الإكثار النسيجي لنبات الثمام

ثمام نسيجي
نباتات الثمام النسيجية في مختبر مشتل للزراعات النسيجية - دبي

نباتات الثمام النسيجية في مختبر مشتل للزراعات النسيجية - دبي

الإكثار النسيجي لنبات الثمام

Panicum Turgidum Tissue culture

الدكتور مجد جرعتلي

دكتور في العلوم الزراعية  – إختصاص التقانة الحيوية – زراعة الخلايا والأنسجة النباتية

مشتل للزراعات النسيجية  - 2016

Dr. Magd juratly

Doctor of Agricultural Sciences Ph.D – Specialty biotechnology

مقدمة :

تعتبر نباتات الثمام ( Panicum Turgidum ) من أهم النباتات البرية  والتي تتميز عن غيرها من باقي النباتات بتعدد فوائدها وأهميتها في كل من الجانبين  الإقتصادي والبيئي , فهي أحد أهم نباتات المراعي البرية  التي تنمو طبيعيا بالمناطق الصحراوية لدولة الإمارات , كما تعتبر من أفضل الأنواع المساهمة في تشكيل الغطاء النباتي البري كما تلعب دورا كبيرا في حماية البيئة ومكافحة التصحر ووقف زحف الرمال وتثبيت الكثبان الرملية .

نباتات الثمام البرية في موقع بدولة الإمارات العربية المتحدة

نباتات الثمام البرية في موقع بدولة الإمارات العربية المتحدة

نباتات الثمام بين التغيرات المناخية وتعديات الإنسان ؟

إن التغير الحاد الحاصل في الظروف الطبيعية والبيئية في العالم مع التدخل المباشر الغير مسؤول للإنسان في بيئة النباتات البرية وفي مقدمتها  نباتات الثمام ( Panicum Turgidum ) أدت إلى إختلال التوازن البيئي النباتي ككل ، فتغير المعالم الطبيعية من تجفيف ورصف للشواطئ والمناطق البرية ، وإقتلاع وإحتتطاب ورعي جائر للغطاء النباتي البري , والإستثمار السياحي للشواطئ والغابات والجبال والصحاري والقيام بعمليات الردم والبناء وفتح الشوارع  وتزايد النفايات الصلبة والسائلة والغازية والتلوث بالنفط  وإستخدام المبيدات والأسمدة الكيميائية السامة بشكل هائل .. كلها أسباب خطيرة أدت الى إخلال حاد بالتوازن البيئي النباتي . وأدت إلى تدهور كبير في النباتات البرية والتي غدت بين نباتات منقرضة وشبه منقرضة .

إن عملية إكثار النباتات البرية  ,ومنها نباتات الثمام  بطرق الإكثار العادي الشائعة تعتبر غير كافية ومجدية لتعويض النقص الكبير والفقد الذي لحق بها , لذلك كانت عملية إكثارها  نسيجيا هو الحل الأمثل والأسرع بهدف إعادة دورها الإقتصادي والبيئي الهامين عبر هذا النوع من الإكثار المخبري الذي  يكفل بتأمين الإحتياجات الكبيرة من أشتال ” الثمام ” النسيجية ذات النوعية الجيدة والمقاومة واللازمة لإعادة إستزراعها من جديد في بيئتها وموطنها الأصلي في الدولة وإعادة الدور الهام للغطاء النباتي البري والذي يعتبر ثروة لا تقدر بثمن لنا ولأجيالنا في المستقبل القريب والبعيد.

نبات الثمام

نبات الثمام

الوصف النباتي لنبات الثمام :

نبات ” الثمام ” من النباتات ذات الفلقة الواحدة التي تتبع رتبة القنبعيات والفصيلة النجيلية (POACEAE ) والتي تعتبر من أكبر الفصائل النباتية. كما يعتبر من أهم نباتات المراعي البرية التي تنمو في المناطق الصـحراوية الجافة ومنها دولة الإمارات العربية المتحدة ويعتبر من أفضل النباتات التي تقبل عليه الإبل. والثمام نبات معمر يرتفع الى حوالي المتر والنصف و يخرج من الارض متعدد الأفرع مفترش عند القاعدة تنتصب عويداته الى الأعلى وله جذور سطحية ليفية قوية ، والسيقان غير مجوفة ملساء ذات عقد منتظمة ، تتفرع عند العقد الى فرعين وتخرج الاوراق من العقد وتغلف جزءا من الساق ثم تمتد على جوانب السوق وهي شريطية ذات أطراف رمحية يصل طول الوريقات الى الخمسة سنتيمترات وهي ملساء تستسيغها الماشية ، و تخرج للثمام سنيبلات غير منتظمة في رؤوس الأغصان محمولة على فروع صغيرة ودقيقة ذات شكل بيضاوي ولونها زيتوني مع بقع صغيرة بنفسجية جميلة الشكل ، ويزهر الثمام في فصل الربيع  وفي فصل الصيف تجف الأوراق والسيقان في ظروف الحرارة المرتفعة جداً ووقت الجفاف وتظل البراعم محمية بالأوراق الميتة لتعاود النشاط  والنمو من جديد مع سقوط الأمطار وانخفاض درجة الحرارة .

نباتات ثمام برية - دولة الإمارات العربية المتحدة

نباتات ثمام برية - دولة الإمارات العربية المتحدة

الأهمية الإقتصادية والبيئية  لنبات الثمام : Economic and environmental importance

تعتبر نباتات الثمام  من أهم النباتات ذات الفوائد والأهمية المتعددة على كل من الصعيد الإقتصادي والبيئي :

  • تعتبر نباتات الثمام من أهم نباتات المراعي ” Pasture plants Wild” التي تنمو طبيعيا بالمناطق الصحراوية لدولة الإمارات العربية المتحدة وتتميز بإحتواؤها على العديد من المركبات الطبيعية ذات الفوائد الغذائية  الكبيرة والمتنوعة والتي تجعله لأن يكون في الصدارة بين النباتات البرية الرعوية في الدولة حيث تحتوي على نسب عالية من ” البروتين والدهون والكربوهيدارات والنتروجين والعناصر المعدنية الكبرى والصغرى النادرة ” Na,Mg,Ca,Mo,Zn,Fe,Mn,Cu,K ” وغيرها من الأحماض العضوية والآمينية “.
  • تعتبر نباتات الثمام من النباتات الرعوية البرية ذات الكفاءة الرعوية العالية ” High efficiency pastoral  ” حيث يمكن حشها بعد بلوغها لطول ( 50 – 60 ) سنتم ، لتنمو بعد ذلك  بقوة أكبرمن جديد وتتكرر هذه العملية عدة مرات بحسب العناية  ودرجة الحرارة  مع قدرتها الكبيرة على تحمل ارتفاع الحرارة ونسبة الملوحة في التربة والمياه.
  • تعتبر نباتات الثمام من أفضل الأنواع المساهمة في تشكيل الغطاء النباتي البري ” Vegetation ” في دولة الإمارات العربية المتحدة وتلعب دورا كبيرا في حماية البيئة  حيث يعتبر ” الغطاء النباتي ” للدولة بمثابة “الرئة الحقيقية ” التي تتنفس بها وهو أحد أهم المصادر الطبيعية المتجددة ” Renewable Natural Resources” التي تقوم بدورها الحيوي على أكمل وجه في فلترة الهواء و ترسيب الغبار والأجزاء المعلقة وامتصاص  كافة أشكال وأنواع الغازات الضارة وفي مقدمتها غازات ” الكربون ” وإطلاق الأوكسجين النقي ” وبالتالي خفض البصمة الكربونية  للدولة ” Reduce carbon footprint” .
  • تعتبر نباتات الثمام من النباتات الهامة التي تستخدم في مشاريع مكافحة التصحر   ” Desertification ”  ووقف زحف الرمال وتثبيت الكثبان الرملية .

الإكثار النسيجي لنبات الثمام

Panicum Turgidum Tissue culture 

الإكثار النسيجي لنباتات الثمام

الإكثار النسيجي لنباتات الثمام

تمت عملية إكثار وإنتاج الثمام في مختبر زراعة الخلايا والأنسجة النباتية التابع لشركة ” مشتل للزراعات النسيجية  - MASHTAL TISSUE CULTURE ” من قبلي وقبل الكادر المخبري ,  في دبي – دولة الإمارات العربية المتحدة – في  2106- 2015 . ولقد تمت عملية الإكثار والتربية بنجاح كبير  بحمدالله  بعد عدة أشهر من التجارب المخبرية على إختيار أفضل أنواع الأجزاء التكاثرية والمواد المعقمة لها بالإضافة إلى البيئات المغذية لكل مرحلة من مراحل التكاثر.

المراحل الرئيسية  للزراعة النسيجية لنبات الثمام stages of work :

مراحل مختلفة من الإكثار النسيجي لنبات الثمام

مراحل مختلفة من الإكثار النسيجي لنبات الثمام

تمر الزراعة النسيجية لنبات الثمام بعدة مراحل رئيسية ومختلفة وهي :

1-    مرحلة إختيار نباتات الثمام Selection of plants :
يتم إختيار نباتات الثمام البرية المنتخبة بدقة وعناية ” أفضل السلالات ذات الانتاجية العالية والنوعية الممتازة ” وذلك من قبل خبراء مختصين .
2-    مرحلة إختيار ) الأجزاء التكاثرية Selection of Explant  )
تم القيام  بلإكثار النسيجي للثمام  (  Panicum Turgidum )  بثلاث طرق مختلفة من حيث  الجزء النباتي المستخدم في عملية الإكثار وهي :

  • زراعة القمم النامية ( Meristem cap)  Apical buds
  • زراعة البراعم الطرفية ( Terminal buds)
  • الزراعة الجنينية (  Embryo culture)

وكانت جميعها ناجحة ولكن فضلت  إستخدام الأجزاء التكاثرية للثمام عن طريق ( البراعم القمية والطرفية ) في عمليات الإكثار النسيجي والإنتاج بهدف المحافظة على نقاء الصنف  حيث تعتبرالنباتات المنتجة من القمم المرستيمية من الناحية الوراثية مطابقة تماماً للنسيج الأم المأخوذة منه تلك القمم مما يؤدي إلي المحافظة على الصفات الوراثية ويعتبر إنتاج نباتات الثمام بهذه الكيفية إحدى مميزات التكاثر النسيجي للمحافظة على نقاء السلالات .

إعتماد الأجزاء التكاثرية في الزراعة النسيجية للثمام :

لقد تم في المختبر إختيار أفضل وأنسب الأجزاء التكاثرية التي تصلح للإكثار النسيجي لنباتات الثمام  وبعد دراسة تفصيلية لكافة الأجزاء التي تصلح كأجزاء تكاثرية تبين لي بأن أفضلها كانت ( القمم النامية والبراعم الطرفية- Apical buds  &Terminal buds ) والتي تمثل أكثر وأسرع الأنسجة النشطة Meristem Culture .

3-    مرحلة  تعقيم  الأجزاء التكاثرية )   (Explant Sterilization

يتم في المختبر تنظيف و تعقيم الأجزاء التكاثرية المختارة من نبات الثمام بمعقمات  مدروسة ومختلفة (disinfected active materials)تمت بعد مئات التجارب و بحيث تكون خالية من كافة أشكال الملوثات الحية أو غير حية

4-    مرحلة الإدخالات أو المرحلة الأولى لزراعة الأجزاء التكاثرية ( Stage I)

تعتبر المرحلة الأولى والتي يطلق عليها مرحلة الإدخالات , حيث يتم زراعة الجزء التكاثري المعقم في )  البيئة الغذائية  (Medium المخصصة والمدروسة بمحتواها الغذائي والتي تم التوصل إليها مع باقي البيئات لكافة المراحل بعد مئات التجارب في المختبر .  وتعقم هذه البيئات في جهاز ( الأوتوغلاف Autoclave) وتتم هذه المرحلة ضمن جهاز ( الليمنير Laminar air flow) جهاز العزل الجرثومي للمحافظة على جو عقيم خالي من أي ملوثات أثناء عملية زراعة الأجزاء التكاثرية الدقيقة.

وتتشكل في هذه المرحلة كتلة خلوية بسيطة نتيجة  الإنقسامات المتتالية للجزء التكاثري وتشكل بما يسمى     ( الكاليوس Callus) مع ظهور قمم لتفرعات وإشطاءات خضرية دقيقة.

5-    المرحلة الثانية أو مرحلة تشكل التفرعات الخضرية ( Stage II)

التفرعات الخضرية الغزيرة للثمام النسيجي

التفرعات الخضرية الغزيرة للثمام النسيجي

يتم في هذه المرحلة نقل النموات التي تشكلت في المرحلة الأولى إلى بيئة ثانية متخصصة بإنتاج الإشطاءات والتفرعات الخضرية (Medium Shoot Regeneration )

وبنفس الشروط البيئية السابقة الذكر في غرفة العزل الجرثومي من خلال جهاز الليمنير  في وسط مغذي ثاني خاص بهذه المرحلة , وفي هذه المرحلة يتم تشكل وتمايز التفرعات الخضرية لنبات الثمام وتبقى تلك النموات في البيئة ذاتها حتى إكتمال النمو الخضري وظهور تفرعات وإشطاءات جديدة متعددة .

6-    المرحلة الثالثة  أو مرحلة التجذير ( Stage III)

 مرحلة التجذير للثمام النسيجي

مرحلة التجذير للثمام النسيجي

يتم في هذه المرحلة نقل التفرعات الخضرية النامية الناتجة من نهاية المرحلة الثانية ووضعها في بيئات خاصة بعملية التجذير) ( Rooting medium  حيث يتم في هذه المرحلة ظهور الجذور لأشتال الثمام النسيجية , وتبقى تلك الأشتال في البيئة ذاتها حتى إكتمال النمو الخضري والجذري .

7-    مرحلة التقسية In vitro plants Hardening

نباتات ثمام نسيجية جاهزة للزراعة في بيت التقسية

نباتات ثمام نسيجية جاهزة للزراعة في بيت التقسية

مرحلة التقسية لنباتات الثمام النسيجية

مرحلة التقسية لنباتات الثمام النسيجية

في هذه المرحلة يتم تقسية نباتات الثمام النسيجية ” In vitro plants ” المنتجة بالمختبر بزراعتها زراعة خاصة ضمن صواني خاصة في البيت المحمي” “ Greenhouse وتخضع شروط التقسية إلى تأمين الظروف البيئية المناسبة والمدروسة بشكل دقيق ” Optimal environmental conditions  ”من ” إضاءة وحرارة ورطوبة ” بالإضافة إلى إختيار نوعية التربة المثلى وتنظيم عمليات الري والتسميد بشكل دوري حتى نهاية فترة التقسية .

8-    مرحلة التربية Plant breeding  In vitro

مرحلة التربية الخارجية لنباتات الثمام النسيجية

مرحلة التربية الخارجية لنباتات الثمام النسيجية

مرحلة التربية الخارجية لنباتات الثمام النسيجية - 2

مرحلة التربية الخارجية لنباتات الثمام النسيجية - 2

أعمار مختلفة من نباتات الثمام النسيجية

أعمار مختلفة من نباتات الثمام النسيجية

بعد نهاية فترة التقسية والتي تأخذ بحدود  30 يوما  يتم نقل النباتات إلى منطقة التربية وهي منطقة مكشوفة, وتحظى النباتات في تلك الفترة  بالعناية الكاملة من عمليات الري والتسميد بشكل دوري حتى نهاية فترة التربية . وبعدها يمكن بيعها أو زراعتها في الأرض الدائمة .

نباتات ثمام نسيجية قابلة للزراعة في الأرض الدائمة

نباتات ثمام نسيجية قابلة للزراعة في الأرض الدائمة

الصفات والأهمية التي تتميز بها أشتال الثمام النسيجي :

 Specifications and the importance of in vitro Thomam  

  • 1-    صنف نقي وراثيا من أفضل السلالات البرية للدولة .
  • 2-    تتميز بسرعة النمو الخضري والجذري.
  • 3-    ذات مجموع خضري قوي و كبير ومتفرع .
  • 4-    ذات مجموع جذري قوي وكبير ومتفرع عاموديا وأفقيا .
  • 5-    تتحمل الظروف البيئة الصعبة والسيئة ( زيادة الحرارة , العطش والجفاف , الملوحة العالية ..) .
  • 6-    ذات كفاءة  رعوية عالية ومستساغة.
  • 7-    خالية من كافة الأمراض الفطرية والفيروسية والحشرية .

ومما سبق يمكن القول بأن إنتاج أشتال نباتات الثمام ( Panicum Turgidum )   في مختبر زراعة الخلايا والأنسجة النباتية هي أفضل الحلول وأسرعها في تأمين إحتياجاتنا من الأشتال و بالعدد الكافي  وبالمواصفات المتميزة  في مقاومتها للظروف البيئية الصعبة و للأمراض , وهذا يكفل في إعادة الدور البيئي  الهام لتلك النباتات في الدولة  .

للمزيد من المعلومات يرجى الإتصال :

شركة مشتل للزراعات النسيجية - دبي

شركة مشتل للزراعات النسيجية - دبي

مشتل للزراعات النسيجية –  الدكتور مجد جرعتلي

mjuratly@gmail.com

  00971569322443