کشت بافت

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

کشت بافت و سلول گیاهی به همراه روش‌های مهندسی ژنتیک از ارکان مهم فناوری زیستی به عنوان یکی از علوم پیشرفته دنیا به شمار می‌آیند. با علم به این موضوع که هر یک از سلول‌های گیاهی تمایز نیافته توانایی تبدیل شدن به گیاه کامل را دارند، دریچه‌ای تازه پیش روی دانشمندان و محققان علوم زیستی گشوده شد، به نحوی که در مقایسه با روش‌های اصلاح سنتی گیاهان، تسریع قابل ملاحظه‌ای در مدت زمان اجرای برنامه‌های اصلاحی به وجود آمد و امکان انجام تلاقی‌های بین جنسی را نیز فراهم نمود. علاوه بر این نگهداری ذخایر توارثی، تولید گیاهان عاری از ویروس و تولید گیاهان هاپلوئید از جمله کاربردهای مهم دیگر کشت بافت و سلول گیاهی می‌باشند.

کشت بافت، رشد بافت ها یا سلول ها بصورت جداگانه از ارگانیسم است. این کار معمولا با استفاده از محیط کشت مایع، نیمه جامد و یا جامد (مانند محیط کشت براث (آبگوشت) یا آگار) انجام می شود. کشت بافت به کشت سلول ها و بافت های حیوانی اشاره می کند. در اصطلاح اختصاصی‌تر از این اصطلاح برای کشت گیاهان استفاده می شود. اصطلاح "کشت بافت" بوسیله آسیب شناس آمریکایی مونتروز تومس باروز، ابداع شد [۱]. روش‌های کشت بافت مبتنی بر دو مرحله تمایززدایی و تمایزیابی است که انجام هر یک از این مراحل به شرایط خاصی نیاز دارد و باید در محیطی عاری از هرگونه آلودگی صورت پذیرد که گاه باعث افزایش هزینه تولید می‌شود. با این وجود مراکز تولیدی سالیانه میلیون‌ها نهال و گیاه مختلف را از طریق روش‌های ریزازدیادی به بازار عرضه می‌کنند و فرآورده‌های زیستی متعددی نیز با استفاده از روش‌های کشت بافت تولید می‌شوند.

روش‌های کشت بافت گیاهی[ویرایش]

  • کشت پینه
  • کشت سوسپانسیون سلولی
  • کشت پروتوپلاست
  • کشت هاپلویید
  • کشت جنین و اندام
  • باززایی و ریز ازدیادی

تاریخچه کاربرد[ویرایش]

در سال ۱۸۸۵ ویلهلم روکس یک قسمت از صفحه مدولاری (نخاعی) یک جنین مرغ را جداسازی کرد و آن را برای چند روز در محلول سالین گرم نگهداری کرد. در سال ۱۹۷۰ جانورشناسی به نام راس گرانویل هریسون نشان داد که رشد سلول های جنین قورباغه در محیط کشتی از غدد لنفاوی منقعد منجر به ایجاد سلول های عصبی می شود. در سال ۱۹۱۳ اشتین هارث،ایسرائلی و لمبرت واکسن ویروس را در قطعاتی از بافت قرنیه خوکچه هندی رشد دادند [۲].

در سال ۱۹۹۶، برای اولین بار از بافت احیاکننده برای جایگزین کردن قطعه کوتاهی از مجرای خروج مثانه استفاده شد که این آزمایش سبب شد به درک دقیقی از تکنیک های تهیه نمونه از بافت برسیم. این قطعات کوتاه در بیرون از بدن و بدون داربست رشد داده شدند. پس از کشت آن در شرایط آزمایشگاهی، آنها توانستند از بافت ایجاد شده در فواصل کمتر از یک سانتی متر استفاده کنند [۳].

هابرلند برای اولین بار امکان کشت بافت های جدا شده گیاهی را مطرح کرد [۴]. او پیشنهاد کرد که پتانسیل سلول های فردی و همچنین تاثیر متقابل بافت ها روی یکدیگر می تواند بوسیله این روش تعیین شود. از زمان اظهارات هابرلند روش های مختلفی برای کشت بافت و سلول مطرح شد که نهایتا منجر به کشفیاتی در حوزه زیست شناسی و پزشکی گردید. ایده اصلی او که در سال ۱۹۰۲ نمایش داده شد که totipotentiality (تمام توانی) نامیده شد. این ایده بیان می کند که" به لحاظ تئوری تمام سلول های گیاهی می توانند به یک گیاه کامل تبدیل شوند". [۵] [۶][۷]

کاربرد مدرن[ویرایش]

در کاربرد مدرن، کشت بافت به طور کلی به رشد سلول ها از بافت یک جاندار چندسلولی در شرایط برون تنی (in vitro) اشاره می کند. این سلولها ممکن است از یک ارگانیسم دهنده ( سلول های اولیه یا پرایمری) و یا از یک لاین سلولی حفظ شده جداسازی شوند. سلول ها در یک محیط کشت بافت، که حاوی مواد مغذی ضروری و منابع انرژی لازم برای حیات سلول است، غوطه ور می شوند [۸]. اصطلاح کشت بافت اغلب بجای کشت سلولی استفاده می شود. معنای تحت اللفظی کشت بافت به کشت قطعات بافت (کشت ریزنمونه) اشاره می کند.

کشت بافت ابزار مهمی برای مطالعه زیست شناسی سلولهای جانداران چندسلولی است که در آن محیط مناسبی جهت دستکاری، تجزیه و آنالیز بافت در شرایط درون شیشه ای( In vitro) فراهم می شود.

کشت بافت گیاهی با رشد گیاهان کامل از قطعات کوچک بافت گیاهی در ارتباط است. این قطعات کوچک در یک محیط کشت، کشت داده می شوند [۹].


پیش شرط لازم در تراریزش به واسطه کشت بافت[ویرایش]

مرحله مهم پیش از آغاز کشت بافت:

  1. شناسایی گیاهی با توانایی ایجاد بافت کالوسی سالم که قابلیت تقسیم سریع نیز داشته باشد.[۱۰]

مرحله مهم پس از آغاز کشت بافت و پیش از اجرای تراریزش:

  1. شناسایی و جداسازی بافت سالم که قابلیت تقسیم سریع نیز داشته باشد.[۱۰]

مراحل کلیدی در تراریزش به واسطه کشت بافت[ویرایش]

چهار مرحله کلیدی در کشت بافت شامل موارد ذیل است:

  1. شناسایی و جداسازی ژن یا ژن‌های مورد نظر از موجود اصلی؛
  2. درج ژن جدا شده در پلاسمید و تکثیر آن در باکتری (همسانه‌سازی
  3. وارد کردن ژن همسانه‌سازی شده به سلول‌های مورد نظر؛
  4. انتخاب و پرورش سلول‌های تراریخت.

کاربردهای کشت بافت[ویرایش]

از مهمترین کاربردهای کشت بافت، تکثیر گونه‌های مفید ومقاوم به شکل کاملاً همسان می‌باشد. به عنوان مثال کشت بافت پایه مقاوم به گموز گیاه پسته در ایران صورت می‌گیرد.

منابع[ویرایش]

  • کشت بافت گیاهی ترجمه آرش فروتن، ریحانه وادی دار
  1. 1. Carrel, Alexis and Montrose T. Burrows “Cultivation of Tissues in Vitro and its Technique”; Journal of Experimental Medicine 13 (1911: 387-96)
  2. 2. ^ Steinhardt, E; Israeli, C; and Lambert, R.A. (1913) "Studies on the cultivation of the virus of vaccinia" J. Inf Dis. 13, 294–300
  3. 3. ^ TEDTalks. (2010, January 21). Anthony Atala on growing organs [video file]. Retrieved May 15, 2011 from (http://www.ted.com/talks/anthony_atala_growing_organs_engineering_tissue).
  4. 4. ^ Bonner, J. (1936). "Plant Tissue Cultures from a Hormone Point of View". Proc. Natl. Acad. Sci. 22: 426–430. doi:10.1073/pnas.22.6.426. JSTOR 86579. PMC 1076796 . PMID 16588100.
  5. 7. ^ Plant Tissue Culture. 100 years since Gottlieb Haberlandt. Laimer, Margit; Rücker, Waltraud (Eds.) 2003. Springer ISBN 978-3-211-83839-6
  6. 6. ^ Noé, A. C. (1934). "Gottlieb Haberlandt". Plant Physiol. 9 (4): 850–855. doi:10.1104/pp.9.4.850. PMC 439112 . PMID 16652925.
  7. 5. ^ Haberlandt, G. (1902) Kulturversuche mit isolierten Pflanzenzellen. Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien. Math.-Naturwiss. Kl., Abt. J. 111, 69–92.
  8. 8. ^ Martin, Bernice M. "Routine Cell Culture." Tissue Culture Techniques: An Introduction. Boston: Birkhäuser, 1994. 29-30. Print.
  9. 9. ^ Reece, Jane B., Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, Peter V. Minorsky, and Robert B. Jackson. "Angiosperm Reproduction and Biotechnology." Campbell Biology. 9th ed. San Francisco, CA: Benjamin Cummings, 2011. 860. Print.
  10. ۱۰٫۰ ۱۰٫۱ Pazuki, Arman & Sohani, Mehdi (2013). "Phenotypic evaluation of scutellum-derived calluses in ‘Indica’ rice cultivars" (PDF). Acta Agriculturae Slovenica 101 (2): 239–247. doi:10.2478/acas-2013-0020. Retrieved February 2, 2014.