bài giảng công nghệ tế bào chương 5 công nghệ tế bào thực vật

BÀI GIẢNG: CÔNG NGHỆ TẾ BÀO Khoa: Công nghệ sinh học – môi trường Th.s Vưu Ngọc Dung CHƯƠNG 5. CÔNG NGHỆ TẾ BÀO THỰC VẬT Mở đầu Các loại nuôi cấy tế bào thực vật Môi trường nuôi cấy Sản xuất các chất thứ cấp Sản xuất protein tái tổ hợp Chọn dòng biến dị soma Dung hợp protoplast Chuyển gen ở thực vật bậc cao Một số hình ảnh về CNTBTV TLTK: Công nghệ sinh học (tập 2, Công nghệ sinh học tế bào), Vũ Văn Vụ. MỞ ĐẦU  Thực vật là nguồn cung cấp các hợp chất hóa học khác nhau rất có giá trị: dược liệu, mùi, gia vị, các sắc tố và các hóa chất dùng trong nông nghiệp.  Sản xuất các sản phẩm thứ cấp từ thực vật và các mô ngoại sinh có thể được sử dụng để nuôi cấy tế bào dịch huyền phù (cell suspension culture) trong điều kiện vô trùng. BẢNG 1. CÁC SẢN PHẨM TIỀM NĂNG CỦA THỰC VẬT ĐANG ĐƯỢC QUAN TÂM. Thực phẩm Chất màu Anthocyanin, betacyanin, saffron Chất mùi Chuối, mơ, táo, đào, nho, lê, dứa, quả mâm xôi, nho, măng tây, capsicum, cà chua, cần tây, vanilla, cocoa. Chất ngọt Miraculin, monellin, stevioside, thaumatin Gia vị Bạch đậu khấu, long não, cây hương thảo, nghệ, ngải đắng Tinh dầu Tỏi, hoa nhài, chanh, hành tây, bạc hà, hoắc hương, hoa hồng, vetiver Dược liệu Các alkaloid Ajmalacine, atropine, berberine, codein, hyoscyamine, morphine, scopolamine, vinblastine, vincristine , camptothecin, quinine, serpentine Các steroid Digitoxin, digoxin, diosgenin Các chất khác Ginsengoside, shikonin, ubiquinone-10, rosmarinic acid, diosgenin, L-Dopa, saponin Các protein tái tổ hợp Kháng thể đơn dòng, các interleukin, GM-CSF, các enzyme khác Nông nghiệp Hóa chất Pyrethrin, rotenone, neriifolin, salannin, azadirachtin, các hóa chất alleopathic Nuôi cấy tế bào thực vật trong điều kiện in vitro để sản xuất các chất thứ cấp có một số ưu điểm sau: - Không phụ thuộc vào thời tiết và địa lý. Không cần thiết để vận chuyển và bảo quản một số lượng lớn các nguyên liệu thô. - Có thể kiểm soát chất lượng và hiệu suất của sản phẩm. - Một số sản phẩm trao đổi chất được sản xuất từ nuôi cấy dịch huyền phù có chất lượng cao hơn trong cây hoàn chỉnh. CÁC LOẠI NUÔI CẤY TẾ BÀO THỰC VẬT 1. Sinh trưởng không phân hóa (undifferentiated growth)  1.1. Nuôi cấy callus  1.2. Nuôi cấy dịch huyền phù tế bào  1.3. Nuôi cấy tế bào trần 2. Sinh trưởng có phân hóa (differentiated growth)  2.1. Nuôi cấy rễ tơ  2.2. Nuôi cấy phôi [...]... nhiều cơ thể vật chủ khác nhau như: E coli,nấm men, A niger, tế bào động vật có vú và tế bào thực vật, và hiện nay được sản xuất để dùng trong lâm sàng  KHÁNG THỂ IGG1 CỦA CHUỘT Sản xuất bằng nuôi cấy rễ tơ và tế bào dịch huyền phù của cây thuốc lá (Nicotiana tabacum) chuyển gen  Để thực hiện lắp ráp kháng thể hoàn chỉnh, từ 2 đến 4 đoạn kháng thể nhỏ đã được tích lũy trong sinh khối tế bào  Các nhân... trưởng tế bào  Nuôi cấy tế bào dịch huyền phù của Phytolacca americana (sâm voi, thương lục Mỹ) đạt nồng độ cao nhất ở pha sinh trưởng hàm mũ (pha log)  Tế bào cây Chenopodium rubrum nuôi cấy 15 ngày tuổi có thể sản xuất được 35- 45 mg betalaine/L môi trường  Nuôi cấy tế bào và nuôi cấy rễ tơ của cây Beta vulgaris (củ cải đường) để sản xuất betalaine  CROCIN VÀ CROCETIN Crocus sativus (cây nghệ tây)... cấy tế bào và được tiết ra trong môi trường, nhiều hơn phần được tích lũy trong tế bào, thì không có nhiều protein nhiễm bẩn  Các protein có nguồn gốc thực vật an toàn cho người hơn các protein có nguồn gốc từ tế bào động vật bởi vì các chất nhiễm bẩn và virus thực vật không phải là tác nhân gây bệnh ở người  Một công cụ thực nghiệm thuận lợi cho việc khảo sát sự sản xuất protein ngoại lai trong cây... dụng trong công nghiệp hương liệu và trong y học Chất reserpine chữa bệnh cao huyết áp và các bệnh rối loạn tuần hoàn, sản xuất bằng nuôi cấy tế bào cây Rauwolfia serpentina (3 .50 0 kg reserpine/30 ngày so với hàng năm của cả thế giới thu được từ rễ) Sản xuất được loại alkaloid là scopolamine từ tế bào cây Hyoscyanus aegypticus bằng cách chọn lọc các dòng tế bào cao sản nhờ kỹ thuật đột biến tế bào trần,... rễ) Các nhà khoa học Nhật đã tạo được dòng tế bào rễ có khả năng tích lũy đến 15% shikonin và một chu kỳ nuôi cấy thu hoạch tới 5 kg hoạt chất và giúp giảm rất nhiều giá thành của shikonin  Ubiquinone-10 (Coenzym Q10 ) được tìm thấy trong tế bào thuốc lá nuôi cấy in vitro và L-dopa (bệnh Parkinson) trong môi trường nuôi cấy tế bào Mucuma pruriens  Nuôi cấy tế bào của cây Panax pseudoginseng (sâm tam...NUÔI CẤY TẾ BÀO TRẦN Nuôi cấy tế bào trần (protoplast) sinh trưởng trên môi trường đặc hoặc lỏng  Protoplast có thể được chuẩn bị bằng phương pháp cơ học hoặc enzyme để loại bỏ thành tế bào  Các protoplast được phân lập có thể được sử dụng để: - (1) biến đổi thông tin di truyền của tế bào thực vật, - (2) tạo ra cây lai vô tính thông qua dung hợp protoplast... như một phụ gia thực phẩm  Capsaicin tinh khiết để bào chế dược phẩm điều trị chứng viêm khớp và làm thuốc giảm đau  Capsaicin được sản xuất bằng nuôi cấy bất động tế bào của Capsicum frutescens  Các tế bào Capsicum bất động sẽ sản xuất cao gấp vài lần so với tế bào dịch huyền phù tự do  Mô giá noãn (placenta) của Capsicum được bất động sẽ sản xuất lượng capsaicin cao hơn các tế bào bất động  VANILLA... nuôi cấy tế bào thực vật  Nồng độ (mg/l) Thành phần Nồng độ (mg/l) MgSO4.7H2O 370 FeSO4.7H2O 27,8 KH2PO4 170 Na2EDTA.2H2O 37,3 KNO3 1900 3 Nguồn carbon NH4NO3 1 650 Sucrose CaCl2.2H2O 440 4 Các phụ gia hữu cơ THÀNH PHẦN MÔI TRƯỜNG MURASHIGE (1962) VÀ SKOOG Thành phần 1 Các nguyên tố đa lượng 2 Các nguyên tố vi lượng 30000 -Các vitamin H3BO3 6,2 Thiamine.HCl 0 ,5 MnSO4.4H2O 22,3 Pyridoxine.HCl 0 ,5 ZnSO4.7H2O... plants)  GM-CSF NGƯỜI GM-CSF người (human granulocyte macrophage-colony stimulate factor), là một trong bốn glycoprotein đặc biệt kích thích quần lạc đại thực bào của tế bào bạch cầu hạt tổ tiên sản sinh ra các bạch cầu hạt, đại thực khuẩn và hai loại tế bào máu trắng quan trọng  GM-CSF người được ứng dụng lâm sàng trong điều trị bệnh giảm bạch cầu trung tính (neutropenia) và bệnh thiếu máu không tái... đã cho hàm lượng saponin (thuốc ngủ) khá cao  Nuôi cấy tế bào của cây Glycyrrhiza glabra (cam thảo) đã thu được hàm lượng glycyrrhizin từ 3-4% trọng lượng khô  Nuôi cấy tế bào của cây Coleus blumei (tía tô) thu chất rosmarinic acid chiếm 13- 15% trọng lượng khô  Sản xuất ginsengoside là hoạt chất chủ yếu của nhân sâm Panax ginseng  Nuôi cấy tế bào các loài của họ Rubiaceae thu được một lượng lớn anthraquinone . BÀI GIẢNG: CÔNG NGHỆ TẾ BÀO Khoa: Công nghệ sinh học – môi trường Th.s Vưu Ngọc Dung CHƯƠNG 5. CÔNG NGHỆ TẾ BÀO THỰC VẬT Mở đầu Các loại nuôi cấy tế bào thực vật Môi trường nuôi. hoàn chỉnh. CÁC LOẠI NUÔI CẤY TẾ BÀO THỰC VẬT 1. Sinh trưởng không phân hóa (undifferentiated growth)  1.1. Nuôi cấy callus  1.2. Nuôi cấy dịch huyền phù tế bào  1.3. Nuôi cấy tế bào trần 2. Sinh trưởng. rắn.