زراعة الجنين Embryo culture

يرجع تاريخ زراعة الأجنة النباتية على بيئة مغذية الي بداية هذا القرن عندما تمكن العالم (1904) Hanning من زراعة أجنة من بعض نباتات العائلة الصليبية حظيت هذه الطريقة في فصل وزراعة الأجنة النباتية باهتمام كثير من العلماء نظرة لأهميتها في التغلب على مشكلة السكون في أجنة بعض الأنواع النباتية .. كما أنها طريقة هامة للمحافظة على الجنين الذي يفقد حيويته خاصة الجنين الهجين وذلك لعدم مقدرته على الاستفادة من الغذاء المخزن في نسيج الاندوسبرم. بهذا يتضح لنا أهمية زراعة الاجنة النباتية للنجاح في انتاج نباتات هجين خاصة في الهجن التي تحتوي على جيينات وراثية منقولة من النباتات البرية.. تحققت اول تجربة ناجحة لإنتاج نباتات بواسطة زراعة الاجنة في بيئة مغذية بواسطة العالم (1925) Labach، وكان للنجاح الذي حققه هذا الانجاز الكبير أثر كبير في نشاط التجارب والأبحاث في مجال زراعة الأجنة النباتية بهدف انتاج هجن مختلفة، وكان من نتيجة هذا زيادة عدد النباتات الهجن الناتجة من زراعة الأجنة على بينة مغذية. كما اشرنا من قبل فان هذه الطريقة تستخدم أيضا للتغلب على مشكلة السكون في بعض الأجنة والتي بدورها تؤدي الي تقصير الفترة الزمنية لإنتاج نباتات كاملة.. أشار (1977) Raghavan إلي أن سكون الجنين يرجع الي وجود بعض مثبطات النمو، التخزين في ظروف جافة، الحرارة المنخفضة، النضج الغير كامل للجنين .. يمكن استبعاد تأثير هذه العوامل بواسطة فصل وزراعة الجنين علي بيئة مغذية .. وقد أمكن بواسطة زراعة الجنين من تقصير دورة التربية لإنتاج بعض الأنواع النباتات من عدة سنوات الي عدة أشهر. تستخدم طريقة زراعة الأجنة في بيئة مغذية في مجال دراسة المؤثرات المختلفة التي تعمل على تطور الجنين في مراحلة العديدة مثال ذلك العناصر المغذية والعوامل البيئية المختلفة. تتلخص في طريقة زراعة الأجنة النباتية علي بيئة مغذية في الاتي .. بعد اجراء التهجينات المرغوبة تفصل الأزهار في الوقت المناسب والتي تتراوح ما بين ۱۱-۲۳ يوما من التلقيح يعقم السطح الخارجي للمبيض بالطرق المعتادة، يشق نسيج المبيض بحرص بواسطة مشرط حاد وذلك للحصول على الجنين المتكون، يجب أن يراعي الحرص التام في عملية فصل وزراعة الجنين ومن الأمور الهامة أن تتم هذه العملية بسرعة حتى لا يتعرض الجنين لمخاطر فقدان الحيوية نتيجة للجفاف كما انه يجب أن يراعي عدم أحداث أضرار ميكانيكية للجنين التي قد تؤثر على نموه وتطوره في البيئة المغذية.

عندما يراد فصل الجنين من البذرة بهدف زراعته على بيئة مغذية للتغلب على مشكلة السكون فانه يطهر السطح الخارجي للبذرة وتنقع في ماء معقم لعدة ساعات أو لعدة أيام تبعا لمدى صلابة الغلاف البذري المحيط بالبذة، تشق البذرة بواسطة مشرط مع مراعاة عدم الاضرار بالجنين الذي ينقل الى بيئة صناعية مغذية  (1981) .Yening et al. غالبا ما يزرع الجنين على بينة مغذية ذات تركيب مميز من منظمات النمو ونسبة مرتفعة من السكروز وذلك لتنشيط تطور الجنين، بعد فترة زمنية ينقل الجنين الي بيئة اخري ذان مستوى هرموني ينشط تكوين النموات الخضرية وعادة تحتوي مثل هذه البيئة على نسبة منخفضة من السكروز مقارنة بالبينة السابقة اللازمة لتطور الجنين.

اذا كان الهدف من زراعة الجنين هو اكثار النباتات فانه بنقل الأفرع الى بيئة تحتوي نسب مختلفة من الأكسين والسيتوكينين وذلك لتشجيع تضاعف النموات الخضرية وهذه بدورها تفصل وتنقل الى بينة اخري تعمل على تكوين الجذور وفي النهاية تحصل على نباتات كاملة. من هذا يتضح لنا أهمية اختبار البيئة المغذية في المراحل التطورية المختلفة للجنين من أجل انتاج نباتات كاملة، لهذا فإننا سوف نتناول بعض مكونات البيئة المغذية التي تؤثر في نجاح زراعة الجنين.

1- عناصر البيئة الأساسية Basal medium

تعتبر العناصر المغذية الكبرى والصغرى المكونة لبيئة مغذية كافية ومناسبة لنمو الجنين، غير أن أجنة بين أجنة بعض الأنواع النباتية تتأثر بشدة بالعناصر الموجودة بالبيئة المغذية.. اشار (1978) Monnier الي أن استخدام بيئة تحتوي عناصرها على الاملاح المعدنية قد تؤدي الي سمية الجنين المنزرع عليها وذلك نظرا للحساسية المرتفعة للجنين، من أجل هذا فانه يجب أن يتم تعديل العناصر الأساسية للبيئة المغذية حتى يمكن الحصول على افضل نمو للجنين.

2- مصدر النيتروجين Source of nitrogen

يضاف نترات الأمونيوم ونترات البوتاسيوم كمصدر للنيتروجين الغير عضوي الى البيئة المغذية التي تستخدم لزراعة الأجنة النباتية .. ويعتبر الأسباراجين مصدر جيد للنتروجين العضوي، غير أن بعض الباحثين يفضل استخدام الجلوتامين في البيئة  المغذية (1976) Raghavan ،  (1978) Mok et al.

3- الكربوهيدرات Carbohydrate

أثبتت التجارب العلمية أن السكروز هو أفضل مصدر للكربوهيدرات لنمو الأجنة النباتية على بيئة مغذية، يضاف السكروز بتركيز مرتفع ما بين ۸-۱۳% الى البيئة المغذية .. ويرجع استخدام مثل هذا التركيز المرتفع الى الضغط الأسموزي المرتفع لخلايا الجنين النباتي مقارنة بباقي الخلايا المكونة للأعضاء النباتية المختلفة .. الضغط الأسموزي المرتفع للجنين مقارنة بالأعضاء الأخرى يمنع الإنبات المبكر للجنين كما أنه قد يكون مسئولا عن زيادة الانقسام النشط في خلايا الجنين خلال المرحلة المبكرة للنمو (1976)Raghavan ، وهناك اعتقاد آخر يشير الي أهمية الضغط الأسموزي المرتفع في المحافظة على حيوية الخلية أثناء المراحل المبكرة لانقسام الجنين (1979) Norstog

4- الهرمونات Hormones

هناك اعتقاد سائد بأنه نظرا لأن الجنين ما هو الا نبات كامل، فانه بذلك يملك كل مقومات النمو من الهرمونات اللازمة لتطوره .. بهذا فانه لا يلزم اضافة هرمونات الى البيئة المغذية التي تستخدم لزراعة الأجنة النباتية.. هناك بعض الحالات التي وجد فيها أن اضافة تركيزات ضئيلة من الأكسين أو السيتوكينين او الاثنين معا تؤدي الى تثبيط نمو الأجنة المنزرعة علي البيئة المغذية خاصة الاجنة الغير ناضجة في المرحلة الكروية أو القلبية. عموما فانه يمكن القول أن أندوسبرم بعض الانواع النباتية تحتوي علي بعض الهرمونات التي تؤثر في نمو وتطور الجنين، عندما يفصل الجنين من الأندوسبرم ويزرع علي بيئة مغذية منفصلان فانه يلزم تعويض الجنين عن الهرمونات الموجودة بالأندوسبرم وذلك بواسطة اضافتها الى البيئة المغذية (1980) Raghavan.