Bài giảng Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật

Nội dung text: Bài giảng Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật

1. Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật
2. Mục lục I. Cơ sở nuôi cấy mô tế bào thực vật II. Nhân giống vô tính in vitro III. Nuôi cấy giao tử,tạo cây đơn bội invitro IV. Nuôi cấy tế bào trần V. Thụ phấn và nuôi cấy phôi in virto VI. Ưu và nhược điểm của nuôi cấy mô tế bào thực vật
3. Nuôi cấy mô tế bào thực vật : khái niệm chung cho các nguyên liệu thực vật hoàn toàn sạch vi sinh vật được nuôi trong mt dinh dưỡng nhân tạo trong điều kiện vô trùng
4. I.Cơ sở nuôi cấy mô tế bào thực vật • Tính toàn năng của tế bào thực vật: từ 1 dạng tế bào bất kì trong cơ thể thực vật(lá,thân,hoa )cũng đều có khả năng phát triển thành 1 cơ thể hoàn chỉnh
5. • Sự phân hóa của tb: sự chuyển hóa các tb phôi sinh thành tb mô chuyên biệt,đảm nhận các chức năng khác nhau • Sự phản phân hóa của tb: trong điều kiện cần thiết và thích hợp,các tb,cơ quan lại có thể trở về dạng phôi sinh và phân chia mạnh mẽ
6. Phân hóa tế bào Tế bào phân hóa có Tế bào phôi sinh Tế bào dãn chức năng riêng biệt Phân hóa tế bào
7. ❖ Quy trình nhân giống vô tính in vitro II.Nhân giống vô tính in vitro Nhân giống 1 loài trong ốngNhâm nghiệm giống in trên vitro mt nhân tạo vàVô trong trùng điều kiện vô trùng mẫu cấy Tạo cây in vitro Chuẩn bị cây mẹ Chuyển cây ra vườn ươm
8. • Ưu điểm: nhân giống cây ở quy mô công nghiệp nhân nhanh với hệ số nhân giống cao sản phẩm cây giống đồng nhất,sạch bệnh tiết kiệm thời gian,thu hoạch lớn
9. • Nhược điểm: tính bất định về mặt di truyền sự nhiễm mẫu tạo ra độc tố sự hóa thủy tinh thể
10. III.Nuôi cấy giao tử,tạo cây đơn bội invitro 1.Tạo cây đơn bội bằng Sinh nuôi cấy bao phấn Sản Đơn Nguyên lý: Tính sự hình thành cây Đực đơn bội từ hạt phấn là sự sinh sản đơn tính đực theo 3 phương thức Trực Gián Hỗn Tiếp Tiếp Hợp
11. Theo 2 phương pháp • Các bao phấn được nuôi cấy trên môi trường có agar hoặc môi trường lỏng và sự phát sinh phôi xảy ra trong bao phấn.
12. • Hạt phấn được tách rời khỏi bao phấn hoặc bằng phương pháp cơ học hoặc do nứt nẻ tự nhiên của bao phấn và được nuôi trên môi trường lỏng.
13. Quy trình nuôi cấy • Chọn bao phấn: hoa đầu tiên,hạt phấn thể 4 nhân sau lần nguyên phân thứ nhất • Xử lý nụ hoa: bằng nhiệt độ kích thích sự phân chia hạt phấn • Chọn mt tái sinh thích hợp • Chọn lọc cây đơn bội: đếm số lượng NST,đo hàm lượng DNA,so với cây mẹ
14. Sơ đồ tạo cây đơn bội từ nuôi cấy bao phấn Tách các bao phấn Khử trùng bề mặt Hoa Loại bỏ chỉ nhị Nhuộm acetoarmine để xác định GĐPT của hạt phấn Nuôi cấy trên mt đặc Phát triển phôi Nuôi cấy trên Cây đơn bội mt lỏng
15. • Ưu điểm Môi trường nuôi cấy đơn giản Tạo ra giống cây trồng sạch bệnh, có phẩm chất di truyền đồng đều Phát sinh phôi dễ dàng Thuận lợi cho việc nghiên cứu di truyền.
16. • Nhược điểm Hiệu suất tạo cây đơn bội không cao Khó sàng lọc cây đơn bội Khi nuôi cấy bao phấn thường gặp hiện tượng bạch tạng
17. IV.Nuôi cấy tế bào trần Phương pháp cơ bản để tách và nuôi cấy 1.Tách tế bào trần • Khử trùng mẫu lá • Ngâm mẫu trong dung dịch thẩm thấu để tế bào co nguyên sinh chất • Tách lớp mặt dưới lá • Ngâm mẫu trong hỗn hợp enzym • Tinh sạch tế bào trần • Nuôi cấy tế bào trần trong môi trường thích hợp
18. 2.Tạo cây đơn bội bằng nuôi cấy noãn chưa thụ tinh Nguyên lý: nuôi cấy noãn chưa thụ tinh phát triển thành cây đơn bội là sự sinh sản đơn tính cái Theo 2 phương pháp • Nuôi cấy noãn chưa thụ tinh tách rời • Nuôi cấy cùng lúc nhiều noãn trên 1 phần của lõi bắp Gặp khó khăn trong việc tách tb noãn cũng như dễ làm tổn thương mô
19. 2.Tái sinh cây từ protoblast: • Tạo vách tế bào: khi đưa tb trần vào trong mt tái sinh sau 1-2 tuần • Phát triển mô sẹo vào tạo cây hoàn chỉnh: chuyển tb sang mt đặc tạo mô sẹo→ tái sinh chồi → cây hoàn chỉnh
20. Sơ đồ nuôi cấy tế bào trần
21. Ứng dụng nuôi cấy tế bào trần trong chọn tạo giống • Dung hợp tế bào trần: là sự kết hợp của hai hay nhiều tế bào trần tạo ra một khối tế bào trần, trong đó nhân của chúng có thể kết hợp hoặc tồn tại riêng rẽ. ➔ tạo ra các khối mô sẹo hoặc phôi soma, ứng dụng trong tạo con lai tế bào soma, có thể xáy ra theo 2 con đường: tự phát hay cảm ứng
22. • Chọn dòng tb: Bằng biện pháp bỏ thành cellulose và đưa cơ thể thực vật về trạng thái từng tế bào riêng rẽ với kích thước không lớn hơn nhiều so với cơ thể vi sinh vật đã cho phép tiến hành kỹ thuật chọn dòng vi sinh vật đối với thực vật bậc cao
23. V.Thụ phấn và nuôi cấy phôi in virto • Thụ phấn trong tự nhiên: Hạt phấn chín rơi vào núm nhụy→nảy mầm,tạo ống phấn. Hai tinh tử 1n tới noãn→thụ tinh kép (tạo phôi + hợp bào nội nhũ tam bội)
24. • Bất hợp giao tử trước khi thụ tinh: 1 hạt phấn lạ rơi vào núm nhụy → nhụy tạo ra chất ức chế ngăn cản sự phát triển hoặc làm biến dạng ống phấn,ngăn thụ tinh • Bất hợp giao tử sau khi thụ tinh: hạt phấn lạ rơi vào núm nhụy → thụ phấn vẫn diễn ra nhưng hạt không phát triển (do giữa nội nhũ và phôi hình thành cơ chế ức chế sự phát triển của phôi)
25. 1.Thụ phấn in vitro Để khắc phục hiện tượng bất hợp giao tử trong lai xa Quá trình thụ phấn • Khử trùng nhụy hoa,tách bầu quả chứa noãn và nuôi cấy trong mt vô trùng • Đặt hạt phấn trực tiếp lên đầu nhụy →thụ phấn thành công,phôi sẽ phát triển trong mt nuôi cấy
26. • Nuôi cấy phôi in vitro Cứu phôi khi thụ phấn in vitro,có thụ tinh tạo thành hợp tự nhưng phôi không phát triển Phôi non được tách ra và nuôi cấy trong mt thích hợp để phát triển bình thường
27. VI.Ưu và nhược điểm của nuôi cấy mô tế bào thực vật Ưu điểm • Có thể nhân giống cây trồng ở quy mô lớn,kể cả các đối tượng khó nhân giống • Tiết kiệm vật liệu giống • Cho ra được sản phẩm đồng nhất về mặt di truyền • Nhân nhanh các giống cây quý,hữu ích nhưng vẫn giữ được các đặc tính di tuyền mong muốn,giống cây sạch bệnh. • Giúp loại trừ tính bất thụ hữu tính, tạo cây lai hữu thụ; Giúp chuyển những đặc tính có lợi vào cây trồng, ít đòi hỏi phương tiện phức tạp • Không cần hiểu biết chính xác về sự liên hệ giữa các gen, ít tốn kém, nhanh và trực tiếp.
28. Nhược điểm • Đầu tư thiết bị tốn kém,chi phí đào tạo cán bộ kĩ thuật cao dẫn đến giá thành cây con cao • Tính bất định về mặt di truyền,một số trường không đồng nhất xảy ra do những biến dị soma • Sự nhiểm bệnh do vi khuẩn