تکثیر مریستم هنوز یک نوع نسبتاً جدید از تکثیر گیاهان است. اما در حال حاضر به طور گسترده استفاده می شود. از یک طرف، زیرا برخی از گیاهان تنها از این طریق و عاری از ویروس ها و باکتری ها قابل تکثیر هستند. از سوی دیگر، زیرا این روش اجازه می دهد تا گیاهان جوان متعدد و از نظر ژنتیکی یکسان از یک گیاه تک مادری رشد کنند. با این حال، انجام این روش به دلیل تجهیزات، اقدامات احتیاطی و دانش مورد نیاز دشوار است. با این حال، اگر صبر و کمی تمایل به آزمایش داشته باشید، همچنان می توانید به موفقیت شگفت انگیزی دست پیدا کنید.
تعریف
تکثیر مریستم به عنوان تکثیر آزمایشگاهی نیز شناخته می شود. "In-vitro" در لاتین به معنای "در یک لیوان" است. منظور ما در اینجا تکثیر در ظرف پتری یا لوله آزمایش است. این ممکن است برای باغبانان سرگرمی که قبلاً با بذرها، قلمه ها و ریشه های تقسیم کار کرده اند، تعجب آور باشد. در واقع، تکثیر مریستم در حال حاضر در مقیاس وسیع انجام شده است. گیاهان از گروه های سلولی منفرد و در شرایط استریل تولید مثل می کنند.
سلولها از گیاه خارج می‌شوند، روی یک محیط غذایی قرار می‌گیرند و با مواد مغذی و هورمون‌های گیاهی تیمار می‌شوند تا ریشه‌ها و شاخساره‌ها تشکیل شوند. سپس آنها را در بستر قرار داده و با توجه به نیاز گیاه مربوطه کشت می شوند. به طور کلی و بسیار ساده شده، این یک نوع انتشار برش در مقیاس میکروسکوپی و در شرایط استریل است.
مزایا
همانطور که در ابتدا ذکر شد، تکثیر مریستم دو مزیت تعیین کننده دارد. مهمتر از همه، مزیت اقتصادی نادیده گرفتن آن دشوار است: به طور قابل توجهی می توان فرزندان بیشتری را از یک گیاه مادری تنها رشد داد تا از قلمه ها یا بذرها. در نهایت، تنها چند سلول به عنوان ماده اولیه برای یک گیاه دختر مورد نیاز است. علاوه بر این، برخی از گیاهان را به سختی می توان به روش دیگری تکثیر کرد. دلایل احتمالی این امر این است که تقسیم، تشکیل قلمه یا رشد بذر بسیار پیچیده است و زمان زیادی می برد.
علاوه بر این، باکتری‌ها، قارچ‌ها و ویروس‌ها و همچنین سایر فیتوپاتوژن‌ها، تکثیر برخی گیاهان از طریق قلمه و کشت را با مشکل مواجه می‌کنند. به همین دلیل، به عنوان مثال، توت فرنگی، تمشک و کیوی در حال حاضر عمدتاً از طریق تکثیر مریستم تولید می شوند. گیاهان جوانی که از این طریق به دست می آیند عاری از عوامل بیماری زا هستند زیرا در شرایط عقیم رشد می کنند.خطر ابتلا به فرزندان بیمار نیز کاهش می یابد.
مریستم
ماده آغازین تکثیر مریستم مریستم است. این بافت تشکیل دهنده گیاه است. این نوع بافت هنوز تمایز نیافته است. بنابراین آنها می توانند به ریشه، میوه یا برگ تبدیل شوند و حداقل از نظر تئوری به طور نامحدود تقسیم شوند. بهترین شرایط برای تولید مثل و ایجاد گیاهان متعدد از مقادیر کم سلول.
این سلول های بنیادی گیاهی در انتهای نوک ریشه و نوک ساقه قرار دارند. آنها همچنین دارای دیواره سلولی نازک با محتوای سلولز بسیار کم هستند. آنها دقیقاً با توجه به دیواره های سلولی با سلول های اطراف متفاوت هستند. البته این فقط زیر میکروسکوپ قابل مشاهده است.
شرایط استریل
نوک‌های ساقه فوقانی به‌طور خاص به‌عنوان مریستم برای تکثیر در شرایط آزمایشگاهی مناسب هستند، زیرا معمولاً حتی اگر یک بیماری ویروسی وجود داشته باشد، همچنان عاری از ویروس هستند.برای اطمینان از اینکه پاتوژن‌ها نمی‌توانند متعاقباً به سلولها یا قسمت‌های گیاه سرایت کنند، شرایط استریل برای تکثیر مریستم ضروری است. بنابراین ظروف کشت باید استریل و قابل قفل باشند. ظروف پتری با درب برای مراحل اولیه مفید بودنشان ثابت شده است. بعداً از عینک های بلندتر استفاده می شود. در اجرای حرفه ای تکثیر مریستم، فضای خاصی ایجاد می شود که به طور مداوم تنظیم می شود. این کار از جمله به یک میز کار استریل یا میز کار ایمنی نیاز دارد.
ضدعفونی
میز کار و آوندهای استریل برای تکثیر مریستم ضروری هستند، اما به تنهایی کافی نیستند. میکروب ها را می توان با سلول های مریستم معرفی کرد. فرقی نمی‌کند که اینها قبلاً روی گیاه وجود داشته باشند یا در راه خروج از گیاه به محیط غذایی اضافه شده باشند. باکتری ها، قارچ ها و ویروس ها به نوبه خود می توانند میزان موفقیت را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.بنابراین لازم است پس از حذف از گیاه، دسته های سلولی نیز ضدعفونی شوند تا باکتری ها و هاگ های قارچ از بین بروند.
براساس منابع مختلف از سه وسیله زیر برای این کار استفاده می شود:
- هیپوکلریت سدیم
- پراکسید هیدروژن
- Mercury II chloride
هیپوکلریت سدیم و پراکسید هیدروژن هر کدام در داروخانه موجود است. استفاده از کلرید جیوه II برای ضد عفونی گیاهان و دانه ها حداقل در بخش خصوصی ممنوع است. با این حال، غلظت مواد موجود نیز باید بسیار مورد توجه قرار گیرد.
هیپوکلریت سدیم برای ضدعفونی
در تکثیر مریستم حرفه ای از هیپوکلریت سدیم برای ضد عفونی کردن خوشه های سلولی استفاده می شود.این ماده شیمیایی به عنوان سفید کننده کلر نیز شناخته می شود و اغلب به عنوان "کلر فعال" در محصولات تمیز کننده شناخته می شود. بنابراین عامل تهاجمی نباید بدون رقیق بر روی سلول های گیاهی استفاده شود.
غلظت 5 تا 25 درصد در اینجا با زمان نوردهی 5 تا 30 دقیقه معمول است. بنابراین هیپوکلریت سدیم باید فقط در رقت مناسب استفاده شود. پس از ضدعفونی، سلول ها نیز چندین بار با آب مقطر و استریل شسته می شوند.
پراکسید هیدروژن
برای شستشوی گیاهان و سلولهای گیاهی، برخی منابع محلولی با 0.15 در میلی لیتر یا 0.015 درصد پراکسید هیدروژن پیشنهاد می کنند. برای مصارف خانگی، محلول پراکسید هیدروژن 3 درصد در داروخانه ها موجود است. به منظور تراز کردن آن با محتوای پراکسید هیدروژن 0.015 درصد، محاسبه زیر مورد نیاز است: درصد محلول شروع - درصد مطلوب محلول ضد عفونی کننده=اختلاف و بنابراین محتوای آب در نسبت اختلاط
با راه حل 3 درصد محاسبه به این صورت است: 3 – 0.015=2.985
به این معنی است که 0.015 قسمت از محلول 3 درصد باید به 2.985 قسمت آب مقطر استریل اضافه شود. کمی توصیفی و کاربردی تر برای تکثیر مریستم 1.5 میلی لیتر از محلول به 29.85 لیتر آب است.
محیط کشت و مواد مغذی
اینجاست که همه چیز پیچیده می شود. اگرچه مواد مغذی وجود دارند که همیشه باید در محیط غذایی وجود داشته باشند، غلظت مربوطه به گونه های گیاهی مربوطه بستگی دارد. مخلوطی از آگار به عنوان یک عامل ژل و ساکارز به عنوان یک محلول غذایی می تواند به عنوان پایه عمل کند. محلول باید حاوی 20 تا 30 گرم ساکارز در هر لیتر آب باشد. در صورت نیاز از آگار استفاده می شود.
درشت مغذیها
درشت مغذی های مهم برای تکثیر مریستم عبارتند از:
- نیتروژن
- فسفر
- پتاسیم
- کلسیم
- منیزیم
- گوگرد
غلظت این مواد بسیار وابسته به گونه است. حتی در منابع علمی نیز تفاوت قابل توجهی در اطلاعات وجود دارد که مثلاً برای پتاسیم فقط بین 0.95 تا 1.9 گرم در لیتر است.
نکته:
اگر می‌خواهید خودتان آزمایش‌ها را شروع کنید، باید با دقت آزمایش کنید. محتوای درشت مغذی های فردی در کودهای مخصوص این نوع گیاهی می تواند در اینجا راهنمایی کند.
مواد مغذی
مواد مغذی مهم برای گیاهان به طور کلی و تولید مثل مریستم به طور خاص عبارتند از:
- آهن
- منگنز
- روی
- بور
- مس
- مولیبدن
اگر کاملاً از بین رفته یا در غلظت خیلی کم وجود داشته باشند، علائم کمبود بروز می کند. گفته می شود که ید و کبالت نیز بر رشد تأثیر دارند. با این حال، این هنوز از نظر علمی ثابت نشده است. در اینجا نیز، مقادیر بسیار متفاوت است و به نوع گیاه بستگی دارد. باز هم می توان از کودهای مخصوص گیاه مربوطه برای راهنمایی استفاده کرد.
ویتامین ها و اسیدهای آمینه
ویتامین های B برای تکثیر مریستم بسیار مهم هستند.
اینجا بشمار:
- بیوتین – ویتامین B7
- فولیک اسید – ویتامین B9 یا ویتامین B11
- نیکوتینیک اسید – ویتامین B3
- پیریدوکسین – ویتامین B6
- تیامین – ویتامین B1
اگرچه گیاهان خودشان می توانند اینها را بسازند، اما همچنان به برخی از محیط های رشد رایج برای تقویت رشد و افزایش میزان موفقیت اضافه می شوند.
فتوهورمون
از آنجایی که مریستم هنوز سلول های تمایز نیافته است، به تکانه های مناسب نیاز دارند. در غیر این صورت آنها به ریشه، شاخه و برگ تبدیل نمی شوند. آنها این تکانه ها را از چهار هورمون گیاهی دریافت می کنند:
- اکسین
- سیتوکینین
- Gibberellins
- آبسیزیک اسید
برخی از مواد مغذی آماده از قبل حاوی این مواد مغذی و همچنین کلان و ریز مغذیها هستند. اگر مخلوط خود را درست کنید، باید آنها را اضافه کنید. این به نوبه خود نشان دهنده یک چالش است، زیرا کمیت و نسبت به یکدیگر باید آزمایش شوند.
رتبه
اگر سلولها در طی تولید مثل مریستم با موفقیت تقسیم شوند و فیتوهورمونها رشد مطلوب اندامهای گیاهی را تضمین کنند، گیاهان جوان رشد می کنند.اینها از نظر ژنتیکی با گیاه مادری یکسان هستند، بنابراین به طور دقیق آنها کلون هستند. با وجود این موفقیت، ممکن است همچنان مشکلاتی در این راه وجود داشته باشد. به عنوان یک قاعده، اینها توسط میکروب‌های معرفی شده ایجاد می‌شوند که می‌توانند در محیط غذایی مانند خود سلولهای گیاهی رشد کنند، بنابراین، رتبه‌بندی بسیار مهم است. اگر محیط غذایی کدر شد، رسوب کرد یا تغییر رنگ داد، نمونه مورد نظر باید جدا شود. بررسی و حذف را درجه بندی می نامند.
در حال کاشت
هنگامی که بوته های جوان به ارتفاع حدود پنج سانتی متر رسیدند و قوی و سالم شدند، می توان آنها را در بستر مناسب کاشت. از این نقطه به بعد می توان آنها را بر اساس نیاز گونه های گیاهی کشت کرد.
جایگزینی برای انتشار مریستم خودتان
با توجه به الزامات و تجهیزات لازم، تلاش خود شما برای تکثیر مریستم در واقع تنها زمانی معنا پیدا می کند که قرار باشد بیش از یک گیاه مادری تکثیر شود.علاوه بر این، این کار آسانی نیست. تهیه یک محیط کشت مناسب و هماهنگ و استریل نگه داشتن سلول ها در یک خانواده خصوصی دشوار است. ژل های مغذی را می توان به صورت آماده نیز خریداری کرد. به عنوان مثال در آزمایشگاه های فیتوتکنولوژی.
اگر می خواهید در هزینه ها و هزینه های خود از جمله برای میز کار استریل صرفه جویی کنید، می توانید گیاهان خود را نیز تکثیر کنید. این، برای مثال، توسط In Vitro Plant Service در Quedlinburg ارائه می شود.
نتیجه گیری
تکثیر مریستم راه خوبی برای رشد گیاهان متعدد از یک گیاه تک مادری است و اغلب تنها راه برای دستیابی به فرزندان سالم، به ویژه با گیاهان حساس به ویروس است. با تجهیزات مناسب، می توان آن را توسط افراد عادی نیز انجام داد. از به دست آوردن سلول های مریستم در زیر میکروسکوپ تا تهیه یک محیط غذایی مناسب و امتیازدهی، این نوع تکثیر نیز یک چالش است.
