BIẾN DỊ DÒNG VÔ TÍNH (BIẾN DỊ SOMA) TRONG NUÔI CẤY INVITRO.

Trong quá trình nuôi cấy invitro, sự xuất hiện các biến dị soma là một hiện tượng thường gặp, đôi khi là sự tác động nhân tạo (cố tình) để tạo nên các tính trạng mong muốn. Vậy, biến dị soma là gì? Cơ chế tác động ra sao? Khả năng ứng dụng của biến dị soma là gì?...

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC BIẾN DỊ DÒNG VÔ TÍNH (BIẾN DỊ SOMA) TRONG NUÔI CẤY INVITRO GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ LÝ ANH NỘI DUNG TRÌNH BÀY ẾT A ĐẶ T VẤ N ĐỀ C K G UN ID NỘ B ẾN I B DỊ A M SO LU ẬN A ĐẶT VẤN ĐỀ • Trong trình nuôi cấy invitro, xuất biến dị soma tượng thường gặp, tác động nhân tạo (cố tình) để tạo nên tính trạng mong muốn • Vậy, biến dị soma gì? Cơ chế tác động sao? Khả ứng dụng biến dị soma gì? B NỘI DUNG I KHÁI NIỆM VỀ BIẾN DỊ SOMA II NGUYÊN NHÂN XUẤT HIỆN III CƠ CHẾ TẠO BIẾN DỊ SOMA IV ƯU, NHƯỢC ĐIỂM V KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG VI CHỌN LỌC DÒNG BIẾN DỊ VII CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU I KHÁI NIỆM VỀ BIẾN DỊ SOMA BIẾN DỊ LÀ GÌ?  Là biến đổi mà thể sinh vật thu tác động yếu tố môi trường trình tái tổ hợp di truyền  Tạo nên đa dạng vô lớn cá thể sinh vật  Là nguyên nhân tiến hoá nguồn nguyên liệu quan trọng cho chọn giống Somaclonal variation ể tất biến dị th Là khái niệm dùng để ốc từ nuôi cấy có nguồn g ôi nu mô t, ậ v c ự th o tế bà ) in vs Scowcropt , 1981 rk La ( t ậ v c ự th mô y ấ c BIẾN DỊ SO M A Ví dụ: thuốc lá, khoai n dị dòng vô Còn gọi biế tính o sát toàn h toàn thể , khả tây, cà chua Bao gồm đầy đủ tính trọng nông học chiều cao , số nhánh , thời gian sinh trưởng tính trạng hoá sinh khác Là kiểu mẫu tín ế thể a tế bào ch tiến trình biệt hoá củ bào thực vật tính toàn tế Phân biệt khái niệm biến dị đột biến • Biến dị: dùng để mô tả thay đổi cụ thể thường không tuân theo quy luật Mendel trình di truyền chúng • Đột biến: dùng cho trường hợp mà có chứng rõ ràng thể biến đổi di truyền PHÂN LOẠI CÁC BIẾN DỊ DÒNG SOMA BIẾN DỊ KIỂU GEN BIẾN DỊ KIỂU HÌNH PHÂN LOẠI Biến dị kiểu gen Là biến dị có khả di truyền, xảy với tỉ lệ thấp (10 -5 – 10 -10 ) tính thuận nghịch Biến dị kiểu hình Là loại biến dị mà thay đổi kiểu hình không liên quan đến thay đổi trình tự DNA mà liên quan đến thay đổi trình thể gen định , điển hình trình khuếch đại methyl hóa gen Các thay đổi kiểu hình tạm thời, tính di truyền, phục hồi trạng thái ban -3 đầu có tỉ lệ cao (10 ) Tuy nhiên chúng trì suốt chu kì sống cấy tái sinh BIẾN DỊ KIỂU GEN CÁC ĐỘT BIẾN HỆ GEN  Là biến đổi số lượng nhiễm sắc thể  Nguyên nhân: sai khác số CÁC ĐỘT BIẾN GEN HAY ĐB CÁC ĐỘT BIẾN NST ĐIỂM  Là biến đổi cấu trúc nhiễm sắc thể  Là biến đổi mức phân tử  Nguyên nhân: tượng  Nguyên nhân: thay đổi cặp đoạn, đảo đoạn, lặp đoạn, thêm đoạn hay nhân đoạn (tạo nhiễm sắc thể lớn lượng nhiễm sắc thể đa bội, hơn), chuyển đoạn biến đổi dị bội hay thể khảm bazo, số lượng trình tự đặc thù , biểu nhóm đa gen hay thể gen nhảy trình giảm phân 11 KHÁNG AMINOACID VÀ KHÁNG BỆNH CÁC ĐỒNG ĐẲNG KHÁNG THUỐC DIỆT CỎ CÁC HƯỚNG CHỌN L ỌC KHÁNG CÁC ĐỒNG CHỐNG CHỊU VỚI CÁC ĐẲNG BASE CỦA DNA STRESS CỦA MÔI TRƯỜNG KHÁNG KHÁNG SINH 35 BIẾN DỊ DÒNG TẬP TRUNG CHỌN LỌC BIẾN DỊ DÒNG SOMA CHỐNG CHỊU CÁC STRESS SINH HỌC SOMA CHỐNG CHỊU CÁC STRESS PHI SINH HỌC 36 VII CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CHỌN LỌC DÒNG TẾ BÀO SOMA Ở CHUỐI (Musa Acuminata cv Grande Naine) 37 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU • • Cây chuối thuộc họ chuối Musaceae Có nhiều tác nhân để dẫn tới bệnh xảy chuối, vi khuẩn, nấm, đặc biệt bùng nổ nạn dịch virus gây xuất chủng tác nhân gây bệnh gây nguy hiểm tồn toàn công nghiệp sản xuất chuối làm hạn chế nguồn gen cho việc chọn lọc vô tính, hậu nghiêm trọng không ngành sản xuất chuối mà ngành sản xuất khác • Một bệnh quan trọng ngành sản xuất chuối bệnh “Panama” gây nấm Fusarium wilt Chuối bị mắc bệnh 38 HƯỚNG GIẢI QUYẾT • • Từ thực tế trên, nhà chọn tạo giống tìm cách chọn tạo giống cho suất cao chất lượng tốt phương pháp chọn lọc việc chọn lọc dòng biến dị soma Cụ thể Western Galille phía Bắc Israeli, nhà chọn giống tiến hành việc chọn giống chuối thông qua chọn lọc dòng biến dị soma Họ tạo biến dị việc nuôi cấy meristem chuối thời gian dài với nhiều lần cấy chuyển cảm ứng auxin việc nuôi cấy môi trường giàu auxin 39 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP A.Sự đánh giá ban đầu: Vật liệu ban đầu: 300 bụi giống chuối Grande Naine (đã nhân nhanh nuôi cấy meristem) Huấn luyện tháng nhà kính sau chúng đưa tới trồng trạm trồng chuối Western Galille Cách bố trí trồng • Theo mật độ 832 cây/ha • Có hệ thống tưới nhỏ giọt, bón phân biện pháp canh tác khác đạt tiêu chuẩn Western Galille Thu thập liệu bụi để đánh giá năm Năng suất xác định việc tăng trọng lượng buồng/ bụi  dòng ‘5-1’, ‘6-6’, ’37-5’, ’42-5’ thể đặc biệt tốt chọn l ọc để đánh giá tiếp dòng ’17-1’ thể đặc điểm chống chịu lạnh chọn 40 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP B Đánh giá dòng vô tính Tại Israeli Dựa vào kết thí nghiệm trên, dòng tốt nhân nhanh nuôi cấy meristem Tại Philippine Ở hệ thống trồng theo kiểu “hàng rào cây” phạm vi 4,5m + 70 dòng chọn đại diện đối chứng có giá tr ị trung bình c + Cây xếp theo hàng hình tam giác với khoảng cách 1.25m 300 gốc ban đầu + Mật độ: 1973 cây/ha + Vật liệu gồm vi nhân giống cứng cáp, tháng sau huấn luyện + Cây tưới nhỏ giọt bón phân tùy theo điều kiện Philippine Thí nghiệm bố trí theo kiểu ngẫu nhiên với khoảng cách tr ồng nh nói Số buồng/cây trọng lượng buồng ghi lại 10 lần nhắc lại (trừ đầu cuối hàng) + Cả thảy 20-30 buồng/lần nhắc 120 buồng/dòng đánh giá năm + Thí nghiệm chia làm khu đất, khu đất trồng dòng Israeli giống đối chứng dòng từ Ecuado với tỉ lệ 1:1 Mỗi mảnh đất rộng 50ha 41 CẢM ỨNG BIẾN DỊ • • • Bằng việc nuôi cấy thời gian dài meristem điều kiện invitro Meristem cấy chuyển nhiều lần (23 lần) để gây dòng biến dị soma Những ống nghiệm chuyển vào môi trường giàu GA (1 loại chất điều tiết sinh trưởng Gibberellin) (10ppm GA3) • Phân tích cảm ứng GA kiểm tra việc đo keo dài khoảng cách lóng invitro sau tuần nuôi môi trường có bổ sung GA • Những thí nghiệm đánh giá tiếp dòng biến dị soma thực điều kiện bên Theo dõi thích nghi với khí hậu cách trồng chậu đặt chúng nhà kính kho ảng 16 tu ần trước chọn lọc 42 KẾT QUẢ A SỰ CHỌN LỌC BAN ĐẦU  Ngoài 300 bụi trồng năm 1984, dòng chọn lọc thí nghiệm cho kết tốt đối chứng  dòng chọn cho số lượng buồng nhiều đối chứng 35-75% bụi Trọng lượng trung bình buồng tất dòng ch ọn v ượt đ ối ch ứng 2.9-7.3kg Vì suất dòng chọn l ọc cao gần gấp đôi đ ối ch ứng, dòng ’17-1’ cao 50% 43 KẾT QUẢ B ĐÁNH GIÁ DÒNG CHỌN LỌC TẠI VÙNG ISRAEL - Về trọng lượng buồng/ + ‘5-1’ ’17-1’ đối chứng chu kỳ + ’42-5’ thấp đối chứng chu kỳ - Về số lượng buồng/ha + Chu kỳ 3: ’17-1’, ’42-5’ ’37-5’ vượt đối chứng + ’6-6’, ’5-1’ thấp tương đối chứng + Chu kỳ 4: tất đối chứng, ’37-5’ cao chu kỳ - Kết suất thu dòng chọn lọc cao đối chứng 44 KẾT QUẢ C SO SÁNH DÒNG ĐÃ CHỌN VỚI DÒNG ĐỊA PHƯƠNG PHILIPPIN - Trong giai đoạn thí nghiệm 20 tháng, dòng ch ọn sau đ ược mang v ề trồng từ Israel cao giống địa ph ương - Trọng lượng buồng dòng đột biến bình thương đ ều tăng d ần t 1/1995 đạt cực đại vào tháng 10 Trọng lượng dòng giảm năm 1996 S ự khác dòng thể rõ từ tháng 4/1995 45 KẾT QUẢ D ĐẶC ĐIỂM CỦA BIẾN DỊ DI TRUYỀN • Biến dị dòng tế bào soma tạo quan sát qua nh ạy c ảm nhiều hay với GA nuôi cấy mô • • Sự nhạy cảm khác khác Kiểu gen lùn có chiều dài ngắn 40% so với kiểu hình bình th ường thể mẫn cảm với GA Tuy nhiên ki ểu gen siêu lùn không gây mẫn cảm với GA 46 C KẾT LUẬN • Như vậy, biến dị soma tượng phổ biến trình nuôi cấy mô tế bào thực vật, đem lại nguồn nguyên liệu quan trọng chọn tạo giống trồng • Cần hiểu rõ tượng để áp dụng cách phù hợp để thu tính trạng mong muốn 47 Tài liệu tham khảo • • • • • Tailieu.vn Thuviensinhhoc.com Ebook.edu.vn Bài giảng PGS.TS Nguyễn Thị Lý Anh Wekipedia 48 CẢM ƠN SỰ LẮNG NGHE CỦA CÔ VÀ CÁC BẠN ... ràng thể biến đổi di truyền PHÂN LOẠI CÁC BIẾN DỊ DÒNG SOMA BIẾN DỊ KIỂU GEN BIẾN DỊ KIỂU HÌNH PHÂN LOẠI Biến dị kiểu gen Là biến dị có khả di truyền, xảy với tỉ lệ thấp (10 -5 – 10 -10 ) tính thuận... sẵn có mức độ cao dòng trẻ Các loài có độ b ội cao s ố l ượng NST nhiều có tính biến dị lớn 17 Tác động yếu tố trình nuôi cấy • • Thời gian nuôi số lần cấy chuyển: Việc nuôi cấy dài ngày điều... NỘ B ẾN I B DỊ A M SO LU ẬN A ĐẶT VẤN ĐỀ • Trong trình nuôi cấy invitro, xuất biến dị soma tượng thường gặp, tác động nhân tạo (cố tình) để tạo nên tính trạng mong muốn • Vậy, biến dị soma gì?