Kỹ thuật bảo quản nguồn gen thực vật nhờ nuôi cấy in vitro

1 Chủ đề 8: Kỹ thuật bảo quản nguồn gen thực vật nhờ nuôi cấy in vitro GVHD : PGS.TS Nguyễn Thị Lý Anh TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC CÔNG NGHỆ NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO THỰC VẬT Nhóm SVTH: Nhóm 8 2 Nhóm sinh viên thực hiện: Mai Đăng Hùng 560809 Cao Thành Đạt 560768 Lê Thị Gấm 550439 Trần Thị Hậu 570966 Vũ Xuân Mạnh 560828 Lê Thanh Quý 560855 Tô Thị Thu Thảo 560867 Đinh Thị Yến 560896 3 Nội dung trình bày Đặt vấn đề Nội dung Kết Luận A B C 4 A. Đặt vấn đề  Nguồn gen được ví như là một trong các tài nguyên thiên nhiên tái tạo được, có tầm quan trọng đặc biệt sánh ngang với tài nguyên đất và nước. Trong khi nhiều nước trên thế giới và các tổ chức quốc tế tập trung bảo tồn nguồn gen thì ở Việt Nam nguồn tài nguyên di truyền này đang đứng trước thách thức do các hệ sinh thái bị phá vỡ và tốc độ tuyệt chủng của các loài động vật, thực vật ngày càng tăng. Trong khi đó, tình trạng gia tăng dân số, tốc độ đô thị hóa, khai thác ồ ạt, thiếu quy hoạch và sự thâm canh nông nghiệp không hợp lý dẫn đến nguồn gen động, thực vật đang dần bị xói mòn, mất mát với tốc độ rất nhanh. Các giống cây trồng vật nuôi quý của Việt Nam đang có nguy cơ thoái hóa, thậm chí là biến mất.  Thực hiện bảo tồn nguồn gen là việc cần thiết phục vụ cho khai thác, sử dụng có hiệu quả quỹ gen và các nguồn gen quý hiếm, đặc hữu. 5 II.PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN 2 III.CÁCH BẢO QUẢN 3 V.KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG 5 IV. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM 4 B. Nội Dung I. HIỆN TRẠNG MẤT MÁT ĐA DẠNG SINH HỌC 1 VI.CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU 6 6 Thực trạng đa dạng sinh học trên thế giới • Từ năm 1600 đến nay, khoảng 21% các loài động vật và 1,3% các loài chim trên thế giới đã bị tuyệt chủng. • Tốc độ tuyệt chủng của các loài trở nên ngày càng cao. Ở tk 17, thú mất 1 loài/ 5 năm, đến tk 20, thú mất 1 loài/ 2 năm. Khoảng 400 loài và phân loài chim và thú đã mất đi trong 400 năm qua và tỷ lệ đó đang cao dần. Ở Bắc Atlantic, số lượng loài cá lớn đã giảm 2/3 trong 50 năm qua. Những loài còn sống sót thì cũng có nguy cơ đứng bên bờ của sự tuyệt chủng. 20000 trong số 50000 taxon thực vật đang ở trong tình trạng nguy cấp. Những số liệu đó chỉ phản ánh những hiểu biết hiện nay và có lẽ nó chỉ chiếm 5% số loài trên trái đất. Thực trạng đa dạng sinh học ở Việt Nam • ở Việt Nam: đặc trưng cho vùng Đông Nam Á với 11.373 loài thực vật bậc cao có mạch,1.030 loài rêu, 2.500 loài tảo, 826 loài nấm,21.000 loài động vật (trong đó có 310 loài thú, 840 loài chim, 286 loài bò sát, 3.170 loài cá, 7.500 loài côn trùng và các động vật xương sống khác) • Tổng số các loài động - thực vật hoang dã trong thiên nhiên của nước ta đang bị đe dọa hiện nay là 882 loài (được ghi trong Sách Đỏ năm 2007) tăng 161 loài so với lần xuất bản Sách Đỏ trước đây (năm 1992 - 1996). • Hiện có tới 9 loài động vật (Tê giác 2 sừng, Bò xám, Heo vòi, Cầy rái cá, cá Chép gốc, cá Chình Nhật, cá Lợ thân thấp, Hươu sao, cá Sấu hoa cà) và 2 loài Lan hài được xem là đã tuyệt chủng ngoài tự nhiên. I.Hiện trạng mất mát đa dạng sinh học 7 8 bảo tồn là gì?  Theo định nghĩa của IUCN(1991): “Bảo tồn là sự quản lý, sử dụng của con người về sinh quyển nhằm thu được lợi nhuận bền vững cho thế hệ hiện tại trong khi vẫn duy trì tiềm năng để đáp ứng những yêu cầu và nguyện vọng của thế hệ tương lai”  Khái niệm bảo tồn sinh học(Biological Conservation): là biện pháp đặc biệt để duy trì và bảo vệ động thực vật quý hiếm và có nguy cơ tuyệt củng. Như vậy việc bảo tồn nguồn gen nói chung và thực vật nói riêng là quan trọng. Bảo quản nguồn gen thực vật là duy trì sự phong phú , đa dạng sinh học, đa dạng di truyền trong loài, giữa các loài và cả hệ sinh thái nói chung. Trên cơ sở đó làm cơ sở cho việc khai thác, sử dụng chúng có hiệu quả. Tùy theo đặc tính sinh học của loài, tùy theo mức độ tồn tại mà có các phương thức bảo quản nguồn gen khác nhau. Tuy nhiên, có thể chia làm 2 phương thức bảo quản chính. 9 II. PH ƯƠNG PH ÁP BẢO TỒN NGUỒN GEN 2. Bảo tồn chuyển vị (Ex situ) 1. Bảo quản tại chỗ (In-situ ) 10 1. Bảo quản In-situ  Là hình thức bảo quản nguồn gen tại chỗ, tại vùng chúng thường được trồng, được tồn tại trong điều kiện sinh thái tự nhiên của chúng.  Phương thức bảo quản này thực hiện đối với các cây sinh sản vô tính, cây hoang dại, cây thân gỗ nhiệt đới, một số loài cây có múi đặc sản như cam, bưởi, quýt…  Trong bảo quản in-situ có các phương pháp chủ yếu để thực hiện bảo tồn là: bảo tồn trong trang trại, bảo tồn trong vườn gia đình, xây dựng các vườn quốc gia,… II. PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN NGUỒN GEN TỪ TRƯỚC ĐẾN NAY [...]... những hạn chế của bảo tồn ngân hàng gen hạt, đồng ruộng mà nó còn có những tiến bộ như có thể kiểm tra sạch bệnh trước khi bảo tồn, có thể bảo tồn với số lượng lớn Bảo quản nguồn gen thực vật in vitro Bảo quản sinh trưởng tối thiểu Bảo quản ngừng sinh trưởng tạm thời 17 1 Phương pháp bảo quản sinh trưởng tối thiểu 18 Chuẩn bị mẫu Đánh giá sâu bệnh Tạo vật liệu khởi đầu Nhân nhanh Bảo quản sinh trưởng chậm... chiếm khoảng 20% tổng số nguồn gen tồn trữ DNA và 79% các viện hiện nay không bảo tồn DNA do vấn đề ngân sách, thiếu trang thiết bị cũng như cán bộ kỹ thuật cho bảo tồn và thiếu thông tin Bioinformatics :Áp dụng các công cụ thống kê và khoa học máy tính trong lĩnh vực sinh học phân tử => tin sinh học 15 d Bảo tồn đông lạnh 16 III CÁCH BẢO QUẢN NGUỒN GEN THỰC VẬT INVITRO Kỹ thuật in vitro ngoài việc khắc... các nguồn gen đã biến mất trtong tự nhiên Hạn chế khả năng mất nguồn gen, nhất là các nguồn gen có nguy cơ xói mòn cao, các loài có nguy cơ bị tuyệt chủng 22 Nhược điểm Chi phí bảo quản lớn Đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao và trang thiết bị hiện đại Có khả năng tạo ra biến dị Soma với tần số biến dị khác nhau và ít lặp lại 23 V KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG Khả năng ứng dụng của kỹ thuật bảo quản gen thực vật in vitro. .. trao đổi nguồn gen Tái sinh tạo cây hoàn chỉnh Tái sinh tạo cây hoàn chỉnh Trẻ hóa nguồn gen Vườn ươm Đồng ruộng Đánh giá biến dị Giám sát Cơ sở dữ liệu sơ đồ phương pháp quản sinh trưởng tối thiểu 19 2.PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN NGỪNG SINH TRƯỞNG TẠM THỜI 20 Chuẩn bị mẫu Đánh dấu sâu bệnh Tạo vật liệu khởi đầu Làm lạnh sơ bộ (-30oC) Bảo quản lạnh trong Nitơ lỏng (-1960C) Làm tan nhanh Tái sinh mẫu cấy Sơ... trồng, điều kiện của các cơ quan nghiên cứu để áp dụng các phương pháp bảo tồn khác nhau      Ngân hàng gen hạt Ngân hàng gen đồng ruộng Ngân hàng DNA Bảo tồn đông lạnh Bảo tồn in- vitro chia thành bảo tồn tế bào/mô và bảo tồn hạt phấn 12 a.Ngân hàng gen hạt 13 b Ngân hàng gen đồng ruộng  Là một chiến lược bảo tồn di truyền thực vật quan trọng và cần thiết với loài cây trồng có sức sống của hạt trong... theo cách này có thể bảo quản trong 10 tháng trong nước vô trùng ở22±2 0 C với tỉ lệ nẩy mầm 80%  Cấy các hạt này vào môi trường nhân gống , môi trường MS có bổ sung 1mg/lBA và 0,5mg/l IBA hột nhân tạo 33 2.2.7 Bảo quản phôi a Bảo quản trung hạn invitro nhờ sự sinh trưởng chậm  Nguyên tắc Có nhiều cách khác nhau để kéo dài sự sống của mô và cơ quan thực vật Phương pháp tăng sinh trưởng chậm thích... sinh mẫu cấy Sơ đồ phương thức bảo quản ngừng sinh trưởng tạm thời Tái sinh tạo cây hoàn chỉnh Tái sinh cây hoàn chỉnh Trẻ hóa nguồn gen Giám sát Vườm ươm Đồng ruộng Đánh giá biến dị Cơ sỏ dữ liệu 21 IV ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM Ưu điểm Đảm bảo độ an toàn và sạch bệnh cao, có khả năng tạo quần thể cây đồng nhất với số lượng lớn Với phương pháp bảo quản siêu lạnh có thể bảo quản được lâu dài với số lượng... điều kiện nhân tạo Nói cách khác là hình thức đưa nguồn gen ra khỏi điều kiện tự nhiên sinh sống của chúng hoặc ra khỏi hệ thống sản xuất đến lưu giữ tại các trung tâm với các điều kiện và kỹ thuật bảo đảm sức sống của nguồn gen lâu dài, giữ nguyên được biến dị, di truyền hiện có của nguồn gen phục vụ sử dụng cho nghiên cứu và tái tạo quần thể nguồn gen  Phương thức ex-situ phụ thuộc vào loài cây trồng,... kinh tế cho người dân, họ có thể khai thác nguồn tài nguyên đa dạng cho rất nhiều nhu cầu khác nhau như lương thực, dinh dưỡng và tăng thêm thu nhập Nhược điểm khó mô tả và đánh giá được tài nguyên di truyền thực vật vì sự mẫn cảm của chúng với điều kiện thời tiết bất thuận và sâu, bệnh hại 11 2 Bảo quản Ex-situ:  Là hình thức bảo quản mẫu trong điều kiện nhân tạo Nói cách khác là hình thức đưa nguồn. .. toàn vào nhân giống sinh dưỡng như khoai sọ, khoai tây, chuối, sắn, dứa, mía  Bảo tồn ngân hàng gen trên đồng ruộng là đem cây trồng từ nơi thích nghi của chúng về trồng trong khu bảo tồn có điều kiện thích nghi hoặc không thích nghi Tức là lưu giữ nguồn gen trên đồng ruộng thí nghiệm 14 c.Ngân hàng DNA • • Tồn trữ DNA là không phổ biến trong bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật, thực tế chỉ chiếm khoảng