زراعة المرستيم هي تقنية حديثة للإكثار الخضري للنباتات، حيث يتم أخذ أجزاء صغيرة من الأنسجة النباتية، مثل البراعم أو الأوراق أو الجذور، وزرعها في وسط مغذٍ حتى تنمو إلى نباتات جديدة. تتميز زراعة المرستيم بالعديد من المزايا مقارنة بالطرق التقليدية للإكثار الخضري.
|
| زراعة المرستيم: تقنية حديثة للإكثار الخضري |
تهجين النباتات وانتقائها
قد يلجأ المزارع في كثير من الأحيان إلى تغيير خصائص بعض النباتات من أجل الحصول على نتائج أفضل. من الناحية المالية وبطرق أخرى، ولكن أيضًا من حيث الكيفية التي قد يغير بها المزارع الخصائص الشكلية، أو حتى الصفات الداخلية للنباتات، فما هو تأثير ذلك على جودة المنتج؟
تهجين النبات hybridization definition
هو تلقيح خلطي بين أفراد سلالتين نقيتين من نفس النوع مثلا: كلاهما سلالة قمح ولكن مختلفتين من حيث الصفات، معالجة المزارع للنباتات لإنتاج نبات أو جيل جديد بخصائص خاصة مرغوبة. من حيث: اللون والشكل والحجم وفترة الإزهار ووقت النضج والرائحة والطعم ومقاومة الأمراض والحشرات وخصائص نباتية أخرى، لذلك أنها تتكيف مع الظروف التي تعيش فيها والبيئة العامة.
طرق التهجين hybridization
استخدم المزارعون مجموعة متنوعة من استراتيجيات التهجين النباتي، التي يمكن فصلها إلى طرق قديمة، وأساليب أكثر حداثة تعتمد على التلاعب الجيني والأساليب العلمية الأخرى. hybridization chemistry التي تتطور باستمرار.
- إحضار نوعين من النباتات إلى حقله وزرعهما جنبًا إلى جنب.
- ترك مجال للرياح والحشرات للعمل على نقل حبوب اللِّقاح من النبات الأول إلى النبات الثاني.
- قد لا تظهر هذه العملية نتائج فورية.
- سيعمل المزارع على تكرار العملية لفترة طويلة، ربما لمدة عام، للحصول على نبتة بأغلبية الصفات.
- يتم ذلك عن طريق وضع نوعين من النباتات بجانب بعضهما البعض، والأفضل إذا كانت البذور مهجنة مسبقًا.
- بمعنى أنها أتت من التلقيح الطبيعي للنبات.
- بعد أن تنمو هذه النباتات وتزدهر، حدد النبات الذي يحتوي على السمة التي تريدها.
- حدد الزهرة المليئة بحبوب اللِّقاح من بينها.
- أحضر فرشاة وافرك الزهرة بها حتى تلتصق حبوب اللِّقاح.
- يحتوي على التطعيم بداخله.
- انتقل إلى النبات الآخر واختر النبات الذي يحمل المزيد من حبوب اللِّقاح بينما يبدأ للتو في الإزهار.
- افرك الفرشاة به مباشرة أو قص الزهرة و افركها بالفرشاة المملوءة بحبوب اللِّقاح من النبات الأول.
- ضع الزهرة في كيس ورقي حتى تنضج جيدًا.
- بعد أن تتحقق من نضج الزهرة، يجب أن تدرك أن النبات قد لا تنتج الصفات التي ترغب بها من أول مُحاولة.
- نتيجة لذلك، ستحتاج إلى تجرِبة هذه الطريقة على عدد أكبر من النباتات حتى تحصل على النتائج المرجوة.
- سيشمل النبات الناتج سمات من كل من النباتين الأول والثاني، وهو ما يُعرف باسم التهجين hybridization.
- وإذا لم تحصل على النبات الذي تريده، يمكنك تكرار العملية على النبات الهجين.
- عن طريق أخذ حبوب اللِّقاح من نبات هجين وتطبيقه على نبات هجين آخر بواسطة الفرشاة حتى تحقق النتيجة المرجوة.
- قد تستغرق عدة أجيال.
مفهوم الانتقاء seedling
- مصطلح seedling بعني اختيار المزارع للأفراد الذين لديهم النمط الظاهري المرغوب.
- مثل أولئك الذين لديهم الكثير من الحب والكثير من المدخرات، ثم يعيد زرعهم.
- مما يسمح لهم بالتلقيح الذاتي وإنتاج الأفراد بالسمات المرغوبة وكذلك الأفراد ذوي الصفات غير المرغوب فيها.
- في كل مرة، يختار المزارع الأفراد المطلوبين بالسمات المرغوبة ثم يتركها تتلقح ذاتيا.
- تتم هذه العملية لعدة أجيال، أو سنوات، حتى يتم الحصول على سلالة نقية بالخصائص المرغوبة.
- اختيار السلالة أو انتقاء السلالات seedling هو مصطلح لهذا الإجراء.
إكثار النباتات multiplication of plants
- تتكاثر بعض النباتات بالبذور، بينما يتكاثر البعض الآخر دون بذور، ويتم الحصول على نبات جديد.
- من جزء أو أكثر من أجزاء النبات الأم: الجذع أو الجذر أو الأوراق أو البراعم.
- والتكاثر الخضري هو الأسرع والأسهل للعديد من أنواع نباتات يريد الإنسان أن يحافظ عليها بصفاتها الممتازة ودون تغييرها.
- يسعى المزارعون إلى مضاعفة السلالات المفضلة بواسطة التكاثر الجنسي، أو زرع البذور.
- مع أنّ أنه يمكن استخدام التكاثر الخضري مع مجموعة واسعة من النباتات ويمكن القيام به بعدة طرق.
ما هي الفسيلة seedling؟
- seedling أو الفسيلة جزء يبلغ طوله من 10 إلى 20 سم من جذع النبات وله براعم عدّة.
- الأشجار التي يمكن تكاثرها بالقطع، مثل التين والكمثرى والورود والرمان والعنب.
- لها برعمان مدفونتان في التربة لتنمو الجذور منها.
- ويترك برعمان على التربة للأغصان والأوراق.
الافتسال الدقيق في الأنابيب
- من خلال زراعة الدرنات، يمكن لنبات البطاطس تطوير نباتات جديدة يمكن مقارنتها بالنبات الأم.
- استخدم الباحثون هذه القدرة على زراعة نباتات كاملة في المختبر من قطعة صغيرة من النبات الأم تحمل برعمًا.
- في أثناء أخذ الفسيلة، راقب كل شيء لتجنب العدوى البكتيرية.
- بعد شهر، ظهرت نبتة صغيرة كاملة.
- يتم تقطيعها إلى 5 أو 6 قطع وتوضع في أنابيب مختلفة.
- كل شهر، تتكرر العملية.
- تُزرع النباتات في تربة مناسبة بعد 8 أشهر ثم تُزرع في الحقل عندما تكون السيقان قوية.
- تتيح هذه الطريقة إنتاج مليوني شتلة في ثماني أشهر فقط.
زراعة البروتوبلازم
يتم إنشاؤه من خلايا نباتية طبيعية ومتباينة دون جدار هيكلي للحصول على بروتوبلازم قادر على الانقسام. وهو أحد أكثر الإجراءات دِقَّة وتكلفة، نزرعها في وَسَط زراعي مناسب لخلق أريكة تنمو لتصبح نبتة كاملة.
ماهو المرستيم meristems
- يشير meristem إلى جزء من النسيج الإنشائي للنبات حيث يمكن للخلايا meristematic cells أن تنقسم وتنمو.
- قمي (عند أطراف الجذر و الفلقات)، الجانبي (في الأوعية الدموية وكامبيا الفلين).
- الأنفاق القمية مسؤولة عن امتداد الجذور والبراعم وتؤدي إلى تكوين الجسم الرئيسي للنبات.
- تمت تسمية الأنفاق الثانوية على اسم النسيج الإنشائي الجانبي، المسؤول عن النمو الثانوي، أو زيادة محيط الساق وسمكها.
- تتكون meristems من خلايا meristematic cells أخرى في الأنسجة المصابة وتكون مسؤولة عن التئام الجروح.
- النباتات، على عكس معظم الحيوانات، تستمر في التطور طوال حياتها لأن البيضة الملقحة قد تنقسم إلى أجل غير مسمى.
زراعة المرستيم meristem cultivation
توصف زراعة المريستم meristem culture بأنها عملية فصل هذا النسيج تحت ظروف معقمة وزراعته. في بيئة صناعية ذات تركيبة كيميائية فريدة. إنها تقنية أكثر دِقَّة من الميكروويف، الأمراض ولا سيما الأمراض الفيروسية.
مثال عن إنتاج بذار البطاطا بواسطة زراعة المرستيم ومن المراحل التالية :
- اختيار الدرنات من النباتات المثالية السليمة والمطابقة للصنف.
- تحضير وتنبيت الدرنات.
- عزل النبتات.
- تعقيم النبتات.
- عزل المرستيمات meristematic.
- زراعة المرستيم.
فوائد إكثار السلالات المرغوبة وزراعة المرستيم
- الحفاظ على صفات النبات الجيدة، حيث يصعب الحفاظ على نفس الصفات النباتية عند نموها من البذور.
- زيادة سرعة الإنتاج، حيث تستغرق بعض النباتات وقتًا طويلاً لتنمو إذا زرعت بذورها.
- تحسين جودة الثمار.
- ملاءمة تربة النبات.
- مقاومة الأمراض.
- قلة البذور في بعض النباتات.
مخاطر إكثار السلالات المرغوبة وزراعة المرستيم
- ضياع التنوع البيولوجي.
- انتشار الطفيليات في مدّة وجيزة.
- انقراض الأنواع المحلية الأصلية يعرض صحة الإنسان للخطر.
- إدخال سلالات جديدة في البيئات الطبيعية تمكنها من التكاثر مع السلالات الأصلية، مما أدى إلى انقراضها.
- الجفاف والتصحر ناتجان عن نقص المياه نتيجة استخدام الكائنات الحية حديثة التكوين لهما.
- انتقال الجينات المقاومة لمبيدات الأعشاب إلى النباتات البرية الأخرى التي يصعب السيطرة عليها.
الطرق والحلول لتفادي مخاطر إكثار السلالات المرغوبة وزراعة المرستيم
- تقليل الإكثار في إنتاج السلالات المرغوبة.
- مراقبة صارمة لمنع دخول السلالات المعدلة وراثيا وحماية السلالات الطبيعية.
الفرق بين زراعة المرستيم وزراعة البروتوبلازم
- إنها عملية زراعة القليل من الأنسجة tissue culture من نبات أم.
- يسمح للسلالة بأن تكون خالية من أي عدوى بكتيرية.
- يمكِّن من تكوين لَمَّة نباتية تشبه النبتة الأم.
- يتعلق الأمر بإزالة الجدار الهيكلي لخلية واحدة.
- يسمح بإنشاء سلالات جديدة عن طريق خلط بروتوبلازم نباتات متنوعة وراثيًا.
- يساعد في إزالة الأمراض الفيروسية.
- يُمكِّن من تكوين لَمَّة نباتية تشبه النبتة الأم.
الخلاصة
يستخدم المزارعون التكاثر الخضري لمضاعفة النباتات المرغوبة. تسمح هذه التقنية بإنتاج لمة نباتية بعدد كبير من الأفراد.يشبهون الأبُّ الأصلي تمامًا، ويتم تنفيذها باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات. بما في ذلك:
- الافتسال الدقيق.
- زراعة المرستيم.
- زراعة البروتوبلازم.
