Giải Chuyên đề Sinh học 10 Cánh diều Bài 3: Các giai đoạn của công nghệ tế bào thực vật

Phác thảo các giai đoạn công nghệ nhằm nhân giống lan kim tuyến:

Công nghệ tế bào thực vật có 3 giai đoạn:

(1) Giai đoạn chuẩn bị mẫu và môi trường nuôi cấy.

(2) Giai đoạn nuôi cấy.

(3) Giai đoạn hoàn thiện và thu nhận sản phẩm.

- Khử trùng mẫu mô tế bào nuôi cấy và khử trùng dụng cụ, thiết bị, môi trường không áp dụng cùng một phương pháp.

- Giải thích: Khử trùng mẫu mô tế bào nuôi cấy và khử trùng dụng cụ, thiết bị, môi trường không áp dụng cùng một phương pháp vì:

+ Mẫu nuôi cấy vừa phải đảm bảo yếu tố vô trùng vừa phải giữ được khả năng sống sót của tế bào nên khi khử trùng mẫu cấy, người ta thường sử dụng dung dịch sodium hypochloride, chất tẩy rửa hoặc ethanol 70% rồi rửa lại bằng nước cất vô trùng.

+ Còn dụng cụ, thiết bị, môi trường chỉ cần đảm bảo yếu tố vô trùng nên thường được thực hiện trong các nồi hấp khử trùng.

- Các phương pháp nuôi cấy được xây dựng dựa trên cơ sở tính toàn năng của tế bào thực vật, khả năng biệt hóa và phản biệt hóa của tế bào. Dựa trên cơ sở này, người ta có thể tiến hành nuôi cấy tế bào in vitro trên môi trường nhân tạo hình thành dòng tế bào, mô, cơ quan và cơ thể hoàn chỉnh.

- Ngoài ra, dựa vào các mục đích nuôi cấy khác nhau như nhân giống, sản xuất sản phẩm thứ cấp, mẫu nuôi cấy khác nhau như mảnh mô, cơ quan, phôi, hạt,… mà cần xây dựng kĩ thuật và phương pháp nuôi cấy mô phù hợp.

- Sự khác nhau giữa phôi soma và phôi hình thành từ hợp tử:

- Ứng dụng của nuôi cấy tạo phôi soma là: Phôi soma sử dụng trong nhân giống vô tính, tạo vật liệu đồng nhất về mặt di truyền, sạch bệnh, cung cấp nguồn mô để chuyển gene, tái sinh cây từ tế bào trần và trong công nghệ hạt nhân tạo.

Các kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào khác nhau về mẫu sử dụng cho nuôi cấy và mục đích ứng dụng:

- Những kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật có thể áp dụng sau khi tạo mô sẹo là: nuôi cấy tế bào đơn, nuôi cấy huyền phù tế bào, tạo phôi soma, nuôi cấy tạo cơ quan.

- Một số định hướng tạo sản phẩm cuối cùng của các quá trình công nghệ trên là:

+ Các chất chuyển hóa thứ cấp (hợp chất alkaloid, steroid) hoặc các sản phẩm khác như protein tái tổ hợp.

+ Tái sinh cây hoàn chỉnh.

+ Sản xuất hạt nhân tạo.

- Kĩ thuật vi nhân giống được ứng dụng trong các trường hợp là:

+ Nhân nhanh giống cây trồng: Tái sinh cây hoàn chỉnh từ một tế bào soma hoặc mô sẹo.

+ Bảo tồn sinh học: Sản xuất hạt nhân tạo góp phần lưu trữ, bảo tồn giống thực vật.

- Nên áp dụng kĩ thuật vi nhân giống mà không phải là nhân giống từ hạt tạo bằng lai hữu tính khi muốn nhân nhanh giống cây trồng mà vẫn giữ được đặc tính của cây mẹ.

a) Ghép mô tả vào mỗi hình:

(1) Sau 35 ngày tái sinh – e

(2) Sau 17 ngày trên môi trường tái sinh - g

(3) Sau 9 ngày trên môi trường tái sinh - b

(4) Nuôi cấy tạo mô sẹo từ phôi hạt - d

(5) Đưa cây ra nhà lưới - c

(6) Sau 25 ngày tái sinh – a

Các bước tiến hành sản xuất một loại vaccine để phòng bệnh truyền nhiễm sử dụng công nghệ nuôi cấy mô tế bào cây thuốc lá, kết hợp với kĩ thuật chuyển gene vào tế bào thực vật nuôi cấy nhờ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens:

(1) Tách các mẫu mô từ cơ quan của cây thuốc lá

(2) Nuôi cấy mảnh mô để tạo mô sẹo

(3) Sử dụng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens làm vector chuyển gene vào mô sẹo

(4) Nuôi cấy huyền phù để nhân dòng tế bào mang gene cần chuyển

(5) Tạo phôi mang gene cần chuyển

(6) Sử dụng môi trường dinh dưỡng thích hợp, bổ sung hormone kích thích sinh trưởng để kích thích phôi mang gene cần chuyển phát triển thành cây con

(7) Đưa cây con mang gene cần chuyển sang trồng ở vườn ươm rồi trồng đại trà để thu vaccine phòng bệnh