Đang tải... (xem toàn văn)
Lịch sử phát triển của nuôi cấy mô tế bào thực vật CÔNG NGHỆ NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO THỰC VẬT MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC GVHD HVTH PGS TS Trần Quốc Dung Ngô Thị Thùy Nhi 1 Nội dung Khái niệm 1 2 3 4 Lịch sử ph.
MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC CÔNG NGHỆ NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO THỰC VẬT GVHD HVTH PGS.TS Trần Quốc Dung Ngô Thị Thùy Nhi Nội dung Khái niệm Lịch sử phát triển nuôi cấy mô TBTV Cơ sở kỹ thuật nuôi cấy mô TBTV Các quan TV nuôi cấy mô TBTV 5 Một số phương pháp nuôi cấy mô TBTV Một số ứng dụng thành công nuôi cấy mô TBTV Khái niệm - Công nghệ sinh học ngày có bước phát triển mạnh mẽ, nhanh chóng Trong đó, lĩnh vực CNSH thực vật cơng nghệ nuôi cấy mô TB TV ưu tiên nghiên cứu nhằm tạo sản phẩm giống trồng có suất chất lượng cao - Nuôi cấy mô TBTV phạm trù khái niệm chung cho tất loại nuôi cấy nguyên liệu thực vật hồn tồn vi sinh vật, mơi trường dinh dưỡng nhân tạo, điều kiện vô trùng Ni mơ TBTV cịn gọi ni cấy invitro (trong ống nghiệm) để phân biệt với trình ni cấy điều kiện tự nhiên ngồi ống nghiệm 2 Lịch sử phát triển nuôi cấy mô tế bào thực vật - Năm 1838-1839 học thuyết đại tế bào học công bố hai nhà khoa học MJ Scleiden T Schwann đề xuất - Năm 1902 nhà khoa học Haberlandt lần đưa giả thuyết Scleiden Schwann vào thực nghiệm Haberlandt cho rằng: tạo cá thể hồn chỉnh từ việc ni cấy mơ TB Tuy nhiên ông lại không thành công nuôi cấy TBTV - Năm 1922 Kotte, nhà khoa học Mỹ lặp lại thí nghiệm Haberlandt với đỉnh sinh trưởng tách từ đầu rễ lồi họ hịa thảo - Năm 1934 White - nhà khoa học Mỹ, nuôi cấy thành công cà chua với môi trường lỏng chứa sinh dưỡng khống, đường dịch chiết nấm men Sau đó, White chứng minh thay nước chiết nấm men hỗn hợp ba loại vitamin nhóm B: Thiamine(B1), Pyridoxine(B6) nicotinic acid - Năm 1941 nhà KH Overbeck chứng minh tác dụng kích thích sinh trưởng nước dừa nuôi cấy phôi từ mẫu họ - Năm 1955 Hoch Skoog phát thấy vai trò hợp chất có tác dụng kích thích phân bào đặt tên Kinetin - Năm 1967- 1968 Nichko Nakato cộng tạo đơn bội từ bao phần thuốc - Năm 1971 Takebe tái sinh thành công thuốc từ tế bào trần - 1993 Kranz Lorz thực thụ tinh in vitro tạo nuôi cấy phôi hợp tử ngô - Và từ giai đoạn này, nhiều thành công lĩnh vực công nghệ gen thực vật - Hiện nay, nuôi cấy mô TBTV giai đoạn thứ 4, nuôi cấy mô ứng dụng phổ biến nhân giống trồng, chọn tạo giống, tạo sinh khối, Và ứng dụng ni cấy mơ TBTV nói riêng cơng nghệ TBTV nói chung trở thành cơng cụ có hiệu việc tạo sản phẩm đặc thù phục vụ người 3 Cơ sở kỹ thuật nuôi cấy mơ TBTV a Tính tồn tế bào: - Haberlandt (1902) người đề xướng phương pháp nuôi cấy tế bào thực vật để chứng minh cho tính tồn tế bào Theo ơng tế bào thể sinh vật đa bào có khả tiềm tàng để phát triển thành cá thể hoàn chỉnh.Như tế bào riêng rẽ thể đa bào chứa đầy đủ tồn lượng thơng tin di truyền cần thiết sinh vật gặp điều kiện thích hợp tế bào phát triển thành thể sinh vật hoàn chỉnh 3 Cơ sở kỹ thuật nuôi cấy mô TBTV b Sự phân hóa phản phân hóa tế bào Tuy nhiên, bào hóacác thành cácphơi tế bào cóthành chức năngtế bào Sự phân hóakhi tế tế bào phân chuyển tế bào sinh chun, chúng hồncác tồnchức khả mơ chun hóa,khơng đảm nhận khácbiến nhauđổi mình, nhiều hợp, chúng thể trở mô dạng sinh vàvụ phân Ví dụ: mơtrường dậu làm nhiệm vụcó quang hợp, bì phơi làm nhiệm bảochia vệ, mạnh mẽ Đây q trình phản phân hóa (phản phân hóa ) ví dụ : Mơ thuốc → mơ sẹo (phân hóa) → chồi, rễ hay hồn chỉnh Các quan TV nuôi cấy mô TBTV Một số phương pháp nuôi cấy mô TBTV 5.1 Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng: - Sau vô trùng, mẫu ni cấy mơi trường thích hợp - Từ đỉnh sinh trưởng sau thời gian nuôi cấy định phát triển thành chồi hay nhiều chồi Sau chồi tiếp tục vươn dài để hình thành thân, lá, rễ để thành hồn chỉnh Một số phương pháp ni cấy mô TBTV 5.2 Nuôi cấy mô sẹo: - Nuôi cấy mơ sẹo thực lồi thực vật khơng có khả nhân giống đỉnh sinh trưởng mẫu nuôi cấy trực tiếp hình thành chồi - Cây tái sinh từ mơ sẹo có đặc tính giống mẹ từ cụm tế bào mơ sẹo tái sinh lúc cho nhiều chồi nuôi cấy đỉnh sinh trưởng 5 Một số phương pháp nuôi cấy mô TBTV 5.3 Nuôi cấy tế bào đơn - Khối mô sẹo nuôi cấy môi trường lỏng đặt máy lắc có tốc độ điều chỉnh thích hợp Khối mơ sẹo tác dụng học hóa chất hỗ trợ tách nhiều tế bào riêng rẽ gọi tế bào đơn - Tế bào đơn lọc nuôi cấy môi trường đặc biệt tăng sinh khối - Sau thời gian nuôi cấy kéo dài môi trường lỏng, tế bào đơn tách trải môi trường thạch Tế bào đơn phát triển thành cụm tế bào mơ sẹo mơi trường có auxin tái sinh thành hoàn chỉnh 5 Một số phương pháp nuôi cấy mô TBTV 5.4 Nuôi cấy tế bào trần: -Tế bào trần thực chất tế bào đơn tách lớp vỏ cellulose - Khi thành tế bào, hai tế bào trần có khả dung hợp với tạo thành tế bào lai, đặc tính cho phép cải thiện trồng - Qúa trình dung hợp tế bào trần thể thực đối tượng loài khác lồi 5 Một số phương pháp ni cấy mơ TBTV 5.5 Nuôi cấy hạt phấn - Bao phấn chứa bào tử hạt phấn chưa chín ni mơi trường dinh dưỡng xác định nhằm mục đích tạo đơn bội - Sau dùng colchicin lưỡng bội hóa tạo thành lưỡng bội - Ni cấy bao phấn tạo giống ứng dụng thành công số lồi lúa mì, lúa nước, ngơ, Một số ứng dụng nuôi cấy mô TBTV nông nghiệp 6.1 Nhân nhanh giống trồng nuôi cấy mô Đây lĩnh vực mà nuôi cấy mô TBTV mang lại hiệu kinh tế to lớn thực • Kỹ thuật nhân nhanh invitro có ưu việt là: - Có thể nhân giống trồng quy mơ cơng nghiệp - Phương pháp có hệ số nhân cao cho cá thể hoàn toàn đồng mặt di truyền, đồng kích thước 6 Một số ứng dụng ni cấy mơ TBTV nơng nghiệp • Kỹ thuật nhân nhanh ứng dụng vào mục đích sau: - Duy trì nhân nhanh kiểu gen quý làm vật liệu cho cơng tách giống nhân nhanh lồi hoa, cảnh khó trồng hạt - Duy trì nhân nhanh dòng bố mẹ dòng lai để tạo hạt giống rau, hoa trồng khác - Nhân nhanh kết hợp với làm virus - Bảo quản tập đoàn gen Một số ứng dụng nuôi cấy mô TBTV nông nghiệp Với phương pháp nhiều giống hoa, lương thực, ăn quả, phổ biến nhanh vào sản xuất 6 Một số ứng dụng nuôi cấy mô TBTV nông nghiệp 6.2 Tạo nguồn bệnh virus qua nuôi cấy mô phân sinh đỉnh (merisrerm): Virus yếu tố dẫn đến mát suất, giảm phẩm chất Chính việc sử dụng vật liệu khởi đầu virus nhân giống vơ tính quan trọng Và công nghệ nuôi cấy mô TBTV công cụ hữu hiệu gần suy để tạo nguồn virus • Có cách để tạo nguồn virus : + Dùng phương pháp chẩn đoán bệnh virus để lọc mẫu nhiễm bệnh trước đưa vào nuôi cấy, sử dụng biện pháp nhân nhanh invitro để nhân nhanh mẫu + Làm virus mẫu bị nhiễm, sau tạo mẫu tiếp tục sử dụng biện pháp nhân nhanh invitro để nhân mẫu ... Khái niệm Lịch sử phát triển nuôi cấy mô TBTV Cơ sở kỹ thuật nuôi cấy mô TBTV Các quan TV nuôi cấy mô TBTV 5 Một số phương pháp nuôi cấy mô TBTV Một số ứng dụng thành công nuôi cấy mô TBTV Khái... nhiều tế bào riêng rẽ gọi tế bào đơn - Tế bào đơn lọc nuôi cấy môi trường đặc biệt tăng sinh khối - Sau thời gian nuôi cấy kéo dài môi trường lỏng, tế bào đơn tách trải môi trường thạch Tế bào. .. Tế bào đơn phát triển thành cụm tế bào mô sẹo mơi trường có auxin tái sinh thành hồn chỉnh 5 Một số phương pháp ni cấy mô TBTV 5.4 Nuôi cấy tế bào trần: -Tế bào trần thực chất tế bào đơn tách