Tiếp nối các chủ đề liên quan đến tính toàn năng của tế bào thực vật, hôm nay Việt Sinh sẽ mang đến những thông tin nuôi cấy mô tế bào là gì và cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào thực vật. Một số thuật ngữ, quy trình sẽ được chia sẻ, diễn giải cũng như những thành tựu ứng dụng từ công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật mang lại sẽ được chúng tôi cập nhật thông qua bài viết sau.
- Đó là tổng hợp các kỹ thuật được sử dụng để nuôi cấy và duy trì mô tế bào trong điều kiện vô trùng. Biện pháp này sẽ được áp dụng trên các môi trường giàu dinh dưỡng và với những thành phần đã được xác định từ trước.
- Nuôi cấy mô tế bào bao gồm nuôi cấy mô tế bào động vật và nuôi cấy mô tế bào thực vật.
- Là thuật ngữ để nói về việc nuôi cấy tất cả các phần của thực vật [tế bào đơn, mô sẹo, cơ quan sinh trưởng…]. Đây là phương pháp nghiên cứu tất cả các vấn đề liên quan đến thực vật như sinh lý học, sinh hóa học, di truyền học và cấu trúc thực vật.
- Chúng ta sẽ tách rời tế bào thực vật và chuyển nó vào trong một môi trường dinh dưỡng thích hợp giống như trong cơ thể sống, giúp tế bào phân chia, biệt hóa thành mô, cơ quan và phát triển thành cây hoàn chỉnh.
- Mô tế bào là một thành phần của cơ thể nhưng chúng vẫn có tính độc lập riêng biệt. Vì thế, khi tách riêng chúng để nuôi trong một môi trường thích hợp đầy đủ các chất dinh dưỡng, các mô tế bào có thể phát triển thành mô cơ quan, thâm chí là mô cơ thể.
- Tế bào thực vật có tính toàn năng. Tức là mọi tế bào sẽ đều có cùng hệ gen và có khả năng sinh sản vô tính. Do đó, chúng có thể được nuôi cấy trong môi trường thuận lợi để tạo ra các cá thể mới đồng loạt về tính trạng, kiểu gen và kiểu hình.
- Dựa trên tính toàn năng này, phương pháp nuôi cấy mô tế bào xuất hiện. Cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào được dựa trên sự nhân đôi và phân li đồng đều của các nhiễm sắc thể trong quá trình nguyên phân.
- Thực tế là rất nhiều các tế bào thực vật có khả năng tái sinh thành cây hoàn chỉnh [còn gọi là totipotency – khả năng biệt hóa của tế bào đơn lẻ thành những tế bào chuyên biệt với số lượng không giới hạn].
- Các tế bào đơn lẻ, các tế bào thực vật không có thành tế bào [protoplast], các mảnh lá, rễ hoặc thân, thường có thể được sử dụng để tạo ra các tế bào mới trên môi trường nuôi cấy bổ sung các chất dinh dưỡng và hormone thực vật.
Nuôi cấy mô tế bào thực vật được thực hiện như sau:
Trồng thành vườn gốc với các cây giống được chăm sóc và theo dõi kĩ đặc điểm hình thái. Cây sạch bệnh và đang giai đoạn sinh trưởng khỏe mạnh, đây chính là nguồn nguyên liệu quan trọng cho kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật.
Xem thêm:
Tùy vào đối tượng nhân giống, mục đích nghiên cứu mà lựa chọn vị trí lấy mẫu trên cây mẹ, kích thước mẫu, hình thái mẫu. Song song đó, phải chuẩn bị môi trường vô trùng để nuôi cấy mẫu.
Mẫu sau khi được lựa chọn, bảo quản trong bao PE, có ghi nhãn tránh nhầm lẫn. Dụng cụ lấy mẫu được khử trùng kỹ càng.
Mẫu cấy ở ngoài tự nhiên luôn chứa vi khuẩn, nấm… nên cần phải loại bỏ các yếu tố này để đưa vào môi trường nuôi cấy vô trùng. Đây là khâu rất khó trong nuôi cấy mô vì nó quyết định 50% sự thành công trong nuôi cấy mô. Để khử trùng mẫu cấy, cần lựa chọn hóa chất và thời gian khử trùng thích hợp làm chết các tác nhân gây nhiễm mẫu [nấm, vi khuẩn].
Mẫu còn khả năng tái sinh sẽ được chuyển vào giai đoạn này để tăng nhanh số lượng cá thể bằng sự sinh phôi soma, tăng số lượng chồi bên, tạo chồi bất định. Các chồi tăng trưởng tốt, khỏe mạnh, đạt kích thước và chiều cao sẽ được cấy sang giai đoạn kế tiếp. Môi trường nuôi cấy được bổ sung chất kích thích tạo chồi.
Mẫu cấy hoàn chỉnh hình thái cây, tiếp tục phát triển chiều cao và hình thành rễ. Tất nhiên, mỗi giai đoạn tăng trưởng, các môi trường nuôi cấy đều được bổ sung các chất điều hòa sinh trưởng phù hợp cho sự ra rễ.
Bình chứa các cây con được chuyển ra vườn ươm [nhà kính], ánh sáng và nhiệt độ đạt 75 – 80 % so với bên ngoài tự nhiên, giúp cây con thích nghi dần với điều kiện bên ngoài. Đây là giai đoạn trung gian để chuyển cây từ phòng thí nghiệm ra ngoài vườn ươm.
Kiểm soát được dịch bệnh cây trồng [ta có thể loại bỏ hoàn toàn cá thể mang mầm bệnh].
Kiểm soát được chất lượng giống thông qua kiểm soát kiểu gen của cây bố mẹ làm mẫu nuôi cấy.
Nhân giống trong phòng thí nghiệm ít phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên bên ngoài.
Cây con được sản xuất hàng loạt, đồng nhất về mặt di truyền, có sự đồng đều về hình thái.
Dựa vào cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào, thực tế tất cả các giống cây đều có thể áp dụng công nghệ này. Đến năm 2019, thông qua nuôi cấy mô tế bào thực vật, ở nước ta đã có những giống cây trồng được nhân giống thành công như:
- Các giống cây ăn quả bao gồm chuối già Nam Mỹ, chuối sứ, dâu tây chịu nhiệt, dừa, dứa,…
- Các giống cây cảnh có giá trị cao như lan hồ điệp, lan rừng đột biến,… và cây cảnh ngắn ngày như hoa hồng, thược dược, cúc, đồng tiền,…
- Các giống cây dược liệu như đinh lăng, đẳng sâm, sâm Ngọc Linh,…
- Các giống lúa có phẩm chất tốt như lúa Nàng Thơm Chợ Đào, lúa cẩm, lúa den [nếp nương],…
- Các giống cây lấy gỗ như bạch đàn, keo lai, cẩm lai…
Còn một số loại cây quý hiếm, có giá trị cao đang tồn tại trong tự nhiên vẫn đang được các nhà khoa học nghiên cứu để tối ưu quy trình nuôi cấy. Hy vọng trong tương lai gần có thể ứng dụng rộng rãi để góp phần phát triển ngành công nghệ sinh học dược liệu nước ta.
Đến đây chắc hẳn các bạn đã phần nào hiểu rõ về cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào cũng như qui trình, ý nghĩa và thành tựu của phương pháp này rồi. Nhớ bình luận cho Việt Sinh biết nếu những thông tin này bổ ích với bạn và đừng quên tiếp tục theo dõi những bài chia sẻ thú vị khác nhé!
Ý nghĩa của công nghệ nuôi cấy mô tế bào
Nuôi cấy mô tế bào là phương pháp tách rời tế bào, mô nuôi cấy trong môi trường thích hợp và vô trùng để chúng tiếp tục phân bào, biệt hóa thành mô, cơ quan để phát triển thành cây mới. Vậy công nghệ nuôi cấy mô tế bào có ý nghĩa gì là câu hỏi nhiều người quan tâm, để giải đáp được mời các bạn tham khảo nội dung bài viết.
Ý nghĩa của công nghệ nuôi cấy mô tế bào
Nuôi cấy mô tế bào hay còn gọi là nuôi cấy mô tế bào thực vật. Có thể hiểu là tổng hợp các kĩ thuật được sử dụng để nuôi cấy, duy trì mô tế bào trong điều kiện vô trùng.
Dựa trên tính toàn năng của tế bào thực vật. Nghĩa là mọi tế bào đều sẽ có cùng hệ gen và có khả năng sinh sản vô tính. Từ đó, chúng có thể được nuôi cấy để tạo ra cơ thể mới.
2. Công nghệ nuôi cấy mô tế bào có ý nghĩa gì?
Câu hỏi: Ý nghĩa của công nghệ nuôi cấy mô tế bào?
A. Làm giảm sức sống của cây giống
B. Làm phong phú giống cây trồng
C. Làm tăng hệ số nhân giống
D. Làm giảm hệ số nhân giống
3. Quy trình công nghệ nhân giống bằng nuôi cấy mô tế bào
Bước 1: Chọn vật liệu nuôi cấy
- Chọn mẫu tốt, không bị nhiễm bệnh
- Cách làm:
+ Chọn cây mẹ khỏe, sạch bệnh
+ Chọn mô phân sinh đỉnh chồi, đỉnh rễ, bộ phận non
Bước 2: Khử trùng
- Mẫu và dụng cụ được tẩy rửa, khử trùng
- Cắt đỉnh sinh trưởng thành phần tử nhỏ, tẩy rửa, khử trùng ở buồng vô trùng
Bước 3: Tạo chồi
- Môi trường dinh dưỡng:
+ Nguyên tố đa lượng: N, S, Ca, K, P
Mời các bạn tham khảo thêm các thông tin hữu ích khác trên chuyên mục Tài liệu của HoaTieu.vn.
Nuôi cấy mô tế bào là phương pháp sử dụng môi trường nuôi cấy giàu dinh dưỡng để nuôi cấy tế bào trong điều kiện vô trùng. Việc nghiên cứu nuôi cấy mô tế bào thực vật có rất nhiều ý nghĩa quan trọng trong việc tái tạo hoặc phát triển các giống loài ưu việt hơn. Tại bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiệu cụ thể hơn về nuôi cấy mô tế bào là gì, quy trình nuôi cấy mô tế bào thực vật và ý nghĩa của nó trong nghiên cứu và đời sống.
“Kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào là là phương pháp duy trì và nuôi cấy các tế bào, mô hay cơ quan thực vật trong điều kiện vô trùng, được thực hiện trong điều kiện môi trường giàu dinh dưỡng với những thành phần đã xác định.”
Ý nghĩa của nuôi cấy mô tế bào là gì?
1/ Các kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật khác nhau sẽ mang đến những lợi thế vượt trội so với các phương pháp nuôi cấy truyền thống, cụ thể:
2/ Tạo ra chính xác số lượng cây nhân bản nhằm tạo ra được các giống thực vật chất lượng cao hoặc có những tính trạng mong muốn khác.
3/ Tạo ra các cây, hoa, thực vật trưởng thành một cách nhanh chóng và an toàn hơn.
4/ Tạo ra hàng loại các cây mà không lệ thuộc vào các hạt giống hay quá trình thụ phấn đề thực hiện.
5/ Tạo ra cây, hoa trong điều kiện vô trùng, dễ dàng cho việc di chuyển mà không làm phát tán các mầm sâu hay nhân tố gây bệnh.
6/ Hỗ trợ quá trình sinh sôi cho các giống loài yếu, có tỉ lệ nảy mầm thấp, chẳng hạn như: hoa lan, cây nắp ấm,…
7/ Làm sạch các giống cây bị nhiễm virus hay các yếu tố lây nhiễm. Từ đó tạo ra nguồn giống sạch để đưa vào nuôi trồng quy mô lớn, phục vụ nông nghiệp – đồng ruộng.
Cơ sở của nuôi cấy mô tế bào là phương pháp gì?
1/ Tính toàn năng của tế bào
- Trong tế bào thực vật chứa hệ gen quy định loài đó, chúng mang toàn bộ thông tin của loài.
- Tế bào thực vật có thể sinh sản vô tính trong điều kiện nuôi cấy thích hợp để phát triển thành cây con hoàn chỉnh.
2/ Khả năng phân hóa và phản phân hóa của thực vật
- Phân hóa tế bào: là quá trình một tế bào từ phôi biến đổi thành tế bào chuyên hóa, nó đảm bảo được các chức năng khác nhau.
- Phản phân hóa tế bào: Là quá trình tế bào chuyên hóa chuyển về tế bào phôi sinh trong điều kiện thích hợp và chúng sẽ tiếp tục phân chia mạnh mẽ.
Tìm hiểu quy trình nuôi cấy mô tế bào thực vật
Kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào là phương pháp được tiền hành trong điều kiện vô trùng, không khí qua bộ lọc HEPA và thực hiện trong tủ cấy.
Tóm tắt quy trình nuôi cấy mô tế bào thực vật
Bước 1: Chọn mẫu cấy tốt, không bị nhiễm bệnh, cụ thể:
- Chọn các giống cây mạnh, khỏe, sạch bệnh [một số trường hợp đặc biệt muốn phục hồi giống cây trên các mẫu bị bệnh thì cần lấy mẫu cây nhiễm bệnh].
- Chọn mô phân sinh đỉnh chồi, đỉnh rễ, bộ phận non của cây.
Bước 2: Khử trùng
- Mẫu và dụng cụ cần được tẩy rửa, khử trùng sạch sẽ
- Cắt phần đỉnh sinh trưởng thành từng phần nhỏ, đem tẩy rửa và khử trùng trong buồng vô trùng.
Bước 3: Tạo chồi
– Tiêu chuẩn môi trường dinh dưỡng cần thiết:
- Các nguyên tố đa lượng gồm: N, S, Ca, K, P
- Các nguyên tố vi lượng gồm: Fe, B, Mo, I, Cu
- Đường: Saccarozơ và Glucozơ
- Chất điều hòa sinh trưởng thực vật: Cytokinin, Auxin
– Có thể bổ sung Cytokinin hoạt hóa tạo chồi để phát triển thân cành cho chồi đặt trong môi trường dinh dưỡng.
Bước 4: Tạo rễ
Khi nuôi chồi đạt đủ tiêu chuẩn chiều cao và số lượng lá non thì chuyển qua môi trường tạo rễ, bổ sung các chất kích thích như auxin, IBA…
Bước 5: Cấy cây vào môi trường mới thích ứng
Chuyển cây sang môi trường mới gần giống với điều kiện ở ngoài tự nhiên, tương đồng về: nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm,…
Bước 6: Trồng cây ra ngoài môi trường
Khi cây đạt chiều cao đủ tiêu chuẩn thì có thể đem ra trồng tại vườn ươm.
Các giải thích chi tiết
– Các nguồn nguyên liệu nuôi cấy tế bào thực vật có thể là thực vật sống lấy từ môi trường đang bị nhiễm bệnh do các vi sinh gây ra. Vì thế, bước quan trọng đầu tiên là khâu khử trùng bề mặt của nguyên liệu ban đầu [mẫu cấy] bằng cách cho vào dung dịch hóa chất.
– Việc khử trùng thường dùng mẫu cấy bằng cồn / natri hoặc canxi hypochlorite. Mẫu cây sau đó được đưa vào môi trường nuôi cấy đặc, nhưng cũng có thể là môi trường nuôi cấy lỏng. Trong đó, môi trường đặc được pha từ môi trường chất lỏng pha trộn các chất tạo gel.
– Các chồi mới nảy sinh từ mẫu nuôi cấy ban đầu, trải qua các quy trình cắt, tạo rễ, tạo cây con hoàn chỉnh… Sau đó, có thể đem ra trồng ở chậu đất hoặc nuôi trồng trong điều kiện nhà kính.
Trên đây là phần phân tích quy trình nuôi cấy mô tế bào thực vật. Mong rằng bài viết sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về nuôi cấy mô tế bào là phương pháp như thế nào.
Xem thêm: