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.
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. 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:
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!
Giải bài 1, 2, 3, 4, 5 trang 159 SGK Sinh học lớp 11 Nâng cao.Thế nào là sinh sản vô tính? ; Trình bày cơ sở khoa học và phương pháp của các hình thức nhân giống (giâm, chiết, ghép, nuôi cấy mô). Câu 1: Thế nào là sinh sản vô tính?
Sinh sản vô tính là sự hình thành cơ thể mới mang đặc tính giống hệt cây mẹ, từ bào tử hay một phần của cơ quan sinh dưỡng (rễ, thân, lá, chồi…) không có sự kết hợp giữa tính đực, cái. Câu 2: Trình bày cơ sở khoa học và phương pháp của các hình thức nhân giống (giâm, chiết, ghép, nuôi cấy mô).
* Giâm (cành, lá, rễ) là hình thức sinh sản sinh dưỡng tạo cây mới từ một đoạn thân, cành (mía, dâu tằm, sắn, khoai tây), một đoạn rễ (rau diếp) hay mảnh lá (thu hải đường). Trong hình thức sinh sản này có thể dùng chất kích thích cho sự ra rễ nhanh chóng hơn. * Ở cây ăn quả nếu gieo từ hạt để tạo thành cây mới và thu hoạch quả phải đợi thời gian khá lâu. Trồng cây ăn quả bằng chiết cành, rút ngắn thời gian sinh trưởng, sớm thu hoạch và biết trước đặc tính của quả. Khi chiết cành chọn cây khỏe, mập, gọt lớp vỏ, bọc đất mùn quanh lớp vỏ bóc hay ghim giữ phần vỏ bóc xuống lớp đất mặt, đợi khi ra rễ cắt rời cành đem trồng. * Ghép là phương pháp nhân giống lợi dụng tính chất tốt của một đoạn thân, cành, chồi (cành ghép) của một cây này ghép lên thân hay gốc của một cây khác (gốc ghép), sao cho phần vỏ có các mô tượng đồng tiếp xúc và ăn khớp với nhau. Chỗ ghép sẽ liền lại và chất dinh dưỡng của gốc ghép sẽ nuôi cành ghép. Hai cây cùng ghép có thể cùng loài, cùng giống, chỉ khác nhau một số đặc tính mong muốn ở gốc ghép (chịu lạnh, nóng, mặn, chống sâu bệnh, năng suất cao và phẩm chất hoa quả ngon). Có nhiều kiểu ghép: ghép áp, ghép nêm, ghép dưới vỏ, ghép mắt, ghép cửa sổ, ghép chữ T, … Dựa trên nguyên lí cơ bản về sinh sản sinh dưỡng là mọi cơ thể thực vật (cũng như động vật) đều gồm các tế bào, là các đơn vị cơ bản của sự sống cùng mang một lượng thông tin di truyền đủ để mã hóa cho sự hình thành một cơ thể mới. Do đó, trong môi trường thích hợp và cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng có thể nuôi cấy mô để tạo nên cây hoàn chỉnh. Phương pháp này góp phần tạo nhanh giống mới, sạch bệnh, có hiệu quả kinh tế cao (cây ăn quả, cây nhập nội…). Câu 3: Nêu các ưu thế của sinh sản vô tính.
Một ưu thế của sinh sản vô tính là con cháu sinh ra thu nhận một bộ gen tương tự với bố mẹ chúng tiếp tục sinh để sinh sản, bộ gen đó được thử nghiệm trong chọn lọc tự nhiên và diễn ra có kết quả tốt. Nếu con cháu được sống trong cùng một điều kiện như bố mẹ chúng, chúng sẽ tồn tại và sinh sản với kết quả cao. Một ưu thế thứ hai của sinh sản vô tính là cá thể và quần thế này sinh trưởng nhanh chóng hơn là sinh sản hữu tính, bởi vì các thành viên của sinh sản vô tính có thể sinh sản khi còn trẻ. Cuối cùng, một cây có hình thức sinh sản vô tính có thể tận dụng và phủ kín diện tích trồng trọt, nhất là trồng bằng đoạn cơ thể (giâm cành, một phần củ, rễ), diện tích cây trồng nhanh được tận dụng hơn nhiều cây khác. Các đoạn cơ thể, đặc biệt khi chúng đang tiếp xúc với bố mẹ chúng ở dạng thân bò hay thân rễ, không chỉ bao phủ nhanh đất trồng mà còn to mập sống khỏe hơn các hạt. Tuy nhiên, xét về phương diện tiến hóa sinh sản vô tính chỉ là phiên bản, tạo các cá thể trùng lặp giống hệt nhau không có tính đa dạng nên không thích nghi với điều kiện môi trường thay đối hay tự biến hóa chống lại bệnh tật, nên có nguy cơ tuyệt chủng. Câu 4: Chọn phương án trả lời đúng. Phương pháp nhân giống vô tính nào có hiệu quả nhất hiện nay? A. Ghép cành B. Chiết cành, C. Giâm cành. D. Nuôi cấy mô
Câu 5: Nêu các ứng dụng và các thành tựu về sinh sản vô tính trên thế giới, trong nước và địa phương của trường.
Nhân giống bằng phương pháp sinh sản vô tính được áp dụng rộng rãi ngoài vườn, đồng ruộng của nông dân và bằng nuôi cấy mô trong phòng thí nghiệm. Hiện nay, đã nhân giống được các cây ăn quả (cam, chanh, dứa, cà chua), khoai tây, cà rốt, thuốc lá, các loại hoa và dược liệu quý. Ở Việt Nam tại các phòng thí nghiệm đã nuôi cấy mô các loại cây ăn quả (cam, chanh, dứa, nho), các loại hoa nhập nội. |
