التخطيط لإنشاء معمل زراعة الأنسجة
عند التخطيط لإنشاء معمل زراعة الأنسجة يستلزم أن يؤخذ في الاعتبار العناصر الآتية :
1- المساحة المخصصة للمعمل.
2- تحديد الهدف من إنشاء المعمل إن كان للبحث العلمي أو للإنتاج التجاري.
3- تحديد مجالات الإنتاج إن كانت شاملة لأنواع كثيرة من النباتات أو متخصصة في بعض النباتات دون غيرها.
4- تحديد تتابع المعامل والحجرات طبقا لتخصصاتها وارتباطها في تسلسل خطوات حركة العمل المتوقعة.
5- تحديد متطلبات المعمل من الأجهزة ومستلزمات التشغيل.
6- طريقة توزيع وتثبيت مواقع الأجهزة ومستلزمات التشغيل داخل الحجرات والمعامل المخصصة لها.
7- تحديد متطلبات المعمل من المتخصصين والمشرفين والعمالة وغيرها.
مكونات معمل زراعة الأنسجة
( أ ) مكونات إنشائية
1- حجرة التحكم في التيار الكهربائي.
2- حجرة الغسيل والنظافة، وحدة تحضير البيئات الغذائية. وحدة الزراعة المعملية (معمل الحقن) وحدة النمو، وحدة الكشف عن الأمراض.
3- مجموعة حجرات خاصة بأجهزة التعقيم والحضانات والموازين والثلاجات والديب فريزر والفحص المجهري (ميكروسكوب)، وجهاز قياس الأس الهيدروجيني pH-meter .
4- مخزن للأدوات بعد غسلها وتعقيمها وحمايتها من إعادة التلوث، ومخزن لمستلزمات التشغيل مثل الأواني الزجاجية والكيماويات والبيئات المختلفة، ومخزن للكحولات والمذيبات والبيئات سابقة التجهيز.
5- حجرات خاصة للإداريين والمتخصصين والفنيين المساعدين.
(ب) ملحقات معمل زراعة الأنسجة
(أ) أرض زراعية لزراعة الشتلات في أصص أو أكياس بلاستيك للوصول بها إلى الحجم المناسب للتسويق.
(ب) صوبة مزودة بأجهزة تحكم في الإضاءة والحرارة والرطوبة والري والتهوية، ومحمية من الحشرات والآفات ومرفق بها مخازن للأدوات والأواني الزراعية والأسمدة والمبيدات وللصوبة أهمية كبيرة في :
1- أقلمة النباتات بعد خروجها من معمل زراعة الأنسجة.
2- إكثار وتربية نباتات الأم وهي نباتات تعتبر مصدرا آمنا يفصل منها الأجزاء المطلوبة للزراعة المعملية.
مواصفات وحدات معمل زراعة الأنسجة
1- حجرة التحكم في التيار الكهربائي
هي حجرة تحتوي على اثنين من المولدات الكهربائية، أحدهما أساسي والثاني احتياطي، لضمان توفير تيار كهربائي مستمر بالقدر الكافي للإضاءة وتشغيل الأجهزة، مع توفير أجهزة إنذار عن الأعطال المفاجئة .
2- حجرة الغسيل Washing room
هي حجرة خاصة لاستقبال العينات النباتية القادمة من الصوبة أو الحقل. ويتم فيها تهذيب العينات النباتية للوصول بها إلى الحجم المناسب للعينة، ثم غسلها وتنظيفها للتخلص من الأتربة وجميع العوالق وتتجمع فيها الأدوات المعملية والأواني الزراعية المستعملة للتخلص من بقايا النباتات والآجار وتنظيفها. ويجب أن تقع هذه الحجرة في مقدمة معمل زراعة الأنسجة ومنعزلة عنه لشدة تلوثها. ويجب أن يتوفر فيها :
1- مصدر للمياه الباردة والساخنة وأحواض معدنية أو مطلية لا تتأثر بالمنظفات والكيماويات.
2- غسالة أطباق لغسل الأواني والأدوات الأخرى، ومجموعة من الأرفف الثابتة والمتحركة للتجفيف.
3- فرن لتجفيف وتعقيم الزجاجات وأدوات التشريح المعدنية بالحرارة الجافة.
4- جهاز للتعقيم البخاري تحت ضغط (أوتوكلاف).
5- أجهزة ثنائية التقطير مزودة بأجهزة لإزالة الأيونات ومتصلة بمصدر للمياه الباردة والساخنة.
6- بعض الدواليب لحفظ الكيماويات اللازمة لغسيل أواني الزراعة والأدوات المختلفة.
3- وحدة تحضير البيئات الغذائية
Media preparation unit
هذا المعمل لإعداد وتحضير البيئات وتعقيمها وتخزينها مؤقتا لحين تفريغها في أواني الزراعة المعملية مثل الأطباق البتري والدوارق المخروطية والبرطمانات. ويثبت في وسط المعمل منضدة عمل ترص عليها أواني الزراعة المعملية وجهاز توزيع البيئة الغذائية. ويستلزم لهذا المعمل وجود:
1- جهاز ثنائي التقطير مزود بجهاز مزيل للأيونات وأوتوكلاف للتعقيم ومصدر للمياه الباردة والساخنة ودواليب لتخزين الأواني الزجاجية والكيماويات اللازمة لتكوين البيئة الغذائية والأدوات المعملية.
2- بنشات جانبية يثبت عليها بعض الأجهزة مثل ميزان كهربائي حساسية 0.1 جرام للأوزان الكبيرة نسبيا. وميزان آخر حساس (ملليجرام) للأوزان الدقيقة. وجهاز قياس تركيز أيون الهيدروجين pH-meter . ومقلب مغناطيسي بمسطح ساخن وفرن ميكروويف لإسالة البيئة.
4- وحدة الزراعة المعملية (حجرة الحقن)
Inoculation room
هي حجرة خاصة للزراعة المعملية. ويجب أن تكون معزولة عن مكونات المعمل. وتتميز بمستوى عال من النظافة والتعقيم، وتحتوي على كابينة الحقن Laminar air-flow cabinet ويجب أن يتوفر فيها الآتي:
1- أن تكون أرضيتها وجدرانها وما تحتويه من المناضد والأرفف قابلة للغسيل والتعقيم بالماء والمعقمات.
2- أن تكون مزودة بجهاز تكييف يعمل ذاتيا إذا ارتفعت الحرارة عن المدى المطلوب.
3- يثبت بالحجرة لمبات أشعة فوق بنفسجية (UV) للتعقيم، ويثبت واحدة منها في سقف الحجرة.
الاحتياطات الواجبة في حجرة الحقن
1- تعتبر أحذية وملابس الزائرين مصدرا هاما للتلوث، لذلك يجب تغطيتها بغطاء معقم من البلاستيك أو غمس نعلها في محلول معقم قبل دخول المعمل ولبس بلاط على أن تعقم أرضية الحجرة يوميا.
2- على العاملين بالمعمل غسل الأيدي والأجزاء المكشوفة من الأذرع بانتظام بالصابون ثم تعقيمها بكحول 96 %. ويستخدم العاملون بالمعمل أحذية وبلاطي معقمة مقرها الدائم داخل حجرة الحقن.
3- عدم استخدام الكابينة للتخزين أو إدخال مواد ملوثة للمعمل، وعدم إدخال مستخدم الكابينة رأسه داخلها.
4- تغيير الأدوات المعملية المستعملة بانتظام ووضعها بعد استعمالها مباشرة في كحول 96 %. واستبعاد الأواني المحتوية على بيئات ملوثة بسرعة وتجمع المخلفات في أكياس بلاستيك، ويتخلص منها فورا وبانتظام.
5- حجرة النمو (وحدة الزراعة)
Growth room (Culture unit)
هي حجرة تنقل إليها الأجزاء النباتية بعد زراعتها في بيئة غذائية منشطة للنمو وتكوين الأعضاء وتحتوي هذه الوحدة على منضدة لفحص وتتبع نمو المزروعات. وقد يستلزم توفير أكثر من حجرة نمو خصوصا إذا تعددت اهتمامات المعمل وامتدت إلى أنواع نباتية أخرى مختلفة في احتياجاتها الحرارية والضوئية. وحينئذ قد تقسم حجرة النمو إلى وحدات صغيرة بواسطة عوازل محكمة مع وضع مسمى خاص لكل منها مثل :
1- حجرة الاستبداء Initiation room: وهي وحدة تنقل إليها الأجزاء النباتية عقب زراعتها مباشرة وتحضن في ظلام تام أو ضوء ضعيف ودرجة حرارة مناسبة حتى يكتمل تكوين الكالس.
2- حجرة النمو Growth room: وينقل إليها الكالس بعد تكوينه ويحضن عند درجة حرارة وطول فترة ضوئية وشدة إضاءة مناسبة لتكشف الأعضاء النباتية ونموها.
مستلزمات الإضاءة في حجرة النمو
تستخدم لمبات فلورسنت كمصدر ضوئي تتناسب شدته وفقا لكثافة واحتياج المزروعات. ويتم التحكم في شدة الإضاءة في بعض الأماكن داخل حجرة التنمية بإضعافها أو حجبها بالكامل وفقا لاحتياج النباتات .
2- تثبت لمبات الفلورسنت أفقيا تحت الأرفف فوق النباتات أو عموديا على جوانب الأرفف لانتظام توزيع الإضاءة بين النباتات وتجنب ارتفاع الحرارة في الأماكن القريبة من اللمبات.
3- الترنسات الخاصة بلمبات الفلورسنت تعتبر مصدرا لانبعاث الحرارة، لذلك يفضل تثبيتها خارج حجرة النمو.
4- توفير جهاز توقيت لضبط توالى عدد ساعات الإضاءة والظلام طبقا لحاجة النباتات.
5- توفير جهاز لقياس شدة الإضاءة Lux meter، وجهاز إنذار عن الأعطال المفاجئة في التيار الكهربائي .
تثبيت الحرارة في حجرة النمو
1- يثبت جهاز تكييف مركزي للتحكم الكامل في درجات الحرارة داخل جميع وحدات معمل زراعة الأنسجة، وضبطها عند 17 - 27 م. لذلك يفضل تركيب جهاز تكييف احتياطي داخل كل وحدة من وحدات المعمل للتشغيل إذا حدث عطل مفاجئ لجهاز التكييف المركزي.
2- توفير جهاز إنذار للتنبيه عن الأعطال أو الخلل المفاجئ في جهاز التكييف المركزي.
3- ضرورة التأكد من التهوية الجيدة بين الأرفف الحاملة للأواني المزروعة حتى لا ترتفع الحرارة بيتها ويفضل استخدام أرفف معدنية مفتحة مع المحافظة على زيادة حركة الهواء داخل الحجرة وبين الأرفف.
4- تثبيت جهاز أمان بكل حجرة يقوم بفصل الإضاءة إذا كانت هي السبب في ارتفاع الحرارة.
6- وحدة الكشف عن الأمراض
هي وحدة خاصة للكشف عن الأمراض الفيروسية والبكتيرية والإصابات الحشرية والنيماتودا التي تصيب النباتات ويجب أن تكون هذه الوحدة معزولة عن الحجرات السابقة. ويثبت فيها بنشات يوضع عليها أجهزة الكشف عن الفيروسات مثل جهاز ELISA أو جهاز IC-PCR وبينوكلر وميكروسكوب. كما يجب أن يتوفر فيها الأطباق البتري والأدوات المعملية والكيماويات اللازمة للاختبارات الميكروبيية.
احتياجات معمل زراعة الأنسجة النباتية
1- أجهزة ومعدات
- كابينة تيار هواء مستمر (كابينة للحقن) Laminar air-flow cabinet
- حضانات عادية Incubators وحضانات هزازة Shaking incubators
- حضانة بمسطح دائري الاهتزاز Platform - shaker incubator
- أجهزة تعقيم بالضغط البخاري Autoclaves
- أفران تجفيف Ovens مختلفة الأحجام للتجفيف والتعقيم.
- فرن ميكروويف Microwave لتسخين وإسالة البيئة الغذائية والآجار والعينات المجمدة.
- جهاز تبريد عميق (-20) Deep freezer
- ثلاجات عادية لتخزين البيئات الغذائية والمواد الكيميائية مثل الهرمونات والفيتامينات.
- جهاز ثنائي التقطير مزود بجهاز مزيل للأيونات Deionizer Bi-distiller
- جهاز طرد مركزي بطيء السرعة Low speed Centrifuge
- جهاز قياس الأس الهيدروجيني pH-meter
- حمامات مائية مختلفة الأحجام.
- غسالة أطباق ذاتية التشغيل Dishwasher وغسالة ماصات مقاومة للأحماضPipette washer .
- مقلب مغناطيسي عادي Magnetic stirrer ومقلب مغناطيسي بمسطح ساخن.
- موازين عادية ذات حساسية 0٫01 جرام وذات حساسية 0٫01 ملليجرام.
- موزع للعينات ذاتي التشغيل Automatic dispenser
- خلاط للعينات الكبيرة Blender
- ميكروسكوب استريو Stereo microscope
- جهاز توقيت Timer لضبط وقت التعقيم.
مستلزمات تشغيل
- مواد كيميائية داخلة في تكوين البيئة الغذائية من أملاح معدنية ومنظمات النمو وآجار ومنظمات للنمو.
- بيئات غذائية مختلفة جاهزة التركيب.
- مواد معقمة مثل هيبوكلوريت الصوديوم وهيبوكلوريت الكالسيوم وكحول إيثانول 96 %.
- خطوط لإمداد الغاز والماء والهواء المضغوط وخطوط لتفريغ الهواء ومصدر للبخار Steamer وخطوط كهرباء في جميع المعامل وكابينة الحقن.
- نظام مرشح دقيق Millipore filter system
- حاويات معدنية للأطباق البتري والماصات تستخدم أثناء تعقيمها في جهاز الضغط البخاري.
- أدوات زجاجية وبلاستيكية عيارية وغير عيارية مثل المخابير ودوارق مخروطية ودوارق ستيوارد Steward flask وكئوس وماصات وسحاحات وأنابيب اختبار مختلفة الأحجام ويفضل أحيانا أنابيب بغطاء قلاووظ Screw-top، وأطباق بتري Petri dishes وزجاجات لبن وبرطمانات مربى وزجاجات حفظ ومجففات Desiccator وخزان للماء المقطر والماء الخالي من الأيونات.
مستلزمات الغسيل والنظافة
- حوض غسيل مضاد للأحماض وتروللي لنقل المعدات.
- أدوات نظافة مثل الفوط والفرش ومواد تنظيف الأدوات الملوثة مثل حمض الكبريتيك والكروميك ومطهرات.
- حوامل معلقة لتجفيف الأدوات المعملية مثل الدوارة والبرطمانات بعد غسلها .
- سدادات قطن وورق ألومنيوم وأفلام بلاستيك وأغطية أنابيب معدنية لغلق الأنابيب.
- ورق ألومنيوم Aluminum foil وورق ترشيح Filter papers وفيتا فيلم Vita film أو ما يماثله للف وتغطية الصناديق والحوامل وغيرها.
تستخدم في المعامل التجارية لزراعة الأنسجة أدوات ومستلزمات خاصة بالتكاثر مصنوعة من البلاستيك لانخفاض سعرها وسهولة تداولها. ويؤخذ في الاعتبار أن أنابيب الاختبار حجمها أكبر ومسطح البيئة داخلها أصغر ولكن التهوية داخلها منخفضة وهذا يقلل من تعرض البيئة للجفاف والتلوث بينما الأطباق البتري لها حجم أصغر نسبيا ومسطح أكبر وتهوية أفضل مما يعرض البيئة بها لسرعة الجفاف والتلوث. لذلك يفضل إحكام غلق الأطباق البتري بشرائط من البارا فيلم أو ما يماثلها والدوارق الكبيرة أفضل للنمو من الدوارق الصغيرة، حيث تزداد فيها كمية البيئة الغذائية المستخدمة في وحدة المساحة مما يؤدى إلى انخفاض تجمع غازات ثاني أكسيد الكربون والإيثلين حول الأجزاء النباتية المزروعة.
الاكثر قراءة في الزراعة النسيجية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
