Καλλιέργεια Ιστών Φυτού Κάνναβης: Τι είναι;

• 1. Η Ιστορία της Καλλιέργειας Ιστών
• 2. Βασικά Στοιχεία της Καλλιέργειας Ιστών
• 3. Τι είναι Καλλιέργεια Ιστών Φυτών και Πώς Λειτουργεί;
• 4. Καλλιέργεια Ιστών vs Κλωνοποίηση
• 4. a. Κλωνοποίηση
• 4. b. Καλλιέργεια ιστών φυτών
• 5. Τα 5 Βήματα της Καλλιέργειας Ιστών
• 5. a. Πώς να καλλιεργήσετε ιστούς φυτών κάνναβης στο σπίτι
• 5. b. Οδηγός Χημικής Σύστασης
• 6. Συμπεράσματα

Η καλλιέργεια ιστών περιλαμβάνει τη λήψη ζωντανού ιστού από ένα φυτό και την ανάπτυξη αυτού του ιστού σε ένα πλήρες φυτό υπό αποστειρωμένες συνθήκες. Αυτή η διαδικασία χρονολογείται από το 1885 και είναι σχετικά νέα στα σπόρους κάνναβης, αλλά είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική και μπορεί να εφαρμοστεί στις περισσότερες φυτικές ποικιλίες. Η διαδικασία της καλλιέργειας ιστών οδηγεί σε μια σταθεροποιημένη πηγή φυτικού ιστού που οι τεχνικοί μπορούν να διατηρήσουν μέσω του πολλαπλασιασμού των φυτικών κυττάρων. Διατηρώντας αυτό το γενετικό υλικό (germplasm) σε καθαρές και ασφαλείς εγκαταστάσεις, μπορούν να διατηρούν και να πολλαπλασιάζουν συνεχώς συγκεκριμένες ποικιλίες και φαινότυπους φυτών. Αυτή η τεχνική βοηθά στην προστασία σπάνιων φυτών ή στη διατήρηση παραγωγικών και ισχυρών φαινοτύπων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο χωράφι όταν πολλαπλασιαστούν. Μπορείτε να φανταστείτε τις καλλιέργειες ιστών ως «τράπεζες» γενετικού υλικού που διατηρούνται σε ειδικές συνθήκες μέχρι να μεταφερθούν σε γλάστρες ή στο χώμα.

1. Η Ιστορία της Καλλιέργειας Ιστών

Η ιστορία της καλλιέργειας ιστών ξεκινά από το 1885 όταν ένας Γερμανός ζωολόγος προσπάθησε να καλλιεργήσει ιστό από έμβρυο κοτόπουλου, αλλά μόλις το 1907 ένας Αμερικανός ζωολόγος κατάφερε επιτυχώς να καλλιεργήσει νευρικό κύτταρο βατράχου.

Αργότερα, το 1910, ένας Γάλλος χειρουργός βελτίωσε αυτή την τεχνική και καθόρισε τι είναι η καλλιέργεια ιστών. Αφού ορίστηκε και καθιερώθηκε η τεχνική, πραγματοποιήθηκαν αρκετά επιτυχημένα πειράματα και επέτρεψαν στους ερευνητές να αναπτύξουν βλαστοκύτταρα σε τεχνητές συνθήκες, με αποτέλεσμα περισσότερη γνώση στη βιολογία του ανθρώπου και σημαντική πρόοδο στην αναγεννητική ιατρική. Αλλά ίσως αναρωτιέστε, πώς σχετίζεται αυτό με την κάνναβη;

2. Βασικά Στοιχεία της Καλλιέργειας Ιστών

Πριν προχωρήσουμε πιο βαθιά στην καλλιέργεια ιστών, πώς λειτουργεί και ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ καλλιέργειας ιστών και κλωνοποίησης, ας μάθουμε τα βασικά.

Έρευνα

Εάν θέλετε να δοκιμάσετε καλλιέργεια ιστών στο σπίτι, το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε είναι να ερευνήσετε αν έχει πραγματοποιηθεί με επιτυχία με τη συγκεκριμένη ποικιλία ώστε να ακολουθήσετε την ίδια διαδικασία και να τη χρησιμοποιήσετε ως καθοδήγηση για το τι να κάνετε ή τι να αποφύγετε.

Φυτικός Ιστός

Αφού γνωρίζετε τι να ακολουθήσετε, το επόμενο βήμα είναι να βρείτε το φυτό που θέλετε να χρησιμοποιήσετε για τη διαδικασία καλλιέργειας ιστών. Το φυτό-δότη πρέπει να είναι 100% υγιές και χωρίς ασθένειες. Επίσης, το μέρος του φυτού που χρησιμοποιείτε διαφέρει από φυτό σε φυτό, γι’ αυτό φροντίστε να ακολουθήσετε τις οδηγίες ώστε να αυξήσετε τις πιθανότητες επιτυχίας. Να θυμάστε ότι αυτή η διαδικασία βασίζεται σε καθαρό περιβάλλον, οπότε φροντίστε όλα να είναι καθαρά και αποστειρωμένα, συμπεριλαμβανομένων των ρούχων, των υλικών και του ίδιου του χώρου, γιατί η μόλυνση είναι η κύρια αιτία αποτυχίας.

Αέρας

Επόμενο σημαντικό στοιχείο είναι ο αέρας, καθώς τα φυτά χρειάζονται καθαρό αέρα. Για να διασφαλίσετε τον καθαρό αέρα, μπορείτε να αγοράσετε ένα πρόχειρο κουτί γαντιών ή να φτιάξετε το δικό σας χρησιμοποιώντας μια παλιά γυάλα ενυδρείου και σωλήνες PVC, για παράδειγμα.

Το Υπόστρωμα

Ένα από τα πιο σημαντικά μέρη της καλλιέργειας ιστών είναι το υπόστρωμα, καθώς εκεί τοποθετείται το φυτό όταν μεγαλώσει αρκετά. Το υπόστρωμα πρέπει να είναι μια πηκτώδης ουσία που προσφέρει σταθερότητα και στήριξη για την ανάπτυξη των ριζών και την ανάπτυξη του φυτού, καθώς και θρεπτικά συστατικά για να μπορεί το φυτό να παράγει την απαραίτητη ενέργεια. Γι’ αυτό ένας από τους πιο δημοφιλείς φορείς είναι το Agar.

Τώρα που έχετε καλύτερη ιδέα για το τι χρειάζεστε, διαβάστε παρακάτω για να μάθετε πώς να καλλιεργείτε φυτά κάνναβης με καλλιέργεια ιστών αλλά και άλλων φυτών. Να θυμάστε ότι η καλλιέργεια ιστών μπορεί να είναι δύσκολη χωρίς τον κατάλληλο εξοπλισμό, αλλά δεν χρειάζεται να ανησυχείτε. Πάντα μπορείτε να κλωνοποιήσετε τα φυτά σας· αν και ο αριθμός των κλώνων εξαρτάται από τα κλαδιά που αναπτύσσει το φυτό σας, είναι πολύ πιο εύκολο και δεν απαιτεί μεγάλη εμπειρία. Χρειάζεστε μόνο τζελ κλωνοποίησης και ένα ψαλίδι!

3. Τι είναι Καλλιέργεια Ιστών Φυτών και Πώς Λειτουργεί; 

Καλλιέργεια ιστών είναι ακριβώς αυτό που εξηγήθηκε παραπάνω, δηλαδή, παίρνετε μερικά κομμάτια φυτικού ιστού ή κύτταρα και αναπτύσσετε εκατοντάδες ή ακόμα και χιλιάδες ταυτόσημους κλώνους από αυτά. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει σε παραγωγούς να διατηρούν μια συγκεκριμένη ποικιλία σχεδόν για πάντα με ελάχιστο χώρο και κόπο. Όπως στην κανονική κλωνοποίηση, η καλλιέργεια ιστών ξεκινά με ένα μικρό τμήμα του φυτού που θέλετε να κλωνοποιήσετε, όμως, σε αντίθεση με την κανονική κλωνοποίηση, το δείγμα ιστού αυτό κλαδεύεται, αποστειρώνεται, και αφού καθαριστεί, τοποθετείται σε καλλιέργεια θρεπτικών ουσιών που περιέχει θρεπτικά συστατικά, ορμόνες και σάκχαρα.

Αυτή η καλλιέργεια θρεπτικών ουσιών καθορίζεται ειδικά για κάθε καλλιέργεια ιστών, επειδή ορισμένα θρεπτικά στοιχεία και ορμόνες θα ενεργοποιήσουν συγκεκριμένα στάδια ανάπτυξης. Εάν θέλετε να ενισχύσετε την ανάπτυξη, την ανάπτυξη ριζών ή/και τον πολλαπλασιασμό (όταν το φυτό είναι αρκετά μεγάλο), θα πρέπει να παρέχετε συγκεκριμένη θρεπτική καλλιέργεια για το στάδιο που επιθυμείτε. Έτσι, στην ουσία, εφόσον έχετε λίγο ιστό και μεγαλώσει αρκετά, μπορεί να κοπεί σε εκατοντάδες κομμάτια για να κλωνοποιηθούν ξεχωριστά. Όταν αυτοί οι ιστοί μεγαλώσουν αρκετά, τροφοδοτούνται με θρεπτική καλλιέργεια που ενθαρρύνει την ανάπτυξη ριζών και έπειτα φυλλώματος.

4. Καλλιέργεια Ιστών vs Κλωνοποίηση

Καθώς εξελίσσεται η βιομηχανία κάνναβης, οι επαγγελματίες παραγωγοί αναζητούν τον καλύτερο τρόπο για περισσότερο yield και δραστικότητα σε λιγότερο χρόνο. Όταν είναι εφικτό, μεταβαίνουν από την κλωνοποίηση στη καλλιέργεια ιστών, αλλά γιατί;

Κλωνοποίηση

Όπως ήδη ξέρετε, η κλωνοποίηση περιλαμβάνει τη λήψη μοσχευμάτων από το φυτό και αναμονή μέχρι να αναπτύξουν ρίζες ώστε να μεγαλώσουν· ο κλώνος θα γίνει ακριβές αντίγραφο της μητέρας.

Οι κλώνοι όμως μπορεί να είναι αναξιόπιστοι όπως και τα σπορόφυτα, επειδή το ποσοστό επιβίωσης είναι συχνά χαμηλό και είναι ευάλωτοι σε παράσιτα, μολύνσεις, ασθένειες, και με το πέρασμα των γενεών είναι ευκολότερο να εμφανιστούν γενετικές μεταλλάξεις. Στην καλλιέργεια ιστών όμως τα πράγματα είναι διαφορετικά.

Καλλιέργεια ιστών φυτών

Η διαδικασία της καλλιέργειας ιστών είναι σχετικά απλή αλλά απαιτεί μεγάλη προσοχή στον έλεγχο των συνθηκών, γι’ αυτό τα εργαστήρια καλλιέργειας ιστών χρειάζονται:

Αποστείρωση

Η καλλιέργεια ιστών απαιτεί ένα ιδανικό περιβάλλον για την ανάπτυξη των φυτών, όπου όλα πρέπει να είναι σε μορφή απορροφήσιμη από το φυτό. Αυτό το περιβάλλον όμως είναι επίσης ιδανικό για βακτήρια και βλαβερούς μικροοργανισμούς, οπότε όλα πρέπει να είναι αποστειρωμένα. Αυτή η αποστείρωση είναι ζωτικής σημασίας γιατί μύκητες ή βακτήρια μπορεί να σκοτώσουν τα φυτά σας. Άρα, όχι μόνο το εργαστήριο πρέπει να είναι αποστειρωμένο, αλλά και τα εργαλεία, ο εξοπλισμός και ο φυτικός ιστός (επίσης γνωστός και ως «explants»).

Άσηπτο περιβάλλον  

Είναι κρίσιμο να πραγματοποιείται όλη η διαδικασία σε απολύτως αποστειρωμένο περιβάλλον. Σε ιδανικές συνθήκες, δημιουργείται ειδικός θάλαμος ώστε να αγγίζετε τον ήδη αποστειρωμένο εξοπλισμό. Αυτό το ειδικό περιβάλλον χρησιμοποιείται κάθε φορά που πρέπει να εκτεθεί κάτι, όπως εργαλεία, εξοπλισμός ή ιστός, στον αέρα.

Οι ασθένειες μπορούν εύκολα να διεισδύσουν στους χώρους εργασίας· τα σπόρια μυκήτων υπάρχουν πάντα στην ατμόσφαιρα. Για προστασία από μόλυνση σε φυτά in vitro (όπως σε δίσκους Petri), οι τεχνικοί δουλεύουν συχνά μπροστά ή κάτω από μια ροή αέρα. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν ανεμιστήρες που σπρώχνουν τον αέρα μέσα από φίλτρο HEPA—ένα εξάρτημα που μπορεί να φιλτράρει πολύ μικρούς ρύπους, όπως ιούς, βακτήρια και σπόρια μυκήτων. Ο καθαρός αέρας στη συνέχεια ρέει με σταθερή ροή πάνω στον χώρο εργασίας, προστατεύοντας τα ανοιχτά πιάτα Petri από μόλυνση.

Ειδικό υπόστρωμα ανάπτυξης

Στην καλλιέργεια φυτικών ιστών, παρασκευάζεται αποστειρωμένο υπόστρωμα που παρέχει στο φυτό θρεπτικά συστατικά, σάκχαρα, νερό και χώρο για ανάπτυξη. Αυτό το υπόστρωμα προσφέρει όλα όσα χρειάζονται τα φυτά σας για επιβίωση μέχρι να μετατραπούν σε πλήρες φυτό. Μπορεί να παρασκευαστεί στο σπίτι με έτοιμη σκόνη, ζάχαρη και απιονισμένο νερό pH στο 5,8. Αν και σχετικά απλό, απαιτεί αρκετά μέτρα ασφάλειας.

5. Τα 5 Βήματα της Καλλιέργειας Ιστών

Αυτά είναι τα 5 απλά βήματα της καλλιέργειας φυτικών ιστών σε εργαστήριο. Έχετε υπόψη ότι αυτή είναι μια περίληψη της συνολικής διαδικασίας.

1. Επιλέξτε το φυτό που θέλετε να χρησιμοποιήσετε.
2. Τοποθετήστε τον ιστό σε αποστειρωμένο περιβάλλον, αφαιρέστε ένα κομμάτι, καθαρίστε το και αφήστε το να αναπτυχθεί στο κατάλληλο υπόστρωμα.
3. Διασφαλίστε σωστές συνθήκες και αφήστε τον ιστό να πολλαπλασιαστεί (συνήθως διαρκεί 14 μέρες).
4. Υποχρεώστε το φυτό να ριζώσει.
5. Μεταφυτέψτε σε τελικό δοχείο και αφήστε το να μεγαλώσει.

Αν τώρα θέλετε ένα πιο λεπτομερές step-by-step και πώς να το φτιάξετε στο σπίτι, εδώ είναι ένας οδηγός – να θυμάστε όμως ότι θα χρειαστείτε ακριβό εξοπλισμό, οπότε αν και είναι DIY, απαιτεί ειδικά εργαλεία.

Πώς να καλλιεργήσετε ιστούς φυτών κάνναβης στο σπίτι

Αν σας ενδιαφέρει ένας οδηγός για καλλιέργεια φυτικών ιστών κάνναβης, εδώ θα βρείτε ένα λεπτομερές βήμα-βήμα. Όπως αναφέραμε, θα χρειαστείτε ειδικό εξοπλισμό, αλλά είναι απόλυτα εφικτό να το κάνετε στο σπίτι.

Φάση Εκκίνησης (1-2 εβδομάδες)

Βήμα 1

Ανοίξτε τη ροή αέρα και λειτουργήστε τη για τουλάχιστον 30 λεπτά πριν ξεκινήσετε. Αν δεν διαθέτετε θάλαμο ροής αέρα, χρησιμοποιήστε φλόγα αλκοολούχου καυστήρα και εργαστείτε κοντά στη φλόγα.

Βήμα 2

Αποστειρώστε τη ροή αέρα με 70% αιθανόλη, αλλά μην την ψεκάσετε απευθείας στο φίλτρο.

Βήμα 3

Ενεργοποιήστε τον αποστειρωτή σας και αφήστε τον να ζεσταθεί για 20 λεπτά.

Βήμα 4

Αποστειρώστε πακέτο χαρτιού σε ξηρό κύκλο, στη συνέχεια αποστειρώστε τα δοχεία, το νερό και το tween σε αργό κύκλο.

Βήμα 5

Για να προετοιμάσετε το υπόστρωμα, γεμίστε ένα δοχείο με νερό αντίστροφης όσμωσης, απεσταγμένο ή απιονισμένο (ιδανικό). Αν φτιάχνετε 1L υποστρώματος, προσθέστε 900ml νερού. Προσθέστε θρεπτικά συστατικά Grow μέχρι να φτάσετε EC 1.5, στη συνέχεια 30g/L ζάχαρη και ρυθμίστε το pH του διαλύματος στα 5.7. Προσθέστε 6g/L agar και τοποθετήστε το σε αποστειρούμενο μπουκάλι, χωρίς να παραγεμίσετε. Βάλτε το μπουκάλι στον αποστειρωτή για 15 λεπτά και στη συνέχεια μεταγγίστε ~50ml σε κάθε αποστειρωμένο δοχείο.

Βήμα 6

Όταν το υπόστρωμα είναι έτοιμο, προετοιμάστε διάλυμα με 0,5% χλώριο και 0,1% αποστειρωμένο tween 20. Αν έχετε μόνο 2,75% χλώριο, προσθέστε 181ml ανά 1L.

Βήμα 7

Γεμίστε ένα δοχείο με λίγο νερό, τοποθετήστε το υλικό κάνναβης μέσα και σιγουρευτείτε ότι είναι υγιές. Αν το αποθηκεύσετε για πάνω από 1 ώρα, βάλτε το σε ψύκτη με πάγο· προσπαθήστε να βυθιστεί στο νερό όσο το δυνατόν συντομότερα.

Βήμα 8

Βάλτε σε αποστειρωμένο δοχείο το 80% του διαλύματος bleach/tween, προσθέστε το φυτικό υλικό και κλείστε το ερμητικά.

Βήμα 9

Ανακινήστε ελαφρά για 20 λεπτά, και στη συνέχεια έντονα για 20 δευτερόλεπτα μετά τα πρώτα 20 λεπτά.

Βήμα 10

Μεταφέρετε το φυτικό υλικό σε άλλο δοχείο με 80% αποστειρωμένο νερό και ανακινήστε ήπια για 5 λεπτά· επαναλάβετε άλλες 2 φορές.

Βήμα 11

Χρησιμοποιήστε αποστειρωμένες λαβίδες για να μεταφέρετε το φυτικό υλικό σε αποστειρωμένο χαρτί για να απορροφήσει την υπερβάλλουσα υγρασία και μετά τοποθετήστε ένα κομμάτι φυτικού υλικού ανά δοχείο. Το φυτό πρέπει να τοποθετηθεί σε όρθια θέση και να τοποθετηθεί σε ράφι στους 25°C με κύκλο φωτισμού 18/6 για τουλάχιστον 3 εβδομάδες. Μόλις είναι έτοιμα τα φυτά σας, θα έχετε καταφέρει να αναπτύξετε έναν κλώνο και είναι πλέον έτοιμο να καλλιεργηθεί στο μέσο που επιθυμείτε, είτε outdoor είτε indoor.

Οδηγός Χημικής Σύστασης 

Έχετε υπόψη ότι υπάρχουν διάφορα είδη υποστρωμάτων, τα μέταλλα και οι ποσότητες αλλάζουν ανάλογα με το υπόστρωμα που χρησιμοποιείτε, αυτός ο οδηγός γράφτηκε με το μέσο Murashige-Skoog ως παράδειγμα. Ελέγξτε τη σύνθεση και τις ποσότητες που είναι ενδεδειγμένες στο μέσο που χρησιμοποιείτε.

Αυτά είναι τα βασικά θρεπτικά στοιχεία που χρειάζονται τα φυτά κάνναβης σε μεγάλες ποσότητες και είναι απαραίτητα για την καλλιέργεια ιστών. Χωρίς αυτά τα φυτά δεν θα μπορούσαν να παράγουν φυλλική μάζα.

Αυτά είναι τα βασικά θρεπτικά στοιχεία που χρειάζονται τα φυτά σας σε μικρότερες ποσότητες αλλά είναι επίσης απαραίτητα στην καλλιέργεια ιστών. Χωρίς αυτά, τα φυτά θα παρουσιάσουν σίγουρα συμπτώματα έλλειψης.

Αυτές οι βιταμίνες είναι απαραίτητες για τον μεταβολισμό του φυτού σας, ειδικά όταν μιλάμε για καλλιέργεια ιστών, γι’ αυτό βεβαιωθείτε ότι τις παρέχετε και στις σωστές ποσότητες.

6. Συμπεράσματα

Η καλλιέργεια ιστών κάνναβης ίσως φαίνεται δύσκολη αλλά είναι σχετικά απλή, αρκεί να διατηρείτε τις κατάλληλες συνθήκες και να λαμβάνετε όλα τα μέτρα ασφάλειας για υψηλότερο ποσοστό επιβίωσης. Γνωρίζουμε ότι αυτή η τεχνική είναι σχετικά νέα και μπορεί να είναι ακριβή, γι’ αυτό και ίσως δεν έχουν όλοι οι παραγωγοί πρόσβαση στον απαραίτητο εξοπλισμό, αλλά αν εργάζεστε ή έχετε φτιάξει το δικό σας εργαστήριο καλλιέργειας ιστών στο σπίτι, μοιραστείτε τη γνώση σας με άλλους καλλιεργητές - αφήστε σχόλιο παρακάτω!

Εξωτερικές Αναφορές

1. Plant Tissue Cultures. - Kärkönen, Anna & Santanen, Arja & Iwamoto, Kuninori & Fukuda, Hiroo. (2020). 
2. Nanotechnology and Plant Tissue Culture. - Tariq, Amina & Ilyas, Saiqa & Naz, Shagufta. (2020). 
3. Plant Tissue Culture Media, Recent Advances in Plant in vitro Culture. - Annarita Leva and Laura M. R. Rinaldi (2012).