التغييرات المظهرية والوراثية في مزارع الأنسجة النباتية (التغييرات الوراثية المورثة Mutations)

يقال إن الخلية بها طفرة عند حدوث تغيير فجائي في الجينوم بشرط توريث هذا التغير للنسل. ويسهل ملاحظة هذا الخلل في النباتات الثنائية كالذرة على العكس من النباتات متعددة المجموعات الكروموسومية كالقمح فربما لا تسبب الطفرة تغير في الشكل

المظهري. فعلى سبيل المثال وجد (1987 Lee & Phillips,) أن كل نبات ذرة ناتج من مزرعة عمرها 8 شهور يحتوي على معدل 1.23 طفرة في صفات وصفية أي تسبب تغيير ثابت في الطرز المظهري انتقل لعدة أجيال من النسل بالتكاثر الجنسي. وقد سجلت العديد من التغييرات الوصفية في كثير من الصفات مثل طول النباتات والكتلة الحيوية ومحصول الحبوب وغيرها. وبالدراسة الوراثية لعديد من النباتات في مزارع الأنسجة تبين وجود بعض الطفرات التي تمس العديد من الصفات الكمية أيضا ,.Kaeppler et al) (2000. وربما تحدث الطفرة نتيجة تغير بسيط في موضع أو تركيب جين واحد أو أكثر. وقد تكون هذه التغييرات في العدد أو التركيب الكروموسومي مسببة صور عديدة من الاختلافات الوراثية. وتحدث التغييرات الوراثية بصورة طبيعية في كثير من الكائنات لكن بمعدل بسيط. لكن يؤدى الإكثار المعملي إلى زيادة معدل حدوث أو ظهور هذه التغييرات زيادة كبيرة جدا، أو على الأقل زيادة فرصة ظهورها. ويرجع ذلك للأعداد الهائلة من الخلايا الموجودة فعلى سبيل المثال تحتوي كل 100 مل من معلق خلايا الدخان على 1 × 10 ² خلية (1993 George). وعلى الرغم من المعدل العالي لحدوث تلك التغييرات في مزارع الأنسجة فإن العديد منها لا يتم ملاحظتها في النبيتات الناتجة، إما لأن هذه الطفرات تكون مميتة أو لأنها تمنع تكشف الخلية المحتوية عليها أو تؤدى إلى ضعف النمو الخضري للنبات المتكشف بمعنى أن لها شكل ظاهري معاكس في النمو وبذلك تستبعد من العشيرة.

وفي المقابل فإن بعض التغييرات الحادثة أثناء زراعة الأنسجة مفيدة وهامة بالنسبة لمربي النبات بطريقة مباشرة أو غير مباشرة. فقد يكون التركيب الوراثي المستحدث مهما كسلالة خلوية Cell line لإنتاج مادة ثانوية كالقلويدات أو الجليكوسيدات معمليا أو لإجراء التحويل الحيوي لبعض المركبات الأولية إلى مواد ثانوية وهي المواد ذات الاستخدام الطبي أو الصناعي والتغييرات في الشكل الظاهري للنباتات المستولدة شائعة الحدوث ليس فقط في حالة التكشف غير المباشر من الكالس والمعلق الخلوي بل في التكشف المباشر ومزارع البروتوبلاست أيضاً. وتشير النتائج التي لوحظت في نباتات الدخان المتكشفة باستخدام مزارع البروتوبلاست من أوراق نباتات لونها أخضر مصفر تركيبه الوراثي خليط Su/su حيث أن الطراز su/su لونه أخضر داكن أما الطراز Su/su البينو إلى حدوث تغيرات وراثية أثناء عزل وزراعة البروتوبلاست. ويوضح (1983) Lorz & Scowcroft في الشكل التالي الحصول على كالسات تكشفت منها نباتات خضراء مصفرة، خضراء داكنة، بيضاء ، نباتات خضراء داكنة + خضراء مصفرة، نباتات خضراء مصفرة + البينو.

شكل يوضح تكشف نباتات متباينة وراثياً من كالسات مصدرها بروتوبلاست خلايا أوراق الدخان ذو التركيب الوراثي Su/su حيث تم الحصول على خمسة طرز من الكالسات هي:

(1 Su/su, 2) Su/su+su/su, 3) Su/Su + Su/su, 4) su/su and 5) Su/Su Lorz & Scowcroft 1983