Nuôi cấy tế bào và chọn dòng tế bào

Bản thân mỗi tế bào thực vật là một đơn vị độc lập, nó chứa đựng tất cả những thông tin di truyền đặc trưng của cơ thể từ đó nó sinh ra.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nuôi cấy tế bào và chọn dòng tế bào Chương 7. NUÔI CẤY TẾ BÀO VÀ CHỌN DÒNG TẾ BÀO7.1. Nuôi cấy tế bào đơn Bản thân mỗi tế bào thực vật là một đơn vị độc lập, nó chứa đựng tất cả những thông tindi truyền đặc trưng của cơ thể từ đó nó sinh ra. Cho nên m ỗi tế bào có th ể xây d ựng l ại toàn b ộcơ thể mới nhờ tính toàn thế. Thực vât bâc cao là môt nguôn cung câp cac hợp chât hoa hoc va ̀ ̣ ̣ ̣ ̀ ́ ́ ́ ́ ̣dược liêu rât quan trong. Tuy nhiên trong những năm gân đây san lượng cac th ực vât đo ́ rât kho ́ ̣ ́ ̣ ̀ ̉ ́ ̣ ́đam bao ở mức ôn định do hâu quả cua môt số yêu tố như: ̉ ̉ ̉ ̣ ̉ ̣ ́ - Điêu kiên tự nhiên không thuân lợi. ̀ ̣ ̣ - Chi phí lao đông ngay cang tăng. ̣ ̀ ̀ - Khó khăn kỹ thuât và kinh tế trong trông trot. ̣ ̀ ̣ Phương phap nuôi cây tế bao dịch huyền phù (dịch lỏng) của thực vât co ́ kha ̉ năng gop ́ ́ ̀ ̣ ́phân giai quyêt những khó khăn trên.Những tế bào trải qua quá trình nuôi c ấy và sinh tr ưởng ̀ ̉ ́trong dịch huyền phù gọi là dòng tế bào. Dòng tế bào có những đặc điểm sau: - Khả năng tách tế bào cao - Phát sinh hình thái đồng nhất - nhân to và tế bào chất đậm đặc - Nhiều hạt tinh bột - Có những dẫn liệu tạo cơ quan - Có khả năng nhân đôi trong 24-72 giờ - Mất tính toàn thế - Tăng mức đa bội thể Dịch huyền phù được tạo ra do sự nuôi cấy một m ảnh mô sẹo không có kh ả năng bi ệthóa, trong môi trường lỏng và được chuyển động trong suốt th ời gian nuôi c ấy.Có th ể nuôi c ấymột mảnh mô biệt hóa vào trong môi trường m ặc dù thời gian nuôi c ấy s ẽ kéo dài nh ưng nh ữngtế bào nuôi cấy sẽ ở trạng thái tự do. Tuy nhiên không có dịch huyền phù nào ch ỉ có nh ững t ếbào đơn. Các tế bào liên kết với kích thước khác nhau, các tế bào đang phân chia và những tế bàochết. Danh từ xốp (friability) dùng để chỉ những tế bào tách rời nhau sau khi phân chia. Mức độ tách rời tế bào phụ thuộc khả năng tạo nhiều tế bào xốp và được điều khiển bởimôi trường. Tăng tỉ lệ Cytokinin/ Auxin sẽ sản xuất nhiều tế bào xốp. Cần có một lượng mô sẹo ban đầu thích hợp là 2-3 g/cm 3. Khi mô sẹo được cấy vào dịchlỏng ta có ngay giai đoạn Lag-phase. Đây là giai đo ạn đầu tiên cho đến khi có tín hi ệu phân chiađầu tiên, sau đó là giai đoạn Exponential-phase và Linear-phase; là giai đo ạn tế bào phân chia, t ếbào tăng số lượng và tăng quần thể nhanh. Sau cùng là giai đoạn Stationary-phase là giai đo ạn t ếbào không phân chia, lượng tế bào sinh ra và chết đi bằng nhau. Sau cùng là giai đoạn suy vong. Những tiên bộ cua kỹ thuât nay trong những năm gân đây đã được nhiều công trình tông ́ ̉ ̣ ̀ ̀ ̉kêt. Nuôi cấy tế bào thực vật trong điều ki ện in vitro để sản xuất các chất tự nhiên có một số ́ưu điểm sau: - Các tế bào thực vật có thể được nuôi cấy trong các điều kiện nhân t ạo mà không ph ụthuộc vào thời tiết và địa lý. Không cần phải vận chuyển và bảo quản m ột số lượng l ớn cácnguyên liệu thô. - Có thể kiểm soát chất lượng và hiệu suất của sản phẩm bằng cách loại bỏ các tr ở ngạitrong quá trình sản xuất thực vật, như là chất lượng của nguyên li ệu thô và s ự đ ồng nh ất gi ữacác lô sản xuất. - Một số sản phẩm trao đổi chất có thể được sản xuất từ nuôi c ấy dịch huyền phù cóchất lượng cao hơn trong cây hoàn chỉnh. - Một số sản phẩm trao đổi chất có thể được sản xuất từ nuôi c ấy dịch huyền phù cóchất lượng cao hơn trong cây hoàn chỉnh. Thách thức lớn nhất đối với công nghệ tế bào thực vật là sự ổn định cho phép nuôi c ấytế bào thực vật trên quy mô lớn và đạt hiệu suất tối đa cho sự tích lũy và s ản xu ất các h ợp ch ấttự nhiên (hay còn gọi là các sản phẩm thứ cấp). Điều này có thể thực hiện bằng cách ch ọn l ọccác kiểu gen thích hợp và các dòng tế bào có sản l ượng cao, xây d ựng các công th ức môi tr ườngdinh dưỡng hợp lý để nuôi cấy tế bào, thiết kế và vận hành các h ệ th ống nuôi c ấy t ế bào(bioreactor) hiệu quả. Chúng ta cũng có thể sử dụng kinh nghiệm và ki ến th ức có đ ược t ừ nuôicấy vi sinh vật để áp dụng cho nuôi cấy tế bào thực vật. Tuy nhiên, t ế bào th ực v ật và vi sinhvật có một số đặc điểm khác nhau, vì thế c ần phải cải bi ến và đi ều ch ỉnh các đi ều ki ện nuôicấy cũng như cấu hình của nồi phản ứng (bioreactor) để tìm đ ược các yêu c ầu đ ặc thù c ủa nuôicấy tế bào thực vật. Hình 7. 1 Thiết bị nuôi cấy tế bào đơn7.2 Chọn dòng tế bào Kỹ thuât chon dong tế bao đã ra đời rât sớm trong nghiên cứu vi sinh vât. Nhưng ở thực vât ̣ ̣ ̀ ̀ ́ ̣ ̣bâc cao, kỹ thuât nay mới được ứng dung cach đây khoang hơn 20 năm. Người ta co ́ thê ̉ tiên hanh ̣ ̣ ̀ ̣ ́ ̉ ́ ̀xử lý và chon loc tế bao thực vât ở ba mức độ chính: ̣ ̣ ̀ ̣ ̣ - Mô seo (callus). - Tế bao đơn (single cell). ̀ - Tế bao trân (protoplast). ̀ ̀ Muc đich chon loc in vitro có thể khai quat ở những điêm sau : ̣ ́ ̣ ̣ ́ ́ ̉ - Chon dong tế bao chông chiu cac điêu kiên bât lợi cua ngoai canh, ví du: chống chiu nong, ̣ ̀ ̀ ́ ̣ ...