کشت بافت، دریچه ای به سمت توسعه اقتصاد کشاورزی
لذت سفر: مرکزی تغییرات آب و هوایی، آلودگی خاک و آب، کمبود منابع آبی و افزایش جمعیت زمین نیاز به روش های بهینه کشت را بیش از پیش ضروری کرده است.
افزایش جمعیت زمین، نیاز به تولید غذا را افزایش داده است اما کاهش منابع آبی و بدنبال آن، کاهش زمینهای قابل کشت، در طولانی مدت می تواند تامین غذا را به یک بحران تبدیل کند، بنابراین افزایش بازدهی تولیدات کشاورزی بمنظور بهبود کیفیت و کمیت تولید، اجتناب ناپذیر به نظر می آید.
بر این اساس با تاکید بر کشاورزی سنتی نمی توان به تامین امنیت غذایی پایدار امیدوار بود. قسمتی از محصولات زراعی نیز جنبه خوراکی نداشته یا در صنعت یا بمنظور ایجاد سیمایی دلنشین تر در معابر و منازل استفاده می شوند. در کنار آن، پیشرفت و توسعه صنایع، نیاز به مواد اولیه را به شدت افزایش داده و لازم است تا تولید مواد اولیه آن دسته از صنایع که برگرفته از محصولات کشاورزی است، همگام با توسعه صنایع حرکت نماید، پس باید برای تولید، بدنبال روش های مطمئن و زودبازده بود.
کشت بافت چیست؟
یکی از روش هایی که می تواند علاوه بر تولید بهینه، گیاه را در راستای رشد مطلوب هدایت کند، کشت بافت یا Tissue Culture است. این تکنیک در محیط آزمایشگاهی انجام شده و رشد گیاه را به شکل هدفمند انجام می دهد. به کشت سلول ها، اندام ها و بافت های گیاهان تحت شرایط کاملا استریل و کنترل شده در آزمایشگاه، کشت بافت گفته شده و کشت مریستم، پروتوپلاست، بساک، کشت، جنین و کشت بذر را می توان انجام داد. از این طریق در بازه زمانی کوتاه تر، در فضای کمتر و بدون وابستگی به فصل می توان تعداد زیادی گیاه مشابه پایه مادری ایجاد کرد.
پایه کشت بافت گیاهی توسط شوان واشیلدن در سال ۱۸۳۸ گذاشته شده و نخستین تلاش توسط هایرنت آلمانی در سال ۱۹۰۲ انجام شد. از اوایل دهه هفتاد خورشیدی، دولت ایران به این نتیجه رسید که یکی از بهترین راه های نجات تامین نهال و نشاء کشاورزی ایران در آینده، تکثیر غیرجنسی یا ریز ازدیاد ی است.
کشت بافت، پیش نیاز اقدامات اصلاحی در گیاهان
عضو هیئت علمی پژوهشکده گل و گیاهان زینتی محلات اظهار داشت: کشت بافت، تکنیکی است که برای انجام اصلاح ژنتیکی گیاهان ضروری بوده و چنانچه هدف، تغییر در خصوصیات گیاه خاصی باشد، با تولید بافت هایی که خاصیت دریافت تغییرات را داشته باشند، می توان برنامه های اصلاحی را برای گیاهان معرفی نمود. در کشت بافت تغییر ژنتیکی در گیاه ایجاد نمی شود ولی در برنامه های اصلاحی ژنتیکی و بیوتکنولوژی، برای ایجاد تغییرات نیاز است که در مراحلی، از کشت بافت استفاده گردد.
دکتر مریم کریمی علویجه در گفت و گو با ایسنا کشت بافت را مانند بهره گیری از سلول های بنیادی انسان خواند و اظهار داشت: کشت بافت تکنیکی است که با استفاده محیط کشت، هورمون و شرایط مصنوعی، سلول های تمایزیافته گیاه، به سلول های تمایز نیافته تبدیل گشته و باتوجه به هدف موجود، آنرا به سمت مطلوب هدایت می کنند.
وی افزود: سلول های تمایز یافته به سلول هایی گفته می شود که در برگ، ریشه، ساقه یا سایر قسمت های گیاه وجود داشته و ماهیت آنها مشخص است اما سلول های تمایز نیافته، سلول هایی هستند که شباهتی به هیچکدام از اندام های گیاه نداشته و بسته به نیاز، می توان آنها را به سمت تبدیل شدن به سلول های تمایز یافته و اندام مطلوب مورد انتظار گیاه، سوق داد.
وی اندام مناسب جهت برداشت بافت یا ریزنمونه را بسته به عوامل مختلفی همچون پژوهش های پیشین و بازدهی آن در محیط کشت دانست و اشاره کرد: این بافت در گیاهان مختلف متفاوت بوده و با بررسی در گیاهان هم خانواده آن، بافت مناسب جهت برداشت ریزنمونه انتخاب می شود تا در کشت بافت استفاده گردد.
این محقق باغبانی، اصلاح و فیزیولوژی اظهار داشت: در وضعیت آزمایشگاهی برخلاف طبیعت که رشد گیاه در بستر خاک صورت می گیرد، بستری مصنوعی با استفاده از نمک های میکرو یا ماکرو و نوعی ژل نگهدارنده ایجاد می شود. در این محیط به علت این که ریز نمونه به بافت گیاه مادری متصل نیست و نمی تواند از خود مراقبت کرده یا در مقابل آفات و بیماریها از خود مقاومت نشان دهد، محیط در وضعیت کشت کاملا استریل قرار گرفته و ریز نمونه نیز ضدعفونی می شود.
وی اظهار داشت: هورمون هایی که در وضعیت عادی تحت تاثیر نور، توسط ریشه یا ساقه تولید می شود، در محیط کشت برای گیاه فراهم می شوند و بسته به هدف مورد انتظار از کشت بافت گیاه، هورمون هایی که استفاده می شود که آنرا در راه ریشه زایی یا شاخه زایی پیش ببرد.
عضو هیئت علمی پژوهشکده گل و گیاهان زینتی محلات افزود: بعد از پایان مرحله تکثیر درون شیشه ای و رسیدن گیاه به رنج قابل قبول از نظر ریشه یا ساقه، با تغییر رطوبت، نور و سایر عوامل، گیاه به تدریج برای خروج از شرایط درون شیشه ای و سازگاری با شرایط برون شیشه ای، آماده می شود. کشت بافت تکنیکی است که کمک می نماید تا اقدامات اصلاح ژنتیکی و تکثیر، با سرعت بیشتر صورت گیرد.
وی با اشاره به اینکه بطور معمول ریز نمونه از اندام زنده گیاه قابل استخراج است، اضافه کرد: تمام سلول های گیاه خاصیت ایجاد عدم تمایز و هدایت به سمت مورد انتظار را دارند. در انجام کشت بافت روی گیاهی که تا حالا مطالعه ای روی آن انجام نشده، از تمام اجزای گیاه، ریز نمونه گرفتن شده و بعد از مطالعه و آزمایش می توان به اندام با بازدهی بهتر و پروتکل مطلوب دست یافت.
کشت بافت راهی برای مبارزه طبیعی با ویروس
تولید گیاه سالم و عاری از ویروس از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. هر اقدامی که منجر به استفاده کمتر از آفت کش های شیمیایی شود، علاوه بر ایجاد اطمینان در مصرف کننده، راه را برای صادرات آن محصول هموارتر می کند. ارزش مبارزه با آفات زمانی بیشتر مشخص می شود که در صورت آلودگی دسته ای از گیاهان همچون برخی گل های زینتی به ویروس، گیاه وارد سیکل گل دهی نشده یا کیفیت محصول تولیدی بسیار پایین خواهد بود و عملا تمام کوشش های تولیدکننده بی ثمر بوده و لطمه سنگینی به وی وارد خواهدنمود. کشت بافت با تولید گیاهان سالم و عاری از ویروس، گذر از این مرحله را در بعضی گیاهان تسهیل می کند.
مدیر گروه ژنتیک و به نژادی پژوهشکده گل و گیاهان زینتی محلات کشت مریستم را یکی از روش های کشت بافت دانست و اشاره کرد: اندامی که در قسمت بالایی گیاه قرار داشته و در باور عموم، جوانه خوانده می شود، مریستم نامیده می شود. مریستم اندامی دارای سلول های فاقد تمایز با تکثیر متناوب است و بسته به شرایط می تواند به شاخه یا گل تبدیل گردد.
وی اظهار داشت: گیاهان بطور معمول بیماری یا آفت همراه خود دارند و بسته به شرایط، ممکنست این بیماری به گیاه غالب شده و خودرا نشان دهد یا بصورت نهفته در گیاه مانده تا شرایطی برای ظهور آن پیش بیاید. به علت تقسیمات سریع سلولی در مریستم، از تکثیر ویروس پیشی می گیرد و این خاصیت کارآمدی است که از تکثیر مریستم برای تولید گیاهان استفاده می شود.
کریمی اظهار داشت: تولید گیاه سالم در بعضی از گیاهان مانند میخک یا آلسترومریا از اهمیت بالایی برخوردار می باشد برای اینکه در صورت آلودگی به ویروس، پروسه گل دهی آن گرفتار مشکل می شود. در درختان میوه نیز آلودگی به ویروس، میوه دهی یا فرم گیاه را گرفتار چالش می کند. در کشت مریستم با تیمارهایی از قبیل گرما درمانی، امواج و کاربرد مواد شیمیایی، رنج تکثیر ویروس کم می شود.
محصولات خوراکی تکثیر شده بوسیله کشت بافت قابل اعتماد است؟
به گزارش لذت سفر به نقل از ایسنا، نکته ای که ممکنست درباب کشت بافت در ذهن برخی افراد شکل گیرد، دستکاری ژنتیکی یا تولیدی مانند محصولات تراریخته است، البته مضر بودن محصولات تراریخته هنوز به اثبات نرسیده است و نمی توان با قطعیت در مورد آن صحبت کرد.
گاهی هدف از دستکاری ژنتیکی گیاه، ایجاد مقاومت به یک بیماری یا آفت است؛ این احتمال وجود دارد که در کنار ایجاد مقاومت به یک بیماری، صفت دیگری در گیاه ایجاد شود که به مرور زمان و با استفاده بیش از حد، خطر مبتلاشدن به برخی بیماریها را افزایش دهد، هرچند این ها احتمالاتی است که تا حالا به اثبات نرسیده است.
عضو هیئت علمی پژوهشکده گل و گیاهان زینتی محلات در اینباره اظهار داشت: در تراریخته کردن، ژن مطلوب و مورد انتظار از یک گیاه برای دستیابی به هدف مورد انتظار به گیاه هم خانواده انتقال داده می شود. دو گیاه باید از نظر ژنوتیپ مشابه بوده یا بسیار نزدیک باشند تا این عمل موفقیت آمیز باشد. این انتقال با استفاده از اگرو باکتریوم یا تفنگ ژنی به سلول های گیاه مورد نظر صورت می گیرد. این انتقال می تواند به شکل مستقیم یا غیرمستقیم به سلول های گیاه صورت گیرد. از نکات مثبت کشت بافت، حفظ خاصیت های گونه مادری است که بدون دستکاری ژنتیکی روی گیاه صورت می گیرد و بر این اساس، در صورت کشت محصول خوراکی از این طریق، هیچ ضرری متوجه مصرف کننده آن نخواهد بود.
از تجاری سازی و فروش پروتکلهای کشت بافت تا درآمدزایی بوسیله آن
این محقق باغبانی، اصلاح و فیزیولوژی افزود: پژوهشکده گل و گیاهان زینتی محلات پروژه های تحقیقاتی مختلفی در حوزه کشت بافت گیاهان انجام داده و پروتکلهای کشت بافتی گیاهان برای انتقال به بخش خصوصی موجود است. همچون این پروژه ها می توان به تکثیر عاری از ویروس میخک، تکثیر گیاهان زینتی آبزی، تکثیر عاری از ویروس شمعدانی، تکثیر درون شیشه ای گل شیپوری و تکثیر درون شیشه ای آناناس اشاره نمود.
وی اضافه کرد: این گیاهان بنا بر نیاز بازار یا درخواست سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی انتخاب شده و هدف، جهت رفع چالش های موجود در جامعه کشاورزی ایران است. پژوهشکده می تواند بنا بر درخواست تولیدکنندگان، مطالعات تحقیقاتی را بر روی گیاهان انجام داده، پروتکل و گیاهان تکثیری را به مشتری واگذار کند.
به گزارش لذت سفر به نقل از ایسنا، آزمایش های مختلف و رسیدن به روش مطلوب کشت بافت هر گیاه فرایندی تخصصی و زمان بر است که در نهایت منجر به دستیابی به بهترین روش کشت بافت آن گیاه خواهد شد که پروتکل کشت بافت نامیده می شود. حق بهره برداری پروتکل ها در مواقع بسیاری توسط موسسات پژوهشی بصورت اجاره (انحصاری یا غیرانحصاری) مدت دار یا فروش دائم، واگذار می شود.
اگرچه واگذاری این پروتکل ها روش مناسبی جهت کسب درآمد است اما می توان با حمایت و پشتیبانی از این مراکز علمی و تجهیز و به روز سازی لابراتوار های آنها، پروتکل ها را به عنوان یک دانش بومی حفظ نموده و از آنها برای تولید محصول در داخل کشور استفاده نمود. با توسعه این دانش و کار بر روی گیاهان نادر و باارزش در جهان و فروش این محصولات، می توان درآمدهای ارزی مناسبی برای کشور به ارمغان آورد.
کشت بافت گامی برای لطمه کمتر به منابع طبیعی و توسعه سلامت
در فصول مختلف سال خصوصاً بهار، افراد بسیاری بمنظور بهره برداری از گیاهان دارویی راهی کوه و بیابان می شوند و برداشت بی رویه این گیاهان در کنار اقداماتی مانند رها کردن زباله و روشن کردن آتش، سبب تخریب محیط زیست، لطمه به منابع طبیعی و بی نظمی در چرخه طبیعی تولید غذای پوشش جانوری منطقه می شود. حتی افراط در برداشت نیز می تواند سبب نابودی یک گونه باارزش شود. لاله واژگون نمونه بارز این مساله است که با برخی مناطق رویش خود، خداحافظی کرده است. در اینجا نیز کشت بافت می تواند وارد شده و با تکثیر گیاهان رو به انقراض بومی، نقش موثری در لطمه کمتر به طبیعت بازی کند.
کریمی هدف از پرورش گیاهان دارویی را استفاده از متابولیت های آنان که در ریشه ها به خوبی تولید می شوند دانست و اظهار داشت: در کشت بافت بوسیله بیو رآکتورها به عنوان یک اشل بسیار بزرگ از کشت بافت، مسیر به شکلی پیش می رود که با جایگزینی محیط کشت و استفاده از هورمون ها، تنها ریشه ها تکثیر شوند و گیاه به سمت ساقه زایی تمایز پیدا نکند تا بعد از دست یابی به حجم مطلوب، بتوان از مواد موجود در آنها بهره برد.
کشت بافت و پایه مادری / پایه مادری چیست؟
در نگاه اول شاید تفاوت چندانی میان گیاهانی که در طول چند دوره تکثیر شده و رشد می کنند وجود نداشته باشد؛ اینجاست که واژه پایه مادری چندان بااهمیت به نظر نمی رسد. اما زمانی که بحث تولید یکنواخت یا محصولی راهبردی مطرح بوده و بازار مصرف بدنبال یک محصول با مشخصات خاص باشد، تولید گیاه مشابه پایه مادری ارزش دوچندان پیدا می کند. در تولید گیاهان گلدار به علت گرده افشانی طبیعی گیاهان، امکان ایجاد تنوع رنگی یا ژنوتیپ های جدید در محصول کشت شده بوسیله بذر حاصل از این گیاهان وجود دارد. در نتیجه بذر تولیدی نمی تواند پاسخگوی نیاز مشتریانی باشد که تنها بدنبال یک گونه یا رنگ خاص هستند.
کریمی اظهار داشت: زمانی که بدنبال ایجاد تنوع در گل یا گیاه هستیم، بوسیله گرده افشانی و تولید بذر می توان به این تنوع دست یافت. استفاده از بذر در نهایت منجر به تنوع ژنتیکی ژنوتیپ ها می شود اما زمانی که بدنبال تولید یکپارچه یا انبوه از یک ژنوتیپ خاص هستیم، کشت بافت یا قلمه بهترین راه حل است. از این طریق می توان از اندام گیاه بهره برد و با به کار بردن هورمون های خاص، تعداد زیادی گیاه بدون تفاوت با گیاه مادری ایجاد کرد.
عضو هیئت علمی پژوهشکده گل و گیاهان زینتی محلات، کشت بافت آناناس را بمنظور ایجاد تعداد انبوه از یک گونه مطلوب آناناس وارد شده به کشور دانست و اظهار داشت: در مقطعی، یک گونه آناناس با کیفیت وارد کشور شد که پیشنهاد تکثیر اینگونه بوسیله کشت بافت از طرف وزارت کشاورزی به پژوهشکده گل و گیاهان زینتی محلات ارائه شد و این عمل با موفقیت انجام شد.
وی با اشاره به این که در صورت فراهم بودن امکانات، زیرساخت ها و بازار، کشت بافت می تواند ارزآوری مناسبی برای کشور به دنبال داشته باشد، اضافه کرد: ایجاد تعداد و کیفیت مناسب گیاهان یکنواخت می تواند راهی برای صادرات انواع گیاهان زینتی، پایه های درختان میوه و... باشد.
وی کشت بساک را یکی دیگر از روش های کشت بافت دانست و افزود: در کشت بساک، از اندام نر گل گیاهان برای تولید کالوس استفاده می شود. زمانی که هدف، ایجاد یک گیاه بسیار خالص باشد، از بساک ها نمونه گرفته شده و سپس این سلول ها به سمت جوانه زنی پیش برده می شود. از این روش دشوار در کارهای اصلاحی و تولید ژنوتیپ های خالص استفاده می شود.
کریمی هدف از کشت بافت را در بعضی از آزمایشات، انتقال ژن دانست و اشاره کرد: کشت بافت با هدف انجام تحقیقات برای برطرف نمودن یک معضل از پیش پای باغداران، گلکاران و کشاورزان است. هدف اصلی کشت بافت، کمک به تولیدکنندگان برای پرورش میزان انبوه از یک گیاه در مدت زمان کوتاه تر است. برخی گیاهان از قبیل گندم، جو، گیاهان دارویی و گیاهان آبزی در کشت بافت بسیار عالی عمل کرده و بازدهی خوبی دارند.
کشت بافت، گامی موثر در توسعه اقتصاد کشاورزی
به گزارش لذت سفر به نقل از ایسنا، کشت بافت مسیری هموارتر برای تولید یکنواخت گل و گیاه زینتی و محصولات کشاورزی است. در وضعیت فعلی و باتوجه به پراکندگی و تنوع تولید در مزارع و گلخانه های کشور، شاید بتوان بازارهای کوچکی مانند کشورهای همسایه و حوزه خلیج فارس را تامین کرد اما نمی توان امید زیادی برای در اختیار گرفتن بازارهای پرمصرفی مانند چین و روسیه داشت. کشت بافت روشی است که در صورت توجه بیشتر به آن می تواند به سرعت به تامین این اهداف بالقوه کمک نماید. روابط سیاسی پرنوسان روسیه با اتحادیه اروپا فرصتی طلایی برای ایران است تا جای هلند در تامین گل روسیه را به خود اختصاص دهد.
کشت بافت دانشی پاک و بدون آلایندگی زیست محیطی است که علاوه بر بازدهی مطلوب، هیچگونه صدمه ای به طبیعت و محیط زیست وارد نمی نماید. بنابراین توسعه موسساتی که روی این دانش مطالعه می کنند و پشتیبانی از آنها، مسیری مطلوب با دستیابی به چشم انداز روشن برای افزایش درآمدهای غیرنفتی و کاهش اثرگذاری مخاطرات طبیعی مانند خشکسالی و گرم شدن جهانی هوا بر امنیت غذایی است.
می طلبد که معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، موسسات تحقیقاتی کشاورزی، پارک های علم و فناوری و دانشگاه ها دست به دست هم داده و با تربیت متخصصان این حوزه، این دانش را تقویت نمایند. گام برداشتن دولت در معرفی پتانسیل کشور در این تکنیک و پیدایش بازارهای هدف، ضمن ایجاد صرفه اقتصادی بیشتر برای کشت بافت، تمایل بیشتر بخش خصوصی برای ورود به این عرصه را به همراه خواهد داشت.
منبع: enjoytrip.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب