This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍, സസ്യങ്ങളില്‍
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
| (ഇടക്കുള്ള 11 പതിപ്പുകളിലെ മാറ്റങ്ങള്‍ ഇവിടെ കാണിക്കുന്നില്ല.) | |||
| വരി 8: | വരി 8: | ||
ചുരുങ്ങിയ സമയം കൊണ്ട് മാതൃസസ്യത്തിന്റെ അതേ സ്വഭാവഗുണങ്ങളോടുകൂടിയ ഐകരൂപ്യമുള്ള ആയിരക്കണക്കിനു തൈകള്‍ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാമെന്നുള്ളതാണ് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ശ്രദ്ധേയമായ നേട്ടം. | ചുരുങ്ങിയ സമയം കൊണ്ട് മാതൃസസ്യത്തിന്റെ അതേ സ്വഭാവഗുണങ്ങളോടുകൂടിയ ഐകരൂപ്യമുള്ള ആയിരക്കണക്കിനു തൈകള്‍ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാമെന്നുള്ളതാണ് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ശ്രദ്ധേയമായ നേട്ടം. | ||
| - | ചരിത്രം. എല്ലാ ജീവജാലങ്ങളുടെയും ജീവന്റെ അടിസ്ഥാനഘടകം കോശങ്ങളാണ് എന്നതത്ത്വം 1838-ല്‍ പുറത്തു വരികയും അത് പരക്കെ അംഗീകരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്തു. എന്നാല്‍ കോശ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ( | + | '''ചരിത്രം.''' എല്ലാ ജീവജാലങ്ങളുടെയും ജീവന്റെ അടിസ്ഥാനഘടകം കോശങ്ങളാണ് എന്നതത്ത്വം 1838-ല്‍ പുറത്തു വരികയും അത് പരക്കെ അംഗീകരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്തു. എന്നാല്‍ കോശ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ (cell theory) വക്താക്കളായ ഷ്ളീഡനും, ഷ്വാനും കോശങ്ങള്‍ക്ക് സ്വയം വളര്‍ന്ന് വികാസം പ്രാപിക്കുന്നതിനുള്ള സ്വതസ്സിദ്ധമായ കഴിവുണ്ടെന്ന് ഊന്നിപറയുകയുണ്ടായി. അക്കാലത്ത് ഇത് പരീക്ഷണശാലയില്‍ തെളിയിക്കുവാന്‍ വേണ്ട ക്രിയാവിധികള്‍ ഉണ്ടായിരുന്നില്ല. അതിനാല്‍ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന് വേണ്ടത്ര അംഗീകാരവും ലഭിച്ചില്ല. |
| - | + | ഒരു സസ്യകോശത്തിന് പൂര്‍ണപുനരുത്ഭവത്തിനുള്ള (regeneration) എല്ലാ ആന്തരികശേഷിയും ഉണ്ടെന്ന് 1902-ല്‍ ഗോട്ടിലിബ് ഹാബര്‍ലാന്‍ഡ്(Gottlieb Haburlandt) എന്ന ജര്‍മന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് ആദ്യമായി കണ്ടുപിടിച്ചത്. സസ്യകോശങ്ങള്‍ക്കു മാത്രം അവകാശപ്പെട്ട ഈ പ്രത്യേക കഴിവ് പൂര്‍ണശക്തി (Totipotency) എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. എങ്കിലും കോശങ്ങള്‍ കള്‍ച്ചര്‍ ചെയത് അദ്ദേഹം നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ പരാജയപ്പെടുകയാണുണ്ടായത്. പക്ഷേ അദ്ദേഹത്തിന്റെ പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ ഈ മേഖലയില്‍ തുടര്‍ന്നും ഗവേഷണം നടത്തുന്നതിനുള്ള വാതില്‍ തുറക്കുകയുണ്ടായി. | |
| - | + | സസ്യഭ്രൂണങ്ങള്‍ പരീക്ഷണശാലകളില്‍ വളര്‍ത്തിയെടുക്കുന്നത് ഒരു പരിധിവരെ വിജയമാണെന്ന് 1921 ല്‍ മൊല്ലിയാഡ് (Molliard) എന്ന സസ്യശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ തെളിയിച്ചു. അതേ തുടര്‍ന്ന് ഹാബര്‍ലാന്‍ഡിന്റെ വിദ്യാര്‍ഥി ആയിരുന്ന കൊറ്റെ (Kotte) 1922-ല്‍ വേരിന്റെ അഗ്രം കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്നതില്‍ വിജയം വരിക്കുകയും ചെയ്തു. ഇതിനുശേഷം കാരറ്റിലും പുകയിലച്ചെടിയിലും ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ വിജയകരമായി നടത്താന്‍ കഴിഞ്ഞു. ഇന്ന് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ ഒരു കായികപ്രവര്‍ധനരീതി എന്ന നിലയില്‍ മാത്രമല്ല അനേകം പ്രായോഗികമേഖലകളില്‍ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഒരു സാങ്കേതിക വിദ്യയായി തന്നെ മാറിക്കഴിഞ്ഞിരിക്കുന്നു. | |
| - | + | '''ലബോറട്ടറി സൗകര്യങ്ങള്‍.''' ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ അണുവിമുക്തമായ സാഹചര്യങ്ങളില്‍ ചെയ്യുന്നതിനുള്ള സൗകര്യം ഉണ്ടായിരിക്കേണ്ടതാണ്. അതുപോലെ കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്നതിനാവശ്യമായ വളര്‍ച്ചാമാധ്യമങ്ങള്‍ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുവേണ്ട രാസവസ്തുക്കളും, പാത്രങ്ങളും ഉപകരണങ്ങളും ആവശ്യമാണുതാനും. ഉപകരണങ്ങളുടെ കൂട്ടത്തില്‍ ലാമിനാര്‍ എയര്‍ ഫ്ളോഹുഡ് (laminar air flowhood), ആട്ടോക്ലേവ്, പ്രഷര്‍കുക്കര്‍, ഫ്രിഡ്ജ്, ബാലന്‍സ്, ജലസ്വേദന യൂണിറ്റ് (water distilation unit) അവ്ന്‍, പി.എച്ച് (p<sub>H</sub>) മീറ്റര്‍ എന്നിവ പ്രധാനപ്പെട്ടവയാണ്. | |
| - | + | '''വളര്‍ച്ചാമാധ്യമം.''' കോശത്തിന്റെ വളര്‍ച്ചയ്ക്കും വര്‍ധനവിനും ആവശ്യമായ എല്ലാ മൂലകങ്ങളും സൂക്ഷ്മമൂലകങ്ങളും, വിറ്റാമിനുകളും, ഹോര്‍മോണുകളും മിതമായ അളവില്‍ മാധ്യമത്തില്‍ ഉണ്ടായിരിക്കണം. മാധ്യമത്തിന്റെ ചേരുവകളും അതിന്റെ തോതും നിര്‍ണയിക്കുന്നതിന് ചില പ്രാഥമിക പരീക്ഷണങ്ങള്‍ വേണ്ടിവരും. ഓരോ വളര്‍ച്ചാഘട്ടത്തിലും ആവശ്യമായിരിക്കുന്ന പോഷകമൂല്യങ്ങളും ഹോര്‍മോണുകളും വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. അതിനാല്‍ ഓരോ സസ്യത്തിനും ഓരോതരം കള്‍ച്ചറിനും വിവിധ വളര്‍ച്ചാഘട്ടങ്ങള്‍ക്കും വ്യത്യസ്തങ്ങളായ മാധ്യമങ്ങള്‍ തയ്യാറാക്കേണ്ടതായി വരും. എങ്കിലും അടിസ്ഥാനപരമായി മാധ്യമത്തില്‍ അടങ്ങിയിരിക്കേണ്ട എല്ലാ ഘടകങ്ങളും ചേര്‍ത്തു കൊണ്ട് മുരാഷിഗേ, സ്കൂഗ് (Murashige & Skoog) എന്നീ ശാസ്ത്രകാരന്മാര്‍ ചേര്‍ന്ന് 'എം.എസ്. മീഡിയം' എന്ന പേരില്‍ പുതിയ ഒരു കള്‍ച്ചര്‍ മാധ്യമം കണ്ടെത്തുകയുണ്ടായി. ഇത് വളരെ ഫലപ്രദമാണെന്ന് തെളിയുകയും ചെയ്തു. ഇതോടൊപ്പം B5 മാധ്യമം (Gemberg), N6 മാധ്യമം (zhu), വൈറ്റ് മാധ്യമം (white) തുടങ്ങിയവയും സാധാരണ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നുണ്ട്. | |
| - | + | കള്‍ച്ചര്‍ മാധ്യമത്തിലെ ഹോര്‍മോണുകള്‍ക്കു വളരെ നിര്‍ണായകമായ പങ്കാണുള്ളത്. പൊതുവേ ഓക്സിന്‍സ് (auxins), സൈറ്റോകൈനിന്‍ (cytokinin), ഗിബറിലിന്‍സ് (gibberelins) എന്നീ മൂന്നു വിഭാഗത്തിലുള്ള ഹോര്‍മോണുകളാണ് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിനുപയോഗിക്കുന്നത്. ഓരോ ഹോര്‍മോണിന്റെയും ഉപയോഗം വ്യത്യസ്തമാണ്. ഉദാഹരണമായി ഇന്‍ഡോള്‍ അസറ്റിക് അമ്ലം, ഇന്‍ഡോള്‍ ബ്യൂട്രിക് അമ്ലം എന്നീ ഹോര്‍മോണുകള്‍ വേരുകളുടെ വളര്‍ച്ചയെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നവയാണ്. എന്നാല്‍ കൈനറ്റിന്‍ (kinetin), ബെന്‍സയില്‍ അമിനോ പ്യൂരിന്‍ (Benzyl Amino Purine BAP) എന്നിവ തലപ്പുകള്‍ (shoots) ഉണ്ടാകുന്നതിനും, ബഹുമുളകള്‍ (multiple shoots) ഉണ്ടാകുന്നതിനും ഉത്തേജനം നല്‍കുന്നു. | |
| - | + | '''അണുനശീകരണം.''' കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്നതിന് ശേഖരിച്ച സസ്യഭാഗങ്ങള്‍ (explants) മിക്കപ്പോഴും സൂക്ഷ്മാണുക്കള്‍ നിറഞ്ഞതായിരിക്കും. അതിനാല്‍ കള്‍ച്ചര്‍ പാത്രങ്ങളിലേക്കു മാറ്റുന്നതിനു മുമ്പായി സോഡിയം ഹൈപ്പോക്ലോറൈഡ്, മെര്‍ക്കുറി ക്ലോറൈഡ് എന്നിവയിലേതെങ്കിലും ഉപയോഗിച്ച് എക്സ്പ്ലാ ന്റുകള്‍ അണുവിമുക്തമാക്കേണ്ടതാണ്. എക്സ്പ്ലാന്റുകള്‍ പാത്രങ്ങളിലേക്ക് കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്നതിനായി വയ്ക്കുന്നതിനെ നിവേശനം (inoculation) എന്നു പറയുന്നു. നിവേശനത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളിലൂടെയും കള്‍ച്ചര്‍ മാധ്യമത്തില്‍ അണുബാധയുണ്ടാകാന്‍ സാധ്യതയുള്ളതിനാല്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫോഴ്സെപ്സ്, ബ്ലേഡ്, സൂചി, പെട്രി ഡിഷുകള്‍ എന്നിവയെല്ലാം ആട്ടോക്ലേവിലോ പ്രഷര്‍കുക്കറിലോ വച്ച് അണുനശീകരണം നടത്തേണ്ടതാണ്. മാധ്യമവും അതുപോലെ അണുനശീകരണത്തിനുശേഷമാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. | |
| - | + | ഇത്തരം മുന്‍കരുതലുകള്‍ എടുത്താലും നിവേശന സമയത്ത് അന്തരീക്ഷ വായുവില്‍ നിന്നും മലിനീകരണം ഉണ്ടാകാനുള്ള സാദ്ധ്യതകളും തള്ളിക്കളയാനാവില്ല. അതിനാല്‍ ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ പ്രക്രിയയില്‍ നിവേശനം പോലെ അണുവിമുക്തമായ അന്തരീക്ഷത്തില്‍ ചെയ്യേണ്ട പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ ലാമിനാര്‍ എയര്‍ഫ്ളോഹുഡില്‍ വച്ചാണ് ചെയ്യുന്നത്. ഇതിന്റെയുള്ളില്‍ മുകള്‍ഭാഗത്ത് സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന അള്‍ട്രാവയലറ്റ് ദീപം (ultra viloet light) അണുനശീകരണം ഉറപ്പാക്കുന്നു. കൂടാതെ ക്യാബിനറ്റിന്റെ പുറകില്‍ നിന്ന് മുമ്പിലേക്ക് അടിക്കുന്ന വായു ബാക്ടീരിയ പോലുള്ള സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ തടഞ്ഞുനിര്‍ത്തിയശേഷമാണ് കടന്നുവരുന്നത്. | |
| - | + | ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ മുറിയില്‍ താപവും പ്രകാശവും ജലസാന്ദ്രതയും വായുസഞ്ചാരവും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള സംവിധാനം ഉണ്ടായിരിക്കണം. അതിന് എയര്‍കണ്ടീഷണറും, റാക്കുകളില്‍ ഫ്ളൂറസെന്റ് ലൈറ്റുകളും സ്ഥാപിച്ചിരിക്കണം. | |
| - | + | '''ഗ്രീന്‍ ഹൗസ്.''' ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുമ്പോള്‍ ഒരു ഗ്രീന്‍ ഹൗസും ഉണ്ടായിരിക്കേണ്ടത് അനിവാര്യമാണ്. കാരണം നിയന്ത്രിതമായ സാഹചര്യങ്ങള്‍ കൊടുത്താണ് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ സസ്യങ്ങള്‍ വളര്‍ത്തിയെടുക്കുന്നത്. ഈ ചെറുസസ്യങ്ങള്‍ (plant lets) നേരിട്ടു സാധാരണ സൂര്യപ്രകാശത്തില്‍ നട്ടാല്‍ വേഗത്തില്‍ വാടിക്കരിഞ്ഞുപോകും. അതിനാല്‍ ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ തൈകള്‍ ആദ്യത്തെ കുറച്ചുദിവസങ്ങള്‍ ഗ്രീന്‍ഹൗസില്‍ നിയന്ത്രിതമായ പ്രകാശവും താപവും വെള്ളവും നല്‍കി വളര്‍ത്തി പാകപ്പെടുത്തി എടുത്തശേഷമാണ് പുറത്തുനടുന്നത്. ഇതിനെ ഹാര്‍ഡനിങ്ങ് (hardening) എന്നു പറയുന്നു. | |
| - | + | '''വിവിധയിനം കള്‍ച്ചറുകള്‍''' | |
| - | + | '''1. ഏകകോശ കള്‍ച്ചര്‍.''' സസ്യഭാഗങ്ങളില്‍ നിന്ന് കോശങ്ങളെ നേരിട്ടോ എന്‍സൈമുകളുടെ സഹായത്താലോ വേര്‍തിരിച്ചെടുത്ത് കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്ന രീതിയാണ് ഏകകോശ കള്‍ച്ചര്‍ എന്ന പേരിലറിയപ്പെടുന്നത്. ഇങ്ങനെയുള്ള കോശങ്ങള്‍ അനുകൂലമായ മാധ്യമത്തില്‍ വളര്‍ന്ന് വര്‍ധിക്കുകയും കോശസമൂഹങ്ങളായി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു. ചില പ്രത്യേക ആവശ്യങ്ങള്‍ക്കുവേണ്ടി കോശങ്ങള്‍ നിര്‍ധാരണം ചെയ്ത് എടുക്കുവാന്‍ സാധിക്കും. ഇങ്ങനെ നിര്‍ധാരണം ചെയ്തെടുക്കുന്ന കോശസമൂഹത്തെ കോശ നിരകള്‍ (cell lines) എന്നു പറയുന്നു. | |
| - | + | '''2. പ്രോട്ടോപ്ലാസ്റ്റ് കള്‍ച്ചര്‍.''' സസ്യകോശങ്ങള്‍ക്ക് കോശസ്തരവും കോശഭിത്തിയും ഉണ്ട്. ചില പ്രത്യേക എന്‍സൈമുകളുടെ സഹായത്താല്‍ കോശഭിത്തി അലിയിപ്പിച്ച് മാറ്റുന്നു. ശേഷിക്കുന്ന കോശത്തെ പ്രോട്ടോപ്ലാസ്റ്റ് എന്നാണ് പറയുന്നത്. പ്രോട്ടോപ്ലാസ്റ്റില്‍ ജനിതക വ്യതിയാനങ്ങള്‍ വരുത്തുവാന്‍ എളുപ്പമായതിനാല്‍ സസ്യപ്രജനനത്തില്‍ പ്രോട്ടോപ്ലാസ്റ്റ് കള്‍ച്ചര്‍ വളരെ പ്രയോജനകരമാണ്. ജനിതകമാറ്റത്തിനുശേഷം അനുയോജ്യമായ മാധ്യമത്തിലേക്ക് മാറ്റുമ്പോള്‍ കോശഭിത്തി പുനര്‍നിര്‍മിക്കപ്പെടുന്നു. കോശവിഭജനം വഴി തൈകള്‍ പുനര്‍ജീവിപ്പിക്കുവാനും സാധിക്കും. | |
| - | + | '''3. അവയവ കള്‍ച്ചര്‍.''' ഭ്രൂണം, ഇല, തണ്ട്, കായ്, അഗ്രമുകുളങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയ സസ്യ അവയവങ്ങള്‍ കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യാവുന്നതാണ്. ചില പ്രത്യേക സാഹചര്യങ്ങളില്‍ ഭ്രൂണം കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്നത് വളരെ പ്രയോജനകരമാണ്. വിത്തിനുള്ളില്‍ വച്ച് ഭ്രൂണം നശിച്ചുപോകാന്‍ സാധ്യതയുണ്ടെങ്കില്‍ വിത്തില്‍ നിന്ന് ഭ്രൂണം വേര്‍പെടുത്തി കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്ത് തൈകളുണ്ടാക്കാന്‍ സാധിക്കും. അതുപോലെ വിത്ത് മുളയ്ക്കുന്നതിനുള്ള കാലദൈര്‍ഘ്യം ഒഴിവാക്കുന്നതിനും ഭ്രൂണ കള്‍ച്ചര്‍ സഹായകമാണ്. | |
| - | + | വന്യ സ്പിഷീസുമായി സങ്കരണം നടത്തിയുണ്ടാക്കുന്ന വിത്തുകള്‍ പലപ്പോഴും മുളയ്ക്കാറില്ല. എന്‍ഡോസ്പേം ശരിയായി വികാസം പ്രാപിക്കാത്തതാണ് ഇതിന്റെ പ്രധാന കാരണം. ഇങ്ങനെയുള്ള സാഹചര്യങ്ങളില്‍ മൂപ്പെത്തുന്നതിനുമുമ്പ് തന്നെ വിത്തില്‍ നിന്ന് ഭ്രൂണം വേര്‍പെടുത്തി കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്ത് തൈകള്‍ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാന്‍ സാധിക്കും. | |
| - | + | '''പ്രവര്‍ധന രീതികള്‍''' | |
| - | + | '''കക്ഷ്യമുകുള ഉത്തേജനരീതി.''' ഈ പ്രവര്‍ധനരീതിയില്‍ അഗ്രമുകുളത്തേയോ (apical bud), പാര്‍ശ്വമുകുളത്തേയോ (lateral bud), കുരുന്നിലകളുടെ കക്ഷ്യങ്ങളിലുള്ള കക്ഷ്യമുകുളത്തേയോ (axillary bud) ഒന്നിച്ചു ഉത്തേജിപ്പിക്കുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. ഈ മുകുളങ്ങള്‍ സുഷുപ്താവസ്ഥയിലാണെങ്കിലും വളര്‍ച്ചാമാധ്യമത്തിലെ ഹോര്‍മോണുകളുടെ ഉത്തേജനത്താല്‍ ബഹുമുളകള്‍ (multiple shoots) ഉണ്ടാകുന്നു. ഈ ബഹുമുളകളില്‍ നിന്ന് ചെറുതലപ്പുകള്‍ ഒന്നൊന്നായി വേര്‍പെടുത്തി വീണ്ടും ബഹുമുളകള്‍ ഉണ്ടാകുന്നതിനുള്ള മാധ്യമത്തിലേക്കോ വേരുപിടിക്കണമെങ്കില്‍ അതിനുള്ള മാധ്യമത്തിലേക്കോ മാറ്റാവുന്നതാണ്. ഈ രീതിയില്‍ വളര്‍ത്തി എടുക്കുന്ന തൈകള്‍ ഐകരൂപ്യമുള്ളവയായിരിക്കും. | |
| - | + | '''മെരിസ്റ്റം കള്‍ച്ചര്‍.''' മുകുളങ്ങളുടെ ഏറ്റവും അഗ്രഭാഗത്തുള്ളതും കാര്യക്ഷമതയോടെ കോശവിഭജനം നടക്കുന്നതും 0.4 മി. മീറ്ററിന് താഴെ വലുപ്പമുള്ളതുമായ ഒരു ഭാഗം എടുത്തു കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്നതിനെ മെരിസ്റ്റം കള്‍ച്ചര്‍ എന്നു പറയുന്നു. വൈറസ് വിമുക്തമായ തൈകള്‍ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കുന്നതിനുള്ള ഉത്തമ മാര്‍ഗമാണ് മെരിസ്റ്റം കള്‍ച്ചര്‍. | |
| - | + | '''അംഗവികാസം.''' അംഗവികാസം രണ്ടുവിധത്തില്‍ നടക്കുന്നു; കാലസ് മുഖേനയും നേരിട്ടും. സസ്യത്തില്‍ നിന്നും ശേഖരിക്കുന്ന എക്സപ്ലാന്റുകള്‍ അനുകൂലമായ വളര്‍ച്ചാമാധ്യമത്തില്‍ വളര്‍ത്തുമ്പോള്‍ കോശവിഭജനം വേഗത്തില്‍ നടക്കുകയും ഒരു കൂട്ടം കോശങ്ങള്‍ ഉണ്ടാകുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതിനെയാണ് കാലസ് എന്നു പറയുന്നത്. കാലസ് വീണ്ടും വേര്‍പെടുത്തി അനുകൂലമായ മാധ്യമത്തില്‍ വളരാന്‍ അനുവദിച്ചാല്‍ അതില്‍ നിന്ന് മുകുളങ്ങളും തലപ്പുകളും ഉണ്ടാകുന്നു. തലപ്പുകള്‍ വീണ്ടും വേര്‍പെടുത്തി മിതമായ തോതില്‍ മാത്രം ഓക്സിനുകളുള്ള മാധ്യമത്തിലേക്ക് മാറ്റിയാല്‍ ഏതാനും ദിവസങ്ങള്‍ കൊണ്ട് ചെറുവേരുകള്‍ പ്രത്യക്ഷപ്പെടും. ഇപ്രകാരം ചെറുതൈകള്‍ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കുന്ന രീതിക്കാണ് അംഗവികാസം (organogenesis) എന്നു പറയുന്നത്. | |
| - | + | [[Image:tissueculture-2.png|300x200px|right|thumb|അംഗവികാസം നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ സസ്യസമൂഹം]] | |
| - | + | എന്നാല്‍ ഇപ്രകാരം ഉണ്ടാകുന്ന തൈകളുടെ ജനിതക ഘടനയിലും ബാഹ്യരൂപത്തിലും ജനിതക വൈജാത്യം കടന്നുകൂടാനുള്ള സാധ്യത വളരെ കൂടുതലാണ്. അതിനാല്‍ ഐകരൂപ്യമുള്ള തൈകളുത്പാദിപ്പിക്കുകയാണ് ലക്ഷ്യമെങ്കില്‍ കാലസ് മുഖേനയുള്ള അംഗവികാസരീതി അഭിലഷണീയ മാര്‍ഗമല്ല. എങ്കിലും ജനിതക വൈജാത്യം ഉള്ളതിനാല്‍ ഗുണകരമായ സ്വഭാവങ്ങള്‍ പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന തൈകള്‍ നിര്‍ധാരണം ചെയ്ത് പുതിയ ഇനങ്ങള്‍ വികസിപ്പിച്ചെടുക്കുവാനുള്ള സാധ്യതകളുണ്ട്. | |
| - | + | ചില സസ്യങ്ങളില്‍ എക്സ്പ്ലാന്റുകളില്‍ നിന്നു തന്നെ നേരിട്ട് മുകുളങ്ങള്‍ ഉത്പാദിപ്പിക്കുവാന്‍ സാധിക്കും. ഉദാഹരണമായി, ബിഗോണിയയുടെ ഇലയില്‍ നിന്നുതന്നെ മുകുളങ്ങള്‍ വളര്‍ന്നുവരാറുണ്ട്. ഇങ്ങനെയുണ്ടാകുന്ന മുകുളങ്ങളാണ് അപസ്ഥാനിക മുകുളങ്ങള്‍ (adventitious buds) എന്നറിയപ്പെടുന്നത്. | |
| - | + | '''കായിക ഭ്രൂണോദ്ഭവം (Somatic embryogenesis).''' സാധാരണയായി ബീജസങ്കലനം നടന്നശേഷം യുഗ്മനജത്തില്‍ (zygote) നിന്നാണ് ഭ്രൂണം ഉണ്ടാകുന്നത്. എന്നാല്‍ അനുയോജ്യമായ വളര്‍ച്ചാമാധ്യമങ്ങളില്‍ വളരുന്ന കായികകോശങ്ങള്‍ തന്നെ ഭ്രൂണങ്ങളായി രൂപാന്തരപ്പെട്ട്, അവയില്‍ നിന്ന് തൈകളുണ്ടാകാറുമുണ്ട്. | |
| - | + | കാരറ്റുപോലുള്ള സസ്യങ്ങളുടെ ഏതു ഭാഗത്തുള്ള കോശങ്ങളും എക്സ്പ്ലാന്റുകളായി കായിക ഭ്രൂണോദ്ഭവത്തിനുപയോഗിക്കാം. എന്നാല്‍ ചില സസ്യങ്ങളുടെ പ്രത്യുത്പാദനകോശങ്ങള്‍ തന്നെ ഇതിനായി ഉപയോഗിക്കേണ്ടിവരും. എക്സ്പ്ലാന്റുകള്‍ ശേഖരിക്കുമ്പോഴുള്ള സസ്യത്തിന്റെ ആന്തരിക വളര്‍ച്ചാഘട്ടം കായിക ഭ്രൂണോദ്ഭവത്തിന്റെ നിര്‍ണയഘടകമാണ്. | |
| - | + | [[Image:Tishu-5.png|200px|left|thumb|അംഗവികാസം നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ചിലന്തിക്കിഴങ്ങിന്റെ ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍]] | |
| - | + | എല്ലാ സസ്യങ്ങളുടെയും പോഷകാവശ്യങ്ങള്‍ ഒരുപോലെയല്ല. ഓരോ സസ്യത്തിനും അനുയോജ്യമായ പോഷകവസ്തുക്കളുടെ തരവും അളവും കണ്ടുപിടിക്കുകയാണ് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിന്റെ വിജയം ഉറപ്പാക്കുന്ന പ്രധാനഘടകം. മാധ്യമത്തിന്റെ ഘടന കണ്ടുപിടിക്കുക എന്ന കര്‍മം പലപ്പോഴും ദീര്‍ഘവും ക്ലേശകരവുമാവാറുണ്ട്. | |
| - | + | കാസര്‍കോടുള്ള കേന്ദ്രതോട്ടവിള ഗവേഷണകേന്ദ്രത്തില്‍ തെങ്ങിന്റെ കുരുന്നിലകളാണ് (കുരുത്തോല) ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിന് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഓലയുടെ ചുവടുഭാഗമാണ് കള്‍ച്ചറിന് ഉത്തമം. തക്കാളിയോ, ഓര്‍ക്കിഡോ വളരുന്ന സാധാരണ മീഡിയം തെങ്ങിന് ഫലപ്രദമല്ല. തെങ്ങിന്റെ ടിഷ്യു വിഭജിക്കുകയും യഥാകാലം വ്യതിരീകരണം നടക്കുകയും ചെയ്യാന്‍ ആവശ്യമായ രാസഘടകങ്ങള്‍ എന്താണെന്നും ഇവ മാധ്യമത്തില്‍ ഏതേത് അനുപാതത്തില്‍ ഉണ്ടാവണമെന്നും കണ്ടുപിടിക്കേണ്ടിയിരിക്കുന്നു. | |
| - | + | തെങ്ങു മാത്രമല്ല, തെങ്ങിന്റെ കുടുംബത്തില്‍പ്പെട്ട മറ്റു സസ്യങ്ങളും ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിന് എളുപ്പത്തില്‍ വഴങ്ങുന്നവയല്ല. എണ്ണപ്പനയുടെ കള്‍ച്ചര്‍ ദശകങ്ങള്‍ നീണ്ടുനിന്ന ഗവേഷണത്തിനുശേഷമാണ് വിജയിച്ചത്. സാമ്പത്തിക പ്രാധാന്യമുള്ള മറ്റൊരു സസ്യമായ ചൂരലിലും ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ പൂര്‍ണമായി വിജയിച്ചിട്ടില്ല. മറ്റൊരു പ്രശ്നസസ്യമായ മുളയിലെ ഗവേഷണം വിജയപ്രദമായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ഡല്‍ഹി സര്‍വകലാശാലയിലെ പ്രൊഫ. മോഹന്‍ റാമിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷകസംഘം നടത്തിയ ഒരു പതിറ്റാണ്ടു കാലത്തെ ഗവേഷണത്തിന്റെ ഫലമായിട്ടാണ് മുളയ്ക്കുവേണ്ട ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ മാധ്യമം കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടത്. | |
| - | + | '''പ്രായോഗിക നേട്ടങ്ങള്‍.''' സസ്യപ്രവര്‍ധനത്തിന്റെ നൂതന സാങ്കേതികവിദ്യ എന്ന നിലയില്‍ ചുരുങ്ങിയ സമയം കൊണ്ട് മാതൃസസ്യത്തിന്റെ അതേ സ്വഭാവവും ഐകരൂപ്യവുമുള്ള തൈകള്‍ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാന്‍ സാധിക്കും എന്നതാണ് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിന്റെ പ്രധാന പ്രായോഗിക നേട്ടമായി കരുതപ്പെടുന്നത്. ഓര്‍ക്കിഡ്, ആന്തൂറിയം തുടങ്ങിയ അലങ്കാരസസ്യങ്ങളിലും, വാഴ, ഏലം, ഔഷധസസ്യങ്ങള്‍ എന്നിവയിലും വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തില്‍ ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ ഇന്ന് വിജയകരമായി നടത്തിവരുന്നു. | |
| - | + | [[Image:Tishu-1.png|200px|left|thumb|കള്‍ച്ചര്‍ ഫ്ളാസ്ക്കില് പുഷ്പത്തോടുകൂടിയ കഥകളി ഓര്‍ക്കിഡ്]] | |
| - | + | ഐകരൂപ്യമുള്ള തൈകളാണ് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിന്റെ പ്രത്യേകത എങ്കിലും ചില രീതികളുപയോഗിച്ചു ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുമ്പോള്‍ ജനിതകവ്യതിയാനങ്ങള്‍ കണ്ടുവരാറുണ്ട്. ഇതിന് സോമാക്ലോണല്‍ വ്യതിയാനങ്ങള്‍ എന്നാണ് പേര്. ഇത്തരം വ്യതിയാനങ്ങളില്‍ അഭികാമ്യമായവയെ കണ്ടുപിടിച്ച് അവയിലൂടെ പുതിയ ഇനങ്ങള്‍ വികസിപ്പിച്ചെടുക്കുവാന്‍ സാധിക്കും. | |
| - | + | വ്യത്യസ്തങ്ങളായ സ്പീഷീസ് തമ്മില്‍ സങ്കരണം ചെയ്ത് അങ്കുരണശേഷിയുള്ള വിത്തുകള്‍ ഉത്പാദിപ്പിക്കുക എളുപ്പമല്ല. എന്നാല്‍ വ്യത്യസ്തങ്ങളായ സ്പീഷീസിന്റെ പ്രോട്ടോപ്ലാസ്റ്റ് വേര്‍തിരിച്ചെടുത്ത് അവ തമ്മില്‍ സംയോജിപ്പിച്ച് കായിക സങ്കരങ്ങള്‍ (somatic hybrids) ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാന്‍ സാധിക്കും. ഇപ്രകാരമുള്ള കായിക സങ്കരത്തിന് രണ്ടു സ്പീഷീസിന്റെ സ്വഭാവങ്ങളെയും സംയോജിപ്പിക്കുവാന്‍ സാധിക്കും. ജനിതക എഞ്ചിനീയറിംഗി ലൂടെ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ട്രാന്‍സ്ജീനിക് സസ്യങ്ങളും പൂര്‍ണരൂപം പ്രാപിക്കുന്നത് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിലൂടെയാണ്. | |
| - | + | [[Image:tissueculture-3.png|200px| right|thumb|ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിലൂടെ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ചെറുസസ്യങ്ങളുടെ നഴ്സറി]] | |
| - | + | പരാഗം, അണ്ഡം തുടങ്ങിയ ബീജകോശങ്ങളില്‍ നിന്നും തൈകളുത്പാദിപ്പിക്കുവാന്‍ കഴിയും. എന്നാല്‍ കായികകോശങ്ങളിലുള്ളതിന്റെ പകുതി ക്രോമസോമുകള്‍ മാത്രമേ ഇതില്‍ കാണുകയുള്ളു. അതിനാല്‍ ഇത്തരം കള്‍ച്ചറുകളെ അഗുണിത കള്‍ച്ചര്‍ (haploid culture) എന്നു പറയുന്നു. ഇത്തരം സസ്യങ്ങളുടെ ക്രോമസോം കോള്‍ച്ചിസിന്‍ (colchicine) പോലുള്ള രാസപദാര്‍ഥങ്ങളുടെ സഹായത്താല്‍ ഇരട്ടിപ്പിച്ച് സമയുഗ്മജ ദ്വിഗുണിതങ്ങള്‍ (homozygous diploids) ഉണ്ടാക്കാം. സസ്യപ്രജനനരംഗത്ത് ഇതിന് വളരെ പ്രയോജനങ്ങള്‍ ഉണ്ട്. | |
| - | + | രോഗപ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതും, ലവണതയെ (salinity) പ്രതിരോധിക്കുന്നതുമായ കോശങ്ങള്‍ നിര്‍ധാരണം ചെയ്തെടുത്ത് അവയില്‍ നിന്ന് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള സസ്യങ്ങള്‍ ഉത്പാദിപ്പിക്കാം. ഇങ്ങനെ ചെയ്യുന്നതിന് യോഗ്യമായ രീതിയില്‍ മാധ്യമത്തില്‍ വ്യത്യാസങ്ങള്‍ വരുത്തേണ്ടതുണ്ട്. ഉദാഹരണമായി രോഗപ്രതിരോധശേഷിയുള്ള കോശങ്ങള്‍ വേര്‍തിരിച്ചെടുക്കാന്‍ മാധ്യമത്തില്‍ രോഗാണു (pathogen) നിവേശനം നടത്തേണ്ടതായി വരും. | |
| - | + | ഓരോ സ്പീഷീസിന്റെയും ജനിതക വൈജാത്യം കാത്തുസംരക്ഷിക്കുക വളരെ ക്ലേശകരമാണ്. കായിക പ്രവര്‍ധനം നടക്കുന്ന സസ്യങ്ങളില്‍ ഇത് ഏറെ പ്രയാസവുമാണ്. വിത്തുമൂലം പ്രത്യുത്പാദനം നടക്കുന്ന സസ്യങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം വിത്തിന്റെ അങ്കുരണശേഷി നഷ്ടപ്പെടുന്നതാണ് ഒരു പ്രശ്നമായി അനുഭവപ്പെടാറുള്ളത്. എന്നാല്‍ ഇന്ന് ദ്രവരൂപത്തിലുള്ള നൈട്രജന്‍ ഉപയോഗിച്ച് അതിശീതാവസ്ഥയിലേക്ക് (-196°C) കോശങ്ങളെ മാറ്റി കേടുകൂടാതെ സൂക്ഷിക്കുവാന്‍ സാധിക്കും എന്ന നില വന്നിട്ടുണ്ട്. | |
| - | + | ലുപ്തപ്രചാരമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന താതിരി, മരമഞ്ഞള്‍, വയമ്പ്, ആരോഗ്യപച്ച, കച്ചോലം തുടങ്ങിയ സസ്യങ്ങളുടെ തൈകള്‍ വന്‍തോതില്‍ ടിഷ്യുകള്‍ച്ചര്‍ വഴി വളര്‍ത്താനും ആവശ്യക്കാര്‍ക്ക് എത്തിച്ചുകൊടുക്കാനും ഇവയുടെ കൃഷി പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുവാനും പാലോട് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ട്രോപ്പിക്കല്‍ ബോട്ടാണിക്കല്‍ ഗാര്‍ഡന്‍ ആന്‍ഡ് റിസര്‍ച്ച് ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ശ്രമിച്ചുവരുന്നു. | |
| - | + | [[Image:Tishu-3.png|200px|thumb|right|ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിലൂടെ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ആരോഗ്യപ്പച്ച]] | |
| - | ( | + | സൂക്ഷ്മാണുക്കള്‍ മൂലമുണ്ടാകുന്ന മലിനീകരണമാണ് (microbial contamination) ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിലെ മറ്റൊരു പ്രശ്നം. അണുനശീകരണം കൊണ്ട് കുമിളുകളെ ഒരു പരിധിവരെ നിയന്ത്രിക്കാമെങ്കിലും ആന്തരികമായി (endogenous) എക്സ്പ്ലാന്റുകളില്‍ കാണുന്ന ബാക്ടീരിയപോലുള്ള സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ നശിപ്പിക്കുക പ്രയാസമാണ്. |
| - | + | [[Image:Tishu-4.png|200px|left|thumb|ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിലൂടെ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത കച്ചോലം]] | |
| - | + | കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്ന കാലയളവില്‍ കോശങ്ങളില്‍ നിന്നു പുറത്തുവരുന്ന പോളിഫീനോളുകള്‍ (polyphenols) എക്സ്പ്ലാന്റുകളുടെ വളര്‍ച്ചയ്ക്ക് ഹാനികരമാണ്. ഇവ മാധ്യമത്തെ തവിട്ടുനിറമാക്കുകയും എന്‍സൈം പ്രവര്‍ത്തനത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. അസ്കോര്‍ബിക് അമ്ലം, സക്രിയിത മരക്കരി (activated charcoal) എന്നിവ ശരിയായ തോതില്‍ മാധ്യമത്തില്‍ ചേര്‍ക്കുന്നത് ഈ പ്രശ്നം ലഘൂകരിക്കാന്‍ സഹായിക്കും. | |
| - | + | ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ മുഖേനയുണ്ടാകുന്ന ചെറു സസ്യങ്ങളില്‍ ആന്തരികവും ഭൗതികവുമായ ചില വൈകല്യങ്ങള്‍ കണ്ടുവരാറുണ്ട്. ഇവയ്ക്ക് ബലഹീനമായ തണ്ടുകളും, കട്ടിയും നീളവും കൂടിയതും ഹരിതകം കുറഞ്ഞതും വേഗം കൊഴിഞ്ഞുപോകുന്നതുമായ ഇലകളും ചിലപ്പോള്‍ കാണപ്പെടാറുണ്ട്. ഇങ്ങനെയുള്ള അസാധാരണമായ പ്രതിഭാസത്തെ കാചനം (vitrification) എന്നു പറയുന്നു. | |
| - | + | [[Image:tissueculture-4.png|200px|right|thumb|ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ പ്രവിധിയിലൂടെ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത് റോസാച്ചെടികള്‍]] | |
| - | + | ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്ത സസ്യങ്ങള്‍ കള്‍ച്ചര്‍ പാത്രങ്ങളില്‍ നിന്ന് പുറത്തെടുത്തു സാധാരണ സൂര്യപ്രകാശത്തില്‍ (ex vitro establishment) വളര്‍ത്തുമ്പോഴും പ്രശ്നങ്ങളുണ്ടാകാറുണ്ട്. നല്ലൊരു ശതമാനം തൈകളും ഉണങ്ങിപ്പോകുന്നു. ഇതിനു കാരണം ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ സസ്യങ്ങളില്‍ പലപ്പോഴും വേരും കാണ്ഡവും തമ്മിലുള്ള സംവഹനബന്ധം (vascular connection) ശരിയായി രൂപപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടാവുകയില്ല എന്നതാണ്. ആസ്യര ന്ധ്രങ്ങള്‍ പ്രതികൂലാവസ്ഥയിലും തുറന്നു തന്നെയിരിക്കും എന്നതും മറ്റൊരു പ്രധാന കാരണമാണ്. ഈ പ്രശ്നങ്ങള്‍ പരിഹരിക്കുവാന്‍ ശരിയായ ദൃഢീകരണത്തിന് (hardening) ശേഷം മാത്രമേ സസ്യങ്ങള്‍ ഗ്രീന്‍ ഹൗസില്‍ നിന്ന് സാധാരണ സൂര്യപ്രകാശത്തില്‍ വളര്‍ത്താവൂ. | |
| + | |||
| + | ഔഷധനിര്‍മാണരംഗത്ത് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ വഴിയുള്ള ദ്വിതീയ ഉപാപചയകാരികളുടെ ഉത്പാദനം (production of secondary metabolites) വളരെ പ്രയോജനകരമാണ്. കാലസ് കള്‍ച്ചറുകളില്‍ നിന്നാണ് ദ്വിതീയ ഉപാപചയകാരികളെ വേര്‍തിരിച്ചെടുക്കുന്നത്. | ||
| + | |||
| + | (ഡോ. എ.എന്‍. നമ്പൂതിരി, ഡോ. ഡി. വിത്സന്‍, സ. പ.) | ||
Current revision as of 09:49, 22 ഡിസംബര്‍ 2008
ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍, സസ്യങ്ങളില്‍
Tissue culture in plants
ഒരു സസ്യത്തിന്റെ കോശമോ, കലയോ, ഭാഗമോ സസ്യത്തില്‍ നിന്നും വേര്‍പെടുത്തി അണുവിമുക്തമായ സാഹചര്യത്തില്‍ അനുയോജ്യമായ മാധ്യമങ്ങളില്‍ (media) പരീക്ഷണശാലയില്‍ വളര്‍ത്തി തൈകളാക്കിത്തീര്‍ക്കുന്ന പ്രക്രിയ. ഇത് ഊതകസംവര്‍ധനം എന്ന പേരിലും അറിയപ്പെടുന്നു. ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്നതിനെടുക്കുന്ന സസ്യഭാഗത്തെ എക്സ്പ്ലാന്റ് (explant) എന്നു പറയുന്നു. അനുയോജ്യമായ വളര്‍ച്ചാമാധ്യമങ്ങളും (growth media) അണുവിമുക്തമായ സാഹചര്യങ്ങളും ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ വിജയകരമായിത്തീരുന്നതിനത്യാവശ്യമാണ്.
ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് നിരവധി ഉപയോഗങ്ങളുണ്ടെങ്കിലും ഇന്ന് വളരെയധികം പ്രചാരം സിദ്ധിച്ചുവരുന്നത് കായികപ്രവര്‍ധനത്തിന്റെ (vegetative propagation) ഒരു നൂതന സമ്പ്രദായം എന്ന നിലയിലാണ്. ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന തൈകള്‍ക്കെല്ലാം മാതൃസസ്യത്തിന്റെ അതേ സ്വഭാവം ഉണ്ടായിരിക്കുമെന്നുള്ളതാണ് കായികപ്രവര്‍ധനത്തിന്റെ സവിശേഷത. പരപരാഗണം (cross pollination) നടക്കുന്ന സസ്യങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം കായികപ്രവര്‍ധനത്തിലൂടെ മാത്രമേ മാതൃസസ്യത്തിന്റെ തനിമ നിലനിറുത്തുവാന്‍ സാധിക്കുയുള്ളു. എന്നാലും ഇപ്രകാരം ഉത്പാദിപ്പിക്കാവുന്ന തൈകളുടെ എണ്ണത്തിന് ഒരു പരിധിയുണ്ട്.
ചുരുങ്ങിയ സമയം കൊണ്ട് മാതൃസസ്യത്തിന്റെ അതേ സ്വഭാവഗുണങ്ങളോടുകൂടിയ ഐകരൂപ്യമുള്ള ആയിരക്കണക്കിനു തൈകള്‍ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാമെന്നുള്ളതാണ് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ശ്രദ്ധേയമായ നേട്ടം.
ചരിത്രം. എല്ലാ ജീവജാലങ്ങളുടെയും ജീവന്റെ അടിസ്ഥാനഘടകം കോശങ്ങളാണ് എന്നതത്ത്വം 1838-ല്‍ പുറത്തു വരികയും അത് പരക്കെ അംഗീകരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്തു. എന്നാല്‍ കോശ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ (cell theory) വക്താക്കളായ ഷ്ളീഡനും, ഷ്വാനും കോശങ്ങള്‍ക്ക് സ്വയം വളര്‍ന്ന് വികാസം പ്രാപിക്കുന്നതിനുള്ള സ്വതസ്സിദ്ധമായ കഴിവുണ്ടെന്ന് ഊന്നിപറയുകയുണ്ടായി. അക്കാലത്ത് ഇത് പരീക്ഷണശാലയില്‍ തെളിയിക്കുവാന്‍ വേണ്ട ക്രിയാവിധികള്‍ ഉണ്ടായിരുന്നില്ല. അതിനാല്‍ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന് വേണ്ടത്ര അംഗീകാരവും ലഭിച്ചില്ല.
ഒരു സസ്യകോശത്തിന് പൂര്‍ണപുനരുത്ഭവത്തിനുള്ള (regeneration) എല്ലാ ആന്തരികശേഷിയും ഉണ്ടെന്ന് 1902-ല്‍ ഗോട്ടിലിബ് ഹാബര്‍ലാന്‍ഡ്(Gottlieb Haburlandt) എന്ന ജര്‍മന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് ആദ്യമായി കണ്ടുപിടിച്ചത്. സസ്യകോശങ്ങള്‍ക്കു മാത്രം അവകാശപ്പെട്ട ഈ പ്രത്യേക കഴിവ് പൂര്‍ണശക്തി (Totipotency) എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. എങ്കിലും കോശങ്ങള്‍ കള്‍ച്ചര്‍ ചെയത് അദ്ദേഹം നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ പരാജയപ്പെടുകയാണുണ്ടായത്. പക്ഷേ അദ്ദേഹത്തിന്റെ പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ ഈ മേഖലയില്‍ തുടര്‍ന്നും ഗവേഷണം നടത്തുന്നതിനുള്ള വാതില്‍ തുറക്കുകയുണ്ടായി.
സസ്യഭ്രൂണങ്ങള്‍ പരീക്ഷണശാലകളില്‍ വളര്‍ത്തിയെടുക്കുന്നത് ഒരു പരിധിവരെ വിജയമാണെന്ന് 1921 ല്‍ മൊല്ലിയാഡ് (Molliard) എന്ന സസ്യശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ തെളിയിച്ചു. അതേ തുടര്‍ന്ന് ഹാബര്‍ലാന്‍ഡിന്റെ വിദ്യാര്‍ഥി ആയിരുന്ന കൊറ്റെ (Kotte) 1922-ല്‍ വേരിന്റെ അഗ്രം കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്നതില്‍ വിജയം വരിക്കുകയും ചെയ്തു. ഇതിനുശേഷം കാരറ്റിലും പുകയിലച്ചെടിയിലും ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ വിജയകരമായി നടത്താന്‍ കഴിഞ്ഞു. ഇന്ന് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ ഒരു കായികപ്രവര്‍ധനരീതി എന്ന നിലയില്‍ മാത്രമല്ല അനേകം പ്രായോഗികമേഖലകളില്‍ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഒരു സാങ്കേതിക വിദ്യയായി തന്നെ മാറിക്കഴിഞ്ഞിരിക്കുന്നു.
ലബോറട്ടറി സൗകര്യങ്ങള്‍. ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ അണുവിമുക്തമായ സാഹചര്യങ്ങളില്‍ ചെയ്യുന്നതിനുള്ള സൗകര്യം ഉണ്ടായിരിക്കേണ്ടതാണ്. അതുപോലെ കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്നതിനാവശ്യമായ വളര്‍ച്ചാമാധ്യമങ്ങള്‍ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുവേണ്ട രാസവസ്തുക്കളും, പാത്രങ്ങളും ഉപകരണങ്ങളും ആവശ്യമാണുതാനും. ഉപകരണങ്ങളുടെ കൂട്ടത്തില്‍ ലാമിനാര്‍ എയര്‍ ഫ്ളോഹുഡ് (laminar air flowhood), ആട്ടോക്ലേവ്, പ്രഷര്‍കുക്കര്‍, ഫ്രിഡ്ജ്, ബാലന്‍സ്, ജലസ്വേദന യൂണിറ്റ് (water distilation unit) അവ്ന്‍, പി.എച്ച് (pH) മീറ്റര്‍ എന്നിവ പ്രധാനപ്പെട്ടവയാണ്.
വളര്‍ച്ചാമാധ്യമം. കോശത്തിന്റെ വളര്‍ച്ചയ്ക്കും വര്‍ധനവിനും ആവശ്യമായ എല്ലാ മൂലകങ്ങളും സൂക്ഷ്മമൂലകങ്ങളും, വിറ്റാമിനുകളും, ഹോര്‍മോണുകളും മിതമായ അളവില്‍ മാധ്യമത്തില്‍ ഉണ്ടായിരിക്കണം. മാധ്യമത്തിന്റെ ചേരുവകളും അതിന്റെ തോതും നിര്‍ണയിക്കുന്നതിന് ചില പ്രാഥമിക പരീക്ഷണങ്ങള്‍ വേണ്ടിവരും. ഓരോ വളര്‍ച്ചാഘട്ടത്തിലും ആവശ്യമായിരിക്കുന്ന പോഷകമൂല്യങ്ങളും ഹോര്‍മോണുകളും വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. അതിനാല്‍ ഓരോ സസ്യത്തിനും ഓരോതരം കള്‍ച്ചറിനും വിവിധ വളര്‍ച്ചാഘട്ടങ്ങള്‍ക്കും വ്യത്യസ്തങ്ങളായ മാധ്യമങ്ങള്‍ തയ്യാറാക്കേണ്ടതായി വരും. എങ്കിലും അടിസ്ഥാനപരമായി മാധ്യമത്തില്‍ അടങ്ങിയിരിക്കേണ്ട എല്ലാ ഘടകങ്ങളും ചേര്‍ത്തു കൊണ്ട് മുരാഷിഗേ, സ്കൂഗ് (Murashige & Skoog) എന്നീ ശാസ്ത്രകാരന്മാര്‍ ചേര്‍ന്ന് 'എം.എസ്. മീഡിയം' എന്ന പേരില്‍ പുതിയ ഒരു കള്‍ച്ചര്‍ മാധ്യമം കണ്ടെത്തുകയുണ്ടായി. ഇത് വളരെ ഫലപ്രദമാണെന്ന് തെളിയുകയും ചെയ്തു. ഇതോടൊപ്പം B5 മാധ്യമം (Gemberg), N6 മാധ്യമം (zhu), വൈറ്റ് മാധ്യമം (white) തുടങ്ങിയവയും സാധാരണ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നുണ്ട്.
കള്‍ച്ചര്‍ മാധ്യമത്തിലെ ഹോര്‍മോണുകള്‍ക്കു വളരെ നിര്‍ണായകമായ പങ്കാണുള്ളത്. പൊതുവേ ഓക്സിന്‍സ് (auxins), സൈറ്റോകൈനിന്‍ (cytokinin), ഗിബറിലിന്‍സ് (gibberelins) എന്നീ മൂന്നു വിഭാഗത്തിലുള്ള ഹോര്‍മോണുകളാണ് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിനുപയോഗിക്കുന്നത്. ഓരോ ഹോര്‍മോണിന്റെയും ഉപയോഗം വ്യത്യസ്തമാണ്. ഉദാഹരണമായി ഇന്‍ഡോള്‍ അസറ്റിക് അമ്ലം, ഇന്‍ഡോള്‍ ബ്യൂട്രിക് അമ്ലം എന്നീ ഹോര്‍മോണുകള്‍ വേരുകളുടെ വളര്‍ച്ചയെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നവയാണ്. എന്നാല്‍ കൈനറ്റിന്‍ (kinetin), ബെന്‍സയില്‍ അമിനോ പ്യൂരിന്‍ (Benzyl Amino Purine BAP) എന്നിവ തലപ്പുകള്‍ (shoots) ഉണ്ടാകുന്നതിനും, ബഹുമുളകള്‍ (multiple shoots) ഉണ്ടാകുന്നതിനും ഉത്തേജനം നല്‍കുന്നു.
അണുനശീകരണം. കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്നതിന് ശേഖരിച്ച സസ്യഭാഗങ്ങള്‍ (explants) മിക്കപ്പോഴും സൂക്ഷ്മാണുക്കള്‍ നിറഞ്ഞതായിരിക്കും. അതിനാല്‍ കള്‍ച്ചര്‍ പാത്രങ്ങളിലേക്കു മാറ്റുന്നതിനു മുമ്പായി സോഡിയം ഹൈപ്പോക്ലോറൈഡ്, മെര്‍ക്കുറി ക്ലോറൈഡ് എന്നിവയിലേതെങ്കിലും ഉപയോഗിച്ച് എക്സ്പ്ലാ ന്റുകള്‍ അണുവിമുക്തമാക്കേണ്ടതാണ്. എക്സ്പ്ലാന്റുകള്‍ പാത്രങ്ങളിലേക്ക് കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്നതിനായി വയ്ക്കുന്നതിനെ നിവേശനം (inoculation) എന്നു പറയുന്നു. നിവേശനത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളിലൂടെയും കള്‍ച്ചര്‍ മാധ്യമത്തില്‍ അണുബാധയുണ്ടാകാന്‍ സാധ്യതയുള്ളതിനാല്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫോഴ്സെപ്സ്, ബ്ലേഡ്, സൂചി, പെട്രി ഡിഷുകള്‍ എന്നിവയെല്ലാം ആട്ടോക്ലേവിലോ പ്രഷര്‍കുക്കറിലോ വച്ച് അണുനശീകരണം നടത്തേണ്ടതാണ്. മാധ്യമവും അതുപോലെ അണുനശീകരണത്തിനുശേഷമാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
ഇത്തരം മുന്‍കരുതലുകള്‍ എടുത്താലും നിവേശന സമയത്ത് അന്തരീക്ഷ വായുവില്‍ നിന്നും മലിനീകരണം ഉണ്ടാകാനുള്ള സാദ്ധ്യതകളും തള്ളിക്കളയാനാവില്ല. അതിനാല്‍ ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ പ്രക്രിയയില്‍ നിവേശനം പോലെ അണുവിമുക്തമായ അന്തരീക്ഷത്തില്‍ ചെയ്യേണ്ട പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ ലാമിനാര്‍ എയര്‍ഫ്ളോഹുഡില്‍ വച്ചാണ് ചെയ്യുന്നത്. ഇതിന്റെയുള്ളില്‍ മുകള്‍ഭാഗത്ത് സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന അള്‍ട്രാവയലറ്റ് ദീപം (ultra viloet light) അണുനശീകരണം ഉറപ്പാക്കുന്നു. കൂടാതെ ക്യാബിനറ്റിന്റെ പുറകില്‍ നിന്ന് മുമ്പിലേക്ക് അടിക്കുന്ന വായു ബാക്ടീരിയ പോലുള്ള സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ തടഞ്ഞുനിര്‍ത്തിയശേഷമാണ് കടന്നുവരുന്നത്.
ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ മുറിയില്‍ താപവും പ്രകാശവും ജലസാന്ദ്രതയും വായുസഞ്ചാരവും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള സംവിധാനം ഉണ്ടായിരിക്കണം. അതിന് എയര്‍കണ്ടീഷണറും, റാക്കുകളില്‍ ഫ്ളൂറസെന്റ് ലൈറ്റുകളും സ്ഥാപിച്ചിരിക്കണം.
ഗ്രീന്‍ ഹൗസ്. ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുമ്പോള്‍ ഒരു ഗ്രീന്‍ ഹൗസും ഉണ്ടായിരിക്കേണ്ടത് അനിവാര്യമാണ്. കാരണം നിയന്ത്രിതമായ സാഹചര്യങ്ങള്‍ കൊടുത്താണ് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ സസ്യങ്ങള്‍ വളര്‍ത്തിയെടുക്കുന്നത്. ഈ ചെറുസസ്യങ്ങള്‍ (plant lets) നേരിട്ടു സാധാരണ സൂര്യപ്രകാശത്തില്‍ നട്ടാല്‍ വേഗത്തില്‍ വാടിക്കരിഞ്ഞുപോകും. അതിനാല്‍ ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ തൈകള്‍ ആദ്യത്തെ കുറച്ചുദിവസങ്ങള്‍ ഗ്രീന്‍ഹൗസില്‍ നിയന്ത്രിതമായ പ്രകാശവും താപവും വെള്ളവും നല്‍കി വളര്‍ത്തി പാകപ്പെടുത്തി എടുത്തശേഷമാണ് പുറത്തുനടുന്നത്. ഇതിനെ ഹാര്‍ഡനിങ്ങ് (hardening) എന്നു പറയുന്നു.
വിവിധയിനം കള്‍ച്ചറുകള്‍
1. ഏകകോശ കള്‍ച്ചര്‍. സസ്യഭാഗങ്ങളില്‍ നിന്ന് കോശങ്ങളെ നേരിട്ടോ എന്‍സൈമുകളുടെ സഹായത്താലോ വേര്‍തിരിച്ചെടുത്ത് കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്ന രീതിയാണ് ഏകകോശ കള്‍ച്ചര്‍ എന്ന പേരിലറിയപ്പെടുന്നത്. ഇങ്ങനെയുള്ള കോശങ്ങള്‍ അനുകൂലമായ മാധ്യമത്തില്‍ വളര്‍ന്ന് വര്‍ധിക്കുകയും കോശസമൂഹങ്ങളായി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു. ചില പ്രത്യേക ആവശ്യങ്ങള്‍ക്കുവേണ്ടി കോശങ്ങള്‍ നിര്‍ധാരണം ചെയ്ത് എടുക്കുവാന്‍ സാധിക്കും. ഇങ്ങനെ നിര്‍ധാരണം ചെയ്തെടുക്കുന്ന കോശസമൂഹത്തെ കോശ നിരകള്‍ (cell lines) എന്നു പറയുന്നു.
2. പ്രോട്ടോപ്ലാസ്റ്റ് കള്‍ച്ചര്‍. സസ്യകോശങ്ങള്‍ക്ക് കോശസ്തരവും കോശഭിത്തിയും ഉണ്ട്. ചില പ്രത്യേക എന്‍സൈമുകളുടെ സഹായത്താല്‍ കോശഭിത്തി അലിയിപ്പിച്ച് മാറ്റുന്നു. ശേഷിക്കുന്ന കോശത്തെ പ്രോട്ടോപ്ലാസ്റ്റ് എന്നാണ് പറയുന്നത്. പ്രോട്ടോപ്ലാസ്റ്റില്‍ ജനിതക വ്യതിയാനങ്ങള്‍ വരുത്തുവാന്‍ എളുപ്പമായതിനാല്‍ സസ്യപ്രജനനത്തില്‍ പ്രോട്ടോപ്ലാസ്റ്റ് കള്‍ച്ചര്‍ വളരെ പ്രയോജനകരമാണ്. ജനിതകമാറ്റത്തിനുശേഷം അനുയോജ്യമായ മാധ്യമത്തിലേക്ക് മാറ്റുമ്പോള്‍ കോശഭിത്തി പുനര്‍നിര്‍മിക്കപ്പെടുന്നു. കോശവിഭജനം വഴി തൈകള്‍ പുനര്‍ജീവിപ്പിക്കുവാനും സാധിക്കും.
3. അവയവ കള്‍ച്ചര്‍. ഭ്രൂണം, ഇല, തണ്ട്, കായ്, അഗ്രമുകുളങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയ സസ്യ അവയവങ്ങള്‍ കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യാവുന്നതാണ്. ചില പ്രത്യേക സാഹചര്യങ്ങളില്‍ ഭ്രൂണം കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്നത് വളരെ പ്രയോജനകരമാണ്. വിത്തിനുള്ളില്‍ വച്ച് ഭ്രൂണം നശിച്ചുപോകാന്‍ സാധ്യതയുണ്ടെങ്കില്‍ വിത്തില്‍ നിന്ന് ഭ്രൂണം വേര്‍പെടുത്തി കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്ത് തൈകളുണ്ടാക്കാന്‍ സാധിക്കും. അതുപോലെ വിത്ത് മുളയ്ക്കുന്നതിനുള്ള കാലദൈര്‍ഘ്യം ഒഴിവാക്കുന്നതിനും ഭ്രൂണ കള്‍ച്ചര്‍ സഹായകമാണ്.
വന്യ സ്പിഷീസുമായി സങ്കരണം നടത്തിയുണ്ടാക്കുന്ന വിത്തുകള്‍ പലപ്പോഴും മുളയ്ക്കാറില്ല. എന്‍ഡോസ്പേം ശരിയായി വികാസം പ്രാപിക്കാത്തതാണ് ഇതിന്റെ പ്രധാന കാരണം. ഇങ്ങനെയുള്ള സാഹചര്യങ്ങളില്‍ മൂപ്പെത്തുന്നതിനുമുമ്പ് തന്നെ വിത്തില്‍ നിന്ന് ഭ്രൂണം വേര്‍പെടുത്തി കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്ത് തൈകള്‍ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാന്‍ സാധിക്കും.
പ്രവര്‍ധന രീതികള്‍
കക്ഷ്യമുകുള ഉത്തേജനരീതി. ഈ പ്രവര്‍ധനരീതിയില്‍ അഗ്രമുകുളത്തേയോ (apical bud), പാര്‍ശ്വമുകുളത്തേയോ (lateral bud), കുരുന്നിലകളുടെ കക്ഷ്യങ്ങളിലുള്ള കക്ഷ്യമുകുളത്തേയോ (axillary bud) ഒന്നിച്ചു ഉത്തേജിപ്പിക്കുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. ഈ മുകുളങ്ങള്‍ സുഷുപ്താവസ്ഥയിലാണെങ്കിലും വളര്‍ച്ചാമാധ്യമത്തിലെ ഹോര്‍മോണുകളുടെ ഉത്തേജനത്താല്‍ ബഹുമുളകള്‍ (multiple shoots) ഉണ്ടാകുന്നു. ഈ ബഹുമുളകളില്‍ നിന്ന് ചെറുതലപ്പുകള്‍ ഒന്നൊന്നായി വേര്‍പെടുത്തി വീണ്ടും ബഹുമുളകള്‍ ഉണ്ടാകുന്നതിനുള്ള മാധ്യമത്തിലേക്കോ വേരുപിടിക്കണമെങ്കില്‍ അതിനുള്ള മാധ്യമത്തിലേക്കോ മാറ്റാവുന്നതാണ്. ഈ രീതിയില്‍ വളര്‍ത്തി എടുക്കുന്ന തൈകള്‍ ഐകരൂപ്യമുള്ളവയായിരിക്കും.
മെരിസ്റ്റം കള്‍ച്ചര്‍. മുകുളങ്ങളുടെ ഏറ്റവും അഗ്രഭാഗത്തുള്ളതും കാര്യക്ഷമതയോടെ കോശവിഭജനം നടക്കുന്നതും 0.4 മി. മീറ്ററിന് താഴെ വലുപ്പമുള്ളതുമായ ഒരു ഭാഗം എടുത്തു കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്നതിനെ മെരിസ്റ്റം കള്‍ച്ചര്‍ എന്നു പറയുന്നു. വൈറസ് വിമുക്തമായ തൈകള്‍ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കുന്നതിനുള്ള ഉത്തമ മാര്‍ഗമാണ് മെരിസ്റ്റം കള്‍ച്ചര്‍.
അംഗവികാസം. അംഗവികാസം രണ്ടുവിധത്തില്‍ നടക്കുന്നു; കാലസ് മുഖേനയും നേരിട്ടും. സസ്യത്തില്‍ നിന്നും ശേഖരിക്കുന്ന എക്സപ്ലാന്റുകള്‍ അനുകൂലമായ വളര്‍ച്ചാമാധ്യമത്തില്‍ വളര്‍ത്തുമ്പോള്‍ കോശവിഭജനം വേഗത്തില്‍ നടക്കുകയും ഒരു കൂട്ടം കോശങ്ങള്‍ ഉണ്ടാകുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതിനെയാണ് കാലസ് എന്നു പറയുന്നത്. കാലസ് വീണ്ടും വേര്‍പെടുത്തി അനുകൂലമായ മാധ്യമത്തില്‍ വളരാന്‍ അനുവദിച്ചാല്‍ അതില്‍ നിന്ന് മുകുളങ്ങളും തലപ്പുകളും ഉണ്ടാകുന്നു. തലപ്പുകള്‍ വീണ്ടും വേര്‍പെടുത്തി മിതമായ തോതില്‍ മാത്രം ഓക്സിനുകളുള്ള മാധ്യമത്തിലേക്ക് മാറ്റിയാല്‍ ഏതാനും ദിവസങ്ങള്‍ കൊണ്ട് ചെറുവേരുകള്‍ പ്രത്യക്ഷപ്പെടും. ഇപ്രകാരം ചെറുതൈകള്‍ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കുന്ന രീതിക്കാണ് അംഗവികാസം (organogenesis) എന്നു പറയുന്നത്.
എന്നാല്‍ ഇപ്രകാരം ഉണ്ടാകുന്ന തൈകളുടെ ജനിതക ഘടനയിലും ബാഹ്യരൂപത്തിലും ജനിതക വൈജാത്യം കടന്നുകൂടാനുള്ള സാധ്യത വളരെ കൂടുതലാണ്. അതിനാല്‍ ഐകരൂപ്യമുള്ള തൈകളുത്പാദിപ്പിക്കുകയാണ് ലക്ഷ്യമെങ്കില്‍ കാലസ് മുഖേനയുള്ള അംഗവികാസരീതി അഭിലഷണീയ മാര്‍ഗമല്ല. എങ്കിലും ജനിതക വൈജാത്യം ഉള്ളതിനാല്‍ ഗുണകരമായ സ്വഭാവങ്ങള്‍ പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന തൈകള്‍ നിര്‍ധാരണം ചെയ്ത് പുതിയ ഇനങ്ങള്‍ വികസിപ്പിച്ചെടുക്കുവാനുള്ള സാധ്യതകളുണ്ട്.
ചില സസ്യങ്ങളില്‍ എക്സ്പ്ലാന്റുകളില്‍ നിന്നു തന്നെ നേരിട്ട് മുകുളങ്ങള്‍ ഉത്പാദിപ്പിക്കുവാന്‍ സാധിക്കും. ഉദാഹരണമായി, ബിഗോണിയയുടെ ഇലയില്‍ നിന്നുതന്നെ മുകുളങ്ങള്‍ വളര്‍ന്നുവരാറുണ്ട്. ഇങ്ങനെയുണ്ടാകുന്ന മുകുളങ്ങളാണ് അപസ്ഥാനിക മുകുളങ്ങള്‍ (adventitious buds) എന്നറിയപ്പെടുന്നത്.
കായിക ഭ്രൂണോദ്ഭവം (Somatic embryogenesis). സാധാരണയായി ബീജസങ്കലനം നടന്നശേഷം യുഗ്മനജത്തില്‍ (zygote) നിന്നാണ് ഭ്രൂണം ഉണ്ടാകുന്നത്. എന്നാല്‍ അനുയോജ്യമായ വളര്‍ച്ചാമാധ്യമങ്ങളില്‍ വളരുന്ന കായികകോശങ്ങള്‍ തന്നെ ഭ്രൂണങ്ങളായി രൂപാന്തരപ്പെട്ട്, അവയില്‍ നിന്ന് തൈകളുണ്ടാകാറുമുണ്ട്.
കാരറ്റുപോലുള്ള സസ്യങ്ങളുടെ ഏതു ഭാഗത്തുള്ള കോശങ്ങളും എക്സ്പ്ലാന്റുകളായി കായിക ഭ്രൂണോദ്ഭവത്തിനുപയോഗിക്കാം. എന്നാല്‍ ചില സസ്യങ്ങളുടെ പ്രത്യുത്പാദനകോശങ്ങള്‍ തന്നെ ഇതിനായി ഉപയോഗിക്കേണ്ടിവരും. എക്സ്പ്ലാന്റുകള്‍ ശേഖരിക്കുമ്പോഴുള്ള സസ്യത്തിന്റെ ആന്തരിക വളര്‍ച്ചാഘട്ടം കായിക ഭ്രൂണോദ്ഭവത്തിന്റെ നിര്‍ണയഘടകമാണ്.
എല്ലാ സസ്യങ്ങളുടെയും പോഷകാവശ്യങ്ങള്‍ ഒരുപോലെയല്ല. ഓരോ സസ്യത്തിനും അനുയോജ്യമായ പോഷകവസ്തുക്കളുടെ തരവും അളവും കണ്ടുപിടിക്കുകയാണ് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിന്റെ വിജയം ഉറപ്പാക്കുന്ന പ്രധാനഘടകം. മാധ്യമത്തിന്റെ ഘടന കണ്ടുപിടിക്കുക എന്ന കര്‍മം പലപ്പോഴും ദീര്‍ഘവും ക്ലേശകരവുമാവാറുണ്ട്.
കാസര്‍കോടുള്ള കേന്ദ്രതോട്ടവിള ഗവേഷണകേന്ദ്രത്തില്‍ തെങ്ങിന്റെ കുരുന്നിലകളാണ് (കുരുത്തോല) ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിന് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഓലയുടെ ചുവടുഭാഗമാണ് കള്‍ച്ചറിന് ഉത്തമം. തക്കാളിയോ, ഓര്‍ക്കിഡോ വളരുന്ന സാധാരണ മീഡിയം തെങ്ങിന് ഫലപ്രദമല്ല. തെങ്ങിന്റെ ടിഷ്യു വിഭജിക്കുകയും യഥാകാലം വ്യതിരീകരണം നടക്കുകയും ചെയ്യാന്‍ ആവശ്യമായ രാസഘടകങ്ങള്‍ എന്താണെന്നും ഇവ മാധ്യമത്തില്‍ ഏതേത് അനുപാതത്തില്‍ ഉണ്ടാവണമെന്നും കണ്ടുപിടിക്കേണ്ടിയിരിക്കുന്നു.
തെങ്ങു മാത്രമല്ല, തെങ്ങിന്റെ കുടുംബത്തില്‍പ്പെട്ട മറ്റു സസ്യങ്ങളും ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിന് എളുപ്പത്തില്‍ വഴങ്ങുന്നവയല്ല. എണ്ണപ്പനയുടെ കള്‍ച്ചര്‍ ദശകങ്ങള്‍ നീണ്ടുനിന്ന ഗവേഷണത്തിനുശേഷമാണ് വിജയിച്ചത്. സാമ്പത്തിക പ്രാധാന്യമുള്ള മറ്റൊരു സസ്യമായ ചൂരലിലും ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ പൂര്‍ണമായി വിജയിച്ചിട്ടില്ല. മറ്റൊരു പ്രശ്നസസ്യമായ മുളയിലെ ഗവേഷണം വിജയപ്രദമായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ഡല്‍ഹി സര്‍വകലാശാലയിലെ പ്രൊഫ. മോഹന്‍ റാമിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷകസംഘം നടത്തിയ ഒരു പതിറ്റാണ്ടു കാലത്തെ ഗവേഷണത്തിന്റെ ഫലമായിട്ടാണ് മുളയ്ക്കുവേണ്ട ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ മാധ്യമം കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടത്.
പ്രായോഗിക നേട്ടങ്ങള്‍. സസ്യപ്രവര്‍ധനത്തിന്റെ നൂതന സാങ്കേതികവിദ്യ എന്ന നിലയില്‍ ചുരുങ്ങിയ സമയം കൊണ്ട് മാതൃസസ്യത്തിന്റെ അതേ സ്വഭാവവും ഐകരൂപ്യവുമുള്ള തൈകള്‍ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാന്‍ സാധിക്കും എന്നതാണ് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിന്റെ പ്രധാന പ്രായോഗിക നേട്ടമായി കരുതപ്പെടുന്നത്. ഓര്‍ക്കിഡ്, ആന്തൂറിയം തുടങ്ങിയ അലങ്കാരസസ്യങ്ങളിലും, വാഴ, ഏലം, ഔഷധസസ്യങ്ങള്‍ എന്നിവയിലും വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തില്‍ ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ ഇന്ന് വിജയകരമായി നടത്തിവരുന്നു.
ഐകരൂപ്യമുള്ള തൈകളാണ് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിന്റെ പ്രത്യേകത എങ്കിലും ചില രീതികളുപയോഗിച്ചു ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുമ്പോള്‍ ജനിതകവ്യതിയാനങ്ങള്‍ കണ്ടുവരാറുണ്ട്. ഇതിന് സോമാക്ലോണല്‍ വ്യതിയാനങ്ങള്‍ എന്നാണ് പേര്. ഇത്തരം വ്യതിയാനങ്ങളില്‍ അഭികാമ്യമായവയെ കണ്ടുപിടിച്ച് അവയിലൂടെ പുതിയ ഇനങ്ങള്‍ വികസിപ്പിച്ചെടുക്കുവാന്‍ സാധിക്കും.
വ്യത്യസ്തങ്ങളായ സ്പീഷീസ് തമ്മില്‍ സങ്കരണം ചെയ്ത് അങ്കുരണശേഷിയുള്ള വിത്തുകള്‍ ഉത്പാദിപ്പിക്കുക എളുപ്പമല്ല. എന്നാല്‍ വ്യത്യസ്തങ്ങളായ സ്പീഷീസിന്റെ പ്രോട്ടോപ്ലാസ്റ്റ് വേര്‍തിരിച്ചെടുത്ത് അവ തമ്മില്‍ സംയോജിപ്പിച്ച് കായിക സങ്കരങ്ങള്‍ (somatic hybrids) ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാന്‍ സാധിക്കും. ഇപ്രകാരമുള്ള കായിക സങ്കരത്തിന് രണ്ടു സ്പീഷീസിന്റെ സ്വഭാവങ്ങളെയും സംയോജിപ്പിക്കുവാന്‍ സാധിക്കും. ജനിതക എഞ്ചിനീയറിംഗി ലൂടെ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ട്രാന്‍സ്ജീനിക് സസ്യങ്ങളും പൂര്‍ണരൂപം പ്രാപിക്കുന്നത് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിലൂടെയാണ്.
പരാഗം, അണ്ഡം തുടങ്ങിയ ബീജകോശങ്ങളില്‍ നിന്നും തൈകളുത്പാദിപ്പിക്കുവാന്‍ കഴിയും. എന്നാല്‍ കായികകോശങ്ങളിലുള്ളതിന്റെ പകുതി ക്രോമസോമുകള്‍ മാത്രമേ ഇതില്‍ കാണുകയുള്ളു. അതിനാല്‍ ഇത്തരം കള്‍ച്ചറുകളെ അഗുണിത കള്‍ച്ചര്‍ (haploid culture) എന്നു പറയുന്നു. ഇത്തരം സസ്യങ്ങളുടെ ക്രോമസോം കോള്‍ച്ചിസിന്‍ (colchicine) പോലുള്ള രാസപദാര്‍ഥങ്ങളുടെ സഹായത്താല്‍ ഇരട്ടിപ്പിച്ച് സമയുഗ്മജ ദ്വിഗുണിതങ്ങള്‍ (homozygous diploids) ഉണ്ടാക്കാം. സസ്യപ്രജനനരംഗത്ത് ഇതിന് വളരെ പ്രയോജനങ്ങള്‍ ഉണ്ട്.
രോഗപ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതും, ലവണതയെ (salinity) പ്രതിരോധിക്കുന്നതുമായ കോശങ്ങള്‍ നിര്‍ധാരണം ചെയ്തെടുത്ത് അവയില്‍ നിന്ന് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള സസ്യങ്ങള്‍ ഉത്പാദിപ്പിക്കാം. ഇങ്ങനെ ചെയ്യുന്നതിന് യോഗ്യമായ രീതിയില്‍ മാധ്യമത്തില്‍ വ്യത്യാസങ്ങള്‍ വരുത്തേണ്ടതുണ്ട്. ഉദാഹരണമായി രോഗപ്രതിരോധശേഷിയുള്ള കോശങ്ങള്‍ വേര്‍തിരിച്ചെടുക്കാന്‍ മാധ്യമത്തില്‍ രോഗാണു (pathogen) നിവേശനം നടത്തേണ്ടതായി വരും.
ഓരോ സ്പീഷീസിന്റെയും ജനിതക വൈജാത്യം കാത്തുസംരക്ഷിക്കുക വളരെ ക്ലേശകരമാണ്. കായിക പ്രവര്‍ധനം നടക്കുന്ന സസ്യങ്ങളില്‍ ഇത് ഏറെ പ്രയാസവുമാണ്. വിത്തുമൂലം പ്രത്യുത്പാദനം നടക്കുന്ന സസ്യങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം വിത്തിന്റെ അങ്കുരണശേഷി നഷ്ടപ്പെടുന്നതാണ് ഒരു പ്രശ്നമായി അനുഭവപ്പെടാറുള്ളത്. എന്നാല്‍ ഇന്ന് ദ്രവരൂപത്തിലുള്ള നൈട്രജന്‍ ഉപയോഗിച്ച് അതിശീതാവസ്ഥയിലേക്ക് (-196°C) കോശങ്ങളെ മാറ്റി കേടുകൂടാതെ സൂക്ഷിക്കുവാന്‍ സാധിക്കും എന്ന നില വന്നിട്ടുണ്ട്.
ലുപ്തപ്രചാരമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന താതിരി, മരമഞ്ഞള്‍, വയമ്പ്, ആരോഗ്യപച്ച, കച്ചോലം തുടങ്ങിയ സസ്യങ്ങളുടെ തൈകള്‍ വന്‍തോതില്‍ ടിഷ്യുകള്‍ച്ചര്‍ വഴി വളര്‍ത്താനും ആവശ്യക്കാര്‍ക്ക് എത്തിച്ചുകൊടുക്കാനും ഇവയുടെ കൃഷി പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുവാനും പാലോട് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ട്രോപ്പിക്കല്‍ ബോട്ടാണിക്കല്‍ ഗാര്‍ഡന്‍ ആന്‍ഡ് റിസര്‍ച്ച് ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ശ്രമിച്ചുവരുന്നു.
സൂക്ഷ്മാണുക്കള്‍ മൂലമുണ്ടാകുന്ന മലിനീകരണമാണ് (microbial contamination) ടിഷ്യു കള്‍ച്ചറിലെ മറ്റൊരു പ്രശ്നം. അണുനശീകരണം കൊണ്ട് കുമിളുകളെ ഒരു പരിധിവരെ നിയന്ത്രിക്കാമെങ്കിലും ആന്തരികമായി (endogenous) എക്സ്പ്ലാന്റുകളില്‍ കാണുന്ന ബാക്ടീരിയപോലുള്ള സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ നശിപ്പിക്കുക പ്രയാസമാണ്.
കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്യുന്ന കാലയളവില്‍ കോശങ്ങളില്‍ നിന്നു പുറത്തുവരുന്ന പോളിഫീനോളുകള്‍ (polyphenols) എക്സ്പ്ലാന്റുകളുടെ വളര്‍ച്ചയ്ക്ക് ഹാനികരമാണ്. ഇവ മാധ്യമത്തെ തവിട്ടുനിറമാക്കുകയും എന്‍സൈം പ്രവര്‍ത്തനത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. അസ്കോര്‍ബിക് അമ്ലം, സക്രിയിത മരക്കരി (activated charcoal) എന്നിവ ശരിയായ തോതില്‍ മാധ്യമത്തില്‍ ചേര്‍ക്കുന്നത് ഈ പ്രശ്നം ലഘൂകരിക്കാന്‍ സഹായിക്കും.
ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ മുഖേനയുണ്ടാകുന്ന ചെറു സസ്യങ്ങളില്‍ ആന്തരികവും ഭൗതികവുമായ ചില വൈകല്യങ്ങള്‍ കണ്ടുവരാറുണ്ട്. ഇവയ്ക്ക് ബലഹീനമായ തണ്ടുകളും, കട്ടിയും നീളവും കൂടിയതും ഹരിതകം കുറഞ്ഞതും വേഗം കൊഴിഞ്ഞുപോകുന്നതുമായ ഇലകളും ചിലപ്പോള്‍ കാണപ്പെടാറുണ്ട്. ഇങ്ങനെയുള്ള അസാധാരണമായ പ്രതിഭാസത്തെ കാചനം (vitrification) എന്നു പറയുന്നു.
ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ ചെയ്ത സസ്യങ്ങള്‍ കള്‍ച്ചര്‍ പാത്രങ്ങളില്‍ നിന്ന് പുറത്തെടുത്തു സാധാരണ സൂര്യപ്രകാശത്തില്‍ (ex vitro establishment) വളര്‍ത്തുമ്പോഴും പ്രശ്നങ്ങളുണ്ടാകാറുണ്ട്. നല്ലൊരു ശതമാനം തൈകളും ഉണങ്ങിപ്പോകുന്നു. ഇതിനു കാരണം ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ സസ്യങ്ങളില്‍ പലപ്പോഴും വേരും കാണ്ഡവും തമ്മിലുള്ള സംവഹനബന്ധം (vascular connection) ശരിയായി രൂപപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടാവുകയില്ല എന്നതാണ്. ആസ്യര ന്ധ്രങ്ങള്‍ പ്രതികൂലാവസ്ഥയിലും തുറന്നു തന്നെയിരിക്കും എന്നതും മറ്റൊരു പ്രധാന കാരണമാണ്. ഈ പ്രശ്നങ്ങള്‍ പരിഹരിക്കുവാന്‍ ശരിയായ ദൃഢീകരണത്തിന് (hardening) ശേഷം മാത്രമേ സസ്യങ്ങള്‍ ഗ്രീന്‍ ഹൗസില്‍ നിന്ന് സാധാരണ സൂര്യപ്രകാശത്തില്‍ വളര്‍ത്താവൂ.
ഔഷധനിര്‍മാണരംഗത്ത് ടിഷ്യു കള്‍ച്ചര്‍ വഴിയുള്ള ദ്വിതീയ ഉപാപചയകാരികളുടെ ഉത്പാദനം (production of secondary metabolites) വളരെ പ്രയോജനകരമാണ്. കാലസ് കള്‍ച്ചറുകളില്‍ നിന്നാണ് ദ്വിതീയ ഉപാപചയകാരികളെ വേര്‍തിരിച്ചെടുക്കുന്നത്.
(ഡോ. എ.എന്‍. നമ്പൂതിരി, ഡോ. ഡി. വിത്സന്‍, സ. പ.)
