offSchoolবেটা

জীববিজ্ঞান · অধ্যায় ১৪ · টপিক ৩

টিস্যু কালচার এবং এর ব্যবহার

পড়ার নোট

উদ্ভিদের বিভিন্ন অংশের কোষে টোটিপোটেন্সি থাকে, অর্থাৎ একটি কোষ থেকেই পূর্ণাঙ্গ উদ্ভিদ গড়ে উঠতে পারে। তাই উদ্ভিদের যেকোনো অংশ থেকে হুবহু একই রকম উদ্ভিদ জন্মানো সম্ভব; এটিই টিস্যু কালচারের মূলনীতি। উদ্ভিদ থেকে টিস্যু আলাদা করে পুষ্টিকর মাধ্যমে বাড়তে দেওয়ার প্রক্রিয়াকে টিস্যু কালচার বলে। এর জন্য আলাদা করা অংশকে এক্সপ্ল্যান্ট বলে, যেমন পরাগরেণু, শীর্ষমুকুল বা পার্শ্বমুকুল, মূলের অংশ।

ধাপসমূহ:

  1. মাতৃউদ্ভিদ নির্বাচন: সুস্থ, রোগ প্রতিরোধী ও উন্নত মানের উদ্ভিদ বেছে নেওয়া।
  2. আবাদ মাধ্যম তৈরি: খনিজ পুষ্টি, ভিটামিন, ফাইটোহরমোন, সুক্রোজ এবং অর্ধকঠিন করার জন্য অ্যাগার মিশিয়ে মাধ্যম তৈরি।
  3. জীবাণুমুক্ত মাধ্যম ও এক্সপ্ল্যান্ট স্থাপন: কাচের পাত্রে মাধ্যম রেখে অটোক্লেভ যন্ত্রে 121 ∘C121\,^{\circ}\mathrm{C} তাপমাত্রা ও 1515 lb/বর্গ ইঞ্চি চাপে 2020 মিনিট রেখে জীবাণুমুক্ত করা হয়। মাধ্যম ঠান্ডা ও অর্ধকঠিন হলে এক্সপ্ল্যান্ট বসিয়ে 25±2 ∘C25\pm2\,^{\circ}\mathrm{C} তাপমাত্রা ও নিয়ন্ত্রিত আলোর ঘরে রাখা হয়। বারবার কোষ বিভাজনে এটি সরাসরি চারা বা অবিভেদিত কোষগুচ্ছ ক্যালাস তৈরি করে।
  4. মূল উৎপাদনকারী মাধ্যমে স্থানান্তর: চারায় মূল না হলে বিটপ কেটে মূল উৎপাদনকারী মাধ্যমে রাখা হয়।
  5. প্রাকৃতিক পরিবেশে স্থানান্তর: চারাকে টবে রেখে বাইরের পরিবেশে খাপ খাওয়ানো হয়, সতেজ ও শক্ত হলে মাটিতে লাগানো হয়।

ব্যবহার: অল্প সময়ে একই বৈশিষ্ট্যের অসংখ্য চারা, ভাইরাসমুক্ত চারা, মৌসুমের সীমাবদ্ধতা ছাড়া চারা উৎপাদন, বীজ সংরক্ষণের সমস্যা এড়ানো, বীজ হয় না এমন উদ্ভিদের বংশবৃদ্ধি, বিলুপ্তপ্রায় প্রজাতি সংরক্ষণ এবং নতুন বৈশিষ্ট্যের উদ্ভিদ তৈরি। বাংলাদেশে অর্কিড, কলা, বেল, কাঁঠাল, চন্দ্রমল্লিকা, গ্লাডিওলাস, ডাল, চিনাবাদাম, সরিষা, বেগুন, পাট এবং আলুর রোগমুক্ত চারা ও মাইক্রোটিউবার উৎপাদন হচ্ছে।

উদাহরণ: ফরাসি বিজ্ঞানী জর্জ মোরেল (১৯৬৪) দেখান, Cymbidium অর্কিডের একটি ভাজক টিস্যু থেকে এক বছরে 4040 হাজার চারা পাওয়া সম্ভব, যা প্রাকৃতিক উপায়ে অসম্ভব।

সাধারণ ভুল হলো টিস্যু কালচারের চারাকে জিন পরিবর্তিত উদ্ভিদ ভাবা। টিস্যু কালচারে সাধারণত মাতৃউদ্ভিদের একই বৈশিষ্ট্যের চারা উৎপাদন করা হয়; তবে নতুন বৈশিষ্ট্যের উদ্ভিদ তৈরিতেও এ প্রযুক্তি ব্যবহৃত হয়।

মনে রাখো: টোটিপোটেন্সির কারণে এক্সপ্ল্যান্ট থেকে জীবাণুমুক্ত পুষ্টি মাধ্যমে পূর্ণ উদ্ভিদ জন্মানো যায়; এতে অল্প সময়ে মাতৃউদ্ভিদের মতো অসংখ্য রোগমুক্ত চারা মেলে।

২০২৬ সালের NCTB পাঠ্যবই অনুসরণ করে লেখা।

চালিয়ে দেখো

  • উদ্ভিদ টিস্যু কালচার: এক্সপ্লান্ট থেকে অবিকল চারা উৎপাদনচালিয়ে দেখো

    নরসিংদীর একজন কৃষক তার জমিতে উন্নত ও সুস্বাদু 'অমৃতসাগর' জাতের কলার বাগান করতে চান। সনাতন পদ্ধতিতে কলার তেউড় (sucker) রোপণ করলে পানামা রোগ ও বানচি টপ (bunchy top) ভাইরাসে আক্রান্ত হওয়ার এবং ফলন অসমান হওয়ার ঝুঁকি থাকে। তাই তিনি বাংলাদেশ কৃষি গবেষণা ইনস্টিটিউট (BARI)-এর টিস্যু কালচার গবেষণাগার (laboratory) থেকে একটিমাত্র সুস্থ, নিরোগ ও উচ্চফলনশীল মাতৃউদ্ভিদের শীর্ষমুকুল (explant) থেকে উৎপাদিত ১০,০০০টি কলার অণুচারা (plantlet) সংগ্রহ করে রোপণ করলেন। কয়েক মাস পর দেখা গেল বাগানের ১০,০০০টি কলা গাছের প্রতিটিতেই মাতৃউদ্ভিদের মতো হুবহু একই উচ্চতা, একই মিষ্টতা, একই গুণাগুণ ও সমান ফলন পাওয়া গেছে—সবগুলো গাছই জিনগতভাবে অবিকল এক বা সোমাক্লোন (somaclone)। উদ্ভিদের প্রাকৃতিক যৌন প্রজননে বীজের চারায় যেখানে পিতা-মাতার বৈশিষ্ট্যের সংমিশ্রণ ও নতুন প্রকরণ দেখা যায়, সেখানে টিস্যু কালচারের মাধ্যমে উৎপাদিত সকল চারা জিনগতভাবে মাতৃউদ্ভিদের হুবহু অনুরূপ (১০০% অভিন্ন) হওয়ার মূল কারণ কোনটি?

অনুশীলনের প্রশ্ন

  1. বাংলাদেশ কৃষি গবেষণা ইনস্টিটিউটে (BARI) রোগমুক্ত আলুর চারা উৎপাদনের জন্য উদ্ভিদের অন্যান্য অংশের পরিবর্তে কান্ডের শীর্ষ মুকুল বা ভাজক টিস্যু (meristem) নির্বাচন করার প্রধান বৈজ্ঞানিক কারণ কোনটি?

    1. ক

      শীর্ষ মুকুলের কোষগুলো অত্যন্ত দ্রুত বিভাজিত হয় এবং সংবহন টিস্যু অপূর্ণ থাকায় সেখানে ভাইরাস পৌঁছাতে বা ছড়াতে পারে না

    2. খ

      শীর্ষ মুকুলের কোষে কোনো কোষপ্রাচীর না থাকায় কালচার মাধ্যমে সহজেই পুষ্টি প্রবেশ করে ভাইরাস দূর হয়

    3. গ

      শীর্ষ মুকুলে প্রচুর অ্যান্টিবডি উপস্থিত থাকে যা আলুর ক্ষতিকর ভাইরাসগুলোকে সরাসরি ধ্বংস করে

    4. ঘ

      শীর্ষ মুকুলের কোষে সালোকসংশ্লেষণ সবচেয়ে দ্রুত ঘটে বলে উচ্চ শর্করা তৈরি হয়ে ভাইরাস বিনষ্ট হয়

    উত্তর ও ব্যাখ্যা
    সঠিক উত্তর:

    ক) শীর্ষ মুকুলের কোষগুলো অত্যন্ত দ্রুত বিভাজিত হয় এবং সংবহন টিস্যু অপূর্ণ থাকায় সেখানে ভাইরাস পৌঁছাতে বা ছড়াতে পারে না

    1. উদ্ভিদের কান্ডের শীর্ষ ভাজক টিস্যুর (meristem) কোষগুলো অত্যন্ত দ্রুত গতিতে মাইটোসিস বিভাজন সম্পন্ন করে। এই কোষ বিভাজনের গতি ভাইরাসের সংখ্যাবৃদ্ধির গতির চেয়ে অনেক বেশি হওয়ায় ভাইরাস শীর্ষ কোষে বিস্তার লাভ করতে পারে না।
    2. তাছাড়া শীর্ষ মুকুলে জাইলেম ও ফ্লোয়েম সমন্বিত সংবহন নালিকা তখনও পূর্ণাঙ্গভাবে গঠিত হয় না, যার ফলে সংবহনতন্ত্রের মাধ্যমে ভাইরাস সেখানে পরিবাহিত হতে পারে না। ফলে শীর্ষ মুকুল কালচার করে শতভাগ রোগমুক্ত চারা পাওয়া যায়।
  2. বগুড়ায় অবস্থিত বাংলাদেশ কৃষি গবেষণা ইনস্টিটিউট (BARI)-এর টিস্যু কালচার ল্যাবরেটরিতে রোগমুক্ত গোল আলুর অণুচারা তৈরির জন্য পুষ্টি মাধ্যম (culture medium) প্রস্তুত করা হচ্ছে। পুষ্টি মাধ্যমে উদ্ভিদের বৃদ্ধি ও কোষ বিভাজনের শক্তির উৎস হিসেবে প্রতি লিটারে (১ L) ৩০ g সুক্রোজ (sucrose) এবং মাধ্যমটিকে আধা-কঠিন করার জন্য প্রতি লিটারে ৮ g অ্যাগার (agar) যোগ করতে হয়। একজন ল্যাব সহকারী মোট ২.৫ L পুষ্টি মাধ্যম প্রস্তুত করতে চাইলে তাকে ডিজিটাল পাল্লায় মেপে মোট কত গ্রাম (g) সুক্রোজ নিতে হবে?

    উত্তর ও ব্যাখ্যা
    সঠিক উত্তর:

    ৭৫ g

    1. পুষ্টি মাধ্যমে সুক্রোজের ঘনত্ব = ৩০ g/L এবং প্রস্তুতব্য মোট মাধ্যমের আয়তন = ২.৫ L।
    C=30 g/L,V=2.5 LC = 30\text{ g/L}, \quad V = 2.5\text{ L}
    1. প্রয়োজনীয় মোট সুক্রোজের ভর = মাধ্যমের আয়তন × প্রতি লিটারে সুক্রোজের পরিমাণ = ২.৫ L × ৩০ g/L = ৭৫ g।
    m=V×C=2.5 L×30 g/L=75 gm = V \times C = 2.5\text{ L} \times 30\text{ g/L} = 75\text{ g}
  3. চারাগুলোতে দ্রুত ও কার্যকরভাবে মূল সৃষ্টির জন্য নাবিলার পরবর্তী করণীয় কী?

    1. ক

      টেস্টটিউবগুলোকে ২৪ ঘণ্টা সম্পূর্ণ অন্ধকার কক্ষে রাখা

    2. খ

      পুষ্টি মাধ্যমে সুক্রোজ শর্করার পরিমাণ দ্বিগুণ করা

    3. গ

      চারাগুলোকে টেস্টটিউব থেকে সরাসরি টবের মাটিতে রোপণ করা

    4. ঘ

      চারাগুলোকে উপযুক্ত ফাইটোহরমোনযুক্ত মূল উৎপাদক মাধ্যমে স্থানান্তর করা

    উত্তর ও ব্যাখ্যা
    সঠিক উত্তর:

    ঘ) চারাগুলোকে উপযুক্ত ফাইটোহরমোনযুক্ত মূল উৎপাদক মাধ্যমে স্থানান্তর করা

    1. টিস্যু কালচারে ক্যালাস থেকে সৃষ্ট বিটপে প্রাকৃতিকভাবে মূল সৃষ্টি না হলে সেগুলোকে পৃথক করে উপযুক্ত অক্সিন বা ফাইটোহরমোনযুক্ত নির্দিষ্ট 'মূল উৎপাদক মাধ্যমে' স্থানান্তর করতে হয়।
    2. মূলহীন অপূর্ণাঙ্গ চারাকে সরাসরি মাটিতে রোপণ করলে তা পানি শোষণ করতে না পেরে শুকিয়ে মারা যায়, তাই নিয়ন্ত্রিত মাধ্যমে মূল তৈরি অপরিহার্য।

এই টপিক নিয়ে প্রশ্ন আছে?

মেন্টরকে বাংলায় বা ইংরেজিতে জিজ্ঞেস করো, বা খাতার ছবি দাও। সিমুলেশন চালিয়ে বুঝিয়ে দেবে।

মেন্টরকে জিজ্ঞেস করো