Bài 23. Chọn giống vật nuôi và cây trồng (tiếp theo)

Giới thiệu chung
Một hướng đi mới của công nghệ tế
bào thực vật hiện nay là công nghệ
nuôi cấy phôi in vitro
Vậy phôi là gì? Nuôi cấy phôi in vitro là
như thế nào?


Phôi là một nhóm tế bào có khả năng phát
triển tạo thành cơ thể hoàn chỉnh là pha
phát triển trung gian giữa hợp tử hay tế
bào soma và bào tử thể.
Có hai loại phôi: phôi hữu tính & phôi vô
tính ( phôi soma)


Phân biệt phôi hữu tính và vô tính

Phôi hữu tính : được hình thành và phát triển từ
những tế bào sinh dục : sau khi sự thụ tinh đôi
xảy ra: một hạt phấn thụ tinh với noãn và thành
lập hợp tử lưỡng bội, một loạt các phân cắt đẳng
nhiễm xảy ra, hợp tử phát triển thành phôi ( bào
tử thực vật mới ).


Các giai đoạn phát triển phôi hữu
tính

SO SÁNH PHÔI HỮU TÍNH VÀ PHÔI VÔ TÍNH

Phôi soma là phôi được phát sinh từ tế
bào sinh dưỡng 2n chỉ của bố hoặc mẹ
và tế bào ấy có cấu trúc như một phôi
gọi là phôi vô tính ( phôi soma).


PHÔI SOMA


Quy trình nuôi cấy phôi invitro
* Quy trình nuôi cấy phôi hữu tính
* Quy trình nuôi cấy phôi vô tính


Quy trình nuôi cấy phôi hữu tính
in vitro

* Sự phát sinh phôi hữu tính:
- Xảy ra quá trình thụ tinh giữa hạt phấn và
noãn hình thành hợp tử
- Hợp tử trải qua quá trình nguyên phân
liên tiếp tạo thành phôi


Quá trình phát sinh phôi hữu
tính

quy trình nuôi cấy phôi hữu tính

* Tách phôi:
-Phôi hữu tính được hình thành trong môi trường
vô trùng của noãn và mô bầu hoa. Dùng kỹ thuật
tách phôi và đưa vào môi trường ở điều kiện vô
trùng.
+Ở một số loài phôi có kích thước lớn, thuận tiện
cho quá trình tách phôi ( cây họ đậu), nhưng một số
loài hoa khó tách phôi ( hoa lan)


Quy trình nuôi cấy phôi hữu tính

*Thành phần môi trường nuôi cấy
- Muối khoáng: môi trường MS có hàm lượng các ion K + và Ca +
giảm hàm lượng NH4+
-Chất điều hòa sinh trưởng: thêm auxin, cytokinin hoặc từng loại
riêng rẽ.
- Nguồn cacbon từ đường saccharose, nồng độ thay đổi tùy theo
từng giai đoạn phát triển. Phôi trưởng thành cần khoảng 2%, phôi
non cần hàm lượng cao hơn.
-Axit amin và các thành phần hữu cơ phức hợp: các axit amin có


Quy trình nuôi cấy phôi vô tính
*Sự phát sinh phôi soma:
Phôi soma được hình thành từ:
- Các tế bào sinh dưỡng của cây trưởng thành
- Các mô tái sinh không phải là hợp tử

- Các lá mầm và trụ dưới lá mầm của phôi và cây con không qua
bất cứ sự phát triển nào của mô sẹo
Phôi vô tính phát sinh ngẫu nhiên trong quá trình nuôi cấy, sự
phát sinh phôi vô tính có thể khởi đầu từ hai con đường:
-Phát sinh phôi xảy ra trực tiếp không qu a mô sẹo, phôi hình
thành từ những tế bào được xác định là tiền phôi
-Phôi hình thành từ các tế bào phôi hóa cảm ứng trong mô sẹo


* Các sự kiện quan trọng quyết định liên quan
đến chương trình sớm của quá trình phát triển:
- Cảm ứng biệt hóa tế bào của những tế bào tiền
phôi .
- Biểu hiện trình tự phát triển ở các tế bào tiền
phôi.


Hình cầu


Hình tim


Hình cá đuối


Nuôi cấy phôi soma

Các tế bào tiền phôi có khả năng biệt hóa nhưng sự
phát triển của chúng có thể bị ngăn cản do mất cân

bằng của các chất trong môi trường nuôi cấy. Sự hình
thành các cụm phát triển phôi và sự kết dính phôi có
thể xảy ra nếu những môi trường có nồng độ auxin
cao sau khi tế bào đã biệt hóa.
Hai loại môi trường đước sử dụng:


Các bước nuôi cấy
• Chọn mẫu cấy
• Khử trùng mẫu
• Tách mẫu
• Đưa vào môi trường nuôi cấy phôi
• Duy trì quá trình phát sinh phôi đồng nhất
• Tái sinh cây hoàn chỉnh từ phôi soma


Chọn mẫu cấy
Mẫu có thể là :
* Tế bào sinh dưỡng của cây trưởng thành
* Các tế bào sinh sản không phải là tế bào sinh dục
* Lá mầm hay trụ dưới lá mầm của phôi hợp tử
mà
cây con không thông qua sự phát
triển từ mô sẹo.


Khử trùng mẫu
•

Người ta thường sử dụng các dung

dịch khử trùng thông thường như Cahypochlorite , Na-hypochlorite , thủy
ngân clorur…Ngoài ra người ta còn
dụng thêm các chất hoạt động bề mặt
như Tween 80 , teepol , mannoxol…


Môi trường hóa học nuôi cấy
*Các chất điều hòa sinh trưởng:
+ Auxin
+ Cytokinin
*Nguồn nitơ: ảnh hưởng đến sự hình thành phôi và sự
sinh trưởng của phôi trông nuôi cấy
-Thường sử dụng ở các dạng: các nitơ hữu cơ(glutamin,
asparagin, cazenin thủy phân, nước dữa…)
*Thạch và các chất khác:
- Sử dụng hàm lượng thạch từ: 0.5-1.5% , đối với các
nuôi cấy huyền phù tế bào thì sử dụng môi truờng
lỏng nuôi cấy


Môi trường vật lý nuôi cấy
phôi
• Ánh sáng:
+ Giai đoạn cảm ứng tạo tế bào tiền phôi cường độ ánh
sáng thấp
+ Giai đoạn tái sinh phôi thì cường độ ánh sáng cao hơn
• Nhiệt độ tối ưu trong nuôi cấy là 25±2oC


Công nghệ nuôi cấy phôi invitro có rất nhiều ứng dụng

trong thực tiễn sản xuất, khắc phục được những nhược
điểm của sự hình thành phôi trong tự nhiên. Trở thành
ngành công nghệ đáng quan tâm trong sản xuất


Ứng dụng của nuôi cấy phôi hữu tính
* Thu nhận thể đơn bội
Nuôi cấy phôi hữu tính để thu nhận các thể đơn bội
thông qua quá trình loại bỏ trực tiếp NST sau khi lai
xa. Tổ hợp giữa hai loài càng khác xa nhau thì sự
đào thải hoàn toàn NST đơn bội của một loài càng dễ
xảy ra