به كشت اندام، بافت، سلول، پرتوپلاست، جنين و بذر در محيط درون شيشه اي، كشت بافت گفته ميشود. اين تكنيك ابزاري مهم در مطالعات پايه و كاربردي و داراي كاربردهاي تجاري است. امروزه بسياري از گياهان در سطح جهاني از طريق كشت بافت توليد ميشوند و ريزازديادي به يك بخش ضروری در كشاورزي مدرن تبديل شده است. در 70% آزمايشگاههاي تجاري، هدف اصلی ازدیاد سريع گياهان است. طبق آمار فروش توليدات كشت بافتي، بیش از يك ميليارد گياه در سال تخمين زده میشود. با توجه به اينكه صنعت گل و گياهان زينتي در ايران از نظر تکثیر سریع، توليد گياهان عاري از بيماري و معرفي ارقام جديد داراي مشكل جدي ميباشد استفاده از تكنيكهاي مختلف كشت بافت، نقش موثري در جهت دستيابي ايران به جايگاه واقعي خود در بازاهاي جهاني خواهد داشت.

انواع كشت در شرايط درون شيشه اي

انواع مختلفي از كشت در شرايط درون شيشه اي به شرح ذيل است:

1- كشت گياه كامل: یک بذر ممكن است در شرايط درون شيشه اي كشت شود و يك گياهچه و در نهايت يك گياه كامل توليد شود، مانند گل اركيده.

2- كشت جنين: در اين نوع كشت، پس از حذف پوسته های بذر، جنین جدا شده و كشت ميشود.

3- كشت اندام و بافت: در این حالت اندام یا بافت گیاهی جدا شده، در شرايط درون شيشه اي رشد ميكند. مانند کشت پیاز، میانگره، مريستم، ريشه، برگ و پرچم.

4- كشت كالوس: به تولید توده سلولی تمایز نیافته از کشت یک بافت خاص در شرایط درون شیشه ای کشت کالوس گفته میشود.

5- كشت سلول: كشت سلولهاي منفرد كه به كمك آنزيمها يا روشهاي مكانيكي از يك بافت گياهي بدست ميآيد، كشت سلول ناميده ميشود.

اهداف كشت بافت در گياهان زينتي

سه هدف اوليه در كاربرد فنون كشت بافت براي گياهان مورد نظر است:

1- توليد سريع شمار زيادي از گياهان كه از نظر ژنتيكي يكسان هستند

از اين روش براي گياهاني كه تكثير آنها از روشهاي مرسوم با مشكل مواجه مي باشند، مانند ژربرا، آنتوريوم، اركيد، سوسن، ارقام جديد رز و غيره استفاده ميشود. گل ژربرا در رده اول تکثير کشت بافتي دنيا قرار دارد.

2- حذف بيماريها و توليد گياهان عاري از بيماري

امروزه تمام شركتهاي توليد كنندهی گل در جهان از پايه هاي عاري از ويروس براي تكثير گلها بخصوص در مورد گل ميخك كه داراي ويروسهاي اختصاصي زيادي است استفاده ميكنند.

3- توليد ارقام (ژنوتيپهاي) جديد

در حال حاضر تنها در هلند هر ساله 125 رقم جديد داودي، 100 رقم ژربرا، 70 رقم ليليوم و 50 رقم ميخك توليد مي‌شود كه قسمتي از اين گياهان با كمك روشهاي اصلاح از طریق كشت بافت بوجود آمدهاند.

مراحل تكثير:

چهار مرحله عمده فرايند تكثير درون شیشهای به شرح زیر است:

1- تهيه كشتهاي استريل (استقرار):اين مرحله اغلب به دليل آلودگي و توليد تركيبات فنوليك توسط ريز نمونه، مشكل است. با اينحال در اين مرحله بايد تعداد مناسبي ريز نمونه بعد از ضد عفونی زنده مانده و برروي محيط كشت، بدون آلودگی رشد كنند.

2- تولید و تكثير گیاهچه: عموماً افزودن هورمونهای سيتوكنين به محیط کشت، توليد شاخه از جوانه هاي جانبي موجود و يا تولید شاخساره از برگ، ساقه، دمبرگ را به ميزان زيادي افزايش ميدهد. جهت افزایش تولید گیاه در این مرحله ميتوان نمونه ها را چندین مرتبه واكشت نمود.

3- ريشه زايي در شرايط درون شيشه اي: گیاهچه های حاصل از مرحله قبل به محیط ریشه زایی حاوی اکسین منتقل میشوند.

4- سازگاری: گیاهچه هاي ريشه دار شده از محیط کشت خارج شده و آگار آنها به آرامي شسته ميشود. اين گیاهچه ها جهت سازگاری به گلخانه های با رطوبت بالا منتقل میشوند.

روشهاي مختلف ريزازديادي

براي ريز ازديادي از روشهاي مختلفي استفاده مي شود كه در ذيل دو روش رايج آن ارایه شده است:

- ريز ازديادي با استفاده از جوانه هاي انتهايي و جانبي: استفاده از جوانه هاي انتهايي و جانبي يكي از روشهاي رايج است كه طي آن جوانه های موجود در بافت پس از قرار گرفتن بر روي يك محيط كشت مناسب، فعال شده و تولید نوساقه مينمايند. در اين روش مرحله كالوس وجود ندارد، لذا حجم كار كمتر است و ضمناً خطر ایجاد جهش و تنوع سوماکلونال كاهش مييابد و بعبارتي روشي مطمئن و بي خطر براي حفظ خصوصيات گياه مادري است.

ريزازديادي با استفاده از جوانه هاي نابجا: اساس اين روش تشكيل شاخساره بر روي ريزنمونه‌هاي مختلف مثل برگ، دمبرگ، گره ها، ميان گره ها و لپه ها است، این روش در سوسن، سنبل، بنفشه، پتونيا، فريزيا، فيكوس، آنتوريوم و گل داودي استفاده شده است. در اين سيستم جوانه هاي نابجا يا مستقيماً بر روي ريزنمونه تشكيل ميشوند يا اينكه بر روي ريز نمونه ابتدا كالوس تشكيل ميشود و سپس، شاخساره ها بر روي كالوس تشكيل ميشوند. در صورت دستيابي به يك پروتکل با کارایی بالا، میزان تکثیر در اين روش در مقايسه با روش تکثیر از طریق جوانه‌هاي انتهايي و جانبي، بسيار بيشتر است.