Nuôi cấy tế bào trần

Tế bào trần được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực thí nghiệm từ nghiên cứu những tính chất vật lý của màng sinh chất đến những nghiên cứu nhập bào và hấp thu các phần tử, các bào quan và vi sinh vật

TIỂU LUẬN NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO THỰC VẬT Đề tài: Nuôi cấy tế bào trần G/V hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Lý Anh Nhóm thực hiện : Trần Thị Chiên Lê Thị Cẩm Lê Phan Thị Thanh Phạm Thu Trang Nguyễn Thị Tuyết I. Mở đầu Các tế bào thực vật có tính toàn năng,có thể nuôi cấy, điều khiển sự phát sinh hình thái của chúng cho tới thành một cây hoàn chỉnh. Có thể nói, nội dung bên trong vỏ tế bào trong đó vật chất chính là các thông tin di truyền chứa trong nhân của tế bào đã quyết định mọi đường hướng của quá trình thực hiện tính toàn năng của tế bào. Vì thế,hoàn toàn có thể nuôi cấy tạo cây hoàn chỉnh từ khối nguyên sinh chất chứa nhân của tế bào. Từ đấy đưa đến khái niệm nuôi cấy tế bào trần thực vật. Tế bào trần được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực thí nghiệm từ nghiên cứu những tính chất vật lý của màng sinh chất đến những nghiên cứu nhập bào và hấp thu các phần tử, các bào quan và vi sinh vật. Protoplast 1.Khái niệm về Protoplast Protoplast là các tế bào trong đó có thành tế bào được loại bỏ và màng tế bào chất là lớp ngoài cùng nhất trong tế bào. Protoplast có thể thu được bằng enzyme lytic cụ thể để loại bỏ vách dung hợp.  Tế bào trần có thể được tạo ra bằng nhiều cách: từ dịch huyền phù tế bào, tế bào mô sẹo hoặc từ mô tươi nguyên trạng như lá qua tác động của các enzym; Pectinase phân hủy pectin, cellulas phân hủy hemicellulose. Các tế bào trần nếu để trên môi trường dinh dưỡng thì sau 5-10 ngày sẽ tạo vách tế bào và phân chia. Các tế bào trần, thậm chí khác loài,có thể kết hợp với nhau tạo tế bào lai và quan trình này gọi là sự dung hợp tế bào trần. 2. Tại sao cần phải nuôi cấy tế bào trần ?  Nuôi cấy tế bào trần sẽ mở ra 1 mô hình hấp dẫn để theo dõi quá trình sinh phôi từ 1 tế bào cô lập. Đặc biệt biết được sự sắp xếp các sợi Xenluloz để xác định hướng kéo dài tế bào, vị trí và hướng của mặt phẳng phân chia.  So với các kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào khác, nuôi cấy dung hợp tế bào trần giúp tạo ra các cơ thể lai mang các đặc điểm di truyền của các bố mẹ có nguồn gen khác xa nhau mà lai hữu tính không thể thực hiện được. 3.So sánh đặc điểm nuôi cấy tế bào trần với nuôi cấy các tế bào vẫn còn thành tế bào:  So với quy trình nuôi cấy mô tế bào bình thường thì nuôi cấy tế bào trần thường yêu cầu 1 số thay đổi do bản chất của tế bào trần. Các thay đổi thường liên quan đến sự điều chỉnh nồng độ muối vô cơ, thêm vào các hợp chất hữu cơ, vitamin, đường để đảm bảo khả năng thẩm thấu và chất điều tiết sinh trưởng để kích thích sự phân chia tế bào.  Nuôi cấy tế bào trần có nhiều ưu thế hơn so với nuôi cấy các tế bào vẫn còn thành tế bào  Ưu thế của kĩ thuật nuôi cấy và tách tế bào trần là tế bào không có màng cứng, ở trạng thái đơn bào, mật độ tế bào thu được trên một một đơn vị thể tích môi trường có thể rất cao (đạt 106 tế bào/ 1ml môi trường).  Tế bào trần ở một số cây trồng có khả năng tái sinh rất mạnh, ví dụ tế bào mô thịt lá ở thuốc lá, cải dầu… Bằng thao tác di truyền ở tế bào trần có thể dễ dàng tạo ra các tế bào biến đổi gen. Tế bào với kiểu gen biến đổi sẽ được bảo tồn khi tái sinh tế bào thành cây hoàn chỉnh. Điều này rất khó thực hiện ở các tế bào vẫn còn thành tế bào.  Nuôi cấy tế bào trần cho phép khả năng biến nạp các gen thuận lợi vào tế bào thực vật mà trước kia thường bị vỏ tế bào ngăn cản.  Nuôi cấy tế bào trần cho phép khả năng dung hợp tế bào – gắn hai tế bào trần lại thành một tế bào với hai bộ thông tin di truyền của hai tế bào tạo nên một thể lai vô tính mà không cần hiểu biết chính xác về sự liên hệ giữa các gen, ít tốn kém, nhanh,trực tiếp và áp dụng các kĩ thuật chuyển gen( bơm AND, hóa thẩm, điện thẩm…)giúp loại trừ tính bất thụ hữu tính, tạo cây lai hữu thụ; Giúp chuyển những đặc tính có lợi vào cây trồng, ít đòi hỏi phương tiện phức tạp.  Tế bào lai thu được từ việc dung hợp hai tế bào trần được tái sinh và thành một cây lai. Quá trình này xảy ra ở tế bào nên gọi là lai tế bào và thông qua tế bào soma nên gọi là lai soma hay lai vô tính tế bào. Từ phương pháp này đẻ ra phương pháp lai xa giữa các loài- điều không thể thực hiện bằng phương pháp lai hữu tính thông thường.  Tuy nhiên quá trình nuôi cấy protoplast còn tồn tại một số trở ngại đó là:  Quá trình cô lập nuôi cấy phải hoàn thiện.  Chưa có phương pháp hiệu quả để tuyển chọn các sản phẩm phù hợp. [...]... pháp lai hữu tính thông thường Tế bào trần là những tế bào không có thành tế bào Chính vì thế chúng có thể hòa lẫn vào nhau (dung hợp) và thành 1 tế bào lai mang trong mình vật chất di truyền của cả 2 tế bào  Tế bào lai này được tái sinh và thành 1 cây lai Quá trình này xảy ra ở tế bào nên gọi là lai tế bào và thông qua tế bào soma nên gọi là lai soma hay lai vô tính tế bào Sơ đồ chọn lọc các thể lai... chia tế bào 6 Dung hợp tế bào trần  Dung hợp là hiện tượng cắt đứt màng sinh chất nơi tiếp xúc giữa 2 tế bào trần khác loài do tác động của các nhân tố bên ngoài Sau đó là sự tái tổ chức các màng ban đầu thành 1 và bao lấy tế bào chất và 2 nhân cha mẹ  Có thể nói việc dung hợp tế bào trần và tái sinh thành cây lai từ tế bào trần là 1 trong những thành tựu tuyệt vời của kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào. .. các tế bào trần sẽ lần lượt sắp xếp thành chuỗi nằm giữa 2 bản cực Khi có 1 xung điện cao (7501000V) trong 1 thời gian rất ngắn(1-200 mili giây) vùng tiếp xúc giữa 2 màng tế bào sẽ bị vỡ, 2 tế bào trần hòa nhập vào nhau-quá trình dung hợp sẽ xảy ra 7 Triển vọng ứng dụng của kỹ thuật nuôi cấy tế bào trần và lai tế bào soma Mặc dù những khó khăn về mặt kĩ thuật đã làm hạn chế tiềm năng sử dụng tế bào trần. .. và cây hoàn chỉnh Điều kiện nuôi cấy Nuôi cấy trên môi trường đặc Chú ý tới ánh sáng và quang chu kì Có chất điều tiết sinh trưởng cho qua trình tái sinh cây Loại bỏ chất gây ánh sáng thẩm thấu Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển của tế bào trần   Nuôi cấy tế bào trần thường yêu cầu 1 số thay đổi so với quy trình nuôi cấy mô bình thường do bản chất của tế bào trần Các thay đổi thường liên... sự tăng trưởng tế bào Khi mô sẹo được hình thành cần chuyển chúng vào trong môi trường rắn chứa Auxin ở nồng độ thấp hơn và Xitokinin cao hơn Sau cùng kích thích ra rễ cần loại Xitokinin, tăng nồng độ Auxin Nuôi cấy tế bào trần chia làm 2 giai đoạn Giai đoạn 1  Từ tế bào trần tao thành tế bào, phân chia tạo thành microcallus  Sau một thời gian nuôi cấy một đến hai tuần các tế bào trần tái tạo vỏ... dụng tế bào trần tuy nhiên tế bào trần vẫn được ứng dụng trong một số lĩnh vực nghiên cứu: Sau khi loại bỏ thành tế bào và được nuôi cấy trên môi trường thích hợp những tế bào trần được tái tạo nhanh chóng thành tế bào mới và quá trình phát triển này đã đưa ra một hệ thông lý tưởng cho nghiên cứu sinh tổng hợp thành tế bào (Willison và Cocking, Grout 1973)   Các tế bào trần có khả năng tiếp nhận... tế bào trần tái tạo vỏ và phân chia tạo nên các microcallus    Điều kiện nuôi cấy Nuôi trong môi trường lỏng lắc Lớp nuôi trợ dưỡng: tế bào trần, lớp xốp có khả năng thấm từ dưới lên, callus từ mô tế bào mà từ đó tách tế bào trần, agar Nuôi trong điều kiện ánh sáng yếu, nuôi tối Ánh sáng thẩm thấu đẳng trương Thời gian nuôi từ 1 đến 2 tuần Giai đoạn 2        Microcallus thành callus ổn định... vật liệu từ bên ngoài đưa vào trong tế bào do đó tế bào trần là đối tượng thích hợp cho các nghiên cứu đưa nhân lạp thể, ti thể,DNA, Plasmit vào tế bào (Dodds và Bengochea 1985) Quần thể tế bào trần có thể được xem như một hệ thống tế bào đơn và bởi vậy các thao tác tương tự như đối với các vi sinh vật qua đó có thể lựa chọn dòng đột biến và tách dòng quần thể tế bào thực vật (Evans và Cocking 1977)... bào trần  Vì protoplast thực chất là tế bào trần không có thành cho nên có thể tách được từ nhiều nguồn khác nhau như các bộ phận của cây ( rễ, lá, hạt phấn), callus, tế bào đơn… Xác định chất lượng tế bào trần   Sau khi phá vỏ tế bào vẫn có những mảnh thành tế bào còn xót lại làm ảnh hưởng đến những nghiên cứu sau này Cách tốt nhất để phát hiện thành tế bào là dùng calcofluor, một hóa chất sẽ bám... xanh rực rỡ khi soi dưới tia cực tím Nếu các tế bào trần đã bị loại bỏ hoàn toàn thành tế bào hiển vi trường có màu tối thẫm các tế bào trần sẽ không nhìn thấy được ngoại trừ sự tự phát ánh sáng huỳnh quang đỏ của các lạp thể Còn một phương pháp khác là dùng kính hiển vi huỳnh quang kết hợp với nhuộm xanh Evan để xác định sức sống của tế bào trần Những tế bào còn nguyên vẹn sẽ ngăn không cho thuốc nhuộm . đặc điểm nuôi cấy tế bào trần với nuôi cấy các tế bào vẫn còn thành tế bào:  So với quy trình nuôi cấy mô tế bào bình thường thì nuôi cấy tế bào trần thường. nhau tạo tế bào lai và quan trình này gọi là sự dung hợp tế bào trần. 2. Tại sao cần phải nuôi cấy tế bào trần ?  Nuôi cấy tế bào trần sẽ mở