การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช

หัวข้อ ประวัติความเป็นมาของการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ความหมายและความสำคัญของการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับความสำเร็จของการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช วัสดุ อุปกรณ์ที่ใช้ในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชและห้องเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ขั้นตอนการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช

1. ประวัติความเป็นมาของการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช 1.1 การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อในต่างประเทศ Gottlieb Haberlandt (โกทท์ลีบ ฮาเบอร์ลันดท์ ) เป็นคนแรกที่เริ่มทำการทดลองเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ท่านได้รับการยกย่องว่าเป็นบิดาของเทคนิคการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ปี 1898 Haberlandt ได้ทำการทดลองโดยแยกเอาเซลล์จากใบพืชมาเลี้ยงในอาหารสังเคราะห์ และตั้งสมมุติฐานว่าเซลล์พืชเพียงเซลล์เดียวที่นำมาเลี้ยงสามารถจะแบ่งตัวและเจริญเติบโตไปเป็นพืชต้นใหม่ที่สมบูรณ์ ทุกประการได้ เช่นเดียวกับพืชต้นเดิม แต่ทำไม่สำเร็จ จากนั้นใน พ.ศ. 2477 (ค.ศ. 1935) ไวต์ (White) นักพฤกษศาสตร์ ชาวอเมริกัน ได้ประสบความสำเร็จในการเลี้ยงอวัยวะของพืช โดยทดลองนำปลายรากของมะเขือเทศมาเลี้ยงให้เติบโตในสภาพปลอดเชื้อ

1. ประวัติความเป็นมาของการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช 1.2 การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อในประเทศไทย พ.ศ.2484 หลวงนิตยเวชวิศิษฐ์ เป็นคนแรกที่นำเทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อมาใช้ โดยเพาะเลี้ยงเอ็มบริโอกล้วยไม้เพื่อขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ พ.ศ.2510 ศาสตราจารย์เกียรติคุณ ถาวร วัชรภัย เป็นผู้เผยแพร่เทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อกล้วยไม้ ศาสตราจารย์ระพี สาคริก ได้ทำการศึกษาการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อกล้วยไม้เพื่อขยายพันธุ์เป็นการค้า ส่งเสริมให้เกิดอาชีพใหม่

2. ความหมายและความสำคัญของ การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช 2.1 ความหมายของการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (Plant tissue culture) หมายถึง การนำส่วนหนึ่งส่วนใดของพืช ที่ประกอบด้วยเซลล์ที่มีชีวิต ซึ่งอาจจะเป็นอวัยวะ เนื้อเยื่อ เซลล์ ตลอดจน โพรโทพลาสต์  (protoplast) ซึ่งได้แก่ส่วนของเซลล์พืชที่ได้แยกเอาผนังเซลล์ออกไป แล้วนำมาเลี้ยง ในสภาพปลอดเชื้อ (aseptic condition) โดยให้อาหารสังเคราะห์ และสภาพแวดล้อม ที่ควบคุม เช่น แสง อุณหภูมิ และความชื้น

2. ความหมายและความสำคัญของ การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (ต่อ) 2.2 ความสำคัญของการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ใช้พื้นที่ขยายพันธุ์น้อย แต่ได้ปริมาณพันธุ์พืชมาก เพิ่มประสิทธิภาพในการบริหารจัดการด้านการขยายพันธุ์พืช เช่น การควบคุมอุณหภูมิ แสงสว่าง ความชื้น อาหารที่ใช้เพาะเลี้ยง ได้พันธุ์พืชที่ปลอดโรค ช่วยเก็บรักษาพันธุ์พืชไว้ได้มากๆ ช่วยปรับปรุงพันธุ์พืช ไม่กลายพันธุ์ ทนโรคและแมลงศัตรูพืช

3. ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับความสำเร็จของ การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช 1. ชิ้นส่วนของพืช พืชที่ขยายพันธุ์ได้ง่ายโดยการตัดชำ มักจะขยายพันธุ์ได้ง่ายด้วยวิธีเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ ควรเลือกชิ้นส่วนมาจากต้นแม่ที่แข็งแรง ไม่เป็นโรค ทุกส่วนของพืช (ราก ลำต้น ใบ ตา ช่อดอก อับละอองเกสร) สามารถนำมาเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อได้ทั้งหมด แต่การเซลแบ่งตัวไม่เท่ากัน โดยชิ้นส่วนบริเวณปลายยอดหรือปลายรากจะแบ่งตัวมากที่สุด

3. ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับความสำเร็จของ การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (ต่อ) 2. อาหารสังเคราะห์ พืชต่างชนิดกัน ต้องการสารอาหารในสัดส่วนและปริมาณที่แตกต่าง อาหารสังเคราะห์มีหลายสูตร แต่โดยทั่วไปจะมีธาตุอาหารหลักธาตุอาหารรอง ธาตุอาหารอื่นๆ และฮอร์โมน

3. ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับความสำเร็จของ การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (ต่อ) 3. เทคนิคของผู้ปฏิบัติการขยายพันธุ์ ทำงานภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ ผู้เพาะเลี้ยงต้องมีความรู้ ทักษะ ในเรื่องพื้นฐานของเทคนิคการปลอดเชื้อ เช่น การรักษาความสะอาดมือและแขนด้วยสบู่

4. วัสดุ อุปกรณ์ที่ใช้ในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช และห้องเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (ต่อ) 4.1 อาหารสำหรับเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ ธาตุอาหารอนินทรีย์ ประกอบด้วยธาตุอาหารที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโต ธาตุอาหารหลัก เป็นธาตุอาหารที่พืชต้องการในปริมาณมาก ได้แก่ แคลเซียม(Ca) แมกนีเซียม(Mg) ไนโตรเจน(N) ฟอสฟอรัส(P) โพแทสเซียม(K) กำมะถัน(S) ธาตุอาหารรอง เป็นธาตุอาหารที่พืชต้องการในปริมาณน้อย ได้แก่ เหล็ก(Fe) ทองแดง(Cu) สังกะสี(Zn) แมงกานีส(Mn) โมลิบดินัม(Mo) โซเดียม(Na) ซิลิคอน(Si) เป็นต้น ธาตุอาหารอินทรีย์ เป็นธาตุอาหารที่ย่อยสลายได้ มีองค์ประกอบของธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน

4. วัสดุ อุปกรณ์ที่ใช้ในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช และห้องเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (ต่อ) 4.2 อุปกรณ์ทั่วไปที่ใช้ในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ตะเกียงแอลกอฮอล์ ปากคีบ กรรไกร ใบมีดโกน / มีดผ่าตัดขนาดเล็ก ตะแกรงวางหลอดทดลอง ขวดแก้ว ตู้ตัดเนื้อเยื่อ กล้องจุลทรรศน์

4. วัสดุ อุปกรณ์ที่ใช้ในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช และห้องเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (ต่อ) 4.3 ห้องเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ เป็นห้องที่มีการควบคุมความชื้น แสงอุณหภูมิให้เหมาะสมกับการเจริญและพัฒนาเป็นต้นอ่อนของเนื้อเยื่อ โดยทั่วไปจะประกอบด้วยชั้นวางพืช หลอดไฟที่ใช้ให้แสงสว่างแก่พืช ความเข้มแสงประมาณ 2,000 ลักซ์ และพืชควรได้แสงต่อกันเป็นเวลานาน 16 ชั่วโมง

5. ขั้นตอนการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช

5. ขั้นตอนการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (ต่อ)  การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อมีวิธีการทำ 5 ขั้นตอน ดังนี้ 1. การเตรียมอาหาร คือ การนำธาตุอาหารหลักที่พืชต้องการในการเจริญเติบโต และธาตุอาหารรองมาผสมกับวุ้น ฮอร์โมนพืช วิตามินและน้ำตาล ในอัตราส่วนที่เหมาะสม แล้วนำไปฆ่าเชื้อ ใส่ลงในขวดอาหารเลี้ยง บางครั้งอาจหยดสีลงไป เพื่อให้สวยงามและสังเกตได้ชัดเจน 2. การฟอกฆ่าเชื้อส่วนเนื้อเยื่อ  คือ เป็นวิธีการใช้สารเคมีหรือวิธีการต่าง ๆ ที่ทำให้ชิ้นส่วนของพืชที่นำมาเลี้ยงในอาหารเลี้ยง ปราศจากเชื้อจุลินทรีย์ต่าง ๆ 3. การนำเนื้อเยื่อลงขวดเลี้ยง  เป็นการนำเอาชิ้นส่วนของพืชที่ฟอกฆ่าเชื้อแล้ว วางลงบนอาหารเลี้ยงที่ปลอดเชื้อ โดยใช้เครื่องมือและปฏิบัติการในห้องหรือตู้ย้ายเนื้อเยื่อโดยเฉพาะ   

5. ขั้นตอนการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (ต่อ)  การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อมีวิธีการทำ 5 ขั้นตอน ดังนี้ (ต่อ)           4. การนำขวดเลี้ยงเนื้อเยื่อไปเลี้ยง  เป็นการนำเอาขวดอาหารเลี้ยงที่มีชิ้นส่วนของเนื้อเยื่อไปเลี้ยงไว้บนเครื่องเขย่า เพื่อให้อากาศได้คลุกเคล้าลงไปในอาหาร ทำให้แร่ธาตุ, ฮอร์โมนและสารอาหารต่าง ๆ ช่วยกระตุ้นให้เนื้อเยื่อที่นำมาเลี้ยงบนอาหารนั้น เกิดต้นอ่อนของพืชจำนวนมาก           5. การย้ายเนื้อเยื่อออกจากขวด  เมื่อกลุ่มของต้นอ่อนเกิดขึ้น ให้แยกต้นอ่อนออกจากกัน เพื่อนำไปเลี้ยงบนอาหารเลี้ยงใหม่ จนต้นอ่อนแข็งแรงดีแล้ว จึงนำต้นอ่อนที่สมบูรณ์ออกจากขวด ปลูกในแปลงเลี้ยงต่อไป VDOขั้นตอน