nuôi cấy mô tế bào thực vật

Đặt vấn đề: Trên thế giới: Giống cây trồng , vật nuôi nhân vô tính và chuyển gen mang những đặc điểm nông sinh quí giá mà các phương pháp truyền thống không tạo ra được là một trong nhữ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

******************

TIỂU LUẬN

ĐỀ TÀI: " NHÂN GIỐNG CÂY TRỒNG IN VITRO"

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Lý Anh

Nhóm sinh viên thực hiện: 1.Nguyễn Thị Vân Anh

2.Phạm Thị Dung 3.Chu Thùy Dương 4.Ngô Thị Hồng Giang 5.Nguyễn Thị Hòa (510245) 6.Nguyễn Thị Hương (510248) 7.Nguyễn Thị Liên (510265)

MỤC LỤC:

1 Đặt vấn đề

2 Nội dung

2.1 Khái niệm nhân giống in vitro

2.2 Các phương pháp nhân giống vô tính

2.3 Quy trình nhân giống in vitro

2.4 Ứng dụng nhân nhanh in vitro

2.5 Quy trình nhân giống in vitro trên cây chuối 2.6 Khó khăn của kỹ thuật nhân giống in vitro

1 Đặt vấn đề:

Trong chiến lược phát triển nông

nghiệp hiện nay, việc nhân nhanh giống cây trồng bằng in vitro nhằm sản xuất giống cây trồng có chất lượng cao, sạch bệnh ngày càng được quan tâm và có nhiều thành tựu đáng kể.

1 Đặt vấn đề:

 Trên thế giới:

Giống cây trồng , vật nuôi nhân vô tính và chuyển gen mang những đặc điểm nông sinh quí giá mà các phương pháp truyền thống không tạo ra được là một trong những mục tiêu hàng đầu của quá trình phát triển công nghệ sinh học của nhiều nước công nghiệp trên thế giới

 Ở Việt Nam:

Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật đã được du nhập từ những năm 1960 tại miền Nam và vào đầu những năm 1970 tại miền Bắc Tuy nhiên chỉ từ cuối những năm 1980 trở lại đây công nghệ mô - tế bào mới phát triển mạnh mẽ và nhanh chóng, nhiều phòng thí nghiệm, nghiên cứu

đã được xây dựng và triển khai ở hầu khắp các tỉnh thành trong cả nước Lĩnh vực áp dụng rộng rãi công nghệ nuôi cấy mô - tế bào thực vật là lĩnh vực nhân giống, bảo quản nguồn gen cây trồng.

1 Đặt vấn đề:

Sản xuất hoa thương mại

2 Nội dung

2.1.Khái niệm nhân giống in vitro:

• Nuôi cấy mô tế bào thực vật (nuôi cấy in vitro) là

phạm trù khái niệm để chỉ chung cho tất cả các loại nuôi cấy nguyên liệu thực vật hoàn toàn sạch các

vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo

trong điều kiện vô trùng

• Nhân giống in vitro là quá trình sản xuất một lượng lớn cây hoàn chỉnh từ các bộ phận, cơ quan như chồi, mắt ngủ, vảy củ, đoạn thân, lá…của cây mẹ ban đầu thông qua kĩ thuật nuôi cấy in vitro

2.2 Các phương pháp nhân giống vô tính

Nhân giống vô tính có 5 phương pháp: Tách cây, chiết

cành, giâm cành,ghép cành và nuôi cấy mô

• Tách cây: Đào cây

2.2 Các phương pháp nhân giống vô tính

2.2 Các phương pháp nhân giống vô tính

2.2 Các phương pháp nhân giống vô tính

2.2 Các phương pháp nhân giống vô tính

Ưu, nhược điểm của các phương pháp trên

- Phụ thuộc vào mùa vụ

- Tốn công lao động, đất đai và thời gian

- Một số cây trồng không áp dụng được

- Cây giống dễ bị thoái hoá qua một số thế hệ

2.2 Các phương pháp nhân giống vô tính

• Ưu điểm của nhân giống in vitro:

- Hệ số nhân giống nhanh

- Cho ra các cá thể tương đối đồng nhất về mặt di truyền

- Có thể nhân giống cây trồng ở quy mô công nghiệp (kể

cả trên các đối tượng khó nhân bằng phương pháp

thông thường)

- Chủ động kế hoạch sản xuất

- Tạo được cây sạch virus

- Các cây sau nhân in vitro có xu hướng được trẻ hóa nên nâng cao hiệu quả nhân bằng các phương pháp thông thường sau đó

Hạn chế của kĩ thuật nhân

giống in vitro

- Chi phí cao so với các phương pháp nhân giống vô tính khác nên giá thành không cạnh tranh

- Không phải bất cứ loại cây nào cũng có

thể vi nhân giống

- Một số loài cây trồng rất dễ bị biến dị khi nhân giống in vitro

Phòng thí nghiệm đòi hỏi trang

thiết bị, hóa chất tốn kém

2.3 Quy trình nhân giống in vitro

b2

b6

b4 b3

b5

2.3 Quy trình nhân giống in vitro

Bước 1: Chọn lọc và chuẩn bị cây mẹ

• Trước khi tiến hành nhân giống in vitro cần chọn lọc cẩn thận các cây mẹ (cây cho nguồn mẫu nuôi cấy).

• Các cây này cần phải sạch bệnh, đặc biệt là bệnh virus

và ở giai đoạn sinh trưởng mạnh.

• Việc trồng các cây mẹ trong điều kiện môi trường thích hợp với chế độ chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh hiệu quả trước khi lấy mẫu sẽ làm giảm tỉ lệ mẫu nhiễm, tăng khả năng sống và sinh trưởng của mẫu cấy in vitro.

•

Bước 2: Nuôi cấy khởi động.

• Là giai đoạn khử trùng đưa mẫu vào nuôi cấy in vitro Giai đoạn này cần đảm bảo các yêu cầu: tỷ

lệ nhiễm thấp, tỷ lệ sống cao, mô tồn tại và sinh trưởng tốt

Khi lấy mẫu cần chọn đúng loại mô, đúng giai

đoạn phát triển của cây: mô non, ít chuyên

hóa( đỉnh chồi, mắt ngủ, lá non, vảy củ…)

Xác định chế độ khử trùng mẫu cấy thích hợp: thường dùng các chất: HgCl2 0.1% xử lý trong 5- 10 phút, Na0Cl, Ca(0Cl)2 5-7% xử lý trong

15- 20 phút, hoặc H2O2, dung dịch Br…

Bước 3: Nhân nhanh

• Là giai đoạn kích thích mô nuôi cấy phát

sinh hình thái và tăng nhanh số lượng

thông qua các con đường: hoạt hóa chồi nách, tạo chồi bất định và tạo phôi vô tính.

• Vấn đề là phải xác định được môi trường

và điều kiện ngoại cảnh thích hợp để có

hiệu quả là cao nhất Theo nguyên tắc

chung môi trường có nhiều cytokinin sẽ

kích thích tạo chồi chế độ nuôi cấy

thường là: 25-27o C, 16h chiếu sáng/ngày,

Bước 4: Tạo cây in vitro hoàn

chỉnh

• Để tạo rễ cho chồi, người ta chuyển chồi từ môi

trường nhân nhanh sang môi trường tạo rễ Môi

trường tạo rễ thường được bổ sung một lượng nhỏ auxin Một số chồi có thể phát sinh rễ ngay sau khi chuyển từ môi trường nhân nhanh giàu cytokinin

sang môi trường không chứa chất điều tiết sinh

trưởng

• Đối với các phôi vô tính thường chỉ cần gieo chúng trên môi trường không có chất điều tiết sinh trưởng hoặc môi trường có chứa nồng độ thấp của xytokinin

để phôi phát triển thành cây hoàn chỉnh.

Bước 5: Thích ứng cây in vitro

ngoài điều kiện tự nhiên.

• Để đưa cây từ ống nghiệm ra vườn ươm với tỷ lệ sống cao, cây sinh trưởng tốt cần đảm bảo một

số yêu cầu:

hình thái nhất định( số lá, số rễ chiều cao cây)

sạch, tơi xốp, thoát nước

sáng của vườn ươm cũng như có chế độ dinh

dưỡng phù hợp

• Nhân nhanh kết hợp với làm sạch virus

• Bảo quản nguồn gen in vitro

2.4 Ứng dụng nhân nhanh in

vitro

• Duy trì và nhân nhanh

các kiểu gen quý làm

vật liệu cho công tác

giống

Ví dụ: nhân giống cây

trầm hương (Aquilaria

crassna)

• Nhân nhanh các loài hoa, cây cảnh khó

trồng bằng hạt Ví dụ: nhân nhanh hoa lan

2.4 Ứng dụng nhân nhanh in vitro

2.4.Quy trình nhân giống in vitro trên cây

chuối

2.4 Quy trình nhân giống in vitro

trên cây chuối

Bước 1: Chọn lọc cây mẹ và giám định bệnh Chọn

lọc cây mẹ đầu dòng ưu tú bao gồm chọn các đặc tính tốt của cây như: sinh trưởng khoẻ mạnh,

năng suất cao, chất lượng quả ngon và phải đúng giống Cây sau đó được giám định kiểm tra các

loại bệnh do virus như BBTV, CMV, BSV bằng

kỹ thuật PCR Các cây được chọn lọc phải hoàn toàn sạch các bệnh nêu trên, sau đó, được trồng trong nhà lưới để thu chồi nhân giống

2.4.Quy trình nhân giống in vitro trên cây chuối

• Bước 2: Tạo chồi ban đầu và nhân chồi in-vitro.

- Con chuối có chiều cao từ 0,5-1,0 m lấy từ cây mẹ đầu

dòng (bước 1), tách bỏ những lớp thân giả và phần rễ củ bên ngoài, khử trùng bằng dung dịch cồn 70%.

- Mẫu cấy có kích thước 1,5 x 1,5 x 1,0 cm được đưa vào môi trường tái sinh chồi (MS + 4 mg/l BA + 0,5 mg/l IAA + 30g/l sucrose +0,9 % agar Hạ Long)

- Sau 4-5 tuần, khoảng 10-12 chồi/ mẫu cấy sẽ được tái sinh

- Tách mẫu cấy đã tái sinh ra từng cụm nhỏ mang 3-4 chồi, cấy sang môi trường nhân nhanh cụm chồi (MS +5mg/l BA +0,1 mg/l IAA + Ademin 80 mg/ l+ 30g/l sucrose + 0,9 % agar

Hạ Long), cấy chuyền sau 4-5 tuần/ lần Số lần cấy chuyền

2.4.Quy trình nhân giống in vitro trên cây

chuối

• Bước 3: Tái sinh cây hoàn chỉnh

Môi trường tái sinh (MS BAP 2 mg/l + 20g/

l sucrose + than hoạt tính 0,1-0,15%) sẽ được bổ sung vào bình nuôi cấy nhằm

giúp chồi vươn dài và ra rễ sau 3-4 tuần nuôi cấy.

2.4.Quy trình nhân giống in vitro trên cây

chuối

• Bước 4: Ra ngôi cây trong nhà lưới

Cây tái sinh trong bình cấy sẽ được chuyển ra nhà lưới giữ trong điều kiện mát sau 2-3 tuần trước khi ra ngôi Cây ra ngôi cao trên 5 cm sẽ được trồng trực tiếp trong bầu đất phân gà + bao trái, xơ dừa + cát (1:1:1:1) còn những cây nhỏ hơn sẽ được chăm sóc tập trung trong

khay nhựa khoảng 2-3 tuần rồi mới chuyển ra bầu đất Cây con trước khi trồng phải đạt tiêu chuẩn cao từ 20-30 cm và mang 6-7 lá

2.4 Quy trình nhân giống in vitro

trên cây chuối

2.4 Quy trình nhân giống in

vitro trên cây chuối

2.4 Quy trình nhân giống in

vitro trên cây chuối

2.6 Khó khăn của kĩ thuật nhân

gây nhiễm môi trường sau

1 tuần nuôi cấy Vài loài vi

khuẩn thường gây nhiễm:

2.6 Khó khăn của kĩ thuật nhân

giống in vitro

• Tính bất định về mặt di truyền:

Kỹ thuật nhân giống vô tính áp dụng với mục đích tạo

quần thể cây trồng đồng nhất với số lượng lớn nhưng

phương pháp cũng tạo ra những biến dị tế bào soma qua nuôi cấy mô sẹo.

• Hiện tượng thủy tinh thể:

Trong nuôi cấy mô cũng thường gặp hiện tượng thủy tinh thể mẫu nuôi cấy Khi chuyển ra khỏi bình nuôi cấy, cây

con dễ bị mất nước và tỷ lệ sống sót thấp Dạng này

thường thấy khi nuôi cấy trên môi trường lỏng hay môi

trường bán rắn, đặc biệt khi sự trao đổi khí thấp, quá trình thoát hơi nước tập trung trong cây.

2.6 Khó khăn của kĩ thuật nhân

giống in vitro

• Việc sản xuất các chất gây độc từ mẫu cấy:

Thường chúng ta hay thấy hiện tượng hóa nâu hay hoá đen mẫu làm sinh trưởng của mẫu bị ngăn chặn hay hư mẫu Hiện tượng này là do mẫu nuôi cấy có chứa các hợp chất Tannin và Hydroxyphenol, có nhiều trong mô già hơn

trong mô non Các phân tử Phenol làm nâu mẫu Cattleya

là Eucomic acid và Tyramina Để khắc phục hiện tượng đó

ta dùng: Than hoạt tính, Polyvinylpyrolidone (PVP),chất khử: ascorbic acid, citric acid, L-cystein hydrochloride, ditheithreitol, glutathione và mecaptoethanol

3 Kết luận:

Với lợi thế tạo ra lượng cây giống lớn, đồng đều,

sạch bệnh… nhân giống cây trồng ứng dụng nuôi cấy mô tế bào thực vật đã mở ra hướng mới cho nền sản xuất nông nghiệp hàng hóa hiện nay

Nhân giống in vitro là một hướng phát triển mới cần phải được quan tâm, đầu tư và phát triển thêm

Nhiệm vụ của các nhà nuôi cấy mô tế bào thực vật

là tiếp tục xây dựng và hoàn thiện các quy trình

nhân giống in vitro với các cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao, đáp ứng nhu cầu thị trường