Giáo trình CN nuôi cấy mô tế bào thực vật - Chương 8

Chương 8. NUÔI CẤY MÔ THỰC VẬT VÀ VẤN ĐỀ LÀM SẠCH VIRUS Ở THỰC VẬT 8.1. Tầm quan trọngTạo giống chống chịu các bệnh virus là một hướng nghiên cứu khả quan. Nhưng trong thực tế, chọn tạo giống gặp nhiều khó khăn do thiếu nguồn gen có khả năng chống chịu với các loại bệnh virus khác nhau. Bên cạnh đó, việc tạo giống cây lưu niên còn gặp trở ngại hơn do mất nhiều thời gian và công sức. Gần đây, kỹ thuật gen đã mở ra triển vọng tạo giống miễn dịch di truyền với một...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình CN nuôi cấy mô tế bào thực vật - Chương 8 270 Chương 8. NUÔI CẤY MÔ THỰC VẬT VÀ VẤN ĐỀ LÀM SẠCH VIRUS Ở THỰC VẬT8.1. Tầm quan trọng Tạo giống chống chịu các bệnh virus là một hướng nghiên cứu khả quan. Nhưngtrong thực tế, chọn tạo giống gặp nhiều khó khăn do thiếu nguồn gen có khả năng chốngchịu với các loại bệnh virus khác nhau. Bên cạnh đó, việc tạo giống cây lưu niên còn gặptrở ngại hơn do mất nhiều thời gian và công sức. Gần đây, kỹ thuật gen đã mở ra triểnvọng tạo giống miễn dịch di truyền với một số loại virus bằng cách chuyển gen protein vỏvirus hoặc gen iARN vào cây trồng, làm cây có khả năng bất hoạt gen và mARN virus.Tuy nhiên, nhiều vấn đề kỹ thuật và lý luận vẫn còn khá nan giải. Hình 8.1.Các dạng cấu tạo ngoài của virus Do vậy, phương pháp có hiệu quả nhất hiện nay vẫn là tạo ra các vật liệu nhângiống sạch bệnh virus qua nuôi cấy đỉnh chồi, đỉnh sinh trưởng hoặc kết hợp với xử lýhoá chất, nhiệt độ. Những phương pháp này đã giúp loại trừ các bệnh virus khác nhaukhỏi vật liệu nhân giống và tạo giống sạch bệnh ở một loạt cây trồng, chủ yếu là khoaitây, khoai lang, sắn, tỏi, cây ăn quả có múi, chuối, nho, mơ, mận, cây hoa như cúc, cẩmchướng... Phương pháp này cho phép loại bỏ hầu hết các bệnh virus, viroid và các tácnhân gây bệnh tương tự virus (Vasil và Thorpe, 1994). Chóp đỉnh sinh trưởng được coi là sạch bệnh virus. Mẫu mô nuôi cấy càng nhỏ vàcàng gần đỉnh sinh trưởng thì khả năng sạch bệnh càng lớn. Dường như có tương quan tỷlệ thuận giữa kích thước mẫu với khả năng cây tái sinh sạch bệnh (Stone, 1982; Green vàLo, 1989). Nhưng trong một vài trường hợp, việc loại trừ virus rất khó khăn và khôngphụ thuộc vào kích thước mẫu do một số virus có khả năng sinh sản và chuyển dịchGiáo trình nuôi cấy mô tế bào thực vật 271nhanh chóng đến vùng sinh trưởng (Theiley và cs, 1984). Người ta đã quan sát thấy mậtđộ virus khá cao ở vùng chóp đỉnh sinh trưởng của một số loài dưới kính hiển vi điện tử(Toussaint và cs, 1984). Do vậy, việc kết hợp kỹ thuật nuôi cấy này với các yếu tố kìmhãm virus như hoá chất, nhiệt độ có thể tăng cường khả năng loại trừ bệnh virus và tạogiống sạch bệnh ở cây trồng. Hình 8.2. Cà chua bị bệnh virus đốm vàng Hầu hết các cây trồng nông-lâm nghiệp đều bị nhiễm các hệ thống gây bệnh nhưnấm, virus, vi khuẩn, mycoplasma và nematodes. Các tác nhân gây bệnh không phải luôngây chết cây, nhưng nó thường xuyên làm giảm năng suất và chất lượng của cây trồng.Trong khi các tác nhân gây bệnh khác gần như luôn xâm nhiễm vào cơ thể thực vật quanhân giống sinh dưỡng, thì các bệnh virus lại xuất hiện ở cả những cây trồng nhân giốngbằng hạt cũng như nhân giống sinh dưỡng. Mặc dù các cây trồng bị nhiễm bệnh vi khuẩnvà nấm có thể phản ứng với việc xử lý các hợp chất diệt khuẩn (bactericidal) và diệt nấm(fungicidal), nhưng người ta chưa thể sản xuất ra các hợp chất thương mại diệt virus đểchữa bệnh cho các cây trồng nhiễm virus. Để sản xuất cây sạch bệnh virus, thông thường người ta chọn ra một hoặc nhiềucây khỏe mạnh và sau đó nhân giống chúng bằng phương thức sinh dưỡng, tạo ra mộtquần thể cây khoẻ mạnh. Nhưng tại nơi mà quần thể của một dòng hoàn toàn bị nhiễmbệnh virus thì chỉ có cách thu được cây sạch bệnh thông qua nuôi cấy mô. Các mô phânsinh đỉnh ở các cây bị nhiễm bệnh thường hoặc là sạch bệnh hoặc chứa nồng độ virus rấtthấp. Tuy nhiên, nồng độ của virus trong cây tăng lên tương ứng với việc tăng khoảngcách tính từ các đỉnh phân sinh. Các lý do khác nhau để cho mô phân sinh không hoặc ítbị virus xâm nhiễm là: (a) các virus di chuyển dễ dàng trong cơ thể thực vật thông qua hệthống mạch dẫn là cấu trúc mà ở đỉnh phân sinh không có, (b) hoạt tính trao đổi chất caotrong quá trình phân chia của các tế bào phân sinh ngăn cản sự chép virus, và (c) nồng độauxin nội sinh cao ở trong các đỉnh chồi có thể ức chế sinh sản của virus. Morel và Martin (1952) đã ứng dụng các kỹ thuật nuôi cấy mô để loại bỏ sự xâmnhiễm virus ở thực vật. Họ nuôi cấy các đỉnh phân sinh tách ra từ cây Dahlia bị nhiễmGiáo trình nuôi cấy mô tế bào thực vật 272virus và thu được các cây sạch bệnh. Sau đó, các tiến bộ trong loại bỏ virus bằng kỹ thuậtnuôi cấy mô đã được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp. Nuôi cấy đỉnh phân sinh cũngcho phép thu được các cây sạch những bệnh khác như bệnh viroid (dạng virus-tác nhângây bệnh chỉ chứa một đoạn rất ngắn RNA), mycoplasma, vi khuẩn, và nấm.8.2. Nguyên lý làm sạch virus Danh từ làm sạch virus chỉ đúng về nội dung của công việc. Đó là việc phải giảiphóng các thực vật bị nhiễm virus khỏi virus. Ở đây chỉ đề cập tới các cây trồng nhângiống vô tính vì phương thức nhân giống này là nguyên nhân truyền bệnh từ thế hệ nàysang thế ...