công nghệ tế bào thực vật

CÔNG NGHỆ
T BÀO TH C V TẾ Ự Ậ

Công ngh sinh h c là s th ng m i hóa sinh h c nh ệ ọ ự ươ ạ ọ ờ
s nuôi c y t bào và công ngh tái t h p DNA (Vasil, ự ấ ế ệ ổ ợ
1990).
Công ngh sinh h c th c v t đ c chú ý vì ba lí do:ệ ọ ự ậ ượ
a. 98% th c ph m trên th gi i d a vào đ t, 92% nhu c u ự ẩ ế ớ ự ấ ầ
th c ph m t ng c ng c a con ng i d n xu t t th c ự ẩ ổ ộ ủ ườ ẫ ấ ừ ự
v t.ậ
b. Nhu c u th c ph m ngày càng tăng v s l ng và ch t ầ ự ẩ ề ố ượ ấ
l ngượ
c. Môi tr ng s ng c a con ng i c n đ c c i thi n. ườ ố ủ ườ ầ ượ ả ệ

Ng i ta phân bi t s áp d ng các công ngh sinh ườ ệ ự ụ ệ
h c th c v t:ọ ự ậ
1. Các áp d ng ng n h n (d i 5 năm) d a vào ụ ắ ạ ướ ự
các k thu t vi nhân gi ng, nuôi c y mô phân sinh, ỹ ậ ố ấ
phôi ch a tr ng thành, t o cây đ n b i, s n xu t ư ưở ạ ơ ộ ả ấ
các ch t bi n d ng th c p, dung h p t bào ấ ế ưỡ ứ ấ ợ ế
tr n,…ầ
2. Các áp d ng trung h n (5-10 năm) d a vào ụ ạ ự
s chuy n các gen có ích và thu nh n cây chuy n ự ể ậ ể
gen qua nuôi c y t bào.ấ ế
3. Các áp d ng dài h n (trên 10 năm) d a vào ụ ạ ự
s hi u bi t hoàn h o h n v s phát tri n th c ự ể ế ả ơ ề ự ể ự
v t m c phân t , v c u trúc, ch c năng và s ậ ở ứ ử ề ấ ứ ự
bi u hi n c a các gen l .ể ệ ủ ạ

Công ngh sinh h c đang làm thay đ i nông ệ ọ ổ

nghi p trên ba ph ng di n chính:ệ ươ ệ
1. Đi u khi n các quá trình sinh tr ng và ề ể ưở
phát tri n c a th c v tể ủ ự ậ
2. B o v th c v t ch ng l i stressả ệ ự ậ ố ạ
3. Kh c ph c nh ng h n ch trong s n xu t ắ ụ ữ ạ ế ả ấ
các lo i th c ph m ch c năng, hóa ch t ạ ự ẩ ứ ấ
sinh h c và d c ph m.ọ ượ ẩ

I. NUÔI C Y MÔ, T BÀO TH C V TẤ Ế Ự Ậ

Nuôi c y mô th c v t theo nghĩa r ng ấ ự ậ ộ
là s nuôi c y in vitro t t c các ph n ự ấ ấ ả ầ
th c v t: t bào đ n, mô hay c quan, ự ậ ế ơ ơ
trong đi u ki n nhân t o và vô trùng.ề ệ ạ

Theo nghĩa h p, ta có th phân bi t các ki u nuôi c y in vitro ẹ ể ệ ể ấ
khác nhau:
1. Nuôi c y cây non (plant culture)ấ
2. Nuôi c y phôi non hay tr ng thành (embryo culture)ấ ưở
3. Nuôi c y c quan (organ culture)ấ ơ
4. Nuôi c y mô hay mô s o (tissue or callus culture) ấ ẹ
5. Nuôi c y d ch treo (suspension culture) hay nuôi c y t ấ ị ấ ế
bào (cell culture)
6. Nuôi c y t bào tr n (protoplast culture)ấ ế ầ
7. Nuôi c y th đ n b i: h t ph n, bao ph n hay noãn. ấ ể ơ ộ ạ ấ ấ

Các y u t nh h ng đ n quá trình nuôi ế ố ả ưở ế
c y mô:ấ
•
Tr ng thái sinh lí c a mô c yạ ủ ấ

•
Thành ph n các ch t dinh d ng trong ầ ấ ưỡ
môi tr ng nuôi c yườ ấ
•
Thành ph n và n ng đ c a các ch t đi u ầ ồ ộ ủ ấ ề
hòa tăng tr ng th c v t trong môi ưở ự ậ
tr ng nuôi c yườ ấ
•
pH c a môi tr ng nuôi c y ủ ườ ấ
•
Nhi t đệ ộ

Nhóm Bản chất hóa
học
Nguồn gốc Vò trí sinh tổng
hợp
Sự vận
chuyển
Vai trò sinh lý
Auxin Acid indol-3-
acetic
Tryptophan hay
indol
Sơ khởi lá, lá
non, phôi
Từ tế bào
sang tế bào,
libe
Kéo dài và phân chia tế bào, hướng động, ưu
tính ngọn, lão suy, rụng, đậu và tăng trưởng

trái, chín trái, tính cái của hoa
Giberelin Cấu trúc
giberelan
Acid mevalonic Các mô non của
chồi, lá, rễ,
phôi
Trong libe và
mạch mộc
Kéo dài thân và cuống hoa cây ngày dài, phá
vỡ trạng thái ngủ, kích thích nảy mầm, đậu và
tăng trưởng trái, tính đực của hoa
Cytokinin Dẫn xuất
adenin
Adenin Ngọn rễ và hột
đang phát triển
Trong mạch
mộc (từ rễ tới
chồi)
Phân chia tế bào, tạo chồi, phá vỡ trạng thái
ngủ, tăng trưởng nụ nách, tăng rộng lá, chậm
lão suy
Abcisic acid Sesquiterpen Acid mevalonic Rễ, lá trưởng
thành, trái non,
hột
Xuất từ rễ
trong mạch
mộc và từ lá
trong libe
Đóng khí khẩu, cản tăng trưởng chồi, cảm ứng
tổng hợp protein trong hột, cảm ứng và duy trì

sự ngủ, dấu hiệu khô hạn
Ethylen C
2
H
4
metionin Mô chòu stress,
trái chín, mô
lão suy
Khuếch tán,
ACC được
vận chuyển
Gỡ hưu miên, tăng trưởng và phân hóa (chồi
và rễ), tạo rễ bất đònh, rụng lá và trái, tính cái
của hoa, lão suy (hoa và lá), chín trái

1. Ph ng pháp kh trùng môi ươ ử
tr ng nuôi c y, d ng c th y ườ ấ ụ ụ ủ
tinh và d ng c c yụ ụ ấ
. Môi trường
. Dụng cụ thủy tinh
. Dụng cụ cấy

Thể tích môi trường trong bình chứa
(ml)
Thời gian khử trùng tối thiểu
(phút)
<50 15
75 20
250-500 25
1000 30

1500 35
2000 40




2. Khử trùng phòng nuôi cấy, tủ
cấy
•
Khử trùng phòng nuôi cấy mô
•
Khử trùng tủ cấy

3. Khử trùng mô thực vật
. Xà phòng
. Alcol 70
0
Chất khử trùng Nồng độ Thời gian xử lý (phút)
Calcium hypoclorid 9-10% 5-30
Sodium hypoclorid 0,5-5% 5-30
Hydrogen peroxid 3-12% 5-15
Etil alcol 75-95% vài giây
Nitrat bạc 1% 5-30
Nước Bromin 1-2% 2-10
Mercur clorid 0,1-1% 2-10
Chất kháng sinh 4-50mg/l 30-60

4. Pha chế môi trường
Môi trường MS, N6, SH, AA.

•
Stock đa lượng, vi lượng: 2-4
0
C,1
năm.
•
Stock vitamin: 2-4
0
C, 2-3 tháng.
•
Các chất điều hòa tăng trưởng thực
vật: 2-4
0
C, vài tháng hoặc vĩnh viễn
ở -20
0
C.






II. HỢP CHẤT THỨ CẤP
II. HỢP CHẤT THỨ CẤP


Các h p ch t th c p là các ch t không có ch c ợ ấ ứ ấ ấ ứ
năng tr c ti p trong các quá trình đ ng hóa, hô h p, v n ự ế ồ ấ ậ
chuy n, tăng tr ng và phát tri n th c v t. ể ưở ể ự ậ

Ch c năng ch y u c a các h p ch t th c p là b o ứ ủ ế ủ ợ ấ ứ ấ ả
v th c v t ch ng l i các tác nhân gây b nh và đ ng v t ăn ệ ự ậ ố ạ ệ ộ ậ
c . Nhi u ch t th c p có ho t tính sinh h c m nh đ c ỏ ề ấ ứ ấ ạ ọ ạ ượ
dùng làm ch t di t côn trùng, n m, d c ch t.ấ ệ ấ ượ ấ
H p ch t th c p đ c phân làm ba nhóm chính ợ ấ ứ ấ ượ ở
th c v t: các terpen, các h p ch t phenolic và các h p ự ậ ợ ấ ợ
ch t ch a nitrogen.ấ ứ




S t ng h p và tích lũy các h p ch t th c p x y ra trong ự ổ ợ ợ ấ ứ ấ ả
t bào c a nh ng c quan khác nhau. Trong t bào s n xu t, ế ủ ữ ơ ế ả ấ
chúng đ c t ng h p và tích lũy trong các ngăn d i t bào khác ượ ổ ợ ướ ế
nhau.
Ví d : ụ Các anthocyan đ c t ng h p trong t bào ch t và tích lũy ượ ổ ợ ế ấ
trong không bào.
Các acid amin th m và terpenoid đ c tìm th y trong di p ơ ượ ấ ệ
l p.ạ
Shikonin trong m ng n i ch t và túi màng.ạ ộ ấ


S tích lũy đôi khi x y ra trong các t bào ự ả ế
đ c bi t nh lông ti t, kênh ti t, ho c trong ặ ệ ư ế ế ặ
các t bào nhu mô bình th ng nh cánh hoa.ế ườ ư
Các h p ch t th c p có th thay đ i hàm ợ ấ ứ ấ ể ổ
l ng theo chu kỳ ngày hay mùa, v trí đ a lí, ượ ị ị
khí h u, đ t đai và phân bón.ậ ấ

1. Alkaloid
Wilhelm Meissner, 1819: alkaloid là những hợp
chất hữu cơ, có chứa nitơ, có phản ứng kiềm.
a. Tính chất vật lý
-
Có oxy trong phân tử: thể rắn; không có oxy
trong phân tử: thể lỏng
-
Mùi vị: đa số không mùi, vị đắng, 1 số cay.
-
Màu sắc: đa số không màu, 1 số ít có màu vàng
(becberin, palmatin, chelidonin)
-
Độ tan: không tan trong nước, dễ tan trong
dung môi hữu cơ