Các hình thức nuôi cấy tế bào và mô thực vật

Khái niệm nuôi cấy tế bào và mô thực vật thường được dùng như là một thuật ngữ chung để mô tả tất cả các loại nuôi cấy thực vật ở điều kiện in vitro. Trong các quá trình nuôi cấy này thường xuất hiện hai kiểu sinh trưởng sau: Khái niệm nuôi cấy tế bào và mô thực vật thường được dùng như là một thuật ngữ chung để mô tả tất cả các loại nuôi cấy thực vật ở điều kiện in vitro. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các hình thức nuôi cấy tế bào và mô thực vậtCác hình thức nuôi cấy tế bào và mô thực vậtKhái niệm nuôi cấy tế bào và mô thực vật thường được dùng như là một thuậtngữ chung để mô tả tất cả các loại nuôi cấy thực vật ở điều kiện in vitro.Trong các quá trình nuôi cấy này thường xuất hiện hai kiểu sinh trưởng sau:Khái niệm nuôi cấy tế bào và mô thực vật thường được dùng như là một thuậtngữ chung để mô tả tất cả các loại nuôi cấy thực vật ở điều kiện in vitro.Trong các quá trình nuôi cấy này thường xuất hiện hai kiểu sinh trưởng sau:1. Sinh trưởng không phân hóa (undifferentiated growth)Sinh trưởng không phân hóa xuất hiện thường xuyên khi một mẫu mô củacây hoàn chỉnh được nuôi cấy in vitro. Mẫu mô sau đó đã làm biến mất mọicấu trúc có thể nhận biết được của cây nguyên vẹn ban đầu.1.1. Nuôi cấy callusNuôi cấy callus cho phép các khối tế bào không có hình dạng nhất định tănglên từ sinh trưởng không phân hóa của mẫu vật trên môi trường dinh dưỡngrắn vô trùng. Mẫu vật thường là các cơ quan tử nhỏ hoặc các mẫu mô. Cáckhối tế bào này không tương ứng với mọi cấu trúc mô đặc trưng của cây hoànchỉnh. Thuật ngữ nuôi cấy callus được sử dụng do sự phân chia vô tổ chứccủa tế bào mà lúc đầu được nghĩ là nó cảm ứng với sự tổn thương thực thểcủa thực vật trong quá trình tách ra khỏi cây hoàn chỉnh. Tuy nhiên, sau đóngười ta nhận thấy nó được được cảm ứng bởi các chất điều hòa sinh trưởngthực vật (plant growth regulators) trong môi trường dinh dưỡng rắn. Nuôi cấy callus1.2. Nuôi cấy dịch huyền phù tế bàoNuôi cấy dịch huyền phù tế bào chứa các tế bào và các khối tế bào, sinhtrưởng phân tán trong môi trường lỏng . Thường được khởi đầu bằng cách đặtcác khối mô callus dễ vỡ vụn trong môi trường lỏng chuyển động (lắc hoặckhuấy). Nuôi cấy dịch huyền phù vì thế là sự tiến triển từ thực vật đến mẫuvật, tới callus, và cuối cùng tới dịch huyền phù. Nuôi cấy dịch huyền phùthích hợp hơn cho việc sản xuất sinh khối của tế bào thực vật so với nuôi cấycallus, do nuôi cấy dịch huyền phù có thể duy trì và được thao tác tương tựvới các hệ thống lên men vi sinh vật được ngập chìm trong môi trường lỏng. Nuôi cấy dịch huyền phù tế bào thực vật trên máy lắc. A: Nuôi trong bìnhtam giác có lắc để chuẩn bị tế bào. B: Nuôi trong hệ lên men lắc để sản xuất sinh khối.Hệ lên men có cánh khuấy (bình nuôi 5 L) dùng để nuôi cấy dịch huyền phù tế bào thực vật ở quy mô phòng thí nghiệm.1.3. Nuôi cấy tế bào trầnNuôi cấy tế bào trần (protoplast) đòi hỏi sự sinh trưởng của protoplast trênmôi trường đặc hoặc lỏng. Protoplast có thể được chuẩn bị bằng phương phápcơ học hoặc enzyme để loại bỏ thành tế bào. Các protoplast được phân lập cóthể được sử dụng để: (1) Biến đổi thông tin di truyền của tế bào thực vật (2) Tạo ra cây lai vô tính thông qua dung hợp protoplast (protoplast fusion) (3) Nghiên cứu sự xâm nhiễm của virus ở thực vật và những vấn đề khácMột ứng dụng đầy triển vọng khác của nuôi cấy protoplast là vi nhân giốngthực vật. Sau khi phân chia protoplast, thành tế bào được tái sinh để tăng sựphát triển callus và tiếp theo là cây hoàn chỉnh nhờ đó thực vật có thể đượcnhân lên nhiều lần.2. Sinh trưởng có phân hóa (differentiated growth)Sinh trưởng có phân hóa xuất hiện khi các bộ phận của thực vật được chuyểnlên môi trường nuôi cấy là nơi chúng có thể tiếp tục sinh trưởng với cấu trúcđã được duy trì từ trước. Các cơ quan thực vật được phân hóa có thể sinhtrưởng trong quá trình nuôi cấy mà không bị mất sự toàn vẹn của mình còngọi là nuôi cấy cơ quan (organ culture).2.1. Nuôi cấy rễ tơNuôi cấy rễ tơ có thể được thiết lập từ đầu rễ tách ra ở nhiều loài thực vậtkhác nhau. Các nuôi cấy rễ sinh trưởng nhanh có thể thu được từ các loài câyhai lá mầm bằng cách gây nhiễm chúng với vi khuẩn đấtAgrobacterium rhizogenes. Các dòng rễ tơ (hairy root) được hình thành cóthể dùng trong nuôi cấy để sản xuất các chất thứ cấp. Nuôi cấy rễ tơ.2.2. Nuôi cấy phôiNuôi cấy phôi (embryo) có thể được thiết lập cho các phôi tách ra từ các hạtvô trùng, các noãn hoặc quả. Các phôi được sản xuất từ kỹ thuật nuôi cấy tếbào, được gọi là phôi vô tính (somatic embryo), có thể được phân lập và nảymầm cung cấp một cây trên một mẫu vật. Nuôi cấy phôi có thể được ứngdụng để sản xuất nhanh cây giống từ các hạt có thời gian ngủ nghĩ dài.Phương pháp này có nhiều ưu điểm hơn các hệ thống nhân giống truyềnthống như là quá trình đồng nhất di truyền, sản xuất sinh khối và nhân giốngcác cây trồng sạch bệnh. ...