Hệ thống tái sinh cây

Hệ thống tái sinh cây

1HỆ THỐNG TÁI SINH HỆ THỐNG TÁI SINH 2Hệ thống tái sinh •Đặc điểm của hệ thống tái sinh •Cơ sở khoa học của tái sinh cây3. Các phương thức nuôi cấy tái sinh cây Môi trường nuôi cấy 1. Các yêu cầu kỹ thuật chung 2. Các loại Môi trường 3Hệ thống tái sinhHệ thống tái sinhĐặc điểm chung Tính toàn năng của tế bào thực vật Khả năng tái sinh in vitro Mô, tế bào thực vật Có khả năng tái sinh và biến nạp Có khả năng tái sinh hoặc biến nạp Không có khả năng tái sinh và biến nạp Khả năng tái sinh phụ thuộc:•Dạng vật liệu ban đầu dùng để biến nạp (phôi non, m mô sẹo, cuống lá, lá mầm, mẩu lá, thân mầm, hoặc chồi …) cuống lá, lá mầm, mẩu lá, thân mầm, hoặc chồi …) •Các yếu tố: kiểu gen, tuổi mô, các chất điều hoà sinh trưởng, nhiệt độ, ánh sáng. 4•Từ bất kỳ bộ phận nào của thực vật đều có thể tái sinh thành hàng ngàn thậm chí hàng triệu cá thể giống hệt cây mẹMô phân sinhMô khácThân, rễ, lá Hoa, quả, bẹ láNuôi cấy môCây conTính toàn năng của tế bào Hệ thống tái sinhHệ thống tái sinh Tính toàn năng của tế bào Hệ thống tái sinhHệ thống tái sinhHiện tượng biệt hóa, phản biệt hóa và tái biệt hóaBiệt hóa là sự biến đổi của tế bào từ trạng thái tế bào phôi cho đến khi thể hiện một chức năng nào đó. Các tế bào dùng trong nuôi cấy đều đã biệt hóa về cấu trúc và chức năng từ tế bào phôi. Trong những điều kiện thích hợp, có thể làm cho những tế bào này quay trở lại trạng thái của tế bào đầu tiên đã sinh ra chúng - tế bào phôi và qúa trình đó gọi là qúa trình phản biệt hóa.Thực vật: tế bào phôi non, tế bào mô phân sinh, tế bào của cơ quan sinh sản (hạt phấn, noãn) rất dễ xảy ra qúa trình phản biệt hóa. Khả năng hình thành cơ quan hay cơ thể của các tế bào thực vật là giảm dần theo chiều hướng từ ngọn xuống gốc. 7Các phương thức nuôi cấy – tái sinhNuôi cấy tế bào đơn Nuôi cấy mô và cơ quan tách rời Nuôi cấy mô phân sinh Nuôi cấy bao phấn và hạt phấn Nuôi cấy phôi Nuôi cấy protoplast 8Hệ thống tái sinhHệ thống tái sinhNuôi cấy tế bào đơn Tế bào đơn môi trường lỏng Dòng tế bào - Dòng tế bào cho phép tách riêng từng tế bào rất dễ dàng. - Các tế bào trong dòng tế bào có độ đồng nhất cao. - Tế bào đơn được nuôi cấy trong môi trường lỏng thường có nhân to hơn, nguyên sinh chất đậm đặc hơn so với tế bào nguyên thủy trong mô thực vật. - Tế bào đơn được nuôi cấy trong môi trường lỏng thường chứa nhiều hạt tinh bột (năng lượng dự trữ của thực vật). - Tế bào có khả năng phân chia trong khoảng 24 – 72 giờ. - Tế bào bị mất tính toàn năng. - Tế bào bị tăng mức bội thể. Nuôi cấy mô và cơ quan tách rời - Nuôi cấy mô so với nuôi cấy cơ quan tách rời đòi hỏi bổ sung thêm các chất hữu cơ chứa N (axit amin) và đặc biệt là chất điều hòa sinh trưởng, vì mô tách rời không có khả năng tổng hợp những chất này. Lựa chọn mẫu có tầm quan trọng đặc biệt: mẫu phải ở tình trạng sinh lý tốt và đang phát triển, đó là những phần non của cây hoặc phôi hợp tử trưởng thành như mầm, phần trên lá mầm, chồi bên của lá thứ nhất hay thứ hai, nơi chứa nhiều tế bào mô phân sinh.Nuôi cấy mô và cơ quan tách rời được ứng dụng trong nghiên cứu điều kiện sinh trưởng đối với một bộ phận hoặc một mô của cây; nhân nhiều và nhanh cây in vitro, tạo mô sẹo phục vụ cho các nghiên cứu cơ bản như chọn dòng tế bào, đột biến soma 10Nuôi cấy mô phân sinh Mô phân sinh chứa các tế bào non trẻ, phân chia mạnh, lại không bị virus xâm nhập Nuôi cấy mô phân sinh được dùng trong các trường hợp:- Tạo ra những giống cây sạch virut từ những giống bị bệnh (phục tráng giống)- Nhân giống in vitro- Tạo cây đa bội thông qua xử lý colchicine.- Nghiên cứu qúa trình hình thành cơ quan [...]... bào trần (protoplast) Tế bào thực vật bị phá bỏ toàn bộ lớp vỏ bao bọc chỉ còn lại khối nguyên sinh chất được bao bởi màng nguyên sinh được gọi là tế bào trần (protoplast) Các tế bào trần sau khi được nuôi cấy trên môi trường thích hợp thì tái tạo thành tế bào, phát triển thành khối mô sẹo và tái sinh thành cây hoàn chỉnh - Chọn lọc các dòng tế bào vô tính có các tính trạng đặc biệt do sự di truyền của... hay hạt phấn chưa thành thục trên môi trường dinh dưỡng để tạo ra cây đơn bội Số nhiễm sắc thể của cây đơn bội được nhân đôi để tạo ra cây lưỡng bội đồng hợp tử hoàn toàn, gọi là thể đơn bội kép Việc nuôi cấy bao phấn rất có ích đối với nhà chọn giống vì thế đơn bội kép có thể được sử dụng để làm các dòng thuần ở cả cây tự thụ phấn và cây giao phấn Nuôi cấy noãn chưa thụ tinh Nuôi cấy phôi Loài dại... mong muốn vào tế bào trần rồi tái sinh thành cây - Dung hợp tế bào trần từ những loài cách xa nhau về mặt di truyền, không thể áp dụng lai hữu tính bình thường Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy Ánh sáng Nhiệt độ Độ ẩm pH Phải chọn được các điều kiện trên thích hợp để thực hiện được tính toàn năng của tế bào 15 Chất dinh dưỡng Khác Phát sinh cơ quan, hình thành cây Ánh sáng Đòi hỏi đối với... 1500-2000 LUX Bóng tối đối với một số trường hợp như tạo củ, tạo callus 16 Chất lượng quang phổ: dải tần 230-780 nm Phát sinh cơ quan, hình thành cây Chu kỳ chiếu sáng 16/24; hoặc 8/24 Vai trò của ánh sáng Ảnh hưởng đến phát sinh hình thái Kích thích tạo diệp lục Cung cấp chất dinh dưỡng cho cây Khi tạo callus, tạo củ, lưu giữ quỹ gen- cần cường độ ánh sáng thấp 17 Phương pháp bố trí ánh sáng trong phòng... điều hoà sinh trưởng 28 6) Phụ gia hữu cơ giá thể 1) Các muối khoáng đa lượng 2) Các muối khoáng vi lượng 3) Vitamin 4) Nguồn cacbon 29 Muối khoáng đa lượng: lớn hơn 30 mg/L N; S; P; K; Mg; Ca Nitơ: NO3, NH4 Lưu huỳnh: SO4 Phospho: PO4 Muối khoáng vi lượng: nhỏ hơn 30 mg/L Fe; B; Mn; Cu; Zn; Co; I: Mo Fe: Thường dùng với NaEDTA Bo: thiếu ->Mô nuôi cấy hoá mô sẹo mạnh, mong nước, khả năng tái sinh kém;... có vai trò trong sinh tổng hợp thành tế bào Mô thực vật chủ yếu sống bằng phương pháp dị dưỡng, Có thể tổng hợp chất hữu cơ nhờ quang hợp Thường dùng đường sucrose, có thể dùng glucose Fructose, malnose kém hiệu quả Manitol, sorbitol: dùng để ổn định áp suất thẩm thấu Các nguồn carbon khác kém hiệu quả CÁC CHẤT ĐIỀU HOÀ SINH TRƯỞNG THỰC VẬT (GROWTH REGULATOR) 30 Các chất điều hoà sinh trưởng thực vật... Auxin Tác dụng: Kính thích sinh trưởng, kéo dài tế bào Kích thích sự hình thành rễ Kém bền vững Bị phá huỷ dưới tác động của nhiệt độ và ánh sáng Phân loại -Auxin tự nhiên: IAA - Auxin tổng hợp: NAA, 2,4-D; IBA 32 Indol acetic acid (IAA) • Có mặt ở hầu hết các mô thực vật, là auxin tự nhiên, được tổng hợp ở lá non, đỉnh sinh trưởng đang phát triển mạnh CH2 Vận chuyển IAA trong cây COOH NH IAA tạo thành... nhiệt độ: duy trì sự phát triển bình thường của thực vật Tuỳ theo mục đích người ta sử dụng các chế độ nhiệt độ khác nhau để sự sinh trưởng và phát triển của thực vật được tối ưu Lưu giữ quỹ gen dùng nhiệt độ thấp từ 4-20 độ Nhiệt độ tối ưu thường dùng 25-27 độ C Khi chuẩn bị cho cây ra ngoài có thể tăng dần nhiệt độ 20 Phương pháp duy trì nhiệt độ phòng nuôi Ở Xứ lạnh – chủ yếu phải tăng nhiệt độ bằng... trình vận chuyển tích cực Tác dụng sinh học của IAA 33 • IAA có liên quan đến tất cả các quá trình hoạt động sống của thực vật • IAA cần thiết để khởi động việc tổng hợp tổng hợp ADN • Dưói tác động của IAA bầu nhuỵ phát triển thành quả • IAA cần thiết cho vịêc phân hoá tế bào • IAA kích thích việc hình thành rễ • Làm chậm quá trình già và rụng của lá, quả Tác dụng sinh học của IAA Trung tâm trội ở... diclo phenoxy Acetic Acid (2,4-D) •2,4-D là auxin tổng hợp, không có trong tự nhiên Tác dụng: tương tự như IAA, nhưng mạnh hơn IAA •Là thuốc diệt cỏ Ỏ nồng độ thấp có tác dụng như kích thích sinh trưởng •Kính thích sinh trưởng, kéo dài tế bào •Kích thích sự hình thành rễ •Phối hợp với các cytokinin kích thích tạo thành mô sẹo 36 O CH2 Cl Cl COOH . 1HỆ THỐNG TÁI SINH HỆ THỐNG TÁI SINH 2Hệ thống tái sinh •Đặc điểm của hệ thống tái sinh •Cơ sở khoa học của tái sinh cây3 . Các phương thức nuôi cấy tái. phân sinhMô khácThân, rễ, lá Hoa, quả, bẹ láNuôi cấy m Cây conTính toàn năng của tế bào Hệ thống tái sinhHệ thống tái sinh Tính toàn năng của tế bào Hệ thống