Giáo trình học môn CN nuôi cấy mô tế bào thực vật - Chương 2

Chương 2. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 2.1. Học thuyết tế bàoNăm 1662, Robert Hooke đã thiết kế kính hiển vi đơn giản đầu tiên và quan sát được cấu trúc của miếng bấc bần bao gồm nhiều hạt nhỏ, ông gọi các hạt nhỏ đó là tế bào (cells). Năm 1675, Anton Van Leeuwenhoek xác nhận cơ thể động vật cũng bao gồm các tế bào. Ông quan sát dưới kính hiển vi thấy máu động vật có chứa các hồng cầu và ông gọi đó là các tế bào máu. Nhưng mãi đến năm 1838, Matthias Jacob Schleiden...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình học môn CN nuôi cấy mô tế bào thực vật - Chương 2 16 Chương 2. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN2.1. Học thuyết tế bào Năm 1662, Robert Hooke đã thiết kế kính hiển vi đơn giản đầu tiên và quan sátđược cấu trúc của miếng bấc bần bao gồm nhiều hạt nhỏ, ông gọi các hạt nhỏ đó là tế bào(cells). Năm 1675, Anton Van Leeuwenhoek xác nhận cơ thể động vật cũng bao gồm cáctế bào. Ông quan sát dưới kính hiển vi thấy máu động vật có chứa các hồng cầu và ônggọi đó là các tế bào máu. Nhưng mãi đến năm 1838, Matthias Jacob Schleiden (nhà thựcvật học) và 1839, Theodor Schwann (nhà động vật học) mới chính thức xây dựng họcthuyết tế bào. Schleiden và Schwann khẳng định rằng: Mỗi cơ thể động thực vật đều baogồm những thể tồn tại hoàn toàn độc lập, riêng rẽ và tách biệt, đó chính là tế bào. Có thểnói Schleiden và Schwann là hai ông tổ của học thuyết tế bào. Tuy nhiên, cả hai ôngkhông phải là các tác giả đầu tiên phát biểu một nguyên tắc nào đó, mà chỉ là diễn đạtnguyên tắc ấy rõ ràng và hiển nhiên tới mức nó được phổ biến rộng rãi và cuối cùng đãđược đa số các nhà sinh học thời ấy thừa nhận. 2.1.1. Tính toàn thế của tế bào (cell totipotency). Haberlandt (1902) là người đầu tiên đề xướng ra phương pháp nuôi cấy tế bàothực vật để chứng minh cho tính toàn thế của tế bào. Theo ông mỗi một tế bào bất kỳ củamột cơ thể sinh vật đa bào đều có khả năng tiềm tàng để phát triển thành một cá thể hoànchỉnh.Như vậy mỗi tế bào riêng rẽ của một cơ thể đa bào đều chứa đầy đủ toàn bộ lượngthông tin di truyền cần thiết của cả sinh vật đó và nếu gặp điều kiện thích hợp thì mỗi tếbào có thể phát triển thành một cơ thể sinh vật hoàn chỉnh. Hơn 50 năm sau, các nhàthực nghiệm về nuôi cấy mô và tế bào thực vật mới đạt được thành tựu chứng minh chokhả năng tồn tại và phát triển độc lập của tế bào. Tính toàn thế của tế bào thực vật đãđược từng bước chứng minh. Nổi bật là các công trình: Miller và Skoog (1953) tạo đượcrễ từ mảnh mô cắt từ thân cây thuốc lá, Reinert và Steward (1958) đã tạo được phôi vàcây cà rốt hoàn chỉnh từ tế bào đơn nuôi cấy trong dung dịch, Cocking (1960) tách đượctế bào trần và Takebe (1971) tái sinh được cây hoàn chỉnh từ nuôi cấy tế bào trần của lácây thuốc lá. Kỹ thuật tạo dòng (cloning) các tế bào đơn được phân lập trong điều kiện invitro đã chứng minh một thực tế rằng các tế bào soma, dưới các điều kiện thích hợp, cóthể phân hóa để phát triển thành một cơ thể thực vật hoàn chỉnh. Sự phát triển của một cơthể trưởng thành từ tế bào đơn (hợp tử) là kết quả của sự hợp nhất sự phân chia và phânCông nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật http://www.ebook.edu.vn 17hóa tế bào. Để biểu hiện tính toàn thế, các tế bào phân hóa đầu tiên trải qua giai đoạnphản phân hóa (dedifferentiation) và sau đó là giai đoạn tái phân hóa (redifferentiation).Hiện tượng tế bào trưởng thành trở lại trạng thái phân sinh và tạo ra mô callus khôngphân hóa (undifferentiation) được gọi là phản phân hóa, trong khi khả năng để các tế bàophản phân hóa tạo thành cây hoàn chỉnh (whole plant) hoặc các cơ quan thực vật đượcgọi là tái phân hóa. Ở động vật, sự phân hóa là không thể đảo ngược trở lại. Như vậy, sựphân hóa tế bào là kết quả cơ bản của sự phát triển ở những cơ thể bậc cao, nó thườngđược gọi là cytodifferentiation. 2.1.2. Thể bội và gen Gen quyết định các tính trạng ở thực vật. Có tính trạng tương ứng với một gennhưng cũng có nhiều tính trạng liên quan đến nhiều gen, các tính trạng đó gọi là tínhtrạng đơn gen và tính trạng đa gen. Hai gen nằm trên một vị trí nhất định trên nhiễm sắc thể tương đồng gọi là allen.Tuy cùng tham gia quyết định một tính trạng nhưng mỗi allen qui định một đặc điểmriêng. Ví dụ màu hoa, một allen có thể mang thông tin di truyền cho hoa màu đỏ , allenkia cho hoa màu trắng.Trường hợp này ta có cá thể dị hợp tử về tính trạng màu hoa, nếucả 2 allen đều mang thông tin di truyền cho màu đỏ thì ta có cá thể đồng hợp tử. Đối vớicá thể dị hợp tử, một allen có thể là allen trội, allen còn lại là allen lặn. Allen trội quyếtđịnh tính trạng. Có trường hợp trội hoàn toàn và trội không hoàn toàn. Trội không hoàntoàn khi tổ hợp 2 allen sẽ cho tính trạng trung gian. Thể bội là danh từ chỉ số bộ nhiễm sắc thể có trong tế bào, mô, cá thể thực vật vớiqui định chung là ở các tế bào sinh sản có 1 bộ nhiễm sắc thể được gọi là thể đơn bội.Hợp tử, sản phẩm dung hợp của 2 giao tử đơn bội, có thể là nhị bội với số nhiễm sắc thể2n. Tất cả các tế bào soma hình thành do sự phân chia hợp tử đều là nhị bội. Trên thực tếcó thể tìm thấy cùng lúc nhiều mức bội thể khác nhau ở các mô khác nhau của cơ thểthực vật.(4n, 8n) Đólà hiện tượng đa bội hóa do nội giảm phân. Khoảng một nửa thực vậtbật cao ở mức đa bội thể. Số nhiễm sắc thể cơ bản của loài là X ( là số đơn bội nhỏ nhấttron ...