Tìm hiểu chung về công nghệ tế bào thực vật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

Báo cáo tiểu luận môn: Tế bào học

• Tên đề tài: “ Tìm hiểu chung về công nghệ tế bào thực vật”.
• GVHD: Nguyễn Thị Hải Hà
• SVTH: Nhuyễn Thị Thùy Dương
Phạm Trung Thành

1


ĐẶT VẤN ĐÊ

• Công nghệ sinh học đang trở thành 1 ngành công nghệ ứng
dụng phát triển mạnh mẽ và là ngành khoa học mũi nhọn
của thế kỷ 21.

• Công nghệ tế bào là 1 trong những hướng phát triển quan

trọng của ngành công nghệ sinh học và đang đem lại hiệu
quả khoa học - kinh tế và rất triển vọng cho sự phát triển
của loài người. Đặc biệt là công nghệ tế bào thực vật.

2


MỤC LỤC :

I. Sơ lược về công nghệ tế bào thực vật

II. Các lĩnh vực của Công nghệ tế bào thực vật

Công nghệ tế bào thực
vật

III. Ứng dụng của công nghệ tế bào thực vật

IV. Thành tựu – ý nghĩa

3


I. Sơ lược về công nghệ tế bào thực vật.

1. Lịch sử phát triển.
-. Năm 1902: Nhà sinh lý thực vật người Đức Haberlandt là
người đầu tiên đề xuất phương pháp nuôi cấy mô – tế
bào thực vật để chứng minh tính toàn năng của tế bào
dựa trên thuyết tế bào của Schleiden Schwann.

-. Giai đoạn 1930 – 1950: giai đoạn nghiên cứu sinh lý
-. Giai đoạn nghiên cứu phát sinh hình thái: 1950 – 1960
-. Giai đoạn triển khai nuôi cấy mô tế bào thực vật từ 1960
đến nay.

•

Ở Việt Nam:

- Nuôi cấy mô tế bào thực vật được phát triển ngay sau chiến tranh năm 1975.

-

Phòng thí nghiệm về nuôi cấy mô tế bào thực vật đầu tiên xây dựng tại viện sinh vật học, viện Khoa học Việt Nam do bà Lê Thị
Muội đứng đầu.

-

Đến nay nước ta đã có rất nhiều phòng thí nghiệm về nuôi cấy mô tế bào được xây dựng.

-

Có rất nhiều đối tượng cây giống được sản xuất theo quy trình hiện đại của công nghệ tế bào thực vật.

4


2. Cấu trúc tế bào thực vật

Hình 1.1. Cấu trúc điển hình của 1 tế bào thực vật

5


3. Khái niệm về công nghệ tế bào thực vật.

• Khái niệm: Công nghệ tế bào thực vật là 1 ngành khoa học thực
nghiệm nghiên cứu về nuôi cấy, điều khiển và biến đổi vật chất
di truyền tế bào hoặc mô thực vật nhằm tạo ra sản phẩm mới,
các giống cây trồng ưu việt phục vụ cho mục đích của con

người.

• Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào thực vật:
- Dựa trên tính toàn năng của tế bào
- Sự trẻ hóa
- Sự phân hóa và phản phân hóa của tế bào

Hình 1.2. Sự phân hóa và phản phân hóa tế bào

6


II. Các lĩnh vực của công nghệ tế bào thực vật.

• Các lĩnh vực của CNTB TV: CN nuôi cấy mô – tế bào, nuôi cấy và dung hợp tế bào trần, chuyển gen thực vật…..
• Các điều kiện và thiết bị dùng trong phòng thí nghiệm công nghệ tế bào thực vật:
- Các phòng thí nghiệm: phòng chuẩn bị và giữ môi trường, phòng cấy, phòng nuôi mẫu, phòng hấp sấy khử trùng.

-

Các thiết bị: Tủ sấy, thiết bị khử trùng, tủ lạnh, máy cất nước, cân phân tích, cân kỹ thuật, ống đong, pipet, nồi nấu môi
trường, bể rửa chai lọ….

-

Điều kiện về môi trường: ánh sáng, chất lượng ánh sáng, nhiệt độ, môi trường hóa học ( môi trường khoáng cơ bản), các
chất bổ sung ( nước dừa, nguồn C, Vitamin, chất điều hòa sinh trưởng…).

7

1. Nuôi cấy mô - tế bào thực vật.

• Đặc điểm: Nuôi cấy mô - tế bào thực vật là kĩ thuật cho

phép nuôi cấy dễ dàng những tế bào thực vật hay mô
phân sinh sạch bệnh trong môi trường nhân tạo thích hợp
để tạo ra những khối tế bào hay những cây hoàn chỉnh
trong ống nghiệm.

• Cơ sở sinh lí: dựa trên tính toàn năng, và sự phân hóa –
phản phân hóa của tế bào.

Hình 2.1 Nuôi cấy mô tế bào thực vật ở cây lan

8


• Các yếu tố đảm bảo thành công trong công nghệ nuôi cấy mô –
tế bào thực vật: đảm bảo điều kiện vô trùng; phòng thí nghiệm
phải chuyên hóa cao; chọn đúng môi trường và chuẩn bị môi
trường đúng cách; chọn mô cấy – xử lí mô cấy thích hợp trước
và sau khi cấy.

Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

• Các bước trong kĩ thuật nuôi cấy mô TB Thực vật: Tạo vật liệu
khỏi đầu  Giai đoạn nhân nhanh  giai đoạn tạo cây hoàn
chỉnh  Giai đoạn ra cây.

Hình 2.2. Quy trình Nhân giống cây hoa Dã yên thảo bằng phương pháp
nuôi cấy mô

9


• Sơ lược các kĩ thuật dùng trong nuôi cấy mô – tế bào thực vật:

Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

+) Nuôi cấy phôi
+) Nuôi cấy mô và cơ quan tách rời
+) Nuôi cấy mô phân sinh
+) Nuôi cấy bao phấn
+) Nuôi cấy tế bào đơn
Hình 2.3. Nhân giống cây Hải Đường bằng pp Nuôi cấy phôi

Hình 2.4. Nhân giống cây Hải Đường bằng pp Nuôi cấy mô và cơ quan tách rời
10


• Ứng dụng: Cho nhân giống với quy mô lớn, sản xuất cây

Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

giống sạch mầm bệnh, lập ngân hàng gen thực vật….

Hình 2.6. Nuôi cấy mô sâm Ngọc Linh

Hình 2.5. Nhân nhanh giống lan bằng nuôi cấy bao phấn
Hình 2.7. Nuôi cấy mô Lan Hồ Điệp
11


2. Nuôi cấy và dung hợp tế bào trần.

• Tế bào trần: (protoplast) là tế bào thực vật bị tách bỏ thành tế bào

(bởi 1 xử lý enzyme) chỉ còn phần nguyên sinh chất, nhân, các cơ
quan tử khác và màng sinh chất là ranh giới phân biệt bên trong và
bên ngoài tế bào trần.

• Dung hợp tế bào trần: là sự hợp nhất của các tế bào soma không có
thành tế bào của các cá thể hoặc các loài khác nhau và sau đó tái
sinh cây lai từ các tế bào đã dung hợp.

• Cơ sở tế bào học của dung hợp tế bào trần:
- Nếu dung hợp xảy ra tế bào chất và cơ quan vẫn giữ nguyên thì gọi

là thể lai tế bào chất (Cybrid).

-

Còn trường hợp tế bào chất và nhân được dung hợp thì tạo thành tế
bào lai thực sự (Hybrid).
Hinh 2.8. Tế bào trần và dung hợp tế bào trần

12


• Phương pháp tách tế bào trần:
+) Tách bằng cơ học: nghiền nhỏ nhu mô thịt lá cho vào dịch
co nguyên sinh khiến tế bào chất bị co nhỏ lại  cho vào dịch
phản co nguyên sinh làm dãn nỏ đột ngột làm đẩy phần nguyên
sinh chất qua thành tế bào thu được tế bào trần.
+) Tách bằng enzyme: pectinase, hemicelolase, cellulose.
+) Phương pháp hỗn hợp: dùng cơ học và enzyme.

• Phương pháp dung hợp:
- Dung hợp tự phát
- Dung hợp bằng điện
• Ứng dụng:
- Chọn dòng tế bào
- Lai vô tính các tế bào thực vật
- Biến nạp di truyền, đưa các cơ quan từ virus DNA ngoại
lại vào tế bào thực vật

-

Là hệ thống lý tưởng cho nghiên cứu sinh tổng hợp
thành tế bào.

13


• Các bước bước nuôi cấy tế bào trần:
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

Hình 2.9. Các bước nuôi cấy tế bào trần

Hình 2.10. quy trình dung hợp tế bào trần ở cây cà chua – khoai tây.

14


3. Chuyển gen thực vật.

• Chuyển gen thực vật: là phương pháp xách định gen đích

(gen cần chuyển) vào tế bào nhận( mô sẹo, phôi soma, tế
bào trần) bằng phương pháp chuyển gen trực tiếp hoặc
gián tiếp. Sau đó tái sinh tế bào nhận gen để tạo cây hoàn
chỉnh. Cuối cùng phải chứng minh được sự có mặt của
gen đích trong cây chuyển và nó có hoạt động được ở
trong cây chuyển gen không.

•

Phương pháp chuyển gen: trực tiếp hoặc gián tiếp

+) Trực tiếp: chuyển bằng hóa chất, bằng xung điện, chuyển bằng súng bắn gen, vi tiêm, qua ống phấn.

Hình 2.11. súng bắn gen

Hình 2.12. Máy chuyển gen bằng xung điện
15


+) Gián tiếp: chuyển gen nhờ vi khuẩn Agrobecterium tumefaciens; chuyển gen
nhờ virus

Hình 2.13. Phương pháp chuyển gen nhờ vi khuẩn Agrobacterium

* Ứng dụng: chuyển gen kháng sâu, chuyển gen kháng thuốc
diệt cỏ, chuyển cây kháng virus gây bệnh

Hình 2.14. Ngô, đu đủ chuyển gen kháng sâu

16


III. Các hướng ứng dụng của công nghệ tế bào thực vật

• Ứng dụng của công nghệ tế bào thực vật trong nhân

giống cây trồng: tính khả thi rộng, tốc độ nhân giống

cao, có tiềm năng công nghệ hóa cao, duy trì và nhân
nhanh các kiểu gen quý hiếm, nhân nhanh và duy trì các
các thể đầu dòng tốt, nhân nhanh và kinh tế các giống
cây trồng hiệu quả cao.

• Ứng dụng sản xuất sinh khối tế bào

•

Ứng dụng công nghệ tế bào thực vật trong tạo giống cây trồng: nhờ có công nghệ tế tế bào thực vật mà nhiều giống cây trồng mới
được tạo ra cung cấp nhiều giá trị cho kinh tế cũng như nhu cầu sử dụng của con người.

•

Ứng dụng trong bảo tồn nguồn gen: xây dựng quy trình chuẩn cho bảo tồn invitro phù hợp với từng loài cây, nghiên cứu chức năng
gen, lập bản đồ gen…

17


IV. Thành tựu – Ý nghĩa.
•

Trên thế giới:

-

Hằng năm đã nhân giống được 50 triệu cây giống, tuy nhiên mới đáp ứng được khoảng 20%
nhu cầu sản xuất.

-

Là một quốc gia non trẻ, thành lập cách đây 60 năm nhưng Israel hiện là một trong những quốc

•

Ở Việt Nam:

- Hoàn thiện quy trình nhân nhanh các loại cây:
+) Nhân giống cây lâm nghiệp: Bạch đàn, keo, Trầm Hương, Hông, Tếch…
+) Nhân giống cây công nghiệp: cao su, chè, cà phê,mía ….

gia đứng đầu thế giới về lĩnh vực công nghệ sinh học và vượt bậc so với các nước phát triển
khác.

+) Nhân giống cây nông nghiệp: cà chua, khoai tây, …
+) Nhân giống cây ăn quả: dâu tây, cam, chanh….
+) Cây dược liệu: Ba Kích, Lan Kim tyến, Sâm Ngọc Linh…

Tại châu phi: Sudan tăng diện tích trồng bông BT gần 50%.

-

Bangladesh lần đầu tiên đưa cà tím vào trồng năm 2014.

-

Tạo giống cây trồng mới: có hiệu quả giá trị cao

-

Năm 1978: Thành công đầu tiên về nuôi cấy bao phấn cây lúa và thuốc lá.

-

Năm 2014: đưa 2 giống Ngô HT và IR vào trồng

- Năm 2009 bằng kỹ thuật vi nhân giống in vitro các nhà khoa học trên thế giới đã thành công trong
việc nhân nhanh nhiều cây thuốc quí hiếm như Phyllanthus urinaria hay cây Givotia rottleriformis.

18


Hình 3.1. Nhân nhanh giống Trầm Hương.

Hình 3.2. Xây dựng bộ sưu tập Lan Rừng

Hình 3.3. Phát hiện loài mới

19


Ý nghĩa:

20


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.

2.
3.
4.
5.
6.
7.

.

http://
sukien.vast.vn/40nam/index.php/thanh-tuu/thanh-tuu-noi-bat/1743-thanh-tuu-nghien-cuu-khoa-hoc-noi-bat-cua-vien-sinh-hoc-n
hiet-doi
.
/> />Dodds J.H và Robert L.W., 1999, Experiment in plant tissue culture. Cambridge University Press,
Razan MK. 1994. An introduction to plant tissue culture. Oxford & IBH Publishing Co. Pvt. Ltd. New Delhi.
Lê Văn Hoàng, 2004,Các quá trình và thiết bị Công nghệ sinh học trong Công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà
Nội

8. Trần Văn Minh, 1999, Công nghệ tế bào thực vật, Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh- Trường ĐH Nông Lâm.
9. Nguyễn Đức Thành, 2000, Nuôi cấy mô tế bào thực vật nghiên cứu và ứng dụng, Nhà xuất bản nông nghiệp Hà Nội
10.Trần Thị Xô, Nguyễn Thị Lan, 2004, Cơ sở di truyền và công nghệ gen, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật
11.Vũ Văn Vụ, Nguyễn Mộng Hùng, Lê Hồng Điệp,2005, Công Nghệ Sinh Học, Tập Hai Công Nghệ Sinh Học Tế Bào, Nhà xuất
bản Giáo Dục,.

21


22