شیمر چیست؟

شیمر یا ناهمسانی بافت در گیاهان Chimeras or Chimereas

شیمر یا بافت نا همسان به یک گیاه یا بخشی از یک گیاه که مخلوطی از دو یا چند نوع یاخته دارای ژنتیک گوناگون باشد، گفته می شود.

به عبارت دیگر هنگامیکه که یاخته هایی با بیش از یک ژنوتیپ (آرایش ژنتیکی)در بافت گیاه کنار هم  وجود داشته باشند و رشد کنند، به آن پدیده شیمر یا بافت ناهمسان گفته می شود.

تاریخچه شیمر

سال ها پیش وینکلر به طور مصنوعی بسیاری از بافت ناهمسان های پیوندی گوجه فرنگی روی تاجریزی سیاه و تاجریزی سیاه روی گوجه فرنگی را تولید کرد که به آسانی به هم پیوند خورده و تولید پینه کردند اند و شاخساره ا ی که از رشد جوانه ی نابجای محل پیوند بوجود آمد ، آمیخته ای از دو ژنتیک متفاوت بود ودارای خصوصیات هر دو گياه بود. وینکلر این شاخساره ی آمیخته شده را با نام هیولای افسانه ای تعبیر کرد که نیمی شیمر  و نیمی اژدها و بز بود را بافت ناهمسان یا شیمر نام نهاد . همچنین در سال 1644 سر باغبان یک باغ گیاه شناسی و دارویی در فلورانس ایتالیا بنام (پیترو ناتی)  شاهد یک شاخساره ی غیر عادی شد که در اثر پیوند نارنج روی بادرنگ ایجاد شده بود که این رقم هم یک بافت ناهمسانی پیوندی به نام بیتزاریا بود. بیتزاریا در واقع یک نوع زینتی از مرکبات محسوب می شود. بیتزاریا آنقدر جذاب بود که در مورد آن چندین طرح گیاه شناسی با نشان دادن جزئیات برگ ، میوه و سایر قسمت های گیاه توسط دانشمندان و هنرمندان ارائه شد . سپس برای مدتی که علت آن مشخص نیست بیتزاریا به آن توجه نشد، ولی در سال 1970 دوباره دتوسط پائلو گالوتی شناسایی شد و امروز در باغ گیاه شناسی فلورانس و باغ های روبولي رشد می کند.

منشآ شیمر در گیاهان:

بافت مریستم نوک ساقه جایی است که تقسیم سلولی با سرعت زیاد انجام شده و کلیه اندامهای گیاه از رشد و تمایز این ناحیه بوجود میآیند.مریستم از لایه های سلولی تشکیل شده و تقسیم سلولی در این ناحیه از بافت گیاه شدیدآ تحت کنترل ژنتیکی است. گاهی سلولهای مریستم دچار جهش های زنتیکی شده که بسته به نوع جهش و محل آن در بافت باعث بوجود آمدن تغییراتی در گیاه میشود. تغییرات گاهی در گیاه نمایان نمیشود و گاهی در ظاهر گیاه نمایان میشود.

شیمر برگ پنبه

شیمر در گیاه پنبه

معرفی انواع بافت ناهمسانی :

جهش در ابتدا در یک سلول رخ می دهد و به دلیل رشد و تقسیم سلولی در مریستم که در نهایت منجر به تولید شاخساره و برگ می شود، این سلول جهش یافته می تواند تقسیم شده و تولید برگ و شاخه کند. اصطلاحی که برای مشخص کردن گیاهی که ترکیبی از بافت هایی با بیش از یک نوع نژادگان دارد به کار می رود ، بافت ناهمسان (شیمر) می باشد .در بیشتر حالت ها بافت ناهمسان ها بر اساس نوع قرار گیری و توزیع سلول های جهش یافته تقسیم بندی می شوند، که به شرح زیر است:

1: بافت ناهمسان فراپوش :

یک جهش در صورتی می تواند تولید یک بافت ناهمسانی پری کلینال کند که سلول جهش یافته اصلی در انتهای محل تورم جوانه ایجاد شود و سلول هایی از تقسیم ثانویه این سلول بوجود می آیند ، تشکیل یک لایه ی یک پارچه از نوع جهش یافته کرده و اطراف بافت جهش نیافته را بپوشانند.در واقع جهش باید در لایه L1 رخ دهد و در نتیجه مریستم دارای یک لایه که از نظر ژنتیکی با بقیه ی لایه ها ی مریستم تفاوت دارد ، است. بافت ناهمسانی پری کلینال معمولی ترین نوع بافت ناهمسان هاست که بافت جهش یافته بصورت لایه ی نازکی به ضخامت یک یا چند سلول که همان اپیدرم است دیگر لایه ها را احاطه کرده است . این نوع بافت ناهمسانی  بسیار پایدار است به شرط آنکه ، روشی که برای ازدیاد آن به کار می بریم به گونه ای باشد که شامل انتقال بافت جهش یافته باشد.

برای مثال : اگر جهش در لایه ی  L1اتفاق افتد پس لایه ی اپیدرمی شاخه ای که تولید شده یک ژنتیک جدید است و روش ازدیاد باید به گونه ای باشد که دربرگیرنده ی لایه ی L1 باشد.

2: بافت ناهمسانی پارفراپوش:

این بافت ناهمسانی مشابه پری کلینال است،ولی با این تفاوت که قسمت جهش یافته فقط بخشی از مریستم و در نها یت شاخه ی به وجود آمده از آن را شامل می شود. و این نوع بافت ناهمسان نیز بسیارعادی است. وبطور معمول نوع انتقالی است که بی درنگ پس از وقوع جهش تولید می شود. وهمچنان که شاخساره های شیمری به رشد خود ادامه می دهند جوانه های جانبی می توانند به شیمر های پری کلینال، مری کلینال و بافت جهش نیافته(جهش بر گشتی) تبدیل شوند.

3: بافت ناهمسانی پاره ای:

بافت ناهمسانی های سکتوریال از جهش هایی منتج می شوند که بجای لایه ی خاص محدودی ، تمام سلول های شاخساره را تحت تأثیر قرار می دهد. بافت ناهمسان های سکتوریال کمیاب هستند این بافت ناهمسانی فقط در گیاهانی می تواند بوجود آید که مریستم انتهایی آنها فقط از چند سلول تشکیل شده باشد . چنین حالتی در بازدانگان ، سرخس ها وهمچنین انتهای ریشه گیاهان که محل تقسیمات سلولی ریشه است وجود دارد.  یا اینکه جهش در مراحل اولیه نمو رویان که فقط  چند سلول در آغازیدن دخالت دارند ، ایجاد شود. این نوع بافت ناهمسانی به سرعت به انواع پری کلینال و مری کلینال تبدیل می شود و یا اینکه با جهش برگشتی به حالت اولیه برمی گردد.

4: بافت ناهمسانی پیوندی:

در حالی که بیشتر بافت ناهمسانی ها به طور طبیعی به وقوع می پیوندند ،می توان آنها را به طور مصنوعی نیز با انجام پیوند ایجاد کرد. در یک گیاه پیوند زده شده ، اگر پیوندک به شدت پیرایش شود تا به نزدیک پایه (محل پیوند) برسد،ممکن است جوانه ای نابجا از پینه محل اتصال پایه و پیوندک بوجود آید که در آن یاخته های هر دو گیاه که در هم آمیخته شده اند به رشد خود ادامه داده و شاخساره ای با خصوصیات هر دو گیاه  که از نظر ژنتیکی با هم متفاوتند را به وجود  آورد. این نوع بافت ناهمسانی با علامت «+» که نشان دهنده ی دو رگه های غیر جنسی است مشخص می شود و نام رقم جدید، که دارای ژنتیکی از هر دو گیاه است را ، با ترکیب کردن نام دو گیاه اصلی انتخاب میکنند. بطور مثال پیوند ازگیل روی زالزالک ایجاد یک رقم جدید بنام زالگیل میکند که ترکیبی از نام هر دو گیاه است.

پیوند تاج ریزی روی گوجه فرنگی ، نارنج بیتزاریا (پیوند نارنج روی باد رنگ)همچنین کاکتوس (تارتگو پونتیا) که از پیوند( اپونتیا کمپرسا )  (ارتگو کاکتوس نادو گالی) است نمونه هایی از این نوع هستند.

یک نوع دیگر از بافت ناهمسانی پیوندی (سیترو پونسیروس) نام دارد.  که در سال 1986 با پیوند نارنگی رقم “پانکن” روی نارنج سه برگ به وجود آمد.ظاهرا از جوانه های نا بجای محل پیوند بعد از سرما زدگی زمستانه ایجاد شده است. از خصوصیات آن اینکه دارای ساقه هایی بدون برگ، دو برگ و سه برگ است. میوه های جوان آن شبیه “پانکن” و از نظر شکل واندازه ، بینابین و رنگ آبمیوه قرمز متمایل به نارنجی است.

5: سیتو شیمر ها: سیتو شیمر ها یا شیمر های کروموزومی(هسته ای) بیشتر مربوط به سطوح پلوئیدی یک گیاه می شوند . این تغییرات پلوئیدی میتواند در هر یک از لایه ها اتفاق افتد ومنجر به بروز تغییراتی در ژنتیک گیاه شود که از سایر قسمت های گیاه متمایز باشد.مثلا در یک گیاه دیپلوئید در اثر جهش قسمتی از آن مثل میوه تترا پلوئید شود. که باعث افزایش اندازه میوه میشود. نمونه هایی از این نوع شیمر می توان به گیاهان پلی پلوئید(که دارای شمار کروموزومی متفاوتی نسبت به سایر قسمت های گیاه هستند که این تغییرات ، در شمار کروموزوم های پایه اتفاق میافتد) و گیا هان آنیو پلوئید (که تغییرات شامل اضافه یا کم شدن کروموزوم است) اشاره کرد. سیتو شیمر ها که اغلب تغییرات پلی پلوئیدی را شامل میشود باعث بوجود آمدن رقم های بدون بذر ، رقم هایی که دارای میوه های درشت هستند می شوند. همچنین رقم هایی که در آن تمام گیاه نسبت به سایر همگروه ها بسیار بزرگتر است را به وجود می آورد. از دیگر اثرات سیتو شیمری میتوان به مقاوم شدن یا حسا س شدن گیاه به عوامل محیطی و بیماری ها اشاره کرد.

شیمر و تغییر رنگ گل

شیمر در گل

اهمیت و کاربرد جهش جوانه و شیمر :

این دو پدیده اهمیت بسیار زیادی در باغبانی دارند، به طوری که بسیاری از میوه های خوراکی خوشمزه و دارای ارزش غذایی بالا و گیاهان گلخانه ای و برگساره ای مهم و محبوب امروزی که دارای ارزش تجاری و اهمیت اقتصادی زیادی هستند ،از طریق دو پدیده ی  جهش جوانه و بافت ناهمسانی بوجود آمده اند. اکنون به معرفی تعدادی ازرقم های پر اهمیت در میوه کاری و گل کاری و گیاهان زینتی می پردازیم.

شاید بهترین شیمر شناخته شده ، سجافی باشد که در این گیاه میزان دسترسی به انواع بافت ناهمسان بیشتر از رقم های غیر بافت ناهمسان است.

انواع گیاهانی که دارای برگ های ابلق هستند مانند  شمعدانی ، داوودی ، ادریسی ، کوکب ، شمشاد رسمی ، سانسوریا ، خانواده ی اناناس ، آگاو ، پوتوس ، دراسنا و بسیاری دیگر از برگساره ای ها و گیاهان گلدهنده ی دیگر نمونه هایی از بافت ناهمسانی هستند. در گیاهان گلدهنده ای مثل بنفشه آفریقایی و لاله عباسی سبب بوجود آمدن گل های رنگارنگ و انواع طرح های مختلف در گل شده است.

همچنین میوه های باارزش زیادی که به روش جهش جوانه بوجود آمده اند ، سیب ، پرتقال وگریپ فروت ، از جمله میوه هایی هستند که بیشترین جهش جوانه در آنها رخ داده است . در سیب سبب بوجود آمدن رقم های باارزشی همچون: سیب های “رد دلیشز و … در اثر جهش های مختلف در ارقام وحشی بوجود آمده اند.

در مرکبات سبب بوجود آمدن ارقامی همچون : پرتقال های واشنگتن ناول، تامسون ناول، شاموتی از رقم بلاد

هلو هایی مثل آلبرتا ، ردهیون که دارای اشکال زودرس مثل” گارنت بیوتی” و “استارک ارلی گلو” است. هلوی  “جی . اچ . هیل “و فرم بدون کرک ناشی از آن شلیل  ” رویال فس “که شلیل  پر محصولی است و جهش در لایه ی L2 و L3 آن رخ داده است.

همچنین انواع انگور ها ، کیوی “گلدن بیوتی” که دارای گوشت زرد است ، انواع خرمالو ها ، گوجه فرنگی ، توت فرنگی ، سیاه توت بدون خار ، گلابی ها ، آواکادو ، پیاز های دارای پوست قرمز ، سیب زمینی پوست قرمز و بسیاری دیگر از گیاهان فقط نمونه هایی از جهش جوانه هستند .

جهش همچنین ممکن است اثرات مفید و منحصر به فردی در گیاه ایجاد کند که برای ما از اهمیت زیادی برخوردار هستند . اثراتی همچون بدون بذر شدن برخی ارقام در مرکبات ، مثل : پرتقال های واشنگتن و تامسون ناول و نارنگی ساتسوما ماندارین .

تغییر رنگ گوشت میوه : مثل پرتقال ها ، گریپ فروت و نارنگی  هایی که گوشت قرمز هستند ، کیوی  “گلدن بیوتی “که گوشت زرد رنگ دارد و غیره.

کاهش اسیدیته و افزایش میزان قند در برخی محصولات مثل انگور ها ، مرکبات و سیب که باعث شیرین شدن میوه می شود. در سیب رقم گرانی اسمیت جهش باعث ایجاد مزه ترش و شیرین شده است.

اثراتی همچون  بدون خار شدن ساقه در سیاه توت رونده که جهش در لایه L1 رخ داده است.همچنین بعضی از این جهش ها باعث تغییر ترکیبات در میوه شده که مثال هایی از آن در جهش یافته هایی از هلوی آلبرتا است بنام فیرهیون[61]  که تولید مقدار زیادی آنتو سیانین در گوشت میوه می کند که باعث می شود رنگ گوشت میوه قرمز شود و در مرکبات ترکیباتی که باعث قرمز شدن گوشت میشوند دارای میزان بالایی از لیکوپن و ویتامین A هستند  که علاوه بر اینکه دارای ارزش غذایی بالایی هستند دارای خواص ضد سرطانی هم هستند. . برخی سیب های جهش یافته مثل گرانی اسمیت دارای منبعی از گلایسمیک اسید هستند که این ترکیب میزان گلوکز خون را به آرامی بالا می برد و میتواند به عنوان یک منبع خوب در رژیم غذایی  بیماران دیابتی استفاده شود.

اهمیت بیشتر جهش های جوانه در تولید ارقام پا کوتاه ، مقاوم به سرما ، مقاوم به بیماری ها ، مقاوم به خشکی افزایش سختی گوشت میوه همچنین زودرس و دیررس و زودگل دهی و دیر گل دهی در برخی از گیاهان است.

شیمر درخت سیب

شیمر در میوه سیب

نحوه افزایش برخی از گیاهان بوجود آمده از طریق جهش جوانه و بافت ناهمسان :

بافت ناهمسانی و جهش جوانه دو پدیده ی کمیابند که همیشه در حال اتفاق افتادن هستند . نظر به اینکه احتمال وقوع جهش حدود یک در صد هزار تا یک در میلیون است و از این تعداد تنها یک هزارم آن ها امکان دارد که به رقم های جهش یافته و بافت ناهمسانی تبدیل شوند و از همین تعداد اندک تعداد زیادی ازآنها توسط جهش های برگشتی به حالت اولیه خود بر میگردند . همچنین تعداد زیادی از آن ها جهش های مضر  یا بی اثر هستند که کارایی ندارند ، بعلاوه تعدادی از آنها هم بصورت نهفته باقی میمانند یا اینکه اثرات بسیار اندکی دارند. پس تعداد رقم های مفیدی که میتواند در اثر این پدیده ها بوجود آید و برای ما مفید باشند بسیار اندک است. ولی همانطور که میدانیم، رقم هایی که از این راه به دست آمده اند بسیار ارزشمند و قابل توجه بوده و بیانگر اهمیت این موضوع است. بنابر این ، ازآنجایی که این پدیده ها بسیار کمیاب هستند واز طرف دیگر بسیار با اهمیت هستند پس باید به فکر روش های حفظ و نگه داری همچنین افزایش این رقم های ارزشمند به منظور بهره وری بیشتر از آن ها و همچنین تلاش بیشتر و تحقیقات کاملتر در باره آن ها و استفاده از تکنولوژی های جدید (پرتو دهی با اشعه ایکس و گاما و تیمار با مواد شیمیایی) برای افزایش تعداد این پدیده ها به منظور راهی سریعتر برای دستیابی به رقم هایی که حتی در طبیعت دیده نشده گام برداشت.

نحوه ی ازدیاد چند نمونه از جهش جوانه و بافت ناهمسان:

1-گیاه سانسوریا : این گیاه دارای انواع ابلقی است که دارای حاشیه های کرم تا زرد رنگ هستند.برای افزایش سانسوریای ابلق و انتقال این حاشیه های زیبا از روش تقسیم بوته و تقسيم ريزوم ( که حاوی ریزوم و جوانه است) استفاده میکنیم. باید توجه داشت که افزایش با قلمه برگ برای انتقال این صفت غیر ممکن است، زیرا حاشیه های زرد و کرم رنگ در این گیاه حاصل ایجاد جهش در لایه L1 جوانه هستند و این لایه تولید کننده بافت اپیدرم است ، بنابراین اگر از قلمه برگ استفاده کنیم ، چون جوانه ای که برای تولید پیکره گیاه بوجود می آ ید از بافت های داخلی لایه های L2 وl3 (پرو کامبیوم ها )  منشا میگیرد نمی تواند ژنتیک لایهL1 را منتقل کند.

ولی در صورت استفاده از روش تقسیم بوته ، چون جوانه های روی ریزوم دارای خصوصیات لایهL1 هستند میتوان با این روش ویژگی ابلق بودن را منتقل کرد.

2- سیاه توت رونده بدون خار:

یک جهش در لایه ی L1 جوانه در سیاه توت رونده ی خاردار ، سبب شده تا ژن تولید خاردر گیاه بیان نشود و بافت اپیدرم ساقه که از لایه ی L1 نشأت می گیرد کاملِا صاف و بدون خار شود . این در حالی است که  ساقه ی بدون خار اطلاعات لازم  برای خاردار بودن را دارا است . پس باید از روشی برای افزایش استفاده کنیم تا بتوان این ویژگی مطلوب را حفظ کرد. بدون شک استفاده از بذر این گیاه بدلیل اینکه صفت خاردار بودن هنوز قابل توارث است ، راهی مناسب نیست و گیاهان حاصله همگی دارای خار می شوند .

در این گیاه می توان از طریق گرفتن قلمه این ویژگی را حفظ کرد، همچنین با پیوند زدن هم می توان آن را ازدیاد و این خصوصیت را حفظ کرد . ولی مثل مورد قبل از قلمه ی ریشه نمی توان استفاده کرد ، زیرا جوانه ی نا بجا حاصل از قلمه ی ریشه چون از بافتهای درونی بوجود می آید قادر به انتقال صفات لایه ی L1 نیست.

3- پرتقال واشنگتن ناول :

پدیده ی بی بذری در مرکبات که نمونه ی مهم آن پرتقال واشنگتن ناول است ، نتیجه ی وقوع جهش در لایه ی L2 است و چون لایه ی L2 در جوانه  تولید اندام های زایشی گیاه را بر عهده دارد ، پس اثر این جهش به صورت بدون بذر شدن این رقم بروز کرده است .

برای انتقال این صفت از روش مرسوم ازدیاد مرکبات یعنی همان پیوند زدن (کوپیوند) استفاده می شود. همچنین از طریق قلمه زدن هم می توان این خصوصیت را منتقل کرد، ولی چون قلمه مرکبات برای ریشه زایی نیاز به تیمار های خاص دارد ، مقرون به صرفه نیست .

بری افزایش گیاهانی که گوشت قرمز شده اند ، می توان علاوه بر روش های بالا ، با  دانهال های نوسلار آنها را ازدیاد کرد ، ولی به دلیل طولانی بودن دوره نونهالی در این دانهال ها ، ازدیاد از طریق پیوند ترجیح داده می شود.

گوناگونی های غیر بافت ناهمسانی مشابه به بافت ناهمسان در برخی گیاهان  :

برخی از انواع گوناگونی بین همگروه ها پدید می آید که حالاتی شبیه به بافت ناهمسان دارند ولی در اصل بافت ناهمسان  نیستند. . به عنوان مثال ، برخی از گوناگونی یافته ها در حسن یوسف  به دلیل برهم خوردن میزان هورمون های گیاهی باعث بوجود آمدن برگ های رنگارنگی میشود که بسیار شبیه به برگ های بافت ناهمسان هاهستند.  به همین صورت پدیده شکست نور در گلبرگ های لاله  و الگو های موزائیکی در اثر برخی ویروس ها باعث ایجاد حالاتی شبیه بافت ناهمسان میشوند . برخی از طرح های ژنتیکی در پپرومیا  و بگونیا دیده می شود که گهگاه با علائم بافت ناهمسانی اشتباه میشوند . گونه های مختلف میوه ای و خشکباری ، دارای مشکلات ژنتیکی یکسان از نظر منبع هستند ، مانند غنچه ریزی ناآلوده در بادام که یک بیماری فیزیولوژیک است و مانع باز شدن غنچه های بادام میشود، پیچیدگی برگ در گیلاس و زردی ها در توت فرنگی . برخی ازگوناگونی ها مثل لاله عباسی در اثر انواع منحصر به فردی از واحد های ژنتیکی بنام عناصر ژنتیکی متحرک می باشد .

مهمترین نوع جهش ژنتیکی که در ظاهر گیاهان نمایان است، جهشی است که در آن سلولهای گیاه نمی توانند رنگدانه سبز یا همان کلروفیل را ایجاد نمایند. در این صورت همانطور که ذکر شد بسته به محل جهش در لایه های مریستمی سلولهای آن ناحیه بدون کلروفیل رشد کرده و با رنگ سفید یه سفید مایل به زرد از سایر سلولها متمایز میشوند.گیاه بوجود آمده را Variegated مینامند که در واقع زیر مجموعه ای از شیمر است. این جهشها تصادفی بوده و معمولآ از طریق بذر منتقل نمیشود. گیاهانی که از این طریق بوجود می آیند چون فاقد کلروفیل در قسمتهایی ازگیاه میباشند، رشد ضعیف تری نسبت به گیاهان کاملآ سبز دارند.

بعضی از رنگارنگی ها در گیاهان منشآ طبیعی داشته اگر چه این نوع هم منشا ژنتکی دارد ولی مربوط به جهش ژنتیکی نمی شود و کاملا طبیعی میباشد.

(مانند اکثر گیاهان چند رنگ). گاهی رنگی شدن بافت گیاه مربوط به استرس در گیاه است که در اثر نور یا دمای نامناسب بوجود میآید که منشآ محیطی دارد (مانند تغییر رنگ اکثر ساکولنتها).

برگرفته شده از وب سایت ویکیپدیا انگلیسی و پروژه جهش جوانه ، بافت ناهمساني و كاربرد آنها در باغباني از دانشگاه کرمان

درباره admin

دیدگاهتان را ثبت کنید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شدعلامتدارها لازمند *

*

bigtheme