Nuôi cấy meristem, tạo cây sạch bệnh virus

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

TIỂU LUẬN
Chuyên đề:
“Nuôi cấy meristem, tạo cây sạch bệnh virus”
Giáo viên hướng dẫn: PGS. TS. Vũ Đình Hoà
Học viên: Chu Thuỳ Dương
Lớp: K20CNSHA
HÀ NỘI, 3/2012


I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Sự phát triển của công nghệ nuôi cấy mô, tế bào
thực vật đã mở ra rất nhiều hướng ứng dụng khác nhau:
sản xuất sinh khối các chất có hoạt tính sinh học ở quy
mô lớn, nhân nhanh các giống cây trồng bằng phương
pháp invitro, bảo tồn nguồn gen in vitro…
Trong lĩnh vực bệnh cây, người ta ước tính có
khoảng 1000 loại virus gây bệnh thực vật (trong số hơn
4000 loài virus), gây tổn thất lớn cho thu hoạch.
Tạo cây trồng sạch bệnh virus bằng kỹ thuật nuôi
cấy đỉnh sinh trưởng (meristem), ngày càng phát triển
và được ứng dụng rộng rãi.


Một số thành tựu của nuôi cấy mô, tế bào thực vật


II. NỘI DUNG
1. Tác hại của bệnh virus

2. Cơ sở của việc nuôi cấy meristem tạo ra cây
sạch bệnh virus
3. Quy trình nuôi cấy invitro (meristem)
4. Các kỹ thuật nuôi cấy meristem
5. Nhân nhanh và duy trì tình trạng sạch bệnh
virus


1.Tác hại của bệnh virus
 Virus là một tác nhân gây bệnh không có cấu tạo tế bào,
kích thước rất nhỏ (nm), cấu tạo gồm hai thành phần chính
là acid nucleic (trong đó acid nucleic chủ yếu là dạng ARN,
một số ít trường hợp là ADN) và được bao bọc bởi vỏ bên
ngoài là protein.
 Khi xâm nhiễm vào cơ thể thực vật, ngoài việc tái bản - sử
dụng các vật liệu của tế bào chủ để tăng lên về số lượng,
protein của virus còn tương tác với các chất chịu trách
nhiệm chức năng sinh lý của tế bào gây ra các triệu chứng
biểu hiện của bệnh virus.


Virus thực vật

1. Potato virus Y (PVY)

3. Tomato yellow leaf
curl virus (TYLCV)

2. Tobacco mosaic virus
(TMV)

4. Rice tungro bacilliform 5. Cucumber mosaic
virus (RTBV)
virus (CMV)


Một vài triệu chứng của bệnh virus
• Khảm lá (chỗ xanh chỗ vàng loang lổ xen kẽ nhau)

Bean common mosaic virus
(BCMV)

Turnip mosaic virus
(TuMV)

(Đậu đũa)

(Cải củ)


Một vài triệu chứng của bệnh virus
Lùn cây

Groundnut rosette virus
(GRV)

Shallot yellow stripe virus
(SYSV)

(Lạc)

(Hành )


Một vài triệu chứng của bệnh virus
Xoăn, cuốn lá

Các begomovirus
Cà chua


Một vài triệu chứng của bệnh virus
Biến vàng

Clerodendrum golden mosaic virus
(ClGMV)

Erectites yellow mosaic virus
(ErYMV)

(Mò)

(Rau tàu bay)


Một vài triệu chứng của bệnh virus
Vàng gân

Lindernia anagallis yellow vein
virus (LaYVV)

Alternanthera yellow vein
virus (AlYVV)

(Lữ đằng)

(Nhọ nồi / Hà Nội)


Một vài triệu chứng của bệnh virus

Biểu hiện gây bệnh của Tobacco mosaic virus (TMV)


Virus gây bệnh khảm thuốc lá TMV (Tobacco mosaic
virus) tạo ra các vết khảm lớn trên lá gây giảm chất
lượng của thuốc lá, có khi không cho thu hoạch.

Cây sạch bệnh không virus TMV

Tobacco mosaic virus


Papaya ringspot virus

A

E

B

Đu đủ không có papaya ringspot virus


1. Tác hại của bệnh virus
• Virus lây lan rất nhanh, chỉ trong một khoảng
thời gian ngắn có thể xâm nhiễm cả một vùng
rộng lớn và có thể gây thất thu hoàn toàn.
• Không có các loại thuốc hay hoá chất đặc hiệu
phòng trừ các loại bệnh gây ra bởi virus.
• Virus có lây truyền qua các thế hệ thông qua
các cơ quan đã nhiễm virus như củ, hạt giống,
các bộ phận sinh dưỡng sử dụng làm giống….


1. Tác hại của bệnh virus
• Virus làm giảm sức sống của cây trồng, sức sinh
trưởng phát triển của cây từ đó làm giảm năng suất
của cây.
Ví dụ: virus gây bệnh cuốn lá khoai tây, cà chua
(Tomato yellow leaf curl virus) và virus Y có thể làm
giảm 95% năng suất của cây trồng.
• Chính vì thế, chọn giống sạch bệnh virus đang được
nghiên cứu rộng rãi trong đó có kỹ thuật chọn giống
cây trồng sạch bệnh virus nhờ nuôi cấy đỉnh sinh
trưởng (meristem).


Potato yellow leaf curl virus

Virus Y trên khoai tây


Tomato yellow leaf curl virus


2. Nguyên lý của kỹ thuật nuôi cấy
đỉnh sinh trưởng (meristem)
• Virus sống ký sinh và tồn tại trong mọi tế bào sống, tuy nhiên
những nghiên cứu của White (1934), Limasset và Cornuet
(1950), Martin (1952) cho thấy:
 Nồng độ virus trong tế bào các cây bị bệnh phụ thuộc vào tốc
độ phân chia tế bào và khả năng sinh trưởng của tế bào. Tế
bào càng phân chia mạnh thì nồng độ virus càng thấp (nghĩa
là những tế bào càng gần đỉnh sinh trưởng thì càng chứa ít
virus hơn).
 White đã sử dụng phương pháp lây nhiễm nhân tạo để nghiên
cứu sự phân bố virus trong rễ cây cà chua bị bệnh. Kết quả
cho thấy 2 cm ở đầu rễ hầu như không phát hiện ra virus.


Limasset và Corneut (1950)
đã sử dụng phương pháp
huyết thanh định lượng,
chứng minh được sự tồn
tại một gradient nồng độ
virus từ các mô non đến
các mô già ở cây thuốc lá
bị bệnh.

Nồng độ virus bằng 0 ở mô
đỉnh lá và bao lá thứ nhất
sau đó tăng dần, đạt cực
đại ở lá thứ năm rồi giảm
dần ở các lá già phía dưới


Giả thuyết về sự không tồn tại của virus
ở meristem
Giả thuyết về sự không
tồn tại của virus ở
meristem như sau:
Virus vận chuyển trong
cây nhờ hệ thống dẫn,
tuy nhiên hệ thống này
không có trong mô
phân sinh đỉnh


Giả thuyết về sự không tồn tại của virus
ở meristem
 Trong sự phân chia, các tế bào phân sinh đỉnh không
cho phép sao chép các thông tin di truyền của virus
 Hệ thống vô hiệu hoá ở vùng meristem mạnh hơn các
vùng khác trong cây
 Nồng độ auxin, cytokinin cao ở đỉnh sinh trưởng có
thể ngăn cản quá trình sao chép thông tin của virus


Mô phân sinh đỉnh chồi,

mô phân sinh đỉnh rễ
(meristem)


Các bước trong quá trình nuôi cấy meristem

Lấy mẫu

Bước 1: Nuôi cấy
khởi động
Bước 2: Nhân
nhanh

Bước 0: Lựa
chọn cây mẹ
Vi giâm cành
Thích nghi
Bước 3: Ra
cây
Bước 4: Chuyển ra môi
trường tự nhiên

Nguån: Robert N. Trigiano Dennis J. Gray, 2000

Giai đoạn vườn
ươm