CHƯƠNG III. CÔNG NGHỆ PHÔI VÔ TÍNH – HẠT NHÂN TẠO

CHƯƠNG III. CÔNG NGHỆ PHÔI VÔ TÍNH – HẠT NHÂN TẠO Một vấn đề trong việc sử dụng phương pháp nuôi cấy mô để tạo nên cây con mới nhằm thay thế phương pháp nhân giống bằng hạt là phải tính đến việc giảm nhân công lao động để từ đó giảm giá thành cây nuôi cấy mô. Một trong những giai đoạn tốn nhiều sức lao động nhất là giai đoạn chuyển cây nuôi cấy mô sang điều kiện ex vitro. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG III. CÔNG NGHỆ PHÔI VÔ TÍNH – HẠT NHÂN TẠOCoâng ngheä sinh hoïc thöïc vaät Chöông 3. Coâng ngheä phoâi voâ tính – Haït nhaân taïo CHƯƠNG III. CÔNG NGHỆ PHÔI VÔ TÍNH – HẠT NHÂN TẠO Một vấn đề trong việc sử dụng phương pháp nuôi cấy mô để tạo nên câycon mới nhằm thay thế phương pháp nhân giống bằng hạt là phải tính đến việcgiảm nhân công lao động để từ đó giảm giá thành cây nuôi cấy mô. Một trongnhững giai đoạn tốn nhiều sức lao động nhất là giai đoạn chuyển cây nuôi cấy môsang điều kiện ex vitro. Phôi vô tính có một ưu thế rất đặc biệt so với các thể nhângiống in vitro khác là nó sở hữu một hệ thống vận chuyển tương tự như hạt ngoàitự nhiên. Nhờ đó mà phôi vô tính được nghiên cứu rất nhiều và được sử dụng đểlàm vật liệu để sản xuất hạt nhân tạo, đây là một phương pháp thu được nhiều lợinhuận dựa trên khả năng nhân giống cây trồng thông qua sự phát triển phôi sinhdưỡng.1. Phôi vô tính Hạt là cơ quan bảo quản chất mầm và nhân giống ở tất cả thực vật có hoa.Hạt có chứa phôi phát triển từ hợp tử sau khi sự thụ tinh giữa một tế bào trứng vớimột giao tử đực diễn ra. Sự tái tổ hợp gene trong suốt quá trình hình thành cũngnhư sự kết hợp giữa hai giao tử đóng vai trò quan trọng trong sự tiến hoá của thựcvật hạt kín. Trong suốt quá trình tiến hóa, nhiều loài thực vật đã phát triển nênnhững cách nhân giống mới để vượt qua các trở ngại gây ra bởi yếu tố môi trường,gene, yếu tố vật lý làm ngăn cản quá trình ra hoa, tạo hạt. Các cách nhân giốngmới này bao gồm sự tạo thành những cấu trúc như thân củ, thân rễ, củ, thân bò,...Một hình thức tiến bộ khác xuất hiện ở những loài có khả năng sinh sản vô tính đólà tạo phôi từ giao tử không được thụ tinh hoặc từ các tế bào sinh dưỡng. Cũnggiống như phôi hợp tử, các phôi vô tính này phát triển trong hạt, được bảo vệ vàphân tán đi như các hạt tự nhiên. Sinh sản vô tính được coi như là không chịukiểm soát bởi gene, nhưng các điều kiện môi trường về nhiệt độ, quang kỳ cũngthúc đẩy sự phát triển từ hữu tính sang vô tính. Sự tạo phôi vô tính bất định xuất hiện ở một số loài thực vật hạt kín trongtự nhiên hay trong các thí nghiệm được tiến hành bằng phương pháp nuôi cấy môvà tế bào thực vật in vitro. Quá trình hình thành phôi vô tính này được mô tả bằngthuật ngữ “somatic embryogenesis”. Những mô tả đầu tiên về sự hình thành phôivô tính trong nuôi cấy tế bào được đưa ra khi nuôi cấy tế bào cà rốt. Kể từ đó thìhiện tượng này được nghiên cứu thành công trên nhiều đối tượng một lá mầmthuộc các họ: Alliaceae, Araceae, Asparagaceae, Dioscoreaceae, Gramineae,Henerocallidaeae, Iridaceae, Liliaceae, Musaceae, Orchidaeae, Zingiberaceae. 22 Coâng ngheä sinh hoïc thöïc vaät Chöông 3. Coâng ngheä phoâi voâ tính – Haït nhaân taïo1.1. Khái niệm về phôi vô tính Phôi vô tính, phôi soma, phôi sinh dưỡng hay phôi thể hệ đều là khái niệmđể mô tả một cấu trúc lưỡng cực bất định bao gồm cực chồi và cực rễ, mà dướinhững điều kiện thích hợp thì có thể phát triển thành một cơ thể có chức nănghoàn chỉnh. Sự hình thành phôi vô tính được xem như là một con đường phát triểnriêng biệt, khác hẳn với con đường phát sinh cơ quan chồi và rễ. Trong đó, một tếbào sẽ phát triển thành một cấu trúc có mô phân sinh chồi và rễ đầy đủ và khôngcó kết nối với hệ thống mao mạch của mô mẹ ban đầu. Sự tạo phôi vô tính là mộtquá trình nguyên vẹn và vì vậy sự phát sinh chồi chỉ là một biến đổi của quá trìnhcảm ứng và phát triển của phôi. Với quan niệm như trên thì sự tạo phôi có thểđược coi như là kết quả của một chuỗi các sự kiện phát sinh cơ quan c ạnh tranhnhau. Không như những cơ thể sinh vật khác, ở thực vật, tính toàn thế của tế bàokhông chỉ có ở các tế bào của phôi hợp tử mà các tế bào sinh dưỡng cũng có mangtính toàn thế. Sự linh hoạt của chương trình biệt hóa giúp cho các tế bào đã biệthóa hoàn toàn vẫn có thể trở về giai đoạn sinh phôi dưới những điều kiện nhấtđịnh. Sự lặp lại toàn bộ chương trình phát sinh cơ thể thông qua việc khởi đầu sựtạo phôi đòi hỏi sự tái thiết lập biểu hiện của những gene cần thiết. Sau khi đãhoàn toàn thoát khỏi chức năng trước đó của các tế bào đã biệt hóa, các tế bào sinhdưỡng mang tính toàn thế dưới tác động cảm ứng phân chia của tế bào sẽ có trạngthái biến dưỡng tương tự như phôi hợp tử. Phôi vô tính có thể được hình thành từ một tế bào đơn hay từ cả một cụm tếbào. Thông qua một quá trình phân chia có thứ tự, ở phôi sẽ diễn ra sự biệt hoá,trưởng thành và phát triển thành cây con. Cây có thể phát triển từ một hay từ mộtcụm tế bào phôi. Sự sinh phôi từ một tế bào sinh dưỡng được định nghĩa là một quá trình màtrong đó một hay vài tế bào sinh dưỡng, trong các điều kiện thực nghiệm (bao gồmviệc sử dụng các chất điều hòa sinh trưởng thực vật), có thể tham gia vào một quátrình phân chia theo một trật tự nhất định để tạo thành một ...