پایگاه اطلاع رسانی غلامعلی رنجبر

بهبود سريع گياهان زراعی با استفاده از روش کشت بافت

روش جديد توليد گياهان متحمل به استرس و انرژی کارآمد

خلاصه:

روش کشت سلول های گياهی سهم قابل ملاحظه ای در ميزان فهم ما از مبانی مسائل فيزيولوژی، بيوشيمی و رشد و نمو گياهان داشته است.  امروزه بشر قادر به کشت مقادير زيادی سلول در تعداد بيشماری از گونه های گياهی و توليد مجدد گياه کامل از آنها می باشد.  در گذشته کشت بافت فقط توسط متخصصين خاص مورد استفاده قرار می گرفت ولی اکنون برای اصلاح بسياری از گياهان به يکی از صورت زير عمل می شود:

1-تهية قلمة گياهان نادر و مفيد بطوريکه بتوانند به سرعت توسّط زارعين بکار گرفته شوند.

2-افزودن و الحاق آللهاي مفيد جديد به ارقام موجود گونه هاي خوراکی.

به عنوان ابزار اصلاح گياهان، بنيان و اساس قدرت روش کشت بافت در اين است که قادر به ساده کردن پروسه هاي انتخاب طبيعي و انتخاب موتاسيوني است.  اين روش را ميتوان در آزمايشگاه، در يک شرايط کاملاً تحت کنترل و مطابق با دستورالعمل و در طول مکانيزم هاي تکامل طبيعي و تصادفي گياهان به صورت بسيار فشرده انجام داد و براي انتخاب موتاسيونهاي اختصاصي و مفيد که به طور طبيعي اتفاق مي افتند و يا حتی براي انتخاب مصنوعي فنوتيپ هاي جديد مورد استفاده قرار دارد.  روش هاي اصلاحي سنتي، موتاسيون و انتخاب مشابهي را بکار مي برند، ولي روش کشت بافت قادر است بطور قابل ملاحظه اي ميزان زمان لازم براي انجام کار، فضاي مورد نياز و سختي و حجم کار را کاهش دهد (شکل 1).

روش اصلاح کشت بافت بطور مشخص براي بدست آوردن ارقام گياهان خوراکي که حاوی ژن هاي مقاومت به عوامل استرس محيطي مختلف هستند بسيار مناسب است.  گياهاني که براي شرايط محيطي خاصي تغيير يافته اند، ارقام غير سازگار را، مادامي که به نهاده ها و انرژي کمتري نيازمند باشند، از دور خارج خواهند کرد.  خصوصيت ذاتي کشت بافت در اين است که کاربرد آن، از نظر اقتصادي، توليد ارقام گياهي مفيد براي شرايط محيطي ويژه و محلي را آسان مي نمايد.

هدف اين مقاله نشان دادن پتانسيل کاربرد روش کشت سلول به اصلاح کنندگان تا از آن در برنامه هاي اصلاحي خود و نيز براي توليد گياهان مقاوم به شوري NaCl)) استفاده نمايند.  اين اميد وجود دارد که روش کشت بافت به زودي به عنوان يک روش اصلاحي حياتي و مهم تلقي شود تا در ارتباط و تعامل با روش هاي سنتي به خوبي مورد استفاده واقع شوند. 

مقدمه:

در طول سه دهة گذشته، پيشرفت اصلي در توليد گياهان زراعي خوراکي با استفاده از کاربرد کود، آبياري، آفت کش، علف کش، مکانيزاسيون و ارقام اصلاح شدة زراعي بود.  تمام اين عمليات به استثناء آخرين تغييرات محيطي اعمال شده جهت متناسب ساختن آن براي گياهان، بطور کامل در مناطقي از جهان که بهبود کشاورزي توسط اين روش ها عيناً صورت گرفته است.  بعلاوه، افزايش هزينة انرژي موانع بسيار شديدي جهت کاربردشان در کشورهاي کمتر توسعه يافته ايجاد مي کند، و در آينده حتي ملت هاي صنعتي نيز ممکن است هزينه هايشان را بازدارنده تلقي نمايد.  يک راه براي کاهـش اين هـزينه ها و براي ادامـه دادن به توليد غذا اين است که ارقام جديد گياهي را توليد کنند که به تغييرات محيطي کمتري نياز داشته و بطور اختصاصي براي محيطهاي محلي توسعه يافته باشد.

اصلاح کنندگان ارقام گياهي جديدي را با الحاق آللهاي جديد مفيد يا ترکيبات آللي در داخل خزانة ژن ارقام مورد کاشت توليد نمودند.  بطور سنتي، اينکار يا بوسيلة اصلاح ارقام اهلي يا وحشي موجود، يا با انتخاب موتانتهاي خودبخودي يا القاء شده حامل صفات مطلوب صورت مي گيرد.  هرگاه صفات خاصي را در يک گياه توسط هر کدام از روش ها جدا کنيم، آساني کار براي اصلاح گياه به پروسة گشنيده شدن يک گونة گياهي خاص بستگي خواهد داشت.  در گونه هاي خود گشن صفت به آساني در گياهان تکثير شده استقرار پيدا مي کند.  در گونه هاي دگرگشن معرفي يک صفت جديد کند و دشوار مي باشد.

ارقام اهلي يا وحشي دگرگشن مي تواند بالقوه چندين ژن جديد را به بهترين ژنوتيپ موجود اضافه نمايد، ولي به چندين نسل اصلاحي براي تثبيت تنوع دگرگشني حاصله مورد نياز مي باشد.  بعلاوه، حمل صفت مطلوب توسط رقم اهلي و يا وحشي امري غير معمولي نيست.  انتخاب موتانت هاي خودبخودي و يا القاء شده مي تواند نياز به تثبيت را معلوم سازد و ابتدائاً براي افزايش يک ژن در يک زمان به يک ژنوتيپ بکار رفته است.  در حاليکه، چندين مورد معايب منطقي و اقتصادي براي اين روش نيز وجود دارد.

در اثر ميزان کم موتاسيون (در 1000000تا100000000 فقط يک گياه داراي موتانت خودبخودي براي يک صفت مطلوب خواهد بود)، جداسازي موتانتهاي خودبخودي از گياهان رشد يافته در مزرعه نياز به آزمون تعداد زيادي از گياهان دارد.  اين به نوبة خود درگير با مقدار زمان اجرايی و دشواری کار بسيار زياد، که همه با هزينه های بسيار بالا هم همراه هستند می باشد.  در روش های انتخاب برای کاهش عمليات بيشتر از قلمه ها استفاده می کنند تا گياهان رشد يافته در مزرعه.  به هر حال قلمه ها در مقايسه با گياهان بالغ به شکل های متفاوتی به يک عامل انتخابی پاسخ می دهند.  بعلاوه صفات مطلوب مشخص (مانند رفتار رشدی) به آسانی توسط مشاهدات مزرعه ای مشخص می شود، در حاليکه صفاتی نظير پروفيل های اسيدآمينه را نمی توان مشخص کرد.  موتانت های ديگری مثل مقاومت به علف کش و تحمل به شوری نياز به اين دارند که گياهان با فشار انتخاب در گير شوند.

القاء موتاسيون در بذور يا دانة گرده موجب افزايش فراوانی فنوتيپ های مطلوب، ولی موجب کاهش تعداد گياهان مورد انتخاب می گردد.  از نظر آماری، احتمال يک موتاسيون مضر بيشتر از يک موتاسيون مفيد است.  در مورد وقوع يک موتاسيون مفيد در يک بذر، مشکل اصلی در اين است که طبيعت پر سلولی جنين از نظر آماری پيدا کردن تمام سلولهای اولين نسل گياهان موتانت که حاوی موتاسيون های مشابه در همان نسل باشند غير ممکن است.  اين موجب ايجاد مشکل وراثت شيمری شده و ممکن است پيش از آينکه يک ذخيرة خالص بدست بيايد به تعداد بيشتری فصول اصلاحی نياز باشد.  ايجاد موتاسيون در دانة گرده پيش از لقاح موجب ايجاد مشکلاتی در اخذ تعداد زيادی از گياهان بالقوه موتانت می شود.  محدوديت، هزينه و تنها با موفقيت های اخير در توليد مفيد گياهان از موتاسيون های القائی در بذر می تواند به مخارج زياد و سرمايه گذاری فيزيکی در حمل تعداد زيادی بذر در خلال چندين نسل اصلاحی آنهم برای تثبيت يک صفت خاص نسبت داده شود.

به اين دلايل، بررسی ساير تکنولوژيهای در حال توسعه که بسياری از اين موانع را کاهش دهد يا حذف نمايد مناسب می باشد.  پيشرفت های اخير در کشت سلولهای گياهی روشی را برای جدا سازی سريع موتاسيون های مطلوب در گياهان زراعی پيشنهاد می نمايد.  ميليونها گياهان بالقوه را می توان در يک فلاسک يا لولة آزمايش رشد داد، در حاليکه می توان برای فنوتيپ های موتانت انتخاب نيز انجام داد.  کشت سلول گياهی بطور قابل ملاحظه ای از ميزان زمان، فضا، و دشواری کار مورد نياز برای توليد يک واريتة جديد می کاهد، و انعطاف بيشتری در انتخاب صفات مطلوب در گياهان زراعی ايجاد می کند (شکل 2).

روش های کشت سلولی

توليد گياهان موتانت بوسيلة روش های کشت سلولی را می توان به چهار مرحله تقسيم نمود:  a) شروع کشت سلولی، b) انتخاب فنوتيپ سلولی موتانت مطلوب، c) بازرشد سلول های موتانت به گياه کامل و d) آزمون گلخانه ای و مزرعه ای.  اين بحث خلاصة روش کلی و جزئی روش های ويژة بکار رفته آزمايشگاهی برای بدست آوردن گياهان متحمل به شوری محسوب می شود (شکل 3).

در مرحلة اول، گروهی از سلول های گياهی از يک گياه حذف شده و بطور ضد عفونی بر روی يک محيط کشت جامد يا مايع کشت می شوند (شکل 4).  از نظر شکلی، قطعه ای از يک گياه (قطعه ای از ريشه، ساقه يا برگ) را با کلراکس 20% به مدت 10-20 دقيقه ضدعفونی سطحی نموده و در داخل يک لولة آزمايش حاوی محيط کشت آگار جامد با غلظت های معين شکر، مواد معدنی، ويتامين ها، و هورمون های رشد گياهی قرار داده می شود (شکل 5).  يک محيط کشت پاية کاملاً مفيد متعلق به لينسماير و اسکوگ (1965) به صورت زير است:

ترکيبات هورمونی محيط کشت برای تحريک تکثير سلول ها به شکل توده ای تمايز نيافته از سلول ها که "کالوز" ناميده می شود تنظيم شده اند (شکل 6).  اين معمولاً با کاربرد سطوح بالای (2-40 ميلی گرم در ليتر) اکسين (يک هورمون گياهی) که موجب تحريک تقسيم سلولی ولی باعث جلوگيری از تشکيل ساقه و ريشه می گردد.  اکسين مخصوص بکار رفته همانند غلظت های مختلف از گونه ای به گونة ديگر و گاهی از واريته ای به واريتة ديگر فرق می کند.

در مورد آزمايشات طراحی شده برای بدست آوردن توتون، يولاف، و گندم متمل به شوری، لاين های سلولی از قسمتی از ساقة توتون و از بذور يولاف و گندم حاصل شد.  در مورد قطعه ای از ساقة توتون، سلول ها رشد کرده و برای توليد کالوزهای به اندازة ناخن شصت تقسيم شده که خود حاوی حدود 50000 سلول در 2 تا 3 هفته خواهد شد.  محيط کشت القاء تکثير سلولی در توتون سامسون حاوی 5 ميلی گرم ايندول استيک اسيد بعلاوه 5/0 تا 5 ميلی گرم در ليتر کينتين می باشد.  در مورد گندم و يولاف بذر بر روی محيط کشت پايه حاوی 2-5 ميلی کرم در ليتر 2،4- ديکلروفنوکسی استيک اسيد جوانه می زند.  سلول های ريشه در حال جوانه زدن توسط اکسين برای رشد و تقسيم تحريک شده و منجر به توليد تودة کالوز می شود.  برای هر سه گياه کالوز اوليه حاصله از قطعه ای از گياه را می توان کشت مجدد نموده و از آن کالوز ثانويه بدست آورد.  وقتی به مقدار کافی کالوز بدست آمد، قسمتی از کالوز را گاهی در يک فلاسک حاوی محيط کشت مايع بر روی يک شيکر گردان (Gyratory shaker) قرار می دهند (شکل 7).  حرکت مکانيکی شيکر موجب پخش شدن کالوز و تبديل آن به مجموعه های کوچکی از سلول و تک سلول ها می شود که به آن "سوسپانسيون سلولی" می گويند.  هنگامی که تراکم سلول به حداکثر مقدار خود رسيد، سوسپانسيون سلولی را کشت مجدد می نمايد.

سوسپانسيون سلولی حاوی تعداد زيادی سلول است.  يک کشت سوسپانسيون 100 ميلی ليتری می تواند دارای 10⁷ سلول باشد که تقريباً هر سلول قدرت ژنتيکی توليد يک گياه کامل را دارا می باشد.  اگرچه هر سلول دارای ژنتيک معين می باشد و توليد گياهان با ژنتيک معين می نمايد، موتاسيون های خودبخودی در شرايطی انتخاب می شوند که وقتی کل سوسپانسيون سلولی يا کشت کالوز در آن شرايط قرار داده می شوند، سلول های طبيعی رشد کند نشان داده و يا رشدشان متوقف می شود، در حاليکه سلول های موتانت مورد نظر دارای رشد مناسب می باشند.  مثلاً با افزاژش تذريجی سطح NaCl در کشت سوسپانسيونی توتون در مرحلة 600 ميلی گرم در ليتر، سلول های متحمل به NaCl انتخاب می شوند، زيرا رشد و تقسيم سلوليشان مطلوبتر به نظر می آيد.  بنابراين، يک کشت کامل (10⁷ سلول در 100 ميلی ليتر) از گياهان بالقوه متحمل به NaCl در ظرف چند ماه بدست آمد.  در کشت توتون در چندين لاين سلولی تحمل NaCl برابر با 8000 ميلی گرم در ليتر بدست آمد.  بدست آوردن تحمل تا اين اندازه در سوسپانسيون غير ممکن به نظر می آيد.  اين ممکن است ناشی از ناتوانای ژنتيکی در سلول ها به سازگاری با غلظت نمک بالای اين سطح باشد.  لاين های سلول توتون متحمل به نمک را می توان با افزودن NaCl به محيط کشت جامد حامی رشد کالوز نيز انتخاب نمود.  جدول 1 داده هايی را که بيانگر اين نوع انتخاب باشند را نشان می دهد.  برای يولاف و گندم، انتخاب لاين های سلول متحمل به NaCl بر روی محيط کشت جامد با کاربرد افزايش 1000 ميلی گرم در ليتر NaCl در هر مرحله انجام شده است.  در هر دو گونه تحمل به 9000 ميلی گرم در ليتر بدست آمده است.

در مرحاة نهايی، سلول ها به گياهی کامل بازرشد داده می شوند.  سلول ها را از کشت سوسپانسيون برداشت کرده و بر روی محيط کشت جامدی که رشد ساقه و ريشه را تحريک می کند قرار می دهند (شکل 8-9).  برای بعضی از گونه ها يک محيط کشت برای القائ ساقه دهی و محيط کشت ديگری برای القاء ريشه دهی بکار می رود.  اين بستگی به گونة گياهی خاص ممکن است 4 تا 6 هفته وقت بگيرد.  بعد از تشکيل گياهچة کامل (گياهان کوچک و جوان)، به گلدان هايی که محتوی مخلوطی از خاک هستند منتقل شده و به مدتی که برای تيمار سخت کردن قبل از انتقال به گلخانه نياز دارند، در يک محيط کنترل شده قرار داده می شوند (شکل 10).  در گلخانه، گياهان بازرشد يافته برای پايداری فنوتيپ و وراثت پذيری موتاسيون آزمون می شوند.  پروسة اصلاح استاندارد را می توان از اين به بعد برای الحاق بعدی موتاسيون های جديد به ارقام تثبيت شده بکار گرفت.

جدول 1- انتخاب برای موتانت های متحمل به NaCl در کالوز رشد يافته بر روی محيط کشت جامد***.

*آب دريا دارای PPM 21000 NaCl + ppm 14000 ساير نمک ها است (بطور متوسط)

** بدون رشد

*** کشت 1# از غلظت کشت 3#  و کشت 2# از غلظت صفر کشت 4# بدست آمد.

برای مطالعه روی تحمل NaCl توتون، جست هايی از هر دو کشت متحمل و حساس به NaCl با قرار دادن سلول های کشت سوسپانسيون بر روی محيط بازرشد جامد، بازرشد داده شدند.  محيط کشت بازرشد شامل محيط پاية لينسماير و اسکوگ همراه با 5/0 ميلی گرم در ليتر کينتين بود.  بازرشد ساقه بطور قابل توجهی بر روی محيط حاوی NaCl کاهش يافته بود.  ساقه ها پس از انتقال به محيط مشابه که حاوی 5 يا 10 ميلی گرم در ليتر ايندول استيک اسيد (IAA) اضافی بود ريشه دار شدند.  کاهش سطح نمک های عمده به نصف يا يک دهم نرمال در اين سيستم موجب تحريک ريشه دهی نشده است.  مجدداً، قدرت ريشه دهی بطور قابل ملاحظه ای در محيط حاوی NaCl کاهش می يابد.

گياهان بازرشد يافته از ظروف کشت بيرون آورده شده، در خاک کشت شده، و در آزمايشگاه برای چند هفته قبل از انتقال به گلخانه عادت داده می شوند.  گرئه گياهان بکار رفته: (1) گياهانی که از کشت های حساس به NaCl بازرشد يافتند و توسط محلول عاری از نمک آبياری شدند، (2) گياهانی که به عنوان متحمّل به NaCl از کشت های متحمّل به 4/6 گرم در ليتر NaCl انتخاب شدند، در حضور NaCl بازرشد يافته، و با محلول حاوی سطح نمک مشابه آبياری شدند، (3) گياهان مشابه گروه 2 ولی باز رشد يافته و ريشه دار شده در محيط عاری از نمک.  بذور هر گروه جمع آوری شده و برای بدست آورن نسل F₁ کشت شدند.  گياهان F1 در گلدان های 4 اينچ در خاک را کاشته و گروه های گياهان با آب حاوی غلظت های مختلف نمک از صفر تا 19 گرم در ليتر NaCl آبياری شدند.  وقتی آشکار شد که تحمل کامل بطور قابل ملاحظه ای از تحمل سلول های کشت شده بالاتر بود، غلظت محلول آبياری از صفر تا 8/32 گرم در ليتر NaCl افزايش داده شد.  تصاوير 11 و 12 گياهان توتون را از گروه 1 (حساس به نمک) و گروه 3 ( متحمل به نمک) بعد از 3 هفته آبياری با يک محلول 8/32 گرم در ليتر NaCl نشان می دهد.

نسبت زنده مانی گياهی در 13 هفتگی در دو سطح NaCl در جدول 2 نشان داده شده است.  بذور حاصل از سه گروه گياهان F₁ تا جای ممکن جمع آوری شد.  گلدهی و تشکيل دانه نسبتاً از زنده مانی گياه به NaCl حساس تر هستند، به همين دليل از همة گياهان بذر بدست نيامد.  بذور حاصل از سه گروه از گياهان F₁ که با محلول بدون نمک آبياری شده بودند برای بدست آوردن گياهان F₂ کاشته شدند (شکل 13).  گروهی از گياهان F₂ تحت استرس نمک در سطوح مختلف مشابه با F₁ قرار داده شدند.  داده های حاصل از دو سطح NaCl در جدول 2 نشان داده شد.  تصوير 14 دو گروه از گياهان F₂ را تحت سطوح مختلف استرس نمک نشان می دهد.

نتايج اين آزمايشات پايداري مقاومت به NaCl انتخابي از طريق کشت بافت در گياهان نسلهاي اول و دوم پس از بازرشد را نشان مي دهند.  چون ما قادر به انتخاب مکرر لاين هاي سلولي داراي تحمل خودبخودي به NaCl از کشت 10⁷ سلول ديپلوئيد هستيم، معتقديم که مقاومت ناشي از فعاليت يک آلل داراي غالبيت کامل يا غالبيت ناقص مي باشد.

براي افزايش بروز موتاسيون ها، القاء موتاسيون مي تواند در مرحلة سوسپانسيون سلولي انجام گردد.  موتاسيون به شدت به دز عامل موتاسيون زا همانند تيمارهای مختلف قبل و يا بعد از موتاسيون زايي بستگی دارد.  بعد از موتاسيون زايی انتخاب برای فنوتيپ های مطلوب به روش مشابه آنچه در مورد موتاسيون های خودبخودی انجام مي گرفت صورت می گيرد.  متناوباً، القاء موتاسيون می تواند با بازرشد تعداد زيادی از گياهانی که بعداً موضوع انتخاب خواهند بود دنبال شود.  مزيت القاء موتاسيون در کشت سلولی نسبت به القاء آن در بذر اين است که چندين فصل اصلاحی برای تثبيت فنوتيپ مورد نياز نمی باشد.  اين ناشی از اين حقيقت است که غالب گياهان بازرشدی حاصل از تک سلول هستند و اگر انتخاب در کشت سوسپانسيون انجام گيرد تمام سلول ها حامل فنوتيپ مطلوب خواهند بود.  بايد متذکّر شد که مشابه با بذر، غالب موتاسيون های القاء شده در کشت سلولی در يک محيط خاص مضر هستند.  بنابراين، بايد ابتدا قبل از القاء موتاسيون برای يافتن موتاسيون های خودبخودی جستجو صورت گيرد.

سهولت روش اصلاحی کشت بافت برای برای بکارگيری در گياهان خوراکی موجب بدست آوردن روش های قابل اعتماد برای بازرشد شده است.  برای تعدادی از لگوم ها (سويا، لوبيا خشک)، هنوز روش های بازرشد مناسبی ايجاد نشده است.  عليرغم اين مشکلات، امروزه متدلوژی کاملی برای الحاق اصلاح کشت بافت در برنامه های اصلاحی موجود گندم، چاودار، ذرت، گوجه فرنگی، و جو در اختيار قرار دارد (جدول 3).

جدول 2- نسبت زنده مانی تحت استرس بالا و يا بدون وجود استرس لاين های گياهان توتون متحمل و يا غير متحمل و يا غير متحمل به نمک حاصل از سلول های کشت شده*.

* گياهان بازرشد يافته از کشت بافت طراحی شده از نسل والدينی (P) و برای بدست آوردن نسل F₁ هر گروه در ستون صفر گرم در ليتر NaCl برای بدست آوردن نسل F₂ خودگشن شدند.  نسل F₁ دارای 43 گياه در گروه و نسل F₂ دارای 20 گياه بود.

يک انتقاد عمومی از روش اصلاحی کشت بافت اين است که حتی اگر لاين های سلولی موتانت با صفات تغيير يافته در مرحلة سلولی انتخاب گردد، خصوصيت فنوتيپی آن ممکن است در مراحل مختلف توليد پايداری لازم را نداشته و برای کاربرد در مزرعه مفيد نباشد و يا احتمال حمل اثرات نقطه ای مضر نيز در آن وجود دارد.  اين سؤالات را تنها می توان توسط آزمايشات جواب داد، به هر حال، روش های کشت سلول های گياهی برای بدست آوردن گياه کامل موتانت توتون از لاين های سلولی موتانت مقاوم به استرپتومايسين بطور موفقيت آميزی بکار رفته، و برای سمّيت Pseudonomas tabaci و برای علف کش پيکلرام، مقاومت گياهان کامل بازرشد يافته باقی مانده و قابل وراثت می باشد.  اخيراً همانطوری که قبلاً بحث شد آزمايشگاه ما گياهان توتون با تحمل بسيار بالا به NaCl از لاين های سلولی موتانت توليد کرد، و آزمون گلخانه ای نشان داد که اين صفت به نسل F₂ قابل وراثت می باشد.

مهم نيست که منبع موتاسيون کشت بافت باشد يا منابع سنتی، روش های کشت بافت بطور قاطع می توانند زمان مورد نياز برای نعرفی ارقام جديد به زارعين را کاهش دهند.  مثلاً اگر يک گياه متحمل به خشکی توسط يک اصلاح کننده در مزرعه پيدا شود، دوره ای از چندين سال معمولاً قبل از بدست آوردن مقدار بذر کافی برای معرفی به زارع مورد نياز می باشد.  در حاليکه با کشت بافت، تعداد زيادی از گياهان را می توان به سرعت در ظرف چند ماه تکثير کرد.

جدول 3- روش های بازرشد گياهان (تشکيل ساقه) در تعدادی از گياهان زراعی*

* به عنوان رفرانس به نادروس (1976) مراجعه شود.

اهداف آينده

روش اصلاح کشت بافت امکان توليد سريع و اقتصادی گياهان مقاوم به تعدادی ار استرس های خاکی و محيطی را بدست می دهد.  جدول 4 تعدادی از فنوتيپهای موتانت مفيد از نظر کشاورزی را ليست مرده است که می توان آن های را در مرحلة سلولی انتخاب نمود.  برای غالب اين موتانت ها، بطئر نسبی می توان روش های در حال پيشرفت انتخاب را بکار برد.  برای ساير موتانت ها، روش های پيشنهاد شده بوسيلة آزمايشات مداوم تغيير خواهد يافت.  همانطوری که دانش بيشتری راجع به فيزيولوژی و بيوشيمی گياهی بدشت مي آيد، روش های انتخاب برای ساير صفات مهم زراعی نيز ايجاد خواهد شد.

جدول 4- تعدادی از فنوتيپ های موتانت مفيد از نظر کشاورزی که می توان آنها را در مرحلة سلولی انتخاب نمود.

*هم در ذرت و هم در گندم عملکرد کل رقم خاص با فعاليت نيترات ريداکتاز همبستگی داشت (جانسون و همکاران 1976).

روش های کشت سلول در نقاطی توسعه يافت که الحاق آن در برنامه های اصلاحی گياهان زراعی امکان پذير است.  فاصلة قابل توجهی در متدلوژی در رابطه با تعدادی از محصولات غذايی عمده وجود دارد، اما برای ساير گياهان، روش های کشت سلولی قابل کاربرد در اختيار می باشد.  کشت بافت يافته هايی متفاوت با آنچه اصلاح کنندگان بطور معمولی بدست مي آورند ارائه می کند، ولی مزايای ويژة اين روش قابل توجه است.  اين مزايا مختصراً در جدول 5 خلاصه شده است.

جدول 5- مزايای اصلاح کشت بافت

منابع:

Carlson, P.S.  1973.  Methionine-Sulfoximine-Resistant Mutant of Tobacco.  Science 180: 1366-1368.

Chaleff, R.S., and M.F. Parsons.  1978.  Direct Selection in vitro for Herbicide-Resistant Mutants of Nicotiana tabacum,  Proc. Natl. Acad. Sci.  USA.  75: 5104-5107.

Gengenbach, B.G., C,E, Green, and C,M, Donovan.  1977.  Inheritance of Selected Pathotoxin Resistance in Maize Plants Regenerated From Cell Cultures.  Proc. Natl. Acad. Sci.  USA.  74: 5113-5117.

Johnson, C.B., W.J. Whittington, and G.C. Blackwood.  1976.  Nitrate Redactase as a Possible Predictive Test of Crop Yield.  Nature 262: 133-134.

Linsmaier, E.M., and F. Skoog.  1965.  Organic Growth Factor Requirements of Tobacco Tissue Cultures.  Physiol. Plant. 18: 100-127.

Maliga, P., A.Sz. Breznovits, L. Marton, and F. Joo.  1975.  Non-Mendelian Streptomycin-Resistant Tobacco Mutant With Altered Chloroplasts and Mitochondria.  Nature 255:401-402.

Nabors, M.W.  1976.  Using Spontaneously Occurring and Mutations to Obtain Agriculturally Useful Plants.  BioScience 26: 761-768.

Nabors, M.W., A. Daniels, L. Nadolny, and C. Brown.  1975.  Sodium Chloride Tolerant Lines of  Tobacco Cells.  Plant Science Letters 4: 115-119.

Nabors, M.W., S.E. Gibbs, C.S. Bernstein, and M.E. Meis.  1980.  NaCl-Tolerant Tobacco Plants From Cultures Cells.  Zeits. Fur Pflanzen. 97: 13-17.