فصل اول

 پیش گفتار

از سال ۱۹۷۵ کشت این ویتروی گیاهان عالی، پیشرفت قابل توجهی نموده است و بدلیل گسترش اطلاعات بشر از فرایندهای بیولوژیکی و به کارگیری این اطلاعات در برنامه‌های به نژادی در تولید اغلب گیاهان زراعی حاصل شده است و همواره نیاز به تولید بیشتر وجود دارد. اصلاح ژنتیکی گیاهان به روش معمول در مواردی با موانعی مواجه بوده و یا پیشرفت آن چندان سریع نبوده است.

لذا بکارگیری روش‌های نوین از قبیل کشت بافت‌های گیاهی می‌تواند بعضی از موانع را مرتفع نماید. بطور مثال با استفاده از تکنیک می‌توان هاپلوئیدهای مضاعف، امتزاج پروتوپلاسم به منظور تولید هیبریدهای غیرجنسی، ازدیاد سریع گونه‌هایی که امکان تکثیر آنها به روش معمول با مشکل مواجه است، نجات جنین برای انجام تلاقی‌های بین گونه‌ای، به گزینی سریع و آزمایشگاهی برای عکس‌العمل به تنش‌های حیاتی و غیرحیاتی و غیره را انجام داد.  روش‌های آزمایشگاهی برای کشت گیاه، بذر، جنین، جوانه‌ی ساقه، مریستم، بافت، سلول و پروتوپلاست، در محیط کشت استریل، ابداع شده است. این روش‌ها باعث شده است که با بهره‌گیری از آنها، بتوان باززایی و تولید را در بسیاری از گونه‌های گیاهی، انجام داد. از سال ۱۹۸۰ پیشرفت‌های خارق العاده‌ای در تکنیک‌های بیوتکنولوژی و دستکاری‌های ژنتیکی، حاصل شده است.

۱- مقدمه

۱-۲-کلیات

وقتی در باره‌ی کشت گیاه صحبت می‌شود؛ معمولا ً منظور، کشت گیاهان در: گلدان، زیر پلاستیک، در گلخانه، و یا مزرعه است. در تقسیم‌بندی‌های رایج در کشاورزی، کشت گیاهان، به بخش‌های مختلف شامل: زراعت، باغبانی، زراعت مناطق گرمسیری، جنگلداری، و اصلاح نباتات، تقسیم می‌گردد. در سال ۱۹۰۴ هانیگ روش جدیدی از کشت گیاهان، بنام کشت جنین را ارئه نمود. او، جنین نابالغ تعداد زیادی از گیاهان کروسیفره ها را در شرایط ویترو (کشت آزمایشگاهی) ایزوله کرد، از آنها، گیاهچه‌های زنده، به دست آورد. از سال ۱۹۲۰ انواع روش‌های کشت، نظیر: کاشت این ویترو بذور ارکیده، کشت کالوس، کشت اندام، و امثال آن، مرسوم شد. بعد از سال ۱۹۴۵، به تمام روش‌های مختلف کشت، کشت بافت گیاهی اطلاق شد. برای اجتناب از سردرگمی، نام این کتاب نیز کشت گیاهان عالی، به روش این ویترو انتخاب شده است. دلیل این نامگذاری، توضیحات درباره‌ی: کشت گیاهان، بذور، جنین، اندام، قلمه، بافت، سلول، و پروتوپلاست‌های گیاهان عالی، در محیط کشت استریل (ضدعفونی شده) است. این روش‌ها دارای مشخصات زیر، می‌باشند.

۱-هر کدام از این روش‌ها، در مقیاس کوچک، یعنی در یک سطح کم وسعت، انجام می‌شوند.

۲-شرایط محیط‌های مناسب آنها، با توجه به عوامل فیزیکی و غذایی و هورمونی، انتخاب می‌شوند.

۳-از تمام موجودات ذره بینی (قارچ‌ها، باکتری‌ها، ویروس‌ها) و همین طورسایر آفات گیاهان عالی (حشرات، نماتدها) عاری می‌باشد.

۴-الگوی معمول نمو گیاه، معمولا ً از بین رفته و یک بافت ایزوله شده می‌تواند تولید کالوس کرده و یا این که به راه‌های غیرمعمول (نظیر تشکیل اندام ، جنین سوماتیکی) رشد کند.

۵- توانایی رشد پروتوپلاست‌ها ویا تک سلول‌ها، امکان دست‌ورزی را که قبلا ً نا ممکن بود، مقدور می‌سازد.

۶-انتخاب نام کشت این ویترو (این ویترو از نظر لغوی، یعنی درون شیشه‌ای یا آزمایشگاهی) به دلیل این است که حداقل در آغاز استفاده از این روش‌ها، لوله‌های شیشه‌ای، برای کاشت، به کار رفته است.

از آنجا که این کتاب، توصیف کاملی از روش‌های مختلف کشت این ویترو را در بر می‌گیرد (شکل۱-۲)، می‌تواند به عنوان یک دستور کار‌، برای روش‌های کاشت این ویترو، استفاده شود.

جنبه‌های روش‌شناسی این ویترو، در فصول ۵ تا ۱۴ آورده می‌شود.

مباحث مطرح شده در این فصول‌، عبارت است از: آماده نمودن لوازم آزمایشگاهی، آماده سازی کشت، نحوه‌ی بستن لوله‌های آزمایش و فلاسک‌ها، رشد و نحوه‌ی کاشت و استریل کردن مواد گیاهی‌، جداسازی‌، کاشت و واکاشت‌، مکانیزه‌کردن، تأثیر مواد اولیه، و عوامل فیزیکی روی رشد و نمو، و غیره.

کاشت این ویترو، ابزار مناسبی برای رسیدن به هدف‌های ناممکن است که در شرایط این ویوو (کشت در محیط طبیعی) وجود دارد.

در فصول ۱۶ تا ۲۵  مجددا ً به جنبه‌های عملی کشت این ویترو پرداخته می‌شود، و دلیل به کارگیری آن، مطرح خواهد شد در این فصل، به جنبه‌های کاربردی آن، در: کشاورزی، باغبانی، جنگلداری، و همچنین تحقیقات پایه می‌پردازیم.

در زیر لیستی ازانواع مختلف کشت و امکان کاربرد آنها، به همراه فصول مربوطه (در داخل پرانتز) آورده شده است. اصطلاحات فنی به کار رفته در جدول، درقسمت ۲-۲ تعریف گردیده است. جزئیات مربوط به هر نوع کشت و کاربرد عملی آن، در فصول مربوطه، بررسی می‌شود.

چون نتایج کشت این ویترو دارای اهمیت زیادی در کشاورزی ، باغبانی و جنگلداری است ، در این کتاب تکثیر رویشی به این روش، همراه با جزئیات آن ، مورد بررسی قرار خواهد گرفت. استفاده از این روش ، بویژه در باغبانی ، قابل توجه می باشد ، چون نتایج آن سریعا ً در اختیار مردم قرار می گیرد. قابل ذکر است که متخصصین باغبانی نیز، از کشت این ویترو،غالبا ًبه عنوان وسیله ای جهت تکثیر رویشی استفاده می کنند. از آن جا که کشت بافت ، صرفه جویی زیادی در فضا (گلخانه) و در نتیجه در انرژی به وجود آورده ، سبب شده است که بطور مؤثری تغییرات قابل ملاحظه ای را در روند تولید گیاهانی که به طور تکثیر رویشی تولید می شوند ، به وجود آورد. این موضوع در بخش ۲-۳ و فصل ۲۶ بیان شده است.