محیط کشت موراشیگ و اسکوگ (MS) یک محیط کشت پایه قوی و پرکاربرد در کشت بافت و سلول های گیاهی است. این محیط که در سال ۱۹۶۲ توسط دو دانشمند به نام های Toshio Murashige و Folke K. Skoog طراحی شد، به دلیل دارا بودن غلظت بالایی از نمک های مغذی (به ویژه نیتروژن، پتاسیم و نیترات) استاندارد طلایی برای ریزازدیادی (Micropropagation)، باززایی (Regeneration) و کشت کالوس (Callus Culture) طیف وسیعی از گیاهان، به ویژه گیاهان دولپه ای، محسوب می شود.

ترکیبات، فرمولاسیون و ویژگی های کلیدی محیط کشت MS - موراشیگ و اسکوگ:

• نمک های ماکرو (Macro Salt Formulation): نقطه قوت و تمایز MS از محیط های قدیمی تر مانند محیط کشت وایت (White's Medium). دارای غلظت بالایی از نیترات (NO3-) و آمونیوم (NH4+) است که در مجموع حدود ۶۰ میلی مولار نیتروژن در اختیار گیاه قرار می دهد. این ترکیب متعادل رشد سریع و مطلوب بافت های گیاهی را تحریک می کند.
  • نمک های اصلی: NH4NO3, KNO3, CaCl2.2H2O, MgSO4.7H2O, KH2PO4.
• نمک های میکرو (Microelements): مجموعه کاملی از عناصر کم مصرف ضروری را فراهم می کند که برای فعالیت آنزیم ها و متابولیسم گیاه حیاتی هستند.
  • عناصر کلیدی: H3BO3 (بور)، MnSO4.H2O (منگنز)، ZnSO4.7H2O (روی)، KI (ید)، Na2MoO4.2H2O (مولیبدن)، CuSO4.5H2O (مس)، CoCl2.6H2O (کبالت).
• ویتامین ها و آلی های آلی (Vitamins & Organics):
  • مایواینوزیتول (Myo-inositol): پیش ساز برای ساخت دیواره سلولی و فسفولیپیدها.
  • ویتامین ها: تیامین هیدروکلراید (B1)، نیاسین (B3)، پیریدوکسین هیدروکلراید (B6)، گلیسین (گاهی به عنوان منبع آمینواسید ساده).
• ساکارز (Sucrose): به عنوان منبع کربن و انرژی، معمولاً با غلظت استاندارد ۳۰ گرم در لیتر (۳٪) به محیط اضافه می شود.
• جلوگیرنده اکسیداسیون فنلی (Optional): برای گیاهان مستعد قهوه ای شدن (Browning)، اغلب موادی مانند سیتریک اسید، اسکوربیک اسید یا پلی وینیل پیرولیدون (PVP) اضافه می شود.

کاربردهای اصلی در کشت بافت گیاهی (Keywords Researchers Use):

• ریزازدیادی و تکثیر کلونی (Micropropagation & Mass Cloning): پایه اصلی برای تکثیر سریع و عاری از بیماری گیاهان زینتی، دارویی و زراعی (مانند سیب زمینی، توت فرنگی، ارکیده).
• کشت کالوس و القای کالوس (Callus Culture & Induction): به دلیل هورمون های القاکننده تقسیم سلولی (مانند ۲,۴-D یا BAP) به محیط پایه MS اضافه می شود تا توده سلولی غیرمتمایز (کالوس) تشکیل شود.
• باززایی سوماتیکی (Somatic Embryogenesis & Organogenesis): برای القای تشکیل جنین سوماتیکی یا جوانه زنی (Shoot Regeneration) و ریشه زنی (Rooting) از کالوس یا بافت مستقیم. غلظت و نسبت هورمون های اکسین و سیتوکینین در این مرحله حیاتی است.
• کشت پروتوپلاست و سوسپانسیون سلولی (Protoplast & Cell Suspension Culture): محیط پایه مایع یا نیمه جامد برای رشد سلول های منفرد یا توده های سلولی در سوسپانسیون.
• تحقیقات مرتبط با تنش و متابولیت های ثانویه (Stress Studies & Secondary Metabolites): با تغییر در ترکیبات (مثلاً افزایش ساکارز یا اضافه کردن الیسیتورها) برای مطالعه تولید ترکیبات دارویی (مانند آلکالوئیدها، فلاونوئیدها) در شرایط in vitro استفاده می شود.

نکات ضروری برای تهیه، انتخاب و بهینه سازی محیط کشت MS - موراشیگ و اسکوگ:

• انتخاب فرمولاسیون صحیح (Choosing the Right Formulation):
  • MS کامل (Full Strength): برای اغلب کاربردهای ریزازدیادی و کشت کالوس.
  • MS نیم قدرت یا رقیق شده (Half Strength MS): اغلب برای مرحله ریشه زنی (Rooting) یا کشت برخی گیاهان حساس که به غلظت بالای نمک ها واکنش منفی نشان می دهند، ترجیح داده می شود.
  • MS بدون هورمون (Hormone-Free MS): به عنوان محیط پایه یا برای رشد گیاهان کامل ریزازدیادی شده.
• تهیه و استریلیزاسیون (Preparation & Sterilization):
  • استفاده از آب دیونیزه یا آب مقطر با کیفیت بالا ضروری است.
  • معمولاً به صورت غلیظ (معمولاً ۱۰X یا ۲۰X) تهیه و در یخچال نگهداری می شود.
  • هورمون های گیاهی (مانند IAA، NAA، ۲,۴-D، BAP، Kinetin) و برخی ویتامین های حساس به حرارت (مانند گلیسین) باید پس از اتوکلاو و خنک شدن محیط، به صورت استریل فیلتر شده اضافه شوند.
  • pH محیط باید معمولاً بین ۵.۶ تا ۵.۸ (قبل از جامدسازی با آگار) تنظیم شود. pH اسیدی تر جذب برخی عناصر را بهبود می بخشد.
• جامدسازی (Solidifying Agent): معمولاً از آگار (۶-۸ گرم در لیتر) یا در مواردی از ژل ریت (Gelrite) برای ایجاد محیط جامد استفاده می شود.
• بهینه سازی برای گونه خاص (Species-Specific Optimization): محیط MS یک فرمول پایه است. برای بسیاری از گیاهان، نیاز به تغییر در غلظت هورمون ها، نوع هورمون، غلظت ساکارز یا حتی تغییر در نسبت نمک های ماکرو/میکرو (که منجر به محیط های مشتق شده مانند محیط B5 یا محیط Woody Plant Medium می شود) وجود دارد.
• نگهداری و انقضا (Storage & Shelf Life): محیط آماده شده در ظروف درب دار در یخچال (۴ درجه سانتی گراد) معمولاً تا ۲-۴ هفته قابل نگهداری است. محلول های غلیظ استوک (به خصوص میکروالمنت ها) بهتر است در بطری های تیره و در یخچال نگهداری شوند.

محیط کشت MS با فراهم کردن یک بستر غذایی کامل و متعادل، انقلابی در کشت بافت گیاهی ایجاد کرد. درک دقیق ترکیبات آن و توانایی بهینه سازی آن برای گونه گیاهی خاص، کلید موفقیت در هر پروژه کشت بافت است.