Lai Tế bào Soma

157 Chương 8 Lai Tế bào Soma I. Vấn đề lai ghép ở thực vật Lai ghép hay là lai dinh dưỡng từ lâu đã được thực hiện ở thực vật và có ý nghĩa trong thực tiễn trồng trọt các cây ăn trái, cây cảnh …Lai dinh dưỡng bằng ghép là lai soma, nhưng thực chất thì cây lai dinh dưỡng là một loại cơ thể khảm vừa mang các tế bào và mô của gốc ghép và cành ghép. Giữa các tế bào của mô gốc ghép và cành ghép có thể có sự trao đổi thông tin điều chỉnh sự trao đổi chất tạo cho cành ghép có một số tính chất của gốc ghép, nhưng không xảy ra sự hợp nhân. Vì vậy các tính trạng trung gian chỉ có ở thế hệ cành ghép, khi đem gieo các hạt của cành ghép thì thế hệ sau không còn có tính trạng trung gian vì hạt được hình thành từ hệ gene của cành ghép. Khác với tế bào động vật, tế bào thực vật có thành tế bào là lớp bao ngoài cùng. Thành tế bào gồm cellulose, hemicellulose và pectin. Nếu thành tế bào bị tách bỏ, tế bào thực vật chỉ còn lớp màng sinh chất bọc ngoài gọi là tế bào trần hay protoplast. Khi các protoplast tiếp xúc nhau thì chúng có thể hợp nhất lại làm một. Vì tế bào thực vật có thành tế bào, nên trước đây trong môt thời gian dài,người ta cho rằng kỹ thuật dung hợp protoplast chỉ giới hạn ở các tế bào động vật. Mãi cho đến năm 1960, sau những nghiên cứu thành công của Cocking với việc dung một hỗn hợp các enzyme để tách bỏ thành tế bào thực vật, thì kỹ thuật dung hợp protoplast mới được áp dụng ở thực vật. Tuy nhiên, nó chỉ thực sự phát triển mạnh mẽ và có xu hướng được ứng dụng trong chọn giống chỉ sau khi các kết quả nghiên cứu về việc tái sinh hoàn chỉnh cây thuốc lá từ protoplast của Takebe (1971) và việc tái sinh cây thuốc lá lai do dung hợp protoplast giữa 2 loài N. tabacum và N. langsdorffi của Carlson (1972). II. Đại cương về lai tế bào soma và công nghệ tế bào thực vật Tế bào thực vật khác biệt với tế bào động vật về nhiều đặc tính trong đó có đặc tính là tế bào thực vật có thành cellulose bao quanh (cell wall) sau đó đến màng nguyên sinh (membrane). Thành cellulose giữ cho tế bào thực vật có hình dáng nhất định, còn các hợp chất pectin nằm trong thành có nhiệm vụ liên kết gắn các tế bào với nhau thành mô. Màng nguyên sinh cho phép protoplast có thể hấp thu vào tế bào các đại phân tử (acid nucleic, protein) thậm chí cả các cơ quan tử như lục lạp, ty thể. Nếu để các 158 protoplast cạnh nhau, chúng có thể hòa làm một, đó là hiện tượng dung hợp tế bào. Nếu các protoplast có nguồn gốc từ các tế bào soma thuộc các giống, loài hoặc chi dung hợp lại thì có thể dẫn đến hiện tượng lai tế bào soma. Sự ra đời của kỹ thuật protoplast cho phép tạo ra những tái tổ hợp di truyền giữa các đơn vị phân loại xa (loài hay chi) mà mà bằng phương pháp lai hữu tính khó hoặc không thể đạt được. Trong quá trình dung hợp, bên cạnh sự kết hợp của các genome nhân, còn có thể xảy ra sự hợp nhất tế bào chất giữa các protoplast. Nhờ vậy, một số tính trạng do các gene trong tế bào chất kiểm soát như tính bất thu, có thể chuyển từ cây này sang cây khác nhờ kỹ thuật này. III. Phương pháp tạo tế bào trần Có một số phương pháp phân lập protoplast sau đây: 1. Phương pháp cơ học Cho miếng mô vào dung dịch ưu trương để khối tế bào chất cùng màng sinh chất tách khỏi vỏ cellulose. sử dụng kim nhọn và dao phẩu tích để cắt các mô cùng lớp vỏ, sau đó ngâm vào môi trường nuôi cấy pha loãng, tế bào chất sẽ phồng to và tách khỏi vỏ cellulose ra ngoài, tạo thành các protoplast tự do. Phương pháp này cho hiệu suất thấp. Sự phân lập protoplast của thực vật bậc cao bằng phương pháp cơ học được Klercker tiến hành đầu tiên vào năm 1892. Nói chung, các protoplast được phân lập từ các tế bào không bào hóa cao của các mô dự trữ như chồi hành (bulbs) và vảy hành (scales) của các loài thân hành, rễ củ cải, vỏ quả giữa của dưa chuột và rễ củ cải đường. 2. Phương pháp sử dụng enzyme Phương pháp này có hiệu quả cao hơn rất nhiều so với phương pháp cơ học. Phương pháp enzyme cho phép tách được hàng gram protoplast. Do vách tế bào có thành phần gồm pectin, cellulose, hemicellulose, nên sử dụng enzyme pectinase, cellulase, hemicellulase để phân hủy lớp vỏ tạo tế bào trần. Tùy theo loại mô và cây được sử dụng, người ta thay đổi nồng độ enzyme thích hợp. Protoplast thực chất là tế bào trần không có thành nên có thể tách được từ nhiều nguồn khác nhau như các bộ phận của cây (lá, rễ, hạt phấn …), callus, tế bào đơn,… Để protoplast không bị vỡ sau khi thành cellulose bị phân hủy, phải bổ sung những chất tăng áp lực vào dung dịch enzyme để duy trì thẩm thấu giữa nội bào và môi trường bên ngoài. 159 Hình 8.1. Protoplast thuốc lá IV. Liên kết và dung hợp tế bào trần 1. Dung hợp protoplast và lai vô tính tế bào thực vật 1.1. Xử lý bằng NaNO 3 Năm 1970, Power và cs. Đã dung NaNO 3 (0,25 M) kích thích dung hợp hai protoplast. Carlson và cs. (1972) cũng dung phương pháp này để sản xuất cây lai đầu tiên (Nicotiana glance × N. langsdorffii). Tuy nhiên phương pháp này cho hiệu suất thấp vì NaNO 3 không thích hợp với tế bào bị không bào hoá mạnh như protoplast từ nhu mô lá. 1.2. Xử lý bằng PEG Tác nhân kích thích dung hợp là PEG (polyethylene glycol). Nồng độ và trọng lượng phân tử của PEG quyết định sự thành công của thí nghiệm dung hợp. PEG có trọng lượng phân tử thấp (<100) không thể tạo ra một sự dính chặt chắc chắn, trong khi PEG trọng lượng phân tử 6000 cho hiệu quả dung hợp cao hơn. Xử lý PEG cùng với pH/Ca 2+ có hiệu quả tăng tần số dung hợp và khả năng sống sót của protoplast. PEG có hai tác dụng: hoặc cung cấp cầu nối để Ca 2+ có thể liên kết các bề mặt màng với nhau hoặc dẫn đến sự rối loạn điện tích bề mặt màng trong suốt quá trình rửa giải. 1.3. Dung hợp bằng điện Phương pháp này đơn giản hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn dung hợp bằng hóa chất. Điều quan trọng hơn cả là dung hợp bằng điện không gây độc đối với tế bào như thường tìm thấy ở các protoplast hoặc các thể dị nhân được xử lý bằng PEG. Senda và cs. (1979) là những người đầu tiên nghiên cứu theo hướng dung hợp bằng điện ở Rauwolfia. Sau đó Zimmermann và Scheurich 160 (1981) cũng đã chứng minh rằng các protoplast có thể dung hợp bằng điện trường và đưa ra một protocol có thể sử dụng rộng rãi. Quá trình dung hợp bao gồm hai bước: Đầu tiên các protoplast được đưa vào một ngăn dung hợp nhỏ có 2 dây kim loại song song với nhau đóng vai trò là các điện cực. Tiếp theo, sử dụng điện áp thấp và trường AC dao động nhanh, kích thích các protoplast sắp xếp thành chuỗi tế bào giữa các điện cực. Phương pháp này cho phép tế bào tiếp xúc hoàn toàn với nhau trong một vài phút. Sau khi các tế bào xếp hàng hoàn chỉnh, quá trình dung hợp được thực hiện theo từng đợt ngắn của xung DC điện áp cao. Xung DC điện áp cao tạo ra sự phá vỡ thuận nghịch của màng nguyên sinh chất ở vị trí tiếp xúc của các tế bào, tạo ra sự dung hợp và tái tổ chức lại màng một cách hợp lý. Quá trình bắt đầu từ lúc đưa các protoplast vào bên trong ngăn và chuyển chúng lên môi trường nuôi cấy, có thể được hoàn chỉnh trong 5 phút hoặc ít hơn. Các thể dị nhân hình thành nhờ dung hợp bằng điện đã phân chia trong môi trường nuôi cấy và có khả năng tái sinh chồi hoặc cây lai soma. Hình 8.2 Dung hợp protoplast và cytoplast 161 Hình 8.3 Dung hợp tế bào V. Nuôi cấy tế bào lai và tái sinh cây 1. Nuôi cấy protoplast 1.1. Thành phần dinh dưỡng Môi trường nuôi cấy protoplast tương tự với môi trường nuôi cấy dịch huyền phù và callus. Tuy nhiên, nồng độ của Fe, Zn và ammonium dùng trong môi trường nuôi cấy mô ở thực vật có thể là quá cao đối với nuôi cấy protoplast. Hầu hết muối của môi trường B5 (Gamborg và cs, 1968) và MS (Murashige và Skoog, 1962) cải biến một ít là thích hợp. Tăng nồng độ Ca trong môi trường nuôi cấy protoplast từ 2-4 lần so với bình thường là có lợi cho việc duy trì tính toàn vẹn của màng tế bào (Torres 1989). Nồng độ sucrose thích hợp thường từ 3-5%, ở một số loài như thuốc lá, sucrose được sử dụng ở nồng độ thấp hơn chỉ khoảng 1,5%. Các vitamin dùng trong nuôi cấy protoplast cũng giống như trong môi trường nuôi cấy mô tiêu chuẩn. Auxin và cytokinin sử dụng ở các tổ hợp nồng độ khác nhau để cảm ứng tạo vách tế bào và kích thích phân chia các protoplast phân lập. Protoplast ngũ cốc đòi hỏi cung cấp 2,4-D riêng rẽ hoặc tốt hơn là phải phối hợp với cytokinin. Tuy nhiên 2,4-D cũng như các auxin khác (NAAA, IAA) được sử dụng riêng rẽ thường làm mất tiềm năng phát sinh hình thái ở các callus có nguồn gốc protoplast. Các cytokinin thường được sử dụng là BAP, kinetin, 2-iP hoặc zeatin. Mặc dù tổ hợp hai loại hormone trên thay đổi tùy từng loài, nhưng nói chung trong nuôi cấy protoplast thì tỷ lệ auxin/cytokinin cao thích hợp cho phân chia tế bào, trong khi các protoplast có nguồn gốc từ những tế bào phân hóa cao 162 lại cần tỷ lệ kinetin/auxin cao để tái sinh cây. 1.2. Áp lực thẩm thấu của môi trường Trong quá trình phân lập và nuôi cấy, các protoplast cần được duy trì cân bằng áp lực thẩm thấu giữa môi trường và nội bào cho tới khi tái sinh được vách tế bào vững chắc. Trong cả hai trường hợp chênh lệch áp lực thẩm thấu giữa môi trường và nội bào theo hướng môi trường nhược trương hoặc ưu trương sẽ dẫn đến tình trạng protoplast bị vỡ hoặc teo lại. Các chất điều chỉnh áp lực thẩm thấu (thông thường là để tăng áp lực thẩm thấu) trong môi trường nuôi cấy protoplast và trong hỗn hợp enzyme là sorbitol, mannitol, glucose, hoặc sucrose. Các protoplast sẽ sinh trưởng ổn định hơn trong trong dịch được tăng nhẹ áp lực thẩm thấu. Đối với các protoplast thịt lá của ở ngũ cốc và đậu thì mannitol hoặc sorbitol là các nhân tố ổn định áp lực thẩm thấu thích hợp hơn cả, trong khi sucrose lại thích hợp hơn glucose hoặc mannitol trong nuôi cấy protoplast của khoai tây, đậu hoa (sweet pea), tước mạch (brome grass) và sắn. Trong nuôi cấy dịch huyền phù thuốc lá, galactose và fructose đã được sử dụng để điều chỉnh áp lực thẩm thấu. Các chất phân ly ion (KCl 335 mmol/L và MgSO 4 .7H 2 O 40 mmol/L) cải thiện tốt khả năng sống sót của protoplast. Thông thường các dung dịch enzyme được bổ sung các muối nhất định (CaCl 2 5-100 mmol/L) song song với các nhân tố ổn định thẩm thấu không phân ly ion. Cocking và Peberdy (1974) đã phát triển dung dịch rửa protoplast (cell-protoplast washing, CPW) chứa muối và các nhân tố ổn định thẩm thấu thích hợp. Dung dịch CPW có thể được dùng trong suốt quá trình ủ enzyme và rửa protoplast. Thời gian ủ enzyme tùy thuộc vào nồng độ của nó trong dung dịch và loại nguyên liệu được sử dụng. 1.3. Mật độ dàn trải protoplast Mật độ protoplast tối ưu là từ 1×10 4 đến 1×10 5 /mL. Tuy nhiên, các thí nghiệm lai soma (somatic hybridization) và phát sinh đột biến (mutagenesis) cần tạo dòng tế bào riêng rẽ, do đó phải dàn trải protoplast ở mật độ thấp hơn (100-500 protoplast/mL). Nuôi cấy ở mật độ thấp giúp dễ dàng phân lập và xác định các khuẩn lạc lai khi có mặt của hệ thống chọn lọc. Kao và Michayluk (1975) đã xây dựng môi trường nuôi cấy protoplast (KM 8p) (Bảng 6.2) trong đó các protoplast được nuôi cấy riêng rẽ (ví dụ: Vicia hajastana) có khả năng phân chia cho tới khi tạo thành callus. Môi trường này còn kích thích phân chia nhanh hơn ở các protoplast thịt lá của cỏ linh lăng (alfalfa), đậu (pea), khoai tây, và sản phẩm dung hợp khai tây + cà chua (potato + tomato) được nuôi cấy dàn trải ở mật độ thấp. Các protoplast nuôi cấy trên môi trường này được đặt trong tối vì môi trường 163 1.3.1. Kỹ thuật tầng nuôi dưỡng Một hướng khác trong nuôi cấy protoplast ở mật độ thấp là kỹ thuật tầng nuôi dưỡng (feeder layer technique). Raveh và cs (1973) đã chuẫn bị tầng tế bào nuôi dưỡng bằng cách chiếu xạ tia X (2×103 R) lên các protoplast dịch huyền phù tế bào của thuốc lá, khi đó sự phân chia của tế bào bị ức chế nhưng vẫn cho phép chúng duy trì các hoạt động trao đổi chất. Các protoplast bị chiếu xạ sẽ được rửa sạch ba lần và sau đó dàn trải chúng trên môi trường có agar mềm (soft agar) ở mật độ 2,4 ×10 4 /mL. Nuôi cấy trải (plating) các protoplast không qua chiếu xạ ở mật độ thấp (10-100 protoplast/mL) trên tầng nuôi dưỡng này. 1.3.2. Đồng nuôi cấy các protoplast Các protoplast của 2 loài khác nhau được nuôi cấy chung (co-culture) để kích thích sự sinh trưởng của chúng hoặc của tế bào lai. Nói chung, phương pháp đồng nuôi cấy được sử dụng trong những thí nghiệm mà các callus hình thành từ 2 loại protoplast có thể phân biệt hình thái được. Ví dụ: Các tế bào lai phân lập một cách cơ học (mechanically isolated hybrid cells) được nuôi cấy cùng với các protoplast phân lập từ chủng bạch tạng (albino strain) sẽ phát triển thành các khuẩn lạc màu xanh là loại khuẩn lạc dễ phân biệt với các khuẩn lạc không có màu xanh của chủng bạch tạng. 1.3.3. Nuôi cấy vi giọt Kỹ thuật nuôi cấy vi giọt (microdrop culture) đã thành công ở trường hợp nuôi cấy các tế bào lai của Thuốc lá + đậu tương (Nicotiana glauca + Glycine max ) và Arabidopsis thaliana + Brassica campestris. Kỹ thuật này cần đĩa nuôi cấy Cuprak được thiết kế đặc biệt gồm có một ngăn bên ngoài nhỏ và một ngăn bên trong lớn hơn. Các protoplast riêng rẽ hoặc các thể dị nhân trong giọt môi trường dinh dưỡng (khoảng 0,25-25 µL) được chuyển bằng pipette Drummond vào mỗi ngăn bên trong của đĩa Cuprak. Ngăn bên ngoài chứa đầy nước vô trùng để duy trì độ ẩm bên trong đĩa. Sau khi đậy nắp, đĩa được quấn giấy parafilm, giữ ở điều kiện ánh sáng và nhiệt độ tối thích. Tỷ lệ tế bào/dung tích môi trường nuôi cấy thích hợp tương đương mật độ 2-4 ×10 3 /mL. Nếu tăng kích thước giọt (~ 25 µL), tức là giảm mật độ dàn trải sẽ cho hiệu quả nuôi cấy kém hơn. 2. Tái sinh cây từ protoplast 2.1 Tạo vách tế bào Quá trình hình thành vách tế bào có thể hoàn chỉnh trong vòng hai đến một vài ngày mặc dù các protoplast trong nuôi cấy thường bắt đầu tái sinh vách tế bào ngay sau khi phân lập một vài giờ. Vách tế bào được tạo thành 164 2.2. Phát triển callus/cây hoàn chỉnh Ngay sau khi tạo vách tế bào chung quanh protoplast, các tế bào được tái cấu trúc đã tăng kích thước và sau một tuần xuất hiện sự phân chia tế bào đầu tiên. Sau 2-3 tuần, các khuẩn lạc tế bào có kích thước lớn (macroscopic) được tạo thành và có thể cấy chuyển chúng lên môi trường không có sự điều chỉnh áp lực thẩm thấu (osmotic-free) để phát triển callus. Các callus này được cảm ứng để phân hóa cơ quan, hoặc tái sinh cây hoàn chỉnh. Hình 8.4 Protoplast sau khi dung hợp được tái sinh (màu sáng) Kể từ khi các loài thuộc họ Solanaceae được phân lập và tái sinh cây thành công đầu tiên ở cây thuốc lá (Takebe 1971), đến nay người ta đã thành công ở nhiều họ khác nhau như các loài legume, các cây trồng ăn quả và lấy sợi (fibre and pulp crops), các loài cây gỗ, và thậm chí các loài ngũ cốc như Pennisetum, lúa và lúa mì. VI. Chọn lọc các tế bào lai và xác định các dòng tế bào lai và callus 1. Chọn lọc các thể lai soma 1.1. Phương pháp mẫn cảm với dược phẩm Power và cs. (1976) ứng dụng sự mẫn cảm khác nhau của protoplast phân lập từ Petunia parodii và P. hybrida đối với actinomycin D. Trên môi trường MS (Murashige Skoog, 1962), các protoplast tế bào thịt lá của P. hybrida phát triển mạnh tạo thành khối callus lớn, trong khi P. parodii các protoplast tạo thành khuẩn lạc bé. Bổ sung actinomycine D vào môi trường nuôi cấy có hiệu quả đối với khả năng tái sinh của protoplast P. paraodii, nhưng ở hybrida các protoplast lại mất khả năng phân chia 165 Mặc dù môi trường nuôi có bổ sung dược phẩm, các thể dị nhân vẫn có thể sinh trưởng và sau cùng phân hóa thành các cây lai soma. 1.2. Các đột biến khuyết dưỡng Chọn lọc các thể lai soma nhờ sự bổ sung di truyền của các đột biến khuyết dưỡng. Phương pháp này chỉ thích hợp khi các dòng lai mong muốn sống sót trên môi trường tối thiểu. Mặc dù phương pháp này ứng dụng cho thực vật bậc cao có một số khó khăn, nhưng Glimelius và cs (1978) đã thành công trong việc chọn lọc một số lượng lớn các thể lai soma bằng cách sử dụng các protoplast khuyết tật enzyme nitrate reductase và các dòng đột biến thuốc lá kháng chlorate. Các protoplast của hai đột biến khác nhau này đã được dung hợp và nuôi cấy trên môi trường chứa nitrate. Trong thí nghiệm đối chứng, các protoplast bố mẹ không sinh trưởng khi có mặt nitrate trong khi các sản phẩm dung hợp đã tái sinh cây 1.3. Chọn lọc bổ sung di truyền Dùng phương thức chọn lọc bằng mắt để phân lập các tế bào lai phát triển trên môi trường nuôi cấy có thành phần gây mẫn cảm đối với các protoplast bố mẹ. Trong nghiên cứu của Cocking (1977), khi dung hợp protoplast giữa dạng hoang dại của Petunia parodii với protoplast bạch tạng albino phân lập từ nuôi cấy dịch huyền phù tế bào của P. hybrida, P. inflata và P. parviflora trong các thí nghiệm riêng rẽ. Trong tất cả các tổ hợp này, protoplast màu xanh của parodii bị đào thải ở giai đoạn khuẩn lạc có kích thước nhỏ, trong khi các protoplast của các loại bố mẹ khác lại phát triển thành các khuẩn lạc không màu. Trong khi đó, các thể lai sinh sản thành các callus màu xanh và sau đó thành cây lai soma. Phương pháp này cũng dùng để lai soma khác loài ở các chi Daucus, Datura và các chi khác. Hiện tượng bổ sung di truyền trong quá trình dinh dưỡng được dùng rộng rãi và có hiệu quả để nhận biết các sản phẩm dung hợp, như sử dụng các đột biến bạch tạng hay thiếu hụt diệp lục, các gen đánh dấu có liên quan đến tính kháng các chất kháng sinh (Hamil, 1984) hoặc kháng chất diệt cỏ (Evola, 1983). Có trường hợp, khi được nuôi cấy trong môi trường thiếu hormon ngoại sinh thì các tế bào lai có khả năng cho callus và tái sinh cây, còn các tế bào của từng dạng bố mẹ lại không có khả năng ấy (Power, 1977; Shenck, 1982). 1.4. Sử dụng các đột biến bach tạng có các gene không allele cho chọn lọc bổ sung di truyền. Melchers và Labib (1974) đã tiến hành thí nghiệm bằng cách sử dụng 166 protoplast của hai giống thuốc lá Nicotiana tabacum: giống s (sublathal) không tổng hợp được diệp lục bình thường nên rất mẫn cảm với ánh sáng cường độ cao. Giống v (virescent) cũng không tạo được lục lạp bình thường, lá non trắng hoàn toàn và mẫn cảm với ánh sáng cường độ cao. Hai giống này là hai dạng đột biến có thể bổ sung cho nhau khi lai tạo, nghĩa là nuôi cấy ở ánh sáng 800 lux cho tới giai đoạn ra hoa, sau đó thụ phấn chéo sẽ được cây lai F 1 có lá xanh bình thường và chịu ánh sáng cao. 2. Chọn lọc tế bào lai Bình thường các tế bào lai được tạo thành trong quá trình dung hợp protoplast từ hai loài xa nhau về quan hệ họ hàng. Cây tái sinh từ tế bào lai như thế sẽ có hệ gene lục lạp (plastome) từ cả hai loài bố mẹ, nhưng hệ gene chức năng chỉ của một loài do có sự đào thải một bộ nhiễm sắc thể. Vì thế, cây có nguồn gốc từ những cây tái sinh đó sẽ là thể lai di truyền chỉ cho các tính trạng tế bào chất. Để chuyển gene tế bào chất một cách hiệu quả, các tế bào của loài cho tế bào chất sẽ được chiếu xạ. Chiếu xạ bằng tia X hoặc γ từ 50-300 Gy có hiệu quả từng phần hoặc bất hoạt hoàn toàn các tế bào cho. Xử lý theo phương thức này ngăn chặn hoàn toàn sự phân chia của các tế bào không dung hợp và có vai trò như một nhân tố chọn lọc để sàng lọc các tế bào lai. Phương thức dung hợp dùng tia γ được ứng dụng thành công trong lai khác loài, khác chi ở cả hai mức độ nhân và cơ quan tử (Nigrutin và cs, 1989). Tác động qua lại giữa nhân và tế bào chất có thể xuất hiện ngay cả trong những sản phẩm dung hợp dùng tia γ khi chúng được xuất phát từ những protoplast thuộc những loài hữu tính không tương hợp nhau. Sự phân chia ở các sản phẩm dung hợp và các tế bào tiếp theo sau sẽ làm tăng khuẩn lạc tế bào mà ở đó sự đào thải không định hướng nhiễm sắc thể đã xuất hiện từ phần cho. Tuy nhiên, giới hạn đào thải phụ thuộc vào hệ gene cho và các điều kiện nuôi cấy xác định. 3. Con lai do sự dung hợp nhân Nhiều dạng con lai soma do kết quả của sự hợp nhất nhân (nuclear hybrid) đã được tạo ra giữa loài cây trồng với loài hoang dại ở chi cải dầu. Ví dụ lai giữa loài B. nigra chứa 1 bộ gene (B) với loài B. napus chứa 2 bộ gene (AC). Bằng phương pháp dung hợp protoplast giữa hai loài này đã tạo ra dạng con lai chứa 3 bộ gene (ABC) Khi dung hợp protoplast giữa Eruca sativa với B. napus người ta đã chuyển được gene kháng côn trùng và chịu khô có ở Eruca vào con lai. Ở khoai tây (Solanum tuberosum), khả năng ứng dụng kỹ thuật dung hợp protoplast là rất lớn. Khi dung hợp protoplast giuwz S. tuberosum [...]... nhiên vào các tế bào con qua các thế hệ tế bào Trong sinh sản hữu tính, các cơ quan tử gần như chỉ được chuyển qua giao tử cái Trong khi đó nhờ sự dung hợp protoplast, có hiện tượng đóng góp như nhau của các cơ quan tử có trong tế bào chất từ hai dạng bố mẹ Sản phẩm dung hợp có thể chứa nhân, ty thể và lạp thể từ cả hai dạng bố mẹ Nhưng nó cũng có thể chứa nhân của một dạng bố mẹ còn tế bào chất thì... Hãy nêu các phương pháp được sử dụng trong chọn lọc các thể lai soma 5 Hãy cho biết một số thành tự về kỹ thuật dung hợp protoplast Tài liệu tham khảo 1 Nguyễn Như Hiền 2002 Di truyền và công nghệ tế bào soma NXB Khoa học và Kỹ thuật 2 Trần Đình Long 1997 Chọn giống cây trồng NXB Nông nghiệp 3 Nguyễn Hoàng Lộc 1998 Bài giảng nuôi cấy mô và tế bào thực vật Đại học Khoa học Huế 4 Lê Duy Thành 2000 Cơ sở... phẩm dung hợp có thể chứa nhân, ty thể và lạp thể từ cả hai dạng bố mẹ Nhưng nó cũng có thể chứa nhân của một dạng bố mẹ còn tế bào chất thì lại của cả hai Dạng con lai như vậy có tên là con lai tế bào chất hay cybrid VI Ưu thế của lai soma và một số thành tựu của kỹ thuật này trên thế giới và ở Việt Nam Trong hơn hai thập kỷ qua, người ta đã đạt được nhiều tiến bộ trong kỹ thuật dung hợp protoplast,... đen, trong khi đó loài N rustica chống được các bệnh trên Con lai hữu tính giữa hai loài này bất thụ, nhưng con lai soma giữa chúng lại hữu thụ và có khả năng kháng các bệnh trên - Ở các cây họ cà, nhờ kỹ thuật dung hợp protoplast người ta đã tạo ra được con lai giữa khoai tây với các loài khác của chi Solanum có tính kháng bệnh cao, vốn không lai được với nhau bằng phương pháp hữu tính - Ở cây họ đậu,... dạng con lai khác loài (6n) cho củ, hữu thụ và có khả năng lai được với S tuberosum Con lai này nhận được các gene quý từ loài hoang dại là gene kháng virus gây bệnh xoắn lá ở khoai tây trồng và gene kháng bệnh vi khuẩn ở củ Cần lưu ý, mặc dù sự dung hợp protoplast giữa các cây thuộc các loài, thậm chí các chi khác nhau xảy ra bình thường nhưng việc tái sinh cây có thể không xảy ra hoặc con lai có sức... không lai được với nhau bằng phương pháp hữu tính - Ở cây họ đậu, bằng kỹ thuật dung hợp protoplast người ta đã tạo ra được con lai soma giữa cỏ ba lá (Trifolium repens) với cây Medi (Medicagosativa) và sử dụng chúng trong việc sản xuất chất tanin từ lá Tương tự như vậy, con lai soma giữa đậu tương trồng với các loài hoang dại, như giữa Glycine max với G tomentella, cũng đã được tạo ra - Ở cây lúa, trong... Trong nhiều trường hợp, gần như toàn bộ hoặc một phần nhiễm sắc thể của một trong hai dạng bố mẹ bị mất đi Con lai chỉ nhận được một số nhiễm sắc thể hay một đoạn nhiễm sắc thể của một trong hai dạng bố mẹ, nhưng chúng lại chứa những gene có ích cho mực đích chọn giống 4 Con lai do sự dung hợp tế bào chất Ty lạp thể chứa bộ gene tương đối nhỏ so với hệ gene trong nhân Chúng chứa lượng DNA mã hóa cho khoảng... tomentella, cũng đã được tạo ra - Ở cây lúa, trong chương trình hợp tác giữa IRRI với Trường Đại học Nottingham, nhờ sử dụng kỹ thuật protoplast người ta đã tạo được một số giống lúa có tính bất dục tế bào chất nhưng lại có khả năng chống chịu sâu bệnh và nhiệt độ thấp Riêng đối với lúa mì, mặc dầu người ta đã bỏ ra nhiều công sức nhưng cho đến nay những kết quả thu được trong lĩnh vực này còn rất... trong kỹ thuật dung hợp protoplast, từ việc tách, dung hợp protoplast đến tái sinh cây ở nhiều loài cây trồng Dung hợp protoplast là con đường hiệu quả để khắc phục nhiều khó khăn gặp phải trong quá trình lai hữu tính khác loài hoặc khác chi Kỹ thuật này cũng cho phép tạo ra những thể tái tổ hợp gene ở những loài đa bội hoặc có cơ quan sinh sản hữu tính phát triển kém Một số thành tựu của việc ứng dụng . Khác với tế bào động vật, tế bào thực vật có thành tế bào là lớp bao ngoài cùng. Thành tế bào gồm cellulose, hemicellulose và pectin. Nếu thành tế bào bị. hợp tế bào. Nếu các protoplast có nguồn gốc từ các tế bào soma thuộc các giống, loài hoặc chi dung hợp lại thì có thể dẫn đến hiện tượng lai tế bào soma.