การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช(Plant  Tissue  Culture)

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช คือการนำเอาส่วนใดส่วนหนึ่งของพืช เช่น อวัยวะ  เนื้อเยื่อ และเซลล์มาเลี้ยงในอาหารสังเคราะห์ ซึ่งประกอบด้วยแร่ธาตุ  น้ำตาล  ไวตามินและสารควบคลุมการเจริญเติบโต  ในสภาพปลอดเชื้อจุลินทรีย์  โดยมีการควบคุมสภาพแวดล้อม  เช่น อุณหภูมิ  แสง และความชื้น ส่วนต่างๆของพืชเหล่านี้จะสามารถเจริญเติบโตเป็นต้นใหม่ โดยอาศัยคุณสมบัติพิเศษของเซลล์พืชที่สามรถเจริญเติบโต  พัฒนาไปเป็นต้นใหม่ได้หรือที่เรียกว่า โคลนนิ่ง

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชเริ่มต้นในปี ค.ศ.1902  โดย Haberlandt  นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันได้ทำการแยกเซลล์พืชมาเลี้ยง  เพื่อจะทำการศึกษาคุณสมบัติของเซลล์  แต่ยังไม่ประสบผลสำเร็จจนถึงระดับเซลล์มีการแบ่งตัว  เพียงแต่พบว่าเซลล์มีการขยายขนาดขึ้นเท่านั้น  ในปี ค.ศ.1930  ได้มีการพัฒนาการเลี้ยงเซลล์ที่แยกมาจากรากของพืชหลายชนิดโดยเลี้ยงในสภาพปลอดเชื้อ  ต่อมาในปี ค.ศ. 1938  สามารถเพาะเลี้ยงอวัยวะ( Organ ) และ แคลลัส ( Callus ) ของพืชได้หลายชนิดและนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา  เทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชได้มีการพัฒนาไปได้อย่างกว้างขวาง และมีการค้นพบเทคนิคใหม่ๆอีกมากมาย ซึ่งสามารถทำการเพาะเลี้ยงพืชเซลล์เดี่ยวๆและโปรโตพลาสต์ของพืชได้หลายชนิด  รวมทั้งการใช้เทคนิคทางเทคโนโลยีชีวภาพ เช่น การตัดต่อยีนส์  การถ่ายยีนส์ ฯลฯ เทคนิค การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชจึงมีบทบาทสำคัญต่อวิทยาการแขนงอื่นๆ เช่น ชีวเคมี  พันธุศาสตร์  การปรับปรุงพันธุ์พืช  โรคพืช  และเภสัชศาสตร์ เป็นต้น

ประโยชน์ของการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช  

1.เพื่อการผลิตต้นพันธุ์พืชปริมาณมากในระยะเวลาอันรวดเร็ว  โดยอาศัยอาหารสูตรที่สามารถเพิ่มจำนวนต้นเป็นทวีคูณ               

2.เพื่อเป็นการผลิตพืชที่ปราศจากโรค  ที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรีย  เชื้อรา และเชื้อไวรัส  เพราะการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชจะใช้ส่วนที่เป็นเนื้อเยื่อที่เจริญที่อยู่ที่บริเวณปลายยอดของลำต้นและเนื้อเยื่อคัพภะ (Embryo) ซึ่งถือว่าปลอดจากเชื้อไวรัสมากที่สุด               

3.เพื่อเป้นการปรับปรุงพันธุ์พืช  โดยการชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์ แล้วคัดเลือกเอาสารพันธุ์ที่ดีไว้ซึ่งอาจทำได้โดยการใช้สารเคมี การฉายรังสี  การติดต่อยีนส์  และการย้ายยีนส์               

4.เพื่อการผลิตพืชพันธุ์ต้านทาน  โดยการเพาะเลี้ยงในอาหารที่มีเงื่อนไขต่างๆ  เช่น การสร้างพันธุ์ต้านทานต่อสารพิษของโรค  ต้านทานต่อแมลง  ต้านทานต่อยากำจัดวัชพืช ฯลฯ               

5.เพื่อการผลิตพันธุ์พืชทนทาน  โดยการคัดสายพันธุ์ทนทานจากการจัดเงื่อนไขของอาหารและสภาวะแวดล้อม  เช่น การคัดสายพันธุ์พืชทนเค็ม  สายพันธุ์ทนต่อดินเปรี้ยว  เป็นต้น               

6.เพื่อการผลิตยาและสารเคมีจากพืช  พืชบางชนิดมีคุณสมบัติทางยาแต่บางครั้งปริมาณยาที่สกัดอยู่ในเนื้อสารมีปริมาณน้อย  จึงต้องมีการปรับสภาพแวดล้อมและอาหารที่เหมาะสม ก็อาจชักนำให้เกิดการสังเคราะห์สารที่เราต้องการได้มากขึ้น               

7.เพื่อการศึกษาทางชีวเคมีและสรีรวิทยาของพืช               

8.เพื่อการเก็บรักษาพันธุ์พืช  ซึ่งปัจจุบันนี้มีพืชหลายชนิดสูญพันธุ์ไปเนื่องจากสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลง  วิธีการเก็บรักษาพืชพรรณต่างๆ ไว้ในหลอดทดลองจะทำให้พืชมีอัตราการเจริญเติบโตที่ช้ามาก  ทำให้ประหยัดเวลา  แรงงาน และอาหาร  จนกว่าเมื่อใดเราต้องการพืชชนิดนั้นๆจึงนำมาขยายเพิ่มจำนวนได้

ขั้นตอนการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช

1.การเตรียมอาหารสำหรับการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช  ซึ่งประกอบด้วย  สารกลุ่มอนินทรีย์ และสารกลุ่มอินทรีย์               

2.การคัดเลือกเนื้อเยื่อพืช  การเลือกเนื้อเยื่อที่ดีได้ส่วนที่ถูกต้องจะทำให้เกิดการฟอกฆ่าเชื้อและการชักนำให้เกิดต้นประสบความสำเร็จสูง

3.การฟอกฆ่าเชื้อ  เป็นการทำให้ชิ้นส่วนของพืชปลอดเชื้อ  โดยการใช้สารเคมี  ได้แก่ยาระงับเชื้อ และยาทำลายเชื้อ  ซึ่งจะทำหน้าที่ให้ส่วนประกอบที่สำคัญของจุลินทรีย์เสียไป ก่อนที่จะนำมาเพาะเลี้ยงในอาหาร

4.การขยายพันธุ์เพิ่มจำนวน  ต้นพืชที่ได้จากการชักนำให้เกิดต้นจะมีความเยาว์วัย ( juveniliti )  สามารถที่จะชักนำให้เกิดต้นจำนวนมากได้ง่าย  โดยทำการเพาะเลี้ยงในอาหารที่มีสารควบคุมการเจริญเติบโตกลุ่มไซโตไคนิน

5.การชักนำรากพืช  ต้นพืชที่ได้จากการเพิ่มจำนวนต้นสามารถชักนำให้เกิดรากในอาหารที่มีสารควบคุมการเจริญเติบโตกลุ่มออกซิน  ซึ่งจะส่งเสริมการเกิดรากและยับยั้งการเกิดยอด6.การย้ายออกปลูก  ซึ่งต้องการปรับสภาพของต้นพืชให้คุ้นเคยกับสภาพแวดล้อมภายนอกประมาณ 2-4 สัปดาห์  จะทำให้ลดเปอร์เซนต์ของการตายของต้นพืชเนื่องจากการย้ายปลูก