سایت مقالات فارسی – بررسی و مقایسه ریزغده زایی رقم های زودرس و دیررس گیاه سیب زمینی- قسمت …

  1. تاریخچه کشتبافت:

انگیزهای که باعث شروع فعالیت در زمینه باززایی گیاه در شرایط درون شیشه گردید را میتوان به وقایعی که در شرایط طبیعی[۲۴] بوقوع میپیوندد جستجو نمود. در قرن هجدهم، فردی به نام دوهامل دو مانسو[۲۵] با برداشتن بخشی از پوست درختان مشاهده کرد که در محل زخم، کالوس[۲۶] تولید میشود (گاسرت[۲۷]، ۱۹۸۵؛ بانگا[۲۸] و وانادرکس[۲۹]، ۱۹۹۲). مشاهدات وی اولین فعالیتی بود که در زمینه کشتبافت انجام شد ولی از آنجایی که در آن زمان نظریه کشتبافت عنوان نشده بود، به کشفیات او توجهی نشد، به همین دلیل، نتایج فعالیتهای دوهامل را به عنوان پیش تاریخ کشت بافت مطرح میکنند (گاسرت، ۱۹۸۵).
در حقیقت تاریخچه کشتبافت از زمانی آغاز شد که نظریه پرتوانی[۳۰] سلولهای گیاهی عنوان شد. این نظریه توسط اسکیلیدن[۳۱] و اسکووان[۳۲] مستقلا بیان شد (افشاریپور، ۱۹۹۳). این نظریه ادعا میکند سلولهای گیاهی از نظر داشتن کلیه اطلاعات لازم جهت ایجاد یک گیاه کامل، مستقل هستند و در اصل هر سلول گیاهی قادر است به گیاه جدیدی تبدیل شود (باجاج[۳۳]، ۱۹۸۷؛ بارون[۳۴] و فیناگولد[۳۵]، ۱۹۹۰).
از آن پس فعالیت زیادی برای تولید کالوس و اثبات نظریه پرتوانی سلولهای گیاهی انجام شد ولی نظریه تئوریکی کشت سلولها نهایتا توسط گیاهشناسی آلمانی به نام هابرلنت[۳۶] در سال ۱۹۰۲، مطرح شد. وی معتقد بود که یک محیط غذایی مصنوعی میتواند شرایط رشد و نمو و تکثیر را همانند شرایط طبیعی برای گیاه فراهم کند و این باعث توسعه یک سلول به یک گیاه کامل میشود (اسکیلد-رنتاسکلر[۳۷] و اسکمیدیش[۳۸]، ۱۹۸۴).
در اوایل قرن بیستم، عموما فعالیتهایی که در زمینه کشت سلول انجام میگرفت با شکست روبرو میشد ولی چشمانداز روشن، زمانی ایجاد شد که برای اولین بار کشت اندام با موفقیت انجام شد. این موفقیت توسط رابینز[۳۹] ۱۹۹۲ در امریکا بدست آمد (افشاریپور، ۱۹۹۳؛ باجاج و ساپوری[۴۰]، ۱۹۸۸)، به همین دلیل رابینز را اولین فردی که چندین مرحله بازکشت[۴۱] از ریشههای جدا شده بدست آورد، میدانند (افشاریپور، ۱۹۹۳؛ گاسرت، ۱۹۸۵). علیرغم این موفقیت، کشتهای وی بطور کامل زنده نمیماند. علت این شکست را در نوع ماده گیاهی انتخابی مورد کشت وی دانستهاند. اگر رابینز از ریشه گیاهان دولپه استفاده میکرد، احتمالا موفقیت بیشتری بدست میآورد زیرا هموطن او وایت[۴۲] ۱۹۳۴ توانست با استفاده از محیطهای کشت مشابه ولی با استفاده از ریشه گوجهفرنگی، کشتهای کاملی بدست آورد و آنها را به مدت طولانی زنده نگه دارد (گاسرت، ۱۹۸۵).
موفقیت دیگر وایت این بود که متوجه شد انتقال نوک ریشه از کشت اول به محیط کشت جدید، بافتهای سالمی بدست میدهد، در حالی که کشتهای اول آلوده به ویروس بودند. هجده سال بعد، این واقعیت که نقاط مریستمی نوک ریشه و ساقه عاری از ویروس هستند، کشف شد (گاسرت، ۱۹۸۵).
فراز مهم دیگر در تاریخ کشت بافت زمانی حاصل شد که جنینهای ارکیده استریل در شرایط درون شیشه بر روی محیط کشت ساده رشد کردند و این کار ثابت کرد رشد و توسعه گیاه میتواند بدون همزیستی با سایر اندامها امکان پذیر گردد (باجاج، ۱۹۸۷).
در رابطه با کشت جوانه، فعالیتهایی توسط رابینز ۱۹۹۲ و وایت ۱۹۳۴ انجام گرفت ولی هر دو، نتایج ضعیفی بدست آوردند. لو[۴۳] در سال ۱۹۴۵ موفقیتهایی در زمینه کشت جوانههای مارچوبه بدست آورد (باجاج، ۱۹۸۷)، ولی بال[۴۴] در سال ۱۹۴۶ در مقالهای که انتشار داد بیان کرد با کشت قسمتی از مریستم ساقه، توانسته است به یک گیاه کامل برسد. به همین دلیل بال را به عنوان پدر ریزازدیادی و تکثیر میشناسند (گاسرت، ۱۹۸۵).
مرحله مهم دیگر در تاریخ کشتبافت، کشف اکسین[۴۵] بود. توسط ونت[۴۶] در سال ۱۹۲۶ کشف شد. این هورمون ایندول استیک اسید[۴۷] (IAA) بود که در سال ۱۹۳۴ خصوصیات آن توسط کوگل[۴۸] و همکاران ۱۹۳۴ بر روی گیاه تعیین شد. نهایتا گاسرت و وایت در سال ۱۹۳۴ مستقلا ولی به طور همزمان، از اکسین جهت تولید کالوس بر روی اندام گیاهی کشت شده و تداوم رشد آن استفاده کردند. قبل از این، تولید کالوس بدون استفاده از اکسین امکان پذیر نبود (اسکیلد-رنتاسکلر و اسکمیدیش، ۱۹۸۴؛ گاسرت، ۱۹۸۵؛ باجاج، ۱۹۸۷).
با شناخته شدن اثرات اکسین، فعالیتهای زیادی در ایجاد کالوس بر روی گیاهان دولپهای انجام شد و موفقیتهایی نیز حاصل شد که این نتایج ناشی از حساسیت کامبیوم[۴۹] به اکسین بود. یعنی تنها مادهی تنظیم کنندهی رشدی که تا آن زمان شناخته شده بود. علیرغم این مطلب، کاربرد اکسین در کشت گیاهان تک لپهای نتیجه بخش نبود و با شکستی که در تلاشهای اولیه ایجاد گشت، مشخص شد که اکسین نمیتواند از کشت بافت گیاهان تک لپهای حمایت کند (گاسرت، ۱۹۸۵).
در سال ۱۹۴۰ بِلَکِسلی[۵۰] سعی کرد هیبریدهایی[۵۱] از گونههای مختلف تاتوره بدست آورد. با توجه به اینکه لقاح با موفقیت انجام میشد ولی جنین پس از مدتی از بین میرفت. وی معتقد بود مادگی اطراف جنین بر روی آن اثر سوء دارد و پیشنهاد کرد که جنین، خارج از مادگی کشت داده شود. برای این منظور، آندوسپرم[۵۲] مایع نارگیل (شیره نارگیل) به عنوان محیطی مناسب برای رشد جنین، مطرح شد (اسکیلد-رنتاسکلر و اسکمیدیش، ۱۹۸۴؛ گاسرت، ۱۹۸۵؛ باجاج، ۱۹۸۷). آزمایشات اولیه با این ماده موفقیتآمیز بود و در نهایت ون آوربیک[۵۳] و همکارانش در سال ۱۹۴۱ توانستند هیبریدهای کامل تاتوره را بدست آورند. با مشخص شدن اثر شیره نارگیل، آزمایشات زیادی با استفاده از آن انجام شد. گاسرت با بکارگیری شیره نارگیل در کشت کامبیوم هویج، تکثیری به مراتب بیش از اکسین بدست آورد. مورل[۵۴] ۱۹۵۰ با استفاده از این ماده توانست رشد زیادی در کشت بافت تک لپهایها مشاهده کند (گاسرت، ۱۹۸۵).
با استفاده از این کشف جدید، کشت بافت به تمام گروههای گیاهان آوندی توسعه یافت. ولی این سوال که شیرهی نارگیل حاوی چه مادهای است که دارای حالت تحریک کنندهای متفاوت با اکسین است، مطرح شد. برای پاسخ به این سوال، درصدد پی بردن به خصوصیات شیمیایی این ماده برآمدند. پس از تقطیر شیرهی نارگیل و آزمایشات متعدد بر روی آن، نهایتا ساختمان شیمیایی این ماده فعال غیراکسینی موجود در بافتهای گیاهی توسط اسکوگ[۵۵] و همکارانش در سال ۱۹۴۸ شناخته شد. وی ثابت کرد که آدنین[۵۶]، تقسیم سلولی را تحریک کرده و تشکیل جوانه در بافتهای توتون را ایجاد میکند (گاسرت، ۱۹۸۵).
در آن زمان دخالت آدنین در تقسیم سلولی مشخص شده بود و اسکوگ تصور میکرد که شیرهی نارگیل محتوی مادهای شبیه به آدنین است که قادر به تکثیر بافت میباشد. وی توسط همکارانش آزمایشهایی با عصاره اسید نوکلئیک اسپرم ماهی، گوساله و مخمر انجام دادند و نهایتا موفق شدند از عصارهی مخمر اتوکلاو شده، یک مشتق از آدنین به نام کینتین[۵۷] را استخراج کنند (افشاریپور، ۱۹۹۳). این ماده در حضور IAA باعث تکثیر سلولهای توتون و تشکیل جوانه میشد (گاسرت، ۱۹۸۵). آنها همچنین بیان کردند خصوصیت تحریک جوانه توسط کینتین ناشی از اثر متقابل بین کینتین و اکسین است. انتشار این نتیجه منجر به آزمایشهایی شد که نهایتا مشخص کرد ایجاد ریشه و ساقه مشروط به تعادل بین این دو ماده است، بدین معنی که نسبت بیشتر اکسین به کینتین باعث تولید ریشه و نسبت کمتر تولید ساقه را سبب میشود (وانگ[۵۸] و هو[۵۹]، ۱۹۸۵؛ گاسرت، ۱۹۸۵).
این نظریه میتوانست در رابطه با توتون کاربرد داشته باشد ولی عمومیت دادن آن برای تمام گیاهان صحیح نبود. با کشف اسید جیبرلیک[۶۰] (GA3) و آبسِسیک اسید[۶۱] (ABA)، تئوری اسکوگ کامل گردید (گاسرت، ۱۹۸۵).
از آنجاییکه کینتین یک ماده مصنوعی و دارای فعالیتی شبیه به ماده موجود در شیره نارگیل بنام سیتوکینین[۶۲]بود، بنابراین تحقیقات برای یافتن سیتوکینین طبیعی همچنان ادامه داشت. اولین گام در این زمینه توسط میللر[۶۳] در سال ۱۹۶۱ برداشته شد، وی مشخص کرد در اندوسپرم جوان ذرت مادهای با خصوصیات شبیه سیتوکینین وجود دارد. این ماده زآتین[۶۴] نامیده شد. زآتین توسط لسام[۶۵] ۱۹۶۳ جدا شد و توسط شنون[۶۶] و مکدونالد[۶۷]، ساختمان مولکولی آن مشخص گردید. نهایتا، آنها ثابت کردند که سیتوکینین شیرهی نارگیل در واقع ریبوزیل زآتین[۶۸] میباشد. این نتیجه در سال ۱۹۷۵ مورد تایید دروز[۶۹] و وناستادن[۷۰] نیز قرار گرفت.

برای دانلود متن کامل این پایان نامه به سایت  pipaf.ir  مراجعه نمایید.

    1. ریزازدیادی سیبزمینی:

زمانی که تعداد زیادی گیاهچه دارای ژنوتیپ مطلوب با حداکثر سلامت از نظر عوامل بیماریزا، در مدت زمان کوتاهی مورد نیاز باشد، اغلب از کشت گره برای تکثیر سریع استفاده میشود. سیبزمینی یکی از گیاهان الگو جهت انجام آزمایشات کشتبافت میباشد که به دلیل توان باززایی بالا، تولید گیاهچه این گیاه از طریق کشت بافت در سطح بسیار وسیع صورت میگیرد (هاگمن[۷۱]، ۱۹۹۱؛ کریستوفر[۷۲] و راجم[۷۳]، ۱۹۹۶؛ آنددرید[۷۴] و همکاران، ۱۹۹۹). در این تحقیقات، چپمن[۷۵] در سال ۱۹۵۵ تکثیر سیبزمینی و تولید ریزغده را در شرایط درون شیشهای با استفاده از جوانههای رویشی در محیط کشت وایت انجام داد (چپمن، ۱۹۵۵).
معرفی محیط کشت MS[76] در سال ۱۹۶۲ موجب تحول زیادی در کشتبافت و ریزازدیادی سیبزمینی گردید (موراشیگ[۷۷] و اسکوگ، ۱۹۶۲).
در تحقیقی اسپینوزا[۷۸] و همکاران سال ۱۹۹۱ قطعات ساقه که دارای گره بودند را روی محیط کشت MS با ۲۵/۰ میلیگرم در لیتر GA3 و ۲ میلیگرم در لیتر کلسیم پنتوتنات[۷۹] کشت کردند که در طی ۳-۴ هفته، تعداد گرهها ۶ برابر شد ولی زمانی که در محیط کشت مایع MS همراه با ۴/۰ میلیگرم در لیتر GAو ۵/۰ میلیگرم در لیتر بنزیل آدنین[۸۰] (BA) و ۱/۰ میلیگرم در لیتر نفتالین استیک اسید[۸۱] (NAA) کشت نمودند افزایش تعداد گرهها ۱۰ تا ۲۰ برابر بود (زیمرمن[۸۲] و همکاران، ۱۹۹۵).
استفاده از کشت بافت جهت ریزازدیادی سیبزمینی در بسیاری از کشورها به ویژه برای تکثیر سریع، حذف عامل بیماریزا، کنترل بیماری و اصلاح نباتات به دلایل ذیل خیلی سریع توسعه یافته است:

  1. تعداد زیادی گیاهچه عاری از بیماری در مدت زمان کوتاهی تولید میشود.
  2. تکثیر را میتوان در محیط کوچک با کنترل دقیق محیطی صورت داد، بنابراین تولید در تمام سال امکان پذیر است و علاوه بر این، انبار دارای نتاج تکثیر یافته، اغلب آسان است (استروک و ویرسیما، ۲۰۰۲).

    1. عوامل موثر در ریزازدیادی سیبزمینی: