التداخل بين الأوكسينات والسيتوكينينات

أصبح من المعروف أن النسبة بين الأوكسينات والسيتوكينينات المضافة إلى بيئة النمو من أهم العوامل المحددة للنمو والتكشف مع الأخذ في الاعتبار التركيز الداخلي لهما. وكانت بداية تلك الملاحظات عندما وجد Skoog & Millar في سنة 1957 أن كالوس نبات الدخان تتكشف منه الأشطاء عند إضافة تركيز منخفض من الأوكسينات مع زيادة نسبية في تركيز السيتوكينينات وإذا كان العكس فإن الكالس لا يتكشف في أغلب الحالات، ويوضح شكل رقم (1) تأثير التداخل بين الأوكسينات والسيتوكينينات على زراعة أنسجة نبات Amelanchier laevis.

شكل 1: تأثير تركيز والنسبة بينBA و NAA على استجابة الأجزاء المنزرعة من أوراق نبات Amelanchier laevis.

وتوالت الأبحاث التي تشير إلى مدى أهمية تركيز الأوكسينات والسيتوكينينات في عمليات النمو والتكشف في زراعة الأنسجة. وغالباً تضاد السيتوكينينات فعل الأوكسينات وبالطبع فإن ذلك يتأثر بالنوع النباتي شكل رقم (2) وعدد من العوامل الأخرى المتعلقة بالنسيج بالإضافة إلى الظروف البيئية. ويرجع ذلك إلى أن الاتزان بين المجموعتين ضروري جدا في تكوين المنشأة الميرستيمية للجذور والأشطاء. كما يتم تنظيم انقسام الخلية بالاتزان بين المجموعتين والتداخل بينهما فكل منهما يؤثر في مرحلة معينة من الانقسام فالأوكسين له دور في تضاعف الـDNA أي استحثاث دورة الخلية بينما تلعب السيتوكينينات دوراً في التحكم في عمليات الانقسام الميتوزي للخلية (2000 ,.Pasternak et al). فعلى سبيل المثال يؤدى التضاعف المتأخر لـDNA إلى زيادة معدل الطفرات والتغييرات الوراثية. ويعتقد أن الخلية لا تدخل في الانقسام الميتوزي إلا في وجود السيتوكينينات بينما نمو الكالس والمعلق الخلوي يمكن أن يتم في وجود الأوكسينات فقط. ومعظم أبحاث زراعة الأنسجة تهتم بحساب التركيز الأمثل والنوع المستخدم من كلا المجموعتين باعتباره حجر الأساس لعمليات التكشف ونمو وتطور الأشطاء. وتوضح نتائج (1999) .Nakano et al المبينة في الجدول رقم (1) أثر استخدام NAA و BA بتركيزات مختلفة على تكشف البراعم العرضية ونمو الأشطاء في مزرعة أنسجة أوراق نباتات Begonia tuberhybrida.

شكل 2: استجابة أوراق ثلاث طرز وراثية من الطماطم للزراعة في بيئة تحتوي على 0.5 ملجم/ لتر من IAA و 2 ملجم/ لتر من BA.

جدول 1: تأثير تركيز NAA و BA على تكشف البراعم ونمو الأشطاء أوراق نباتات Begonia tuberhybrida كما وجدها (1999) .Nakano et al

ولدراسة تأثير التداخل بين الأوكسينات والسيتوكينينات على تكوين ونمو الكالس وتكشف الأعضاء من عدة أجزاء نباتية من سلالات تابعة لنباتات Amaranthus hypochondriacus وهي A. caudatus A. hybridus  و A. cruenta قام (1997) .Bennici et al باستعمال بيئة MS تحتوى على تركيزات مختلفة من NAA و BA أو 2iP أو الكينيتين كما هو مبين في الجدولين رقم (2 و 3) واتضح أن جميع نباتات السلالات المختبرة لها قدرة على تكوين الكالس لكن مع وجود تفاوت بين السلالات المختلفة. إلا أن هذه القدرة المقاسة على أساس الوزن الجاف للكالوس تتوقف على نوع وتركيز ونسب منظمات النمو المضافة. ويلاحظ أيضا من الجدولين أن تأثير التداخل بين NAA و BA أو 2iP أو الكينيتين وبتركيزات مختلفة امتد إلى مقدرة الكالس المتكون على التكشف ففي بعض البيئات تكونت جذور أو اشطاء فقط وفي بيئات أخرى تكونت اشطاء وجذور على نفس الكالس، بينما لم تظهر الأجزاء المنزرعة في بعض البينات أي استجابة. وبصورة عامة يمكن توضيح الاستجابات المتوقعة عند تغيير نسبة كل من الأوكسينات والسيتوكينينات في بيئة النمو في الشكل التالي. لكن يجب ملاحظة أن النتائج في كثير من الأحيان لا تتطابق مع المتوقع فعلى سبيل المثال:

1. تكوين الأشطاء في النباتات عريضة الأوراق يحتاج أحيانا إلى وجود الأوكسينات والسيتوكينينات بنفس التركيز.

2. أنسجة النباتات وحيدة الفلقة تكون الكالس في وجود تركيز عالي من كلا المنظمين وقد يكون وجود السيتوكينينات ضروري أو غير ضروري.

3. التكشف في كالوس النباتات وحيدة الفلقة يشجع غالباً بالنقل إلى وسط خالي من الأوكسينات أو على الأقل بخفض تركيزها أو استعمال أكسينات أقل نشاطا مثلIAA. ويرجع ذلك إلى أن طبيعة التداخل بين المجموعتين وتأثير الظروف البيئية معقدة جداً.

ومن ثم ممكن الحصول على أكثر من توليفة من التركيزات لها نفس التأثير الوظيفي في مزارع الأنسجة، ويمكن الحصول على نفس النتائج في وجود كلا المنظمين معا بوضع النسيج في وسط محتوى على أحد المنظمين ثم نقله إلى وسط يحتوى على المنظم الآخر.

شكل يبين: الاستجابات المختلفة للتركيز النسبي لكل من الأوكسينات والسيتوكينينات في زراعة الأنسجة

جدول 2: تأثير بعض منظمات النمو (ميكرومول) على الوزن الجاف للكالس (ملجم) لنباتات A. hybridus و A. hypochondriac و Amaranthus cuentus. بعد شهر من الزراعة

جدول 3: تأثير منظمات النمو (ميكرومول) على تكوين الكالس C والأشطاء S والجذور R لسلالات من Amaranthus cnuentus, A. ybridus و A. lypochondriacus. بعد شهر من الزراعة (1997) .Bennici et al .