II.1. Định nghĩa: Lai tế bào Xoma hay dung hợp tế bào trần là sự hợp nhất của các tế bào Xoma không có thành tế bào của các cá thể hoặc các loài khác nhau và sau đó tái sinh cây từ các tế bào đã dung hợp.
II. 2. Mục đích:
Khắc phục khó khăn trong lai xa. (khó thực hiện) để tạo con lai khác loài.
II.3. Các giai đoạn chính:
+ Thu nhận tế bào trần: Tế bào thịt lá, rễ, thân mần và các loại mô khác hoặc tế bào trong nuôi cấy huyền phù đợc sử lý với các enzym phân giải thành tế bào để thu nhận tế bào trần.
Cũng có thể dùng biện pháp cơ học để thu nhận tế bào trần (ít sử dụng). Tế bào trần phải đ- ợc phóng thích vào môi trờng phù hợp.
+ Dung nạp tế bào trần: Có bổ xung chất kích thích sinh trởng.
Cho 2 dòng tế bào trần khác loài (A và B) vào môi trờng dinh dỡng thích hợp có bổ sung chất kết dính nh polyetylen glycol, nitratnatri,... để làm tăng khả năng kết dính của 2 dòng tế bào ( ngời ta cũng có thể sử dụng xung điện cao áp) tạo thành tế bào lai.
+ Chọn lọc sản phẩm: Sản phẩm thu đợc gồm có 5 loại: - Sản phẩm dung hợp đồng nhân A/A hoặc B/B.
- Sản phẩm dung hợp dị nhân A/B. - Không dung hợp A và B.
Bằng phơng pháp chọn lọc thích hợp để chọn dòng tế bào dung hợp dị nhân(A/B). Đó là: - Dựa vào khả năng nhận biết tế bào lai ngay sau khi dung hợp.
Ví dụ: Tế bào trần của bố(hoặc mẹ) không có diệp lục dung hợp với tế bào trần kia mẹ(hoặc bố). Sản phẩm dung hợp dị nhân là những tế bào có một nửa có màu xanh và 1 nửa không màu có thể phân biệt và chọn lọc nhờ kính hiển vi.
- Hoặc: Dựa vào khả năng kháng của con lai xoma với các chất độc nh chất kháng sinh (hygromycin, kanamicin....) hoặc axít amin tơng đồng. Bố và mẹ chỉ có khả năng kháng 1 độc tố hay 1 axít amin tơng đồng. Sau dung hợp, sản phẩm đợc cấy trên môi trờng có cả 2 loại độc tố ( ví dụ: Hai loại kháng sinh) thì chỉ sản phẩm dung hợp dị nhân mới tồn tại và chọn đợc.
- Hoặc: so sánh sự biểu hiện kiểu hình của tính trạng ở trên cây hoàn chỉnh với các cây bố mẹ. Tuy nhiên phơng pháp này chỉ áp dụng khi tỷ lệ dung hợp cao.
+ Nuôi cấy protoplast và tái sinh cây: trong môi trờng và điều kiện thích hợp để phát triển thành cây hoàn chỉnh.
II.4. Thành tựu:
* Nhiều dạng con lai soma do kết quả của sự hợp nhất nhân đã đợc tạo ra giữa cây trồng với cây dại.
Ví dụ: Giữa 2 loài trong chi cải dầu Brassica nigra chứa bộ gen (B) với loài Brassica napus chứa 2 bộ gen (AC). Bằng phơng pháp dung hợp protoplast giữa 2 loài ấy, ngời ta đã tạo đợc dạng con lai chứa 3 bộ gen ( ABC).
B.napus đã tạo ra do sự dung hợp protoplast giữa 2 loài B.Oleracea và B.Campestris
ở khoai tây (solalum tuberosum), khả năng sử dụng kỹ thuật dung hợp protoplast là rất lớn. Khi dung hợp protoplast giữa s.tuberosum (4n) với loài S.brevidens (2n) không cho củ ngời ta nhận đợc một dạng con lai khác loài (6n) cho củ, hữu thụ và lại có khả năng lai đợc với S.tuberosum. Mặt khác, dạng con lai này lại nhận đợc các gen quý từ cây dại là gen kháng vi rút thờng gây bệnh xoắn lá ở khoai tây trồng và gen kháng bệnh vi khuẩn ở củ.
ở thuốc lá loài N.tabacum dễ nhiễm vi khuẩn gây bệnh đốm lửa và nấm đen, còn loài N.rustica chống đợc bệnh trên. Con lai hữu tính giữa 2 loài trên bất thụ nhng con lai xoma lại hữu thụ và có tính kháng bệnh cao.
* Tạo cây trồng bất thụ đực tế bào chất bằng cách kết hợp tế bào chất bất thụ đực của loài này với nhân của loài khác. Ví dụ: ở cây lúa, trong 1 chơng trình hợp tác nghiên cứu giữa IRRI với trờng Đại học tổng hợp Nottingham (Anh), nhờ sử dụng kỹ thuật dung hợp protoplast ngời ta đã tạo đợc một số giống lúa có tính bất thụ đực tế bào chất nhng lại có khả năng chống chịu sâu bệnh và nhiệt độ thấp.
* Bằng phơng pháp xử lý phóng xạ, ngời ta làm đứt các NST thành các đoạn nhỏ và chúng đợc chuyển vào genome của thể nhận sau quá trình dung hợp protoplast. Theo cách nh vậy ngời ta đã chuyển đợc nhiều gen kháng bệnh từ loài này sang loài khác ở chi cải dầu.