Đang tải... (xem toàn văn)
Nhân giống vô tính invitro
THẢO LUẬN THẢO LUẬN CÔNG NGHỆ TẾ BÀO THỰC VẬT CÔNG NGHỆ TẾ BÀO THỰC VẬT Đề tài: Nhân giống vô tính invitro Đề tài: Nhân giống vô tính invitro GV hướng dẫn: Nguyễn Thị Lý Anh GV hướng dẫn: Nguyễn Thị Lý Anh I. Phần Mở Đầu I. Phần Mở Đầu • Khái niệm về nhân giống invitro Khái niệm về nhân giống invitro • Nuôi cấy mô tế bào thực vật là phạm trù Nuôi cấy mô tế bào thực vật là phạm trù chung cho tất cả các loại nguyên liệu nuôi cấy chung cho tất cả các loại nguyên liệu nuôi cấy thực vật hoàn toàn sạch vi sinh vật trên môi thực vật hoàn toàn sạch vi sinh vật trên môi trường nhân tạo, trong điều kiện vô trùng. trường nhân tạo, trong điều kiện vô trùng. • Nhân giống vô tính invitro là quá trình sản Nhân giống vô tính invitro là quá trình sản xuất một lượng lớn cây hoàn chỉnh từ các bộ xuất một lượng lớn cây hoàn chỉnh từ các bộ phận cơ quan như: Chồi, mắt ngủ, vảycủ, phận cơ quan như: Chồi, mắt ngủ, vảycủ, thân lá …của cây mẹ ban đầu thông qua kỹ thân lá …của cây mẹ ban đầu thông qua kỹ thuật nc in vitro. thuật nc in vitro. 2. 2. Tính cấp thiết của phương pháp nhân Tính cấp thiết của phương pháp nhân giống vô tính in vitro: giống vô tính in vitro: • Từ xa xưa ông cha ta đã biết nhân giống Từ xa xưa ông cha ta đã biết nhân giống cây trồng bằng phương pháp vô tính cây trồng bằng phương pháp vô tính truyền thống giâm, chiết, ghép, … truyền thống giâm, chiết, ghép, … • Nhưng các biện pháp đó ngày càng bộc lộ Nhưng các biện pháp đó ngày càng bộc lộ nhiều hạn chế : giống được nhân nhiều nhiều hạn chế : giống được nhân nhiều lần bị thoái hóa giống, mắc nhiều bệnh lần bị thoái hóa giống, mắc nhiều bệnh hơn, năng suất giảm, phân ly … hơn, năng suất giảm, phân ly … • Bằng biện pháp nhân giống invitro, với Bằng biện pháp nhân giống invitro, với công nghệ vô trùng cao đã khắc phục công nghệ vô trùng cao đã khắc phục được những hạn chế trên, nâng cao năng được những hạn chế trên, nâng cao năng suất chất lượng của giống cây trồng cả về suất chất lượng của giống cây trồng cả về giá trị nông học và giá trị thương phẩm. giá trị nông học và giá trị thương phẩm. • Vì vậy việc nghiên cứu, phát triển nhân Vì vậy việc nghiên cứu, phát triển nhân giống invitro ngày nay là rất quan trọng giống invitro ngày nay là rất quan trọng cần được chú trọng đầu tư. cần được chú trọng đầu tư. 3. Ưu điểm của phương pháp nhân giống 3. Ưu điểm của phương pháp nhân giống invitro invitro • Có hệ số nhân rất cao Có hệ số nhân rất cao • Có thể nhân giống ở quy mô công Có thể nhân giống ở quy mô công nghiệp, đặc biệt đối với các đối tượng nghiệp, đặc biệt đối với các đối tượng khó nhân bằng các phương pháp thông khó nhân bằng các phương pháp thông thường. thường. • Chủ động giống trong sản xuất Chủ động giống trong sản xuất • Tạo ra các giống cây trồng sạch bệnh Tạo ra các giống cây trồng sạch bệnh • VD: khoai tây, dứa… VD: khoai tây, dứa… 4. Nhược điểm của phương pháp invitro 4. Nhược điểm của phương pháp invitro • Chi phí cao hơn so với các phương pháp Chi phí cao hơn so với các phương pháp nhân giống vô tính khác nên khó cạnh nhân giống vô tính khác nên khó cạnh tranh. tranh. • Một số cây rất dễ bị biến dị khi nhân Một số cây rất dễ bị biến dị khi nhân giống invitro. giống invitro. • Nhân giống invitro không thể áp dụng Nhân giống invitro không thể áp dụng trên tất cả các đối tượng. trên tất cả các đối tượng. II. Cơ sở khoa học II. Cơ sở khoa học • Dựa vào tính toàn năng của tế bào thực vật. Dựa vào tính toàn năng của tế bào thực vật. • Theo quan điểm của sinh học hiện đại: tính Theo quan điểm của sinh học hiện đại: tính toàn năng của tế bào thực vật tế bào là tế bào toàn năng của tế bào thực vật tế bào là tế bào chứa đầy đủ lượng thông tin di truyền cần thiết chứa đầy đủ lượng thông tin di truyền cần thiết của cơ thể thực vật. của cơ thể thực vật. • Sự hình thành và phát triển của phương pháp Sự hình thành và phát triển của phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật là kết quả của nuôi cấy mô tế bào thực vật là kết quả của những phát hiện sau đây trong lĩnh vực sinh lý những phát hiện sau đây trong lĩnh vực sinh lý thực vật và di truyền học phân tử: thực vật và di truyền học phân tử: • 1. Tính toàn thể (potipotency) của mô và tế 1. Tính toàn thể (potipotency) của mô và tế bào thực vật cho phép tái sinh được cây hoàn bào thực vật cho phép tái sinh được cây hoàn chỉnh từ mô, thậm chí từ một tế bào nuôi tách chỉnh từ mô, thậm chí từ một tế bào nuôi tách rời; rời; • 2. Khả năng tạo các cây đơn bội qua nuôi cấy 2. Khả năng tạo các cây đơn bội qua nuôi cấy túi phấn, từ đó tạo các dòng đồng hợp tử túi phấn, từ đó tạo các dòng đồng hợp tử tuyệt đối và nhờ đó rút ngắn được chu trình tuyệt đối và nhờ đó rút ngắn được chu trình lai tạo; lai tạo; • 3. Khả năng hấp thu ADN ngoại lai vào tế 3. Khả năng hấp thu ADN ngoại lai vào tế bào thực vật và khả năng chuyển gen để gây bào thực vật và khả năng chuyển gen để gây biến đổi (transformation) ở thực vật do ADN biến đổi (transformation) ở thực vật do ADN ngoại lai nhờ công nghệ gen (genetic ngoại lai nhờ công nghệ gen (genetic engineering). engineering). • 4. Khả năng nuôi cấy các tế bào thực vật như 4. Khả năng nuôi cấy các tế bào thực vật như nuôi cấy vi sinh vật dẫn đến khả năng ứng nuôi cấy vi sinh vật dẫn đến khả năng ứng dụng di truyền phân tử vào thực vật bậc cao dụng di truyền phân tử vào thực vật bậc cao để phục vụ cho công tác tạo giống; để phục vụ cho công tác tạo giống; • 5. Kỹ thuật nuôi cấy protoplast và khả năng 5. Kỹ thuật nuôi cấy protoplast và khả năng dung hợp protoplast, tái sinh cây hoàn chỉnh từ dung hợp protoplast, tái sinh cây hoàn chỉnh từ protoplast lai (cybrid); protoplast lai (cybrid); • 6. Khả năng loại trừ virus bằng phương pháp 6. Khả năng loại trừ virus bằng phương pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởng, tạo các dòng vô nuôi cấy đỉnh sinh trưởng, tạo các dòng vô tính sạch bệnh ở các cây nhân giống vô tính. tính sạch bệnh ở các cây nhân giống vô tính. [...]... kích thích hình thành phôi vô tính nhưng ức chế quá trình phân hóa và phát triển tiếp theo của phôi Từ việc tạo phôi vô tính người ta đã sản xuất hạt nhân tạo từ phôi vô tính • Nguyên liệu: Các Polyme sinh học Phôi vô tính Môi trường dinh dưỡng tạo hạt nhân tạo Thường sử dụng polyme tự nhiên Alginate để tạo hạt nhân tạo • Cách thực hiện: • + Dùng polyme bao gói 1 phôi vô tính với 1 thể tích nhất... loa kèn,… 3 Tạo phôi vô tính • Tương tự như tạo chồi bất định, nhưng phôi vô tính có cấu trúc lưỡng cực bao gồm cả chồi mầm và rễ mầm • Phôi vô tính có thể tái sinh thành cây hoàn chỉnh hoặc sử dụng làm nguyên liệu sản xuất hạt giống nhân tạo Sự hình thành phôi vô tính có 2 bước: Bước 1: phân hóa tế bào có khả năng phát sinh phôi ( thường là các tế bào nhỏ, nhân lớn nhiều hạch nhân, không có không... mô để nhân nhanh các giống cây • - Takayama và Miasawa là những người đầu tiên • • sử dụng bioreactor vào nhân giống cây trồng: nhân củ siêu nhỏ khoai tây, củ giống hoa ly, hoa lan hồ điệp - Công nghệ này cho phép nhân nhanh vô hạn các giống cây trồng nhờ thiết bị bioreactor hoàn toàn tự động hóa VD: 1 bioreactor vibro-mixer trang bị với các ống silicone có khả năng sản xuất 100.000 phôi vô tính của... giúp hạt nhân tạo dễ dàng bảo quản và nảy mầm khi cần thiết Kitto và Janick, đặt hạt cây cà rốt trên khay có chứa 25% polyoxyethylene để làm mất nước và khi làm ướt lại thì hạt được tái sinh thành cây hoàn chỉnh Chú ý • Hệ thống sản xuất hạt nhân tạo phải được cơ giới hóa và không phụ thuộc vào những thiết bị đắt tiền và nhất là thỏa mãn yêu cầu vô trùng • 4 Ngoài ra còn có phương pháp nhân giống qua... dùng chồi nách, các thể chồi protocorm vào nhân giống vô tính với tốc độ cực nhanh một số cây trồng; • 8 Khả năng sử dụng phương pháp nuôi cấy phôi để khắc phục hiện tượng bất thụ khi lai xa; • 9 Khả năng bảo quản các nguồn gen bằng nuôi cấy trong ống nghiệm; • 10 Khả năng tồn trữ các tế bào thực vật sống trong thời gian dài và ở nhiệt độ thấp mà không mất tính toàn thể của tế bào • III CÁC BƯỚC THỰC... tạo cây in vitro hoàn chỉnh • Để tạo rễ cho chồi phải cấy chuyển từ môi trường nhân nhanh sang môi trường ra rễ • Môi trường ra rễ thường bổ sung 1 lượng nhỏ auxin Tuy nhiên có một số chồi có thể phát sinh rễ ngay chuyển từ môi trường nhân nhanh sang môi trường không chứa chất điều tiết sinh trưởng • Đối với cac phôi vô tính thường chỉ gieo trên môi trường không chứa chất điều tiết sinh trưởng hoặc... hóa và không phụ thuộc vào những thiết bị đắt tiền và nhất là thỏa mãn yêu cầu vô trùng • 4 Ngoài ra còn có phương pháp nhân giống qua tạo củ in vitro Những công nghệ nới trong vi nhân giống cây trồng 1 Công nghệ vi nhân giống quang tự dưỡng Nghiên cứu tập trung vào vấn đề nuôi cấy mô trên môi trường không có đường nhưng được điều khiển chủ động chế độ ánh sáng và cung cấp CO2 VD: Phòng công nghệ tế... cao cây, bộ rễ…) • Có giá thể sạch, tơi xốp, thích hợp để tiếp nhận cây con in vitro • Chủ động điều chỉnh hàm lượng dinh dưỡng, ẩm độ, ánh sáng trong vườn ươm THAO TÁC CẤY IV CÁC PHƯƠNG THỨC NHÂN GIỐNG VÔ TÍNH 1 Hoạt hoá chồi nách + Cây phát triển trực tiếp từ chồi đỉnh hoặc chồi nách, hay xảy ra khi nuôi cấy cây 2 lá mầm: khoai tây, hoa cúc,… - Tạo cụm chồi từ chồi đỉnh hoặc chồi nách, hay gặp với... dưỡng để tạo hạt • Quy trình cụ thể như sau: • Tạo huyền phù phôi vô tính trong môi trường dinh dưỡng với mật độ phù hợp và bổ sung Na – alginate dược làm tan trong nước với nồng độ 2-4% • Dùng pipet nhỏ 100 – 150 µl huyền phù nêu trên có chứa 1 phôi soma và dung dịch Cacl2 (2-5%) Khi đó sẽ sinh ra phản ứng trao đổi ion Na – Ca và hạt nhân tạo được hình thành, có đủ độ cứng thích hợp. ngâm trong nước... mắt ngủ…) • Cần xác định chế độ khử trùng mẫu thích hợp Thường dùng các chất: Hgcl2 0.1% xử lý trong 5 – 10 phút Bước 2: nhân nhanh • Là giai đoạn kích thích mô nuôi cấy phát sinh hình thái và tăng nhanh số lượng thông qua: hoạt hóa chồi nách, tạo chồi bất định, và tạo phôi vô tính • Chú ý xác định điều kiện môi trường và điều kiện ngoại cảnh thích hợp để hiệu quả là cao nhất: Theo nguyên tắc chung . trường nhân tạo, trong điều kiện vô trùng. trường nhân tạo, trong điều kiện vô trùng. • Nhân giống vô tính invitro là quá trình sản Nhân giống vô tính invitro. các dòng vô nuôi cấy đỉnh sinh trưởng, tạo các dòng vô tính sạch bệnh ở các cây nhân giống vô tính. tính sạch bệnh ở các cây nhân giống vô tính.
