به گزارش بهداشت نیوز: امروزه روش های مختلفی برای کشت گیاهان مطرح است و راه های متفاوتی برای تولید انواع گیاهان به ویژه گیاهان دارویی یا گل های گران قیمت یا محصولات راهبردی وجود دارد.
هر یک از این روش ها مزایا و در همان حال معایبی دارد که با توجه به نوع محصول و شرایط کشت باید انتخاب شود. در این میان روش کشت بافتی در سال های اخیر توجه زیادی به خود جلب کرده است و بیو رآکتور یا رآکتورهای زیستی این روش را تسریع می بخشند، در واقع رآکتورهای زیستی روشی سریع و مناسب برای کشت های مایع به شمار می آیند که بدون نیاز به نیروی کار فراوان ریزازدیادی گیاهان را فراهم کرده است.
شماری از محققان این حوزه در دانشگاه تهران توانسته اند نوعی رآکتور زیستی بسازند که شامل سیستم های تغذیه، تخلیه، تهویه و نورپردازی است، همچنین سامانه تامین هوای فشرده عاری از آلودگی را دربر می گیرد. این رآکتور نسبت به نمونه خارجی برتری هایی از جمله سیکل هوادهی منجر به افزایش سرعت رشد گیاه و ارزان تر بودن را دارد؛ طوری که نمونه داخلی برای عرضه با 32 مخزن حدود 45 میلیون تومان قابل عرضه است ولی نمونه خارجی دستکم با قیمت 250 میلیون تومان باید وارد کشور شود.
***تعبیه سیکل هوادهی در رآکتور زیستی برای تسریع در رشد
یکی از محققان طرح یادشده با بیان اینکه در این پروژه مطالعاتی موفق به طراحی و ساخت دستگاه بیو رآکتور شده است، گفت: این دستگاه ها به عنوان کارخانه تولید گیاهان مطرح و بسیار مهم هستند، زیرا همه شرکت های دانش بنیان فعال در این حوزه، در آینده به آن نیاز خواهند داشت.
علی منصوری ادامه داد: امروزه گیاهان راهبردی مانند جینسینگ، گل ارکیده همچنین گیاهان دارویی خاص را از طریق کشت بذر نمی توان تولید کرد؛ زیرا کشت بذر مستعد تغییر و تحول است.
این دانش آموخته رشته مکانیک بیوسیستم در مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه تهران با بیان اینکه کشت بذر داخل خاک انجام می شود و شرایط خاک بر رشد گیاه اثر دارد، خاطر نشان کرد: برای رفع این معضل روش کشت بافت (tissue culture) از اوایل قرن نوزدهم برای تکثیر گیاهان بااهمیت مطرح شد. در این روش بخشی از اندام های گیاه در محیط کشت بافت قرار می گیرد که محیطی حاوی ویتامین، پروتئین و مواد اولیه غذایی لازم برای گیاهان است.
وی با بیان اینکه بالای این محیط اکسیژن نیز موجود است، ادامه داد: این روش هر چند متداول است؛ محدودیت هایی را نیز به همراه دارد. در این روش گاهی برگ گیاه زرد می شود و حالت مردگی پیدا می کند که به دلیل کمبود مواد غذایی یا اکسیژن است. از این رو باید گیاه به محیط دیگری منتقل شود که در این صورت احتمال آلوده شدن آن وجود دارد.
منصوری با بیان این که در این روش کشت، گیاهان باید در شرایط کاملا استریل رشد کنند، اضافه کرد: بر این اساس برای استفاده از این روش به افراد خبره و متخصص نیاز است.
وی زمان بر بودن را از دیگر محدودیت های این روش عنوان کرد و گفت: اگر در تعداد انبوه، اقدام به تکثیر گیاهان به روش کشت بافت شود یا اگر گیاهان نیاز به جابجایی داشته باشند، علاوه بر آنکه زمان زیادی می طلبد نیاز به نیروی انسانی متخصص هست. ضمن آنکه در این جابجایی احتمال آلودگی 40 درصدی برای گیاهان وجود دارد که این امر گاه موجب خسارت زیادی می شود.
منصوری اضافه کرد: با توجه به این محدودیت ها دستگاه هایی به نام بیو رآکتور یا رآکتورهای غوطهوری موقت
(Temporary Immersion Bioreactor) را طراحی کردیم.
وی در مورد عملکرد این رآکتور توضیح داد: این دستگاه ردیف های کشت دارد که در هر ردیف دو مخزن حاوی ماده غذایی و نمونه گیاهی نصب میشود. در نمونه های صنعتی این دستگاه سیکل های تغذیه و تخلیه وجود دارد، ولی در نمونه بومی ساخته شده، علاوه بر آنها یک سیکل تهویه برای آن در نظر گرفته شد.
منصوری به بیان مزایای این دستگاه پرداخت و گفت: این دستگاه به گونه ای طراحی شده که در بازه های زمانی معین اکسیژن به گیاه تزریق می شود و از این طریق گیاه از اکسیژن غنی خواهد شد. هر چه میزان اکسیژن رسانی به گیاه افزایش یابد سرعت رشد آن بیشتر می شود.
وی با بیان اینکه این دستگاه به گونه ای طراحی شده که هر ردیف کشت را مجزا کنترل می کند، اظهار داشت: هر ردیف کشت شامل 3 سیکل تغذیه، تخلیه و تهویه است و سیکل تهویه کاملا مجزا از سیکل تخلیه و تغذیه است.
منصوری با تاکید بر اینکه با استفاده از این دستگاه موفق به کشت و تکثیر گل ارکیده شده اند، ادامه داد: کشت و تکثیر گل ارکیده بسیار سخت است، از این رو در دنیا تلاش های زیادی برای تکثیر این گل شده و ما در دانشگاه تهران به روش تولید انبوه گل ارکیده دست یافتیم.
این محقق با تاکید بر اینکه با استفاده از این روش زمان تولید به یک پنجم کاهش یافته است، افزود: این دستگاه به گونه ای طراحی شده که هر 125 دقیقه ماده غذایی وارد سیکل میشود و گیاه را غوطه ور می کند و بعد این مواد غذایی تخلیه می شود، ضمن آنکه هر 120 دقیقه یک بار عمل تهویه به مدت 3 دقیقه انجام خواهد شد. با این روش همه سلول های اندام گیاه مواد غذایی لازم را به دست میآورند.
وی با بیان اینکه کلیه سیکل های عملیاتی این دستگاه از طریق نیروی پنوماتیک (یا نوعی سامانه تامین هوای فشرده عاری از آلودگی) صورت می گیرد، خاطر نشان کرد: در نمونه اولیه این دستگاه، 5 بذر گل ارکیده را کشت کردیم و بعد از پنج ماه 400 گیاهچه گل ارکیده تولید شد؛ یعنی در این روش افزایش نرخ 20 برابری را داشتیم.
به گفته این محقق، گل ارکیده در خاک تولید نمیشود؛ زیرا در محیط خاک به دلیل وجود اسپورها و قارچ ها اجازه رشد به گیاه داده نمیشود. این دستگاه برای کشت و تکثیر کلیه گیاهان قابل استفاده است.
بر اساس این گزارش، رآکتور زیستی یادشده از سال گذشته در مرحله آزمایش ها قرار داشته است و گروه محقق توسعه دهنده آن برای کسب سرمایه گذار طرح را ارائه کرده اند، همچنین در کارگروه علمی 2 نفر و در کارگروه ارزیابی 5 نفر از رشته های فناوری صنایع غذایی و مکانیک روی توسعه آن کار کرده اند و در مرحله آزمایشگاهی 30 میلیون تومان برای آن هزینه شده است.
ایرنا