1. الأجنة الجسمية
Somatic Embryogenesis

2. طَورت العديد من الأنواع النباتية وسائل إكثار غير جنسية ومن ضمنها الأجنة الجسمية في مُواجهة الظروف البيئية والوراثية التي قد تمنع حصول الإخصاب وتكوين البذور وبالتالي إنقراض النوع النباتي
كل الأنواع النباتية وبمُختلف أعضائها تستطيع تكوين أجنة جسمية وتحفيزها على النشوء ليس حصراً في المزارع النسيجية بل حتى النبات الكامل

3. يمكن نشوء الأجنة الجسمية في أوراق سرخس البلوط ونبات الثريا ورؤيتها بالعين المُجردة

4. أهمية تكوين الأجنة الجسمية
The importance of somatic embryogenesis

5. 1- يُمكن توظيفها إقتصاديا ً في إنتاج البذور الصناعية سواء كانت من خلايا اُحادية أو ثُنائية أو مُتعددة المجموعة الكروموسومية
2- تُعد إنموذجاً حديثاً لدراسة عملية تكشُف الخلايا ونشوئها لتكوين وإنتاج الأجنة الجسمية

6. 3- يُمكن تطفير الخلايا ومن ثم تحفيزها الى تكوين الأجنة الجسمية وتحليل الطوافر وإنتقاء المُفيد إقتصادياً منها بعد إخلافها الى نباتات
4- إمكانية إنتاجها بسهولة وعلى نطاق واسع

7. 5- إمكانية تغليف الأجنة بمُغلفات مُختلفة كالأسمدة ومُبيدات الأدغال لكي تكون جاهزة للبذار بإستعمال الباذرات كما هو معمول به في البذور الطبيعية
6- يُمكن تحوير الأجنة وراثياً بهدف الحصول على نباتات مُحورة وراثياً ذات صفات مرغوبة

8. .7 تعد منفذاً واسعاً لإكثار النباتات خُضرياً وعلى وجه الخصوص عند إستثمار المُفاعلات الحيوية في إنتاجها الواسع ليليها التغليف وإنتاج البذور الصناعية
.8 توفر التقانة آفاقاً واعدة في إكثار النباتات غير المُكونة للبذور, إكثار النباتات مُتعددة المجموعة الكروموسومية (Polyploidy) ذات الصفات النادرة والنباتات التي يصعب إكثارها بالبذور وبطرائق مُختبرية ذات جدوى إقتصادية

9. .9 حفظ المصادر الوراثية باستخدام تقانات التجميد الفائق حيث لايكاد بنك جينات في العالم حالياً يخلو من الأجنة الجسمية المُجمدة التي سمحت بتداول المادة الوراثية بين علماء العالم بسرعة وسهولة

10. نشوء الأجنة الجسمية Development of somatic embryos

11. ** تمر الخلايا الخضرية بالعديد من المسالك الحيوية لتصبح مبادئ أجنة
** مثلا عندما يحتوي الجزء النباتي أنسجة جنينية غير مُتخصصة Undifferntiated embryonic tissues مثل جنين جنسي غير ناضج فالحالة هذه لابد من نشوء وإدامة الكالس الجنيني بزراعة وإكثار مُعقد الأجنة الإبتدائية الموجودة اصلاً Preexisting pro embryonal complex

12. اذن تكون الخلايا الجنينية موجودة في الجزء النباتي قبل نشوء الزروعات ويُمكن بالتالي إكثارها والتلاعب بها تحت ظروف الزراعة خارج الجسم الحي
تستطيع الخلايا الجسمية المُفردة المعزولة ان تنشأ طبيعياً الى أجنة مما يؤكد ان النهج النشوئي لعملية تكوين الأجنة الجسمية مُسيطر عليه من قبل الخلية نفسها وليست بعوامل خارجية

13. الآليات المُحفزة لتكوين الاجنة سواء كانت فيزيائية او كيميائية او الإثنان لاتزال غير معروفة بالرغم من تشخيص جينات لها علاقة بالعملية

14. يحصل الإنتقال من المرحلة غير الجنينية الى الجنينية بعدما تبدأ الخلية المؤهلة والعازمة الى التحول الى جنين المُسماة Progenitor cell بالإنقسام الخيطي غير المُتساوي
ينتج عن الانقسام خلية كبيرة ذات فجوة واسعة, واُخرى صغيرة تحتوي سايتوبلازم كثيف (والتي تُكون الخلية الجنينية الأولى). تتميز الخلايا الجنينية بكثافة سايتوبلازمها، صُغر حجمها وشكلها ذات الأبعاد المتساوية Isodiametric

15. الأجنة الجنسية والجسمية Zygotic and somatic embryos

16. الجنين أبكر مرحلة مُتعددة الخلايا يُمكن تمييزها في النبات قبل نشوء التراكيب او ظهور الصفات المُميزة للأعضاء في النوع النباتي
تتطوّر الأجنة الجنسية داخل الكيس الجنيني بعد إخصاب البويضات في النبات ألاُم وبطريقة مُنتظمة. يَنتج عن الإخصاب تطوّر البيضة المُخصبة ثُنائية المجموعة الكروموسومية (2n) وتُنتج كذلك السويداء ثلاثية المجموعة الكروموسومية (Triploid endosperm, 2n=3x)

17. تنشأ الأجنة الجسمية من الأنسجة في طور الحداثة Juvenile والأنسجة المرستيمية فقط مثل الأجنة الجنسية غير الناضجة, فلق الأجنة الجنسية, السويقة تحت الفلقية ((Hypocotyl المفصولة من البذور في مرحلة الإنبات

18. الاوراق الحديثة, أطراف الأفرع وحتى الجذور في بعض الأحيان تكون مصدراً لنشوء مزارع الأجنة الجسمية اي ان الأجنة الجسمية تنشأ من خلايا جسمية
هناك إمكانية نشوء أجنة جسمية من نسيج الجويزاء Nucellar tissues يُطلق عليها Nucellar embryos تتكون من أنسجة الجويزاء الخُضرية لأنسجة البذرة اي ليست من منشأ جنسي

19. **كما ان هناك إمكانية كبيرة وفي أغلب النباتات بتكوين أجنة ثانوية Secondary embryos من الأجنة الأولية التي تكونت سابقاً
وكلاهما اي الأجنة الأولية والثانوية يشتركان بصفة عامة هي إمكانية التلاعب Manipulation بهما في الزراعة النسيجية

20. تكوين الأجنة الجسمية من كالس جنيني وبمراحل مُختلفة

21. الأجنة المباشرة والاجنة غير المباشرة

22. يُمكن الحصول على الأجنة بطريقة مُباشرة من زراعة الأجزاء النباتية كأجزاء الورقة, سويق تحت الفلق, الساق, أو أي جزء نباتي آخر
ويُمكن ان تُنتج الأجنة الجسمية بطريقة غير مُباشرة من كُتل نسيجية برنكيمية غير منتظمة نتجت من زراعة الأجزاء النباتية والتي يُطلق عليها بأنسجة الكالس

23. مقارنة بين جنين جنسي داخل بذرة (أ) إذ يُلاحظ إرتباط الجنين الجنسي بالسويداء مصدر الغذاء الخزين للجنين بالخطم . (ب) أجنة جسمية نشأت من أنسجة كالس (عند تكوين الأجنة غير المُباشر) وتستمد غذائها من الوسط الغذائي المزروعة فيه أنسجة الكالس.

24. الملاحظ عن الأجنة الجسمية المُشتقة من الأجزاء النباتية التي تكون في طور الحداثة أو مرستيمية
إما ان تكون مُفردة أو تتوالد من الجنين الواحد مجموعة جديدة من الأجنة تلتصق بالجنين الأول لتصبح بهيئة عنقود من الأجنة Cluster of embryos وتظهر كلتا الحالتين في عملية تكوين الأجنة المُباشر ((Direct embryogenesis

25. لكن الحالة تختلف عند تكوين الأجنة الجسمية من كتلة نسيج الكالس او ما يُسمى بالكالس الجنيني أي بالطريقة غير المُباشرة Indirect embryogenesis فتظهر الأجنة وبأعداد مختلفة وجميعاً مُرتبطة بكتلة النسيج

26. نمو الأجنة خارج وداخل الجسم الحي In vitro and in vivo growth of embryo

27. ** الأنسجة التغذوية (السويداء) اللازمة للجنين داخل البذرة الطبيعية مُرتبطة مُباشرة بالجنين بواسطة تركيب يسمى Suspensor تمر عبره المُغذيات من السويداء الى الجنين وهو الرابط الوحيد بين الجنين ومصدر غذائه
** بينما يَستمد الجنين الجسمي غذائه من الوسط المُنمى فيه نسيج الكالس بعد إنتقال المُغذيات من الوسط عبر الخلايا

28. **تتطور الأجنة الجسمية عارية حيث لاتوجد أنسجة سويداء تُحيط بها ولاتحتاج الى أنظمة غذائية عالية التنظيم مثل ما هو موجود في مُكونات السويداء بالنسبة للجنين الجنسي
نشأت من هنا إمكانية فصل الجنين الجنسي وزراعته في أوساط معلومة المُكونات في حالة كونه مُهدداً بالإجهاض

29. مراحل تكوين الأجنة الجسمية Stages of somatic embryos formation

30. اُستثمرت الأجنة الجسمية في الإكثار الدقيق للنبات سواء اُنتجت مباشرةً على الجزء النباتي أو بشكل غير مباشرمن الكالس أو المعلقات الخلوية

31. مراحل التشكل المظهري Morphogenesis والنشوء Development للأجنة؛
الجنين الأولي Proembryo
الشكل الكروي Globular
مرحلة شكل القلب Heart shape
شكل الطوّربيد Torpedo
وأخيراً مرحلة الجنين الفلقي Cotyledonary

32. إستراتيجية ومراحل تكوين الأجنة الجسمية لنبات الجزر
إستراتيجية ومراحل تكوين الأجنة الجسمية لنبات الجزر. يُمكن البدئ بزراعة البذور، بعد تعقيمها سطحياً، في وسطٍ زرعي مُناسب لتحفيز تكوين الأجنة الجسمية الأولية والذي غالباً ما يتضمن مُستويات مُنخفضة من 2,4-D لتُنقل بعدها الى وسطٍ جديدٍ خالٍ منه. تنشأ الأجنة الجسمية الأولية الى الشكل الكروي ثم القلبي وبعدها الطوربيدي لتُنتج أخيراً النبات الكامل.

33. الفرق بين
عملية تكوين الأجنة الجسمية Embryogenesis
وعملية تكوين الأعضاء
Organogenesis

34. يظهر الجنين الجسمي
* ثنائي الاقطاب (Bipolar) من خلية مُفردة
* لايرتبط وعائياً مع النسيج ألاُم او الجزء النباتي
* ذات جذر صغير جداً

35. عملية تكوين الأعضاء
تبدأ من مجموعة خلايا (Multicellular) *بتراكيب اُحادية القطب
* تتطوّر من حُزم الوعاء الأولي (Procambial) والذي يُنشأ روابط مع الأنسجة الوعائية الموجودة اصلاً والمُنتشرة في أنسجة الكالس او الجزء النباتي المزروع

36. العوامل المتحكمة في النسيج النباتي لكي يتحفز في تكوين الأجنة الجسمية
(1) الهيئة الوراثية Genotype للنبات (2) منشأ الجزء النباتي المفصول
(3) مُكونات الوسط الغذائي وخاصة توليفة مُنظمات النمو المُجهز بها الوسط والتي تستخدم بتراكيز منخفضة جداً

37. ** للاوكسين 2,4-D دوراً هاماً في إطلاق الشرارة الاولى Triggering effect في بداية تكوين الأجنة

38. **بعد عدة أيام او أسابيع وبوجود الاوكسين, تنشأ كُتل خلوية صغيرة مضغوطة تظهر من الكالس ويُمكن رؤيتها بالعين المُجردة وإلتقاطها بالملقط وحتى يُمكن عزلها عن باقي نسيج الكالس من خلال تعريضها الى قِوى طرد مركزية مُختلفة اذ تتجمع تلك الكُتل في قاع إنبوبة الطرد المركزي كونها أثقل من أنسجة الكالس الاُخرى

39. نشوء كُتل الأجنة الأولية:
تنقسم الكُتل الخلوية الصغيرة والمضغوطة بطريقة لامُتناظرة Asymmetrical way وتلتصق الخلايا البنونية Daughter cells المُتكونة مع بعضها مُكونة
كُتلة خلوية يُطلق عليها كُتل الأجنة الأولية Pro-embryogenic masses أو الأجنة العنقودية Embryogenic clusters

40. توالد النباتات من الأجنة الجسمية Plant regeneration from somatic embryos

41. يُمكن ان تتمايز الأجنة الجسمية إما مُباشرة من الجزء النباتي دون تداخل لمرحلة الكالس أو غير مُباشرة بعد المرور بمرحلة الكالس
يمكن تصنيف عملية تكوين الأجنة المُباشر بأنها عملية تكوين أجنة جسمية ثانوية Secondary embryogenesis والتي يُطلق عليها تسمية تكوين الأجنة المُستمر Continuous or recurrent or accessory

42. **عند فشل الجنين الجسمي الأول بالنشوء الى نبات, تظهر دورات مُتعاقبة من الأجنة الثانوية والثلاثية والرباعية وهكذا
نشوء الأجنة الثانوية في بعض الأحيان يُعد ذا اهمية كبيرة في زيادة أعداد النباتات المطلوب إكثارها

43. مراحل توالد النباتات من الأجنة الجسمية

44. 1- نشوء المزارع الجنينية بعد زراعة الجزء النباتي في وسط مُجهز بمُنظمات نمو نباتية غالباً اُوكسين وأحياناً يُضاف سايتوكاينين
2- تفرع وإنتشار المزارع الجنينية في وسط غذائي صلب او سائل مُجهز بمُنظمات النمو بطريقة مُشابهة لطريقة نشوء الكالس المعروفة

45. 3- تنضيج أولي Pre-maturation للأجنة الجسمية في وسط خالٍ من مُنظمات النمو. يُثبط ذلك تفرع المزرعة ويُحفز الى تكوين الأجنة الجسمية وبداية نشوئها
4- إنضاج الأجنة الجسمية بنقلها الى وسط مُجهز بهورمون ABA وقد يُصاحب ذلك تقليل الجُهد الازموزي
5- توالد النباتات في وسط خالٍ من مُنظمات النمو

46. مُنظمات النمو وتحفيز الأجنة الجسمية Induction of somatic embryos via PGRs

47. الاوكسينات تحفز نشوء الأجنة الجسمية
الاوكسينات تحفز نشوء الأجنة الجسمية
** الاوكسين الطبيعي IAA
**المُصنعة NAA, IBA, Dicamba و 2,4-D والأخير الأكثر كفاءةً وشيوعاً من بين الاوكسينات
تتكشف بعدها الاجنة مُكونةً أجنة ناضجة فيما إذا إستمرت في نموها على وسطٍ غذائي حاوٍ التوليفة المُناسبة من مُنظمات النمو

48. السايتوكاينينات تحتاج العديد من ذوات الفلقتين الى السايتوكاينينات لتحفيز عملية تكوين الأجنة الجسمية
من أكثرها شيوعاً
البنزل ادنين (BA)
ثايدايزوران (TDZ)
الكاينيتين
الزياتين الطبيعي

49. يجب نقل الزروعات من وسط تحفيز الأجنة للنشوء الى وسط جديد خالِ من مُنظمات النمو حيث لوحظ توقف نمو الأجنة الناشئة ونشوئها وموتها عند تضمين الوسط بالاوكسين

50. الأثيلين يحفزتكوين الأجنة الجسمية في حالات قليلة جداً
الجيل الجديد من مُنظمات النمو النباتية أمثال الجاسمونيت, الأمينات المُتعددة, السكريات قليلة التعدد Oligosaccharides وBrassinosteroids مُفيدة في نشوء الأجنة الجسمية في مجموعة من الأنواع النباتية

51. وبالنظر لأهمية النخيل, فقد كُرست العديد من الدراسات وخاصةً في الدول المُنتجة لهذا المحصول المُهم من أجل إنتاج فسائل بأعداد كبيرة وقد حظي إكثار النخيل بوساطة الأجنة الجسمية أهمية بالنظر لإمكانية إنتاجها من أجزاء النبات المُختلفة. وتحمل اشجار النخيل المُكثرة بالأجنة الجسمية ثماراً بعد حوالي 4 سنوات

52. نشوء بعض أجنة النخيل، يُلاحظ أجنة في مراحل نشوئية مُختلفة نشأت من مزارع الكالس.

53. أشجار نخيل في مرحلة الإثمار ناتجة من زراعة الأجنة الجسمية

54. ملاحظات بخصوص عملية تكوين الأجنة الجسمية

55. 1- تتباين أعداد الخلايا التي تدخل فعلاً في عملية تكوين الأجنة وتُكمل مراحلها ويقل العدد مع زيادة زمن بقائها في الوسط الزرعي
2- إطالة مُدة بقاء الخلايا وما يتبعه من مراحل تكوين الأجنة في الوسط فقد يَنتج عنه تغاير جسمي Somaclonal variation ومن المُحتمل ان يؤدي الى إنتاج أجنة طافرة وبالتالي نباتات تحمل تلك الطفرة

56. 3- سُجلت حالات إعادة إخلاف لنُبيتات بمظهر غير مألوف Unusual plantlet phenotypes مثل إحتوائها فلق مُتعددة
4- لأغلب خطوط الخلايا الجسمية دورة حياة مُحددة والتي غالباً لاتتجاوز 1 الى 2 سنة, ولايُمكن بعدها ان تتكون أية أجنة

57. إنضاج الأجنة الجسمية وإنباتها Embryo maturation and germination

58. لابُدَ من ان تكون الأجنة النابتة حاوية على نموات خضرية وجذور ذات قمم مرستيمية فعالة لضمان نجاحها بعد زراعتها في الحقل
وسُجل في أغلب الحالات تثبيطاً في إنقسام مرستيمات النمُوات الخُضرية بوجود تراكيز عالية من الاوكسين
لذا يستوجب ألاُمر وجوب نقل الأجنة الأولية الى وسطٍ غذائي خالٍ أو قليل المُحتوى من الاوكسين

59. ** قد يُضاف الفحم المُنشط الى الوسط بهدف إدمصاص الاوكسين وتقليل تركيزه
**يُعد إنضاج الأجنة الجسمية المرحلة الأخيرة من عملية تكوين الأجنة بهدف الحصول على جنين ناضج مورفولوجياً

60. مواصفات الأجنة الناضجة

61. 1- تراكم خزين من الكربوهيدرات, الدهون والبروتينات
2 - إنخفاض المُحتوى الرطوبي
3- إنخفاض تدريجي يقترب من التوقف في عمليات الايض
بالرغم من كون الإنضاج الكامل للأجنة الجسمية ليست ضروريا تماماً عند الرغبة في الحصول على نباتات كاملة, ولكن الإنضاج مهماً في زيادة مُعدلات نجاح الإنبات

62. العوامل المؤثرة في تسريع نُضج الأجنة

63. 1- مُكونات الوسط الغذائي, وردت في المصادر مجموعة من الأوساط وبمُكونات معلومة وبتوليفات معلومة من مُنظمات النمو شجعت في تسريع إنضاج الأجنة فالمُستويات العالية من السكروز (9-12%) أسرعت في نضج الأجنة

64. 2- إضافة دفعات مُتقطعة من هرمون السقوط (ABA)
3- المُضافات من المُركبات الفعالة ازموزياً

65. 4- المُضافات من الهرمونات طبيعية المصادر مثل حليب جوز الهند أو المُستخلصات النباتية
5- إضافة أثيلين الكلايكول المُتعدد (PEG)
6- المُضافات من أحماض أمينية مُعينة خاصة الكلوتامين