บทความน่ารู้
การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช



การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช คือ การกระตุ้นเซลล์หรือชิ้นส่วนพืชให้เกิดการเจริญเติบโต หรือเกิดการเปลี่ยนแปลงตามความต้องการบนอาหารสังเคราะห์ ภายใต้สภาพแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ ความชื้น แสงสว่าง ที่สามารถควบคุมได้ในสภาพที่ปลอดเชื้อ โดยใช้สมดุลของสารควบคุมการเจริญเติบโต พืช เป็นตัวกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงและพัฒนาของเนื้อเยื่อที่นำมาทำการเพาะเลี้ยง

           การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชเริ่มต้นขึ้น จากการศึกษาที่พบว่าเซลล์หรือเนื้อเยื่อที่แยกออกมาจากพืชมีความสามารถที่จะพัฒนากลับจนเกิดเป็นต้นพืชสมบูรณ์ขึ้นใหม่ได้ ทำให้เกิดการทดลองเพาะเลี้ยงเซลล์และเนื้อเยื่อชนิดต่างๆ ของพืชบนอาหารสังเคราะห์ จนในปัจจุบันสามารถทำการเพาะเลี้ยงอวัยวะเซลล์ และเซลล์ไร้ผนังหรือโพรโทพลาสต์ (protoplast) ของพืชหลายชนิด รวมทั้งการพัฒนาสูตรอาหารสังเคราะห์ต่างๆ ให้เหมาะสมกับการเพาะเลี้ยงในแต่ละชนิดของพืช และมีการใช้วิทยาการด้านเทคโนโลยีชีวภาพ ด้านต่างๆ เข้ามาร่วม เพื่อประโยชน์ในการศึกษาด้านชีวเคมี พันธุศาสตร์ และการปรับปรุงพันธุ์ ทำให้การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชเข้ามามีบทบาทอย่างมาก ทั้งทางด้านการเกษตร การแพทย์ และการอุตสาหกรรม เทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชสามารถแบ่งออกตามวิธีการได้หลายชนิด ขึ้นอยู่กับจุดมุ่งหมายในการนำไปใช้ประโยชน์ด้านต่างๆ ได้แก่

 

การเพาะเลี้ยงแคลลัส

           แคลลัส (callus) คือ เซลล์พื้นฐาน ที่อยู่รวมกันเป็นกลุ่ม ยังไม่กำหนดทิศทางการเปลี่ยนแปลงหรือพัฒนาไปเป็นเนื้อเยื่อหรืออวัยวะใด เนื้อเยื่อพืชเกือบทุกชนิดสามารถนำมาชักนำการสร้างแคลลัสได้ ซึ่งการชักนำการสร้างแคลลัสเริ่มต้นจากการคัดเลือกเนื้อเยื่อพืชมาทำการเพาะเลี้ยงบนอาหารสังเคราะห์ที่มีธาตุอาหารพืชร่วมกับสารควบคุมการเจริญเติบโตในระดับที่เหมาะสม เนื้อเยื่อพืชจะเกิดการแบ่งเซลล์พัฒนาเป็นแคลลัส
 
          แคลลัสเป็นเนื้อเยื่อพื้นฐานของระบบการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช และนำมาใช้ประโยชน์หลายด้าน เช่น การขยายพันธุ์เพื่อชักนำให้เกิดต้นพืชปริมาณมาก ใช้ในกระบวนการผลิตเซลล์ไร้ผนัง (protoplast) การผลิตสารเคมี (secondary metabolites) การผลิตพืชให้ต้านทานต่อโรคแมลงศัตรูพืช และทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม รวมทั้งการใช้เป็นเนื้อเยื่อเป้าหมายในการเก็บรักษาเชื้อพันธุกรรม (cryopreservation)
 
 
การเพาะเลี้ยงเซลล์แขวนลอย
           เซลล์แขวนลอย คือ เซลล์เดี่ยวๆ หรือกลุ่มเซลล์ขนาดเล็กที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชในอาหารเหลวบนเครื่องหมุนเหวี่ยงอาหาร เนื้อเยื่อที่เหมาะสมต่อการชักนำให้เกิดเซลล์แขวนลอย ได้แก่ เนื้อเยื่อแคลลัส เพราะเป็นกลุ่มเซลล์ที่มีการเกาะตัวกันหลวมๆ ซึ่งง่ายต่อการกระจายออกเป็นเซลล์เดี่ยวๆ
 
           ประโยชน์ที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเซลล์แขวนลอย ได้แก่ การนำมาใช้ศึกษาถึงกระบวนการเมแทบอลิซึมภายในเซลล์ การศึกษาการทำงานของเอนไซม์และการแสดงออกของยีน ตลอดจนเพื่อการผลิตเซลล์ไร้ผนังและคัพภะเพื่อนำไปใช้ประโยชน์ต่อไป
 
 
การเพาะเลี้ยงคัพภะ

           การเพาะเลี้ยงคัพภะ หมายถึง การนำเอาคัพภะ (embryo) หรือต้นอ่อนของพืช ที่เพิ่งเริ่มพัฒนาที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากถุงรังไข่ (embryo sac) ของพืชมาเพาะเลี้ยงบนอาหารสังเคราะห์ เพื่อให้เกิดเป็นแคลลัส หรือเกิดเป็นต้นพืชโดยตรง รวมทั้งการชักนำให้เกิดคัพภะจากเซลล์หรืออวัยวะอื่น เช่น ใบเลี้ยง ช่อดอกอ่อน เมล็ดอ่อน โดยชักนำให้เกิดคัพภะโดยตรง หรือชักนำให้เกิดแคลลัสแล้วพัฒนาเป็นคัพภะต่อไป

          ประโยชน์ของการเพาะเลี้ยงคัพภะ ได้แก่ การนำมาแก้ไขปัญหาอัตราความงอก ของเมล็ดที่ต่ำในเมล็ดพืชบางชนิด หรือในเมล็ดของพืชที่เกิดจากการผสมข้ามชนิด หรือข้ามสกุลที่ยากต่อการเจริญเติบโตและพัฒนา ในสภาพตามธรรมชาติ รวมทั้งแก้ไขปัญหาการพักตัวที่ยาวนานของเมล็ดพืชบางชนิด

 

 

การเพาะเลี้ยงเซลล์ไร้ผนัง

           เซลล์ไร้ผนัง (protoplast) คือ เซลล์ที่ปราศจากผนังเซลล์ (cell wall) เหลือแต่เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) ห่อหุ้มองค์ประกอบของเซลล์เอาไว้ สำหรับวิธีการกำจัดผนังเซลล์ที่ใช้อยู่มีด้วยกัน ๒ วิธี คือ วิธีกล (mechanical method) โดยการสร้างบาดแผลหรือทำให้ผนังเซลล์เกิดการฉีกขาดจากใบมีดที่ผ่านการฆ่าเชื้อ แล้วทำให้เซลล์ที่เหลือหลุดออกจากผนังเซลล์ และวิธีย่อยด้วยเอนไซม์ (enzymatic method) โดยใช้เอนไซม์พวก pactinase cellulase และ hemicellulase ย่อยผนังเซลล์ออก เนื้อเยื่อที่มีความเหมาะสมนำมาสกัดเซลล์ไร้ผนัง ได้แก่ เนื้อเยื่อที่มีอายุน้อย เช่น แคลลัส ใบอ่อน รากอ่อน และละอองเกสรตัวผู้
 
          ประโยชน์ของการเพาะเลี้ยงเซลล์ไร้ผนัง ได้แก่ การนำมาใช้ในกระบวนการปรับปรุงพันธุ์ และการสร้างพืชพันธุ์ใหม่จากพืชต่างสกุลโดยวิธีรวมเซลล์ไร้ผนัง รวมทั้งใช้เป็นเนื้อเยื่อเป้าหมายในระบบการส่งถ่ายยีน

 
 
การเพาะเลี้ยงอับละอองเรณู

           การเพาะเลี้ยงอับละอองเรณู คือ การนำเอาอับละอองเรณู (anther) ที่ยังไม่เจริญเต็มที่ ซึ่งภายในบรรจุด้วยเซลล์ละอองเรณูที่อยู่ในระยะ ๑ นิวเคลียส (uninucleate) มาทำการเพาะเลี้ยง โดยเริ่มจากการคัดเลือกช่อดอกอ่อนของดอกตัวผู้ที่ยังไม่แทงช่อดอกออกสู่ภายนอก แล้วแยกเอาเฉพาะอับละอองเรณูนำมาเพาะเลี้ยงในอาหารสังเคราะห์

          ประโยชน์ของการเพาะเลี้ยงอับละอองเรณู ได้แก่ การผลิตต้นพืชที่มีโครโมโซมชุดเดียว (haploid plant) เพื่อนำมาใช้ในระบบการปรับปรุงพันธุ์ และการผลิตพืชสายพันธุ์แท้ รวมทั้งเพื่อศึกษาการเจริญและพัฒนาของละอองเรณูสำหรับใช้เป็นข้อมูลเบื้องต้นในกระบวนการผสมพันธุ์

 

 

การเก็บรักษาเนื้อเยื่อพืชในหลอดทดลอง

           การเก็บรักษาพันธุ์หรือสายพันธ์ุพืช มีความสำคัญต่องานด้านการปรับปรุงพันธุ์พืช เพราะการเก็บรักษาในรูปเมล็ดพันธุ์มีข้อจำกัดคือ ต้องปลูกพืชอย่างต่อเนื่อง เพื่อสร้างเมล็ดที่ยังคงความมีชีวิตเมื่อนำมาเก็บรักษาไว้ในระยะเวลานาน นอกจากนี้ เมล็ดของพืชบางชนิดมีอายุสั้นและการติดเมล็ดน้อย หรือไม่สามารถติดเมล็ดได้ ด้วยเหตุนี้วิธีการเก็บรักษาพันธุ์พืชในสภาพการเพาะเลี้ยงในหลอดทดลองจึงได้นำมาใช้ เพื่อลดข้อจำกัดของวิธีการใช้เมล็ดในการเก็บรักษาพันธุ์ โดยสามารถเก็บรักษาได้ในหลายลักษณะของชิ้นส่วนพืช ไม่ว่าจะเป็นเมล็ด ยอด ราก คัพภะ แคลลัส หรือเซลล์ไร้ผนัง และสามารถคงความมีชีวิตได้ในระยะเวลายาวนาน โดยเก็บในไนโตรเจนเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำประมาณ -๑๙๖ องศาเซลเซียส เมื่อต้องการนำเนื้อเยื่อมาใช้ ก็ละลายผลึกน้ำแข็งโดยแช่ในน้ำอุ่นอุณหภูมิ ๓๗ - ๔๐ องศาเซลเซียส จากนั้นก็ชักนำให้เนื้อเยื่อพัฒนา และเจริญเติบโตดังเดิม
 
 
 
ขอบคุณที่มา : สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ เล่มที่ 28


แสดงความคิดเห็น

เว็บไซต์สำเร็จรูป รองรับการแสดงผลบนมือถือ


เว็บไซต์สำเร็จรูป รองรับการแสดงผลบนมือถือ

เป็นเว็บไซต์ระบบ Responsive 100% สามารถปรับรูปแบบการแสดงผลได้เองโดยอัตโนมัติ ตามอุปกรณ์ที่เปิดชม (ทั้ง Front end และ Back end) เช่น สมาร์ทโฟนทุกรุ่น, แท็บเล็ต, iPad และ iPhone เป็นเจ้าของได้แล้ววันนี้ ในราคาโปรโมชั่น...

คลิกดูรายละเอียด