Chuong 6 cnsh thuc vat

Chương CNSH thực vật Các giai đoạn phát triển • 1902 – 1930: giai đoạn thử nghiệm • 1934 – 1954: vai trị vitamin, auxin, cytokinine • 1957 – 1992: tách nuôi tế bào đơn; tỉ lệ auxin/cytokinin; tạo protoplast, tạo đơn bội • Từ 1980: công nghệ gen thực vật Ưu nuôi cấy mơ • Vi nhân giống – Chủ động, khơng ảnh hưởng thời tiết, mùa vụ – Tạo giống số lượng lớn, đồng nhất, thuận lợi cho thu hoạch chế biến – Hệ số nhân giống nhân, rút ngắn thời gian lâu năm Ưu ni cấy mơ • Chọn giống in vitro – Rút ngắn thời gian nhờ thị sinh học – Tạo 2n chủng đa bội hóa đơn bội Ưu ni cấy mơ • Khai thác hóa chất từ ni tế bào đơn – Khai thác chất phức tạp sinh tổng hợp – Chọn dòng tế bào suất cao vượt trội – Thu nhận hợp chất quý Nuôi cấy mô quan thực vật Nuôi cấy mô quan thực vật • Mơi trường dinh dưỡng – – – – – Khoáng đa lượng Khoáng vi lượng Vitamin Nguồn carbon Chất điều hịa tăng trưởng thực vật • Mẫu sử dụng : – Chứa nhiều tế bào phân chia mạnh Nuôi cấy mô phân sinh Tái sinh từ tế bào Tái sinh từ protoplast Tạo dịng vơ tính (Cloning) • Tạo dịng vơ tính (Cloning) – Cơng nghệ Antisense • Quy trình đưa bổ sung gen vào tế bào • Gen mã hóa phân tử mRNA gọi phân tử antisense • Phân tử antisense liên kết với mRNA bình thường (phân tử cảm giác) bất hoạt • Ví dụ cà chua Flavr Savr Cơng nghệ antisense Ứng dụng • • • • • • • • Vắc xin cho trồng Thuốc trừ sâu di truyền Lưu trữ an toàn Kháng thuốc diệt cỏ Sợi bền Tăng cường dinh dưỡng Tương lai: từ dược phẩm đến nhiên liệu Kỹ thuật trao đổi chất 6.3 Practical Applications in the Field • Vaccines cho trồng – Vắc xin mã hóa DNA thực vật – Ví dụ, gen từ Virus khảm thuốc (TMV) đưa vào thuốc • Protein tạo từ gen virus kích thích hệ thống miễn dịch thực vật • Thực vật khơng bị virus xâm nhập 6.3 Practical Applications in the Field • Cây chuyển gen kháng sâu hại – Bacillus thuringiensis (Bt) loại vi khuẩn tạo loại protein có tác dụng tiêu diệt trùng có hại ấu trùng chúng – Các gen Bt chèn vào DNA thực vật • Tạo hệ thống phịng thủ tích hợp chống lại số lồi trùng định 6.3 Practical Applications in the Field • Tồn trữ an tồn – Hàng triệu la bị năm côn trùng phá hoại trồng q trình bảo quản – Ngơ chuyển gen biểu avidin có khả chống sâu bệnh cao q trình bảo quản • Avidin ngăn chặn sẵn có biotin, loại vitamin mà trùng cần để phát triển 6.3 Practical Applications in the Field • Kháng thuốc diệt cỏ – Kỹ thuật biến đổi gen trồng để chống lại loại thuốc diệt cỏ thông thường – Cho phép nông dân kiểm sốt cỏ dại hóa chất thân thiện với môi trường loại thuốc diệt cỏ thông thường 6.3 Practical Applications in the Field • Sợi tốt – Công nghệ sinh học tăng độ bền sợi loại lên 60% – Quần áo mềm hơn, bền cho người tiêu dùng – Lợi nhuận lớn cho nơng dân • Nâng cao Dinh dưỡng – Gạo vàng tạo chứa lượng lớn beta carotene, mà thể chuyển hóa thành vitamin A 6.3 Practical Applications in the Field 6.3 Practical Applications in the Field • Tương lai: Từ dược phẩm sang nhiên liệu – – – – Thực vật nhà máy sản xuất protein lý tưởng Dùng để trồng thuốc Vắc xin cho người, kháng thể, insulin người Dầu thực vật làm nhiên liệu, thay cho cao su, thuốc không chứa nicotin, cà phê không chứa caffein, chất dẻo phân hủy sinh học, trồng chịu stress 6.3 Practical Applications in the Field • Cơng nghệ trao đổi chất – Thao tác hóa sinh thực vật để tạo sản phẩm phi protein thay đổi đặc tính tế bào – Alkaloids, lipid, polyterpen, sản xuất sắc tố chất dẻo phân hủy sinh học – Liên quan đến việc chuyển nhiều gen 6.4 Health and Environmental Concerns Các vấn đề sức khỏe mơi trường • Sức khỏe người – Những người phản đối lo sợ ảnh hưởng gen ngoại lai, đoạn DNA khơng tự nhiên có thực vật – Dị ứng – Các gen đánh dấu kháng thuốc kháng sinh lây lan sang vi khuẩn gây bệnh người – Dẫn đến bệnh ung thư • Cho đến nay, khoa học chưa hỗ trợ mối quan tâm số Các vấn đề sức khỏe mơi trường • Mối quan tâm mơi trường – Các gen kháng sâu bệnh thuốc diệt cỏ lây lan sang cỏ dại – Rất chuyên gia dự đoán điều xảy ra; nghiên cứu sâu cần thiết • Quy định – Kiểm soát loại thực phẩm thị trường – Giám sát hoạt động phát triển – Kiểm soát việc sử dụng protein Bt loại thuốc trừ sâu khác