بخشی از مقاله
چکیده
تکثیر گیاهان از دو طریق جنسی و غیر جنسی انجام می گیرد.و جنین زایی به دو صورت ،مستقیم از بذرو غیر مستقیم جنین زایی سوماتیکی می باشد .افزایش بذری روش عمدهای است که گیاهان در طبیعت توسط آن تولید مثل میکنند .گیاه تولید شده توسط. بذر ، دانهال نامیده می شود . در این مرحله رشد رویشی با بزرگ شدن اندازه دانهال به وسیله طویل شدن ساقه ، ریشه و افزایش سطح مقطع گیاه انجام میشود .
در رابطه با گیاهان وقتی به مرحله بلوغ میرسند از آن به بعد به طور منظم گل و بعد بذرمیدهند.اجزای بذر شامل ،جنین،بافت ذخیره و پوسته بذر بوده.و در بعضی موارد محدودیت ها مانند خواب بذر، منوکارپیک بودن، بهره برداری بی رویه و در نظر نگرفتن محدودیت ها ی زندگی گیاهان را به مخاطره و در معرض تهدید انقراض می دهد.و برای گذر از این مخاطرات روش جنین زای مستقیم یعنی جدا کردن بذر از پوسته و کشت در شرایط استریل در محیط کشت و استفاده از هورمونها جهت اندام زایی وکالوس زایی برای تولید گیاهان انبوه و یکسان کار ساز بوده .
در جنین زایی غیر مستقیم سماتیکی یاجنین زایی رویشی که ابزار کارآمدی درجهت تولید تعداد زیادی گیاهان برتر یا تراریخته و توانایی تشکیل جنین که از سلولهای تخم بارور شده حاصل نشده باشد، در برخی گونههاتحت شرایط آزمایشگاهی، جنین زایی بدنی، یک پدیده کاملاً گسترده بوده واستفاده از غلظت های متفاوت هورمونی ها مختلف در کالوس زایی، اندام زایی وتبدیل به گیاهچه وانتقال به محیط صورت گرفته .در برخی از گونه ها مانند هویج و یونجه، تمام اندام های گیاهچه قادر به تولید جنین میباشند که نشاندهنده بیان گسترده توانایی جنینزایی در این گیاهان است، اما در اغلب گونه ها، تولید جنین محدود به بافتهای مشخصی از گیاه میشود در این تحقیق با بررسی کشت جنین ومقایسه آن در گونه مشابه و متفاوت پرداخته شده.
.1 مقدمه ارقام و گونه ها به دو طریق : -1 جنسی -2 غیر جنسی قابل ازدیادند :
-1 ازدیاد به طریق جنسی ،در این روش گیاه با بذر افزوده می شود. لینهها از این طریق افزایش مییابند. به جمعی از گیاهان که از طریق بذر افزوده شدهاند و یکنواختی در آنها در سطح رقم حفظ شده را لینه گویند. افزایش بذری روش عمدهای است که گیاهان در طبیعت توسط آن تولید مثل میکنند . گیاه تولید شده توسط بذر ، دانهال نامیده می شود . اولین مرحله زندگی دانهال مرحله نونهالی تام دارد در این مرحله رشد رویشی با بزرگ شدن اندازه دانهال به وسیله طویل شدن ساقه ، ریشه و افزایش سطح مقطع گیاه انجام میشود .
در مرحله بلوغ درگیاه یکساله و دو ساله گیاه به اندازه خود رسیده و تولید مثل توسط بذر اانجام می شود.در رابطه با گیاهان چند ساله وقتی به مرحله بلوغ میرسند از آن به بعد به طور منظم گل میدهند و همچنین با تولید شاخساره به باززایی خود ادامه می دهند
ازنظر گیاه شناسی در نهاندانگان ،بذر عبارتست از تخمک رسیده ای که دردرون تخمدان یا میوه قراردارد بذرهای در گونه های مختلف گیاهی از نظر انداره ،شکل ،محل قرار گرفتن و ساختار رویان و وجود بافتهای ذخیره ای متفاوتند
-1-2 اجزای اصلی بذرهاعبارتند :الف - رویان - جنین - ب- بافتهای ذخیره ای پ- پوششهای بذر.ت-مواد معدنی ،هورمونهاو آنزیمها. الف - رویان .رویان گیاه جدیدی است که در اثر ترکیب گامت های نر وماده و در نتیجه لقاح حاصل شده است.رویان شامل یک محور و یک و یا چند برگ بذری - لپه - است .در دو سر محور دو نقطه رشدوجود دارد .
یکی برای ایجاد ریشه ودیگری برای تولید ساقه. براساس تعداد لپه ها گیاهان طبقه بندی می شوند.گیاهان تک لپهای - مانند گندم وزنبق - و گیاهان دو لپه ای - لوبیا - و بازدانگان - کاج - دارای تا پانزده لپه میباشند. ب- بافت ذخیرهای ومواد معدنی.
در بذرها ی بدون آندوسپرم - آندوسپرم حاصل ترکیب دو هسته قطبی با یکی از گامت های نر لوله گرده می باشد 3nکروموزومی بوده و برای رشد و توسعه جنین در بذرهای حاوی آندوسپرم مواد غذایی ذخیره می کنند - مواد غذایی در لپهای ذخیره میشوند و لپه ها نقش تغذیه جنین را به عهده دارند. در بذرهای حاوی آندوسپرم نقش تغذیه ای جنین با آندوسپرم و بافت خورش و در بازدانگان با گامتوفیت ماده که هاپلویید - n - می باشد است.
پ- پوشش های بذری . پوشش های بذری نقش محافظ مکانیکی برای جنین دارند و موجب می شوند تا جابجا کردن بذر بدون صدمه و آسیب ممکن باشد و این موضوع نقش بسیار مهمی در بقا و پراکندگی بذرور ایفا می کند. پوسته های بذر به طور معمول یک یا دو عدد به ندرت سه عدد می باشند واز تخمک پوش ها منشا می گیرند بقایای آندوسپرم و بافت خورش در زیر پوسته داخلی بذر یافت می شوند وگاهی یک لایه مجزا و پیوسته اطراف جنین ایجاد می کنند. ت- آنزیم ها و هورمون ها .
در حیات و جوانه زنی بذر نقش مهمی دارند. آنزیم ها سبب هضم مواد ذخیره ای می شوند که این مواد برای ساخت بافت های جدید در طی جوانه زنی بذر مورد استفاده قرار می گیرند. هورمون ها نیز می توانند سبب تحریک ساخت آنزیمها و یا ایجاد حالت سکون یا استراحت در بذور خشک شوند که این پدیده برای بقاء گیاه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. میزان رطوبت و سرعت فعالیت های متابولیکی بذر در حالت سکون حدود 10 درصد و یا کمتر از میزان رطوبت و فعالیتهای متابولیکی بافتهای گیاهی است.
کربوهیدراتها
کربوهیدرات ماده ذخیره ای اصلی در بذور بسیاری از گیاهان زراعی نظیر غلات می باشند. کربوهیدرات های ذخیره ای شامل نشاسته، همی سلولز، لیزاب ، پنتوزانها، پکتینها، و سایر کربوهیدراتها میباشند.که غذای جنین در هنگام رشد می باشد .
-1-3 گروه بندی بذرها حاوی آندوسپرم. الف - رویان نالیده . ب- رویان خطی. پ- رویان کوچک . ت- رویان احاطه گر .
گروه دوم بذرهای بدون اندوسپرم که رویان بارز دارند وبراساس پوشش های بذر تقسیم بندی می شوند. الف - بذرهای با پوسته سخت پوسته سخت در این بذور ورود آب را محدود می کند. مانند تیره شمعدانی وتیره ختمی. ب- بذرهای با پوسته نازک با لایه لعابدار :گیاهانی با این نوع بذرها عبارتند ازتیره شب بو ،تیره بنفشه و تیره نعناع . پ- بذرهای با پوسته خارجی چوبی با لایه نیمه نفوذ داخلی : گیاهان مانند تیره گل حنا و تیره آپوسیناسه و تیره شاپسند . ت- بذر های با پوسته بذری خارجی دارای الیاف با لایه غشایی کم و بیش نیمه تراوا که در بر گیرنده بقایای آندوسپرم می باشد مانند کلاپرکسانان .
گروه سوم :سایر بذرها . الف- بذرهای با رویان نالیده بدون هیچ ذخیره غذایی مانند:مانند تیره ثعلب - ارکیده - .ب- بذرهای با رویان کوچک تغییر شکل یافته که بذر را احاطه کرده اند مانند باریک برگان - تیره گندم - . پ- بذرهای با رویان کوچک جانبی که توسط بافت گامتوفیت محصور شده مانند :بازدانگان به خصوص سوزنی برگان . - روح انگیز نادری - -1-4 خفتگی بذر ، هنگامی که یک بذر از گیاه جدا می شود عاملی به نام خفتگی اولیه از جوانه زدن فوری بذر جلوگیری می کند و در طبیعت از انواع مختلفی از خفتگی اولیه وجود دارد. که شامل ،خفتگی فیزیکی ، خفتگی مکانیکی ، ، خفتگی شیمیایی ، خفتگی مرفولوژیکی ،خفتگی فیزیولوژیکی ، خفتگی عمیق فیزیولویکی ، خفتگی رولپه ، خفتگی دو گانه و خفتگی ثانویه. در طبیعت تیمارها ی مختلفی برای از بین بردن خواب ها وجود دارد .
می توان برای از بین بردن خواب گونه های متفاوت از تیمارها خاص یا ترکیب چند نوع از تیمارها خواب بذر را از بین برد و شرایط را برای رشد گیاه فراهم کرد .واین تیمارها مانند موادی که بتواند پوسته را نرم یا خراش دهد وبعضی از گیاهی به صورت ژنتیکی دارای خفتگی فیزیکی هستند . و دربذور بعضی از گیاه ها ساختار احاطه کننده بذر خیلی سخت می باشد وپوسته سخت اجازه توسعه رویان را نمی دهد.واین گیاه ها آب را جذب می کنند ولی وجود مواد سختی که لایه ها را به می چسباند ایجاد اشکال می کند. ودر بعضی از گیاه مواد شیمیای که در میوه و بافت های پوششی بذر وجود دارند و پس از برداشت در بذر باقی می ماند و به عنوان یک ماده بازدارنده رشد عمل می کنند. مثلا در بذر زنبق یک ماده بازدارند ه رشد که در آندوسپرم وجود دارد که قابل حل در آب واتراست . واین مواد با شستشو و یا جدا کردن رویان مشکل را حل کرد.
- 1- 5 استعداد گیاهان گلدار برای تولید جنین به تکامل سلول تخم بارور شده محدود نبوده بلکه در بافتهای رویشی کشت شده این گیاهان نیز می توان جنین ایجاد نمود .این پدیده برای نخستین بار کشت سوسپانسیون سلولهای هویج توسط استوارد - Steward - و همکارانش معلوم شده است که تولید جنین یک پدیده عمومی در گیاهان عالی بوده و در بافتهای کشت شده بیش از30تیره گیاهی، تولید جنین از سلولهای رویشی به طور تجربی میسر شده است. کشت جنین نارس : کشت جنین نارس به دست آمده از بذور دو کاربرد اصلی دارد - روح انگیز نادری - در بعضی موارد ناسازگاری بین گونه ها یا ارقام، بعد از تشکیل جنین اتفاق می افتدو منجر به سقط جنین می شود.
چنین جنین هایی را در حالت نارس و قبل از سقط شدن می توان خارج کرده و در شرایط درون شیشه ای آنها را رشد داد .در موارد دیگری ، به دلیل ریزش بذر قبل از رسیدن و از دست رفتن آنها، بذربالغ ایجاد نمی گردد یا اینکه بذور در حال تشکیل قبل از بلوغ توسط حمله آفات از بین می روند .کشت جنیننسبتاً ساده است.وجنین یک گیاه کامل مینیاتوری است لذا به تمایز مجدد نو ساقه یا ریشه نیازی نمی باشد.
تشکیل الگو از زیگوت به جنین بالغ جنین زیگوتی درون کیسه جنین از تخمکهای بارور شده بر روی گیاهان مادر، براساس یک الگوی منظم، رشد می کند. ژن های کنترل کننده جنین زایی. جنین زایی در گیاهان یک فرایند وابسته به هماهنگی برنامه های ژنتیکی ویژه و ارتباط مناسب بین بخش های مختلف بذر در حال رشد، می باشد. یک بررسی دقیق رخدادها، موقعیت درست اندام های جنین مثل بافت های جنین تغییر نیافته ریشه و ساقه، کوتیلدون ها و هیپوکتیل ها را تضمین می کند
تعداد زیادی جهش یافته جین در Avobidopsis و ذرت شناسایی شده است که شامل جهش یافته هایی است که شکل الگو استقرار بافت های جنین تغییر نیافته و برنامههایی بلوغ شان، تغییر کرده است . هورمون های گیاهی و تشکیل جنین. مشارکت هورمونهای گیاهی در رشد دانه، مکرراً گزارش شد تحلیل هورمونی، سطح بالای اکسین و سیتوکسئین در دانه های رشد یافته، را نشان می دهد و وجود اسید آبسیک در بلوغ دانه را، نمایش می دهد - موریس . - 1997 اکسین، حداقل به یک سیگنال موجود در الگوی رأس و پایه ای جنین، دلالت دارد بازدارنده های انتقال اکسین، جنین های تک لپه و دولپه ای را در مراحل اصلی و کروی انتقال، متوقف می کند و از تفکیک کوتیلدون جلوگیری می نماید
فیشر رنوهای - 1996، فنوسیت های بدست آمده با کوتیلدونهای ترکیب شده، یادآور جنینهای اندوژنتیکی فنجانی شکل است که در گذشته در تراکم بالای اکسین شکل گرفتهاند. کلا گیاهان دارای یک چرخه زندگی هستند که بین یک موجودهاپلوئید چند سلولی - گامتوفیت - و یک موجوددیپلوئید چند سلولی - اسپوروفیت - تغییر می کند.نهاندانگان دارای هر دو گامتوفیت نر و ماده هستند. در گیاهان گلدار، لقاح مضاعف یکی از ویژگیهای - Rhghavan, 2003 ، Reiser and 1993 - Fische r, .نموی تولید مثل است.
در این فرایند که اولین بار در سال1989به وسیله کشف شد رویان دیپلوئید - از الحاق آنتروزوئید Iو تخمزا - و اندوسپرم تریپلوئید - ازالحاق آنتروزوئید II و سلول مرکزی - بنیانگذاری نظر به انتخاب اطلسی از طرف محققین مختلف به عنوان گیاه مدل در مطالعات متعدد زیست شناختی ومولکولی و کشت آسان این گیاه و نیز چرخه زندگی کوتاه آن که از دانه به دانه در حدود 4 ماه طول می کشد و از طرفی فقدان بررسی رویانزایی این گیاه مطالعات مروری توسط - رضانژادو همکاران ، - 1378 در این مطالعه نمو تخمک، رویان وآندوسپرم مورد بررسی قرار گرفته . در تیره سیب زمینی، به طور معمول زویانزایی ازنوع Johri et al., 1992 ; Kopcinska et al, 2004 - است Solanad - .در این تیره، جنس Solanum phureja نمونه تیپ می باشد - به نقل از . - Kopcinska et al,2004 گامتوفیت ماده یا کیسه رویانی که هاپلوئید و از نظر دوره زندگی موقت می باشد مجموعه ساختاری مضاعف راتشکیل میدهد .این ساختار در چندین لایه سلولی دیپلوئید تخمک احاطه می شود . بنابراین برای انجام تولید مثل جنسی و لقاح مضاعف، نمو تخمک ضروری می باشد.
در گل اطلسی، اندوسپرم از نوع سلولی بود و بافت ذخیرهای اصلی را تشکیل میدهد .این نوع آندوسپرم،ویژگی کلی تیره سیب زمینی می باشد اگر چه گیاهان باآندوسپرم هسته ای و هلوبیال نیز در این خانواده شناسایی . - Johri et al,1992 - شده اند توجه به ذخیرهنسبتاً کم بافت خورش در این گیاه، اندتلیوم در طی رویان زایی ذخیره غذایی رویان در حال نمو و سپس مواد ذخیرهای در حال نمو را رویان - مواد ذخیرهای لپه - و آندوسپرم فراهم می کند که بیشتر مواد لیپیدی - کربوهیدرات می باشند
- 1- 6 کشت جنین:
کشت جنین به جداکردن جنین تحت شرایط استریل از تخمک، بذر، کپسول و کشت آن در محیط کشت مصنوعی مایع یا جامد تحت شرایط فیزیکی و شیمیایی مناسب اطلاق می شود. با توجه به تعریف فوق، معلوم می شود که کشت جنین دارای انواعی است و بسته به این که جنین چگونه تشکیل شده باشدو در چه مرحله ای از رشد و نمو خود قرار گرفته باشد.نحوه کشت بافت آن متفاوت است. به طوری که ترکیبات محیط کشت در هر مورد می تواند بسیار متفاوت باشد.
پیشینه تاریخی کشت جنین. اولین بار در سال 1904 ، ای هانینگ توانست یک گیاه زنده از کشت جنین گیاهی به دست آورد.جی . اچ. کاستل به مطالعه نقش آندوسپرم در رشد جنین پرداختند. به این ترتیب که جنین های جداشده را در محیط کشت بافت قرار داده، چگونگی رشد و تمایز آنها را بررسی نمودند . درسال1919 دی. ای. آندرونسکو ثابت کرد، که جنین های جوانه زده ای که فاقد اسکولتوم هستند، در محیط کشت بافت بسیار کند رشد می کنند
