ماهو علم زراعة الانسجة النباتية
- تعد زراعة الأنسجة النباتية من أهم طرق البحث البيولوجي في فسيولوجيا النبات، وتعتمد على زراعة خلايا وأنسجة النبات بنقل بعض أنسجة النباتات إلى بيئة صناعية مشابهة للطبيعية ومناسبة للنباتات العيش فيها .
- يمكن للأنسجة أن تعيش وتتحول إلى نباتات صالحة للحياة والإنتاج في هذا البيئة، وقد يكون النسيج المستخرج من تلك النباتات عبارة عن نسيج واحد متشابه أو عدة أنسجة مختلفة أو خلايا متنوعة أو عضو أو جزء من عضو .
- في بعض البيئات، تتكاثر النباتات وتتحول إلى أشكال مختلفة، سواء كانت متجانسة في الشكل والنوع أو مختلفة تماما مع العوامل المؤثرة والاختلافات المصاحبة لها .
- تختلف الأنسجة بشكلٍ ما في الوظائف التي تؤديها، وأحيانًا تختلف في الشكل أو طريقة الإنتاج، وقد يزيد في بعض الأحيان إنتاجها ويتقلص في آخر، ومن الممكن أيضًا أن تتفاعل مع خلايا أخرى مما يؤدي إلى زيادة نشاطها أو انحسارها في بعض الأحيان.
شروط زراعة الانسجة النباتية
- يجب توفير البيئة المناسبة لزراعة خلايا وأنسجة النبات لضمان نجاح العملية، حيث إذا لم تكن البيئة مناسبة فإنها سوف تؤثر على نمو الأنسجة النباتية وتؤدي إلى فشل العملية، ولذلك يجب توفير بيئة خالية من التلوث .
- يتعين زراعة الأنسجة النباتية في بيئة معقمة خالية من التلوث، ويجب أن تكون نسبة التعقيم مناسبة حتى لا تؤثر سلبًا على حياة النباتات
- كما انه يجب ان يتوفر خزانات تدفق للنباتات او ما تسمي (بغطاء زراعة الانسجة النباتية ) ، و هذا الغطاء يكون مخصص في التوزيع العادل للهواء بين النباتات الموجودة بداخله و يسمح بمرور القدر المحدد من الهواء للأنسجة ، كما انه يقلل من خطر التلوث الموجود بالهواء و تقليل الخطر علي الانسجة المزروعة .
مراحل زراعة الانسجة النباتية
- تعد أوراق النبات الغلاف الأساسي الذي يستخدم لحماية النبات منذ بداية نموه خارج التربة، إذ تشكل الأوراق الجوهر الخارجي للنبات وتساعده في القيام بعملية البناء الضوئي وجمع الغذاء من الجذور حتى الأطراف بطريقة دورية ومستمرة .
- في بعض الأحيان تختلف ألوان أوراق النباتات من زهرة إلى أخرى، وذلك يعود إلى بعض العوامل التي تؤثر عليها مثل وجود الكلوروفيل في النباتات الذي يعطيها اللون الأخضر الزاهي والنشاط، وعدم وجود الكلوروفيل يجعل للأوراق ألوانًا مختلفة وغير جذابة.
- ترتبط الأوراق بالجذور في النباتات بحيث يؤثر كل منهم علي الاخر و اذا ضعف احد الأوراق تضعف الجذور، و تستمد النباتات قوتها من الجذور المزروعة بقلب التربة ، فاهي التي تقوم بعمليه بناء الأنسجة حتي تخرج النبتة خارج التربة ، كما ان النسيج يمر من خلال الاوردة وصولا الي الأوراق و تكون اشبه بعمليه دعم و تقويه للأنسجة و الأوراق الخارجية او الهيكل الخارجي للنبات.
اجزاء النبتة
- تعني ساق الأوراق المسماة (السويقة) الجزء المتصل بالتربة والموصل للفروع، والذي يمر فيه الأنسجة التي تنمو من خلاله.
- الجزء الثاني يسمى `الوسط` ويبدأ من نهاية `السويقة` ويمتد حتى يصل إلى أطراف أوراق النبات .
- الصفيحة هي الجزء الهامشي للورقة ويتكون من حواف الأوراق، ويكون عريضًا ومسطحًا .
كيف تنمو الخلايا النباتية
- تتشابه طريقة نمو خلايا النبات وأنسجتها مع طريقة تشكيل تخضيب البويضة في رحم الأم، حيث تشكل العمليتان عملية متقاربة بشكل كبير منذ بداية تلقيح النبات حتى وصوله إلى المراحل النهائية مثل النمو القمة .
- يبدأ النمو عن طريق البويضة التي يتم تخصيبها أو تلقيحها، ثم تبدأ في مرحلة النمو حتى تصبح جنينًا أو نبتة صغيرة، وتكون شبيهة بالجنين في بطن أمه وهي معلقة بالحبل السري .
- هي أيضاً تتعلق بالأنسجة والتربة وتتغذى عليها بمساعدة بعض العوامل مثل الضوء والماء والهواء .
- تعتمد النباتات على أنواع مختلفة من الهرمونات النباتية، بما في ذلك هرمون الأكسجين الذي يمر عبر البويضات. ويتم تركيز هذا الهرمون بشكل أكبر على الخلية التي تواجه الهواء أو المعرضة له بشكل دائم .
- بعد المراحل المبكرة من التطور، تبدأ عملية الانقسام الخلوي وظهور الفلقة أو الانشطارات في النمو الخلوي للكائن الحي .
- تتكون بعض النباتات من فلقة واحدة، وهناك نباتات أخرى تتكون من فلقتين، ويطلق على الجزء الذي ينمو فوق الانقسامات أو الفلقة الأولية اسم الجذع المستقبلي، ويطلق على الجزء الآخر اسم الجذر الجنيني، وتعرف هذه النباتات بالنباتات الأحادية أو الثنائية .
خطوات زراعة الانسجة النباتية
- يتم زراعة الخلايا عن طريق نسيج نباتي مشابه للخلية أو عن طريق مصل دم مشابه لها، ويسمى هذا النوع من الزراعة في علم الزراعة بـ `الهيستولوجي` أي زراعة الأنسجة والخلايا .
- تتم زراعة المحاصيل في هذه العملية باستخدام وسط صناعي أو بيئة صناعية مخلقة كيميائياً لمثل هذه الحالات .
- تتشابه عملية زرع الخلايا بعملية زرع الأنسجة، ولكن عملية زرع الخلايا تعتبر البداية لأنه يمكننا الحصول على النسيج من خلال الخلية .
- يجب أن يحتوي الوسيط على بعض العناصر الأساسية مثل العناصر الغذائية اللازمة للحفاظ على حيوية الخلايا، ويجب وضعها في غلاف جوي مناسب لها ولعملية البناء التي يتم تنفيذها .
- بناءً على ذلك، يجب على الباحث تهيئة البيئة المناسبة لزراعة الخلايا، ويتم زرعها على سطح زجاجي أو بلاستيكي مسطح أو في وسط سائل أو صلب، ويتم وضعها بششكل معلق على أحد هذه الأسطح .
- تتمثل عملية الزرع عن طريق أخذ عينة صغيرة من الأنسجة التي يرغب الباحث في زرعها داخل الوسط، والتي يريد الباحث إجراء التجربة عليها .
- ثم يتم تثبيت الزجاجة أو الصحن أو السطح المسطح الذي سيتم وضع الأنسجة عليه، ويتم الحفاظ على هذه الأنسجة في بيئة مناسبة للحفاظ على جودتها .
- عادةً يتم إيواء الأنسجة في مكان مظلم لمنع وصول أي كائنات حية أو دقيقة إليها والتي يمكن أن تؤدي إلى تلف الأنسجة في حال دخولها .
- ثم يتم العمل بشكل فردي على هذه الخلايا، وكل خلية تعمل عليها بشكل منفصل مما يؤدي في بعض الأحيان إلى إنتاج أكثر من شكل للخلية وإنتاج مجموعات بيولوجية مختلفة .
- تُطلق على هذه المجموعات لقب الحيوانات المستنسخة، وعادة ما تؤدي الخلية الواحدة إلى ظهور مستعمرات في غضون 10-14 يومًا .