6. Giả thuyết khoa học
1.2.1.1. Tỉnh toàn năng của tế bào
Cơ sở nền tảng của nuôi cấy mô, tế bào thực vật là học thuyết về tính
toàn năng của tế bào do nhà thực vật học người Đức Haberland đưa ra vào năm 1902. Ke thừa quan điếm của ông, các nhà sinh học hiện đại cho rằng tất cả các tế bào cấu tạo nên cơ thể thực vật đều chứa toàn bộ thông tin di truyền đủ để mã hoá hình thành một cơ thể, các nhà nghiên cứu cho rằng mỗi tế bào thực vật khi tách ra khỏi cơ thể nếu được nuôi trong điều kiện thích hợp thì có thể phát triển thành một cơ thế hoàn chỉnh. Từ đó đến nay, rất nhiều các công trình nghiên cứu đã tạo ra được cây hoàn chỉnh từ một tế bào riêng lẻ, một khối mô hay từ một phần của cơ quan. Điều đó khẳng định tính toàn năng của tế bào thực vật là cơ sở khoa học của nuôi cấy mô, tế bào thực vật [2], [5], [18].
1.2.ĩ. 2. Sự phân hoá và phản phân hoá tế bào
Cơ thể thực vật trưởng thành là một thể thống nhất bao gồm nhiều cơ quan khác nhau, có chức năng khác nhau và được hình thành từ nhiều loại tế bào khác nhau. Tuy nhiên mọi tế bào đều bắt nguồn từ một tế bào hợp tử ban đầu. Te bào hợp tử đầu tiên lúc đầu phân chia thành khối tế bào chưa chuyên hoá. Các tế bào chưa chuyên hoá này tiếp tục phân chia và biến đổi thành các tế bào chuyên hoá đặc trưng cho các mô, cơ quan có chức năng khác nhau. Đó là hiện tượng phân hoá tế bào. Tuy nhiên, các tế bào chuyên hoá thành các tế bào chuyên biệt lại không mất hoàn toàn sự biến đổi của mình. Trong những điều kiện thích hợp nhất định chúng có thể trở thành dạng tế bào chưa chuyên hoá. Hiện tượng này gọi là hiện tượng phản phân hoá tế bào [2], [5].
Sự phân hoá và phản phân hoá tế bào là một quá trình hoạt hoá, ức chế hoạt động của các gen. Trong một giai đoạn phát triển nhất định của cây, một số gen nào đó đang ở trạng thái ức chế không hoạt động được hoạt hoá để cho ra một tính trạng biếu hiện mới. Ngược lại một số gen lại bị ức chế đình chỉ hoạt động. Quá trình hoạt hoá, ức chế diễn ra theo một chương trình đã được
lập sẵn trong cấu trúc hệ gen của tế bào, giúp cho sự sinh trưởng, phát triển của cơ thể thực vật được hài hoà.
Sự hoạt hoá mô, cơ quan của cơ thể. Khi tách riêng từng tế bào, hoặc làm giảm kích thước khối mô sẽ tạo điều kiện cho việc hoạt hoá các gen của tế bào [5].
Kỹ thuật nuôi cấy mô, tế bào thực chất là kỹ thuật điều khiển sự phát sinh hình thái của tế bào thực vật một cách có định hướng dựa và sự phân hoá và phản phân hoá tế bào thực vật. Đe điều khiển được phát sinh hình thái của tế bào, người ta bố sung vào môi trường nuôi cấy hai nhóm chất điều hoà sinh trưởng thực vật chính là auxin và xytokinin. Tỷ lệ hàm lượng của hai nhóm chất điều hoà sinh trưởng này trong môi trường nuôi cấy khác nhau sẽ định hướng cho sự phát sinh hình thái (phát sinh chồi, rễ, hoặc callus) của mô nuôi cấy khác nhau. Trong môi trường nuôi cấy, tỷ lệ nồng độ auxin/xytokinin thấp thì mô nuôi cấy phát sinh theo hướng tạo chồi, tỷ lệ này cao thì mô nuôi cấy sẽ tạo callus [51, [18].