البذور المصنعة artificial seeds أو Synthetic seeds

يعتقد أن الأجنة الجسدية ستكون الطريقة المثلى لتطبيق زراعة الأنسجة في الإكثار التجاري للعديد من الحاصلات الاقتصادية ويمكن أن تزرع الأجنة الجسدية مباشرة في التربة لكن بنسبة إنبات ونجاح ضعيفة وغير اقتصادية. ومن ثم اتجه العلماء إلى دراسة إمكانية إنتاج أجنة مغلفة يطلق عليها البذور المصنعة artificial seeds أو Synthetic seeds وبذلك يمكن نقلها وتداولها وزراعتها كبذور عادية. وذلك باستعمال مادة مغلفة تغلف الجنين الجسدي وتحفظه من الظروف البيئة غير المناسبة مع إضافة بعض المواد المغذية ومنظمات النمو الضرورية لإنبات الجنين في الحقل، وربما تعامل البذور ببعض المبيدات للحماية من الكائنات الدقيقة بالتربة. لكن يبين .Ganapathiet al (2001) أن تلك المواد المضافة بمثابة بديل للاندوسبرم قد تؤثر على معدل بقاء أجنة الموز، وأيضا كان للسكر تأثير سألبى في بيئة الزراعة على حياة العقد الساقية لنباتات Yam المغلفة، لكن بزيادة تركيز السكر في الطبقة المغلفة ثبط تكوين البلورات الثلجية أثناء الحفظ البارد للبذور (2003 Danso & Ford-Lloyd). وبذلك زاد معدل البقاء.

وعموماً يجب أن تضمن المادة المغلفة حماية الجنين أثناء التخزين والنقل وعمليات الزراعة، لكنها في نفس الوقت لا تعيق نمو الجنين ولا تسبب أي سمية، ومن البديهي أنها لا تشجع نمو الكائنات الدقيقة. ويفضل أن تنتج البذور المصنعة بطريقة تضمن استعمال نفس الآلات التقليدية في عمليات الزراعة، لكن من الأهمية استعمال أجنة متماثلة بقدر الإمكان ويمكن تحديد الأجنة المثلى للتغليف بطريقة بصرية أو بالاعتماد على الكثافة النوعية. ولصعوبة إنتاج الأجنة الجسدية في بعض النباتات قامت العديد من الدراسات باستخدام نفس الفكرة في تغليف العقد الساقية (الشكل التالي) أو القمم الميرستيمية وربما الكالس وتكاليف إنتاج البذور المصنعة باستعمال هذه المُستأصلات أقل بكثير عن استعمال الأجنة الجسدية (2004 Rao,) . وبالمثل تستخدم تلك البذور للزراعة مباشرة في الحقل أو للحفظ في النتروجين السائل كأحد الطرق الحديثة لحفظ الأصول الوراثية (2002 ,Engelmann &Engels, 2002 & Razdan).

وهناك نظامين لإنتاج البذور المصنعة يعتمدان على نفس الفكرة، الطريقة الأولى ويطلق عليها desiccated synthetic seeds حيث يتم نزع الرطوبة من الغلاف المحيط بالجنين. وقد ابتكرت على يد (1982) Kitts & Janice ومن بين المواد التي ثبت نجاحها لهذا الغرض (polyoxyethylene (Polyox r التي تذوب في الماء ثم تجفف في الهواء لتكون غشاء رقيق حول الجنين. ويمكن خلط محلول تركيزه 5% من هذه المادة مع حجم مماثل من معلق الأجنة ثم يتم نشر الخليط في قطرات حجمها 2 .0 مل على رقائق Teflon في كابينة الزراعة وتترك لتجف حيث تستغرق وقت قد يصل إلى خمس ساعات، ويعرف ذلك بسهوله انفصال البذور في شكل رقائق هشة من على السطح السابق. ويعاد زراعة البذور بعد رفع محتواها المائي بنشرها في بيئة الزراعة مرة أخرى.

شكل يبين: البذور المصنعة من العقل الساقية لنباتات التين باستعمال 3% من الجينات الصوديوم (أعلى يمين ولاحظ عدم انتظام شكل البذور وصعوبة جعل الجنين في الوسط). وفي اليسار بدء الإنبات عقب الزراعة، وفى الأسفل البذور عقب تمام الإنبات مع ملاحظة تكوين الكالس.

أما الطريقة الثانية وتسمى hydreated synthetic seeds وقد ابتكرها (1984) .Redenbaugh et al وقد حلت محل الطريقة الأولى بشكل واسع. ومن بين المواد التي استعملت لهذا الهدف الجينات الصوديوم حيث يتم خلط محلول 2% من الجينات الصوديوم مع الأجنة الجسدية أو المُستأصَلات الأخرى ثم تقطير هذا الخليط في 100 مليمول من نترات الكالسيوم وربما يستعمل كلوريد الكالسيوم بنصف التركيز السابق فيحل أيون الكالسيوم محل الصوديوم ويتكون سريعاً سطح هلامي حول المُستأصل تزيد قوته تدريجاً خلال نصف ساعة. وللتحكم في حجم القطرات يمكن قطع طرف الماصات البلاستيكية بطول مناسب لحجم القطرة وحجم المُستأصل. لكن يلاحظ صعوبة تداول البذور الناتجة وقد تلتصق معا مع صعوبة وضع الجنين في منتصف البذرة. وقد ابتكرت فعلا بعض الأجهزة الأوتوماتيكية التي تستخدم لإنتاج كبسولات تحتوي أجنة جنين فردية معدة للزراعة. ومن الأمثلة الناجحة لاستعمال هذه التقنية إنتاج بذور مصنعة لنباتات الشاي بواسطة (2004) .Mondal et al.

لكن أشار (2000) Chawla و (2002) Razdan إلى العديد من الصعوبات التي تحول دون الاستعمال التجاري لهذه الطريقة في الإكثار الدقيق وهي:

1. إنتاج البذور المصنعة باستخدام الأجنة الجسدية ذات القدرة على الإنبات لمدة طويلة عملية مكلفة وتحتاج الكثير من الإمكانيات.

2. ضرورة حفظ البذور من الجفاف أثناء التخزين حتى لا تدخل الأجنة في دور سكون.

3. يجب حماية الجنين من الكائنات الدقيقة.

4. انخفاض نسبة إنبات الأجنة من البذور المصنعة ويرجع ذلك إلى عدم التكوين التام للجنين وصعوبة إيقاف النمو أثناء التخزين وعدم ملائمة المواد المخزنة في البذرة أحياناً لإنبات الجنين كالإندوسبرم العادي. ومن ثم يجب إجراء بعض المعاملات للمساعدة في تحسين إنبات البذور المصنعة فبذور الجزر على سبيل المثال تعامل 12% سكر أو المعاملة بالبرودة أو حامض ABA بالإضافة لزيادة معدل التقاوي.