امتزاج پروتوپلاست و کاربرد آن در اصلاح نباتات
چکیده :
دورگ گیری سوماتیکی(somatic hybridization ) و امتزاج پروتوپلاست( Protoplast Fusion )درجنس ها وگونه هایی انجام می شود که تلاقی پذیری ندارند. اینکار به منظور دست کاری گونه‌‌های گیاهی و در جهت افزایش تنوع ژنتیکی و ایجاد صفات و یا گیاهان جدید و تولید سیبریدها استفاده می‌شود. این فنون با رفع محدویت تلاقی‌‌های بین‌گونه‌‌ای و بین‌جنسی از طریق کشت تخمک نارس یا بالغ(Invitro pollination )و با به کارگیری فنون نجات (یاکشت) جنین (embrio rescue) به عنوان مکمل روش‌‌های اصلاح سنتی عمل نمایند. دورگ گیری سلولهای سوماتیکی یک فرآیند چند مرحله ای است که شامل جداسازی پروتوپلاستهای گونه های متفاوت، آمیختن پروتوپلاستهای حاصل از دو گونه متفاوت، و کلون کردن پروتوپلاستهای هیبرید مخلوط شده و تجدید نسل گیاهان هیبرید بارور حاصل از پروتوپلاستهای آمیخته است. از جمله صفاتی که در این روش برای انتقال مورد توجه هستند می توان تحمل به تنش های محیطی از قبیل سرما، شوری، خشکی، و مقاومت به آفات و بیماریها را نام برد. ایجاد دورگ گیری سوماتیکی به روش امتزاج پروتوپلاست در بیش از 30 گونه و12 جنس انجام شده است. پومیتو (Pomato) تنها گیاه جدیدی است که از طریق امتزاج پروتوپلاست گوجه‌فرنگی و سیب‌زمینی تولید شده است ولی هنوز بهره برداری کشاورزی ندارد.
واژه های کلیدی : دورگ گیری سوماتیکی، امتزاج پروتوپلاست، سیبرید، نجات جنین، پومیتو
مقدمه:
پروتوپلاست سلولی است که دیواره آن بطور کامل حذف شده است. امتزاج پروتوپلاست عبارت است از اخطلاط پروتوپلاستهای گیاهی (سلولهای عاری از دیواره سلولی) از سلولهای سماتیکی گونه های متفاوت و تجدید نسل گیاهان هیبرید حاصل از پروتوپلاست های مخلوط شده می باشد. اولین تلاش موفقیت آمیز در امتزاج پروتوپلاست گل اطلسی توسط پاور و همکارانش (Power et al, 1976 ) در انگلیس و نیز کارلسون و
همکارانش (Carlson et al, 1975 ) در آمریکا در تنباکو بود. بعد از جداسازی پروتوپلاست تنها مانع بین
سیتوپلاسم و محیط خارجی غشا پلاسما می باشد. فقدان دیواره سلولی باعث برقرار شدن تماس نزدیک غشا پلاسمایی دو یا چند پروتوپلاست می شود که این امکان تحت شرایط طبیعی وجود ندارد وقتی غشا پلاسمایی دو پروتوپلاست با هم تماس می یابند، تحت بعضی شرایط آنها همانند دوحباب صابون به همدیگر خواهند چسبید. بعداً اگرمحرک مناسبی برروی آنها اعمال شود بار دیگر مثل دو حباب صابون با یک دیگرامتزاج یافته و به صورت یک گوی احاطه شده با یک غشا در می آیند. امروزه توجه زیادی برای امتزاج پروتوپلاست به عنوان یک وسیله بهنژادی گیاهان صورت می گیرد. اگرچه نتایج مثبت در این زمینه جهت تولید گیاهان زراعی اصلاح شده خیلی نادراست ولی اشخاص زیادی امتزاج پروتوپلاست را یک وسیله مفید برای اصلاح گران می دانند که آنها می توانند با استفاده از این روش گونه های ناسازگار جنسی را با هم تلاقی داده وصفات هسته ای و سیتوپلاسمی را منتقل نمایند. امتزاج پروتوپلاست را می توان برای تلاقی درون گونه ای، درون جنسی و بین جنسی به کار برد. امتزاج پروتوپلاست ابزاری در جهت نیل به توارث فرا جنسی ژنوم های اندامکی هر دو والد به شمار می رود. در فراورده های الحاقی که هسته ها، پلاستها و میتوکندری های هردو والد در یک سلول حضور دارند، اجتماع تازه ای از هسته یک گونه و اندامکهای یک گونه دور پدید می آید. از طرفی نیز اثرات متقابل درسطح DNA بین ژنومهای اندامکی موجبات خلق ژنوم های جدید موردعلاقه در اصلاح نباتات می شود. امتزاج پروتوپلاست و دورگ گیری سوماتیکی درجنس ها وگونه‌هایی انجام می‌شود که تلاقی پذیری ندارند. اینکار به منظور دست کاری گونه‌‌های گیاهی و درجهت افزایش تنوع ژنتیکی و ایجاد صفات و یا گیاهان جدیدو تولید سیبریدها (دورگ‌‌های سیتوپلاسمی) استفاده می‌شود. با توجه به اینکه امتزاج پروتوپلاست برای آمیزش گونه هایی که نمی توان به صورت جنسی تلاقی یابند استفاده می شود، لذا امتزاج پروتوپلاست را دورگ گیری شبه جنسی(parasexual hybridization ) نیز نام گذاری کرده اند. این فنون با رفع محدویت تلاقی‌‌های بین‌گونه‌‌ای و بین‌جنسی از طریق کشت تخمک نارس یا بالغ(Invitro pollination )و با به کارگیری فنون نجات (یاکشت) جنین(embrio rescue) به عنوان مکمل روش‌‌های اصلاح سنتی عمل نمایند. پومیتو (Pomato) تنها گیاه جدیدی است که از طریق امتزاج پروتوپلاست گوجه‌فرنگی و سیب‌زمینی تولید شده است ولی هنوز بهره برداری کشاورزی ندارد.