3/6/2011 CH ƠNG III: PHƠI VƠ TÍNH & H T NHÂN T O Quá trình phân đoạn Quá trình thụ phấn & thụ tinh Q trình phát triển phơi: - Phân đoạn - Tạo quan phơi Q trình tạo quan phơi ^ Các hình th c nhân giống vơ tính Củ hành: lily, thủy tiên, tulip Thân hành: huệ tây Thân củ: khoai tây, khoai mỡ Rễ củ: khoai lang, khoai mì Căn hành: tre, mía Giả hành: lan Phơi vơ tính Định nghĩa phơi vơ tính Phơi vơ tính (phơi soma, phôi sinh dưỡng hay phôi thể hệ): cấu trúc lưỡng cực bất định bao gồm cực chồi cực rễ mà điều kiện thích hợp phát triển thành thể có chức hồn chỉnh 3/6/2011 Tế bào có khả phát sinh phơi Sự phát sinh phơi sinh d ỡng Phơi hình cầu • • • • • Kích thước nhỏ, đẳng kính Tế bào chất đậm đặc, hạch nhân lớn Hoạt động biến dưỡng mạnh mẽ Hàm lượng protein RNA cao Có số lượng lớn ribosome, ty thể hạt tinh bột Phơi hình tim Phơi hình thuỷ lơi Giả thiết hình thành phơi vơ tính Sự cảm ứng hình thành phơi vơ tính phải làm kết thúc biểu gene mô thực vật thời điểm thay chương trình biểu gene sinh phơi Q trình phát sinh phôi trực tiếp Không qua giai đoạn tạo mô sẹo Nguồn gốc c a phơi vơ tính Phơi vơ tính xuất ni cấy in vitro từ nguồn tế bào nhị bội: • Các tế bào sinh dưỡng phôi hợp tử (pre-embryogenic determined cell PEDC) Phát sinh phơi trực tiếp • Các tế bào sinh dưỡng trưởng thành (induced embryogenic determined cell - IEDC) Phát sinh phơi gián tiếp Q trình phát sinh phơi gián tiếp Cần có giai đoạn tạo mơ sẹo ban đầu Cần auxin Không cần auxin 3/6/2011 So sánh tần số tái sinh? Phơi hữu tính Đặc điểm c a thực vật tái sinh từ đ ờng hình thành phơi vơ tính Phơi vơ tính Quy trình nhân giống thông qua phát sinh phôi sinh dưỡng Cây đồng mặt di truyền Phơi vơ tính phát triển thành cá thể hồn chỉnh nhanh nuôi cấy quan Cây tái sinh từ phơi vơ tính có sức sống cao, thích nghi tốt với môi trường ex vitro ng dụng c a phơi vơ tính Chọn lọc tế bào Tái sinh thực vật chuyển gene Tạo dòng đồng hợp tử đa bội Tạo virus Sản xuất hạt nhân tạo Chọn lọc tế bào Q trình hình thành phơi vơ tính cho phép tạo nên hoàn chỉnh từ tế bào đơn kết hợp với việc chọn lọc đặc tính mong muốn (chịu phèn, chịu mặn, chịu hạn, kháng thuốc diệt cỏ, kháng bệnh,…) 3/6/2011 Tái sinh thực vật chuyển gene Có nhiều cách tái sinh sau chuyển gene đường phơi vơ tính • Biến nạp vào mẫu cấy tái sinh thông qua tạo phơi vơ tính • Biến nạp vào phơi vơ tính tái sinh thơng qua tạo phơi vơ tính thứ cấp thơng qua đường hình thành quan T o dòng đồng hợp tử đa bội • Xử lý colchicine amiprophosmethyl tạo phơi đa bội • Sử dụng mẫu cấy từ nội nhũ tạo phơi tam bội • Sử dụng mẫu cấy đơn bội hạt phấn hay bào tử tạo phôi đơn bội xử lý để tạo phôi đồng hợp tử Sản xuất h t nhân t o T o s ch virus Hệ thống mạch phơi vơ tính khơng nối liền với mạch dẫn mơ cấy tạo dịng bệnh virus Khái niệm h t nhân t o Khái niệm h t nhân t o Hạt tổng hợp hay hạt nhân tạo thuật ngữ dùng để phơi vơ tính hay thể nhân giống khác bọc lớp gel, giúp cho việc bảo quản thời gian dài vận chuyển trở nên dễ dàng Công nghệ hạt nhân tạo quan trọng thực vật: 1) không tạo hạt, 2) hạt tạo thành với số lượng thấp, 3) khả hạt sống sót thấp, 4) việc nhân giống thực vật khó khăn, chất mầm bảo quản Capsule Somatic embryo Endoderm Artificial endoderm (Nutrient solution + alginate) Zygotic embryo 3/6/2011 Các nhân tố cần thiết tổng hợp h t nhân t o Vật liệu làm vỏ bọc Nguồn mẫu sử dụng làm hạt nhân tạo Các nguồn mẫu sử dụng làm h t nhân t o Protocorm-like body (PLB): -Protocorm quan dự trữ nhỏ hình thành từ phôi nảy mầm -Protocorm-like body cấu trúc đặc biệt giống với protocorm có nguồn gốc từ nuôi cấy in vitro Các nguồn mẫu sử dụng làm h t nhân t o Phôi vô tính: địi hỏi số lượng lớn phơi vơ tính có chất lượng cao, có sức sống tốt phôi phải phát triển đồng Sử dụng phôi vơ tính giai đoạn hình tim muộn hình thủy lôi làm hạt nhân tạo cho tỉ lệ nảy mầm cao lên đến 100% Vật liệu làm vỏ bọc Có nhiều tác nhân tạo gel sử dụng làm vỏ bọc cho phôi: agar, alginate, polyco2133, carboxyl methyl cellulose, carrageenan, gelrite, guargum, sodium pectate, tragacanth gum, dextran, xanthan gum,… Chủ yếu sử dụng chất alginate nhờ có tính dính vừa phải, khơng gây độc cho mơ thực vật, có đặc tính tương hợp sinh học, khả tạo gel nhanh, rẻ tiền, để lâu được, độ cứng gel vừa phải •Alginate, chất hữu mạch thẳng, kỵ nước, muối acid alginic, polyuronic bao gồm -D-mannuronate (M) mảnh bên C5 -L-guluronate (G) 3/6/2011 •Ngun tắc q trình tạo vỏ bọc alginate sodium alginate chứa phơi tạo thành hạt nhỏ, tròn cứng nhỏ vào dung dịch CaCl2 nhờ vào trao đổi ion ion Na+ có hỗn hợp sodium alginate với Ca2+ có dung dịch CaCl2 Bổ sung: • Chất dinh dưỡng • Chất điều hịa sinh trưởng • Chất kháng sinh, chất trừ nấm, trừ sâu, vi sinh vật 3/6/2011 Germination and root formation of artificial Cymbidium seeds on different media ... Công nghệ hạt nhân tạo quan trọng thực vật: 1) không tạo hạt, 2) hạt tạo thành với số lượng thấp, 3) khả hạt sống sót thấp, 4) việc nhân giống thực vật khó khăn, chất mầm khơng thể bảo quản Capsule... có hỗn hợp sodium alginate với Ca2+ có dung dịch CaCl2 Bổ sung: • Chất dinh dưỡng • Chất điều hịa sinh trưởng • Chất kháng sinh, chất trừ nấm, trừ sâu, vi sinh vật 3/6/2011 Germination and root... nuôi cấy in vitro Các nguồn mẫu sử dụng làm h t nhân t o Phơi vơ tính: địi hỏi số lượng lớn phơi vơ tính có chất lượng cao, có sức sống tốt phơi phải phát triển đồng Sử dụng phơi vơ tính giai đoạn