العوامل المؤثرة على النمو والتكشف في مزارع الأنسجة (العوامل الوراثية)

تتوقف الاستجابات المختلفة للأنسجة المنزرعة معمليا على التركيب الوراثي للنبات بصفة أساسية. لكن من الغريب أنه يمكن استحثاث بعض الخلايا في نفس النسيج بمعنى امتلاكها لمستقبلات منظمات النمو المشجعة على ارتداد الخلية للحالة الميرستيمية على العكس من غيرها، وليس من المعلوم حتى الآن لماذا توجد تلك المستقبلات في خلايا دون غيرها (2008 ,Precce). لكن الثابت أن معاملة تلك الخلايا بمنظمات النمو يدفعها لتخليق mRNA. وهناك العديد من الأمثلة التي تؤكد إمكانية زراعة أنسجة نوع معين أو صنف معين وربما سلالة دون صنف أو سلالة أخرى شديدة الشبه بها. وقد وجد (2004) .Lall et al تباين في قدرة سلالتين من نبات الارابدوبسس على تكوين أشطاء بالمقارنة مع الاباء لكن تم استعادة هذه القدرة في النسل الناتج من تهجين السلالتين معنا وذلك يعنى أن كلا السلالتين تمتلك جين معين يلعب دورا في عملية التكشف وهذا الجين مفقود في السلالة الأخرى وعند تهجين فإن جينوم النسل الناتج يحتوى على الجينين المسئولين عن التكشف وبتحليل الجينوم تم تحديد ثلاث مواقع جينية لصفات كمية على الكروموسومات رقم 1 و 4 من أحد الآباء والثالث على كروموسوم رقم 5 من الأب الآخر وكان أكثر تأثيراً في عملية التكشف.

وقد أرجعت الاستجابات الحادثة في زراعة الأنسجة والتي قد تورث كصفات كمية أو غير وصفية أحيانا إلى جينات نووية أو سيتوبلازمية 2006 ,.Decock et al (1988 .Wan et al&. وقد تم تحديد عدد من الجينات المنوط بها لتحكم في تكشف الأشطاء في نباتات الارابدوبسس منها (cytokinin independentl (CK11 وعند تعبير هذا الجين يمكن تكشف الأشطاء من الكالس بدون إضافة السيتوكينين. ويعتقد أنه ينسخ إلى بروتين مسئول عن مستقبلات السيتوكينين في الخلية، لكن الدراسات الفسيولوجية لم تؤكد ذلك. كذلك تم تعريف الجين ARR2 الذي يوجد في نواة نفس النبات وهو يحفز الخلية للاستجابة للسيتوكينين (2004 ,.Lall et al). وكأي صفة أخرى فإن هذه الصفات المتعلقة بالقدرة على النمو أو التكشف أو تكوين الكالس في زراعة الأنسجة قد تكون سائدة سيادة تامة أو غير تامة أو متنحية أو لها تأثير إضافي كما يلعب التضاعف دورا في الاستجابة فنباتات البطاطس ثنائية التضاعف تكون أشطاء بمعدل أعلى من تلك الرباعية (2008 ,Gahan & George) . تكون الكالس الجنيني عند زراعة الأجنة غير الناضجة لهجين Vigna glabrescens مع radiate لكن كان الكالس الناتج من زراعة الأجنة الناتجة من التلقيح العكسي غير جنيني (1990 ,.Chen et al) . وعموماً للنباتات المؤنثة استجابة مختلفة عن المذكرة التابعة لنفس النوع وغالباً تكون ذات مقدرة أعلى على التكشف في زراعة الأنسجة.

وقد سجل (1981) .Keyes et al ارتباط بين معدل النمو في القوارير وقوة النمو وبعض الصفات المحصولية للنباتات في الحقل. وتشير هذه الدراسة إلى إمكانية الاعتماد على صفات النمو في القوارير في انتخاب الهجن التي تمتاز بقوة الهجين hetrosis. لكن على العكس من ذلك فعلى الرغم من النمو الجيد للكالس ونباتات الجيل الأول لهجين البيتونيا لم تسجل علاقة ثابتة بين النمو في الحقل والقوارير. تمتاز بعض أنواع الكافور مثل Eucalyptus grandis و E. urophylla و E. camaldulensis بسهول الإكثار باستعمال العقل الغضة أو بالإكثار الدقيق على العكس من بعض الأنواع المنتشرة في المنطقة المعتدلة مثل Eucalyptus globulus و E. nitens. وقد سجل وجود علاقة بين اختلاف الطرز المظهري للنباتات والذى يشير إلى وجود تباين وراثي وقدرتها على تكوين جذور والذى تراوح بين صفر و 100 % في القواريرWillyams et al., 1992  وقد أشار إلى التحكم الوراثي في الإكثار الدقيق لهجين E. nitens x . globulus ولدراسة صفة توريث تكوين الجذور في القوارير لأشجار E. globules قام بدراسة تكوين الجذور لـ 20 عشيرة مفتوحة التلقيح و 15 عشيرة منتخبة وقد تم تكرار اختبار التجذير في سنتين. وتشير النتائج إلى التأثير العالي للجينات المضيفة في نجاح التجزير.

وتلعب العوامل الوراثية دور هام في هذه الاستجابات من خلال تفاعلها مع الظروف البيئية المختلفة. فعلى سبيل المثال قد يظهر صنفاً ما استجابة معينة كتكشف اشطاء عند زراعته في تركيز معين من منظمات النمو أما الصنف الآخر فلا يظهر نفس الاستجابة إلا إذا كان نامياً في تركيز مختلف أو باستخدام نوع آخر من منظمات النمو. فيمكن زراعة بعض أصناف القمح بنجاح في عدة أنواع من البيئات لكن هناك بعض الأصناف لا يمكن زراعتها تحت نفس الظروف. ولوحظ أيضاً في البرسيم الحجازي أن بعض الأصناف ذات قدرة عالية على إنتاج الأجنة الجسدية بالمقارنة ببعض الأصناف الأخرى بصرف النظر عن البيئة المستعملة Gahan & George 2008 ونفس التأثير ينطبق على كل العوامل البيئة الأخرى، فعلى سبيل المثال قام (2000) .Tewary et al بمقارنة نسبة تفتح البراعم الجانبية ونمو الأشطاء المتكونة لأربعة طرز وراثية مختلفة من التوت البرى في بيئة MS ذات رقم هيدروجيني يتراوح بين 5.8 و 10. ويوضح الجدول التالي أن جميع الطرز الوراثية لنباتات Mulberry فشلت في النمو في بيئة ذات الرقم الهيدروجيني 10 وكانت استجابة الطرز الوراثية المختلفة متباينة ومعنوية للاختلاف في الرقم الهيدروجيني في الصفتين المدروستين. وبالإضافة إلى ذلك كان هناك تداخل معنوي بين تأثير التركيب الوراثي والرقم الهيدروجيني على هاتين الصفتين.

ويتضح دور التركيب الوراثي للنباتات في زراعة الأنسجة أثناء مراحلها المختلفة، ففي مرحلة تأسيس المزرعة وجد أن معدل نجاح واستمرار حيوية الأنسجة المنزرعة متباين بين الأصناف فقد اختلفت قدرة القمم النامية على التكشف عقب الزراعة باختلاف الأشجار المأخوذة منها على الرغم من إنها من نفس الصنف ونامية تحت نفس ظروف النمو. كذلك فإن معدل تكوين الكالس وقوامه ولونه والصفات الأخرى المتعلقة به تتأثر بالتركيب الوراثي للنبات الأم. كذلك تتأثر مرحلة تكشف الأعضاء بالطريقة المباشرة من الأنسجة بالتركيب الوراثي فالنباتات التي لها القدرة على تكوين براعم عرضية على أوراقها مثل Pepronia و Begonia لها قدرة عالية على تكوين أشطاء على أنسجتها المنزرعة معمليا في وسط مناسب مقارنة بالأنواع الأخرى. وعموماً النباتات وحيدة الفلقة لها قدرة منخفضة على التكشف المباشر بالمقارنة مع النباتات ثنائية الفلقة، كذلك تعتبر النباتات التابعة للعائلة البقولية أقل قدرة على التكشف. لكن النباتات وحيدة الفلقة والتي تكون أوراق مخزنة للغذاء ذات قدرة أعلى نسبيا على تكوين أشطاء، والنباتات المكونة لأبصال غالباً تعطى اشطاء عند زراعة الأجزاء القاعدية لأوراقها العصارية.

جدول يبين: تأثير التركيب الوراثي والرقم الهيدروجيني للبيئة على تفتح براعم ونمو اشطاء نبات Mulberry المنزرعة في بيئة MS كما أوضحها (2000) .Tewary et al.

يعتمد التكشف غير المباشر على وجود الكالس، وتتباين سرعة نمو وتكوين الكالس وقدرته على التكشف بين الأنواع المختلفة. لكن لا توجد علاقة ثابتة بين معدل تكوين ونمو الكالس والقدرة على التكشف. وبالتالي قد تكون نفس الجينات المسئولة عن هذه الصفات واقعة تحت تأثير جينات مستقلة. وقد أمكن تحديد العديد من الجينات المسئولة عن الاستجابات المختلفة في الأنسجة المنزرعة معمليا. وفي بعض الحالات وجد أن هناك ارتباطاً بين سرعة النمو في زراعة الأنسجة والصفات المحصولية والنمو في الحقل، مما يساعد في تصميم برامج الانتخاب المبكر لهذه النباتات.