c. Bioreactor sủi bọt dạng cầu (Ballon type bubble bioreactor – BTBB)
1.2.6.Một số vấn đề thường gặp trong nuôi cấy lỏng
Q trình nhân nhanh trong bioreactor đều sử dụng mơi trường lỏng thay cho môi trường bán rắn kể từ giai đoạn tái sinh đến giai đoạn tăng sinh khối. Môi
trường ni cấy lỏng thường dẫn đến sự phát sinh hình thái bất thường, chẳng hạn như hiện tượng thủy tinh thể (hyperhydricity hay vitrification) (Debergh và cộng sự, 1992).
Cho đến nay, định nghĩa về hiện tượng thủy tinh thể vẫn chưa được rõ ràng. Nói chung, đây là một hiện tượng liên quan đến sự rối loạn trong hình thái và sinh lý của thực vật trong quá trình tăng trưởng in vitro, kết quả làm mất đi khă năng phát triển bình thường, và sau đó kéo theo hàng loạt các vấn đề trong suốt q trình thích nghi của thực vật khi ra vườn ươm (Paques và Boxus, 1987).
Biểu hiện của thực vật được nuôi cấy trong môi trường lỏng là thường yếu ớt, xuất hiện các tinh thể nước giống như thủy tinh, mọng nước ở lá và ở chồi, hệ rễ phát triển kém. Lá là cơ quan chịu ảnh hưởng nhiều nhất trong môi trường lỏng. Chúng phát triển một loại nhu mô vô tổ chức, loại này được tạo ra từ các lớp nhu mơ xốp có khơng gian liên bào rộng, một loại mơ mạch khơng định hình, một lớp biểu bì bất thường. Lớp mơ biểu bì của các lá thừa nước thường phát triển khơng tốt và q trình đóng mở khí khẩu khơng cịn ổn định như trước.
Hậu quả của hiện tượng thủy tinh thể là lá ít phát triển trong điều kiện in vitro cũng như ex vitro và có thể cả cây cũng vậy, thường yếu và chết. Do vậy,
khi hiện tượng thủy tinh thể xảy ra thì chức năng quang hợp cũng như hơ hấp của lá có thể khơng còn thực hiện được tốt như trước nữa, nên cây sau khi chuyển ra đất thường ít khả năng sống sót và kém phát triển.
Sau khi nhân giống in vitro, các cây xuất hiện hiện tượng bất thường về kiểu hình và cấu trúc giải phẫu, ở giai đoạn ex vitro thường có hiện tượng bất thường về kiểu hình. Các biểu hiện sai hỏng, chẳng hạn như thừa nước, lá và chồi kém phát triển, phơi bất thường, rối loạn q trình phát sinh phơi đều là kết quả của sự gián đoạn hay mất tín hiệu trong trình tự của q trình tái tạo cơ quan ở thực vật. Các vấn đề nêu trên biểu hiện nghiêm trọng hơn đối với nuôi cấy lỏng và cần
phải có những nghiên cứu sâu hơn để hiểu rõ cũng như có thể kiểm sốt được sự phát sinh hình thái trong ni cấy bioreactor - một mơ hình lớn của ni cấy lỏng. Có nhiều nghiên cứu đã được báo cáo trong việc khắc phục hiện tượng thủy tinh thể và cũng thu được nhiều kết quả. Chẳng hạn như giảm độ ẩm tương đối bằng cách tạo sự trao đổi khí bên trong và bên ngồi của bình ni cấy, tăng nồng độ agar trong môi trường nuôi cấy, sử dụng các chất hấp thụ ethylen như bột than, KMnO4, hoặc alginate STS, sử dụng các loại bình ni cấy lớn hơn tạo một sự thống khí cưỡng bức hay bổ sung các chất chống thủy tinh thể (anti- hyperhydricity) có bán trên thị trường, tên thương mại là EM2 (A0807, Sigma- Aldrich, Pool, Dorset, UK), M-Gel (Migros, Immensee, Switzerland), iota-type carrageenan (C1006, batch no 29225, Duchefa Biochemie BV, Haarlem, the Netherlands).