کشت بافت زنجبیل

همانطور که قبلا ذکر شد، تکثیر (کشت)زنجبیل توسط قطعات ریزوم صورت می گیرد و به دلیل عقیم بودن گیاه، تکثیر از طریق بذر انجام نمی شود. دلایل عقیمی را شامل هترواستیلیتی (heterostyly)، دژنره شدن کیسه جنینی و عقیم بودن دانه گرده می دانند.

بنابراین اصلاح زنجبیل جهت دستیابی به ارقام پرمحصول و مقاوم به بیماریها، به علت عدم تشکیل یا میزان بسیار پایین تشکیل میوه، امری مشکل می باشد.

از سوی دیگر به دلیل پایین بودن سرعت تکثیر این گیاه که به طور رویشی از طریق ریزوم صورت می گیرد، و همچنین به علت دورمانسی ریزوم و اینکه تنها ۶-۵ گیاه از یک ریزوم در سال به دست می آید، استفاده از روش سریع ازدیاد به ویژه برای ارقام پرمحصولی که به تازگی معرفی شده اند، و به میزان کمی در دسترس هستند، ضروری به نظر می رسد.

از سوی دیگر وجود عوامل بیماری زای قارچی، باکتریایی، ویروسی یا میکوپلاسمایی که به راحتی توسط روش تکثیر رویشی و کشت و کار سنتی منتقل می شوند و خسارت آفات که موجب میزان بالای افت محصول می شوند، از عوامل دیگر لزوم و اهمیت وجود تکنیک ریزازدیادی و استفاده تجاری از آن برای تولید ژرم پلاسم عاری از پاتوژن می باشد.

مهم آن که از طریق تکنیک کشت بافت می توان جهت حفظ ذخایر ژنتیکی و تولید اللونهای عاری از ویروس در حجم وسیع و زمان و فضای کم بهره جست.

بنابراین این تکنیک علاوه بر رفع مشکلات یاد شده و تکثیر کلونی سریع و حفظ گونه های مهم و ارزشمند، راهکاری برای ایجاد تنوع ژنتیکی و انتخاب ارقام عاری یا مقاوم به بیماریها به حساب می آید. حتی می توان گرده افشانی درون شیشه ای برای برطرف کردن موانع پیش از تلقیح انجام داده و به بذر سالم دست یافت.

کشت بافت زنجبیل

موارد مهم در کشت بافت زنجبیل

– تهیه منبع سالم و قوی برای گرفتن ریزنمونه ها جهت انجام ریزازدیادی

– تعیین روش استریل کردن صحیح برای ریزنمونه های مختلف

– استاندارد کردن تنظیم کننده های رشد جهت رشد شاخساره و ریشه

– تعیین بستر مناسب جهت مقاوم سازی تاریخچه گسترش کشت بافت گیاهی مربوط به کشف سلول و علم شناخت سلول است. مفهوم توتی پوتنسی (توانایی سلول گیاهی برای توسعه به یک گیاه کامل)، اساس کشت بافت را تشکیل می دهد.

تکنیکهای این ویترو در سال ۱۹۰۲ توسط هابرلنت پایه گذاری شده و با کشف اکسینها و سیتوکینینها پیشرفت نمود. فرمولاسیون ترکیبات غذایی محیط کشت یعنی موراشیگ و اسکوگ رایجترین محیط کشت مورد استفاده برای کشت تعداد زیادی از محصولات باغبانی است.

سه روش ممکن برای ریزازدیادی زنجبیل( تکثیر غیرجنسی گیاهان زنجبیل)

– افزایش تعداد جوانه های جانبی

– تولید شاخه های نابجا از طریق ارگانوژنز

– جنین زایی سوماتیکی

برای ازدیاد رویشی و کلونی و اندام زایی، استفاده از کالوس و جنین زایی سوماتیکی توصیه نمی شود، زیرا امکان تولید اندام های ناخواسته و نابجا وجود دارد. در کشتهای نوک شاخه و جوانه جانبی، خصوصیات ژنتیکی برای گستره وسیعی حفظ می شود

از مهمترین مسائل در کشت بافت زنجبیل یافتن بهترین ضد عفونی کننده سطحی، تنظیم کننده رشد، ریزنمونه و بستر مقاوم سازی گیاهچه می باشد.

سه روش ممکن برای ریزازدیادی زنجبیل( تکثیر غیرجنسی گیاهان زنجبیل)

استقرار  ریزنمونه زنجبیل برای کشت بافت

هدف، کشت موفقیت آمیز ریزنمونه و جلوگیری از آلودگی و سپس تامین محیط درون شیشه ای است که منجر به تولید شاخه می شود. مهترین جنبه های این مساله ضدعفونی ریزنمونه، انتخاب ریزنمونه و بستر کشت است.

بدین منظوره ریزنمونه های متفاوتی مانند جوانه جانبی، نوک شاخه، نوک مریستم و نوک ریشه مورد استفاده قرار می گیرند. در تکثیر درون شیشه ای زنجبیل، می توان از جوانه های دور مانت روی قطعه های ریزوم نیز استفاده کرد. البته این روش نسبتا کند بوده و ویژه اصلاحگران است که به طور متوسط ۲۰ گیاه در هر سال می توان از یک گیاه یکساله تولید کرد.

همچنین از قسمتهای مختلف زنجبیل به عنوان ریزنمونه می توان استفاده نمود مانند جوانه رویشی، ساقه کاذب، گل آذین، غلاف تحتانی برگ و نوک ریشه، بهترین نتیجه، با استفاده از گیاهانی که از نوک شاخه ها به طول ۰/۲  تا ۰/۹ میلیمتر تهیه می شوند، به دست می آید.

بر اساس آزمایش های انجام گرفته، استفاده از کالوس حاصل از پریموردیای ریشه بر روی محیط (MS)، میزان باززایی مناسبی را برای زنجبیل موجب می شود. همچنین جوانه های جانبی بهترین منبع ریزنمونه برای ازدیاد کلونی می باشند.

از نظر اندازه، استفاده از ریزنمونه های بسیار کوچک موفقیت آمیز نمی باشد، از سوی دیگر ریزنمونه زنجبیل را به طول رفع آلودگی از ریزنمونه های بزرگ نیز کار مشکلی است. برخی از محققین اندازه مناسب ۰/۵ سانتی متر بیان کرده اند.

اقدامات لازم برای ضدعفونی ریزنمونه زنجبیل

استریل کردن بخشهای زنده باید به صورتی انجام شود که فعالیت بیولوژیکی خود را از دست نداده و فقط آلودگیهای قارچی یا باکتریایی حذف شوند. استریل کننده هایی که به طور معمول استفاده می شوند، عبارتند از؛ محلول سفید کننده، اتانول، هیپوکلریت سدیم و کلرید جیوه نوع و غلظت و زمان ماده استریل کننده بستگی به گونه های مختلف دارد.

 تکثیر درون شیشه ای شاخه زنجبیل

برای دستیابی به نتایج مورد نظر در کشت درون شیشه ای، بایستی به نقش تنظیم کننده های رشد و غلظت آنها مانند اکسینها، جیبولینها، سیتوکینینها و آبیسزیک اسید و سایر استفاده از ۵ میلی گرم در لیتر(BA) و ترکیبات آلی توجه زیادی داشت. به عنوان مثال در کشت نوک شاخه زنجبیل در محیط MS، استفاده از ۵ میلی گرم در لیتر (BA) و ۰/۵ میلی گرم در لیتر (NAA)، بیش از ۴ شاخساره را در ۹ هفته میتوان تولید کرد.

ریشه زایی زنجبیل درون شیشه ای

بیشترین میزان تعداد ریشه زایی زنجبیل بر روی محیط (MS) دارای ۱ میلی گرم در لیتر (NAAT) مشاهده شده است. همچنین جوانه های کشت شده این گیاه بر روی محیط (MS) دارای ا۵ میلی گرم در لیتر ایندول استیک اسید (LAA) یا نفتالین استیک اسید (NAA) نیز ریشه زایی درون شیشه ای مناسبی را موجب می شود.

میزان هورمونهای درون محیط کشت تاثیر مستقیمی بر تشکیل ریشه یا شاخساره دارد. به عنوان مثال کشت ریزنمونه های زنجبیل روی محیط حاوی ۰/۵ میلی گرم در لیتر نفتالین استیک اسید، کالوس زایی مناسب، و کشت در محیط حاوی ۱ میلی گرم در لیتر بنزوئیک اسید +۰/۱ تا ۱ میلی گرم در لیتر نفتالین استیک اسید، بهترین نتیجه را در تشکیل شاخه و ریشه در پی دارد.

مقاوم سازی گیاهچه های زنجبیل برای انتقال به مزرعه

یکی از مسائل عمده در کاربرد کشت بافت برای ازدیاد گیاهان، مشکل انتقال گیاهچه ها از آزمایشگاه به مزرعه به دلیل تغییر شرایط محیطی می باشد. شرایط رشد گیاهچه ها درون محیط کشت شامل شدت نور پایین و رطوبت بالا صورت می پذیرد، لذا ریشه های تشکیل شده ضعیف و حساس به تنشهای محیطی می باشند، در حالی که شرایط گلخانه و یا مزرعه عموما دارای شدت نور بسیار بالا و رطوبت کم می باشد.

از این رو ارائه راه حل برای رفع این مشکل امری بسیار مهم و ضروری است. بر اساس بررسی های صورت گرفته، انتقال گیاهچه های ریشه دار شده زنجبیل به صورت موفقیت آمیز به مخلوط بیت (- Sponge rock-) ورمیکولیت (۱:۱:۲) یا کوکوپیت خاک اره (۱:۱) یا پیت: پرلیت (۱:۱) در گلخانه و در نهایت انتقال به مزرعه راه حلهای مناسبی جهت مقاوم سازی آنها می باشد.

با توجه به حیاتی بودن مرحله سازگاری برای نمو گیاه زنجبیل، می توان از راهکارهای مختلفی برای این امر بهره جست. به عنوان مثال، تلقیح با قارچ میکوریز آربوسکولار (AMF) راه حلی بیولوژیکی است که می تواند رشد را در این مرحله افزایش دهد.

هرچند اطلاعات کمی درباره تاثیر میکوریز بر مسیرهای تولید متابولیتهای ثانویه مثل میزان فیتو هورمون متیل جاسمونات، ترپنوئیدها و کارتنوئیدها و فنولها و همچنین عملکرد و کیفیت اسانس در گیاهان مختلف مشاهده شده است، در چندین مورد اثرات متقابل میکوریزا و ریشه های ریزازدیاد شده گیاهان زنجبیل نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

 

مقاوم سازی گیاهچه های زنجبیل برای انتقال به مزرعه

فواید استفاده از میکوریز(قارچ هم‌زیست با ریشه گیاه) در کشت بافت چیست؟

بر اساس مشاهدات، میکوریز جذب مواد غذایی خاکی نظیر ازت، فسفر، پتاسیم، روی و مس را بهبود بخشیده و بر رشد و بقای گیاه،تغذیه گیاه، مقاومت به تنشهای آبی و سایر شرایط محیطی تاثیر می گذارد. همچنین تاثیر مثبتی بر شاخصهای رشدی گیاه مانند تعداد برگ، سطح برگ تعداد شاخه ها و طول شاخه مشاهده گردیده است. افزایش تولید اولئورزین و همچنین افزایش عملکرد ریزوم نیز از سایر نتایج کاربرد میکوریز می باشد.

لذا جهت توصیه به کشاورزان برای کشت و کار، بایستی پروتکل موثر و عملی کشت بافت قابل تکرار برای دستیابی به تعداد زیاد گیاه و سپس شرایط مناسب انتقال به مزرعه و کشت و نگهداری از آن تبیین شود. البته ممکن است این سوال پیش آید که آیا تفاوتی بین گیاهان پرورش یافته در گلخانه یا ریزازدیادی درون شیشه ای وجود دارد، لذا محققین با بررسی ترکیبات متشکله اسانس این گیاهان با استفاده از GC/MS و LC-ESE-MS تفاوتی را بین این دو نوع کشت مشاهده نکرده اند.

فواید استفاده از میکوریز(قارچ هم‌زیست با ریشه گیاه) در کشت بافت چیست؟

منبع:

راهنمای کاربردی پرورش زنجبیل ( سعیده علیزاده سالطه )

برای مشاهده اخبار روز صنعت پسته و مطالب مفید کشاورزی و پسته به کانال پسته رفسنجان بپیوندید 

برای عضویت در کانال بر روی تصویر زیر کلیک کنید:

مشاهده محتوا بیشتر
ادامه مطلب مهندس مهدی امیری
بارگذاری بیشتر در علمی عمومی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همچنین ببینید

انواع بیماری های گیاهان علوفه ای(یونجه،شبدر،پیاز) و راه مبارزه با آن ها

انواع بیماری های گیاهان علوفه ای(یونجه،شبدر،پیاز)و راه مبارزه با آن ها در این مقاله به مهم…