CHỌN LỌC CÂY TRỒNG KHÁNG STRESS BẰNG PHƯƠNG PHÁP IN VITRO

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA SINH HỌC

MÔN: CƠ SỞ DI TRUYỀN CHỌN GIỐNG THỰC VẬT

Đề tài: Chọn lọc cây trồng kháng stress bằng
phương pháp in vitro



Tổng quan
Khái niệm
• Stress là những yếu tố gây ảnh hưởng bất lợi cho thực vật.
•

Stress vơ sinh là tác động tiêu cực của các yếu tố phi sinh
vật trên các sinh vật sống trong một mơi trường cụ thể.

Ví dụ như hạn hán, rét, sự xâm
mặn hữu sinh là stress làm tổn thương thực vật do các
• Stress
sinh vật sống khác gây ra
Ví dụ: như vi khuẩn, virus, nấm, ký sinh trùng, côn trùng, cỏ dại,
hoặc thực vật bản địa…


Nguyên nhân


Nguyên nhân

Ví dụ


Ví dụ


Ví dụ


Ví dụ

Những thân ngơ khơ
héo vì hạn hán ở một
cánh
đồng
tại
Oakton,
Indiana,

Cánh đồng ngô
chết héo cạnh một
nhà máy năng
lượng ethanol ở

Cỏ dại mọc lên từ
lớp đất khô cằn, tại
một hồ cạn kiệt
nước ở Ashley,

Ví dụ


Tác hại của sự xâm mặn


Tác hại của hạn hán


Tác hại của vi sinh vật gây bệnh



Phương pháp
 Các chương trình nhân giống để tích hợp gen
Tạo sức đề kháng nhưng thường ít thành cơng và tốn thời gian.

 Biến đổi gen
Chuyển tính trạng mong muốn.
Khó khăn: sự im lặng gen, giảm hiệu quả biểu hiện, tần số chuyển thấp

 Ni cấy mơ
Kiểm sốt được khơng gian và thời gian
Lựa chọn các biến thể kháng stress


Tăng dần nồng độ
Chọn lọc

in vitro

Sốc nồng độ cao


Stress vơ sinh
• Stress muối
• Stress nước (hạn)


Stress muối
 Các nhóm cây chịu mặn
Cây chịu mặn tốt:
Áp suất thẩm thấu cao, chịu được độ mặn trên 10%


Stress muối
 Các nhóm cây chịu mặn
Cây thải muối
Có khả năng tiết muối tích lũy trong cơ thể qua tuyến muối hoặc khí
khổng


Stress muối
 Các nhóm cây chịu mặn
Cây cách ly muối
Thân cây có nhiều lơng cách ly ngăn khơng cho muối tiếp xúc với cơ thể

Cây không thấm muối
Màng nguyên sinh chất có khả năng chọn lọc rất cao ngăn khơng cho

muối độc đi vào tế bào.


Stress muối
• Trong q trình tăng trưởng thực vật đáp ứng với độ mặn qua 2 giai đoạn:
+ Giai đoạn thẩm thấu nhanh
+ Giai đoạn thẩm thấu chậm

Các vấn đề thực vật phải chịu: mất cân bằng ion, thiếu khoáng, stress
thẩm thấu…
=> Cản trở sự tăng trưởng và phát triển của 1 số loại cây trồng

 Phát triển cây trồng chịu mặn


- NaCl, KCl, NaSO4, MgSO4,...
- Nicotiana tabacum có những phản ứng
khác nhau khi tăng trưởng trong nước
biển, nước biển tổng hợp, manitol, NaCl
và các muối Cl- và SO42- khác.
- Sử dụng nhiều muối làm áp lực chọn lọc
sẽ tương đương với độ mặn trong điều
kiện thực địa và có thể lựa chọn tốt hơn.


Cơ chế chịu mặn
+ Kháng oxy hóa
+ Nội cân bằng ion
+ Tổng hợp các chất hữu cơ hịa tan thích hợp

* Hệ thống kháng oxy hóa
• Độ mặn tăng => gốc tự do (O2¯ , H2O2, OH , 1O2) - gây độc cho tế bào
liên tục được tạo ra
-> Phá hủy sự trao đổi chất bình thường.
=> Cần làm giảm các gốc tự do gây độc cho tế bào
Các hệ thống chống:
+ Enzyme: SOD, APX,GPX, CAT…
+ Không enzyme: ascorbate, glutathione, tocopherol, carotenoid,
flavonoid..


SOD: Superoxide dismutase
APX: Ascorbate peroxidase
AsA: Ascobate
MDA:
Monodehydroascorbate
GSH: Glutathione
GSSH:
Glutathione disulfide
DHA: Dehydroascobate
DHAR:
Dehydroascobate reductase
MDAR:
Monodehydroascorbate Reductase
GPX: Peroxidase glutathione
CAT: Catalase