Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Chương 4 - ThS. Vương Thị Thúy Hằng

Bài giảng "Công nghệ sinh học đại cương" Chương 4 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Tế bào tiền nhân và tế bào nhân thực; nuôi cấy mô và nhân giống in vitro; kỹ thuật chuyển gen ở thực vật; các ứng dụng của công nghệ chuyển gen;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Chương 4 - ThS. Vương Thị Thúy HằngCÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Nội dung1 Tế bào tiền nhân và tế bào nhân thực2 Nuôi cấy mô và nhân giống in vitro3 Kỹ thuật chuyển gen ở thực vật4 Các ứng dụng của công nghệ chuyển gen5 Phân tích rủi ro đối với các loại cây trồng biến đổi gen 2.1. TẾ BÀO TIỀN NHÂN VÀ TẾ BÀO NHÂN THỰCSự khác nhau cơ bản giữa tế bào tiền nhân và tê bào nhân thựcSự khác nhau cơ bản giữa tế bào tiền nhân và tê bào nhân thựcMinh họa một tế bào thực vật * NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA TẾ BÀO SỐNG VÀ CÁCHƯỚNG PHÁT TRIỂN CƠ BẢN CỦA CÔNG NGHỆ TẾ BÀO THỰC VẬT - Khả năng phân bào và phân hóa - Khả năng trao đổi chất - Tế bào là kho lưu trữ thông tin và là đơn vị tiến hóa - Tế bào thực vật còn là nhà máy năng lượng mặt trời - nền tảngcho phát triển công nghệ sinh học xanh và các công nghệ sạch * MỘT SỐ HƯỚNG KHAI THÁC CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢNCỦA TẾ BÀO TRONG TẠO GIỐNG - Xây dựng hệ thống tái sinh nâng cao hiệu quả chuyển gentrong tạo giống - Kỷ thuật đơn bội tạo giống mới và dòng thuần - Thụ tinh nhân tạo, nuôi cấy và tái sinh tế bào trứng, tế bàohợp tử, tế bào nội nhũ non thành cây trong điều kiện in vitro - Công nghệ tế bào tạo giống cây ăn quả không hạt, chấtlượng cao và cây lâm nghiệp ưu thế lai thông qua nuôi cấy nộinhũ tam bội * PHÁT MINH RA CÁC ỨNG DỤNG KHÁC NHAU CỦA KỸTHUẬT NUÔI CẤY MÔ VÀ TẾ BÀO - Kỹ thuật nuôi cấy đỉnh sinh trưởng tạo giống sạch bệnh vànhân giống nhanh - Kỷ thuật nuôi cấy, tái sinh tế bào trần và lai tế bào soma - Kỹ thuật đơn bội và ứng dụng tạo dòng thuần, cố định ưu thếlai - Kỹ thuật nuôi cấy tế bào dịch lỏng (suspensỉon culture) sửdụng trong sản xuất các chất hoạt tính sinh học - Tạo các biến dị dòng tế bào soma ứng dụng trong chọn tạogiống và xác định chức năng của các gen - Công nghệ tế bào ứng dụng trong chuyển gen vào cây trồng 4.2. NUÔI CẤY MÔ VÀ NHÂN GIỐNG IN VITRO 4.2.1. Một số khái niệm trong nuôi cấy mô Nuôi cấy mô: Dùng để chỉ quá trình nuôi cấy vô trùng in vitro các bộphận tách rời khác nhau của thực vật. Kỹ thuật nuôi cấy mô dùng cho cả haimục đích nhân giống và cải thiện di truyền (ví dụ: giống cây trồng), sản xuấtsinh khối các sản phẩm hóa sinh, bệnh học thực vật, duy trì và bảo quản cácnguồn gen quý… Nhân giống in vitro còn gọi là vi nhân giống được sử dụng đặc biệt choviệc ứng dụng các kỹ thuật nuôi cấy mô để nhân giống thực vật, bắt đầubằng nhiều bộ phận khác nhau của thực vật có kích thước nhỏ, sinh trưởng ởđiều kiện vô trùng trong các ống nghiệm hoặc trong các loại bình nuôi cấykhác. * Nuôi cấy đỉnh phân sinh Phương thức nhân giống bằng cách dùng các phần rất nhỏ củađỉnh chồi bao gồm mô phân sinh đỉnh riêng rẽ và mầm lá non đểkéo dài chồi ngay sau đó. Thành công điển hình trong phương thức này là nhân giốngcác cây một lá mầm như hoa lan, dứa, huệ và chuối (protocormhoặc cụm chồi)... hoặc cây hai lá mầm như khoai tây, cà chua vàcúc (kéo dài chồi)... * Sinh sản chồi nách (axillary shoot proliferation) Kiểu nuôi cấy này sử dụng chồi của các điểm sinh trưởng bên và ngọn nơimà sự kéo dài của chồi tận cùng bị kìm hãm và sự sinh sản chồi nách được đẩymạnh. Kiểu này cho phép nhân nhanh được các chồi in vitro, là các chồi có thểtách ra và tạo rễ in vitro để hình thành cây trong ống nghiệm, hoặc nó có thểđược cắt ra riêng biệt tạo thành các cành giâm in vitro để tạo rễ bên ngoài invitro. Phương thức này thường được áp dụng cho các đối tượng hai lá mầm nhưcúc, cà chua, thuốc lá... * Tạo chồi bất định Loại nuôi cấy cho phép hình thành các chồi bất định hoặc trực tiếp trên mẫuvật hoặc gián tiếp từ mô callus, mà mô callus này hình thành trên bề mặt vết cắtcủa mẫu vật. Một số loại mẫu vật được dùng như là đoạn thân (thuốc lá, cam, chanh, càchua, bắp cải), mảnh lá (thuốc lá, cà chua, bắp cải, cà phê, ca cao), cuống lá(thủy tiên), các bộ phận của hoa (súp lơ, lúa mỳ, thuốc lá), nhánh củ (họ hành,họ lay ơn, họ thủy tiên), đoạn mầm (măng tây)... * Phát sinh cơ quan Dùng để mô tả quá trình tái sinh các chồi hoặc/và rễ bất định từ các khối tếbào callus. Quá trình này xảy ra sau thời điểm mà mẫu vật được đặt vào môi trườngnuôi cấy và bắt đầu cảm ứng tạo callus. Tế bào callus khi cấy chuyển nhiều lần sẽ không ổn định về mặt di truyền.Để tránh tình trạng đó nhất thiết phải sử dụng loại callus vừa phát sinh, tức làcallus sơ cấp để tái sinh cây thì hy vọng sẽ thu được cây tái sinh đồng nhất. * Phát sinh phôi vô tính Dùng cho sự phát triển của các phôi hoàn chỉnh từ các tế bào sinhdưỡng được sản xuất từ các nguồn mẫu vật khác nhau sinh trưởng trongnuôi cấy in vitro. Phương thức tạo phôi vô tính được ứng dụng rất hiệu quả trong sảnxuất hạt nhân tạo. 4.2.2. Nhân giống in vitro và các hệ thống nuôi cấy mô 4.2.2.1. Tái sinh cây mới từ các cấu trúc sinh dưỡn ...