منظمات النمو النباتية ودورها في زراعة الأنسجة

على عكس الحيوانات لا تمتلك النباتات جهاز حركي يمكنها من الابتعاد عن عوامل الإجهاد البيئية. ويطلق على المركبات التي تقوم بدور الإشارات البيئية مصطلح الهرمونات النباتية plant hormones أو مواد النمو النباتية plant growth substances وهي مجموعة من المركبات العضوية الموجودة طبيعيا بالنبات والتي لا تلعب دوراً مغذيا بل تتحكم مباشرة وبتركيزات منخفضة للغاية في آليات النمو والتطور. أما المركبات المصنعة معملياً والتي تحاكي التأثيرات الفسيولوجية لهذه المركبات فإنها تسمى منظمات النمو النباتية plant growth regulators. ولا يتوقف دور منظمات النمو على توجيهه الخلية للاستجابة للمؤثرات الخارجية فحسب بل من المؤكد أنها تلعب دورا محورياً في دورة حياة الخلية نفسها وانتقالها من مرحلة تلو أخرى سواء في مزارع الأنسجة أو على مستوى النبات الكامل، لكن يجب التأكيد على أن هذه المركبات لا تعد مواد مغذية (2001 ,Francis & Sorrell).

وتختلف منظمات النمو النباتية عن تلك الحيوانية في المدى الواسع من تأثيراتها الفسيولوجية على عمليات التطور التي ترتبط في نفس الوقت بالنوع النباتي. وكثيرا ما يلاحظ تأثير مساعد أو متعارض لمركبين مختلفين من منظمات النمو في بعض الحالات. كما يتأثر الفعل الوظيفي لمنظمات النمو بالعوامل البيئية المختلفة، ومن ثم يصبح من الصعب تحديد مدى وكيفية استجابة نبات ما أو بالأحرى عضو معين في النبات لمنظم نمو. وتم تقسيم هذه المواد إلى عدة مجموعات على أساس تأثيرها الوظيفي وهي تضم الأوكسينات، والسيتوكينينات، والجبريلينات، وغاز الإثيلين. وتعتبر الأوكسينات والسيتوكينينات من أكثر منظمات النمو تحكماً في النمو والتكشف في مزارع الأنسجة. أما الجبريلينات وحامض الأبسيسك فيندر استعمالهما في زراعة الأنسجة ولم يتم تصنيعهما معمليا بصورة تجارية حتى الآن ويعتمد على المصادر الطبيعية في الحصول عليهما. وبالرغم من ذلك فإن هناك العديد من المركبات المصنعة معمليا والتي تعيق فعل الجبريلينات وتسمى بمضادات الجبريلينات أو معوقات النمو growth retardants. أما غازي الاستيلين والبروبلين فلهما تأثير يحاكي الإثيلين لكن يجب إضافتهما بتركيزات كبيرة لإحداث نفس التأثير الوظيفي. ورغم إمكانية استعمال الإثيلين كمنظم نمو إلا أن صعوبة التحكم في إضافته وتركيزه والذي يتطلب أوعية محكمة الغلق تحد من استعماله في زراعة الأنسجة. لكن تضاف بعض المركبات التي ينتج عنها الإثيلين، كذلك هناك بعض المركبات مثل ethephon (2-chlorethanephosphonic acid) التي يمتصها النبات ثم يحدث لها تحلل داخلي وينتج منها غاز الإثيلين (2008 ,.Machkova et al).

التأثير الوظيفي لمنظمات النمو في مزارع الأنسجة

إن تأثير منظمات النمو في مزارع الأنسجة ليس مطلقاً فاستجابة المُستأصل النباتي تتوقف على عدة عوامل منها نوع النبات ونوع النسيج وعمره وباقي الظروف المتعلقة بمكونات البيئة والظروف البيئية. كما أن هناك مدة زمنية عقب المعاملة لملاحظة أثر منظمات النمو المضافة، وقد يمتد هذا التأثير الوظيفي حتى بعد خلو البيئة منه بل وإلى النباتات الناتجة التي تم نقلها للحقل. فعلى سبيل المثال ترجع زيادة تفرع بعض النباتات كالجربيرا بعد أقلمتها ونقلها من المعمل إلى التأثير المتبقي للسيتوكينينات المضافة سابقاً لبيئة الإكثار. ويتم تنظيم النمو والتكشف في مزارع الأنسجة عن طريق التداخل والاتزان بين منظمات النمو المضافة للبيئة وتلك الموجودة طبيعياً في النسيج. فقد تعمل بعض منظمات النمو المضافة خارجيا على تحوير المستوى الداخلي للهرمونات بطريقة قد تمتد إلى أكثر من جيل خلوي. ويعتقد أن تأثير كثير من منظمات النمو يكون بطريقة غير مباشرة بتأثيرها على مستوى منظمات النمو الداخلية. وربما يكون تأثير منظمات النمو على التكشف في مزارع الأنسجة مرتبطاً بدورها في التحكم في انقسام وتكشف الخلية باعتبارها هي المحدد لانتقال الخلية من مرحلة إلى أخرى أثناء دورة الخلية، وبالتالي توجيه الخلية نحو التكشف بالإضافة إلى التحوير في اتجاه الانابيب الدقيقة. وتأكد ذلك بدراسة التغيير في اتجاه الألياف الدقيقة المكونة للجدار الخلوي في الخلايا أثناء تكشف الأوراق منها. وبزيادة مطاطية الجدر الخلوية وتغيير توجيه الالياف الدقيقة بها تتكون نتوءات على السطح هي بمثابة منشأ العضو الجديد وبالطبع لا بد وان يقترن ذلك بعملية الانقسام الخلوي  Francis&Sorrell  2001.