الكالس النباتات (النسيج الجمع أو calli) هو تزايد كتلة من النباتات غير المنظمة حمة الخلايا. في النباتات الحية ، خلايا الكالس هي تلك الخلايا التي تغطي جرح النبات. في الأبحاث البيولوجية والتكنولوجيا الحيوية ، يتم تحفيز تكوين الكالس من عينات الأنسجة النباتية (إإكسبلنتس) بعد تعقيم السطح والطلاء على وسط زراعة الأنسجة في المختبر (في وعاء زرع مغلق مثل طبق بتري ). يتم استكمال وسط الاستزراع بمنظمات نمو النبات ، مثل أوكسين ، سيتوكينين ، وجبريلين ، لبدء تكوين الكالس أو تكون الجنين الجسدي . وصف بدء الكالس يطلق على جميع المجموعات الرئيسية للنباتات الأرضية.
ثبت أن الأنواع النباتية التي تمثل جميع مجموعات النباتات البرية الرئيسية قدرتها على إنتاج الكالس في زراعة الأنسجة. عادة ما يتم الحفاظ على زراعة خلايا الكالس على وسط جل. يتكون وسط تحريض الكالس من أجار وخليط من المواد الغذائية الرئيسية والمغذيات الدقيقة لنوع الخلية المحدد. هناك عدة أنواع من مخاليط الملح القاعدية المستخدمة في زراعة الأنسجة النباتية ، ولكن أبرزها معدل Murashige و Skoog ، الأبيض ، ووسط النبات الخشبي. يتم توفير الفيتامينات أيضًا لتعزيز النمو مثل فيتامينات Gamborg B5 . بالنسبة للخلايا النباتية ، فإن التخصيب بالنيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم مهم بشكل خاص. عادة ما يتم اشتقاق الكالس النباتي من الأنسجة الجسدية. تعتمد الأنسجة المستخدمة لبدء تكوين الكالس على أنواع النباتات والأنسجة المتوفرة لاستزراع النبات المستأصل. عادةً ما تخضع الخلايا التي تؤدي إلى ظهور الكالس والأجنة الجسدية لانقسام سريع أو تكون غير متمايزة جزئيًا مثل الأنسجة البائسة. في البرسيم الحجازي ، Medicago truncatula ، ومع ذلك يتم اشتقاق الكالس والأجنة الجسدية من خلايا الوسطية التي تخضع لإلغاء التمايز . تستخدم الهرمونات النباتية لبدء نمو الكالس.
علم التشكل (المورفولوجيا)
تؤدي نسب الأوكسين إلى سيتوكينين في الأنسجة النباتية ارتفاع مستنبت العطاء إلى نمو وتقسيم كتلة غير منظمة من خلايا الكالس. غالبًا ما يتم تصنيف مزارع الكالس على نطاق واسع على أنها إما مضغوطة أو قابلة للتفتيت. يتفكك النسيج الهش بسهولة ، ويمكن استخدامه لتوليد مزارع تعليق الخلية. يمكن أن يخضع الكالس مباشرة لتكوين الأعضاء و / أو التطور الجنيني حيث ستشكل الخلايا نباتًا جديدًا تمامًا. تُعرف هذه العملية باسم استزراع الكالس.
موت خلايا الكالس
يمكن أن يتحول الكالس إلى اللون البني ويموت أثناء الاستزراع ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أكسدة المركبات الفينولية . في خلايا الكالس Jatropha curcas ، تصبح خلايا الكالس الصغيرة المنظمة غير منظمة وتنوعت في الحجم بعد تحولها للون البني. كما ارتبط براوننج بالأكسدة والمركبات الفينولية في كل من الأنسجة المزروعة والإفرازات النباتية. في الأرز ، على الأرجح ، تؤدي الحالة الملائمة لتحريض الكالس الصلب إلى حدوث نخر أيضًا.
الاستخدامات
لا تكون خلايا الكالس بالضرورة متجانسة وراثيًا لأن الكالس غالبًا ما يتكون من نسيج بنيوي وليس من خلايا فردية. ومع ذلك ، غالبًا ما تُعتبر خلايا الكالس متشابهة بدرجة كافية لإجراء التحليل العلمي القياسي كما لو كان على موضوع واحد. على سبيل المثال ، قد تخضع تجربة ما نصف الكالس للعلاج كمجموعة تجريبية ، بينما يخضع النصف الآخر لمعاملة مماثلة ولكنها غير نشطة مثل المجموعة الضابطة .
تتمايز الكالو النباتية المشتقة من العديد من أنواع الخلايا المختلفة إلى نبات كامل ، وهي عملية تسمى التجديد ، من خلال إضافة هرمونات نباتية إلى وسط المزرعة. تُعرف هذه القدرة باسم توتيبوتسيتي . يسمح تجديد نبات كامل من خلية واحدة للباحثين في علم الجينات بالحصول على نباتات كاملة تحتوي على نسخة من الجينات المحورة في كل خلية. ينتج عن تجديد نبات كامل يحتوي على بعض الخلايا المحولة وراثيًا وبعض الخلايا غير المحولة وهمًا . بشكل عام ، الكيميرا ليست مفيدة للبحث الوراثي أو التطبيقات الزراعية.
يمكن إدخال الجينات في خلايا الكالس باستخدام القصف البيولوجي ، المعروف أيضًا باسم بندقية الجينات ، أو الأجرعية الورمية . يمكن بعد ذلك استعادة الخلايا التي تتلقى الجين المعني إلى نباتات كاملة باستخدام توليفة من الهرمونات النباتية . يمكن استخدام النباتات الكاملة التي تم استردادها لتحديد وظيفة (وظائف) الجينات بشكل تجريبي ، أو لتعزيز سمات نبات المحاصيل للزراعة الحديثة.
الكالس له فائدة خاصة في التكاثر الدقيق حيث يمكن استخدامه لزراعة نسخ متطابقة وراثيًا من النباتات ذات الخصائص المرغوبة. قام Henri-Louis Duhamel du Monceau بالتحقيق في استجابات التئام الجروح في أشجار الدردار ، وكان أول من كشف عن تكوين الكالس على النباتات الحية.
في عام 1908 ، تمكن EF Simon من استحثاث الكالس من سيقان الحور التي أنتجت أيضًا الجذور والبراعم. جاءت التقارير الأولى لتحريض الكالس في المختبر من ثلاثة باحثين مستقلين في عام 1939. الكالس المستحث بـ P المستمدة من أنسجة ما قبل الحمل النامية للورم من Nicotiana glauca الهجينة والتي لا تتطلب مكملات هرمونية. تمكن Gautheret و Nobecourt من الحفاظ على مزارع الكالس من الجزر باستخدام إضافات هرمون الأكسين.
انظر أيضًا
- إنقاذ الأجنة
- التطور الجنيني الجسدي
- الوهم (علم الوراثة)
- فرط
