Sinh học 12: Tạo giống bằng công nghệ tế bào

1. Tính toàn năng của tế bào thực vật

- Học thuyết tế bào: Tất cả mọi cơ thể sống đều được cấu tạo từ tế bào

- Tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng của cơ thể

+ Tế bào là đơn vị cấu trúc: tế bào à mô à cơ quan à hệ cơ quan à cơ thể

+ Tế bào là đơn vị chức năng của cơ thể: mọi hoạt động sống của cơ thể đều được thực hiện ở mức độ tế bào.

- Bất kì tế bào nào của thực vật như rễ, thân, lá… ở thực vật đều chứa bộ gen quy định kiểu gen của loài cây đó và chúng đều có khả năng sinh sản vô tính để tạo thành cây trưởng thành.

2. Khái niệm công nghệ tế bào

- Công nghệ tế bào là một ngành kĩ thuật áp dụng phương pháp nuôi cấy mô hoặc tế bào trong môi trường dinh dưỡng nhân tạo để tạo ra những mô, cơ quan hay cơ thể hoàn chỉnh mang đặc tính của cơ thể cho mô, tế bào.

- Các giai đoạn của công nghệ tế bào

+ Tách các tế bào từ cơ thể động vật hay thực vật

+ Nuôi cấy tế bào trong môi trường nhân tạo để hình thành mô sẹo

+ Dùng hoocmon sinh trưởng kích thích mô sẹo phân hóa thành các cơ quan hoặc tạo thành cơ thể hoàn chỉnh.

3. Công nghệ tế bào trong tạo giống thực vật

a, Nuôi cấy hạt phấn

*        Cách tiến hành

- Nuôi cấy hạt phấn trên môi trường nhân tạo để hình thành các dòng đơn bội.

- Chọn lọc các dòng đơn bội có kiểu hình mong muốn

- Lưỡng bội hóa các dòng đơn bội thành các dòng lưỡng bội. Các cây này sẻ có kiểu gen đồng hợp về tất cả các gen  nên di truyền ổn định.

*        Cơ sở di truyền học của phương pháp

Tạo dòng thuần lưỡng bội từ dòng đơn bội dựa trên đặc tính của hạt phấn là có khả năng mọc trên môi trường nhân tạo thành dòng đơn bội và tất cả các gen của dòng đơn bội được biểu hiện ra kiểu hình cho phép chọn lọc invitro (trong ống nghiệm) những dòng có đặc tính mong muốn.

*        Ứng dụng:

- Dùng để chọn các cây có dặc tính chống chịu hạn, chịu lạnh, chịu mặn, kháng thuốc diệt cỏ…

- Dùng để tạo ra dòng thuần chủng, tính trạng chọn lọc sẽ rất ổn định.

b, Nuôi cấy tế bào thực vật invitro tạo mô sẹo

- Cách tiến hành:

+ Nuôi cấy tế bào thực vật 2n trong môi trường dinh dưỡng nhân tạo để hình thành mô sẹo.

+ Bổ sung hoocmon kích thích sinh trưởng để phát triển thành cây hoàn chỉnh.

- Ứng dụng: nhân nhanh các giống cây có năng suất cao, chất lượng tốt, thích nghi với điều kiện sống và duy trì ưu thế lai.

c, Chọn dòng tế bào xôma có biến dị

- Cách tiến hành:

+ Nuôi cấy tế bào 2n trên môi trường nhân tạo.

+ Chọn lọc các dòng tế bào tế bào có biến dị khác nhau

- Cơ sở khoa học của phương pháp:

+ Khi nuôi cấy tế bào 2n trong môi trường nhân tạo, các biến dị phát sinh nhiều hơn. Dựa vào các dạng biến dị này, người ta chọn lọc những biến dị có lợi.

d, Dung hợp tế bào trần

- Các bước tiến hành:

+ Tạo tế bào trần bằng cách dùng enzim hoặc vi phẩu để phá bỏ thành xenlulôzơ

+ Dung hợp hai khối nhân và tế bào chất thành một sau đó cho phát triển thành cây lai xôma giống lai hữu tính

Đây cũng là hình thức lai xa, lai khác loài nhưng không thông qua sinh sản hữu tính nên tránh được hiện tượng bất thụ. Và có thể tạo thành cây lai mang đặc tính của cả 2 loài xa nhau mà phương pháp lai hữu tính không tạo được.

4. Công nghệ tế bào trong tạo giống động vật

a, Cấy truyền phôi

Cách tiến hành:

- Lấy phôi từ động vật cho phôi

- Tác động vào phôi theo một trong ba cách sau:

+ Tách phôi thành hai hay nhiều phần, mỗi phần sau đó sẽ phát triển thành một phôi riêng biệt. Cách này áp dụng với thú quý hiếm hoặc đối với vật nuôi sinh sản chậm và ít.

+ Phối hợp hai hay nhiều phôi thành một thể khảm, mở ra một hướng mới tạo vật nuôi khác loài.

+ Làm biến đổi thành phần vật chất di truyền trong phôi ở giai đoạn sớm theo hướng có lợi cho con người

- Cấy phôi vào động vật nhận phôi

b, Nhân bẩn vô tính động vật

- Tách tế bào 2n của động vật cho nhân

- Tách tế bào trứng của một động vật khác và loại bỏ nhân

- Chuyển nhân tế bào 2n vào tế bào trứng đã loại bỏ nhân

- Nuôi cấy trên môi trường nhân tạo cho trứng phân cắt thành phôi.

- Chuyển phôi vào tử cung của con mẹ khác để nó mang thai.