کشت بافت، به کشت آزمایشگاهی  و استریل گیاهان، بذر ها، و قسمت‌های مختلف گیاهان (ارگان‌ها، جنین، بافت، سلول، پروتوپلاست) تحت شرایط غذایی و محیطی کنترل شده گفته می‌شود. در این روش علاوه بر کنترل شرایط درون شیشه ماننده میزان قند، تنظیم کننده های رشد، عناصرمورد نیاز و PH عوامل بیرونی مانند نور، دما و رطوبت نیز کنترل می‌گردد. مزیت خاص کشت سلول های گیاهی نسبت به سلول های جانوری در این است که، سلول های بالغ و تمایز یافته گیاهان توانایی totipotency خودشان را حفظ کرده اند و توان این را دارند تا به حالت مریستمی و سپس گیاه کامل تبدیل شوند. اساس روش های مختلف کشت بافت گیاهان شامل دو مرحله اساسی تمایز زدایی و تمایز یابی می باشد که شرایط مورد نیاز برای هر مرحله بایستی فراهم گردد.

تاریخچه کشت بافت گیاهی

اساس کشت بافت گیاهی بر اساس تئوری (totipotency) شوان و اشلیدون که در سال 1838 مطرح شد، می‌باشد. برای اولین بار در سال 1902 هابرلنت اقدام به کشت ازمایشگاهی سلول‌های گیاهی نمود. کشت جنین برای اولین بار در سال 1904 توسط هانیگ ارائه شد. در سال های بعدی روش های مختلف کشت بافت مانند: کشت اندام، کشت کالوس و کشت بذرهای ارکیده مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند. دوره زمانی بین 1940 تا 1960 با توسعه تکنیک های جدید و بهبود تکنیک‌های گذشته همراه بود. برای اولین بار در سال 1962 محیط کشت موراشیگ و اسکوگ (MS) معرفی شد که امروزه کاربرد زیادی در کشت بافت گیاهان دارد. تولید اولین گیاه هاپلوئید در سال 1964، تولید اولین گیاه از پروتوپلاست در سال 1971 و اولین گزارش تولید هیبرید بین گونه ای در اثر ادغام پروتوپلاست در سال 1972 گزارش شده است و از سال 1974 تحقیقات ژنتیکی برای تولید گیاهان تراریخت آغاز شد.

انواع روش های کشت بافت گیاهی

کشت بافت گیاهی دارای انواع مختلفی می باشد که در زیر به آن ها اشاره می‌شود.

کشت بذر: در این حال بذر گیاهانی مانند گل ارکیده در درون شیشه کشت می‌شود تا یک گیاه کامل تولید کند.

کشت جنین: در این روش جنین که پس از حذف پوسته بذر به دست می‌آید، در شرایط آزمایشگاهی کشت داده می‌شود.

کشت کالوس: کالوس توده سلولی تمایز نیافته ای می‌باشد که طی کشت Explant گیاهان به دست می‌آید.

کشت اندام و بافت: در این روش Explant  حاصل از اندام‌های مختلف گیاه مانند ریشه، برگ، مریستم، پرچم و پیاز کشت داده می‌شوند.

کشت پروتوپلاست: پروتوپلاست در واقع سلول‌های گیاهی می باشند که در اثر تیمار های مکانیکی یا شیمیایی دیواره خود را از دست داده اند.

کشت سلول: طی این روش سلول های منفرد که با روش های مکانیکی یا به کمک آنزیم‌ها از بافت گیاهان به دست می‌آیند، در محیط های مایع کشت می‌شوند.

مراحل کشت بافت گیاهی

کشت بافت گیاهان طی چهار مرحله اصلی انجامی گیرد که شامل موارد زیر می‌باشد.

تهیه کشت های استریل: هدف این مرحله زنده ماندن و رشد تعداد مناسبی از ریزنمونه های غیر آلوده می‌باشد.

تولید و تکثیر گیاهچه: در این مرحله اضافه کردن هرمون هایی مثل سیتوکنین به محیط کشت باعث افزایش تولید شاخه از جوانه های جانبی و یا تولید شاخساره از برگ، ساقه و دمبرگ می‌شود.

ریشه زایی: در این مرحله گیاهچه هایی که در مرحله قبل به دست آمده اند در محیط حاوی اکسین به منظور تحریک ریشه زایی قرار می‌گیرند.

مرحله سازگاری: طی این مرحله پس از خروج گیاهچه های دارای ریشه و شستشوی آگار، آن ها را به گلخانه های دار رطوب بالا انتقال می‌دهند.

کاربرد‌های کشت بافت گیاهی

از جمله کاربردهای کشت بافت گیاهی می توان به موارد زیر اشاره کرد.

ریزازدیادی: در این شرایط هدف از کشت بافت تکثیر گیاهان درون شیشه و تولید گیاهانی یکسان از لحاظ ژنتیک در مقیاس بالا می باشد.

حذف بیماری ها و تولید گیاهان سالم: عواملی مانند ویروس ها می توانند توسط تکثیر جنسی منتقل شوند و در مراحل بعدی منجر به کاهش عملکرد و کیفیت تولیدات گیاهان گردند. همچنین در کشت بافت گیاهی تلاش می‌شود تا گیاهانی عاری از مایکوپلاسما ها و قارچ ها تولید کنیم.

اصلاح و تولید ارقام یا ژنوتیپ های جدید و برتر: به عنوان مثال برای تولید گیاهان مقاوم به شوری، خشکی، سرما و ... .

تولید گیاهان دابل هاپلوئید، نجات جنین، ادغام پروتوپلاست، تولید گیاهان تراریخت یا ترانسژنیک و انتقال ژن های مطلوب به آن ها، همچنین تولید متابولیت های ثانویه از دیگر کاربردهای کشت بافت گیاهی می‌باشد.

چشم انداز کشت بافت گیاهی

کشت بافت یکی از علوم پیشرفته دنیا می‌باشد به طوری که سالیانه ملیون ها نهال و گیاه مختلف با روش های مبتنی بر کشت بافت تولید می‌شوند که می‌توانند در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار گیرند. تکنیک‌های کشت بافت گیاهی نقش مهمی در پیشرفت علوم کشاورزی داشته است و امروزه به عنوان یک ابزار ضروری در کشاورزی مدرن مطرح می باشند. همچنین این تکنیک ها علاوه بر استفاده در بخش تحقیقات و در کشاورزی نقش مهمی را در صنعت ایفا می‌کنند. از این رو شناسایی پتانسیل های این تکنیک ها امری ضروری می‌باشد چرا که علاوه بر تامین محصولات مهم و ارز آور می‌تواند بازار کار مناسبی را برای افراد علاقمند فراهم نماید.