bien di dong soma SAW5hF5chk 20131205041803 65671

BIẾN DỊ SOMA TRONG QUÁ TRÌNH NUÔI CẤY IN VITRO Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Lý Anh Nhóm sv thực hiện: Nhóm Lê Như Sang Trương Thị Mai Nguyễn Hải Hà Mông Thị ThuThủy Phan Thị Hương Cù Thu Hà NỘI DUNG I II Một số khái niệm 1.1 Biến dị 1.2 Biến dị tế bào soma 1.3 So sánh biến dị dòng soma với đột biến Phân loại biến dị dòng soma 2.1 Biến dị kiểu gen 2.2 Biến dị kiểu hình Nguyên nhân gây biến dị dòng soma 3.1 Sự đa dạng di truyền tự nhiên mẫu cấy 3.2 Tác động yếu tố trình nuôi cấy IV Cơ chế tạo biến dị soma V Lợi ích tác hại biến dị dòng soma VI Chọn lọc biến dị dòng soma VII Khả ứng dụng triển vọng VIII Ví dụ công trình nghiên cứu ứng dụng thành công biến dị dòng soma việc chọn tạo giống III I CÁC KHÁI NIỆM 1.1 Biến dị:  Biến dị biến đổi mà thể sinh vật thu tác động yếu tố môi trường trình tái tổ hợp di truyền  Biến dị tạo nên đa dạng vô lớn cá thể sinh vật, nguyên nhân tiến hoá nguồn nguyên liệu cho chọn giống I CÁC KHÁI NIỆM 1.2 Biến dị dòng soma  Biến dị dòng soma (somaclonal variation) khái niệm dùng để tất biến dị thể tế bào, mô nuôi cấy có nguồn gốc từ nuôi cấy mô (Larkin Scowcropt, 1981)  Biến dị dòng soma gọi biến dị dòng vô tính  Biến dị quan sát nhiều loài trồng thuốc lá, khoai tây, cà chua, mía, họ cải… bao gồm đủ tính trạng nông học chiều cao cây, số nhánh, thời gian sinh trưởng tính trạng hóa sinh khác Hình ảnh biến dị tế bào soma dâu tây cúc 1.3 So sánh biến dị tế bào soma đột biến  Cần phân biệt hai khái niệm: biến dị tế bào soma đột biến ĐỘT BIẾN BIẾN DỊ TẾ BÀO SOMA -Chỉ dùng cho trường hợp có chứng thể biến đổi di truyền -Thường -Có -Thường thể biểu hay không biểu kiểu hình thay đổi cụ thể không tuân theo quy luật Mendel sử dụng để thay đổi kiểu hìn xuất nuôi cấy tế bào tái sinh ĐỘT BIẾN BIẾN DỊ TẾ BÀO SOMA -Xảy tế bào sinh dục tế bào sinh dưỡng -Xảy -Liên quan đến biến đổi cấu trúc DNA (gen), NST hay số lượng NST -Có -Thường -Xuất tạo xử lý mẫu với tác nhân vật lý, hoá học có môi trường tế bào sinh dưỡng (soma) thể liên quan đến cấu trúc DNA (gen), NST số lượng NST Ngoài liên quan đến mức độ biểu gen đa dạng di truyền mẫu cấy hay tác nhân có môi trường II PHÂN LOẠI BIẾN DỊ DÒNG SOMA Biến dị kiểu gen (genetic hay heritable variation)  Biến dị kiểu hình (epigenetic hay phenotypic variation)  2.1 BIẾN DỊ KIỂU GEN    Là biến dị có khả di truyền, xảy với tỷ lệ thấp tích thuận nghịch Bản chất: Chưa làm sáng tỏ Bao gồm loại: Đột biến hệ gen, đột biến NST đột biến gen  Thời gian nuôi số lần cấy chuyển Việc nuôi cấy dài ngày điều kiện in vitro tăng số lần cấy chuyển làm tăng khả xuất biến dị soma Nguyên nhân tượng thay đổi kiểu methyl hóa bình thường DNA genome IV CƠ CHẾ TẠO BIẾN DỊ SOMA  Sự thay đổi kểu Methyl hóa bình thường DNA genome Quá trình methyl hóa trình mà nucleotide cụ thể, thường Adenine hay Cytosin – có nhóm methyl gắn liền với Khi trình methyl hóa xảy vùng mã hóa DNA cho gen hoạt động, cản trở gen gen bị bất hoạt Việc bất hoạt gen trình methyl hóa không nhận biết mặt tượng trình tìm thấy nuôi cấy mô số loài ngô, khoai tây nho  Sự xếp lại NST Sự mất, nhân đôi tái tổ hợp vô tính nguồn biến dị di truyền thể dòng soma Ví dụ: Khi nghiên cứu chế dẫn đến thay đổi NST, số ý kiến cho tái muộn vùng dị NS nguyên nhân dẫn đến biến dị dòng vô tính ngô đậu lớn   Sự hoạt hóa nhân tố chuyển vị Sự tách hay xen vào nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc gen cấu trúc gần Hơn tách không xác nhân tố chuyển vị tạo tái xếp trình tự nucleltide phụ Chúng nguyên nhân biến đổi biểu gen cấu trúc NST Các nhân tố chuyển vị Tnt2 thuốc hoạt hóa nuôi cấy mô Đột biến điểm Chúng đột biến lặn hay trội Các đột biến gen tìm thấy cà chua (13 đột biến gen đơn khác 230 tái sinh), lúa mì, thuốc VI CHỌN LỌC DÒNG TẾ BÀO SOMA 6.1 Nguyên tắc chọn lọc tế bào:  Chọn trực tiếp: - Thông qua ưu sinh trưởng hay khác biêt thấy màu sắc chọn từ quần thể tế bào - Hệ thống tế bào hay sử dụng tế bào dịch huyền phù khối callus - Điều kiện chọn lọc độc tố với nồng độ khác gây tác động trực tiếp lên sinh trưởng tế bào Thông thương người ta trộn tế bào môi trường thạch chứa dược tố chọn tế bào sống sót phân chia thành khuẩn lạc mô sẹo cấy trực tiếp lên môi trường chọn lọc chứa độc tố  - Chọn gián tiếp: Trong trường hợp đặc điểm dong chọn kết biểu khuyết tật tế bào Thí dụ điển hình tổng hợp enzym nitrate reductase (NR) Trên môi trường chứa Clo3- tế bào có NR sử dụng clo3- NO3- khử thành clo2-, clo2- tác dụng độc tố có tế bào NR sống sót môi trường chọn lọc Chọn tổng thể Các tế bào dị dưỡng thực vật thường chọn phương thức xử lý đột biến nuôi môi trường có chứa yếu tố dinh dưỡng cần thiết có lại yếu tố gây đột biến VD: đột biến lặn chịu S-2-aminoethyi cysteine xuất sau xử lý phôi nuôi cấy 6.2 Cách chọn dòng tế bào:  Không có tác nhân chọn lọc Các tế bào callus không xử lý sinh trưởng nuôi cấy in vitro thời kỳ khác môi trường không chứa tác nhân chọn lọc (độc tố chất ức chế),được cảm ứng để phân hóa hoàn chỉnh Các tái sinh trồng đồng ruộng để chọn lọc biến dị Bằng phương thức người ta thu biến dị dòng soma trồng khác Các ví dụ - Với Cây mía đường (Saccharum officinarum) người ta chọn kháng bệnh mốc sương (downey mildew), bệnh Fiji (do virus apid – transmitted) giống mía Pindar, cải thiện số giá trị nông học giống mía Q10 kháng bệnh dốm mắt (Do Helminthosporium sacchari) Với khoai tây Shepard cộng (1980) tái sinh số lớn từ protoplast tế bào thịt giống “Russet burbank” thông báo biến dị thu quần thể protoclones Một số chúng kháng bệnh thối sớm (early bright Alternaria solani) thối muộn (late bright phytophthora infestans)  Với cà chua Evan cs phân lập dòng soma cà chua biến dị hình thái đột biến lặn tính bất dục kháng nấm Fusarium oxysporium mắt cuống lá, khả lục hóa lá, màu sặc hoa   Có nhân tố chọn lọc Theo phương pháp dòng tế bào biến dị sàng lọc từ nuôi cấy nhờ vào khả sống sót chúng có mặt độc tố/chất ức chế môi trường dinh dưỡng, điều kiện stress môi trường Các biến dị thu cách chọn lọc trực tiếp, gián tiếp Sự phân lập tiến hành nuôi cấy dịch huyền phù cách dàn trải tế bào đơn/protoplast CÁC HƯỚNG CHỌN LỌC       Kháng amino acid đồng đẳng amino acid Kháng bệnh Kháng thuốc diệt cỏ Chống chịu với stress môi trường Kháng kháng sinh Kháng đồng đẳng base DNA Một số ví dụ thành công chọn lọc invitro đột biến soma Tác nhân sử dụng chọn lọc Tính trạng Cây trồng Methionine sulfximine (pseudomonas syringe) Kháng lại độc tố bệnh Tabtoxin tinh khiết (pseudomonas syringe pv tabaci) Biểu tính trạng TB nuôi cấy Cây tái sinh Truyền lại cho hệ sau Thuốc + + + Kháng lại độc tố bệnh Thuốc + + + Dịch độc lọc nuôi Kháng lại độc (Alternatia tố alternate) bệnh Thuốc + + + Độc tố HmT chủng Helminthosporium maydis T Kháng lại độc tố bệnh Ngô + + +(di truyền theo mẹ) Độc tố Hs tinh khiết Helminthosporium sacchari Kháng lại độc tố bệnh Mía + + +(Thông qua nhân vô tính) Dịch lọc nuôi cấy nấm Helmithosporium oryzae Kháng lại độc tố bệnh Lúa + + + – Methyl trytophan Cải thiện chất lượng protein Lúa + + + S (2 – amino ethyl) – cystein (AEC) Cải thiện chất lượng protein Lúa + + + Nacl Tăng khả chống mặn Ngô + + + Ứng dụng biến dị soma  Trong cải tiến giống trồng truyền thống, nhà chọn tạo giống phải trồng số lượng lớn nhà kính hay đồng muốn chọn lọc đặc tính cụ thể Nếu làm vậy,số nguyên liệu sử dụng bị giới hạn diện tích có sẵn thời gian Ngoài yếu tố di truyền cản trở đến trình chọn lọc  Các hệ thống nuôi cấy tế bào giúp cho nhà chọn tạo giống có môi trường xác định rõ ràng,nơi mà áp lực chọn lọc làm hàng ngàn tế bào đơn có khả tái sinh thành hoàn chỉnh Như chọn lọc từ lượng nhỏ vật liệu di truyền đồng di truyền xây dựng thử nghiệm nhanh chóng vài đĩa petri hay bình nuôi cấy    Có thể nghiên cứu loài nhiệt đới vùng ôn đới hay ngược lại điều kiện môi trường đặc thù tạo đâu Tạo dòng tế bào nuôi cấy có khả sản xuất chất hoạt tính sinh học với suất cao Tạo giống trồng mang đặc tính biến dị quý