II. TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ:
2. Sinh sản bằng công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật
2.4. Quy trình nuôi cấy mô từ protoplast
Dùng protoplast trong kĩ thuật nhân giống vô tính
Nuôi cấy tế bào trần (thể nguyên sinh – protoplast). Biện pháp nuôi cấy này đực sử dụng trong sinh lí thực vật để nghiên cứu vai trò của vách tế bào. Trong các điều kiện xác định các tế bào trần được cách li có thể tái sinh thành cây nguyên vẹn.
Từ cây sạch bệnh, tế bào phá vỡ thành để có protoplast, tạo callus và tạo nên cây mới.
Dùng protoplast trong kĩ thuật lai giống vô tính
Năm 1971 Karlson đã thành công trong việc lai vô tính hai hoa thuốc lá Nicotiana glauca và Nicotiana langsdorffi với số NST là 24 và 18 đã nhận được cây lai có số NST là 42 và có những tính trạng hoàn toàn giống cây lai hữu tính. Về mặt hình thái thì cây lai này nằm giữa cây bố và cây mẹ. Công trình này đã thúc đẩy mạnh mẽ công tác nghiên cứu tế bào xôma và protoplast thực vật.
Năm 1974 Melchers và Labbit đã thành công trong lai vô tính protoplast tách rời từ bao phấn:
Bao phấn protoplast loại cây số 1 Bao phấn protoplast loại cây số 2
Dùng protoplast để nghiên cứu trao đổi chất dựa vào hiện tượng ẩm bào của protoplast ẩm bào (pinocytosis) là một quá trình của tế bào lấy các chất từ bên ngoài
phân tử
Protoplast
E.C. Cocking chứng minh rằng một số protoplast có thể lấy những phân tử lớn từ ngoài vào. Lục lạp cũng tham gia vào quá trình ẩm bào này.
Chuyển hoá (transformation) và chuyển gen của protoplast
Ledoux, Huart và Jacob (1974) đã nuôi cấy rễ cây Arabidopsis trên môi trường thạch và gây đột biến, đã nhận thấy có sự chuyển hoá và chuyển gen ở vi khuẩn.
Năm 1967 Haus cũng đã thí nghiệm dùng cây Pectunia albin và ADN của cây Pectunia red. Tiêm ADN của cây Pectunia red vào lá mầm của cây Pectunia albin, kết quả nhận được một số cây bạch tạng và các cây này di truyền sang đời sau.
Thí nghiệm chuyển gen được thực hiện bằng cách nuôi callus cà chua trên môi trường galactôzơ và callus không phát triển được vì thiếu enzim; nhưng callus cà chua chỉ mọc được trên môi trường xacarozơ.
Dùng protoplast để tạo các loại cây chứa lượng axit amin cao
Nghiên cứu trên cà rốt và thuốc lá nuôi protoplast trong môi trường chứa 5 – metyltryptophan. Chất này giết chết phần lớn tế bào. Số sống sót vì có hàm lượng tryptophan cao khắc phục được tác động kìm hãm của 5 – metyltryptophan. Có thể dùng phương pháp đột biết bằng tia X, tia tử ngoại để nghiên cứu theo hướng này.
Tốt nhất là dùng EMS (etyl metyl sulfonat) xử lý protoplast vài phút, rửa sạch và đem nuôi trong môi trường thích hợp.