مزارع المتك وإنتاج النباتات الأحادية

يتم أثناء المراحل الأولى من التكاثر الجنسي اختزال عدد الكروموسومات في المشيج المذكر والمؤنث إلى النصف نتيجة للانقسام الاختزالي meiosis. وإذا أمكن لهذه الخلايا أن تنمو لتعطى نبات فإنه بالطبع سيحتوي على نصف العدد الكروموسومي المميز للنوع. ويحدث ذلك في الطبيعة بمعدل قليل للغاية لا يزيد عن 0.01 % حيث تكون البويضة جنين دون اخصاب فيما يعرف بظاهرة parthenogenesis. ومن النادر أن تتطور نواة حبة اللقاح إلى جنين في الكيس الجنيني دون أن تشاركها البويضة في ذلك فيتكون جنين أحادي يحمل صفات النبات الأب. وحتى عام 1964 اقتصر انتاج النباتات الأحادية على بعض المعاملات كقتل نواة حبة اللقاح قبل التلقيح بالتشعيع، أو باستعمال بعض منظمات النمو، وكذلك بدرجات الحرارة المنخفضة، إلا أن هذه الطرق لم تكن فعالة بصورة عملية. وفى سنة 1953 أشار Tuleke إلى أن الأنسجة المحتوية على نصف العدد الكروموسومي المميزة للنوع كحبوب لقاح نباتات الداتورة يمكن أن تستخدم كمصدر لزراعة الأنسجة ويتكشف عنها نباتات أحادية العدد الكروموسومى فيما يعرف بـ androgenesis. وتطور استخدام مزارع المتك في إنتاج النباتات الأحادية تطور سريع ليغطي العديد من العائلات النباتية.

وتكمن فائدة النباتات الأحادية في استخدامها لإنتاج نباتات ثنائية نقية homozygous في كثير من المحاصيل خلطيه التلقيح في خطوة واحدة حيث يتم مضاعفة العدد الكروموسومى للنباتات الناتجة باستعمال الكولشيسين. وفي برامج التربية التقليدية يتطلب هذا الأمر إجراء التربية الداخلية inbreeding لعدد كبير من الأجيال يختلف باختلاف النوع، ويعتبر ذلك مهم جدا في تربية النباتات التي تتميز بطول فترة الجيل كأشجار الفاكهة ونباتات الغابات وبعض الأبصال. كما يمكن استعمال مزارع المتوك في إنتاج نباتات بها صور مختلفة من التضاعف غير التام ويمكن إكثارها خضريا. وأمكن فعلا باستخدام مزارع المتوك إنتاج أصناف محسنة من الدخان والقمح والأرز وغيرها من المحاصيل (2000 Chawla). كذلك أشار إلى الحصول على هجن فائقة الذكورة (Y) لنباتات Aspargas تمتاز بإنتاجيتها العالية وذلك بإنتاج نباتات مذكرة أحادية ثم مضاعفتها بالكولشيسين لإنتاج نبات (YY) ثم تلقيحها مع إناث (XX) لإنتاج هجن ذكور خليط (XY). ويمكن الحصول على النباتات الأحادية في زراعة الأنسجة بثلاثة طرق: (1) زراعة الجاميطات المذكرة ، (2) زراعة خلية البويضة ويطلق على هذه الحالة gynogensis لكن تعتبر الطريقة الأولى أكثر فاعلية من الثانية والتي يميزها قلة عدد النباتات الالبينو الناتجة في نباتات العائلة النجيلية، وإن كان ذلك يرتبط بالطرز الوراثي للنبات (2005 ,(Reed 3) إجراء التلقيح الكاذب للجاميطات المؤنثة وقد اتبع ذلك في تلقيح نباتات Mimulus luteus بحبوب لقاح من نبات Torenia fournieri حيث تطورت البويضة إلى جنين دون حدوث إخصاب ويميز هذه الطريقة الثبات الوراثي العالي للنباتات، وقد استخدمت هذه الطريقة لأول مرة في إنتاج نباتات أحادية من الكيس الجنيني لنباتات الشعير.

لكن يجب الإشارة هنا إلى التباين بين النباتات الأحادية الناتجة من نفس النبات الثنائي، كما هو الحال في التباين بين الجاميطات الناتجة من نفس النبات. وقد حدد (2009) .Neumman et al ثلاث طرز مختلفة لشكل أوراق نباتات الدخان الأحادية الناتجة من نبات واحد عقب مضاعفتها وذلك لوجود بعض الجينات المتنحية المختلفة بالطرز الثلاثة. وكانت الطرز الثلاثة خصبة وحافظت على نفس شكل الأوراق المميز لها لعدة أجيال من التكاثر الجنسي. وقد لوحظت قوة الهجين عند تهجين سلالتين من هذه النباتات مع بعضهما. وسوف نستعرض هذه الطرق بإيجاز شديد وللمزيد من التفصيل والاختلافات بين الأنواع النباتية راجع (1996) Bohajawni & Razdan وكذلك .Neumann et al. (2009).

1. استعمال الجاميطات المذكرة

أو ما يعرف بزراعة المتك أو الخلايا الجرثومية المفصولة منه حيث تتكون النباتات بطريقة androgenesis. والأساس العلمي لهذه العملية هو دفع حبوب اللقاح أو الخلايا الأمية لحبوب اللقاح pollen microspores لتكوين أجنة جسدية أي أنسجة خضريه بدلا من حبوب لقاح ناضجة. وربما يشاهد تكوين الجذور والأشطاء ثم يحدث ارتباطهما معاً لتكوين النبات الأحادي (2009 ,.Neumann et al). ويتم هذا التغيير من الحالة الطبيعية التي تؤدى إلى تكوين الجاميطات الجنسية المذكرة إلى تكوين أنسجة خضرية تحت ظروف معينة وفى مرحلة مبكرة من مراحل دورة الخلية حيث يتم وقف نسخ وترجمة الجينات المسئولة عن تكوين الطور الجاميطي وتنشيط نسخ وترجمة الجينات المسئولة عن تكوين الأنسجة الخضرية. فبدلاً من أن تتكون حبوب لقاح تكون الخلية الأمية لحبوب اللقاح أجنة أحادية مباشرة direct regeneration أو تكون أنسجة كالس تتكشف منها أجنة أو أشطاء indirect regeneration. لكن لا تفضل هذه الطريقة للتكشف غير المباشر حيث تتكون بعض نباتات الأحادية من الأنسجة الجنسية ونباتات ثنائية من الأنسجة الجسدية المجاورة لها.

وعموماً قد يكون تكشف الكالس عائقاً أمام تكوين النباتات الأحادية. وتتكون النباتات الأحادية بسرعة أكبر عند زراعة أنسجة المتك متضمنة الخلايا الأمية الذكرية بدلا من زراعة حبوب اللقاح فقط، فوجود أنسجة المتك يساعد في انقسام الخلايا بطريقة يعتقد أنها غذائية أو هرمونية. لكن بصورة عامة فإن إمكانية تكوين النباتات الأحادية باستخدام حبوب اللقاح غير كبير وينحصر معظمها في متك النباتات التابعة للعائلة الباذنجانية أو حبوب اللقاح لبعض نباتات عائلات Cruciferae, Gramineae و Ranunculaceae. لقد تم الحديث سابقاً عن العوامل المؤثرة في مزارع الأنسجة بصورة عامة، لكن هناك العديد من العوامل الخاصة بمزارع المتك ويلعب الطرز الوراثي دوراً محورياً في ذلك. ولعل من الضروري استعراض تلك العوامل بإيجاز قبل الخوض في طرق الحصول على نباتات أحادية بطريقة androgensis، ولمزيد من التفاصيل يمكن الرجوع إلى (1996) Bhojwani & Razdan.

أ. الحالة الفسيولوجية للنبات الأم وظروف النمو: كقاعدة عامة يجب أخذ البراعم المبكرة والنبات صغير العمر. وهناك بعض الاستثناءات لهذه القاعدة مثلا كان معدل تكوين النباتات الأحادية من متك نباتات Brassica rapa أعلى عند استعمال حبوب لقاح من نباتات تبدو مريضة. وكذلك كانت النباتات المنزرعة في ميعاد متأخر جداً بهدف خفض فترة النمو الخضري أقل من تلك التي زرعت قبلها بشهرين. ويزيد تعريض النباتات للإجهاد كنقص العناصر المغذية والعطش، والبرودة أو بمعاملة النبات بالمواد التي تؤثر في التطور الطبيعي لحبوب اللقاح كالأوكسينات والإثيريل ومضادات الجبريللين من إنتاج النباتات الإتحادية. وإذا كان هناك حاجة لاستمرار الحصول على المتك طول موسم النمو يمنع تكوين الثمار بإزالة الأزهار.

ب. مرحلة تطور حبوب اللقاح : تعتبر المرحلة التطورية التي يتم فيها جمع حبوب اللقاح من العوامل الحاسمة ليس فقط في نجاح هذه العملية بل في تكشف نباتات ثنائية. ويفضل أن تكون حول مرحلة الانقسام الميتوزي الأول، بمعنى قبله مباشرة أو أثناءه أو عقب خروج الخلية منه، مع وجود بعض الاختلافات بين الأنواع النباتية. ويمكن بالخبرة استعمال حجم البرعم الزهري كمؤشر على مرحلة تطور حبوب اللقاح، لكن بالطبع يتأثر حجم البرعم بالعديد من ظروف النمو. ومن ثم ينصح بزراعة النباتات المستخدمة كمصدر للمُستأصلات النباتية تحت ظروف حرارة وضوء محددة لتحديد الطور المناسب للبرعم الزهري.

ج. جدار المتك: لجدار المتك أهمية في تطور الأجنة من حبوب اللقاح ويتضح ذلك من رفع نسبة الأجنة المتكونة بزراعة حبوب اللقاح مع مزرعة حاضنة عبارة عن كالس جدار المتك. أو بفصل حبوب اللقاح بعد زراعة المتك لمدة أسبوع في بيئة إنتاج النباتات الأحادية.

د. المعاملة الأولية : تستخدم بعض المعاملات قبل زراعة المتك أو حبوب اللقاح لإستحثاث تكوين الأجنة الأحادية، لكن ليس من الضروري اللجوء لتلك المعاملات في بعض الأنواع. وعموماً تشجع العديد من العوامل كالضغط الأسموزي، والحرارة المنخفضة، والإشعاع، ونقص بعض العناصر المغذية وغيرها التي تعتبر بمثابة اجهاد بيني من تكوين النباتات الأحاديةMaraschin et al., 2005  وتوضح الدراسة السابقة أن تكوين النباتات الأحادية والأجنة الجسدية يمر بثلاثة مراحل هي امتلاك القدرة على تكشف الأجنة الجسدية، ثم بدء الانقسام الخلوي وأخيرا نظام توزيع الخلايا المنقسمة وتعمل عوامل الإجهاد التي سبق الإشارة إليها وكذلك منظمات النمو على إعادة برمجة عمليات الأيض في الخلية ومنها تثبيط تعبير الجينات المنوط بها التخليق الحيوي للنشا وتنشيط عدد أخر من الجينات المنظمة لتكوين الأجنة الجسدية والتي تسمى BABY BOOM Transcription factor.

وبعد بدء انقسام الخلايا لتكوين الأجنة وتوزيع الخلايا بشكل يضمن تكون الأجنة يلاحظ نشاط الجينات التي تلعب دور في موت الخلية. وتؤثر المعاملات الأولية للمتك قبل الزراعة على نشاط هذه العوامل فعلى سبيل المثال الصدمة الحرارية بتعريض المتك أو حبوب اللقاح لدرجة حرارة منخفضة 5:4 م لفترة تختلف باختلاف النوع النباتي ومرحلة تطور حبوب اللقاح، ثم الزراعة على درجة 25 م. وقد رفعت هذه المعاملة لمدة 72 ساعة نسبة متوك Nicotiana tabacum التي أعطت أجنة أحادية من 21% إلى 58% . وفي بعض النباتات مثل Capsicum وبعض الطرز الوراثية من القمح والشوفان كانت المعاملة الأولية بدرجة حرارة 30 - 35 م لفترة 1-4 يوم مفيدة في تحفيز تكوين الأجنة الأحادية. وقد أرجع (1991) .Pechan et al ذلك إلى تكوين بعض البروتينات ذات الوزن الجزئي العالي المنشطة لتكشف الأجنة الأحادية أثناء الصدمة الحرارية. وبتعريض متك الدخان والداتورا والقمح قبل الزراعة لأشعة جاما بجرعات منخفضة (1-5 Gys) زاد معدل تكوين النباتات الأحادية وكذلك النباتات الخضراء والنباتات الأحادية المتضاعفة بمعدل كبير خاصة في القمحLing et al (1991)  والأكثر من ذلك أنها شجعت تكوين الأجنة الأحادية في البراعم المسنة التي تعدت المرحلة المناسبة للزراعة، وفي طرز تستجيب لهذه الظاهرة. ومن المعروف أن هذه الأشعة تعمل على تثبيط النواة والتأثير على محتوى الأنسجة من الأوكسينات والسيتوكينيينات. وقد يكون لبعض منظمات النمو كحمض ABA المضافة للبيئة تأثير إيجابي على تكوين النباتات الأحادية عبر تأثيرها كعوامل مرتبطة بالإجهاد.

هـ. بيئة الزراعة: هناك اختلاف كبير في مكونات البيئة الصالحة لزراعة المتك بالمقارنة مع زراعة الأعضاء النباتية الأخرى. فعلى العكس من التطور الطبيعي بانقسام الخلايا الجرثومية microspore مرتين فقط فإن تطور الأجنة من حبوب اللقاح يستلزم العديد من الانقسامات لتصبح حبة اللقاح عديدة الخلايا. ويمكن أن يتم ذلك في الحقل برش النباتات بمركب 2-chloroethylphosphonic acid وبإضافة هذا المركب لبيئة زراعة متك الدخان زاد معدل إنتاج النباتات الأحادية. ويمكن تشجيع انقسام حبة اللقاح بزراعة متك الدخان على بيئة من السكر والآجار فقط مما يشير إلى دور السكر والذي قد يتراوح بين 2-6%. لكن لا بد من رفع هذه النسبة حتى 12 - 13 % لأجناس Brassica وربما يرجع ذلك لإبقاء حبوب اللقاح حية فترة اطول. وفى القمح يتم استبدال السكر

بالمالتوز Brettell & Last 1990 أما بالنسبة للمكونات المعدنية للبيئة فبها تباين كبير ومن الصعب التوصية ببيئة محددة، لكن يتباين هذا باختلاف حتى عمر النبات الأم. ومع هذا يبين الجدول التالي بعض البيئات التي ثبت نجاحها في بعض الأنواع.

جدول يبين: مكونات بعض البيئات الأساسية الشائعة الاستعمال في زراعة مزارع المتك وحبوب اللقاح (1996 ,Bhojwani & Radan).

و. كثافة الزراعة: كما هو الحال في المزارع الخلوية تمثل كثافة الزراعة عاملا أساسياً في مزارع حبوب اللقاح ففي B. napus كانت الكثافة المثلى 10000- 40000 حبة لقاح/ مل من البيئة والحد الأدنى لتحقيق النمو 3000 حبة لقاح. ويشير (1990) .Arnison et al أن تخفيف الكثافة إلى 1000 حبة لقاح /مل بعد يومين من الزراعة لم تؤثر في عدد النباتات الناتجة. وفي B. oleracea زاد عدد النباتات الأحادية عند زراعة 12 - 24 متك لكل 4 مل من بيئة الزراعة مقابل ثلاثة فقط. لكن يبدو أن ذلك يرتبط بالطرز الوراثي حيث تتعارض هذه النتائج مع بعض الملاحظات في B. napus.

ي. الضوء: لا يلعب الضوء دورا هام في إنتاج الأجنة الأحادية لبعض النباتات كالدخان والداتورا، لكن ربما يكون لحفظ مزارع حبوب اللقاح في بعض المراحل في الظلام ثم نقلها للضوء فائدة.

كيفية زراعة المتك معملياً

هناك طريقتين أساسيتين للحصول على النسيج المناسب للحصول على نباتات أحادية من زراعة المتك وهما:

أ. عزل الأزهار قبل التفتح وتعقيمها سطحيا ثم فصل المتك وزراعته في بيئة شبه صلبة أو سائلة. وقد يتم الحصول على المتك من الأزهار المتفتحة وتعقيمه. ويجب

عدم إحداث ضرر للمتك، وربما يفصل الخيط مع المتك لكن قد يسبب وجود ولو جزء بسيط منه تقليل معدل التكشف في بعض النباتات.

ب. فصل النورة الزهرية وتنميتها في بيئة سائلة بسيطة التركيب لا تشجع التكشف من الأنسجة الثنائية التركيب وهي طريقة شائعة الاستعمال في العائلة النجيلية والنباتات ذات الأزهار الصغيرة مثل Asparagus و Brassica و Trifolium لكن يقتصر استعمال هذه الطريقة على الطرز الوراثية المعروفة بقدرتها على تكوين نباتات أحادية. وبعد الزراعة بـ 3-8 أسابيع يلاحظ تغير لون المتك الذي استجاب إلى اللون البني ثم ينفجر بسبب الضغط الداخلي الناتج من نمو الأجنة أو كالس حبوب اللقاح. وقد تنبت الأجنة في نفس البيئة أو يلزم نقلها إلى وسط جديد للإنبات والتطور. ويجب التنويه إلى أن النباتات الناتجة من متوك مختلفة أو حتى من نفس المتك متباينة وراثيا لذا يتم تضاعف كل نبات بالعقل الساقية على انفراد ليكون عشيرة.

لكن هناك العديد من العيوب حول استعمال مزارع المتك لخصها (1996 ,Bohajawni & Razdan) فيما يلي:

أ. إمكانية إنتاج نباتات ثنائية فقد تنشط الخلايا المكونة لجدار المتك وهو ثنائي التركيب في التكشف أثناء تكوين النباتات الأحادية. وحتى الآن يصعب التحكم في توجيه الخلايا الأحادية فقط للانقسام دون الثنائية.

ب. التخلص من الأنسجة التي تسهل انتقال المواد المغذية وباقي مكونات البيئة لحبوب اللقاح.

ج. التخلص من المواد السامة والمثبطة الموجودة بالجنين كحامض الأبسيسك في نباتات Brassica napus كما أشار (1988) .Kott et al. وعلاوة على ذلك ربما تثبيط حبوب اللقاح الأكبر عمراً تكون النباتات الأحادية من الحبوب الأصغر.

د. فرصة تكوين الكيميرا بسبب اختلاط الكالس من أكثر من حبة لقاح.

هـ. صعوبة متابعة تطور الجنين.

وللتغلب على العيوب السابقة ابتكر (1970) Kameya & Hinata تقنية زراعة حبوب لقاح نبات Brassica oleracea بدون أنسجة المتك. ومن السهل تحديد الطور المناسب من مراحل تطور حبوب اللقاح وفصلها وزراعتها في المرحلة المناسبة لتكوين النباتات الأحادية. ولكنها طريقة صعبة في التطبيق وتحتاج إلى بيئة أكثر تعقيداً، ويتكشف منها عدد قليل من النباتات. ويزيد معدل نجاح زراعة حبوب اللقاح باستعمال مزرعة حاضنة قد تكون ببساطة هي المتك نفسه مع وضع ورقة ترشيح لتفصل بين الاثنين. ويعتبر إضافة الأحماض الأمينية glutamine و l-serine و myo-inositol مهماً في مزارع المتك عموماً وحبوب اللقاح خاصاً.

لكن على الرغم من صعوبة مزارع حبوب اللقاح فإن عدد نباتات B. napus الأحادية المتكشف بهذه الطريقة كان 60 ضعف العدد الناتج بالطريقة الأولىAslam et al., (1990)  ويفضل في النجيليات زراعة المتك كاملا لمدة 2 : 7 يوم قبل فصل وزراعة حبوب اللقاح حيث يمثل وجود أنسجة جدار المتك حافزاً لتكوين الأجنة من الحبوب التي تفصل أما بطريقة ميكانيكية أو بالمعاملة بالبرودة في وسط سائل لتطفو فيه ثم تزرع ولرفع معدل إنتاج النباتات الأحادية بزراعة حبوب اللقاح فصل (1975) .Wenzel et al حبوب لقاح الشعير التي تميل إلى androgensis عن تلك الغير مؤهلة لهذه العملية وذلك بجمع حبوب اللقاح بعد تمزيق المتك وإزالة الأنسجة من المعلق بالتصفية عدة مرات. يلي ذلك الطرد المركزي لمدة خمسة دقائق على سرعة g1200 في محلول 30% سكر، ثم جمع حبوب اللقاح الموجودة في أعلى المحلول. ويلاحظ وجود فجوات تشير إلى مقدرتها على تكوين أجنة أحادية. وقد طورت هذه الطريقة بعد ذلك باستعمال 55% من مادة Percoll مع 4% سكر. وقد تكون الزيادة الكبيرة في تكوين الأجنة الأحادية في هذه الحالة راجعة لعملية الطرد المركزي في حد ذاتها حيث أعطت نتائج إيجابية في العديد من النباتات. وقد أمكن إنتاج نباتات أحادية باستخدام حبوب اللقاح في عدد من النباتات منها Petunia hybrid و Lycopersicon lycopersicum و Datura innoxia كما بينها (2000) Chawla و (2002) Razdan.

أ. استعمال الجاميطات المؤنثة

يمكن إنتاج النباتات الأحادية بطرق أخرى غير زراعة المتك أو استعمال لحبوب اللقاح في العديد من النباتات مثل الشعير وبنجر السكر ودوار الشمس وغيرها. وذلك من خلايا غير مخصبة من الكيس الجنيني أو المبيض أو البويضات نفسها. وتعتبر هذه الطريقة البديل المناسبة للنبات التي تمتاز بالعقم الذكرى. وأشهر هذه الطرق parthenogenesis حيث تتطور خلية البويضة غير المخصبة كنتيجة لتأخير التلقيح، أو بالتلقيح الكاذب عبر استخدام حبة لقاح بها خلل كنتيجة للمعاملة بالأشعة المؤينة كما في نباتات Cucumis melo، وأحيانا باستعمال حبة لقاح غريبة قد تكون من نفس النوع لكنها لا تحدث الإخصاب. وقد لوحظت هذه الظاهرة في الهجن النوعية مثل Solanum tuberosum و Solanumphureja حيث ينتج نبات (dihaploid (2n=2x والذي يفترض أن يكون رباعي (tetraploid (2n=4x ولكن لكى نضمن حيوية الجنين وعدم حدوث إجهاض لا بد من تكوين الإندوسبرم. وقد تتكشف الأجنة الأحادية بطريقة مباشرة من المُستأصلات النباتية أو بعد تكوين الكالس.

وبالمقارنة مع زراعة المتك فإن الأبحاث المتاحة عن طريقة gynogensis قليلة نسبيا، وذلك لصعوبة تطبيقها على الكثير من النباتات. ومن الناحية التطبيقية تستعمل هذه الطريقة مع النباتات التي لا يحقق فيها زراعة المتك نجاح مناسب كبنجر السكر والبصل لكن يلاحظ انخفاض عدد النباتات الالبينو لنباتات العائلة النجيلية الناتجة بهذه الطريقة. ويلاحظ أن استجابة البويضات يكون أفضل إذا كانت متصلة بالمشيمة. لكن من استعراض (1996) Bohajawni & Razdan يتضح التباين الشديد بين المُستأصَلات المختلفة على أساس النوع النباتي. وكما هو الحال في زراعة المتك كان لمعاملات البرودة الأولية تأثير إيجابي في تحفيز إنتاج النباتات الأحادية لنباتات دوار الشمس والأرز. أما بيئة الزراعة فقد تباينت بين الأبحاث المتاحة وأكثرها استعمالاً هو MS و N6 مع اضافة السكر بتركيز يتراوح بين 3 - 14 % (لنباتات القمح والشعير)، وفي العادة تستعمل البيئة شبه الصلبة إلا أن استعمال المزارع السائلة في بدء تكوين المزرعة الأولية لنباتات الأرز كان ناجحاً.

وهناك طريقة أخرى للحصول على النباتات الأحادية وهي طريقة تستعمل في بعض الهجن، فمثلا عند تهجين Hordeum vulgare مع H. bulbosum يحدث استبعاد لكروموسومات الأخير عقب الإخصاب ويتكون جنين أحادي من الأول لكن بدون اندوسبرم. ويموت هذا الجنين سريعاً إذا لم يفصل ويزرع في المعمل فيما يعرف بمزارع الأجنة. وعموما ما زالت هناك بعض المشاكل غير تلك التي تم الإشارة إليها تعيق إنتاج النباتات الأحادية باستعمال زراعة الأنسجة ومنها تكشف نباتات ثنائية ورباعية في ذات الوقت مع تكشف النباتات الأحادية وصعوبة استعمال حبوب اللقاح لحل هذه المشكلة مع كثير من النباتات.

لعل السمات المميزة للنباتات الأحادية هي قصرها وصغر حجم الأوراق خاصة النصل، وزيادة الثمار الصغيرة بسبب عدم تكوين البذور لأن حجم الثمار يرتبط غالباً بحجم وعدد البذور. وربما يشاهد عدد من الأوراق والأزهار الغير كاملة التكوين، أو اندماج أكثر من ورقة أو زهرة مع بعضهما البعض على العكس من النباتات الثنائية التي تنمو تحت نفس الظروف. وهناك طريقتين أساسيتين للحصول على نباتات ثنائية من تلك الأحادية. وقد اقترح 1986، 1974 Jensen الطريقة الأولى بغمر نباتات الشعير عندما كان عدد أرواقها خمسة أوراق بمحلول 0.1 % من كلوشيسين ويستعمل مركب DMSO بتركيز 2 % و 0.2-0.5 مل من Tween لإذابة الكلوشيسين. وتستمر المعاملة لمدة خمس ساعات في الضوء وعلى درجة حرارة 20 - 22 م. أما النباتات ذات الفلقتين الأحادية فيقترح اضافة تركيز 0.05% من الكلوشيسين إلى القمم النامية مباشرة للنباتات الصغيرة باستعمال محقن دقيق (10 ميكروليتر). وفى الدخان يمكن أن تنتج النباتات الثنائية تلقائيا عند زراعة البراعم الورقية للنباتات الأحادية في المعمل وبإكثار النباتات الناتجة خضريا يمكن المحافظة على التركيب الوراثي الأصيل للنباتات. لكن تزهر نباتات الدخان الأحادية مبكرا عن تلك التي تم تضاعفها، ويعتقد أنها تحتوي على تركيز أقل من حامض الجبريلك حيث أن معاملتها بالجبريللين أعطى نتائج مشابهه للنباتات المتضاعفة.