Bài giảng: CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT

Ọ

ng IV ươ CÔNG NGH SINH H C Ệ TH C V T Ự Ậ

Nguy n Vũ Phong

ễ

ữ

ế ủ

ư

ấ

ế

Nh ng u th c a nuôi c y mô và t bào

Micropropagation ệ ố ữ - H s nhân gi ng cao, ch đ ng ố nguyên đ c tính cây m - Gi ặ ủ ộ ẹ

ọ

ắ

- Rút ng n th i gian - Ch n các đ c tính quý Ch n gi ng in vitro ố ờ ặ ọ

Khai thác các h p ch t ấ ợ

c b ng ứ ạ ổ ợ ượ ằ

ấ ng pháp hóa h c ọ

- Ch t quý, c u trúc ph c t p, không t ng h p đ ph - Gi m giá thành ấ ươ ả

Vai trò CNSH TV trong t

ng lai

ươ

• Tăng s n l ng l ả ượ ươ ng th c g p đôi ự ấ

- Ch n gi ng ọ ố

- Bi n pháp ch ng sâu b nh, c d i ỏ ạ ệ ệ ố

• Phát tri n b n v ng ể ề ữ

- H th ng canh tác ệ ố

- S n xu t s ch và xanh ấ ạ ả

Nuôi c y mô và c quan th c v t ự ậ

ơ

ấ

• Tính toàn th (totipotency) ế

T bào s ng qua nuôi c y s tăng tr ng thành cây t o hoa ấ ẽ ế ố ưở ạ

qu .ả

Nuôi c y mô và c quan th c v t ự ậ

ơ

ấ

• K thu t vô trùng ậ ỹ

- Phòng nuôi c yấ

- D ng cụ ụ

- Môi tr ngườ

- M u nuôi ẫ

Nuôi c y mô và c quan th c v t ự ậ

ơ

ấ

• Môi tr ng nuôi c y ườ ấ

- Nguyên t đa l ng ố ượ

- Nguyên t vi l ng ố ượ

- Vitamine

- Ngu n carbone: surcrose ồ

ho c glucose ặ

- Ch t đi u hòa tăng ề ấ

tr ng : auxine và cytokinine ưở

- Các ch t ph tr khác ụ ợ ấ

Vai trò c a ch t đi u hòa sinh tr

ng

ủ

ề

ấ

ưở

[cytokinin] 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 mg/L

[auxin] 0 0.1 0.3 1.0 3.0 mg/L

Nuôi c y mô và c quan th c v t ự ậ

ơ

ấ

• M u dùng trong nuôi c y ấ

ẫ

- T bào đang phát tri n m nh chi m t l

ỉ ệ

ế

ể

ế

ạ

l nớ

- Cây m có ph m ch t t

t, năng su t cao

ấ ố

ẹ

ẩ

ấ

và không có tri u ch ng b nh ệ

ứ

ệ

- Đ c vô trùng tr

ượ

ướ

c khi nuôi c y trên môi ấ

ng dinh d

ườ

ưỡ

* T h t: kh trùng b m t ử

ề ặ

ừ ạ

* T m u c y: ngâm trong dung d ch

ừ ẫ

ấ

ị

sát trùng, n ng đ và th i gian tùy theo lo i

ạ

ộ

ờ

ồ

m uẫ

Nuôi c y mô và c quan th c v t ự ậ

ơ

ấ

• Nuôi c y mô phân sinh và c quan

ơ

ấ

Kh trùng

ử

M u cây

Nuôi c y trên môi tr

ẫ

ấ

ườ

Auxine

T o mô s o

ẹ

ạ

Cytokinine

Callu s

Duy trì

T o c m ch i ồ ụ

ạ

Nhân gi ngố

Nuôi dòng t

bào đ n

ế

Duy trì

Nuôi c y mô và c quan th c v t ự ậ

ơ

ấ

Root of carrot plant

Plantlet

Cell division in culture

Single cell

Adult plant

Root cells in growth medium

Figure 11.5

Nuôi c y mô và c quan th c v t ự ậ

ơ

ấ

• T bào tr n (Protoplast) ầ

ế

- Cellulase và pectinase

- Dung h p

bào

ợ

ế

tr n ầ

(protoplast fusion)

Nuôi c y mô và c quan th c v t ự ậ

ơ

ấ

• Nuôi c y bao

ấ

(anther)

ph n ấ

và h t ph n

ạ

ấ

(pollen)

T o cây đ n b i ộ

ạ

trong

ch n ọ

gi ngố

Quá trình vi nhân gi ngố Quá trình vi nhân gi ngố

ng d ng nuôi c y mô và c quan th c

Ứ

ụ

ự

ơ

ấ

v tậ

• Nhân gi ng vô tính quy mô l n

ố

ớ

- H s nhân gi ng l n

ệ ố

ố

ớ

ng đ n năng su t và ch t

- S đ ng đ u c a cây gi ng nh h ủ

ự ồ

ề

ả

ố

ưở

ế

ấ

ng s n ph m

ượ

ả

ẩ

- Rút ng n th i kỳ sinh tr

ng và s d ng u th lai

ắ

ờ

ưở

ử ụ

ế

ng d ng nuôi c y mô và c quan th c

Ứ

ụ

ự

ơ

ấ

v tậ

• C bi và h t gi ng nhân t o (artificial seeds)

ủ

ố

ạ

- D dàng b o qu n và v n chuy n ả

ể

ễ

ả

ậ

- Cung c p gi ng s l

ng l n

ố ượ

ấ

ố

ớ

ng d ng nuôi c y mô và c quan th c

Ứ

ụ

ự

ơ

ấ

v tậ

• L p ngân hàng gene th c v t ự ậ

ậ

ng d ng nuôi c y mô và c quan th c

Ứ

ụ

ự

ơ

ấ

• S n xu t cây gi ng s ch m m b nh ố

ạ

ả

ấ

v tậ ầ ệ

- Cây nhi m vi khu n, n m, tuy n trùng: ch n cành nhánh

ọ

ễ

ế

ấ

ẩ

không nhi m đem nuôi c y

ễ

ấ

- Nhi m virus, mycoplasma, viroid

ễ

+ C y truy n nhi u l n, lo i b dòng nhi m

ề ầ

ạ ỏ

ễ

ề

ấ

+ X lý nhi

ử

ệ

t đ : 30-37 oC trong 10-14 ngày, 50-60oC th i ờ

ộ

gian đ lo i virus ể ạ

+ X lý hóa ch t: thiouracil, xanh malachite

ử

ấ

Nuôi c y t

ấ ế

bào th c v t ự ậ

• Đ c đi m

ể

ặ

- Tăng tr ng ch m ưở ậ

- Hàm l c th p ượ ng h p ch t nh n đ ấ ậ ợ ượ ấ

- D dàng b phá h y ủ ễ ị

- Cung c p liên t c các s n ph m ụ ả ẩ ấ

- S n xu t đ c h p ch t đ c hi u ấ ượ ả ấ ặ ệ ợ

- Ti m năng tăng s l ng cây gi ng ố ượ ề ố

Ọ

ng V ươ CÔNG NGH SINH H C Ệ Đ NG V T

Ộ

Ậ

Nguy n Vũ Phong

ễ

Đ c đi m

ể

ặ

• K thu t ph c t p khó th c hi n ứ ạ ự ệ ậ ỹ

• Ph c v cho phòng và ch a b nh ụ ữ ụ ệ

• D ng d ng cho con ng ụ ễ ứ ườ i, nh y c m đ i v i v n đ ề ố ớ ấ ạ ả

xã h iộ

• Nhi u ng d ng trong chăn nuôi ề ứ ụ

Nh ng khó khăn

ữ

• Không có tính toàn th (totipotency) ế

• Phát sinh s b i th trong quá trình nuôi c y ấ ố ộ ể

• Ch t theo ch ng trình (apotosis) ế ươ

ng * Sinh s n r t ch m ả ấ ậ : 15 - 40h tăng g p đôi s l ố ượ ấ

* Nh y c m đ i v i môi tr ố ớ ả ạ ườ ng nuôi c y ấ

- 35-39oC

- Oxygen n đ nh ổ ị

- Ít va ch m khi khu y ấ ạ

Môi tr

ng dinh d

ng

ườ

ưỡ

nhiên : máu, huy t t ng, n ế ươ c ướ ố i , d ch ị ự

ng t t c a phôi...

ng t ng h p ng (serum) + • Môi tr chi • Môi tr ợ : c n có huy t t ế ươ ầ ổ

dung d ch sinh lý (các lo i mu i) ườ ế ủ ườ ị ạ ố

• Thành ph n c b n

ầ ơ

ẩ ả ấ

glucose ượ

ơ ả – Ion vô c căn b n (Na, Ca, K,...) ả – Áp su t th m th u ph i chính xác ấ – pH chính xác (7-7,3) – Ngu n năng l ng t ừ ồ – Có phenol đ theo dõi pH ể – Huy t t ng: 5-10% ế ươ – Ch t kháng khu n và kháng n m ẩ ấ ấ

Thi

t b nuôi

ế ị

• Bình Broux • Bioreactor

Ứ

ng d ng ụ

• Vaccine virus: b i li t, viêm gan B, quai b , s i, b i li t, ạ ệ ị ở ạ ệ

m m long móng gia súc... l ở ồ

• Protein: interferon, kháng th , hormon ể

• Protein tr li u ị ệ :

• Protein tái t h p ổ ợ

• Hormone

• Virus di t côn trùng ệ

Hybridoma và kháng th đ n dòng

ể ơ

• Kháng th đ n dòng

ể ơ

: đ c ặ

kháng

hi u ệ

ch ng ố

i ạ

nguyên

• T bào bình th

ng: sinh

ế

ườ

kháng th , ch t sau 1 th i ờ ế

ể

gian

• Myeloma (TB b ch c u ung

ầ

ạ

th ): sinh s n vô h n ả

ạ

nh ng không sinh kháng

thể

Hybridoma= t

bào bình

ế

th

ng + myeloma

ườ

ng d ng c a kháng th đ n dòng

Ứ

ể ơ

ụ

ủ

- Tăng đ nh y

ộ

ạ trong xét nghi m: th kháng nguyên, nhóm ử

ệ

máu, tinh trùng, phát hi n thai, y u t

đông máu

ế ố

ệ

: b nh ung th , b nh truy n qua đ

- Ch n đoán ẩ

ư ệ

ệ

ề

ườ

ng tình d c ụ

- Tr li u

ị ệ

- Thu c h

: g n đ c t

ố

ướ

ng m c tiêu ụ

ộ ố

ắ

lên kháng th đ n dòng đ ể ể ơ

chúng h

ng đúng đ n t

bào ung th

ướ

ế ế

- Kháng th ể g n các ch t đ ng v phóng x

ấ ồ

ắ

ị

ạ

- Nghiên c uứ

- Tinh s ch ạ

s n ph m: enzyme, protein,... ả

ẩ

Nhân b n vô tính đ ng v t ậ

ộ

ả

• T o dòng vô tính c u Dolly ừ ạ

Nhân b n vô tính đ ng v t ậ

ộ

ả

• Nhân b n các đ ng v t khác ậ ả ộ

• Các ng d ng ứ ụ

Nhân b n vô tính đ ng v t ậ

ộ

ả

• Nhân b n các đ ng v t khác ả ậ ộ

• Các ng d ng ứ ụ

T bào g c ố

ế

• T bào phôi và t bào g c ế ế ố

soma

• T bào g c là nh ng t ố ữ ế ế

bào có kh năng t tái ả ự

sinh vô h n và có th ể ạ

t o ra ít nh t m t ki u t ấ ạ ể ế ộ

bào h u du đ c bi t ệ ượ ậ ệ

hóa m c đ cao. ở ứ ộ

T bào g c ố

ế

• Con đ

ng tái sinh và bi

t hóa

ườ

ệ

– Phân chia b t đ i x ng

ấ ố ứ

– Phân chia thành qu n th và t o t

bào bi

t hóa khi g p nhân

ạ ế

ể

ầ

ệ

ặ

đ c hi u

ố ặ

ệ

T bào g c ố

ế

Kh năng ng d ng c a t

ủ ế

ụ

ứ

ả

bào g c ố

• Nuôi c y t bào đ ng v t: tránh ch t theo ch ng trình ấ ế ế ậ ộ ươ

• Đáp ng chính xác đ c hi u mi n d ch c a t ng cá th . ể ệ ủ ừ ứ ễ ặ ị

Li u pháp t bào ệ ế

• D dàng t o kháng th đ n dòng ể ơ ễ ạ

• Nhân b n vô tính ả

• Thay th hay ghép c quan ng ế ơ i ườ

Tái t

h p DNA và t o đ ng v t

ổ ợ

ạ ộ

ậ

chuy n gene ể

Tính tr ng chuy n gene

v t nuôi

ể

ạ

ở ậ

• Năng su tấ

• Hormone tăng tr ngưở

• Kích thích s tăng tr ng c ự ưở ơ

• Tăng năng su t t o lông c u ấ ạ ở ừ