Bài giảng Nhập môn Công nghệ sinh học: Chương 4 - Nguyễn Vũ Phong

Chia sẻ: Sơn Tùng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

168
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Nhập môn Công nghệ sinh học - Chương 4: Công nghệ sinh học thực vật" cung cấp cho người học các kiến thức: Khái quát, nuôi cấy mô và cơ quan thực vật, các ứng dụng nuôi cấy mô và cơ quan, nuôi cấy tế bào thực vật, chọn giống dựa vào công nghệ tế bào, công nghệ gene thực vật. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nhập môn Công nghệ sinh học: Chương 4 - Nguyễn Vũ Phong

3/3/2015 Lịch sử phát triển • 1902 – 1930: Thử nghiệm ban đầu Chương IV • 1934 – 1954: CÔNG NGHỆ SINH HỌC - Nuôi thành công tế bào cà rốt (Gautheret, 1937) - Phát hiện vitamine, auxin và cytokinin THỰC VẬT • 1957 – 1992: - Tách và nuôi tế bào đơn - Vai trò auxin/cytokinin - Tạo protoplast và tái sinh cây Nguyễn Vũ Phong - Tạo cây đơn bội từ từ nuôi cấy túi phấn • Sản xuất quy mô lớn và trên diện rộng Những ưu thế của nuôi cấy mô và tế bào Những ưu thế của nuôi cấy mô và tế bào Micropropagation Chọn giống in vitro - Hệ số nhân giống cao, chủ động - Rút ngắn thời gian - Giữ nguyên đặc tính cây mẹ - Chọn các đặc tính quý Những ưu thế của nuôi cấy mô và tế bào Vai trò CNSH TV trong tương lai Khai thác các hợp chất • Tăng sản lượng lương thực gấp đôi , giảm nhập lượng - Chất quý, cấu trúc phức tạp, không tổng hợp được bằng phương pháp hóa học - Chọn giống: chống chịu thời tiết khắc nghiệt, phẩm chất tốt, năng - Giảm giá thành suất cao, có khả năng sản xuất hóa chất, protein phục vụ - Biện pháp chống sâu bệnh, cỏ dại. - Giảm thuốc trừ sâu, diệt cỏ, phân bón • Phát triển bền vững - Hệ thống canh tác - Sản xuất sạch và xanh 1
3/3/2015 Nuôi cấy mô và cơ quan thực vật Nuôi cấy mô và cơ quan thực vật • Tính toàn thế (totipotency) • Môi trường nuôi cấy - Nguyên tố đa lượng: N , P, K, S, Ca, Mg Tế bào sống qua nuôi cấy sẽ tăng trưởng thành cây tạo hoa - Nguyên tố vi lượng: Fe, Mn, Zn, Br, Cu, Co, Mo quả. - Vitamine: B1, nicotinic acid, biotin,.. - Nguồn carbone: surcrose hoặc glucose - Chất điều hòa tăng trưởng : auxine và cytokinine, GA, ABA - Các chất phụ trợ khác Nuôi cấy mô và cơ quan thực vật Nuôi cấy mô và cơ quan thực vật • Chất điều hòa sinh trưởng • Mẫu dùng trong nuôi cấy - Tế bào đang phát triển mạnh chiếm tỉ lệ lớn - Cây mẹ có phẩm chất tốt, năng suất cao và không có triệu chứng bệnh - Được vô trùng trước khi nuôi cấy trên môi trường dinh dưỡng [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 cấy mô và cơ quan thực vật Nuôi cấy mô và cơ quan thực vật • Nuôi cấy mô phân sinh và cơ quan Khử trùng Mẫu Nuôi cấy trên môi trường Root of Cytokinine Auxine carrot plant Plantlet Cell division in culture Single cell Duy trì Tạo cụm chồi Duy trì Nuôi dòng tế bào đơn Nhân giống Root cells in growth medium Adult plant Figure 11.5 2
3/3/2015 Nuôi cấy mô và cơ quan thực vật Quá trình vi nhân giống • Nuôi cấy bao phấn (anther) và hạt phấn (pollen) Tạo cây đơn bội trong chọn giống Ứng dụng nuôi cấy mô và cơ quan thực vật Ứng dụng nuôi cấy mô và cơ quan thực vật • Nhân giống vô tính quy mô lớn • Củ bi và hạt giống nhân tạo (artificial seeds) - Hệ số nhân giống lớn - Dễ dàng bảo quản và vận chuyển - Sự đồng đều của cây giống ảnh hưởng đến năng suất và chất - Cung cấp giống số lượng lớn lượng sản phẩm - Rút ngắn thời kỳ sinh trưởng và sử dụng ưu thế lai Ứng dụng nuôi cấy mô và cơ quan thực vật Ứng dụng nuôi cấy mô và cơ quan thực vật • Lập ngân hàng gene thực vật • Sản xuất cây giống sạch mầm bệnh 3
3/3/2015 Ứng dụng nuôi cấy mô và cơ quan thực vật Nuôi cấy tế bào thực vật • Sản xuất cây giống sạch mầm bệnh Nuôi cấy tế bào thực vật Nuôi cấy tế bào thực vật • Tế bào trần (Protoplast) Biến đổi di truyền thực vật Biến đổi di truyền thực vật Cải thiện giống cây trồng: kháng thuốc diệt cỏ, kháng bệnh, Cải thiện giống cây trồng: kháng thuốc diệt cỏ, kháng bệnh, sâu bệnh sâu bệnh 4
3/3/2015 Biến đổi di truyền thực vật Biến đổi di truyền thực vật Cải thiện giống cây trồng: kháng thuốc diệt cỏ, kháng bệnh, Tạo giống chống chịu điều kiện khí hậu bất lợi, già hóa sâu bệnh Biến đổi di truyền thực vật Biến đổi di truyền thực vật Tạo sắc tố ở các thực vật chuyển gene Biến đổi chất lượng thực phẩm cây trồng Biến đổi di truyền thực vật Biến đổi di truyền thực vật Biến đổi chất lượng thực phẩm cây trồng Biến đổi chất lượng thực phẩm cây trồng 5
3/3/2015 Biến đổi di truyền thực vật Thực vật sản xuất vaccine, proteine trị liệu Sản xuất dầu nhờn công nghiệp Chương V Sản xuất plastid CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỘNG VẬT Nguyễn Vũ Phong Đặc điểm Những khó khăn • Kỹ thuật phức tạp khó thực hiện • Không có tính toàn thế (totipotency) • Phục vụ cho phòng và chữa bệnh • Phát sinh số bội thể trong quá trình nuôi cấy • Dễ ứng dụng cho con người, nhạy cảm đối với vấn đề • Chết theo chương trình (apotosis) xã hội • Nhiều ứng dụng trong chăn nuôi Môi trường dinh dưỡng Thiết bị nuôi • Môi trường tự nhiên: máu, huyết tương, nước ối , dịch chiết của phôi... • Bình Broux • Môi trường tổng hợp: cần có huyết tương (serum) + • Bioreactor dung dịch sinh lý (các loại muối) • Thành phần cơ bản – Ion vô cơ căn bản (Na, Ca, K,...) – Áp suất thẩm thấu phải chính xác – pH chính xác (7-7,3) – Nguồn năng lượng từ glucose – Có phenol để theo dõi pH – Huyết tương: 5-10% – Chất kháng khuẩn và kháng nấm 6
3/3/2015 Ứng dụng Hybridoma và kháng thể đơn dòng • Kháng thể đơn dòng: đặc • Vaccine virus: bại liệt, viêm gan B, quai bị, sởi, bại liệt, lở hiệu chống lại kháng nguyên • Tế bào bạch cầu bình mồm long móng gia súc... thường: sinh kháng thể, chết • Protein: interferon, kháng thể, hormon sau 1 thời gian • Myeloma (TB bạch cầu ung • Protein trị liệu: thư): sinh sản vô hạn nhưng • Protein tái tổ hợp không sinh kháng thể Hybridoma= tế bào bạch • Hormone cầu bình thường + • Virus diệt côn trùng myeloma Ứng dụng của kháng thể đơn dòng Nhân bản vô tính động vật - Tăng độ nhạy trong xét nghiệm: thử kháng nguyên, nhóm • Tạo dòng vô tính cừu Dolly máu, tinh trùng, phát hiện thai, yếu tố đông máu - Chẩn đoán: bệnh ung thư, bệnh truyền qua đường tình dục - Trị liệu - Thuốc hướng mục tiêu: gắn độc tố lên kháng thể đơn dòng để chúng hướng đúng đến tế bào ung thư - Kháng thể gắn các chất đồng vị phóng xạ - Nghiên cứu - Tinh sạch sản phẩm: enzyme, protein,... Nhân bản vô tính động vật Nhân bản vô tính động vật • Nhân bản các động vật khác • Nhân bản các động vật khác • Các ứng dụng • Các ứng dụng 7
3/3/2015 Tế bào gốc Tế bào gốc • Tế bào phôi và tế bào gốc soma • Tế bào gốc là những tế bào có khả năng tự tái sinh vô hạn và có thể tạo ra ít nhất một kiểu tế bào hậu duệ được biệt hóa ở mức độ cao. Khả năng ứng dụng của tế bào gốc Tái tổ hợp DNA và tạo động vật chuyển gene • Nuôi cấy tế bào động vật: tránh chết theo chương trình • Đáp ứng chính xác đặc hiệu miễn dịch của từng cá thể. Liệu pháp tế bào • Dễ dàng tạo kháng thể đơn dòng • Nhân bản vô tính • Thay thế hay ghép cơ quan người Tính trạng chuyển gene ở vật nuôi Động vật chuyển gene - Động vật mang gene người làm mô hình thí nghiệm (bệnh di truyền, ung thư,, thoái hóa cơ, viêm khớp,…) • Năng suất - Sản xuất protein tái tổ hợp - Chăn nuôi gene (gene farming) • Hormone tăng trưởng • Kích thích sự tăng trưởng cơ • Tăng năng suất tạo lông ở cừu 8
3/3/2015 Động vật chuyển gene CNSH TP.HCM - Động vật mang gene người làm mô hình thí nghiệm (bệnh di truyền, Lĩnh vục Phương pháp Sản phẩm ung thư,, thoái hóa cơ, viêm khớp,…) Nông nghiệp Canh tác theo hướng Rau mầm, rau ăn lá, hoa , cây kiểng - Sản xuất protein tái tổ hợp hữu cơ sinh học - Chăn nuôi gene (gene farming) Nhân giống Phong lan Dâu tây sạch bệnh Chuối sạch bệnh Sinh sản nhân tạo cá lăng nha, .. Chuyển gene Tăng tuổi thọ hoa cúc Bt Kháng thuốc diệt cỏ Cá ngựa vằn phát sáng Dinh dưỡng Thức ăn tôm sú Thịt an toàn Y tế Sinh học phân tử Kít phát hiện virus HPV, HCV, HBV Di truyền ngược Virus H5N1 giảm độc lực Huyết thanh kháng độc tố rắn hổ chúa Nuôi cấy tế bào Cấy ghép giác mạc CNSH TP.HCM Lĩnh vục Phương pháp Sản phẩm Môi trường Vi khuẩn Xử lý nước thải có amoniac cao Vi nấm Hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong nước rỉ rác Tảo Nước thải ao chăn nuôi tôm Chế biến Sản phẩm maltose trong sản xuất thịt , xúc thực phẩm xích 9