تولید بذر مصنوعی

تولید بذر مصنوعی چیست و چگونه ساخته می شود؟

تولید بذر مصنوعی یک از فناوری و کاربردهای مهم کشت بافت گیاهی است. تحقیقات علمی ثابت کرده‌اند که اکنون می‌توان بذرهای مصنوعی را با استفاده از مواد گیاهی مختلف تولید کرد. در بیشتر موارد، این دانه های مصنوعی عملکردی شبیه دانه های واقعی دارند.

فناوری بذر مصنوعی چگونه مطرح گردید؟

 دانشمند معروف موراشیگ بود که برای اولین بار مفهوم دانه های مصنوعی را مطرح کرد و آنها را “دانه های مصنوعی” نامید. او تک دانه را به عنوان یک جنین جسمی تک کپسوله تعریف کرد.

در میان روش‌های مختلف کشت بافت گیاهی، جنین‌زایی سوماتیکی یکی از رایج ترین روش‌هایی است که در آن می‌توان از هر سلول سوماتیک (غیرجنسی) گیاه، یک جنین کامل  تشکیل داد. این عامل توانست منجر به افزایش تقاضا برای بذرهای مصنوعی گردید و در نتیجه فناوری تولید بذر مصنوعی توسعه یافت. جهت آشنایی با جنین‌ زایی سوماتیکی یا عوامل مهم برای رشد موفقیت‌ آمیز جنین‌ های سوماتیک باید به مقالات اخیر منتشر شده در ارتباط با «جنین‌زایی سوماتیک برای کشت بافت گیاهی» و «عوامل مؤثر بر رویان‌ زایی سوماتیک» مراجعه شود.

بذر مصنوعی چیست؟

بذرهای مصنوعی موادی برای تکثیر گیاه هستند که به طور مصنوعی محصور شده اند. این ماده می تواند جنین های سوماتیک، جوانه های جوانه، توده های سلولی یا هر بافت دیگری باشد که بتوانیم از آن به عنوان بذر برای تکثیر استفاده کنیم. فن آوری بذر مصنوعی در درجه اول شامل کپسوله کردن جنین های سوماتیک در یک پوشش محافظ است. این دانه ها دارای پتانسیل تبدیل شدن به یک گیاه کامل در شرایط آزمایشگاهی و همچنین شرایط خارج ازآن هستند. آنها این پتانسیل را حتی پس از ذخیره سازی حفظ می کنند.

یکی از حقایق جالبی که در اینجا باید به آن اشاره کرد این است که این بذرهای مصنوعی نه تنها به یک پوشش محافظ برای شبیه به یک دانه واقعی نیاز دارند، بلکه به مواد مغذی مکمل نیز نیاز دارند. این مواد مغذی ممکن است شامل مواد مغذی رشد، میکروارگانیسم‌های محرک رشد گیاه یا سایر اجزای بیولوژیکی باشد که رشد بهتر جنین به گیاه را تسهیل می‌کند. با این اضافه می توانید رشد و نمو بهتر بذرهای مصنوعی را تضمین کنید.

چرا به تکنولوژی Synthetic Seeds نیاز داریم؟

ممکن است از خود بپرسید که چرا باید از فناوری بذرهای مصنوعی استفاده کنیم؟ دلیل توسعه این روش چیست، حتی اگر بتوانیم فقط با جنین های جسمی ادامه دهیم؟

فن آوری بذر مصنوعی تنها برای استفاده در جنین زایی جسمی در دسترس نیست. اما برای سایر روش‌های ریزازدیادی مانند اندام‌زایی و سیستم تکثیر جوانه‌های زیرجانبی نیز وجود داشته است. همه این تکنیک ها تکثیر در مقیاس بزرگ گونه های گیاهی را تسهیل می­کند. یکی از دلایل این است که این فناوری می تواند به بهبود ویژگی­های جنین های جدید کمک کند و از این رو برای نگهداری طولانی تر مفید باشد. به عنوان مثال، این جنین ها و تکثیر گیاهان مستعد هجوم علف های هرز و همچنین پاتوژن هستند که می­تواند بر توانایی آنها برای بقا تأثیر بگذارد. بنابراین، افزودن علف‌کش‌ها یا آفت‌کش‌های بیولوژیکی به همراه مواد مغذی، مقاومت در برابر علف‌های هرز و حتی آفات را برای مرحله رشد اولیه ایجاد می‌کند. بنابراین،  میتواند سبب تسهیل رشد و توسعه بهترگیاه گردد. دلیل مهم دیگری که میتوان بیان داشت، جلوگیری از خشک شدن جنین­های سوماتیک یا تکثیر گیاهان در محیط طبیعی است. از این رو، برای جلوگیری از این نتایج، پوشش­های محافظ برای جنین های سوماتیک یا تکثیر پیشنهاد می­شود.

.

مزایای بذر مصنوعی

۱- این روش برای تولیدات در مقیاس بزرگ است.

۲- این  روش یکنواختی ژنتیکی را برای تعداد زیادی از نسل ها حفظ می­کند. اکثر روش­های کشت بافت گیاهی نمی­توانند یکنواختی ژنتیکی را برای مدت طولانی تری حفظ کنند.

۳- هزینه­های تولید یک کارخانه با استفاده از این فناوری پایین است.

۴- تکثیر سریع گیاهان را تسهیل می کند.

۵- یکی از بزرگترین مزایای این روش، تحویل مستقیم قطعات گیاهی (محافظت شده با پوشش زنده) به مزرعه است.

۶- این دانه ها دارای پتانسیل ذخیره سازی کوتاه مدت و میان مدت بدون از دست دادن قابلیت حیات هستند.

۷- در مقایسه با گیاهچه ها، حمل و نقل دانه های مصنوعی آسان است.

۸- این روش برای برخی از گونه­ ها یا گونه­ های گیاهی بدون دانه مهم هستند، به عنوان مثال، انگور که در آن تکثیر موفقیت آمیز از طریق دانه دشوار است.

معایب بذر مصنوعی

اگر چه این فناوری امیدوارکننده به نظر می رسد، اما دارای معایبی نیز می باشد که به طور مختصر بیان میگردد:

۱- جنین های سوماتیک برای اکثر گونه­ های گیاهی نرخ بقای پایینی دارند، که ارزش دانه­ های مصنوعی را نیز محدود می­کند.

۲- پروتکل­های زیادی برای تولید تکثیر از قسمت­های مختلف گیاه با استفاده از روش­های کشت بافت گیاهی وجود ندارد. بنابراین مواد مفید کمتری برای تولید بذرهای مصنوعی در دسترس است.

۳- در برخی موارد، بلوغ ناکارآمد جنین­های سوماتیک منجر به جوانه زنی ضعیف و در نتیجه رشد و نمو ضعیف می­شود.

۴- به گفته دانشمندان، جنین­ های سوماتیکی از برخی گونه­ های گیاهی قادر به جوانه زدن از کپسول یا پوشش نیستند. از این رو، آنها قادر به تشکیل سریع گیاهان عادی نیستند.

۵- غلظت مواد پوشش دهنده نیز یک عامل محدود کننده برای تولید دانه­های مصنوعی است. باید دارای مواد مکمل غذایی برای تسهیل جوانه زنی و رشد باشد.

۶- هنگامی که شکل بذرهای مصنوعی با ماشین آلات مزرعه مطابقت ندارد، استفاده از آنها برای پیوند سخت است. بنابراین، بذرها باید قابل پیوند باشند.

۷- یکی از مشکلات عمده این دانه­ ها خشک شدن سریع کپسول ها است. برای جلوگیری از خشک شدن باید آنها را در محیطی مرطوب نگهداری کنید و با مواد آبگریز بپوشانید.

دانه های مصنوعی کاربردهای امیدوارکننده ای دارند. تحقیقات و توسعه فشرده ای در سراسر جهان برای تولید چنین دانه هایی، به ویژه برای محصولات مهم در حال انجام است. آنها را می توان به راحتی از یک کشور به کشور دیگر بدون هیچ گونه تعهد قرنطینه حمل کرد. از این رو، این دانه ها به طور قطع می توانند روشی نوآورانه برای افزایش تولید جهانی غذا در سال های آینده باشند.امیدواریم این مقاله درک بهتری از فناوری  تولید بذر مصنوعی مورد استفاده در کشت بافت گیاهی به شما ارائه دهد.