kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào

Nuôi cấy tế bào đơn
Nhóm 1


Khái quát lịch sử tế bào đơn:
 Năm

1954, Muir và các cộng sự bắt đầu nghiên cứu về
sự phát triển của tế bào đơn trong môi trường nhân
tạo. Tuy nhiên những nghiên cứu của họ chưa hoàn
chỉnh và chỉ mang tính thăm dò.
 Năm 1960 Melcher và Berman là người đầu tiên tách,
nuôi cấy thành công tế bào đơn thực vật trong bình lên
men với môi trường nhân tạo.
 Năm 1970s đến nay, các nhà khoa học đã công bố
hàng loạt các công trình về nuôi cấy tế bào đơn của
các loài thực vật khác nhau để thu nhận các sản phẩm
thứ cấp.


Tế bào đơn là gì?
 Là

những tế bào riêng rẻ được tách ra từ các mô
 Các tế bào này có thể được nuôi trong môi trường
dinh dưỡng
 Được lắc liên tục để các tế bào không thể liên kết lại
với nhau (dịch treo tế bào - cell suspension)
 Khi cần thiết sẽ được đưa vào môi trường thích hợp
để tiếp tục nuôi cấy.

Tại sao phải nuôi cấy tế bào đơn?

Sản lượng
thực vật
không ổn
định

Phương
pháp nuôi
cấy tế bào
dịch
huyền phù


Đặc điểm sinh lý của tế bào đơn
 Khả

năng tách tế bào cao
 Phát sinh hình thái đồng nhất
 Nhân to và tế bào chất đậm đặc
 Nhiều hạt tinh bột
 Có những dẫn liệu tạo cơ quan
 Có khả năng nhân đôi trong 24-72 giờ
 Mất tính toàn năng
 Tăng mức đa bội thể


Môi trường nuôi cấy (lúa)

Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy
tế bào đơn


Quy trình nuôi cấy
Chọn mẫu thực
vật
Tạo mô
sẹo
Nuôi cấy mô sẹo
trong bình tam giác +
lắc
Kiểm tra
Tế bào có khả năng sinh phôi
Thu huyền phù

Tế bào không có khả năng sinh phôi


A

Hình: Callus (A) và tái sinh chồi từ
callus (B) của chi Lilium

B


Sơ đồ thiết bị nuôi cấy

Hình 7.1. Nuôi cấy dịch huyền phù tế bào thực vật trong bioreactor


Chu kỳ sinh trưởng
 Chu

kì sinh trưởng của các tế bào huyền phù có dạng hình cong
chữ S với các pha sinh trưởng sau:
- Pha tiềm sinh (lag phage): ở pha này không xảy ra sự tăng
về khối lượng và số lượng tế bào.
- Pha số mũ (log phage): ở pha này có sự phân chia và sự tăng
khối lượng tế bào diễn ra với tốc độ lớn nhất. Ngoài ra sự tăng
trưởng tế bào cũng tăng nhanh.
- Pha tuyến tính (linear phage): được đặc trưng bởi sự sinh
trưởng của tế bào diễn ra liên tục.
- Pha ổn định (stationary phage): ở pha này hoạt tính phân bào
giảm mạnh, số lượng và khối lượng tế bào ổn định.
- Pha suy thoái (dead phage): sự sinh trưởng của tế bào ngừng
lại và tế bào chết đi nếu không được cấy chuyển.


Chu kỳ sinh trưởng
 Giai đoạn sinh trưởng pha số mũ (log phage) sẽ bị kéo dài nếu

mật độ tế bào khi khởi đầu sự nuôi cấy là thấp. Mật độ ban đầu
của huyền phù tế bào khi nuôi cấy thường là 0,5÷2,5.105 tế
bào/ml.


Phương pháp nuôi cấy

 Nuôi

cấy liên tục :
o Tổng thể tích của môi trường mới được bổ sung tương đương
với tổng số môi trường cũ bị dùng hết.
 Nuôi cấy không liên tục:
o Nguyên liệu thực vật được nuôi cấy trong hệ thống kín, cả môi
trường nuôi cấy và tế bào thực vật không được chuyển đổi.
o Phương pháp này yêu cầu phải cấy chuyển các tế bào thực vật
sang môi trường mới sau một chu kì.
 Nuôi cấy bán liên tục:
o Sau một giai đoạn đều đặn cả tế bào và một phần môi trường
được lấy ra khỏi hệ thống nuôi cấy. Sau đó một lượng môi
trường mới được bổ sung để tổng lượng môi trường vẫn được
giữ nguyên như ban đầu. Phần tế bào còn lại tiếp tục sinh
trưởng và lại tăng số lượng.
o Lợi thế của phương pháp này là một phần sinh khối được tái sử
dụng khi cấy chuyển.
Ví dụ: Sản xuất β-methyldigito từ Digitalis lanata


Ứng dụng
 Nghiên

cứu cấu trúc tế bào
 Nghiên cứu ảnh hưởng của các quá trình khác nhau
lên quá trình sinh trưởng, phát triển, phân hóa của tế
bào.
 Sử dụng trong chọn dòng tế bào.
 Dùng để tách protoplast, là nguồn sản xuất các phôi

vô tính
 Thu nhận sản phẩm thứ cấp.


Ứng dụng thu nhận sản phẩm thứ cấp

o
o
o

Hợp chất trao đổi thứ cấp của thực vật :
Là những hợp chất có chức năng quan trọng trong đời
sống thực vật
Được sản xuất trong khi sinh tổng hợp những hợp chất
trao đổi cơ sở như hydrocarbon, lipit, axit amin…
Nuôi cấy tế bào và mô thực vật cho phép sản xuất các
sản phẩm trao đổi thứ cấp được thực hiện trong điều
kiện invitro.


Ứng dụng thu nhận sản phẩm thứ cấp
 Các hợp chất trao đổi thứ cấp được chia thành 4
o
o
o
o

nhóm:
Hợp chất trao đổi thứ cấp trong y học
Hợp chất trao đổi thứ cấp của thực vật trong nông

nghiệp.
Hợp chất trao đổi thứ cấp của thực vật trong công
nghiệp thực phẩm.
Hợp chất trao đổi thứ cấp của thực vật trong mỹ
phẩm.


Ưu- nhược điểm

o

o
o

Ưu điểm:
Nuôi cấy trong điều kiện nhân tạo, không phụ thuộc
vào thời tiết, địa lý,không phải vận chuyển và bảo
quản lượng lớn nguyên liệu thô.
Có thể kiểm soát chất lượng và hiệu suất của sản
phẩm.
Một số sản phẩm trao đổi chất có thể được sản xuất từ
nuôi cấy dịch huyền phù cho chất lượng cao hơn trong
cây hoàn chỉnh.


Ưu- nhược điểm
 Nhược
o
o
o

điểm:
Phải chọn lọc các kiểu gen thích hợp và dòng tế bào
có sản lượng cao.
Phải xây dựng công thức môi trường dinh dưỡng hợp
lý để nuôi cấy tế bào.
Phải thiết kế và vận hành hệ thống nuôi cấy tế bào
hiệu quả.


The end