Ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống cây trồng

Ứng dụng CNSH trong chọn tạo giống cây trồngGiáo viên hướng dẫn:... Chọn giống cây trồng ứng dụng CNSH Chọn giống cây trồng truyền thốngCơ sở Ứng dụng những kỹ thuật hiện đại để cải biế

Ứng dụng CNSH trong chọn tạo giống cây trồng

Giáo viên hướng dẫn:

I Đặt vấn đề

II Nuôi cấy mô và tế bào thực vật

III Lai tế bào sôma (dung hợp tế bào trần)

IV Kĩ thuật di truyền

V Kết luận

Chọn giống cây trồng ứng dụng CNSH Chọn giống cây trồng truyền thống

Cơ sở Ứng dụng những kỹ thuật hiện

đại để cải biến giống và tạo giống

Tái tổ hợp gen và NST qua sinh sản hữu tính theo nguyên lý Mendel

Mục đích Cải biến những đặc tính giống

và tạo giống mới qua tác động trực tiếp đến gen

Cải biến giống hiện có và lai tạo giống mới

Thời gian Rút ngắn thời gian Tốn rất nhiều thơi gian

II Nuôi cấy mô và tế bào:

1) Lịch sử:

-Đầu TK XX,

Haberlandt tìm ra tính

toàn năng của tế bào

-50 năm sau, việc tái

sinh cây thành công

-Nhân quy mô lớn kiểu gen dị hợp tử

-Nhân kiểu gen tự bất hợp

-Nhân bố mẹ bất dục trong chương trình tạo giống lai -Nhân vật liệu sạch bệnh

-Bảo quản và trao đổi nguồn gen quốc tế

Hình: Nhân giống thành công

3 giống hoa quý Hình: Nhân giống cây lô hội bằng

nuôi cấy phôi

Nuôi cấy phôi khắc phục hàng rào bất hợp, bảo đảm

Hình: Cứu phôi lai

4) Nuôi cấy mô sẹo (callus culture):

Hình ảnh các dạng mô sẹo nhận được từ nuôi cấy mô noãn sau thụ phấn

từ 1-8 tuần tuổi

Hình: Mô sẹo bưởi Phúc Trạch Hình: Mô sẹo phôi hoa ở cam

Làm biến đổi sự sinh trưởng vô

tổ chức thành quá trình sinh sản chồi và rể, từ đó tạo thành một cây nguyên vẹn

Hình: Các chương trình phát triển cúa

mô sẹo

5) Nuôi cấy in vitro:

Hình: Nhân giống in vitro cây thông quý

-Ưu điểm: Tạo được vật liệu hoàn toàn sạch

bệnh và hệ số nhân giống rất cao

-Ứng dụng:

.Duy trì, nhân nhanh kiểu gen quý hiếm, có hiệu quả kinh tế cao làm vật liệu cho công tác chọn giống

.Nhân nhanh ở điều kiện vô trùng, cách ly tái nhiễm kết hợp với làm sạch bệnh virus

.Bảo quản các tập đoàn giống nhân giống vô

tính và các loài cây giao phấn trong các ngân hàng gen

Phương pháp truyền thông Ứng dụng CNSH

.Đã tạo các giống lúa thuần và sạch bệnh: Khao 85, Khao 1105, VH2 , giống DR1, DR2, DR3 đang mở rộng ra qui mô sản xuất,

Sản xuất được dòng lúa thuần mang gene quý như gene bất dục đực tế bào chất, bất dục đực nhân (gen TGMS, PGMS)

Tạo được 5 dòng ngô thuần và hai tổ hợp ngô lai có triển vọng

II Lai tế bào xôma ( dung hợp tế bào trần)

1) Lịch sử:

2) Định nghĩa:

Là sự kết hợp của TB xôma không có thành khác nhau, sau đó tạo điều kiện để TB lai tái sinh tạo cây dung hợp

4) Ứng dụng:

-Tạo thành công cây lai: tomastto

-Kết hợp được tính trạng kháng virut ở loài khoai tây trong cùng một loài, hoặc giữa các loài khác nhau

-Chuyển tính trang bất dục đực tế bào chất và đa dang hóa nguồn bất dục đực trong lai

vào tạo giống cây trồng:

1 Giới thiệu các phương pháp chuyển gen

cơ bản:

a/ Chuyển gen trực tiếp:

-Chuyển gen qua lyposome

(màng lipit):

Hình: Sơ đồ hoạt động của vector liposome

-Điện biến nạp (electroporation)

-Vi tiêm:

Hình: Sử dụng phương pháp vi tiêm Hình: Máy vi thao tác Olympus

(Hãng Narishige)

Tế bào thực vật

Hình: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của súng bắn gen

Hình: Súng bắn gen

-Biến nạp qua trung gian các sợi silicon carbide:

Trộn chung các plasmid DNA với tế bào trong sự hiện diện của các sợi silicon carbide và lắc Khi lắc dung dịch các sợi mảnh của sc tuơng tự như những cây kkim làm thủng vách tế bào để plasmid DNA xâm nhập vào trong

2/ Thực vật chuyển gen:

a/ KTDT giúp tạo ra cây trồng thỏa mãn nhiều mục tiêu:

-Thích nghi với điều kiện khí hậu địa phương

-Kháng thuốc diệt cỏ, kháng sâu bệnh

-Năng suất cao, mùi vị, màu sắc hấp dẫn

-Đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng và vệ sinh

-Bảo quản lâu, khó giập

-Cải thiện môi trường

-Giảm chi phí sản xuất

-Cây trồng chuyển gen kháng

nấm, vi khuẩn, vi-rut gây bệnh:

Hình:Cà chua chuyển gen kháng vật

kí sinh (bên phải) và cà chua đối chứng (bên trái)

-Cây trồng chuyển gen kháng côn trùng phá hoại:

Các cây trồng chuyển gen biểu hiện độc tố

của Bacillus thuringensis (Bt) tạo ra tính

kháng đối với côn trùng loại nhai, nghiền Côn

trùng ăn vào sẽ tạo ra độc tố gây chết đối với

chúng.

kiện bất lợi:

-Cây trồng chuyển gen tổng hợp các chất có hoạt tính sinh học:Lúa gạo giàu vitamin A và sắt

Vaccine thực phẩm ở ngô và khoai tây

Dầu ăn có lợi cho sức khỏe từ đậu nành và cải dầu

-Cây trồng chuyển gen mang tính bất dục đực:

Ví dụ ở ngô nhằm tránh hiện tượng tự thụ phấn

làm giảm năng suất

Chống chịu chất diệt cỏ, hàm lượng oleic acid caoKhánh virus

Chín chậmChống chịu chất diệt cỏ, sản xuất vitamin AKháng virus

Ưu điểm Nguy cơ tiềm ẩn

.Tăng sản lượng

.Giảm chi phí sản xuất

.Tăng lợi nhuận nông

nghiệp

.Cải thiện môi trường

.Vô tình đưa những chất gây dị ứng hoặc làm giảm dinh dưỡng vào thực phẩm

.Phát tán gen biến nạp sang cây hoang dại.Sâu bệnh có thể tăng cường tính kháng đối với chất độc tiết ra từ GMP

.Có thể làm mất cân bằng sinh thái do chất độc tiết ra từ GMP tác động tới các sinh vật khác

3/ Những bàn cải về GMP:

Mặc dù còn những điểm chưa rõ ràng về cây chuyển gen nhưng với khả năng tạo ra những giống cây trồng mới có giá trị kinh tế, công nghệ này có vay trò không thể phủ nhận được

Tuy vậy, vẫn còn một số vấn đề đáng lo ngại Để giải quyết thì những kết luận thu được phải dựa trên những thông tin tin cậy và có cơ sở khoa học.