CNSH TP final docx

CÔNG NGHỆ SINH HỌC
CÔNG NGHỆ SINH HỌC
THỰC PHẨM
THỰC PHẨM
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
2
2
CHƯƠNG 1
CHƯƠNG 1


VAI TRÒ, Ý NGHĨA CỦA CÔNG NGHỆ SINH
VAI TRÒ, Ý NGHĨA CỦA CÔNG NGHỆ SINH
HỌC ĐỐI VỚI NGÀNH CÔNG NGHIỆP
HỌC ĐỐI VỚI NGÀNH CÔNG NGHIỆP
THỰC PHẨM
THỰC PHẨM


Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
3
3
1. Công nghệ sinh học tạo ra các
1. Công nghệ sinh học tạo ra các
giống cây trồng, vật nuôi có năng
giống cây trồng, vật nuôi có năng
suất, chất lượng cao
suất, chất lượng cao
Trần Văn Chí

Trần Văn Chí
4
4
-
-
Công nghệ di truyền thực vật
Công nghệ di truyền thực vật
: Là công nghệ sử
: Là công nghệ sử
dụng các kỹ thuật hiện đại thực hiện trên tế bào và
dụng các kỹ thuật hiện đại thực hiện trên tế bào và
axit nuclêic để nghiên cứu cấu trúc và điều chỉnh
axit nuclêic để nghiên cứu cấu trúc và điều chỉnh
về biến đổi gen mong muốn vào tế bào nhằm tạo
về biến đổi gen mong muốn vào tế bào nhằm tạo
ra các cơ thể thực vật mang những đặc tính mới
ra các cơ thể thực vật mang những đặc tính mới
cũng như sản phẩm mới.
cũng như sản phẩm mới.
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
5
5
•
Nuôi cấy mô, tế bào thực vật
Nuôi cấy mô, tế bào thực vật là khái niệm chung cho tất
cả những phương pháp nuôi cấy các nguyên liệu (tế bào, mô,
phôi) trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo trong đ/k vô trùng
Nuôi cấy mô, tế bào gồm nuôi cấy cây non, cây trưởng
thành, nuôi cấy các bộ phận cơ quan như rễ, thân, lá, hoa, bao

phấn, noãn chưa thụ tinh,… nuôi cấy phôi, nuôi cấy mô sẹo,
nuôi cấy tế bào đơn bội và nuôi cấy tế bào trần.
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
6
6
1.1.
1.1.
Cải thiện và nhân nhanh giống cây trồng
Cải thiện và nhân nhanh giống cây trồng


a. Nhân giống vô tính in vitro
Là kỹ thuật nhân giống cây trồng bằng cách sử
dụng nhiều bộ phận khác nhau của thực vật, có kích
thước nhỏ và sinh trưởng ở điều kiện vô trùng trong
ống nghiệm hoặc trong các loại bình nuôi cấy khác
chứa môi trường dinh dưỡng nhân tạo.
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
7
7
•


Mục đích
Mục đích


- Duy trì và nhân nhanh các kiểu gen quý hiếm làm vật liệu cho công

- Duy trì và nhân nhanh các kiểu gen quý hiếm làm vật liệu cho công
tác tạo giống.
tác tạo giống.
- Nhân nhanh với hiệu quả kinh tế cao các loài hoa và cây cảnh không
- Nhân nhanh với hiệu quả kinh tế cao các loài hoa và cây cảnh không
trồng bằng hạt.
trồng bằng hạt.
- Nhân nhanh và duy trì các cá thể đầu dòng tốt để cung cấp hạt giống
- Nhân nhanh và duy trì các cá thể đầu dòng tốt để cung cấp hạt giống
các loài rau, cây cảnh và các cây trồng khác.
các loài rau, cây cảnh và các cây trồng khác.
- Nhân nhanh ở điều kiện vô trùng, cách ly tái nhiễm kết hợp với làm
- Nhân nhanh ở điều kiện vô trùng, cách ly tái nhiễm kết hợp với làm
sạch bệnh virus.
sạch bệnh virus.
- Bảo quản các tập đoàn giống nhân giống vô tính và các loài cây giao
- Bảo quản các tập đoàn giống nhân giống vô tính và các loài cây giao
phấn trong ngân hàng gen.
phấn trong ngân hàng gen.
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
8
8
- Chọn dòng tế bào chống chịu các điều kiện bất lợi
của ngoại cảnh
- Chọn dòng tế bào kháng các độc tố
- Chọn dòng tế bào sản xuất dư thừa các loại sản
phẩm chủ yếu là amino acid
- Chọn dòng tế bào mang các đặc điểm chỉ thị để
nghiên cứu di truyền

Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
9
9
•


Sản xuất cây đơn bội in vitro
Sản xuất cây đơn bội in vitro


M
M
ức bội thể lý tưởng để tiến hành nghiên cứu di
ức bội thể lý tưởng để tiến hành nghiên cứu di
truyền các tính trạng phải là mức đơn bội (1n) hoặc
truyền các tính trạng phải là mức đơn bội (1n) hoặc
các mức đa bội khác nhưng chúng phải đồng nhất
các mức đa bội khác nhưng chúng phải đồng nhất
tuyệt đối.
tuyệt đối.
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
10
10
•


Với các thể đơn bội của thực vật bậc cao người ta có thể sử
Với các thể đơn bội của thực vật bậc cao người ta có thể sử

dụng vào các mục đích
dụng vào các mục đích
:
:


- Nghiên cứu di truyền về mối tương tác của các gen.
- Nghiên cứu di truyền về mối tương tác của các gen.
- Tạo đột biến ở mức độ đơn bội.
- Tạo đột biến ở mức độ đơn bội.
- Tạo dạng đồng hợp tử tuyệt đối (dòng thuần)
- Tạo dạng đồng hợp tử tuyệt đối (dòng thuần)


Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
11
11
-
- Phương pháp nhân giống vô tính in vitro
+ Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng, chóp rễ
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
12
12
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
13
13
+ Nuôi cấy bầu noãn chưa thụ tinh hoặc bao phấn

+ Nuôi cấy bầu noãn chưa thụ tinh hoặc bao phấn
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
14
14
+ Nuôi cấy phôi nhằm mục đích cứu phôi khi lai xa
+ Nuôi cấy phôi nhằm mục đích cứu phôi khi lai xa
Cây lai giữa khoai tây và cà chua
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
15
15
- Nhân giống qua giai đoạn mô sẹo
Trong nhiều trường hợp mô nuôi cấy không tái sinh
thành cây mà phát triển thành khối mô sẹo (callus) sau đó mô
sẹo được tái sinh thành cây hoàn chỉnh
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
16
16
+ Nuôi cấy tế bào.
+ Nuôi cấy tế bào.
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
17
17
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
18
18

•


Một số phương pháp để tạo thể đơn bội
Một số phương pháp để tạo thể đơn bội


Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
19
19
-
-
Dung hợp protoplast hay lai vô tính tế bào thực vật
Dung hợp protoplast hay lai vô tính tế bào thực vật


Kỹ thuật dung hợp protoplast
Kỹ thuật dung hợp protoplast
cho phép khắc phục được
cho phép khắc phục được
hiện tượng bất thụ thường
hiện tượng bất thụ thường
xảy ra khi lai khác loài (lai
xảy ra khi lai khác loài (lai
xa) để mở rộng nguồn gen,
xa) để mở rộng nguồn gen,
tạo ra các giống cây trồng
tạo ra các giống cây trồng
mới mang các đặc tính di

mới mang các đặc tính di
truyền ưu việt
truyền ưu việt


Dung hợp protoplast. A: các protoplast. B: hai protoplast dung hợp trong một cặp. C: các
protoplast có thể dung hợp trong thể 3 hoặc nhiều hơn.
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
20
20
+
+
Dung hợp
Dung hợp
protoplast
protoplast
bằng hóa chất
bằng hóa chất


Phương pháp này dùng NaNO3 hoặc
Phương pháp này dùng NaNO3 hoặc
polyethylene glycol (PEG) để kích thích sự
polyethylene glycol (PEG) để kích thích sự
dung hợp của hai protoplast
dung hợp của hai protoplast


Trần Văn Chí

Trần Văn Chí
21
21
+
+
Dung hợp
Dung hợp
protoplast
protoplast
bằng điện (
bằng điện (
electrofusion
electrofusion
)
)



Ưu điểm:
Ưu điểm:
không gây độc cho tế bào đơn giản
không gây độc cho tế bào đơn giản
hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn dung hợp
hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn dung hợp
bằng hóa chất
bằng hóa chất
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
22
22

Sơ đồ chọn dòng kháng Helminthosporium maydis ở ngô
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
23
23
•
Kỹ thuật chuyển gen ở thực vật
Có hai nhóm phương pháp chính:
- Chuyển gen gián tiếp nhờ vi khuẩn
- Chuyển gen trực tiếp bằng súng bắn gen
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
24
24
2. Kỹ thuật chuyển gen
2.1. Chuyển gen gián tiếp qua vi khuẩn Agrobacterium
Agrobacterium là nhóm vi khuẩn đất, gram (-),
gây ra các triệu chứng bệnh ở cây khi xâm nhiễm qua
vết thương
A.tumefaciens gây bệnh u thân cây
A.shizogenes gây bệnh tóc rễ cây
A.rubi gây bệnh u trên cây dâu đất, mâm xôi
Trần Văn Chí
Trần Văn Chí
25
25