البذور الصناعية هي بذور ناتجة من تغليف الأجنة الجسدية Somatic embryo بواسطة غلاف واق باستخدام مادة hydro-gel وتحضر في صورة كبسولات تحت ظروف التعقيم في معامل زراعة الأنسجة حيث يمكن زراعتها مباشرة في التربة سواء في الصوب الزراعية أو الحقل (Redenbaugh, et al, 1991, Nasr et al, 2006).

وهذا النظام قليل التكاليف وذو إنتاج عال وتستخدم بدلا من البذور الحقيقية وحيث أنها أجنة جسدية فإنها متطابقة وراثياً وهناك نوعان من البذور الصناعية إما بذور رطبة أو بذور جافة.

والأجنة الجسدية ثنائية القطب محتوية على مناطق القمة والقاعدة المرستيمية قادرة على تكوين المجموع الخضري والجذري، وتتشابه الأجنة الجسدية تركيبياً مع الأجنة الزيجوتية ولكنها آتية من خلايا جسدية وتستخدم لإنتاج نسخ مكررة ذات تركيب وراثي واحد ويتم إنتاج الأجنة الجسدية بكفاءة عالية الجودة خلال بروتوكول زراعة الأنسجة ثم تغلف بلجنينات الصوديوم هيدروجيل مع العناصر الغذائية الأساسية والهرمونات لإمداد الأجنة بالغذاء اللازم أثناء النمو عوضاً عن الإندوسبيرم كما في البذور الحقيقية. ويحدث تبادل لعنصر الكالسيوم محل الصوديوم الموجود بلجنينات الصوديوم عند إضافة محلول كلوريد الكالسيوم.

خلال عملية تكشف الأنسجة في المعمل ولحث تكوين الأجنة الجسدية فإن ذلك يتطلب العمل على دفع الخلايا الجسمية على الانقسام وتكوين قطبية جديدة وقد وجد أن بعض الاوكسينات لها دور هام وخاصة 2و4 داي كلوروفينوكسي حامض الخليك وكذلك 2و4و5 ثلاثي كلورو فينوكسي حامض الخليك ووجد أن مركبات البوتاسيوم والبرولين لها دور كذلك في تكوين تلك الأجنة. ويمر الجنين الجسدي بأربع مراحل للتكوين وهي الطور الكروي والقلبي والتوربيدو والفلقي،( الشكل ادناه)، وبعد ذلك يغلف الجنين مع إضافة الإندوسبيرم الصناعي لتكوين البذور الصناعية (Redenbaugh 1993, Redenbaugh, et al., 1991)

ومما هو جدير بالذكر أن الأجنة الجسدية نوعان مباشر وغير مباشر ويفضل لعمل البذور الاصطناعية استخدام الأجنة المباشرة أي التي نتجت بدون المرور بمرحلة الكالوس.

شكل يبين مراحل تكوين الجنين الجسمي خلال الاكثار المعملي من اليسار لليمين بالترتيب 1– الطور الكروي 2- الطور القلبي 3- الطور التوربيدي 4– الطور الفلقي

ومن العوامل المؤثرة على تكوين الأجنة الجسدية التي تعتبر أساس تكوين البذور الصناعية:

1- التركيب الوراثي للجزء النباتي.

2- مصدر الجزء النباتي المزروع.

3- نوع البيئة الغذائية المستخدمة للنمو.

4- منظمات النمو المضافة للبيئة الغذائية.

5- درجة الحرارة وشدة الإضاءة والتهوية.

خطوات إنتاج البذور الصناعية:

1- الحث علي تكوين الاجنة الجسدية خلال الإكثار المعملي.

2- نضج الأجنة الجسدية مرورا بالمراحل المختلفة، (انظر الشكل السابق).

3- تغليف الأجنة الجسدية.

4- زراعة البذور الصناعية في المعمل لتقييمها ثم في الصوبة والحقل.

5- اعتماد البروتوكول الملائم للنبات تحت التقييم للاستخدام التجاري.

مميزات البذور الصناعية:

1- نظام جيد لتداول الأجنة الجسدية في حالة جيدة مشابه للبذور الحقيقية.

2- توفير الوقت ومساحة الأرض الزراعية.

3- نظام جيد للحفظ في بنوك الجينات وتبادل المادة الوراثية بين الدول والجهات العلمية.

ولقد امكن إنتاج البذور الصناعية لنباتات نخيل البلح وذلك بتغليف الأجنة الجسدية كاملة النضج تحت الظروف المصرية كما سبق إنتاج البذور الصناعية للبرسيم الحجازي والبطاطا وهذه البذور تعتبر طريقة جيدة من طرق حفظ المادة الوراثية كما يمكن تبادلها من خلال بنوك الجينات العالمية Redenbaugh et al. 1986, Hamed et al, 2003, Ibrahim et al., 2003

وعلى نطاق ضيق يمكن تغليف القمة النامية وتكوين البذور الصناعية ويلاحظ هنا أن القمة النامية أحادية القطب وبالتالي لا يمكن زراعتها مباشرة في التربة ولكن يمكن حفظها والتبادل بين بنوك الجينات فلقد أمكن إنتاج بذور صناعية للأناناس من القمة النامية وكذلك تغليف القمة النامية للموز

 Tang et al., 1994, Ying and Gang, 2006, Nasr et al, 2006

مميزات إنتاج البذور الصناعية:

يمكن استخدام تكنولوجيا البذور الصناعية في الحالات الأتية:

1- إكثار الهجن وتكوين الأجنة الجسدية ثم تغليفها.

2- إكثار النباتات المهندسة الوراثية.

3- إكثار النباتات المنقرضة.

4- حفظ الأصول الوراثية المتميزة.

5- تبادل الأصول الوراثية بين بنوك الجينات والبلدان بسهولة ويسر.

6- الدراسة العلمية للنباتات الطبية والفاكهة ومحاصيل الخضر والحقل.

7- حفظ النباتات الخالية من الأمراض والمطابقة للأصل.

المصدر

أ.د تيمور نصر الدين، أ.د. ابراهيم عبد المقصود، د. محمد احمد محمد نجاتي. تقنيات وتطبيقات زراعة الانسجة النباتية. القاهرة. 2014.