کشت کالوس
آشنایی با کشت کالوس و کاربردهای آن
کشت کالوس در بیوتکنولوژی گیاهی به کشت آزمایشگاهی (درون شیشه ای) سلول های تمایز نیافته و در حال تکثیر حاصل از بافت های گیاهی اشاره دارد. این کشت شامل تشکیل توده ای از سلول های سازمان نیافته به نام کالوس است که می تواند از بافت های مختلف گیاهی مانند برگ، ساقه، ریشه یا جنین القا شود. کشت کالوس نقش مهمی در تکنیک های کشت بافت گیاهی و همچنین کاربردهای متعددی در بیوتکنولوژی گیاهی دارد.
.
فرآیند کشت کالوس
فرآیند کشت کالوس معمولاً با جداسازی بافت گیاه و قرار دادن آن بر روی یک محیط کشت مغذی حاوی تنظیم‌کننده های رشد گیاهی (هورمون های گیاهی) مانند اکسین‌ها و سیتوکینین‌ها آغاز می‌شود. این تنظیم کننده های رشدی گیاه، سلول های تمایز نیافته داخل بافت را تحریک کرده تا تحت تمایز زدایی قرار گیرند و کالوس یا پینه را تشکیل دهند. ترکیب محیط رشد، از جمله نوع و غلظت تنظیم‌کننده‌های رشد باید به دقت بهینه سازی شده باشد تا باعث ایجاد کالوس شود.
.
.
پس از ایجاد کالوس، می توان آن را زیر کشت و در محیط های غذایی تازه نگهداری کرد. این نگهداری، امکان رشد و تکثیر مداوم آن را فراهم می کند. کشت کالوس، این فرصت را در اختیار ما قرار می دهد تا بتوان سلول ها را برای مدت طولانی نگهداری کرد. این منبع سلول های تمایز نیافته برای مطالعات و تحقیقات بیشتر، بسیار ضروری است.
.
کاربرد کالوس در زیست فناوری
- کشت بافت و ریزازدیادی: کشت کالوس به عنوان نقطه آغازی برای ریز ازدیادی است. یعنی جایی که می توانیم در مقیاس وسیع گیاهچه هایی با محتوای ژنتیکی یکسان تولید کنیم. کالوس را همچنین می توان برای باز زایی شاخه ها و ریشه ها تحریک کرد. این امر منجر به رشد و تمایز سلول ها به گیاهان کامل می شود.
- جنین زایی سوماتیکی: در شرایط خاص، سلول های کالوس می توانند تحت تیمارهای جنین زایی سوماتیکی قرار گیرند. جنین زایی سوماتیکی روش پر کاربردی برای تکثیر انبوه گیاهانی است که توسط بذر به سختی تولید شده و یا کیفیت گیاهان بذری بسیار پایین است. مثال بارز این روش، تولید نهال نخل خرما به روش کشت بافت است.
.
.
- تراریخته : کشت کالوس سیستم مناسبی را برای وارد کردن ژن های خارجی به سلول های گیاهی از طریق تکنیک های ژنتیک مولکولی فراهم می کند. با وارد کردن ژن های مورد نظر به کالوس، می توان گیاهان تراریخته با ویژگی های بهبود یافته مانند افزایش مقاومت به بیماری یا افزایش عملکرد را تولید کرد.
- تولید متابولیت ثانویه: از کشت کالوس می توان برای تولید متابولیت های ثانویه ارزشمند، مانند ترکیبات دارویی یا طعم دهنده ها، که به طور طبیعی توسط گونه های گیاهی خاص سنتز می شوند، استفاده کرد. با بهینه سازی شرایط کشت، تولید این متابولیت ها را می‌توان برای مقاصد تجاری افزایش داد. ماده تاکسول یکی از متابولیت های ثانویه مهمی است که توسط گیاهان مختلفی از جمله سرخدار تولید می شود. تاکسول یکی از مواد اصلی در ساخت داروهای ضد سرطان و شیمی درمانی است.
.
انواع کالوس
کالوس های تولید شده حین فرآیند کشت بافت، لزوما دارای کیفیت، بافت و ظاهر یکسانی نیستند. درصد قابل توجهی از کالوس های تولید شده، کیفیت و کارایی لازم را به عنوان سلول های بنیادین گیاهی ندارند. به بیان ساده تر، تولید توده سلولی تمایز نیافته گیاهی با قابلیت باززایی که از آن با نام کالوس یاد می کنیم، بسیار سخت تر از آن است که تصور می شود. بنابراین ارزش این توده های سلولی بر اساس نوع گیاه و تکنیک تولیدی آن، می تواند متفاوت باشد.
.
.
به طور کلی، کشت کالوس ابزار ارزشمندی در بیوتکنولوژی گیاهی است که محققان و دانشمندان را قادر می‌سازد تا رفتار سلول‌های گیاهی را مطالعه کنند. دستورزی های ژنتیکی گیاه و تلاش برای بهبود عملکرد آن ها از دستاوردهای کشت کالوس است.
.
منابع Resources:
ResearchGate | PLANT REGENERATION THROUGH CALLUS INDUCTION ON MEDICINAL HERB Viola odorata – ROLE OF PLANT GROWTH REGULATORS AND EXPLANTS
Plant and Soil science eLibrary
- “Callus induction and plant regeneration from various explants of different tomato genotypes” by P. S. Singh et al. (Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology, 2015)
- “Plant regeneration from callus cultures of economically important cereal crops: A review” by M. Swamy et al. (Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 2017)
- “Genetic transformation of plants: current status and obstacles” by I. J. Malik and R. Amin (Biotechnology and Molecular Biology Reviews, 2010)
