Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 22 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
22
Dung lượng
232,52 KB
Nội dung
TRƯỜNG
KHOA………………
Nhân giốngvôtínhởthựcvật
(Nuôi cấymôtếbào)
Nhân giốngvôtínhở
thực vật
(Nuôi cấymôtếbào)
nội dung chính của công nghệ tế bào
là công nghệ nuôi cấymô - tế bào.
1. Nguyên tắc của phương pháp
nuôi cấymô - tế bào
Nuôi cấymô - tế bào dựa trên hai
nguyên tắc sau:
1.1. Tính toàn năng của tế bào:
Mỗi tế bào đều mang đầy đủ lưMợng
thông tin di truyền của cơ thể và có
khả năng phát triển thành một cơ thể
hoàn chỉnh khi gặp điều kiện thuận lợi
Năm 1922N, đã nuôi được đỉnh sinh
trưởng tách từ đầu rễ một cây hòa
thảo trong 12 ngày. Như vậy, lần đầu
tiên tính toàn năng của tế bào được
chứng minh bằng thực nghiệm. Sau
43 năm (năm 1965n), đã nuôi từng tế
bào riêng biệt của cây thuốc lá và tạo
được cây thuốc lá hoàn chỉnh trong
ống nghiệm. Kết qủa này chứng minh
đầy đủ tính toàn năng của tế bảo
1.2. Khả năng biệt hóa và phản biệt
hóa của tế bào
Biệt 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.
Trong cùng một cơ thể, mỗi loại tế
bào đều có khả năng biệt hóa, phản
biệt hóa và vì thế triển vọng nuôi cấy
thành công cũng khác nhau. Những tế
bào càng chuyên hóa về một chức
năng nào đó (đã biệt hóa sâu) thì càng
khó xảy ra qúa trình phản biệt hóa,
như các tế bào mạch dẫn của hệ thống
mạch dẫn ởthực vật, tế bào thần kinh
động vật. Người ta đã tổng kết rằng;
những tế bào càng gần với trạng thái
của tế bào phôi bao nhiêu thì khả
năng nuôi cấy thành công càng cao
bấy nhiêu.
Đối với các loài thựcvật thì các tế bào
phôi non, các tế bào mô phân sinh,
các tế bào của cơ quan sinh sản (hạt
phấn, noãn) rất dễ xẩy ra qúa trình
phản biệt hóa. Vì vậy nói một cách
hình tượng như Galson (1986) và
Murashige (1974) thì khả năng hình
thành cơ quan hay cơ thể của các tế
bào thựcvật là giảm dần theo chiều
hướng từ ngọn xuống gốc.
Các tế bào động vật nói chung khó
nuôi cấy hơn do chúng đã được biệt
hóa qúa sâu sắc và vì thế qúa trình
ngược lại (phản biệt hóa) rất khó thực
hiện.
2. Các kỹ thuật nuôi cấymô - tế bào
thực vật
Nuôi cấy mô-tế bào thựcvật - công
nghệ hiện đại trong nhân giốngvô
tính ởthựcvật
Mục đích chung của nuôi cấymô M-
tế bào thựcvật là sử dụng các điều
kiện như: nhiệt độ, ánh sáng, thành
phần dinh dưỡng, các chất điều hoà
sinh trưởng thực vật… để điều khiển
qúa trình sinh trưởng và phát triển của
tế bào, mô nuôi cấy theo mục tiêu và
yêu cầu đặt ra.
Trong mấy thập kỷ qua công nghệ
nuôi cấymôtế bào thựcvật đã phát
triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia trên
thế giới.
Nuôi cấymôtế bào thựcvật là một
công cụ cần thiết trong nhiều lĩnh vực
nghiên cứu cơ bản và ứng dụng của
ngành sinh học. Nhờ áp dụng các kỹ
thuật nuôi cấymô phân sinh, mô
sẹo… con người đã thúc đẩy thựcvật
sinh sản nhanh hơn gấp nhiều lần tốc
độ vốn có trong tự nhiên và tạo ra
hàng loạt cá thể mới giữ nguyên tính
trạng di truyền của cơ thể mẹ, rút
ngắn thời gian đưa một giống mới vào
sản xuất ở quy mô lớn. Hơn nữa dựa
vào kỹ thuật nuôi cấy mô- tế bào đã
duy trì và bào quản được nhiều giống
cây trồng qúy hiếm hoặc loại bỏ được
nhiều mầm bệnh (phục tráng giống).
Mặt khác sử dụng các kỹ thuật nuôi
cấy và dung hợp protoplast (tế bào
trần) đã thực hiện được việc chuyển
các gen mong muốn vào cây trồng….
Bên cạnh đó các nhà nghiên cứu còn
thu nhận các chất trao đổi thứ cấp từ
tế bào nuôi cấy một sự ổn định và độc
lập, ít lệ thuộc vào sản xuất của thực
vật ngoài tự nhiên.
Ngoài ra, nuôi cấymô - tế bào thực
vật còn là một phương pháp nghiên
cứu hiệu qủa nhất qúa trình phát sinh
hình thái ở nhiều loài thực vật. Ph-
ương pháp này giúp mở ra những hư-
ớng mới trong nghiên cứu sinh lý và
di truyền thựcvật như : cơ chế sinh
tổng hợp các chất, sinh lý phân tử -
đột biến, sinh lý dinh dưỡng ởtế bào
thực vật và nhiều vấn đề sinh học
khác…
2.1 Nuôi cấymô và cơ quan tách
rời.
Năm 1946, đã khởi đầu nuôi cấymô
và cơ quan tách rời bằng thí nghiệm
nuôi cấy đỉnh chồi cây măng tây
Apragus offcinalis, sau đó đã nuôi cấy
cả những bộ phận khác của cây: lá,
hoa, thân.
Nhu cầu dinh dưỡng của nuôi cấymô
hoặc cơ quan tách rời đều có điểm
chung: nguồn cacbon (đường), các
nguyên tố đa lượng (N, P, K, Ca), vi
lượng (Mg, Fe, Mn, Zn, Co, …) các
vitamin. Tuy nhiên nuôi cấymô đòi
hỏi cao hơn nuôi cấy cơ quan tách rời,
như phải bổ sung thêm các chất hữu
cơ chứa N (axit amin) và đặc biệt là
chất điều hòa sinh trưởng phải đầy đủ,
vì mô tách rời không có khả năng
tổng hợp những chất này.
Trong nghiên cứu nuôi cấymô và cơ
quan tách rời, việc chọn mẫu có tầm
quan trọng đặc biệt: mẫu phải ởtình
trạng sinh lý tốt và đang phát triển, đó
là những phần non của cây hoặc phôi
hợp tử trưỏng 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 cấymô 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
[...]... vào môi trường nhân sinh khối để thu lượng lớn mô sẹo Nuôi cấymô sẹo được ứng dụng trong nhiều trường hợp: - Nhângiống in vitro ở những loài thựcvật mà phương pháp nhângiống bằng nuôi cấy đỉnh sinh trưởng ít có hiệu qủa hoặc không thực hiện được - Làm nguyên liệu cho nuôi cấytế bào đơn, thu nhân các chất có hoạt tính sinh học - Nguyên liệu cho chọn dòng tế bào: đột biến, chọn dòng tế bào có khả... Nuôi cấy phôi Năm 1958, đã thu được những tế bào phôi vôtính đầu tiên từ mô dinh dưỡng của cây cà rốt và đã đưa vào nuôi cấy in vitro Thành công này đã mở ra hướng mới trong nuôi cấy phôi vôtính Phôi vôtính có khả năng nẩy mầm và tạo cây hoàn chỉnh như phôi hữu tính Nuôi cấy phôi vôtính hiện nay được xem như một kỹ thuật mang lại nhiều hiệu qủa hơn trong nhângiốngcây trồng, trong khi nhân giống vô. .. nhiều lần thờng hình thành các tế bào đa bội và lệch bội ngoài ra có thể mất các yếu tố di truyền Sự phân hóa của mô nuôi cấy đã cho thấy một tiềm năng mãnh liệt trong tế bào thực vật, nhờ đó các tế bào đã tái phân hóa để tạo thành tế bào mới của môthựcvật nuôi cấy và tạo thành cơ thể hoàn chỉnh 3.2 Phân hóa phôi ở một số loài thựcvậttái sinh cây hoàn chỉnh từ một tế bào xẩy ra theo sự phân hóa... trưởng trong thựcvật thay đổi, cụ thể các mô đỉnh sinh trưỏng hay nhu mô được tách ra và nuôi cấy trên môi trường có tỉ lệ auxin và cytokinin thích hợp, thì mô sẹo được hình thành Đó là một khối các tế bào phát sinh vô tổ chức và có hình dạng không nhất định với màu vàng, trắng hoặc hơi xanh Nguyên liệu để tạo mô sẹo là các phần non của cây, được đưa vào môi trường nuôi cấy Trong qúa trình nuôi cấy. .. Berman (1959) là người đầu tiên tách, nuôi cấytế bào đơn thựcvật Tiếp theo nhiều tác giả khác đã nghiên cứu nuôi cấytế bào đơn nhưng các thí nghiệm điển hình nhất là của Street (1970), ông nuôi cấy và duy trì được sự sinh trưởng liên tục của huyền phù tế bào Các tế bào đơn tách từ môthựcvật bằng phơng pháp nghiền hoặc xử lý enzym Sau đó chúng được nuôi cấy dịch lỏng, có khuấy hoặc lắc tạo điều... hoặc cả nhân vào tế bào - Qúa trình sinh tổng hợp màng tế bào 3 Sự phân hóa và hình thành cơ quan trong mô và tế bào nuôi cấy Trong các tế bào nuôi cấy thờng xẩy ra hai dạng đó là phân hóa cơ quan bằng con đờng hình thành nhu mô và phân hóa cơ quan qua sự tạo phôi soma 3.1 Sự phân hóa nhu mô Sự phân hóa nhu mô trong môi trờng nuôi cấy in vitro đợc bẵt đầu bằng sự ngừng phân hóa và tạo thành mô sẹo –... dòng tế bào, đột biến soma 2.2 Nuôi cấymô phân sinh Đặc điểm của mô phân sinh là chứa các tế bào non trẻ, phân chia mạnh, lại không bị virut xâm nhập Nuôi cấymô phân sinh được dùng trong các trường hợp: - Tạo ra những giốngcây sạch virut từ những giống bị bệnh (phục tráng giống) - Nhângiống in vitro - Tạo cây đa bội thông qua xử lý coxixin - Nghiên cứu qúa trình hình thành cơ quan 2.3 Nuôi cấy mô. .. nuôi cấytế bào đơn khá phức tạp, do chúng bị mất nhiều chất cần thiết cho sinh trưởng, khi tách rời khỏi quần thể tế bào Vì thế việc lựa chọn môi trường dinh dưỡng và điều khiển nuôi cấy phù hợp là việc nghiên cứu đầu tiên trong nuôi cấytế bào đơn ứng dụng nuôi cấytế bào đơn cho các mục đích; - Nghiên cứu sự sinh trưởng, phát triển và phân hóa tế bào trong những điều kiện khác nhau - Chọn dòng tế. .. này có thể thực hiện bằng cách thay đổi một số chất và các chất điều hòa sinh trởng trong môi trờng nuôi cấy Qúa trình hình thành cơ quan trong mô xẩy ra qua hai giai đoạn, đó là tái phân hóa và giai đoạn hình thành các mầm mống cơ quan Khả năng hình thành cơ quan ở các mô khác nhau (Galston, 1968, Murashige) Đối với mô sẹo, xu thế tạo cơ quan giảm dần khi môcấy chuyển nhiều lần vì khi môcấy chuyển... tạo mô sẹo, mẫu thường phải để trong tối, Tạo mô sẹo có thể coi là qúa trình giải biệt hóa, đưa những mẫu đã biệt hóa trở về trạng thái ban đầu của phôi Mô sẹo khi hình thành sẽ gồm hai loạiM: - Loại xốp: chứa nhiều tế bào xốp với nhân nhỏ, chất tế bào loãng và không bào to - Loại cứng thì ngược lại: các tế bào chắc, nhân to, chất tế bào đậm đặc và không bào nhỏ Từ các khối mô sẹo có thể đưa vào môi .
Nhân giống vô tính ở thực vật
(Nuôi cấy mô tế bào)
Nhân giống vô tính ở
thực vật
(Nuôi cấy mô tế bào)
. khó thực
hiện.
2. Các kỹ thuật nuôi cấy mô - tế bào
thực vật
Nuôi cấy mô- tế bào thực vật - công
nghệ hiện đại trong nhân giống vô
tính ở thực vật