Chương 5: CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG TRỒNG TRỌT

Chia sẻ: Pham Khanh Dung | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:66

Thêm vào BST

Báo xấu

117
lượt xem 23
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nuôi cấy mô, tế bào thực vật là khái niệm chung cho tất cả các phương pháp nuôi cấy các nguyên liệu (tế bào, mô, phôi) trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo trong điều kiện vô trùng Nuôi cấy mô, tế bào gồm nuôi cấy cây non, cây trưởng thành, nuôi cấy các bộ phận cơ quan như rễ, thân, lá, hoa, bao phấn, noãn chưa thụ tinh,… nuôi cấy phôi, nuôi cấy mô sẹo, nuôi cấy tế bào đơn bội và nuôi cấy tế bào trần....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương 5: CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG TRỒNG TRỌT

CHƯƠNG 5 CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG TRỒNG TRỌT NỘI DUNG Nuôi cấy mô tế bào thực vật Các kỹ thuật chuyển gen ở thực vật
1. Nuôi cấy mô, tế bào thực vật 1.1. Khái niệm Nuôi cấy mô, tế bào thực vật là khái niệm chung cho tất cả các phương pháp nuôi cấy các nguyên liệu (tế bào, mô, phôi) trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo trong đi ều kiện vô trùng Nuôi cấy mô, tế bào gồm nuôi cấy cây non, cây trưởng thành, nuôi cấy các bộ phận cơ quan như rễ, thân, lá, hoa, bao phấn, noãn chưa thụ tinh,… nuôi cấy phôi, nuôi cấy mô sẹo, nuôi cấy tế bào đơn bội và nuôi cấy tế bào trần.
1.2. Cơ sở kỹ thuật của nuôi cấy mô tế bào thực vật 1.2.1. Cơ sở khoa học - Tính toàn năng của tế bào (totipotency cell) - Sự phân hóa và phản phân hóa của tế bào 1.2.2. Yêu cầu kỹ thuật của nuôi cấy mô, tế bào thực vật Các thiết bị, hóa chất: Môi trường nuôi cấy: Các chất vô cơ đa lượng: N, P, K, S, Ca, Mg Nguyên tố vi lượng: Fe, Mn, Zn, Br, Cu, Co, Mo Vitamin: Nguồn cacbon: sucrose hoặc glucose Các chất điều hòa sinh trưởng: auxin và cytokinin Agar
1.2.3. Mẫu dùng cho nuôi cấy mô, tế bào thực vật Mẫu có thể được thu theo hai cách: - Từ hạt: Khử trùng bề mặt hạt, gieo hạt trong điều kiện vô trùng thành cây và lấy mẫu - Mẫu cấy: lấy trực tiếp từ cây tươi được xử lý bằng dung dịch sát trùng
1.3. Nhân giống cây trồng bằng nuôi cấy mô, tế bào 1.3.1. Khái niệm Khái niệm: Nhân giống vô tính hoặc công ngh ệ vi nhân giống được tiến hành trên nguyên t ắc c ắt, nuôi đo ạn thân (có mang chồi ở nách lá), đoạn rễ, mảnh c ủ, cánh hoa,… có kích thước nhỏ trong điều kiện vô trùng. Các thực vật được nhân giống bao gồm các loài hoa (lan, cẩm chướng, đồng tiền, lily, cúc,…), cây lương thực, thực phẩm (khoai tây, mía, cà chua,…), cây ăn quả (chuối, dứa, cam, chanh,…), cây lâm nghiệp (bạch đàn, keo, thông,…) cây cảnh (sung, đa, si,..)
1.3.2. Phương pháp nhân giống vô tính in vitro a) Nuôi cấy mô phân sinh hoặc đỉnh sinh trưởng Phát triển cây trực tiếp: Chủ yếu trên cây 2 lá m ầm (dicotyledon)
Phát triển cây gián tiếp qua giai đoạn cụm chồi (protocorm): Trên cây một lá mầm (monocotyledon)
b) Nhân giống qua giai đoạn mô sẹo Trong nhiều trường hợp mô nuôi cấy không tái sinh thành cây mà phát triển thành kh ối mô sẹo (callus) sau đó mô sẹo được tái sinh thành cây hoàn ch ỉnh
c) Nhân giống vô tính thông qua phát sinh phôi vô tính – công nghệ hạt nhân tạo Ở thực vật sinh sản hữu tính, phôi là sản phẩm của quá trình thụ tinh đó là phôi h ữu tính (zygotic embryo). Tuy nhiên trong nuôi cấy in vitro, phôi có th ể được phát tri ển t ừ tế bào sinh dưỡng, gọi là phôi vô tính (somatic embryo) Phôi vô tính là dạng phôi được hình thành t ừ t ế bào soma, không qua thụ tinh và có bản chất di truyền hoàn toàn giống với tế bào soma sinh ra nó 1958, Street và Reinert đã mô tả sự hình thành phôi vô tính ở cà rốt Các phôi vô tính có thể tái sinh thành cây hoàn ch ỉnh
Một số cây trồng được nhân giống qua phôi vô tính
Công nghệ hạt nhân tạo Hạt nhân tạo (artificial seed hoặc synthetic seed) là phôi vô tính được bọc trong một lớp vở polyme như agar, agarose, alginate,…. Trong cấu trúc lưới của các lớp vỏ đó, nước, chất dinh dưỡng và chất sinh trưởng được cung cấp thay cho nội nhũ, giúp cho phôi vô tính có th ể n ảy mầm tr ở thành cây hoàn chỉnh.
1.3.3. Những ưu điểm và hạn chế của nhân giống vô tính Ưu điểm: - Đưa ra sản phẩm nhanh, độ đồng đều cao - Nhân nhanh với hệ số nhân giống cao - Nâng cao chất lượng giống cây trồng, tạo quần th ể cây sạch bệnh Hạn chế: - Hạn chế về chủng loại - Có thể phát sinh một số hiện tượng nh ư biến d ị soma, nhiễm khuẩn, tạo độc tố, thủy tinh hóa (cay có thân, lá mọng nước)
1.4. Chọn tạo giống bằng nuôi cấy mô, tế bào 1.4.1. Nuôi cấy bao phấn, noãn chưa thụ tinh và tạo cây đơn bội Khi nuôi cấy hạt phấn, noãn phát triển thành cây hoàn chỉnh ta sẽ thu được cây đơn bội (1n) 1964, Guda và Maheshwari (Ấn Độ) đã thu được cây đơn bội ở cây cà độc dược (Datura innoxia) Cây đơn bội được áp dụng trong: - Nghiên cứu di truyền của các gen, trội và lặn, t ương tác gen - Tạo đột biến đơn bội - Tạo cây đồng hợp tử tuyệt đối phục vụ chọn giống
Hai phương pháp tạo cây đơn bội là: - Nuôi cấy bao phấn và hạt phấn: Nuôi cấy hạt phấn (pollen) hoặc bao phấn (anther) trên môi trường thích h ợp đ ể phát triển thành cây đơn bội hoàn chỉnh - Nuôi cấy noãn chưa thụ tinh: Nuôi cấy noãn chưa thụ tinh phát triển thành cây đơn bội
1.4.2. Nuôi cấy tế bào trần và ứng dụng trong chọn giống Tế bào trần (protoplast) là tế bào được loại bỏ thành tế bào Có hai phương pháp tạo tế bào trần: - Hóa chất: Dùng enzym cellulase và pectinase - Cơ học Quy trình nuôi cấy tế bào trần: - Tách tế bào trần - Tái sinh cây từ tế bào trần
Cây lai giữa khoai tây và cà chua
Ứng dụng : - Dung hợp tế bào trần (protoplast fusion) để tạo t ế bào lai soma. Các tế bào trần có thể dung hợp để t ạo thành tế bào lai soma. Bằng phương pháp dung h ợp t ế bào trần có thể tạo ra con lai xa. Có hai phương th ức dung hợp tế bào trần: + Hóa chất: PEG (polyethylen glycol) + Điện trường - Chọn dòng tế bào - Biến nạp di truyền và tạo cây chuyển gen