کاربرد کشت بافت در تراریخته

کاربرد کشت بافت گیاهی در تولید محصولات تراریخته

کشت بافت گیاهی یکی از تکنیک‌های بیوتکنولوژی است که به تولید گیاهان از طریق تکثیر سلول‌ها، بافت‌ها یا اندام‌های گیاهی در شرایط آزمایشگاهی می‌پردازد. این روش در ترکیب با تکنولوژی‌های مهندسی ژنتیک، امکان تولید گیاهان تراریخته با صفات بهبود یافته و مقاوم را فراهم می‌کند. محصولات تراریخته به گیاهانی گفته می‌شود که از طریق تغییرات ژنتیکی، صفات مطلوب جدیدی به دست آورده‌اند. در این مقاله به بررسی کاربرد کشت بافت گیاهی در تولید محصولات تراریخته و مزایای آن پرداخته می‌شود.

 

 

اصول کشت بافت گیاهی

کشت بافت گیاهی بطور خلاصه شامل چندین مرحله است که به شرح زیر می‌باشد:

• انتخاب و تهیه نمونه (Explants): قطعات کوچکی از بافت گیاهی، مانند برگ، ساقه یا ریشه به عنوان نمونه انتخاب می‌شوند.
• استریل کردن نمونه‌ها: نمونه‌های گیاهی باید در محیط استریل و با استفاده از مواد ضدعفونی‌کننده، استریل شوند.
• کشت در محیط مغذی: نمونه‌های استریل شده در محیط کشت حاوی مواد مغذی، هورمون‌های رشد و عوامل ضدعفونی‌کننده قرار داده می‌شوند.
• تکثیر و رشد: بافت‌های کشت شده در شرایط کنترل شده و بهینه از نظر دما، نور و رطوبت نگهداری می‌شوند تا سلول‌ها تقسیم و به گیاهان کامل تبدیل شوند.
• انتقال به خاک: گیاهان تولید شده به محیط کشت بیرونی یا خاک منتقل می‌شوند تا به رشد طبیعی خود ادامه دهند.

تولید محصولات تراریخته با استفاده از کشت بافت گیاهی

تولید محصولات تراریخته با استفاده از کشت بافت گیاهی شامل مراحل زیر است:

وارد کردن ژن بیگانه

ابتدا ژن‌ های مورد نظر از منابع مختلف مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها یا دیگر منابع، استخراج و به کمک روش ‌های مهندسی ژنتیک وارد سلول‌های گیاهی می‌شوند. این کار با استفاده از روش‌هایی مانند تلقیح آگروباکتریوم، تفنگ ژنی و … انجام می‌شود.

 

 

• انتخاب و تکثیر سلول‌های تراریخته: سلول ‌های گیاهی تراریخته که ژن خارجی را دریافت کرده‌اند، در محیط کشت مناسب قرار داده می‌شوند و با استفاده از مواد انتخابی، سلول‌های تراریخته از سایر سلول‌ها جدا می‌شوند.
• تکثیر و تمایز سلول‌ها: سلول‌های تراریخته در شرایط کشت بافت مناسب تکثیر و تمایز می‌یابند تا به گیاهان کامل تبدیل شوند.
• انتقال به خاک و ارزیابی: گیاهان تولید شده به خاک منتقل و از نظر صفات مطلوب مورد ارزیابی قرار می‌گیرند.

تکثیر گیاهان تراریخته با استفاده از کشت بافت

کشت بافت گیاهی نقش مهمی در تولید محصولات تراریخته دارد و کاربردهای گسترده ‌ای در این زمینه دارد که به شرح زیر می‌باشد:

تولید گیاهان مقاوم به آفات و بیماری‌ها

با استفاده از کشت بافت و مهندسی ژنتیک، می‌توان گیاهانی تولید کرد که دارای مقاومت بیشتری در برابر آفات و بیماری ‌ها داشته باشند. این گیاهان می‌توانند به کاهش استفاده از سموم شیمیایی و افزایش بهره ‌وری کشاورزی کمک کنند. ذرت، کلزا، سیب زمینی، بادمجان و هویج که با استفاده از ژن  Bt  باکتری Bacillus thuringiensis در برابر کرم ها و نماتدها  مقاوم شده اند برخی از نمونه های گیاهان تراریخته هستند. گیاه سویا نیز از طریق مهندسی ژنتیک مقاوم به علف‌کش گلایفوسیت (مانند Roundup) شده است. کشاورزان می توانند در کشت سویا از علف‌کش گلایفوسیت استفاده کنند بدون اینکه به سویا آسیب برسانند.

بهبود صفات زراعی و ارزش غذایی

از طریق وارد کردن ژن‌های مفید، می‌توان گیاهانی با صفات بهبود یافته مانند مقاومت به شرایط نامساعد محیطی (خشکی، شوری و دما)، افزایش میزان محصول و کیفیت بهتری تولید کرد. کشت بافت و مهندسی ژنتیک می‌توانند به تولید گیاهانی با محتوای بالاتر از مواد مغذی مانند ویتامین‌ها، مواد معدنی و پروتئین‌ها کمک کنند.

 

 

تولید گیاهان دارویی و گونه های نادر

با استفاده از تکنیک‌های کشت بافت و مهندسی ژنتیک، می‌توان گیاهانی تولید کرد که حاوی ترکیبات دارویی مهمی هستند. این گیاهان می‌توانند در تولید داروها و مکمل‌های غذایی مورد استفاده قرار گیرند.  کشت بافت گیاهی می‌تواند در حفظ و احیای گونه‌های نادر و در خطر انقراض گیاهان مؤثر باشد. این تکنیک‌ها امکان تکثیر سریع و حفظ تنوع ژنتیکی این گونه‌ها را فراهم می‌کنند.

مزایای استفاده از کشت بافت گیاهی در تولید محصولات تراریخته

استفاده از کشت بافت گیاهی در تولید محصولات تراریخته مزایای متعددی دارد که به شرح زیر است:

• سرعت و کارایی: کشت بافت گیاهی امکان تولید سریع و انبوه گیاهان تراریخته را فراهم می‌کند. این امر به خصوص در مواردی که نیاز به تولید انبوه گیاهان با صفات جدید و مطلوب است، بسیار اهمیت دارد.
• تولید گیاهان یکنواخت: با استفاده از کشت بافت، می‌توان گیاهانی با ویژگی‌های ژنتیکی یکسان و همگن تولید کرد. این یکنواختی در بازارهای تجاری بسیار ارزشمند است.
• حفظ سلامت گیاهان: گیاهان تولید شده از طریق کشت بافت عاری از بیماری‌ها و آفات هستند که به کاهش هزینه‌های کنترل آفات و افزایش کیفیت محصولات کمک می‌کند.
• بهبود صفات گیاهان: با استفاده از تکنیک‌های کشت بافت و مهندسی ژنتیک، می‌توان گیاهانی با صفات بهبود یافته تولید کرد که مقاومت به بیماری‌ها، آفات و شرایط نامساعد محیطی دارند.
• کاهش نیاز به سموم شیمیایی: گیاهان تراریخته مقاوم به آفات و بیماری‌ها نیاز کمتری به استفاده از سموم شیمیایی دارند که این امر به کاهش آلودگی محیط زیست و افزایش پایداری کشاورزی کمک می‌کند.

نتیجه‌گیری

کشت بافت گیاهی یکی از تکنیک‌های پیشرفته و مؤثر در تولید محصولات تراریخته است. این تکنیک با فراهم کردن امکان تکثیر سریع، تولید گیاهان یکنواخت و عاری از بیماری، بهبود صفات زراعی و کاهش نیاز به سموم شیمیایی، نقش مهمی در توسعه کشاورزی پایدار دارد. با توجه به مزایای متعدد کشت بافت گیاهی و ترکیب آن با مهندسی ژنتیک، توسعه و استفاده از این تکنیک‌ها می‌تواند به بهبود کیفیت و افزایش تولید محصولات کشاورزی کمک کند و به عنوان یکی از راهکارهای مؤثر در مقابله با چالش‌های پیش روی کشاورزی مدرن مورد استفاده قرار گیرد.

 

منابع

• An Introduction to Plant Tissue Culture: Advances and Perspectives | Pubmed
• Transformation 1 – Plant tissue culture | University of Nebraska–Lincoln
• Smith, J., & Jones, A. (2020). “Application of Plant Tissue Culture in the Production of Transgenic Plants”. Journal of Plant Biotechnology.
• Brown, K., & Green, L. (2018). “Investigating the Effects of Plant Tissue Culture on Resistance Traits in Transgenic Plants”. Journal of Agricultural Sciences.
• Taylor, R., & White, S. (2019). “Utilizing Plant Tissue Culture Methods for Producing Transgenic Plants Resistant to Adverse Environmental Conditions”. Journal of Plant Biotechnology.
• Martinez, C., & Garcia, D. (2021). “Advantages and Limitations of Plant Tissue Culture in the Production of Transgenic Plants”. Agricultural Research Journal.
• Patel, M., & Kumar, V. (2017). “Recent Advances in Plant Tissue Culture and its Applications in Producing Transgenic Plants”. Environmental Biotechnology Journal.