การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (Plant Tissue Culture) เป็นการนำส่วนต่างๆ ของพืช เช่น ปลายยอด ตาข้าง ใบ ราก หรือแม้แต่เซลล์เดียว มาเลี้ยงในอาหารสังเคราะห์ที่มีธาตุอาหารและฮอร์โมนพืช เพื่อให้เกิดการเจริญเติบโตและพัฒนาเป็นต้นใหม่จำนวนมาก หรือเพื่อผลิตสารทุติยภูมิที่มีประโยชน์

ประโยชน์ของการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช:

- การขยายพันธุ์พืชจำนวนมาก (Micropropagation): สามารถผลิตต้นพืชจำนวนมากจากชิ้นส่วนเล็กๆ ในระยะเวลาอันสั้น

- การผลิตพืชปลอดโรค: สามารถผลิตต้นพืชที่ปราศจากเชื้อไวรัสและโรคอื่นๆ ได้

- การปรับปรุงพันธุ์พืช: ใช้ในการสร้างพืชลูกผสม การคัดเลือกสายพันธุ์ และการผลิตพืชดัดแปลงพันธุกรรม

- การอนุรักษ์พันธุ์พืช: ช่วยในการเก็บรักษาและขยายพันธุ์พืชหายากหรือใกล้สูญพันธุ์

- การผลิตสารทุติยภูมิ: สามารถกระตุ้นให้เซลล์พืชในหลอดทดลองผลิตสารที่มีมูลค่าทางเศรษฐกิจ เช่น ยา เครื่องสำอาง

กระบวนการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (Plant Tissue Culture) มีขั้นตอนหลักๆ ดังนี้:

1. การเตรียมวัสดุเริ่มต้น (Explant Preparation):

 การเลือกชิ้นส่วนพืช (Explant Selection): เลือกส่วนของพืชที่ต้องการนำมาเพาะเลี้ยง ซึ่งอาจเป็น ปลายยอด ตาข้าง ใบ ลำต้น ราก หรือแม้แต่เซลล์เดียว ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการเพาะเลี้ยง

 การทำความสะอาด (Cleaning): ล้างชิ้นส่วนพืชด้วยน้ำสะอาดเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกและฝุ่นละออง

 การฆ่าเชื้อ (Sterilization): เป็นขั้นตอนที่สำคัญมากเพื่อป้องกันการปนเปื้อนจากเชื้อจุลินทรีย์ต่างๆ โดยทั่วไปจะใช้น้ำยาฆ่าเชื้อ เช่น โซเดียมไฮโปคลอไรต์ (Sodium hypochlorite) หรือเอทิลแอลกอฮอล์ (Ethyl alcohol) ในความเข้มข้นและระยะเวลาที่เหมาะสม แล้วล้างออกด้วยน้ำกลั่นปราศจากเชื้อหลายครั้ง การปฏิบัติงานในขั้นตอนนี้ต้องทำภายใต้ตู้ปลอดเชื้อ (Laminar Airflow Hood)

2. การนำชิ้นส่วนพืชลงเลี้ยงในอาหาร (Inoculation):

 การเตรียมอาหารเลี้ยง (Culture Medium Preparation): เตรียมอาหารสังเคราะห์ที่มีส่วนประกอบของธาตุอาหารหลัก (Macroelements), ธาตุอาหารรอง (Microelements), วิตามิน, น้ำตาล (ส่วนใหญ่ใช้น้ำตาลซูโครส), กรดอะมิโน และฮอร์โมนพืช (เช่น ออกซิน (Auxin) และไซโตไคนิน (Cytokinin) ในอัตราส่วนที่เหมาะสมเพื่อกระตุ้นการเจริญเติบโตและการพัฒนาที่ต้องการ) อาหารเลี้ยงมักจะอยู่ในรูปของวุ้น (Agar) เพื่อให้ชิ้นส่วนพืชยึดเกาะได้

 การนำชิ้นส่วนพืชลงเลี้ยง (Inoculation): นำชิ้นส่วนพืชที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้ว วางลงบนอาหารเลี้ยงในภาชนะเพาะเลี้ยงที่ปราศจากเชื้อ เช่น ขวดแก้ว จานเพาะเลี้ยง หรือหลอดทดลอง

3. การบ่มเลี้ยง (Incubation):

 การควบคุมสภาพแวดล้อม (Environmental Control): นำภาชนะเพาะเลี้ยงไปบ่มในห้องควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น แสงสว่าง และระยะเวลาแสง (Photoperiod) ที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของพืชแต่ละชนิด

 การสังเกตการณ์ (Observation): ติดตามการเจริญเติบโตและการเปลี่ยนแปลงของชิ้นส่วนพืชอย่างสม่ำเสมอ

4. การชักนำให้เกิดแคลลัส (Callus Induction) หรือการเกิดยอดและรากโดยตรง (Direct Organogenesis):

 การเกิดแคลลัส (Callus Formation): ในอาหารเลี้ยงที่มีอัตราส่วนของฮอร์โมนออกซินสูงกว่าไซโตไคนิน มักจะกระตุ้นให้ชิ้นส่วนพืชสร้างกลุ่มเซลล์ที่ไม่มีรูปร่างเฉพาะเจาะจง เรียกว่า แคลลัส (Callus)

 การเกิดยอดและรากโดยตรง (Direct Organogenesis): ในอาหารเลี้ยงที่มีอัตราส่วนของฮอร์โมนไซโตไคนินสูงกว่าออกซิน หรือมีฮอร์โมนในอัตราส่วนที่เหมาะสม อาจกระตุ้นให้เกิดยอดและรากโดยตรงจากชิ้นส่วนพืชเริ่มต้น โดยไม่ผ่านระยะแคลลัส

5. การชักนำให้เกิดการสร้างต้นใหม่ (Plant Regeneration):

 การชักนำให้เกิดยอด (Shoot Induction): หากได้แคลลัสมา จะถูกย้ายลงในอาหารเลี้ยงใหม่ที่มีอัตราส่วนของไซโตไคนินสูงกว่าออกซิน เพื่อกระตุ้นให้เกิดยอดอ่อนจำนวนมาก

 การชักนำให้เกิดราก (Root Induction): เมื่อได้ยอดอ่อนที่มีขนาดเหมาะสม จะถูกย้ายลงในอาหารเลี้ยงที่มีอัตราส่วนของออกซินสูง เพื่อกระตุ้นให้เกิดราก

6. การย้ายปลูกอนุบาล (Acclimatization):

 การปรับสภาพต้นกล้า (Hardening): ต้นกล้าที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อมักจะมีความบอบบางและไม่สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมภายนอกได้โดยตรง จึงต้องนำมาปรับสภาพในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นและแสงค่อยๆ ลดลง เพื่อให้ต้นกล้าแข็งแรงขึ้น

 การย้ายปลูกลงดิน (Transplanting): เมื่อต้นกล้าแข็งแรงเพียงพอ จะถูกย้ายลงปลูกในวัสดุปลูก เช่น ดินผสม แกลบ หรือขุยมะพร้าว และดูแลรักษาต่อไปจนเจริญเติบโตเป็นต้นที่สมบูรณ์

ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อความสำเร็จของการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช:

- ชนิดและส่วนของพืชเริ่มต้น (Explant type and source)

- สูตรอาหารเลี้ยง (Culture medium composition)

- ชนิดและความเข้มข้นของฮอร์โมนพืช (Plant hormone type and concentration)

- สภาพแวดล้อมในการบ่มเลี้ยง (Incubation conditions: temperature, light, humidity)

- ความสะอาดและปราศจากเชื้อ (Aseptic conditions)

กระบวนการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชเป็นเทคนิคที่มีความละเอียดอ่อนและต้องอาศัยความชำนาญในการปฏิบัติงานเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดี