محیط کشت گیاهان چوبی (WPM) یک محیط کشت پایه تخصصی است که در سال ۱۹۸۱ توسط لوید و مک کاون (Lloyd and McCown) برای کشت بافت گیاهان چوبی (درختان و درختچه ها) توسعه یافت. این محیط به طور خاص برای ریزازدیادی (Micropropagation) گونه های سخت چوب جنگلی و زینتی که در محیط های استانداردی مانند MS رشد ضعیفی داشتند، طراحی شده است. WPM با کاهش شدید غلظت نمک های مضر (به ویژه نیترات و کلر) و تغییر در فرم نیتروژن، محیطی ملایم تر و سازگارتر برای بسیاری از گیاهان چوبی فراهم می کند.

ترکیبات، فرمولاسیون و نقاط تمایز کلیدی محیط کشت WPM - (Woody Plant Medium) (در مقایسه با MS):

• نمک های ماکرو با غلظت پایین (Low-Salt Macronutrients): مهم ترین ویژگی WPM است.
  • نیتروژن کل بسیار پایین: غلظت کل نیتروژن در WPM حدود ۱۴.۷ میلی مولار است که کمتر از یک چهارم نیتروژن محیط MS می باشد. این کاهش فشار اسمزی و سمیت نیتروژنی را کم می کند.
  • منبع نیتروژن: عمدتاً از نیترات پتاسیم (KNO3) و سولفات آمونیوم ((NH4)2SO4) تأمین می شود. نسبت نیترات به آمونیوم در WPM (تقریباً ۲:۱) با MS متفاوت است.
  • کاهش کلرید (Cl-): غلظت یون کلر (که از CaCl2 در MS ناشی می شود) در WPM به حداقل رسیده است، زیرا بسیاری از گیاهان چوبی به تجمع کلرید در بافت ها حساس هستند.
  • فسفر و پتاسیم کافی: اگرچه غلظت کلی نمک ها پایین است، اما مقادیر فسفات (KH2PO4) و پتاسیم (K2SO4 و KNO3) برای رشد پایه کافی در نظر گرفته شده است.
• نمک های میکرو (Microelements): فرمول میکروالمنت WPM اساساً همان فرمول شنیت و هیلر (Schenk and Hildebrandt - SH medium) است که برای کشت بافت گیاهان دولپه ای و بازدانگان طراحی شده بود. این فرمول نسبت به MS تفاوت هایی در غلظت برخی عناصر مانند ید (I) و مولیبدن (Mo) دارد.
• ویتامین ها و آلی های آلی (Vitamins & Organics):
  • شامل تیامین هیدروکلراید (B1) و مایواینوزیتول (Myo-inositol) است. نسبت به محیط های غنی مانند B5، ویتامین های کمتری دارد که برای بسیاری از گیاهان چوبی کافی است.
  • گاهی نیاسین (B3) و پیریدوکسین (B6) نیز برای برخی گونه ها اضافه می شود.
• ساکارز (Sucrose): معمولاً با غلظت ۲۰-۳۰ گرم در لیتر (۲-۳٪) استفاده می شود.
• جلوگیری از اکسیداسیون فنلی (Anti-Browning Agents): به دلیل حساسیت بالای بسیاری از گیاهان چوبی به قهوه ای شدن (Browning) بافت برش خورده، اغلب موادی مانند اسید سیتریک، اسید اسکوربیک، پلی وینیل پیرولیدون (PVP) یا فعال کننده زغال (Activated Charcoal) به محیط WPM اضافه می شود.

کاربردهای اصلی و تخصصی محیط کشت WPM - (Woody Plant Medium) (Keywords Researchers Use):

• ریزازدیادی درختان و درختچه های زینتی و جنگلی (Micropropagation of Woody Ornamentals & Trees): محیط انتخابی برای گونه هایی مانند: افرا (Maple)، بلوط (Oak)، رز (Rose)، آزالیا (Azalea)، گردو (Walnut)، سیب (Apple) پایه های رویشی، و بسیاری از سوزنی برگان (Conifers).
• کشت ریزنمونه (Explants) بالغ (Mature Explant Culture): اغلب بافت های گرفته شده از گیاهان بالغ چوبی (نه جوانه های نابالغ) در محیط WPM سازگاری بهتری نشان می دهند و دچار نکروز کمتری می شوند.
• ریشه زنی درون شیشه ای (In Vitro Rooting): بسیاری از پروتکل ها، مرحله ریشه زانی قلمه های ریزازدیادی شده را در محیط WPM با غلظت نیم قدرت یا کامل و با افزودن یک اکسین (مانند IBA یا NAA) انجام می دهند.
• باززایی از طریق کشت مریستم یا نوک شاخه (Meristem or Shoot Tip Culture): برای تولید گیاهان عاری از ویروس در گونه های چوبی میوه دار و زینتی.
• کشت جنین نابالغ (Immature Embryo Culture): برای نجات جنین در گونه های چوبی با دوره استراحت طولانی یا جوانه زنی ضعیف.

نکات حیاتی برای تهیه، انتخاب و بهینه سازی محیط کشت WPM - (Woody Plant Medium) :

• انتخاب محیط پایه: WPM معمولاً اولین انتخاب برای گیاهان چوبی سختی چوب (Hardwoods) است. برای سوزنی برگان (Conifers) ممکن است محیط های تخصصی تر مانند محیط DCR یا LP نیز مورد استفاده قرار گیرد.
• تهیه و استریلیزاسیون (Preparation & Sterilization):
  • به دلیل حساسیت گیاهان چوبی، استفاده از آب با کیفیت بسیار بالا (دیونیزه) اهمیت دارد.
  • pH محیط باید دقیقاً بین ۵.۲ تا ۵.۸ (اغلب ۵.۷) تنظیم شود. pH کمی اسیدی تر نسبت به MS ممکن است مفید باشد.
  • هورمون های گیاهی (به ویژه اکسین ها و سیتوکینین ها) و مواد ضدقهوه ای شدن حساس به حرارت، باید پس از اتوکلاو و خنک شدن اضافه شوند.
• اصلاحات و بهینه سازی رایج (Common Modifications & Optimization):
  • غلظت نمک (Salt Strength): اغلب برای مرحله ریشه زنی از WPM با غلظت نیم قدرت (½ Strength) استفاده می شود.
  • هورمون ها (Plant Growth Regulators): انتخاب و غلظت هورمون ها کاملاً وابسته به گونه و نوع ریزنمونه است. ترکیب رایج برای جوانه زنی، بنزیل آمینوپورین (BAP) همراه با مقدار کمی اکسین (مانند IBA یا NAA) است.
  • افزودنی ها (Additives):
    • زغال فعال (Activated Charcoal - AC): برای جذب مواد بازدارنده رشد و کاهش قهوه ای شدن، معمولاً با غلظت ۰.۵-۲ گرم در لیتر اضافه می شود.
    • پلی وینیل پیرولیدون (PVP): برای اتصال به فنل ها و جلوگیری از اکسیداسیون.
    • آدنین سولفات (Adenine Sulfate): گاهی برای تحریک شاخه زایی اضافه می شود.
• شرایط کشت (Culture Conditions):
  • دمای پایین تر (۲۲-۲۵ درجه سانتی گراد) نسبت به گیاهان علفی ممکن است مطلوب باشد.
  • شدت نور کمتر در ابتدای کشت می تواند به کاهش استرس ریزنمونه کمک کند.
• سازگاری به بیرون (Acclimatization - Hardening): این مرحله برای گیاهان چوبی ریزازدیادی شده بسیار حساس و حیاتی است و نیازمند کاهش تدریجی رطوبت و افزایش نور است.

محیط کشت WPM با درک نیازهای خاص گیاهان چوبی، ابزاری کلیدی برای ریزازدیادی و پژوهش های مرتبط با این گروه مهم گیاهی است. موفقیت در کشت اغلب مستلزم صبر، بهینه سازی دقیق هورمون ها و مدیریت دقیق شرایط ضدعفونی و ضدقهوه ای شدن است.