Hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời

Giới thiệu Ngày nay, việc nghiên cứu cải thiện các quy trình nhân giống thực vật nhất là cây hoa cảnh trong ống nghiệm rất được quan tâm bởi nhiều nhà khoa học trên khắp thế giới. Ðể ứng dụng của hệ thống vi nhân giống thông thường trên môi trường thạch vào quy mô công nghiệp nhằm giảm tỷ lệ nhiễm bệnh, giảm chi phí giá thành...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thờiHệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời Hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời1. Giới thiệuNgày nay, việc nghiên cứu cảithiện các quy trình nhân giốngthực vật nhất là cây hoa cảnhtrong ống nghiệm rất được quantâm bởi nhiều nhà khoa học trênkhắp thế giới. Ðể ứng dụng củahệ thống vi nhân giống thôngthường trên môi trường thạch vàoquy mô công nghiệp nhằm giảmtỷ lệ nhiễm bệnh, giảm chi phígiá thành, tăng hệ số nhân giống.Nhiều nghiên cứu đã sử dụngphương pháp nuôi cấy trong môitrường lỏng có hay không có lắc.Kỹ thuật này cho phép đạt đượchệ số nhân chồi, tạo phôi soma,PLB (protocorm-like body: thểgiống protocorm), … nhiều hơnso với trên môi trường thạch.Tuy nhiên khi nuôi cấy trong môitrường lỏng mẫu cấy bị trươngnước và bị hiện tượng thủy tinhthể do ngập quá lâu trong môitrường, ngoài ra mẫu còn bịnhững tổn thương do quá trìnhlắc. Vì vậy để kết hợp những ưuđiểm của hệ thống nuôi cấy trênthạch với nuôi cấy lỏng, vào năm1983, Harris và Mason đã thiếtkế hai hệ thống nuôi cấy ngậpchìm tạm thời là hệ thống nuôicấy nghiêng và hệ thống Rocker.Ít lâu sau, vào năm 1985 Tisseratvà Vandercook đã thiết kế một hệthống nuôi cấy tự động APCSđây là hệ thống có thể thay thếđược môi trường và có thể sửdụng nuôi cấy trong một thờigian dài mà không cần cấychuyền. Ngoài ra còn có một sốhệ thống ngập chìm tạm thời mộtphần hay toàn phần được điềukhiển tự động bằng máy tính haybán tự động. Hiện nay đáng chúý là hệ thống nuôi cấy ngập chìm ®tạm thời RITA của hãng Cirad,Pháp; BIT® Twin Flask của Cubađã được khảo sát và nghiên cứutrên nhiều đối tượng khác nhau.2. Nguyên tắc vận hành và cấutrúc cơ bản hệ thốngTất cả các hệ thống này đều tuântheo những điều kiện được đề rabởi Teisson và cộng sự năm 1999:(1) tránh sự ngập liên tục là yếu tốảnh hưởng tiêu cực lên sự sinhtrưởng và phát sinh hình thái củamẫu cấy; (2) cung cấp sự trao đổioxy một cách đầy đủ; (3) cungcấp sự hòa trộn đầy đủ; (4) có thểthay đổi môi trường và điều khiểntự động; (5) hạn chế sự nhiễm; (6)giá thành hạ.Tất cả các hệ thống nuôi cấy ngậpchìm tạm thời đều phải tuân theomột nguyên tắc là phải có khảnăng tạo ra sự ngập chìm khôngliên tục theo chu kỳ xác định. Cáchệ thống đều có ngăn chứa môitrường riêng, có thể chung mộtbình chứa nhưng có hai ngăn khácnhau hay gồm một hệ thống bìnhchứa nối với hệ thống chứa mẫucấy bằng hệ thống ống dẫn vàbơm điều khiển. Các mẫu cấythường được đặt trên những đĩabằng nhựa polypropylene thànhmột cụm, điều này giúp tiết kiệmđược thời gian phải đặt mẫu lêntrên giá thể thạch trong nuôi cấythông thường.Tóm lại, hệ thống nuôi cấy ngậpchìm tạm thời thông thường cónhững bộ phận chủ yếu sau:- Bơm hay máy nén khí tạo áp lựcđể hút môi trường từ ngăn chứalên ngăn chứa mẫu cấy và ngượclại- Hệ thống cài đặt thời gian dùngđể điều khiển chu kỳ ngập- Hệ thống ống dẫn và van điềukhiển- Các màng lọc- Bình nuôi cấy thường bằng nhựapolycarbonate hay thủy tinhDựa theo nguyên tắc và nguyên lýđể tạo ra hệ thống ngập chìm tạmthời, nhiều nhà khoa học đã thiếtkế và tạo ra các hệ thống ngậpkhác nhau, tùy vào mục đích nuôicấy khác nhau.Sau đây là ba biến thể khác nhauđã được phát triển và bán rộng rãitrên thị trường, đó là hệ thốngRITA®, thứ hai là hệ thống bìnhđôi BIT®, và hệ thống Plantima.a. Hệ thống RITA®Hình 1. Hệ thống RITA®, Pha 1:mô không ngập trong môitrường, Pha 2: hiện tượng ngậpđược hoạt hóa, các van mở ra chokhí đi qua các màng lọc đẩy môitrường lỏng lên ngập mô cấy, Pha3: sự trao đổi khí trong hệ thốngRITA®, Pha 4: chu kỳ kết thúc,các van đóng lại và môi trườnglỏng rút xuống ngăn bên dưới. ®Hệ thống RITA (Hình 1) là côngtrình của Teisson và Alvard vàonăm 1995. Một bình chứa 1 Lgồm có hai phần, phần trên chứamẫu cấy và phần dưới chứa môitrường. Một áp suất vượt mức tácđộng vào môi trường lỏng chứatrong phần dưới và đẩy chúngdâng lên ngăn chứa mẫu cấy. Mẫucấy được ngập chìm trong môitrường lỏng lâu hay mau tùy theothời gian áp suất vượt mức đượcduy trì. Trong suốt thời gian ngập,không khí được sục vào trong môitrường lỏng, môi trường đượcchuyển động làm cho mẫu cấyxoay trở được các mặt tiếp xúcvới bề mặt môi trường, áp suấtvượt mức sau đó được thoát rabên ngoài nhờ một ngõ ra phíatrên đầu hệ thống.b. Hệ thống bình sinh đôi BIT®Hệ thống bình sinh đôiBIT® (Hình 2) được thiết kế bởiEscalona và cộng sự (1998) đượcdự định nhân giống số lượng lớnqua con đường phát sinh phôisoma. Ðối với nhân giống theocon đường phát sinh cơ quan kíchthước mẫu cấy đòi hỏi một hệthống có thể tích lớn hơn và rẻhơn. Con đường dễ dàng nhất đểđạt được trạng thái ngập chìm tạmthời theo chu kỳ nhất định là nốihai bình thủy tinh hay plastic cókích thước từ 250 ml - 10 L bằngmột hệ thống ống dẫn, và điềukhiển tạo ra áp suất vượt mức đểđưa môi trường vào bình chứamẫu và ngược lại. Hệ thống ®BI ...