات.
وعندما تتلامس الأغشية البلازمية للبروتوبلاست فيما بينها، بوجود المحفز المناسب، يمكن أن تندمج البروتوبلاستات مشكلةً خلية واحدة تلقائياً، ويمكن استخدام مادة محفِّزة، مثل بولي أثيلين غلايكول PEG أو شوارد الكلسيوم في درجة حموضة عالية، أو باستخدام تيار كهربائي. وتكمن المرحلة الحرجة بعد الدمج البروتوبلاستي في إعادة تشكل الجدار الخلوي والذي لا يمكن من دونه للخلايا أن تنقسم وتتحول إلى كالوس، ومن ثم إلى نباتات بالطرائق الآنفة الذكر.
ج ـ اصطفاء الطفرات mutant selection: تعدّ تقانة الزراعة النسيجية مثالية لاصطفاء الطفرات بسبب وجود نظام محكم ويعود سبب ذلك إلى إمكانية توفير الشروط البيئية المناسبة والخالية من الحشرات والفطريات التي تؤدي إلى تعقيد التجارب والإقلال من فرص الاستفادة من الطفرات المفيدة المتشكلة، إضافة إلى أن المزارع النسيجية تحتوي على ملايين الخلايا النباتية في حيز صغير مما يسهل عملية الاصطفاء المطلوب ويوفر الوقت والجهد والمال في البحوث. فعلى سبيل المثال يتطلب إجراء بحث لانتخاب أشجار طافرة بطرائق التربية التقليدية 5ـ7سنوات، في حين أنه يمكن اختصار هذه المدة إلى 2ـ3سنوات باستخدام الزراعة النسيجية لإحداث الطفرات وعزلها واصطفائها في التجارب الحقلية.
د ـ إنتاج نباتات محوّرة وراثياً: تعد تقانة الزراعة النسيجية أساس الهندسة الوراثية للحصول على نباتات محوّرة وراثياً، وتستخدم في هذا النطاق أجزاء أو أعضاء نباتية مثل الأوراق أو الأجنة. ويجري إدخال المورثات إلى الخلايا النباتية بوساطة بلازميدات plasmids تعمل نواقل carriers للدنا DNA. وتستخدم عدة طرائق من أهمها الاستفادة من قدرة البكتريا الزراعية أغروباكتيريوم تومفسيانس agrobacterium tumefaciens على إصابة النباتات ونقل بلازميداتها إلى الخلايا النباتية. كما يستخدم المدفع الجيني gene gun لنقل الدنا مباشرة إلى الخلايا، وذلك في شروط الزراعة النسيجية المعقمة حيث تجدد النباتات المحوّرة فقط بعد اصطفائها بالمضادات الحيوية. ويمكن اليوم إنتاج نباتات مقاومة للحشرات والفيروسات ومبيدات الأعشاب، وكذلك إنتاج ثمار تتحمل التخزين والتجميد وغيرها.

[آلاء الرحـــــــمن]

المحاليل والبيئات الغذائية المختلفة
تزرع الأجزاء النباتية المختلفة في بيئات مغذية ومعقمة (الجدول ـ1)، يضمن تركيبها استمرار حياة الخلايا النباتية وتشجيع انقسامها والتحكم بتطورها بغية تكوين كتلة من الخلايا غير المتمايزة، أو لتنمية أعضاء نباتية محددة. وتكون البيئة المغذية إما صلبة وإما سائل،ة تضاف إليها العناصر المغذية الأساسية، مثل النتروجين والحديد والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنزيوم، وبعض الفيتامينات مثل الثيامين وحمض النيكوتين والسكروز مصدراً للطاقة ومنظمات النمو مثل السيتوكنينات والأوكسينات والجبريلينات gibberellins وميواينوزيتول myo-Inositol وغيرها. وتؤدي السيتوكنينات دوراً فعالاً في تكوين الأعضاء ومن أهمها الكنيتين kenétin وبنزيل أمينو بيورين benzylamino-purine (BAP). أما الأوكسينات فتسهم في استطالة الخلايا قبل تمايزها، ومن أهمها حمض الاندول الخلي indol-3-acetic-acid (IAA) وحمض الأندول البيوتيريك indole butiric acid (IBA) و2ـ4 دي كلورو فينوكسي أستيك أسيد 2ـ4 dichloro phenoxy acetic acid ويختلف تركيزها بحسب الغرض من استعمالها. وعلى سبيل المثال يتطلب تكوين الكالوس زيادة تركيز الأوكسينات، في حين يتطلب تجديد النباتات وتطوير السويقات تقليل تركيز الأوكسينات وزيادة تركيز السيتوكينينات.

[*ابو محمد الجزائري*]

أين الجدول 1؟