Nuôi cấy mô là phương pháp có vai trò và ý nghĩa quan trọng trong công nghệ nhân giống. Vậy nuôi cấy mô là gì? Cơ sở tế bào học của nuôi cấy mô được dựa vào đâu và thành tựu của nó ra sao? Tất cả những thắc mắc đó sẽ được DINHNGHIA.INFO giải đáp qua bài viết về nuôi cấy mô tế bào dưới đây.
Khái niệm nuôi cấy mô tế bào. Cơ sở tế bào học của nuôi cấy mô
Nuôi cấy mô tế bào là gì?
Khái niệm nuôi cấy mô tế bào – cơ sở khoa học ý nghĩa luôn là vấn đề được nhiều người quan tâm. Có thể hiểu, nuôi cấy mô tế bào là tổng hợp các kỹ thuật được sử dụng để nuôi cấy và duy trì mô tế bào trong điều kiện vô trùng. Biện pháp này sẽ được áp dụng trên các môi trường giàu dinh dưỡng và với những thành phần đã được xác định từ trước.
Trong các phương pháp nuôi cấy mô hiện nay, lai tế bào là phương pháp được áp dụng rộng rãi nhất. Lai tế bào là gì? Lai tế bào là phương pháp kết hợp hai tế bào trần của của hai loài khác nhau, từ đó tạo ra tế bào lai chứa hệ gen của cả 2 loài ban đầu.
Vậy dựa trên cơ sở nào để giúp các nhà khoa học thực hiện được quá trình nuôi cấy mô tế bào? Hãy cùng tìm hiểu cơ sở tế bào học của nuôi cấy mô dưới đây.
Cơ sở tế bào học của nuôi cấy mô
Mô tế bào bào là một phần của cơ thể nhưng chúng vẫn có tính độc lập riêng biệt. Vì thế, khi ta tách riêng chúng để nuôi trong một môi trường thích hợp với đầy đủ các chất dinh dưỡng, các mô tế bào có thể phát triển thành mô cơ quan, thậm chí là mô cơ thể.
Tế bào thực vật có tính toàn năng. Tức là mọi tế bào sẽ đều có cùng hệ gen và có khả năng sinh sản vô tính. Do đó, chúng có thể được nuôi cấy để tạo ra cơ thể mới. Dựa trên tính toàn năng này, phương pháp nuôi cấy mô tế bào đã xuất hiện. Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào được dựa trên sự nhân đôi và phân li đồng đều của các nhiễm sắc thể trong quá trình nguyên phân.
Ưu điểm của phương pháp nuôi cấy mô
So với những phương pháp truyền thống, phương pháp nuôi cấy mô có rất nhiều ưu điểm. Đó là:
- Giúp tạo ra chính xác số cây nhân bản. Qua đó giúp tạo ra loài mới có tính trạng như mong muốn ban đầu.
- Tạo ra các cây trong điều kiện dinh dưỡng đầy đủ, giúp các cây trưởng thành một cách nhanh chóng hơn và phòng tránh được sâu bệnh.
- Giúp tạo ra các loài cây mà không cần hạt hay quá trình thụ phấn thông thường.
- Giúp tái sinh các cây hoàn chỉnh từ những tế bào thực vật đã được biến đổi gen, tạo ra các loài mới tốt hơn.
- Làm sạch các cây bị nhiễm virus, giúp tăng năng suất và làm nguồn nguyên liệu.
Ứng dụng của phương pháp nuôi cấy mô tế bào
Chính nhờ những ưu điểm tuyệt vời, nuôi cấy mô tế bào đang được áp dụng ngày càng rộng rãi trong cả nghiên cứu và sản xuất. Phương pháp nuôi cấy phấn và chồi được áp dụng để tạo ra các loài cây cảnh với số lượng lớn.
Bên cạnh đó, dựa trên cơ sở tế bào học của nuôi cấy mô, các nhà khoa học có thể bảo tồn được giống cây quý hiếm hoặc đang bị đe dọa. Đồng thời, các nhà khoa học còn có thể sàng lọc được những cây trồng có tính trạng tốt, tạo ra các dược phẩm sinh học hay cứu phôi của một số loài khó sinh trường.
Để hiểu rõ hơn phần kiến thức này, chúng ta hãy cùng tìm hiểu một số câu hỏi trắc nghiệm nhé.
Một số câu hỏi về nuôi cấy mô tế bào thực vật
Câu 1: Khi nói về nuôi cấy mô và tế bào thực vật phát biểu nào sau đây không đúng:
A. Phương pháp nuôi cấy mô giúp bảo tồn một số loài gen quý hiếm đang có nguy cơ tuyệt chủng.
B. Phương pháp nuôi cấy mô giúp tạo ra một số lượng lớn cây trưởng thành trong thời gian ngắn
C. Phương pháp nuôi cấy mô giúp tiết kiệm được diện tích khi nhân giống
D. Phương pháp nuôi cấy mô được sử dụng để tạo ra nguồn gen biến dị tổ hợp.
Đáp án: D.
Như đã tìm hiểu ở trên, cơ sở tế bào học của nuôi cấy mô được dựa trên sự nhân đôi và phân li đồng đều của các nhiễm sắc thể trong quá trình nguyên phân, do đó sẽ không tạo ra biến dị tổ hợp.
Câu 2: Thành tựu công nghệ tế bào là?
A. Tạo ra giống dâu tằm cho năng suất lá cao hơn
B. Tạo ra giống lúa có khả năng tổng hợp dưỡng chất tốt hơn
C. Tạo ra cừu Đôly
D. Tạo ra vi khuẩn E.coli – một chủng vi khuẩn có khả năng sản xuất insulin giúp điều trị bệnh tiểu đường.
Đáp án C. các thành tựu của công nghệ tế bào là gồm: tạo giống thực vật và tạo giống động vật thông qua việc cấy truyền phôi và nhân bản vô tính. Xét từng đáp án, ta thấy lí do như sau:
Phương án A: thành tựu của phương pháp gây đột biến thông qua tác nhân hóa học
Phương áo B và D: thành tựu của công nghệ gen.
Phương án C: thành tựu của công nghệ nuôi cấy mô [nhân bản vô tính].
Câu 3: Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về công nghệ tế bào thực vật?
A. Bằng phương pháp nuôi cấy mô thực vật, các nhà khoa học tạo ra được các kiểu gen đồng nhất
B. Khi ta nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn chưa thụ tinh, kết quả sẽ tạo ra một dòng đồng hợp tử về số gen
C. Khi dung hợp 2 tế bào trần của 2 loài thực vật, ta có thể tạo ra giống mới có kiểu gen đồng hợp của cả 2 loài.
D. Công nghệ tế bào thực vật giúp nhân giống các cây quý hiếm.
Dựa vào ứng dụng của công nghệ tế bào thực vật, ta có thể dễ dàng trả lời là đáp án D/
Vậy là chúng ta đã tìm hiểu xong về nuôi cấy mô tế bào, cũng như cơ sở tế bào học của nuôi cấy mô tế bào rồi. Nếu có bất cứ thắc mắc gì về phần kiến thức cơ sở tế bào học của nuôi cấy mô, hãy nhanh chóng để lại nhận xét phía dưới nhé. Chúng ta sẽ cùng nhau trao đổi và thảo luận!
Nuôi cấy mô tế bào là phương pháp tách rời tế bào, mô nuôi cấy trong môi trường thích hợp và vô trùng để chúng tiếp tục phân bào, biệt hóa thành mô, cơ quan để phát triển thành cây mới.
Môi trường dinh dưỡng:
- Nguyên tố đa lượng: N, S, Ca, K, P
- Nguyên tố vi lượng: Fe, B, Mo, I, Cu
- Đường: Glucozơ, Saccarozơ
- Chất điều hòa sinh trưởng: Auxin, Cytokinin
Hình 1. Minh họa quá trình nuôi cấy mô tế bào
II - CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO
1. Tính toàn năng của tế bào
- Tế bào chứa hệ gen qui định loài đó, mang toàn bộ lượng thông tin của loài
- Tế bào có thể sinh sản vô tính khi nuôi cấy trong môi trường thích hợp để tạo thành cây hoàn chỉnh
Hình 2. Sơ đồ thể hiện tính toàn năng tế bào thực vật
2. Khả năng phân hóa và phản phân hóa
Hình 3. Sơ đồ quá trình phân hóa và phản phân hóa tế bào
- Phân hóa tế bào: là quá trình từ tế bào phôi sinh biến đổi thành tế bào chuyên hóa đảm bảo các chức năng khác nhau
- Phản phân hóa tế bào: Là quá trình chuyển tế bào chuyên hóa về tế bào phôi sinh trong điều kiện thích hợp và tiếp tục phân chia mạnh mẽ
III - QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NHÂN GIỐNG BẰNG NUÔI CÂY MÔ TẾ BÀO
1. Quy trình
Hình 4. Quy trình công nghệ nhân giống bằng nuôi cấy mô tế bào
Bước 1: Chọn vật liệu nuôi cấy
- Chọn mẫu tốt, không bị nhiễm bệnh
- Cách làm:
- Chọn cây mẹ khỏe, sạch bệnh
- Chọn mô phân sinh đỉnh chồi, đỉnh rễ, bộ phận non
Bước 2: Khử trùng
- Mẫu và dụng cụ được tẩy rửa, khử trùng
- Cắt đỉnh sinh trưởng thành phần tử nhỏ, tẩy rửa, khử trùng ở buồng vô trùng
Bước 3: Tạo chồi
- Môi trường dinh dưỡng:
- Nguyên tố đa lượng: N, S, Ca, K, P
- Nguyên tố vi lượng: Fe, B, Mo, I, Cu
- Đường: Glucozơ, Saccarozơ
- Chất điều hòa sinh trưởng: Auxin, Cytokinin
- Để phát triển thân cành cho chồi trong môi trường dinh dưỡng có bổ sung Cytokinin hoạt hóa tạo chồi
Bước 4: Tạo rễ
- Khi chồi đạt tiêu chuẩn về chiều cao, số lá thì chuyển sang môi trường tạo rễ, bổ sung chất kích thích auxin, IBA…
Bước 5: Cấy cây vào môi trường thích ứng
- Chuyển cây sang môi trường thích ứng gần giống với môi trường tự nhiên về: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng…
Bước 6: Trồng cây trong vườn ươm
- Khi cây đủ chiều cao, thân lá thì chuyển cây ra vườn ươm
2. Ý nghĩa
- Nhân với số lượng lớn, trên quy mô công nghệ
- Sản phẩm sạch bệnh và đồng nhất về di truyền
- Hệ số nhân giống cao